五味子皮渣超微粉碎及其复合低糖果酱工艺研究

王晨，文连奎

（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118）

五味子皮渣超微粉碎及其复合低糖果酱工艺研究

王晨，文连奎*

（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118）

以五味子皮渣、人参为主要原料，采用单因素试验及正交设计，筛选出五味子皮渣复合果酱的最佳超微粉碎和配方参数。结果表明：粉碎时间为5h、水分含量为9%、球料质量比为3∶1、球尺寸为12mm和14 mm的球各50%，粒度小于178.2 μm的颗粒累积分布量为100%。五味子浆液与人参浆液质量比为3∶2、加入CMC-Na为浆液的0.8%、加入白砂糖为浆液的40%，浓缩至可溶性固形物为40%时，复合果酱具有较高的稳定性，组织均匀细腻，酸甜适口，具有轻微的五味子特有的香味和人参的天然风味。

五味子皮渣；超微粉碎；低糖果酱；工艺

五味子（Schisandra chinensis）为木兰科植物五味子的干燥成熟果实，别名山花椒、五味等。《新修本草》载“五味皮肉甘酸，核中辛苦，都有咸味”，故有五味子之名［1-5］。

人参为五加科多年生植物，又称为亚洲参，在中国东北土名“棒槌”，人参以根系入药，含人参皂苷，是主要的药用成分，具有愈后恢复、增强体力、调节荷尔蒙、降低血糖和控制血压、控制肝指数和肝功能保健等功效。目前人参已作为新资源食品原料，现有人参酒、人参茶、人参糖等人参食品［6-9］。

板栗，壳斗科栗属植物，又名栗、栗子等。栗果营养丰富，含有维生素C及矿物质钾、锌、铁等，现有板栗罐头、板栗饼等［10-11］。

果酱是把含有果胶类水果浆、糖及酸度调节剂混合后，加温熬制而成的凝胶食品，主要用于涂抹面包或吐司上食用，传统的果酱制品含糖量一般都高达60%～65%。低糖果酱是指含糖量在45%以下的果酱，其优点是突出了原果风味和清爽的口感。近年来国内已开始了低糖果酱方面的研究［12-13］。

高能纳米冲击磨通过罐体快速的多维摆动式运动，使磨介在罐内的不规则运动产生巨大的冲击力，可使被粉碎的物质达到纳米级，同时，提高被粉碎颗粒的均匀度。本试验对五味子皮渣进行超微粉碎，辅以人参、板栗研制复合低糖果酱，为五味子的深度开发提供理论参考。

1　材料与方法

1.1材料

干燥五味子（一级品）：购于健龙生物科技参茸特产商行。

鲜人参（三等品）：购于抚松万良人参市场；板栗：购于长春市欧亚超市；白砂糖、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）：食品级，市售。

1.2主要仪器设备

OK1092打浆机：佛山市顺德区欧科电器有限公司；WYT-4型手持糖度计：泉州中友光学仪器有限公司；TXQ1S64b1280灭菌锅：北京鸿泰顺延科技有限公司；50AB胶体磨：温州市瓯海振业食品机械；50L-150L真空电热熬糖锅：安徽省蚌埠市西市区前进路425号；BT-9300HT激光粒度分布仪：丹东百特仪器有限公司；DV-1+PRO数字式粘度计：上海尼润智能科技有限公司；CJM-SC-B01高能纳米冲击磨：秦皇岛市太极环纳米制品有限公司。

1.3方法

1.3.1五味子皮渣浆液的制备

1.3.1.1工艺流程

五味子→清洗→热浸提→打浆与去籽→烘干→超微粉碎→打浆

1.3.1.2操作要点

1）五味子：果实要充分成熟，色泽鲜红，香气浓郁。

2）清洗：对原料进行分选，剔除成熟度较差五味子，特别是烂果粒及枯烂果梗必须除去，用流动清水多次冲洗。

3）热浸提、打浆与去籽：1∶10（质量比）加水，于95℃下浸提90 min，打浆去除掉浆籽，留下皮渣。

4）烘干：温度50℃～60℃，烘干到含水量在11%以下。

5）粉碎：①粗粉五味子皮渣，普通粉碎机，最粗粒度80目～100目。②超微粉碎，按试验设计用高能纳米冲击磨进行超微粉碎。将物料与磨球按照一定的体积比放入高能纳米冲击磨罐内，盖上端盖后拧紧螺丝，将拧好的罐体放入机器的套壳内，用螺母固定。球磨时间到，停机开罐，用筛网把球料分离。过400目筛网后装袋包装，目的是防止一些分子形成软团聚。

