番茄木瓜低糖果酱制备及其理化性质研究

林志荣，刘 兰

（1.中华全国供销合作总社管理干部学院，北京 100032；2.广东石油化工学院，广东茂名 100086）

番茄含有人体所需的多种微量元素，营养丰富且风味独特。番茄红素的抗氧化能力是胡萝卜素的3.2 倍，是维生素E 的100 倍。Stahl 等[1]研究表明，平时多摄入富含番茄红素的食物可避免紫外线（UV）照射产生红斑。Rao等[2]研究发现，提高番茄红素摄入量可降低冠心病发生的风险。番茄中维生素A 含量也非常高，可以有效缓解视力疲劳，对夜盲症也有辅助治疗作用。

木瓜含有木瓜蛋白酶、番木瓜碱、黄酮等多种活性成分，具有消炎、抗癌、抗肿瘤和助消化等功效[3]。谭文波等[4]对小鼠皮肤进行试验，结果表明木瓜黄酮具有较明显的抗皮肤衰老作用。木瓜属于典型的呼吸跃变型水果，在常温下贮藏容易腐烂变质，可以制作成木瓜果酱等产品，增加产品附加值。

果酱风味独特，营养丰富且易于保存，深受消费者欢迎。目前市场上的果酱以高糖果酱为主，含糖量高达65%以上，口感过于甜腻，不利于人体健康，逐步被低糖果酱所取代。用番茄木瓜制成的低糖果酱营养健康，风味独特，但由于含糖量低难以形成高甲氧基果胶，酱体凝胶性差，易析水。本文采用低甲氧基果胶和黄原胶作为复合增稠剂，解决了低糖果酱黏稠性差、水分易析出等问题；借助单因素试验和正交试验，优化了番茄木瓜低糖果酱的工艺配方；借助流变仪考察了温度对果酱流变特性的影响，以期为工业化生产提供工艺参数和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

番茄，‘夏川7 号’，市售；木瓜，番木瓜，市售。

柠檬酸、氯化钙，食品级，天津博迪化工股份有限公司；黄原胶、低甲氧基果胶，食品级，重庆力宏精细化工有限公司；白砂糖、食盐，食品级，市售。

1.2 仪器与设备

数显恒温水浴锅，HH-6 型，江苏科析仪器有限公司；打浆机，JYL-CO12 型，九阳股份有限公司；糖度计，RHB32 型，山东恒美电子科技有限公司；色差仪，RS-232C 型，柯尼卡美能达公司；流变仪，AR1000 型，美国TA 有限公司；电烤箱，MG38MD-ADRF，美的集团股份有限公司；真空干燥箱，DZF-6020 型，上海博迅实业有限公司。

1.3 方法

1.3.1 番茄木瓜低糖果酱制备工艺流程

番茄木瓜低糖果酱制备工艺流程见图1。

图1 番茄木瓜低糖果酱制备工艺Fig.1 Preparation technology of tomato and papaya low-sugar jam

1.3.2 操作要点

（1）制备番茄浆

挑选无破损、腐烂的新鲜番茄，用流水洗净，在100 ℃下热烫2～3 min，达到软化和灭酶的目的。去皮去根蒂，按料水比1∶2（g/mL）打浆至浆体细腻均匀[5]。

（2）制备木瓜浆

挑选质优、无破损、无腐烂的八成熟木瓜，洗净后去皮、去籽、切块。将木瓜浸入1.0%食盐水中护色10 min 后捞出，按料水比1∶2（g/mL）打浆至浆体细腻均匀[6]。

（3）调配、浓缩

将得到的番茄浆和木瓜浆按一定的质量比调配混匀，然后加入果酱质量0.1%的氯化钙，加热熬煮5 min后，再依次加入白砂糖和柠檬酸，继续浓缩至黏稠状，不断搅拌防止焦糊，在浓缩接近终点时加入复合增稠剂（低甲氧基果胶∶黄原胶=2∶1），当可溶性固形物含量达到40%左右时（按折光度计）停止加热，此时，果酱呈片状从玻璃棒上滑落[7]。

