NFC 南果梨黃秋葵復合汁配方優化及殺菌方式對其品質的影響

段臘梅，黃 威，紀秀鳳，王新明，王妍惠，于泳渤，于 懿，呂長鑫,

（1.渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心，遼寧錦州 121013；2.遼寧輝山乳業集團有限公司,遼寧沈陽 110168）

南果梨是薔薇科（Rosaceae）梨亞科（Pomoideae）梨屬（Pyrus）中的秋子梨（Pyrus ussriensisMaxim），盛產于遼寧鞍山和北鎮等地[1?2]。南果梨酸甜多汁、酒香濃郁、口感細膩[3?4]，含有多種人體必需氨基酸、37 種微量元素、脂肪酸、超氧化物歧化酶和芳香類等物質，有“梨中之王”美稱[5?7]。但南果梨屬呼吸躍變型水果[8]，易發生腐爛而影響品質及價值，對其進行深加工是解決問題的重要途徑。黃秋葵為錦葵科（Malvaceae）秋葵屬（AbelmoschusMedic）[9?10]，是一種高營養價值和保健功能的新型蔬菜，含有黏性多糖、VC、黃酮和微量元素等[11]，有健胃整腸、防癌抗癌、預防心血管疾病等功效[12?14]。除鮮食外，黃秋葵還可被制成果干、功能型飲料和罐頭等，具有廣闊的市場前景。

近年來，隨著人們健康意識不斷增強，消費者對果汁的偏好逐漸由低濃度果汁飲料向中高濃度果汁轉移[15]。其中，NFC 果汁更以其新鮮、天然、安全而深受消費者喜愛[16?17]。將南國梨和黃秋葵混合調配制成NFC 復合汁，不僅使其營養更加豐富，同時也滿足了消費者對于食品多樣化的需求。殺菌是果蔬加工中保證果汁穩定和其貨架期的重要步驟，分為熱殺菌和非熱殺菌，目前食品工業中廣泛應用的是熱殺菌[18]，但是熱殺菌極易容易破壞果汁中的活性成分，對果汁的風味造成影響。非熱殺菌技術在處理過程中溫度相對低，可以很好地保留果汁中的活性成分，可以滿足人們對高營養食品的追求[19]。因此，本研究對NFC 南果梨黃秋葵復合汁配方進行優化，分析熱殺菌與常見的幾種非熱殺菌方式對復合汁微生物指標、理化指標、色澤和抗氧化性的影響，并利用電子舌檢測技術分析對復合汁風味的影響，為其深加工提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南果梨 遼寧省北鎮市；黃秋葵，白砂糖 錦州萬維超市；維生素C、無水檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉 食品級，河南樂泰食品有限公司；果膠酶、纖維素酶 英博生物科技有限公司；α-淀粉酶 寧夏和氏璧生物技術有限公司；FeSO4、水楊酸、酚酞、無水乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、氯化鈉、氯化鉀、酒石酸、過氧化氫 分析純，天津市大茂化學試劑廠。

SA402B 型味覺分析系統 日本INSENT 公司；5804R 型號冷凍離心機 德國艾本德公司；HPPL2-600/0.6 超高壓設備 天津華泰森淼有限公司；UV-2700 紫外可見分光光度計 日本SHIMADZU 公司；CR-400 色差儀 日本KONICA MINOLTA 公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 NFC 南果梨黃秋葵復合汁加工工藝

挑選無腐爛變質南果梨，洗凈后去皮切塊浸泡于以0.5%維生素C、0.4% D-異抗壞血酸鈉和0.2%檸檬酸配制的溶液中30 min，于高速組織搗碎機中處理得到南果梨漿，在南果梨漿中以3:1 的比例加入0.15%的果膠酶和纖維素酶，于50 ℃酶解2 h 后80 ℃滅酶5 min，經粗濾后在4 ℃、7500 r/min 的條件下離心10 min，取上清液獲得NFC 南果梨汁。

挑選無損傷無霉變的優質黃秋葵，清洗切塊后于沸水中燙煮1 min，撈出瀝干，以一定質量比與南果梨汁混合于高速組織搗碎機中制得果漿，加入質量分數0.05%的α-淀粉酶、0.05%果膠酶和0.02%纖維素酶，55 ℃酶解2 h 后80 ℃滅酶5 min，經粗濾后于4 ℃、6000 r/min 離心10 min，取上清液，以復合汁質量為基準加入一定量的白砂糖和檸檬酸進行調配優化配方，灌裝后進行巴氏殺菌得到成品。

