橙子草莓复合果酱的研制及其抗氧化活性研究

张秀凤，赵 培，申晓琳，付 丽，孙晓洋

（河南牧业经济学院，河南 郑州 450046）

近年来，我国对果酱的需求稳步提升，果酱作为水果加工产品，较新鲜水果耐贮存、易运输，富含水果本身的营养物质及膳食纤维。根据中国香精香料化妆品工业协会统计数据，2020 年中国果酱零售规模达到40 亿元，同比增长18.80%；2014—2020 年CAGR（复合年均增长率） 达到14.60%。目前，我国的果酱类产品仍以进口为主，存在较大的进口替代需求，全球果酱类产品的市场未来仍将保持3%～5%的增速稳步增长，我国市场将呈现更高增速。

橙子即香橙，具有生津止渴、健脾开胃、理气化痰、止呕止咳等多种功效[1]。橙子中含有丰富的黄酮类物质，具有抗炎症、强化血管、抑制凝血和降低血糖的作用，可保护细胞不受伤害，修复易受损伤的细胞，抑制肿瘤细胞的生长，抑制和清除人体内的自由基[1]。

草莓营养丰富，含有氨基酸、矿物质、酚酸类等多种营养成分。据测定，每100 g 草莓含维C 50～100 mg。此外，草莓中还含有丰富的非瑟酮，非瑟酮是一种黄酮类物质，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老等生物活性[2]。非瑟酮能提高细胞内抗氧化剂谷胱甘肽的水平，很好地维持线粒体功能，使非常脆弱的神经元细胞得到良好的保护[3]。

以橙子、草莓为原料，添加一定量的果胶，生产出新型复合果酱，不仅可丰富市场上果酱的种类，解决目前市面上果酱品种单一、风味单调的问题，而且为橙子、草莓的综合利用及具有一定抗氧化活性果酱产品的开发提供理论参考。

1 试验材料及设备

1.1 材料

橙子、草莓（优质），市购；白砂糖（优质），市购；高脂果胶（食品级），旺林食品添加剂公司提供；柠檬酸（食品级），潍坊英轩实业有限公司提供；氯化钙（食品级），深圳市星牧生物工程有限公司提供；DPPH（分析纯），Phygene 公司提供；95%乙醇（分析纯），天津致远化学试剂有限公司提供；ABTS（分析纯），合肥巴斯夫生物科技有限公司提供；过硫酸钾（分析纯），Sigma-aldrich 公司提供；水杨酸、磷酸氢二钠、铁氰化钾（均为分析纯），天津市北辰方正试剂厂提供；七水合硫酸亚铁（分析纯），西陇科学股份有限公司提供；过氧化氢（分析纯），德州承泽消毒科技有限公司提供；磷酸二氢钠、氯化钠（均为分析纯），天津市致远化学试剂有限公司提供；三氯化铁（分析纯），艾科试剂公司提供；三氯乙酸（分析纯），北京雷根生物技术有限公司提供。

1.2 仪器与设备

FA224 型电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司产品；ZCS 型电子计数秤，瑞安市浩展衡器有限公司产品；XDL-TP 型电磁商用台式平面炉，广东喜德力热能科技有限公司产品；WYA-2W 型阿贝折光仪，上海仪电物理光学仪器有限公司产品；DK-98-Ⅱ型电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司产品；BlueStar B 型紫外可见分光光度计，北京莱伯泰科仪器股份有限公司产品。

2 试验方法

2.1 工艺流程

①橙子挑选→清洗→去皮→切块→打浆；

②草莓挑选→清洗→热烫→护色→打浆；

③氯化钙、柠檬酸、白砂糖、果胶；

①+②+③→混合调配→加热浓缩→灌装、密封→杀菌→冷却→成品。

2.2 基础配方

橙子浆用量400 g，草莓浆用量600 g，白砂糖添加量40%，柠檬酸添加量0.5%，果胶添加量0.2%，氯化钙添加量0.05%。

2.3 操作要点

2.3.1 橙子浆制备

选择新鲜、无腐烂的橙子，用清水洗净，去皮切块。按料液比1∶1，打浆至浆体细腻均匀。

2.3.2 草莓浆制备

挑选充分成熟（八成熟以上，果实变红，有香味发出）、品质优良、无腐烂的草莓，清水洗净，去蒂。于80 ℃条件下热烫60 s，然后浸入质量分数为1.0%抗坏血酸溶液中护色20 min。捞出后，按料液比1∶2 打浆至浆体细腻均匀。