（4）灌装、密封

浓缩达到终点后立即灌装，罐装时酱体温度不低于85 ℃。酱体与瓶口留一定的顶隙，灌装后立即密封。

（5）杀菌、冷却

在100 ℃沸水中杀菌15 min，依次放入80、60、40 ℃水中梯度降温，最后自然冷却至室温[8]。

1.4 番茄木瓜果酱配方的优化

1.4.1 单因素试验

以感官评分为指标，分别对番茄与木瓜配比（4∶6、5∶5、6∶4、7∶3 和8∶2），白砂糖添加量（10%、20%、30%、40%和50%），柠檬酸添加量（0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%）和复合增稠剂添加量（0.15%、0.30%、0.45%、0.6%和0.75%）进行单因素试验，以确定番茄木瓜低糖果酱的最佳基础配方。

1.4.2 正交试验

在单因素试验的基础上，确定影响番茄木瓜果酱的主要因素为番茄与木瓜配比（A）、白砂糖添加量（B）、柠檬酸添加量（C）和复合增稠剂添加量（D），采用L9(34)进行正交试验，通过感官评分选出最佳配方，试验设计的因素和水平见表1。

表1 正交试验因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogona experiment

1.5 测定指标与方法

1.5.1 感官评价

随机挑选10 名经过培训的食品专业人员，对果酱的气味、色泽、滋味、组织状态和涂抹性5 个方面进行评定，满分为100 分，结果取平均值，感官评分标准见表2。

表2 番茄木瓜低糖果酱感官评分标准Table 2 The standard of sensory score evaluation on tomato and papaya low-sugar jam

1.5.2 流变性研究

平行板间距1 mm，剪切速率为1～150 s-1，分别测定4、25、40、60 ℃条件下剪切应力和黏度随剪切速率的变化。结果用Herschel-Bulkley 模型进行拟合，得到流变学参数τ0、K和n[9-10]。Herschel-Bulkley 模型见公式（1）。

式中，τ为剪切应力，Pa；τ0为屈服应力，Pa；K为稠度系数，Pa·sn；γ为剪切速率，s-1；n为流动特征指数。

1.5.3 理化指标测定

（1）保水性

准确称取番茄木瓜低糖果酱成品10～15 g，置于真空干燥箱中，约30 ℃放置4 h 后称量质量[11]。保水性计算公式见式（2）。

式中，G1为果酱真空放置后质量，g；G2为果酱烘箱干燥后质量，g；G3为果酱样品质量，g。

（2）脱水收缩率

选用直径为60 mm 的饼干，将果酱均匀地涂在饼干表面，果酱的直径为40 mm，厚度为10 mm，烤箱温度约为170 ℃，一般选择烤箱中间的位置进行高温加热。相对焙烤稳定性（RBS）和相对形成稳定性（RFS）由加热后果酱的内径和外径测得。

式中，x为高温加热后果酱的外径，mm；y为高温加热后果酱的内径，mm。

当RBS＜RFS时，果酱会有脱水收缩的现象，对果酱的定型有一定的帮助，一般脱水收缩性在5%以内是允许的[12-13]。

（3）色差

取一定量果酱于透明平板上，将果酱均匀铺平，进行测定时，先进行白板校正，再用黑板校正，对果酱不同位置进行测定，并记录果酱亮度L*的变化，+表示偏亮，-表示偏暗[14-15]。

（4）可溶性固形物含量

按照GB/T 10786—2006《罐头食品的检验方法》进行测定[16]。

1.5.4 微生物指标

按照GB/T 4789.2—2016 食品安全国家标准《食品微生物学检验》中菌落总数测定方法。

1.6 数据处理

采用Origin 8.1 软件进行数据分析，计算标准误差并制图，实验数据以3 次重复的“平均值±标准差”表示。通过正交助手ⅡV 3.1 软件对果酱配方进行优化。

2 结果与分析

2.1 果酱配方确定

2.1.1 番茄与木瓜配比对果酱感官品质的影响

从图2 可以看出，感官评分随着番茄和木瓜配比的增加呈先增大后降低的趋势，番茄和木瓜配比为6∶4时，复合果酱感官评分最高，为92.0，此时果酱为鲜亮的橘黄色，番茄和木瓜味道协调，果酱酸甜适宜，口感柔和润滑。继续增大番茄的添加量，木瓜的风味逐渐被覆盖，产品的色泽、滋味不突出，导致感官评分降低。故番茄和木瓜最佳配比为6∶4。