1.2.2 NFC 南果梨黃秋葵復合汁配方優化試驗

1.2.2.1 配方優化單因素實驗 在預實驗基礎上，以感官評分為指標，對以下三個因素進行單因素實驗，根據感官評分確定復合汁最優配方。固定白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.02%，考察榨汁時南果梨汁黃秋葵質量比11:1、13:1、15:1、17:1、19:1 對感官評分影響；固定南果梨汁黃秋葵質量比15:1，檸檬酸添加量0.02%，考察白砂糖添加量2%、4%、6%、8%、10%對感官評分影響；固定南果梨汁黃秋葵質量比15:1，白砂糖添加量6%，考察檸檬酸添加量0.010%、0.015%、0.020%、0.025%、0.030%對感官評分影響。

1.2.2.2 正交試驗優化配方 根據單因素實驗結果，設計L9（34）正交試驗確定NFC 南果梨黃秋葵復合汁最佳配方，見表1。

表1 正交試驗因素水平設計Table 1 Design of factors and levels of orthogonal test

1.2.2.3 感官評定標準 從以下4 個方面對NFC 南果梨黃秋葵復合汁進行感官評定，評定標準見表2。

表2 NFC 南果梨-黃秋葵復合汁評定標準Table 2 Standard for evaluation of compound juice made from Nanguo pear and okra

1.2.3 殺菌處理及指標測定方法

1.2.3.1 殺菌方法 采用已優化的三種殺菌方法對同一批復合汁進行如下處理，每個樣品的處理量為500 mL。巴氏殺菌：75 ℃排氣5 min，密封后90 ℃殺菌10 min；微波殺菌[18]：功率750 W，處理時間120 s；超高壓殺菌[1]：壓強350 MPa 處理15 min；未殺菌處理復合汁為空白對照。

1.2.3.2 微生物檢測 按照GB 4789.2-2016 測定菌落總數；按照GB 4789.15-2016 測定霉菌、酵母菌。

1.2.3.3 理化指標及測定方法 可溶性固形物含量（Soluble Solids Content，SSC）：采用數字折光儀進行測定?？偹釡y定：按照GB/T 12456-2008，采用酸堿滴定法進行測定，以檸檬酸當量計。pH 值：采用pH計測定。非酶褐變指數：參照Cohen 等[20]的方法，將樣品與無水乙醇以體積1:1 混勻，3500 r/min 下離心30 min，取上清液于420 nm 處測定其吸光度值。

1.2.3.4 色差測定 采用色差儀對復合汁L*、a*、b*值進行測定?？偵瞀 計算見公式（1）：

式中：Lt*、at*和bt*表示殺菌處理的樣品測定值；L0*、a0*和b0*表示空白對照測定值。

1.2.3.5 電子舌測定 采用電子舌檢測系統對樣品進行味覺分析，味覺傳感器由5 個測試傳感器和2 個參考傳感器組成。其中，5 個測試傳感器為AAE、CTO、CAO、COO 和AE1，分別代表鮮、咸、酸、苦和澀味[21?22]。將樣品稀釋20 倍，量取35 mL 置于自動進樣器的測試杯中，采用清洗溶液和樣本交替檢測序列進行測定，每個樣品用傳感器采集120 s，各測4 次，為減少系統誤差，取后3 次采集的數據求均值用于分析。

1.2.3.6 DPPH 自由基清除能力 參照文獻[23?24]方法。向試管內加入2 mL 0.1 mmol/L DPPH 乙醇溶液和2 mL 樣品混勻，避光反應30 min，517 nm 處測吸光度A1；以等體積無水乙醇取代樣品原液，測吸光度A2；用等體積無水乙醇取代DPPH 溶液，測吸光度A3。自由基清除率計算見公式（2）：

1.2.3.7 羥自由基清除能力 參照文獻[25?26]方法。在反應體系中依次加入1 mL 10 mmol/L 的FeSO4溶液、1 mL 10 mmol/L 的水楊酸溶液、1 mL樣品溶液和1 mL 8.8 mmol/L 的H2O2溶液，37 ℃避光反應30 min，在510 nm 處測量吸光度值A1；用等體積的蒸餾水代替樣品溶液，測量吸光度值A0；用等體積的蒸餾水代替H2O2溶液，測量吸光度值A2。自由基清除率計算見公式（3）：

1.3 數據分析

每個實驗處理重復3 次，以“平均值±標準差”表示，采用Microsoft Word 2010 軟件進行繪圖，所有數據采用SPSS 19.0 統計軟件進行顯著性分析，顯著水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 南果梨汁黃秋葵質量比對復合汁感官評分影響 由圖1 所示，當南果梨汁黃秋葵質量比在15:1時感官評分最高，此時南果梨和黃秋葵味道協調，風味好，顏色鮮亮。當質量比小于15:1 時，黃秋葵氣味突出，掩蓋了南果梨香味，產品粘稠，口感不佳；當南果梨黃秋葵質量比大于15:1 時，黃秋葵風味偏弱。綜合分析，確定南果梨汁黃秋葵質量比為15:1。

