低糖西瓜翠衣柠檬果酱的研制

孙永杰，马井喜，张兴华

（1.长春科技学院 生物食品学院，吉林 长春 130600；2.长春大学 食品科学与工程学院，吉林 长春 130022）

西瓜翠衣为葫芦科植物西瓜的外层果皮，又称西瓜青[1]。经现代科学分析检测，西瓜翠衣富含蛋白质、糖、纤维素、维生素C、锌、钼、镁等多种营养成分。西瓜翠衣有着优于瓜瓤的利尿作用，具有解热去暑、消炎降压、促进人体新陈代谢、减少胆固醇沉积、软化及扩张血管的功能，含有丰富的纤维素，是糖尿病人和肥胖者的理想食品，是生产保健食品的理想资源。

柠檬是有药用价值的水果之一，它富含维生素C、糖类、钙、磷、铁、维生素B1、维生素B2、烟酸奎宁酸、柠檬酸、苹果酸、橙皮苷、柚皮苷、香豆精、高量钾元素和低量钠元素等，对人体十分有益[2]。柠檬能增强血管弹性和韧性，可预防和治疗高血压和心肌梗塞症，国外研究还发现，青柠檬可以使异常的血糖值降低[3]。

本研究充分利用西瓜翠衣资源，依据合理的配方和加工工艺，用甜味剂蛋白糖代替部分蔗糖[4]，制成可溶性固形物含量在40%以下的低糖果酱[5-6]，突出其天然风味和清新口感，营养健康。同时将西瓜皮废物利用，收到很好的经济效益，具有很好的市场前景[7]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原皮西瓜（或用西瓜瓤做其它产品剩余下来的瓜皮）、柠檬：长春双阳区农贸市场；纯净水：娃哈哈集团有限公司；白砂糖、黄原胶、低甲氧基果胶、羧甲基纤维素钠等均为市售食品级。

1.2 仪器与设备

DJ-330型打浆机：温州市七星乳品设备厂；SY72-WZ型手持糖度计：北京卓川电子科技有限公司；JT102N型电子天平：上海精天电子仪器有限公司；ACS-30型电子计价秤：永康市神特工贸有限公司；MT140型电磁锅：福州精科仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程与操作要点[8-10]

西瓜→清洗→切分→除去瓜瓤→刮去青皮层→打浆→浆体浓缩→按比例加入白砂糖、低甲氧基果胶、黄原胶→加热、搅拌→冷却→加入柠檬汁→搅拌→装罐→杀菌→成品

原料选择：选用新鲜、八九成成熟的西瓜，果肉脆嫩，皮厚l.5 cm以上，无病虫害，色泽均匀富有弹性，表面光滑有光泽的柠檬作原料。

清洗、去皮（瓤）：先洗净附着在西瓜上的泥沙等杂质，然后去除西瓜表皮青色含有蜡质的青皮层以及内部的瓜瓤，以0.1%稀盐酸溶液浸泡10 min，使其变软，并通过稀酸的作用，将原果胶变成可溶性的果胶，然后用清水多次漂洗干净。

破碎、打浆：清洗好的西瓜翠衣，用刀切成小块，放入搅拌器中搅拌成泥浆状。

浓缩：果浆先入锅加热煮沸数分钟，然后将煮沸的热糖液分2～3次加入，每次加入后需搅拌煮沸数分钟，当浓缩到可溶性固形物45%左右，再按配方要求，加入白砂糖、柠檬酸和适量增稠剂，并及时搅拌均匀。

装罐、密封：果酱出锅后应迅速装罐，使装罐后酱体中心温度不低于80℃。趁热密封，使罐内形成一定的真空度。

杀菌、冷却：果酱为酸性食品，采用常压杀菌，杀菌公式为5～15 min/100℃。杀菌后应迅速冷却，如为玻璃罐应采用分段冷却，最后冷却到室温，取出用洁净干布擦干瓶身，检查有异常现象，若一切正常，则贴上标签即成。

1.3.2 增稠剂的选择

在低糖果酱的生产中，增稠剂的选择是关键的工艺要点。因为伴随着含糖量的降低，果酱凝胶的持水力下降，酱体易析出水分，商品外观受到影响，解决这一问题的关键是选择合适的增稠剂和凝胶条件[11]。为了取得良好的凝胶形态、粘度和涂抹性，经常采用的方法是根据原料的特性选择两种或两种以上的增稠剂以一定的比例复配使用。张琪等[12]利用一定含量的低甲基果胶，再配以一定含量的黄原胶控制酱体脱水的现象。本研究利用质量分数为0.3%～0.6%的低甲氧基果胶配以0.1%～0.2%的黄原胶进行增稠剂优化试验，确定低甲氧基果胶和黄原胶最佳配比，其评分标准如表1所示。