6）打浆：与水以1∶8（质量比）的比例打成浆状。

1.3.2人参浆液的制备

选取优质鲜人参，用清水清洗表面杂质。人参切片，与水以1∶6的质量比例于打浆机中打浆3次，浆液备用。

1.3.3板栗浆液的制备

选取新鲜板栗，去壳后破碎成小块，与水以1∶8（质量比）的比例于打浆机中打浆3次，浆液备用。

1.3.4五味子皮渣低糖果酱制备

1.3.4.1工艺流程

五味子浆液、人参浆液、板栗浆液→混合调配→真空浓缩→装罐→密封→杀菌→冷却→检验→成品

1.3.4.2操作要点

1）混合调配：将五味子浆液、人参浆液按试验设计比例配比，再与板栗浆液混合，入真空锅中，五味子浆液、人参浆液的配比液与板栗浆液的比例是1∶1（质量比），加热混合浆液，以混合液为基料，边搅拌边加入以基料为比例的白砂糖和CMC-Na，充分溶解。

2）真空浓缩：调配液加热，在真空度0.09 MPa下浓缩至含糖40%～45%。

3）装罐、密封、杀菌与冷却：浓缩液趁热装罐，浆液中心温度在85℃以上时迅速密封。将密封后的产品于沸水中杀菌15 min～20 min，而后冷却至室温。

1.4五味子皮渣低糖果酱工艺试验

1.4.1五味子皮渣超微粉碎单因素试验设计

以平均粒径为评价指标，研究粉碎时间、水分含量、球料比、球尺寸等因素对五味子皮渣超微粉碎的影响，确定3个水平进入正交试验。

1.4.1.1不同粉碎时间对五味子超微粉工艺的影响

以水分含量9%，球料比3∶1，10 mm和12 mm的磨介球各一半，选择4、5、6、7、8 h进行试验；

1.4.1.2不同的水分含量对五味子超微粉工艺的影响

以粉碎时间6 h，球料比为3∶1，10 mm和12 mm的磨介球各一半，选择7%、8%、9%、10%、11%进行试验；

1.4.1.3不同球料比对五味子超微粉工艺的影响

以粉碎时间6 h，水分含量9%，10 mm和12 mm的磨介球各一半，选择1∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1进行试验；

1.4.1.4不同尺寸的磨介球对五味子超微粉工艺的影响

以粉碎时间6 h，水分含量9%，球料比3∶1，选择尺寸分别为8 mm、8 mm和10 mm各一半、10 mm和12 mm各一半、12 mm和14 mm各一半和14 mm的磨介球进行试验。

以上单因素试验中，球尺寸均指不同尺寸的磨介球各一半。

1.4.2五味子皮渣超微粉碎优化试验

在单因素试验结果的基础上，选取影响超微粉体品质的4个主要因素，即粉碎时间、水分含量、球料比和球尺寸中的3个水平，采用L9（34）正交表，进行正交试验，以平均粒径为评价指标确定最佳超微粉碎工艺参数。

1.4.3五味子皮渣低糖果酱配方试验设计

五味子皮渣低糖果酱配方试验设计方案见表1。

表1　配方L9（34）正交试验因素水平表Table 1　Factors and level of L9（34）orthogonal test

1.5分析测定方法

1.5.1感官评分标准及方法

选择食品科学与工程专业10人组成评审小组，对调配样品进行评审。从色泽、香气、滋味、涂抹性及状态等方面进行评定，评分标准如表2。

表2　感官评分标准Table 2　Sensory rating criterria

1.5.2理化标准测定方法

可溶性固形物：折光计法（20℃）。总酸：NaOH滴定法。粘度：数字式粘度计法。粒度：激光粒度分布仪法。

2　结果与分析

2.1五味子皮渣超微粉碎试验结果与分析

2.1.1粉碎时间对平均粒径的影响

粉碎时间对平均粒径的影响见图1。

随着粉碎时间的增加，五味子超微粉的粒径逐渐减小，但超过6 h之后，粒径变小的趋势不是特别明显。如果继续延长粉碎时间，粉体粒径不但没有减小，反而会使一些分子形成软团聚，不仅没有达到理想的要求，而且增加了生产的成本。因此，选择5、6、7 h作为正交试验的粉碎时间。