圖1 質量比對復合汁感官評分的影響Fig.1 Effect of different raw material ratio on on beverage sense scores

2.1.2 白砂糖添加量對復合汁感官評分影響 由圖2所示，白砂糖添加量為6%時，復合汁感官評分達到最高。當白砂糖添加量小于6%時，復合汁甜度低，風味寡淡；當白砂糖添加量大于6%時，復合汁風味過甜，掩蓋了黃秋葵的特有風味，評分隨之降低。綜合分析，確定白砂糖添加量為6%。

圖2 白砂糖添加量對復合汁感官評分的影響Fig.2 Effect of different addition of sugar beverage sense scores

2.1.3 檸檬酸添加量對復合汁感官評分影響 由圖3可知，在檸檬酸添加量在0.01%～0.025%之間時，復合汁隨檸檬酸的加入甜酸比例逐漸適宜，風味逐漸協調。當檸檬酸含量高于0.025%時，口味過酸，掩蓋了原有的風味，難以下咽。綜合分析，確定檸檬酸添加量為0.025%。

圖3 檸檬酸添加量對復合汁感官評分的影響Fig.3 Effect of different addition of citric acid on beverage sense scores

2.2 正交試驗結果

在單因素實驗基礎上進行L9（34）正交試驗，正交試驗結果如表3 所示，表4 為方差分析結果。

由表3 正交試驗結果與極差分析可知，南果梨汁黃秋葵質量比對復合汁感官評分影響最大，復合汁的最佳配方為A2B2C1。從表4 方差分析可知，南果梨汁黃秋葵質量比和白砂糖添加量對產品感官品質均有顯著影響（P<0.05）。按照最佳配方組合進行驗證試驗，感官評定平均分為89.4，高于正交試驗中的最高分88.0。因此，最終確定南果梨黃秋葵復合汁最佳配方組合為A2B2C1，即南果梨汁與黃秋葵以15:1 的質量比榨汁，復合汁中南果梨汁和黃秋葵汁含量為93.98%，白砂糖和檸檬酸添加量分別為6%和0.02%。

表3 正交試驗結果Table 3 Results of orthogonal experiment

表4 正交試驗方差分析結果Table 4 Results of variance analysis of orthogonal experiment

2.3 殺菌方式對復合汁微生物指標的影響

經測定并比較三種殺菌方法以及未經殺菌的復合汁微生物指標，結果由表5 所示，未經殺菌的復合汁菌落總數多達46000 CFU/mL，三種殺菌方式處理后樣品均未檢測到霉菌和酵母菌；巴氏殺菌和微波處理的樣品未檢測出菌落總數，超高壓處理樣品菌落總數為50 CFU/mL。結果表明，三種殺菌方式均可達到商業無菌要求（≤100 CFU/mL）。

表5 殺菌方式對復合汁微生物的影響Table 5 Effect of different sterilization methods on sterilization effect

2.4 殺菌方式對復合汁理化性質的影響

2.4.1 殺菌方式對復合汁pH、可溶性固形物含量和總酸的影響 由表6 可知，與未殺菌處理樣品相比，經微波和超高壓處理的復合汁可溶性固形物含量出現了較為顯著的上升，這可能是因為微波和超高壓使復合汁微粒破碎，蛋白質等大分子物質溶出，從而增加了可溶性固形物含量[27]。不同殺菌處理后，復合汁的總酸含量均發生顯著下降（P<0.05），pH 上升，兩者變化趨勢一致。冀曉龍等[18]對微波、超高壓和巴氏殺菌處理的梨棗汁的可滴定酸進行研究，結果表明其含量均發生不同程度下降，這與本實驗結果相一致。

表6 殺菌方式對復合汁pH、可溶性固性物含量、總酸和非酶褐變指數的影響Table 6 Effect of different sterilization methods on pH,soluble solids,total acid and non enzymatic browning degree of beverage

2.4.2 殺菌方式對復合汁非酶褐變指數的影響 如表6 所示，與未殺菌復合汁相比，超高壓殺菌處理對復合汁非酶褐變指數沒有發生顯著影響；巴氏殺菌和微波殺菌處理的非酶褐變指數顯著增加（P<0.05）。在90～110 ℃時，非酶褐變指數是評價果汁質量最有效的標準，而熱處理過程中的非酶褐變，主要是由抗壞血酸的降解引起的[28]?？箟难岬难趸徒到饪僧a生呋喃類化合物、內酯、酸、3-羥基-2-吡酮、糠醛、不飽和羰基等產物，這些降解產物可與氨基化合物反應生成棕色色素，降低復合汁品質。