2.3.3 调配浓缩

将得到的橙子浆与草莓浆按一定质量比调配混匀，加入氯化钙，加热熬煮，然后加入柠檬酸，期间不断搅拌，临近浓缩终点时，加入果胶与白砂糖。

2.3.4 灌装、密封

灌装前容器应先灭菌。果酱灌装温度应保持在80 ℃，并留有一定的间隙，灌装好立即密封。

2.3.5 杀菌、冷却

于80 ℃热水中杀菌20 min，依次放入80，60，40 ℃水中梯度降温，最后冷却至室温。

2.4 单因素试验

将橙子浆、草莓浆添加比例分别设置为1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5；白砂糖添加量分别设置为20%，30%，40%，50%，60%；柠檬酸添加量分别设置为0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%；果胶添加量分别设置为0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，以感官评分和可溶性固形物含量为评价指标，分别确定橙子浆与草莓浆最适配比、白砂糖最适添加量，柠檬酸最适添加量和果胶最适添加量，做平行试验。

2.5 复合果酱配方优化试验

在单因素试验的基础上，选取橙子浆与草莓浆的配比、白砂糖添加量、柠檬酸添加量、果胶添加量作为自变量，以感官评分为响应值，进行四因素三水平的响应面试验优化复合果酱配方[3]。

响应面试验因素与水平设计见表1。

表1 响应面试验因素与水平设计

3 检测指标

3.1 感官评价

感官评价参照李吉达等人[4]的研究，并进行适当修改。评定小组由15 位有感官评价经验的人员组成，参照表2 分别从果酱的色泽、滋味与口感、组织状态、杂质4 个方面进行评定，取其平均值。

表2 感官评价标准

感官评价标准见表2。

3.2 可溶性固形物含量的测定

参照国标GB/T 10786—2016《罐头食品的检验方法》中的方法折光计法进行可溶性固形物含量的测定。

3.3 水分含量的测定

参照国标GB/T 5009.3—2016《食品中水分的测定》中的直接干燥法进行测定。

3.4 自由基清除能力的测定

3.4.1 DPPH 自由基清除能力测定

测定方法参照梁宝静等人[5]的方法，稍作改动。称取果酱，将果酱质量浓度配制成5，10，15，20，25 mg/mL。

3.4.2 ABTS 阳离子自由基清除能力测定

参照宋晓凡等人[6]的测定方法进行ABTS 自由基清除能力的测定。

3.4.3 羟基自由基清除能力测定

参照黄上峰等人[7]的测定方法进行羟基自由基清除能力的测定。

3.4.4 总还原力的测定

参照戴梓茹等人[8]的测定方法进行总还原力的测定。

4 结果与分析

4.1 橙子浆和草莓浆配比对果酱品质的影响

橙子浆与草莓浆配比对果酱品质的影响见图1。

图1 橙子浆与草莓浆配比对果酱品质的影响

由图1 可知，随着橙子浆与草莓浆配比在1∶9～5∶5 变化，可溶性固形物含量不断升高，且满足GB/T 22474—2008《中华人民共和国国家标准 果酱》[9]中对可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官评分先上升后下降，在橙子浆与草莓浆配比为2∶8 时出现峰值，且差异显著（p＜0.05），此时果酱的颜色鲜亮，呈橘红色，具有浓郁的草莓和橙子结合的风味，口感细腻绵软，酸甜适口，其流动性和凝胶性都很好。随着橙子浆添加量继续增多，草莓浆添加量的继续下降，感官评分逐渐下降，主要原因可能是橙子加入过多，酸感增强，掩盖了草莓的风味和色泽，使感官评分有所下降。

根据感官评分和可溶性固形物含量测定结果，确定橙子浆与草莓浆的配比为1∶9，2∶8，3∶7 进行后续的配方优化试验。

4.2 白砂糖添加量对果酱品质的影响

白砂糖添加量对果酱品质的影响见图2。

图2 白砂糖添加量对果酱品质的影响

由图2 可知，白砂糖添加量为20%～60%时，随着白砂糖添加量逐渐增加，可溶性固形物含量不断提高，且满足GB/T 22474—2008《中华人民共和国国家标准果酱》中对可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官评分先升高后降低，在白砂糖添加量为40%时感官评分达到峰值，且差异显著（p＜0.05），随着白砂糖添加量继续增加，感官评分逐渐下降。主要原因可能是随着白砂糖添加量的增加，甜度逐渐增加，添加量为40%时，果酱糖酸比合适，酸甜适中，此时感官评分最高；当白砂糖添加量高于40%时，因白砂糖含量过多，使其黏性过强[10]，果酱过于甜腻，糖酸比不合适，影响食用口感，故感官评分逐渐降低。