表1 增稠剂评价标准Table 1 Evaluation standard of thickener

1.3.3 果酱配方优化单因素试验

（1）白砂糖添加量对果酱风味的影响：在加入质量分数0.16%的柠檬汁、1%的混合胶、0.05%的蛋白糖的条件下，分别加入22%、24%、26%、28%、30%的白砂糖，进行单因素试验。

（2）柠檬汁添加量对果酱风味的影响：在加入质量分数为10%的白砂糖、1%的混合胶、0.05%的蛋白糖的条件下，分别加入0.10%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%的柠檬汁，进行单因素试验。

（3）混合胶添加量对果酱风味的影响：在加入质量分数为10%的白砂糖、0.16%的柠檬汁、0.05%的蛋白糖的条件下，分别加入0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%的混合胶，进行单因素试验。

1.3.4 果酱感官评分标准

从色泽、口感、组织状态、风味特色等方面对低糖柠檬西瓜翠衣果酱感官质量进行评价，评分标准见表2，满分100分。

表2 柠檬西瓜翠衣果酱感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of watermelon peel and lemon jam

1.3.5 响应面法试验设计[13-14]

在单因素试验基础上，根据Box-Behnken的中心组合设计原理，对影响果酱风味质量的3个主要因素即白砂糖的添加量（X1）、柠檬汁添加量（X2）、混合胶添加量（X3）作3因素3水平响应面分析。其试验因素与水平设计见表3。

表3 响应面分析法试验因素与水平Table 3 Factors and levels of response surface methodology

1.3.6 理化指标及微生物指标检测

可溶性固形物的测定：参照GB/T 10786—2006《罐头食品的检验方法》的检测方法；总糖的测定：参照国标GB/T 5009.8—2008《食品中蔗糖的测定》的检测方法；总酸的测定：参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》的检测方法；锡的测定：参照GB5009.16—2014《食品安全国家标准食品中锡的测定》的检测方法；铅的测定：参照GB 5009.12—2010《食品安全国家标准食品中铅的测定》的检测方法。微生物指标中菌落总数、大肠菌群和致病菌的测定：参照GB/T 4789.24—2003《食品卫生微生物学检验糖果、糕点、蜜饯检验》的检测方法。

2 结果与分析

2.1 复合增稠剂的效果

添加低甲氧基果胶和黄原胶各种配比的复合增稠剂在相同的工艺条件下的评价结果见表4。

表4 复合增稠剂的稳定效果Table 4 Effect of compound stabilizer on the stability

由表4可知，黄原胶与低甲氧基果胶质量比为2∶5时，稳定性评分最高，是本试验的最佳配比。

2.2 果酱配方优化单因素试验结果

2.2.1 白砂糖的添加量

表5 白砂糖添加量对果酱风味的影响Table 5 Effect of sugar addition on jam flavor

白砂糖对果酱风味影响的试验结果见表5。由表5可以看出，起初随着白砂糖添加量的增加，果酱的感官品质趋于越来越好，其感官评分也越来越高，当白砂糖的添加量为26%时，酱体均匀、香气浓郁、酸甜可口，感官评分最好，此后随着白砂糖添加量的不断增加，感官品质开始变差，感官评分越来越低，所以当白砂糖添加量为26%时，感官评分最好。

2.2.2 柠檬汁添加量

由表6可以看出，在柠檬汁添加量0.10%～0.16%范围内随着柠檬汁添加量的不断增加，果酱的感官品质趋于越来越好，其感官评分也越来越高，当柠檬汁的添加量为0.16%时，酱体均匀、酸甜可口、组织细腻滑润，感官评分最高，此后随着柠檬汁添加量的继续增加，其感官品质开始变差，感官评分也越来越低，所以，当柠檬汁添加量为0.16%时，感官评分最好。

表6 柠檬汁添加量对果酱风味的影响Table 6 Effect of lemon juice addition on jam flavor

2.2.3 混合胶添加量

由表4可知，当质量分数为0.2%的黄原胶配以0.5%的低甲氧基果胶时，稳定性评分最高，即当黄原胶∶低甲氧基果胶=2∶5时，效果最好。故在混合胶添加量对果酱影响的单因素试验中，只改变混合胶添加量，每次的添加量中两种胶都采用此比例。不同混合胶添加量对果酱风味的影响见表7。