图1　粉碎时间对超微粉体平均粒径的影响Fig.1　The impact of superfine griding time to the average particle size of superfine powder

2.1.2水分含量对平均粒径的影响

水分含量对平均粒径的影响见图2。

图2　水分含量对超微粉体平均粒径的影响Fig.2　The impact of moisture content to the average particle size of superfine powder

当水分含量在7%～9%时，粉体粒径随着水分含量的增加而逐渐减小；水分含量大于9%时，粉体粒径逐渐增大。因此，可以选择8%～10%作为正交试验的水分含量。

2.1.3球料比对平均粒径的影响

球料比对平均粒径的影响见图3。

图3　球料比对超微粉体平均粒径的影响Fig.3　The impact of the percentage of ball and material to the average particle size of superfine powder

当球料质量比在1∶1～3∶1时，粉体粒径随着球料比的增加而逐渐减小，变化的趋势非常明显；球料比大于3∶1时，几乎没有明显的变化，而且当球料比大于3∶1时，虽然粉体平均粒径减小，但是生产的损耗比较大，给成本带来了不便。因此，选取质量比2∶1～4∶1作为正交试验的球料比。

2.1.4球尺寸对平均粒径的影响

球尺寸对平均粒径的影响见图4。

图4　球尺寸对超微粉体平均粒径的影响Fig.4　The Impact of the ball size to the average particle size of superfine powder

当磨介球的尺寸小于10 mm和12 mm时，粉体的平均粒径逐渐减小，超微粉的体积达到最小。当磨介球尺寸大于10 mm和12 mm时，粉体的平均粒径逐渐增大，而且增大的趋势特别明显。这可能是因为磨介球尺寸变大，球与球之间的空隙变大，导致粉体体积变大。因此，选取8 mm～10 mm、10 mm～12 mm、12 mm～14 mm磨介球作为球尺寸的标准。

2.1.5五味子皮渣超微粉碎工艺优化结果

五味子皮渣超微粉碎工艺优化结果见表3。

表3　五味子皮渣超微粉碎正交L9（34）试验设计与结果表Table 3 Schisandra chinensis skin slag superfine grinding orthogonal L9（34）experiment design and results table

表3的结果表明，各因素对五味子超微粉的影响程度由大到小依次为C>A>D>B，即为球料比、粉碎时间、球尺寸、水分含量。通过K值得出制作五味子超微粉的最佳配方组合为A3B2C2D3，经验证试验在A3B2C2D3条件下的超微粉粒度最小，为16.30 μm，即粉碎时间为7 h、水分含量为9%、球料质量比为3∶1、球尺寸为12 mm和14 mm的球各一半。在此条件下，加工成的五味子超微粉色泽鲜明，具有五味子超微粉特有的香气，组织状态均匀。

2.1.6五味子皮渣超微粉的平均粒径和累计含量分布图

五味子皮渣超微粉的平均粒径和累计含量分布见图5。

图5　五味子皮渣超微粉的平均粒径和累计含量分布图Fig.5　Distribution of the average particle size and cumulative content of the superfine grinding of the Schisandra chinensis skin slag

其中，从图中我们可以看出五味子超微粉的中位粒径为17.94 μm，当粒径在0.153 μm～0.170 μm时，在该区间上的分布含量为0.05%，累计含量为0.05%；当粒径在17.05 μm～18.97μm时，在该区间上的分布含量为3.75%，累计含量为51.98%；当粒径在179.7 μm～200.0 μm时，在该区间上的分布含量为0.01%，累计含量为100.0%。

2.2五味子皮渣果酱配方试验结果与分析

五味子果酱配方试验正交试验结果见表4。

表4　五味子果酱配方L9（34）正交试验设计与结果表Table4　The formula of Schisandra chinensis jam L9（34）orthogonal experiment desgin and reslut table