图2 番茄与木瓜配比对产品感官品质的影响Fig.2 Effect of the ratio of tomato to papaya on the sensory quality of products

2.1.2 白砂糖添加量对果酱感官品质的影响

白砂糖不仅可以增加果酱清甜的口感，还具有防腐和稳定VC 的作用，此外，对增加果酱固形物的含量也有一定作用[17]。从图3 可以看出，感官评分随着白砂糖添加量增加呈先增大后降低的趋势，白砂糖添加量为20%时，复合果酱的感官评分最高，此时果酱甜酸适宜。继续增加白砂糖会使复合果酱产生甜腻感，故感官评分略有下降。因此，白砂糖适宜添加量为20%。

图3 白砂糖添加量对产品感官品质的影响Fig.3 Effect of the amount of sugar added on sensory quality of products

2.1.3 柠檬酸添加量对果酱感官品质的影响

柠檬酸在果酱中起到调节pH 值、防腐抑菌和护色的作用，其添加量直接影响果酱的口感风味[18-19]。由图4可知，果酱感官评分随柠檬酸添加量的增加呈先上升后下降的趋势，当柠檬酸添加量为0.10%时，果酱酸甜适中，果香味较浓郁，感官评分最高。柠檬酸添加量较低时，滋味较差，口感不丰富；柠檬酸添加量过多时，破坏了果酱的酸甜平衡，使得复合果酱的酸味盖过了甜味，感官评分降低。因此，柠檬酸最佳添加量为0.10%。

图4 柠檬酸添加量对产品感官品质的影响Fig.4 Effect of the amount of citric acid added on sensory quality of products

2.1.4 复合增稠剂添加量对果酱感官品质的影响

从图5 可以看出，随着复合增稠剂添加量的增加，果酱的感官评分呈先增大后减小的趋势，当复合增稠剂添加量为0.45%时，果酱不仅滋味协调，且凝胶性好，酱体软硬适中，感官评分最高。这是因为低甲氧基果胶中的羧基与氯化钙中的钙离子产生桥联作用形成凝胶，使酱体更加稳定[20-21]。当增稠剂添加量过低时，果酱偏软，凝胶性差，易析出汁液；增稠剂添加量过大时，果酱虽然凝胶性好，但酱体偏硬，涂抹性差。因此，复合增稠剂最适添加量为0.45%。

图5 复合增稠剂添加量对产品感官品质的影响Fig.5 Effect of the amount of compound thickeners added on sensory quality of products

2.1.5 正交试验结果分析

由表3 可知，影响感官评价因素由大到小依次为A、B、D、C，即番茄与木瓜配比的影响最大，柠檬酸添加量的影响最小。最优组合是A2B3C3D2，在此条件下，做三次平行验证实验，感官评价得分为92.5，说明其为最佳组合，即番茄木瓜最佳配比为6∶4，蔗糖添加量30%，柠檬酸添加量0.15%，复合增稠剂添加量0.45%。该配方下制得的番茄木瓜低糖果酱颜色为橘黄色，酸甜适宜，具有番茄木瓜浓郁香味，酱体呈软胶凝状，具有一定的流散性，无析水，涂抹性良好。

表3 果酱配方优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiment for jam formula optimization

2.2 果酱流变特性分析

食品在加工和贮藏过程中，温度是最常见且重要的工艺参数之一，所以了解温度变化对番茄木瓜果酱流变性的影响具有非常重要的意义。图6 是在4、25、40、60 ℃温度条件下得到的果酱剪切应力、黏度随剪切速率变化的曲线。