2.5 殺菌方式對復合汁色差的影響

不同殺菌方式對復合汁色差的影響如表7 所示。與對照樣相比，三種不同殺菌方式使復合汁的L*值發生了不同程度的降低，且巴氏殺菌和微波殺菌降低效果更為明顯，說明其樣品發生的褐變程度較高。a*值代表紅綠色度，微波和超高壓處理對a*值沒有顯著影響，巴氏殺菌處理的復合汁a*值升高，表明復合汁紅色加深。b*值代表黃藍色度，與未殺菌樣品相比，巴氏殺菌和微波殺菌的樣品b*值無顯著性差異。ΔE表示復合汁的色澤變化程度，其值在0～0.5、0.5～1.5、1.5～3.0 內分別代表顏色變化不顯著、較顯著、顯著[29]。所有殺菌處理組的ΔE均大于3.0，說明復合汁均發生了顯著褐變，其中超高壓處理的復合汁顏色變化最小。巴氏殺菌和微波殺菌過程中，產生了熱效應，還原糖與氨基酸等反應生成了類黑色素，導致褐變的發生。復合汁中含有多酚氧化酶，它是引起果汁顏色褐變一類重要的內源酶，可使單酚羥基轉化為鄰苯二酪，催化鄰苯二酪氧化為醌類物質，形成黑色素[30]，導致復合汁褐變，而超高壓處理可以較好地鈍化多酚氧化酶的活性[31]，減緩褐變反應的發生。綜合分析，超高壓處理能更好的保持復合汁色澤。

表7 殺菌方式對復合汁色差的影響Table 7 Effect of different sterilization methods on color of beverage

2.6 殺菌方式對復合汁味覺指標的影響

由表8 可知，不同殺菌方式對復合汁的酸味、苦味和澀味影響較為顯著（P<0.05）。不同處理的復合汁酸味發生了不同程度下降，這與總酸含量變化趨勢是一致的；與未殺菌樣品相比，微波和巴氏殺菌處理的復合汁苦味顯著上升（P<0.05），這可能是因為復合汁中的蛋白質在加熱過程中水解成小分子的肽類，而這些低聚肽多具有苦味[32]，使熱殺菌處理的復合汁苦味增加。綜合分析，超高壓處理的復合汁苦味和澀味下降，更符合消費者的喜好。

表8 基于電子舌的不用殺菌處理樣品的滋味變化Table 8 Taste changes of different sterilization samples based on electronic tongue

2.7 殺菌方式對復合汁自由基清除能力的影響

三種殺菌方式對復合汁自由基清除率的影響如圖4 所示。超高壓處理對復合汁DPPH 自由基清除率較對照樣無顯著差異，巴氏殺菌和微波處理使其抗氧化活性降低，其降低幅度分別為17.43%和15.63%。超高壓、微波和巴氏殺菌處理對復合汁羥自由基清除率有顯著差異（P<0.05），其中巴氏殺菌自由基清除率最低。果汁在熱處理過程中，多酚氧化聚合，VC發生氧化降解，不僅降低了復合汁自由基清除能力，還生成黑色物質，導致果汁褐變；而超高壓處理屬非熱殺菌，且處理過程中復合汁微粒破裂促進了復合汁中一些抗氧化物質如帶酚羥基的氨基酸的溶出[33]，使其保持了較好抗氧化性。

圖4 殺菌方式對復合汁自由基清除能力的影響Fig.4 Effects of different sterilization methods on antioxidant capacity of beverage

3 結論

本實驗以南果梨與黃秋葵為原料，通過正交試驗，確定了南果梨汁與黃秋葵以15:1 的質量比榨汁進行復合，按南果梨和黃秋葵汁復合含量93.98%，白砂糖和檸檬酸添加量分別為6%和0.02%進行調配時，風味最佳。采用三種殺菌方式處理復合汁均可以保證商業無菌要求，超高壓處理復合汁的色澤、風味和抗氧化性均優于微波處理和巴氏殺菌，保持了復合汁感官品質，是適合南果梨黃秋葵復合汁的一種殺菌方式，為其應用于果蔬汁工業化生產提供了理論基礎和實際指導。然而，在探究過程中也發現，雖然超高壓殺菌可保持復合汁原有品質，但在相同條件下貯藏時，其早于巴氏殺菌復合汁發生變質，故還需進一步研究。