表7 混合胶添加量对果酱风味的影响Table7 Effect of mixed xanthan and pectin addition on jam flavor

由表7可以看出，随着混合胶添加量的不断增加，果酱的感官品质越来越好，其感官评分也越来越高，当混合胶的添加量为1.0%时，酱体均匀细腻、酸甜可口、香气浓郁，感官评分最高，此后随着添加量的继续增加，果酱的感官品质反而越来越差，所以，当混合胶的添加量为1.0%时，感官评分最好。

2.3 响应面优化试验结果

2.3.1 响应面优化试验设计及结果

在单因素试验的基础上，采用Box-Behnken中心组合实验设计，以白砂糖添加量（X1）、柠檬汁添加量（X2）、混合胶添加量（X3）为自变量，感官评分（Y）为评价指标进行响应面试验，试验设计及结果见表8，方差分析见表9。的回归方程极显著，且失拟检验不显著，这说明此回归模型理想。回归方程中各变量对指标影响的显著性，由F检验来判定[15]，故一次项X2极显著，二次项X12、X22极显著；X1显著，X32显著，交互项X1X2、X2X3显著。由此可见，各具体试验因素对响应值的影响不是简单的线性关系。

表8 响应面试验设计及结果Table 8 Design and experimental results of response surface methodology

2.3.2 响应面直观分析

表9 回归方程方差分析Table 9 Variance analysis of regression equation

对响应面分析实验结果所得数据采用Design-Expert 8.0.6Trial软件的ANOVA程序进行二次回归分析，试验因子对响应值的影响的回归方程为：

Y=-700.662 5+72.575X1+2 316.875X2+414.875X3+40X1X2-2.5X1X3-337.5X2X3-3.387 5X12-7 781.25X22-166.25X32

由表9的方差分析结果可以看出，所得的响应值（Y）

图1 糖、柠檬汁以及混合胶添加量交互作用对果酱感官评分影响的响应面和等高线Fig.1 Response surface plots and contour line of effects of interaction between sugar,lemon juice and compound pectin addition on jam sensory score

由多元拟合模型绘制的响应面及等高线结果见图1。等高线的形状反应交互效应的强弱大小，圆形表示两因素交互作用不显著，而椭圆形则与之相反。由图1可知，白砂糖添加量和柠檬汁添加量的交互作用较强。此外，柠檬汁的添加量对果酱风味评价的影响显著，曲面较陡；白砂糖的添加量对果酱风味评价影响相对不太显著，曲面较缓和。等高线图显示，沿柠檬汁添加量轴向等高线密集，而白砂糖添加量轴向等高线相对稀疏，说明柠檬汁添加量对响应峰值的影响比白砂糖的添加量大。白砂糖添加量与混合胶添加量间的交互作用不明显。柠檬汁添加量与混合胶添加量的交互作用是显著的，柠檬汁的添加量对响应面峰值的影响比白砂糖的添加量大。采用Design-Expert8.0.6Trial软件分析可得最优化条件为白砂糖的添加量26.62%，柠檬汁添加量为0.16%，混合胶添加量为1.00%，预测所得低糖西瓜翠衣柠檬果酱的感官评分为97.1982分。

在响应面优化出的最佳条件下进行验证试验，3次平行试验的综合平均得分为97.03分，与预测值相差不大，说明该优化方案可行。

2.3.3 果酱成品指标

（1）感官指标

果酱酱体呈草绿色，有光泽，均匀一致。具有西瓜翠衣果酱特有的风味，无焦糊味及其他异味；酱体呈半胶粘状，具有一定地流动性，无糖的结晶，且无可见杂质。

（2）理化指标

可溶性固形物36.8%；总糖33.9g/100g；总酸0.64 g/100 g；重金属含量锡（Sn）≤200 mg/kg；铅（Pb）≤2 mg/kg。

（3）微生物指标

菌落总数≤10 000 CFU/g；大肠菌群≤30 MPN/100 g；致病菌不得检出。

3 结论

本实验将西瓜翠衣变废为宝，通过添加柠檬汁制成低糖果酱，在单因素试验基础上，采用响应面法对影响低糖柠檬西瓜翠衣果酱风味评价的白砂糖添加量、柠檬汁添加量、混合胶添加量3个因素进行了方差分析。结果表明：果酱的最佳配料参数为：白砂糖26.62%，柠檬汁0.16%，混合胶1.00%，此条件下综合评分为97.03分，与理论优化值相差不大，说明试验方法可行。

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