来安花红果实成熟度及加工参数对果酱品质的影响

陈志宏,戚 涛,张志祥,汪雪莲

花红(Malusasiatica)属蔷薇科(Rosaceae)苹果属(Malus)落叶小乔木,又名林檎、沙果。我国花红种植面积很大,主要分布在我国西北、华北、华东等地,其生长海拔最高处可达到2800米,在内蒙古、甘肃、山西、山东等地也有广泛分布和种植[1]。来安花红(Laian Huahong)作为我国最古老的水果品种之一,与怀远石榴、砀山黄梨、萧县葡萄并称“安徽四大水果”。来安花红据清版《来安县志》牧副渔业类中记载“花红为来安地方果木”。《滁州地方志》记载“来安‘五彩花红’在明代即为上乘贡品”[2]。

花红果实色泽美观、酸甜爽口、香味浓郁、营养价值丰富,具有防暑解渴、消食健胃、生津祛火、防痢止泻、清火明目、杀虫解毒等作用。据江苏省农科院鉴定,来安花红鲜果中含蛋白质0.64%、还原糖5.35%,可溶总糖6.57%、有机酸0.56%、磷0.031%[2]。除鲜食外,来安花红还可加工果汁、酿酒、酿醋等[3-7],此外,红花中的多酚物质和膳食纤维具有天然抗氧化能力,可减轻氧化损伤,具有防癌、抑制衰老、改善血液循环等功效[8-9]。花红果实不耐贮藏,果肉易发面(Mealiness),因此,适时采收、贮藏保鲜和尽快加工是花红果实资源利用的重点。

果酱是将水果和调味剂经高温熬制而成的一种凝胶状食品,使用范围非常广泛。果酱是水果加工中原料利用率最高的一类产品,尤其适合于一些果实较小或不宜直接食用的果实,如桑葚、树莓[10-11]。来安花红果实较小,香味浓郁、酸甜可口,适合加工果酱。因此,文中以果酱加工为例,对来安花红果实成熟度、加工参数对果酱品质的影响进行分析,为其产品后续加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料与试剂

实验材料:花红鲜果,采摘自来安县复兴国有林场的来安花红园中,树龄10年左右。

主要试剂:氢氧化钠、硫酸、盐酸、碘、碘化钾等试剂均为分析纯试剂,购自中国医药(集团)上海化学试剂公司。蔗糖、木糖醇、F60果葡糖浆、柠檬酸等食品添加剂,均购自当地超市。α-淀粉酶(4000 U/g)、葡萄糖淀粉酶(20万 U/g),均为食品级,购自南宁东恒华道生物科技有限公司。

1.2 主要仪器设备

FA2204B分析天平(上海越平),L550型离心机(长沙湘仪),TA-XT2i/50型物性测定仪(英国Stable Micro Systems),3nh精密色差仪(深圳市三恩时), L6型紫外可见分光光度计(上海仪电),1601160S型杜马斯燃烧仪(德国赛多利斯),BA-4-10A型陶瓷纤维马弗炉(上海本昂),ANKOM 200型半自动纤维分析仪器(美国),C21-SDHC02型苏泊尔电磁炉(浙江苏泊尔),ARK650型果实去皮机(日本苏立得),GY-4型果实硬度计(苏州艾德堡),JR05-300型搅拌机(苏泊尔SUPOR),0%～50%手持式水果糖度测试仪。

1.3 实验方法

1.3.1 果酱加工

取来安花红鲜果,清洗、去梗、去萼、去皮后,用刀切成4分,手工去核,每个处理取果肉300g,放入糖液(10%蔗糖、5%木糖醇、10%果葡糖浆,0.2%柠檬酸)中加热软化,取出,放入匀浆机,根据果肉用量加入不同比例的糖液,依次经匀浆、熬煮浓缩后,趁热灌装、杀菌、冷却,得到来安花红果酱成品[12-14]。

果酱加工过程中主要考察因素及其水平如下:

糖液用量(g/100g):20、40、60、80、100;

软化时间(min):2、3、4、5、6;

匀浆时间(s):20、30、40、50、60、70;

浓缩时间(min):5、6、7、8、9。

1.3.2 来安花红果实成熟度分类

参考文献[15-16],结合来安花红果实口感和采摘时间将其成熟度分为:未熟、青熟、硬熟、过熟等4个级别,不同成熟度果实采摘时间及特点如下:

(1)未熟果实(6.20):果皮绿色,果肉白色,无香味,口感酸涩,硬度大,不宜食用。

(2)青熟果实(7.5):果皮黄绿,果肉白色,稍有清香味,口感酸、微甜,涩味明显,硬度稍有降低,可食用。

(3)硬熟果实(7.20):果皮少带红色,果肉淡黄色,有明显香味,口感酸甜,涩味淡,果肉脆爽,汁液丰富,最适宜食用。

(4)过熟果实(8.3):果皮红色或黄色,果肉淡黄色,香味浓郁,果肉沙化发面,脆度降低,汁液变少,适合老年人食用。

1.3.3 常规组分分析

水分含量:参考GB/T 5009.3-2016,直接干燥法测定。

蛋白质含量:参考GB 5009.5-2016,杜马斯仪法测定。

淀粉含量:参考GB/T 5009.9-2016,酶水解法测定。

总糖含量:参考NY/T 2637-2014,手持式折光仪法测定。

总酸含量:参考GB 12456-2021,滴定法测定。

果胶含量:参考NY/T 2016-2011,分光光度法测定。

粗纤维含量:参考GB/T 6434-2022,粗纤维测定仪法。

1.3.4 果实硬度测定

将果实平放在测定台上,取果实赤道部位4个点去皮,以一定速度将硬度计探头插入果肉一定深度,硬度计液晶显示屏上显示出果肉硬度值,记录。每种样品测定3个果实。最终取平均值作为该样品的硬度值(kgf)[17]。

1.3.5 果酱黏稠度测得

采用英国Stable Micro Systems 制造的TA-XT2i/50型物性测定仪,对果酱样品的黏稠度Consistency(g.sec)进行测定。

测定的操作参数为:TPA压缩模式,探头P/45,测试前速度2.0mm/s,测试速度2.0 mm/s,测试后速度2.0mm/s,位移距离30mm,下压程度50%,间隔时间5 s[13-14]。

1.3.6 果酱感官分析

分别从产品色泽、风味、组织细腻程度、口感(稀稠度、酸甜度、细腻程度)等对果酱感官质量进行评价(表1)[13]。

表1 来安花红果酱产品感官评价表

1.3.7 色差分析

采用3nh精密色差仪,同时测定样品的L*值、a*值、b*值,其中L*值指白度值,数值越大样品越白;a*值为红度值、b*值为蓝度值[14]。对于果酱而言,主要关注其L*值和a*值。

1.3.8 果酱出品率

果酱出品率,以最终所得果酱质量与所用来安花红果肉质量百分比表示(%)。

1.4 数据处理方法

采用Excel软件和DPS7.55数据分析软件对试验数据进行分析和整理,所有指标重复测定3次,以平均值表示最终结果。

2 结果与分析

2.1 不同成熟度来安花红果实营养组分分析

滁州地区来安花红的成熟期在7月中下旬,成熟后的果实室温下3天,果肉即出现沙化、发面现象,食用品质明显降低[2]。不同成熟期来安花红鲜果主要营养组分和硬度如表2所示。结果显示,不同成熟度果实中差异最大的营养组分有:总糖、总酸、果胶和淀粉含量,差异显著(p≤0.05),蛋白质和粗纤维含量差异不明显。随果实成熟度的增加,总糖含量呈现显著增加,即便是过熟的果实,其糖度仍然高于硬熟果实。总酸含量呈现显著降低的趋势,口感较适宜的总酸含量应该在4～8 g/kg以内。未熟和青熟期果实,因总酸含量过高,适口性很差。随成熟度的增加,果胶和淀粉含量显著降低。此外,随成熟度的增加,果实硬度显著降低(p≤0.05),处于最佳成熟度的来安花红果实,其硬度在5～7 kg/cm2范围。在果实发育后期(硬熟、过熟),内源酶对果实中果胶和淀粉的水解,是导致果实硬度降低和总糖含量提高的直接原因[18-19]。