图6 不同温度下番茄木瓜果酱的剪切速率与黏度、剪切力的流变曲线Fig.6 Rheological curve of shear rate and viscosity (or shear stress) of tomato and papaya jam at different temperatures

由图6 可知，在同一温度下，番茄木瓜果酱表观黏度随剪切速率的增加而降低，表现为非牛顿流体的剪切稀化现象。这是由于剪切速率突然增大，果酱分子结构被破坏，分子间结合力变差，从而使黏度降低，出现剪切稀化现象[22-23]。同一剪切速率下，果酱的表观黏度随温度增加而减小。这主要是因为温度不断上升，流体受热膨胀，分子间的距离逐渐增大，从而使分子间的作用力下降，导致流体流动过程中分子内摩擦减小，体系黏度下降[22-24]。

由图6 可知，在同一温度下，剪切应力值随剪切速率的上升而增大；在相同剪切速率下，剪切应力值随温度的上升而下降。且图中的流变曲线并没有经过原点，说明番茄木瓜果酱体系存在屈服应力，当外界的剪切应力超过内部的屈服应力时，果酱才能产生流动。

利用Herschel-Bulkley 模型对果酱剪切应力-剪切速率的数据点进行回归拟合（见表4）。结果表明，R2＞0.98，说明Herschel-Bulkley 模型可以较好地拟合不同温度下番茄木瓜果酱的流变特性曲线；不同温度下果酱体系的流动指数0＜n＜1，曲线上凸，均为非牛顿假塑性流体。试验中温度的改变对果酱K值和n值都产生了一定的影响，温度升高，n值增大，K值减小，果酱牛顿流体的趋势增大；温度降低，n值减小，K值增大，果酱表观黏度和剪切稀化程度增大，稳定性增强。

表4 果酱流体类型Herschel-Bulkley 方程拟合参数Table 4 Fitting parameters of Herschel-Bulkley equation for fluid type of jam

2.3 产品质量指标

2.3.1 感官指标

果酱呈橘黄色，颜色鲜亮，滋味酸甜，具有番茄木瓜浓郁香味。酱体均匀细腻，软凝胶状，涂抹性好，无分层析水现象。

2.3.2 理化指标

试验制得的番茄木瓜低糖果酱理化指标与市面上番茄果酱进行对比，结果见表5。由表5 可知，番茄木瓜低糖果酱在保水性和脱水收缩率方面相比市面上的番茄果酱稍具优势，保水性好，果酱水分就不容易散发，酱体不容易萎缩、塌陷。番茄和木瓜由于各种酶和酚类物质的存在，在加工制作过程中容易发生褐变反应，影响产品的色泽，试验通过热烫和护色降低了果酱的褐变程度，但果酱还是存在一定程度的轻微褐变，色差L*值低于市面番茄酱。番茄木瓜低糖果酱可溶性固形物含量为35.20%±0.78%，与市面上番茄果酱较为接近。因此，本试验研制的番茄木瓜果酱是一款健康、绿色、营养美味的低糖果酱。

表5 果酱理化指标对比表Table 5 The contrast on physical and chemical indexes of jams

2.3.3 微生物指标

检测到番茄木瓜复合果酱的微生物指标为菌落总数≤100 CFU/g，大肠杆菌≤30 CFU/g，致病菌未检出。

3 结论及展望

通过试验可知，番茄木瓜果酱最佳工艺配方为番茄与木瓜配比6∶4，白砂糖30%，柠檬酸0.15%，复合增稠剂（低甲氧基果胶∶黄原胶=2∶1）0.45%。各温度下果酱均为屈服-假塑性流体，低温下果酱具有较高的表观黏度和剪切稀化度。通过理化检测可知番茄木瓜低糖果酱有较强的保水性，可溶性固形物含量为35.20%±0.78%。本实验并未对果酱的护色做系统研究，导致产品的明度较差，故后期实验将对果酱护色做深入研究，为番茄木瓜低糖果酱的工业化生产提供工艺参数和理论依据。