根据感官评分和可溶性固形物含量测定结果，确定白砂添加量为30%，40%，50%进行后续的配方优化试验。

4.3 柠檬酸添加量对果酱品质的影响

柠檬酸添加量对果酱品质的影响见图3。

图3 柠檬酸添加量对果酱品质的影响

由图3 可知，柠檬酸添加量为0.3%～0.7%时，随着柠檬酸添加量的增加，可溶性固形物含量不断提高，且满足GB/T 22474—2008《中华人民共和国国家标准果酱》[9]中对可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官评分先升后降，柠檬酸添加量为0.5%时感官评分达到峰值，且差异显著（p＜0.05）。此时，复合果酱的风味最佳、酸甜适宜、口感细腻。随着柠檬酸添加量增加，感官评分逐渐下降。主要原因是柠檬酸主要起调节酸度的作用，添加量过多过少都会影响到糖酸比，且添加过多，产品酸涩感增强，进而影响感官评分。柠檬酸的添加也会影响果胶的凝胶强度，添加过多会使硬度、胶着性、黏聚性增高，回复性降低[11]，会影响感官评分。

根据感官评分和可溶性固形物含量测定结果，确定柠檬酸添加量为0.4%，0.5%，0.6%进行后续的配方优化试验。

4.4 果胶添加量对果酱品质的影响

果胶添加量对果酱品质的影响见图4。

图4 果胶添加量对果酱品质的影响

由图4 可知，果胶添加量为0～0.4%时，随着果胶的不断添加，可溶性固形物含量不断升高，且满足GB/T 22474—2008《中华人民共和国国家标准 果酱》中对可溶性固形物含量的要求（≥25%），而感官评分先升高后降低，当添加量为0.2%时达到峰值，且差异显著（p＜0.05）。此时果酱组织状态均匀，感官评分最高。主要原因是随着果胶添加量的升高，果酱的硬度、黏稠度、内聚性逐步增大，凝胶网络完整性变好[12]，使果酱感官评分不断提高。当果胶添加量高于0.2%时，果酱过于黏稠，较易结块，口感变差，故感官评分降低。

根据感官评分和可溶性固形物含量测定结果，确定果胶添加量为0.1%，0.2%，0.3%进行后续优化试验。

4.5 果酱配方优化试验结果与分析

4.5.1 响应面试验结果

通过Design Expert 13 统计分析软件得到响应面试验结果。

响应面试验结果见表3。

表3 响应面试验结果

4.5.2 回归模型拟合及方差分析

利用软件Design Expert 13 对表3 的结果进行二次元回归拟合分析，得到各因素对果酱的感官评分Y 之间的回归方程为：

回归模型方差分析见表4。

表4 回归模型方差分析

由表4 可知，模型结果p 值小于0.01，表明模型是极显著的。模型中A（橙子浆与草莓浆的配比）、C（柠檬酸添加量）、D（果胶添加量） 对感官评分极显著（p＜0.01）。交互作用中AC 对感官评分显著（p＜0.05）。A2，B2，C2，D2是显著模型项，而AB，AD，BC，BD，CD 的p 值大于0.05，表示模型项不显著。失拟项p=0.93＞0.02，失拟项不显著，说明回归方程拟合较好，可用来分析和预测。F 值表示方差分析对模型和模型的系数进行显著性检验得到的结果。多元相关系数R2=0.971 5，说明相关性越好。R2adj=0.901 4，R2pre=0.942 9，这2 个差值小于0.2，说明回归模型能充分说明工艺过程；差值大于0.2，则说明对工艺解释不充分，需考虑是否存在其他显著的影响因子。根据F 值可知，A，B，C，D 这4 个因素对感官评分的影响为A＞C＞D＞B，即橙子浆与草莓浆配比＞柠檬酸添加量＞果胶添加量＞白砂糖添加量。