表2 不同成熟度来安花红果实主要营养组分

2.2 果实成熟度对果酱品质的影响

采用不同成熟度来安花红果实,相同加工工艺下所得果酱的品质特性见表3。结果显示,果实成熟度对果酱的总酸含量、黏稠度、出品率、色差和感官评价结果都有显著影响,果酱中水分和总糖含量差异不大。随果实成熟度增加,所得果酱的总酸含量呈现明显降低,变化趋势与原料中总酸含量变化趋势一致。随着成熟度的增加,原料中果胶和淀粉含量的明显降低(表2),是造成其果酱黏稠度显著降低的主要原因(p≤0.05)。此外,果酱色泽方面,随着原料成熟度的增加,果酱亮度有较明显降低,红度值呈现显著增加,整体呈现棕红色。

表3 果实成熟度对来安花红果酱品质特性的影响

食品加工中,出品率是衡量生产效率的一个重要指标。采用不同成熟度来安花红加工果酱的出品率结果显示,随着成熟度的增加,果酱出品率呈显著降低趋势,其中成熟度最低的未熟(6.20)原料,果酱出品率最高,达76.34%。过熟(8.3)果实的出品率最低(54.31%),降幅28.86%。硬熟(7.20)果实的果酱出品率为70.08%(表3)。导致果酱出品率降低的主要原因是果酱加工过程中的软化环节的损失,研究发现,成熟度越高的原料,蒸煮软化期间的损失率也越高。

来安花红属于苹果属,其果实与苹果类似,含有较多的果胶和淀粉[20-21]。在软化过程中,在水和热的作用下,淀粉会发生糊化,会有助于果酱产品凝胶性的改善,同时保持较高的果酱出品率(表3)。但是,未成熟果实低糖、高酸及香味不足的特点,也会降低果酱产品的质量。而过度成熟的果实其果肉沙化、发面,会因软化期间的损失,直接导致出品率的急剧降低。因此,综合考虑果酱感官品质、质地结构以及出品率等指标,采用硬熟(7.20)期来安花红原料加工果酱,其口感、风味和质地等综合品质较好。

2.3 加工参数对花红果酱品质的影响

2.3.1 软化时间

果酱加工过程中软化(熬煮)处理的主要目的是灭酶、杀菌,软化还可促使果肉中的淀粉糊化[20]。为了减少软化过程中花红果肉中可溶性固形物的损失,果肉在糖液中熬煮软化。在暂定糖液用量50 g/100g、匀浆40s、浓缩5min条件下,软化时间对花红果酱品质和出品率的影响结果见表4和图1。结果显示,在2～6 min范围内,果酱黏稠度、色差、感官品质和出品率均呈显著变化。其中,果酱黏稠度呈现明显增加趋势,在软化5 min时达到最高(844.22 g.sec),继续延长软化时间,黏稠度有少量降低。色差随软化时间延长,颜色有明显加深(p≤0.05)。感官评价结果显示,当软化时间达到4min以上时,果酱品质明显提高(p≤0.05),继续延长时间,感官变化不明显。

图1 软化时间对果酱出品率的影响

表4 软化时间对来安花红果酱品质的影响

出品率结果显示,随着软化时间的增加,果酱出品率呈现峰形变化,最高峰值出现在4min、5min,出品率分别为67.27%、66.51%,差异不显著。继续延长软化时间,出品率显著降低(61.80%)。因此,综合果酱品质和出品率结果,软化时间以5 min为宜。