通过R′值分析可以看出，影响五味子人参果酱的因素的主次顺序为A′>C′>B′，即五味子浆液与人参浆液的质量比、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）的添加量、白砂糖的添加量。

通过K值得出制作五味子人参果酱的最佳配方组合为A3′B2′C2′，经验证试验在A3′B2′C2′条件下制得果酱口感偏酸，五味子风味过重，感官状态不如A2′B1′C2′，由此得出五味子人参果酱的最佳配方为A2′B1′C2′，即五味子浆液与人参浆液的质量比为3∶2，白砂糖添加量为40%，羧甲基纤维素钠（CMC-Na）添加量为0.8%。

这是由于五味子浆液与人参浆液的不同比例直接影响到产品的风味，对感官评分具有较大影响，故影响最大，而羧甲基纤维素钠则关系到果酱的感官状态，故对产品评价具有较重要影响，而白砂糖加量即使在低糖果酱的糖浓度下，也使产品的糖酸比较大，故对产品评分影响最小。

2.3产品分析

对制得的五味子皮渣低糖果酱，参照国家相关标准GB/T 22474-2008《果酱》进行分析。果酱呈深褐色，质地协调，光泽均匀，具有五味子和人参特有的香气，酸甜适口，无异味，酱体均匀一致，涂抹性良好，无杂质。可溶性固形物为40.7%，总酸为0.55%，粘度为2378.3 cP，粒度近90%的颗粒在30 μm以下。微生物指标符合标准。

3　讨论

本论文为五味子皮渣复合低糖果酱加工，其关键是五味子皮渣的超微粉碎，试验过程表明，五味子皮渣粗粉碎制浆经调配后，采用胶体磨不易达到要求的粒度，果酱口感粗糙。原因可能是五味子果皮具有一定的韧性，不易被研磨至超微颗粒状态，采用高能纳米冲击磨对干燥皮渣超微粉碎，提高了颗粒细度，但是仍有约10%的粉体粒径大于超微粉要求的粒径，建议以后对其果皮特性进行深度研究，探究更好的超微粉碎方式。

4　结论

五味子皮渣超微粉的最佳超微粉碎参数为：粉碎时间7 h、水分含量9%、球料质量比3∶1、球尺寸12 mm和14 mm的球各一半。在此条件下，五味子皮渣超微粉色泽鲜艳，具有五味子皮渣超微粉特有的香气，组织状态均匀。

五味子皮渣人参复合低糖果酱的最佳配方为：五味子浆液与人参浆液质量比例为3∶2、CMC-Na添加量为浆液的0.8%、白砂糖的添加量为浆液的40%，浓缩至可溶性固形物为40%时，复合果酱呈深褐色，质地协调，光泽均匀，具有五味子和人参特有的香气，酸甜适口，无异味，酱体均匀一致，涂抹性良好，无杂质。

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Schisandra chinensis Skin Slag Superfine Grinding and Its Composite Low Sugar Jam Processing Technology Research

WANG Chen，WEN Lian-kui*
（Food Science and Engineering，Jilin Agriculture University，Changchun 130118，Jilin，China）

The experiment used Schisandra chinensis skin residue and ginseng as the main raw materials and selected the best superfine grinding compound jam and formula parameters by using the single factor test and orthogonal test.The experimental result showed that：grinding time 5 hours，the moisture content of 9%，the ball material ratio 3∶1 and the ball size for the 12 mm and 14 mm ball 50%each.Particle size was less than 178.2 μm particles of 100%cumulative distribution.Schisandra chinensis sap and ginseng sap were at the ratio of 3∶2，CMC-Na was added in sap at 0.8%and sugar was 40%.Enriched the sap until the soluble solids was 40%. Meeting the above conditions，the compound jam had high stability with slight Schisandra chinensis peculiar smell and ginseng natural flavors and the tissue was uniform and exquisite with proper acidity and sugar.

Schisandra chinensis skin slag；superfine grinding；low sugar jam；technology

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.21.022

吉林省科技发展计划项目（YYZX201242）

王晨（1991—），女（汉），在读硕士，研究方向：果蔬贮藏加工工程。

文连奎（1962—），男（汉），教授，博士生导师，研究方向：长白山野生植物资源利用。

2015-08-24