4.5.3 响应面交互作用分析

由回归模型的分析可得，采用Design Expert 13软件通过对得出的数据进行分析各单因素对橙子草莓果酱感官评分的交互影响。

各单因素对橙子草莓果酱感官评分的交互作用见图5。

图5 各单因素对橙子草莓果酱感官评分的交互作用

由图5 可知，橙子浆与草莓浆的配比和柠檬酸添加量的交互作用曲面相对较陡，而橙子浆与草莓浆的配比和白砂糖添加量的交互作用、橙子浆与草莓浆的配比和果胶添加量的交互作用、白砂糖添加量和柠檬酸添加量的交互作用、白砂糖添加量和果胶添加量的交互作用、柠檬酸添加量和果胶添加量的交互作用曲面坡度相对平滑。由此说明，橙子浆与草莓浆的配比和柠檬酸添加量的交互作用对感官评分影响显著，结果与方差分析得出的结论一致。

4.5.4 验证试验

通过Design Expert 13 软件分析优化，得出果酱的最优配方为橙子浆与草莓浆配比2.49∶7.51，白砂糖添加量38.889%，柠檬酸添加量0.482%，果胶添加量0.222%。为方便操作，根据具体情况进行调整得到最优配方为橙子浆与草莓浆配比2.5∶7.5，白砂糖添加量38.90%，柠檬酸添加量0.48%，果胶添加量0.22%。此条件下果酱感官评分为89.52 分。根据最优配方做3 次平行试验，得到的感官评分90.2 分，与预测值的相对误差为0.78%，说明响应面优化后的配方准确，可作为优化橙子草莓复合果酱最佳配方工艺的分析预测。

4.6 复合果酱抗氧化能力测定

4.6.1 对DPPH 自由基清除能力测定

复合果酱和抗坏血酸对DPPH 自由基的清除率见图6。

图6 复合果酱和抗坏血酸对DPPH 自由基的清除率

由图6 可知，果酱样品对DPPH 自由基清除率在5～25 mg/mL 质量浓度范围内随着果酱质量浓度的增大而增大。质量浓度达到25 mg/mL 时，复合果酱对DPPH 自由基清除率为61.05%，此时抗坏血酸对DPPH 自由基清除率为83.27%。抗坏血酸对DPPH自由基的清除能力高于橙子草莓复合果酱。与刘耀耀等人[13]研究结果相似，复合枸杞果酱对DPPH 自由基的清除能力随着果酱质量浓度的增大而增大，当果酱质量浓度为48 mg/mL 时，清除率为89.90%。

4.6.2 对ABTS 自由基清除能力测定

复合果酱和抗坏血酸对ABTS 自由基的清除率见图7。

图7 复合果酱和抗坏血酸对ABTS 自由基的清除率

由图7 可知，随着果酱样品和抗坏血酸质量浓度的不断升高，对ABTS 自由基清除能力都不断提高。质量浓度为5 mg/mL 时，抗坏血酸对ABTS 自由基的清除率为91.9%，果酱样品对ABTS 自由基的清除率为85.3%，抗坏血酸对ABTS 自由基的清除率高于果酱样品，说明橙子草莓复合果酱对ABTS自由基有较强的清除作用。

4.6.3 对羟基自由基清除能力测定

复合果酱和抗坏血酸对羟基自由基的清除率见图8。

图8 复合果酱和抗坏血酸对羟基自由基的清除率

羟基可以穿过细胞膜，使细胞膜丧失一切功能，从而细胞坏死及机体病变[14]。由图8 可知，不同质量浓度果酱样品和抗坏血酸都与羟基自由基的清除率成正比，当质量浓度为25 mg/mL 时，抗坏血酸和果酱对羟基自由基的清除率分别为71.5%和59.92%，果酱对羟基自由基的清除率低于抗坏血酸。

4.6.4 总还原力测定

复合果酱和抗坏血酸的总还原力吸光度见图9。

图9 复合果酱和抗坏血酸的总还原力吸光度

还原力强的物质不但可以还原氧化性物质，而且能与自由基反应，使自由基转变稳定的物质。还原力愈强，还原剂通过本身的还原作用清除自由基，吸光值就愈大。由图9 可知，样品质量浓度为25 mg/mL，波长为700 nm 时，果酱吸光度为0.769 9，抗坏血酸吸光度为0.872。由此可见，橙子草莓复合果酱总还原力较强，而且随着样品质量浓度的增加而增强。

5 结论

选取橙子、草莓为试验原料，对橙子草莓复合果酱的配方进行了优化，并通过抗氧试验证明橙子草莓复合果酱具有一定的抗氧化能力。该研究为果酱品种拓展提供了参考，为高端市场注入新的活力，满足了人们对果酱口感及营养追求，为橙子草莓复合果酱的工业化生产提供工艺参数和理论依据，同时为研发橙子、草莓的抗氧化产品提供理论参考。