2.3.2 糖液用量

以硬熟(7.20)来安花红鲜果为原料,分别考察了糖液用量、软化时间、打浆时间和浓缩时间等参数对果酱品质的影响,以期得到来安花红果酱加工的适宜参数。在软化5 min,其他参数暂定为:匀浆40s、浓缩5min。糖液用量对果酱品质和出品率的影响如表5和图2所示。

图2 糖液用量对果酱出品率的影响

表5 糖液用量对来安花红果酱品质的影响

结果显示,在20～100 g/100g范围内,随着糖液用量的增加,果酱的黏稠度显著降低(p≤0.05),果酱色泽整体变浅(表5),出品率显著增加(图2)。综合感官评价结果,糖液用量40 g/100g比较合适。

2.3.3 匀浆时间

果酱加工中,对软化后果肉进行打浆处理,其本质是机械剪切下的均质过程,有助于果酱质地的细腻均匀。在软化5min、糖液用量40 g/100g,浓缩时间暂定5 min条件下,匀浆时间对花红果酱品质和出品率的影响如表6和图3所示。结果显示,在20～70 s范围内,匀浆时间对果酱黏稠度、色差和感官品质以及出品率都有较明显的影响。在20～40 s范围内,随匀浆时间延长,果酱黏稠度明显增加,50～70 s后差异不显著。颜色和感官评价结果的变化趋势与其类似,感官品质较好。匀浆时间对果酱品质和质地的影响主要在于对其质地均匀和细腻程度的影响。

图3 匀浆时间对果酱出品率的影响

表6 匀浆时间对来安花红果酱品质的影响

随打浆时间延长,果酱出品率呈显著增加趋势,在50～70 s范围变化不大。在果酱加工过程中,果肉经软化、匀浆后,为确保果酱质地均匀,浆体需要通过40目筛网,去除其中较粗大的纤维质。匀浆时间延长可增加对果肉中纤维质的剪切效率,有助于更多的果肉通过筛网,并获得更高的出品率。综合果酱品质特性及出品率,匀浆时间以50 s为宜。

2.3.4 浓缩时间

在软化5min、糖液用量40 g/100g、打浆50 s条件下,浓缩时间对花红果酱品质和出品率的影响如表7和图4所示。结果显示,在5～9 min范围内,浓缩时间对果酱黏稠度、色泽和感官品质都有显著影响(p≤0.05)。其中,果酱黏稠度随浓缩时间延长显著增加,果酱亮度明显降低,色泽变深,整体呈棕红色。感官评价结果显示,浓缩6～7min的果酱具有较好的感官品质(表7),说明花红果酱的适宜黏稠度在800～900 g.sec范围。

图4 浓缩时间对果酱出品率的影响

表7 浓缩时间对来安花红果酱品质的影响

图4的结果表明,随着浓缩时间延长,果酱出品率呈显著降低(p≤0.05)。因此,综合果酱品质特性及出品率,浓缩时间以6 min为宜,此时出品率为71.64%。

3 讨论与结论

文中仅就来安花红果酱加工的主要因素进行了初步分析,为确保果酱产品品质,有几个问题还需深入研究。如,来安花红果实中果胶、维生素C和多酚类等生物活性组分在果酱加工中的变化[2,21]。此外,来安花红果实中含有丰富的酶类,如淀粉酶、果胶酶、多酚氧化酶等[20,22],这些酶的组成、活性及其对产品口感、质地和色泽的影响等。

来安花红是一种古老的地方特色水果,其果肉酸甜爽口,香味浓郁,果胶含量丰富,非常适宜加工果酱。分析认为,同等条件下,硬熟期(7月中旬)来安花红果实所得果酱品质较好,果酱适宜的加工参数为:软化5min、糖液用量40 g/100g、匀浆50 s、浓缩6 min,此时果酱出品率为71.64%。所得果酱呈浅棕红色,组织细腻,具有花红特征香味和口感。