橙子草莓復合果醬的研制及其抗氧化活性研究

張秀鳳，趙 培，申曉琳，付 麗，孫曉洋

（河南牧業經濟學院，河南 鄭州 450046）

近年來，我國對果醬的需求穩步提升，果醬作為水果加工產品，較新鮮水果耐貯存、易運輸，富含水果本身的營養物質及膳食纖維。根據中國香精香料化妝品工業協會統計數據，2020 年中國果醬零售規模達到40 億元，同比增長18.80%；2014—2020 年CAGR（復合年均增長率） 達到14.60%。目前，我國的果醬類產品仍以進口為主，存在較大的進口替代需求，全球果醬類產品的市場未來仍將保持3%～5%的增速穩步增長，我國市場將呈現更高增速。

橙子即香橙，具有生津止渴、健脾開胃、理氣化痰、止嘔止咳等多種功效[1]。橙子中含有豐富的黃酮類物質，具有抗炎癥、強化血管、抑制凝血和降低血糖的作用，可保護細胞不受傷害，修復易受損傷的細胞，抑制腫瘤細胞的生長，抑制和清除人體內的自由基[1]。

草莓營養豐富，含有氨基酸、礦物質、酚酸類等多種營養成分。據測定，每100 g 草莓含維C 50～100 mg。此外，草莓中還含有豐富的非瑟酮，非瑟酮是一種黃酮類物質，具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老等生物活性[2]。非瑟酮能提高細胞內抗氧化劑谷胱甘肽的水平，很好地維持線粒體功能，使非常脆弱的神經元細胞得到良好的保護[3]。

以橙子、草莓為原料，添加一定量的果膠，生產出新型復合果醬，不僅可豐富市場上果醬的種類，解決目前市面上果醬品種單一、風味單調的問題，而且為橙子、草莓的綜合利用及具有一定抗氧化活性果醬產品的開發提供理論參考。

1 試驗材料及設備

1.1 材料

橙子、草莓（優質），市購；白砂糖（優質），市購；高脂果膠（食品級），旺林食品添加劑公司提供；檸檬酸（食品級），濰坊英軒實業有限公司提供；氯化鈣（食品級），深圳市星牧生物工程有限公司提供；DPPH（分析純），Phygene 公司提供；95%乙醇（分析純），天津致遠化學試劑有限公司提供；ABTS（分析純），合肥巴斯夫生物科技有限公司提供；過硫酸鉀（分析純），Sigma-aldrich 公司提供；水楊酸、磷酸氫二鈉、鐵氰化鉀（均為分析純），天津市北辰方正試劑廠提供；七水合硫酸亞鐵（分析純），西隴科學股份有限公司提供；過氧化氫（分析純），德州承澤消毒科技有限公司提供；磷酸二氫鈉、氯化鈉（均為分析純），天津市致遠化學試劑有限公司提供；三氯化鐵（分析純），艾科試劑公司提供；三氯乙酸（分析純），北京雷根生物技術有限公司提供。

1.2 儀器與設備

FA224 型電子天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司產品；ZCS 型電子計數秤，瑞安市浩展衡器有限公司產品；XDL-TP 型電磁商用臺式平面爐，廣東喜德力熱能科技有限公司產品；WYA-2W 型阿貝折光儀，上海儀電物理光學儀器有限公司產品；DK-98-Ⅱ型電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司產品；BlueStar B 型紫外可見分光光度計，北京萊伯泰科儀器股份有限公司產品。

2 試驗方法

2.1 工藝流程

①橙子挑選→清洗→去皮→切塊→打漿；

②草莓挑選→清洗→熱燙→護色→打漿；

③氯化鈣、檸檬酸、白砂糖、果膠；

①+②+③→混合調配→加熱濃縮→灌裝、密封→殺菌→冷卻→成品。

2.2 基礎配方

橙子漿用量400 g，草莓漿用量600 g，白砂糖添加量40%，檸檬酸添加量0.5%，果膠添加量0.2%，氯化鈣添加量0.05%。

2.3 操作要點

2.3.1 橙子漿制備

選擇新鮮、無腐爛的橙子，用清水洗凈，去皮切塊。按料液比1∶1，打漿至漿體細膩均勻。

2.3.2 草莓漿制備

挑選充分成熟（八成熟以上，果實變紅，有香味發出）、品質優良、無腐爛的草莓，清水洗凈，去蒂。于80 ℃條件下熱燙60 s，然后浸入質量分數為1.0%抗壞血酸溶液中護色20 min。撈出后，按料液比1∶2 打漿至漿體細膩均勻。

2.3.3 調配濃縮

將得到的橙子漿與草莓漿按一定質量比調配混勻，加入氯化鈣，加熱熬煮，然后加入檸檬酸，期間不斷攪拌，臨近濃縮終點時，加入果膠與白砂糖。

2.3.4 灌裝、密封

灌裝前容器應先滅菌。果醬灌裝溫度應保持在80 ℃，并留有一定的間隙，灌裝好立即密封。

2.3.5 殺菌、冷卻

于80 ℃熱水中殺菌20 min，依次放入80，60，40 ℃水中梯度降溫，最后冷卻至室溫。

2.4 單因素試驗

將橙子漿、草莓漿添加比例分別設置為1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5；白砂糖添加量分別設置為20%，30%，40%，50%，60%；檸檬酸添加量分別設置為0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%；果膠添加量分別設置為0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，以感官評分和可溶性固形物含量為評價指標，分別確定橙子漿與草莓漿最適配比、白砂糖最適添加量，檸檬酸最適添加量和果膠最適添加量，做平行試驗。

2.5 復合果醬配方優化試驗

在單因素試驗的基礎上，選取橙子漿與草莓漿的配比、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、果膠添加量作為自變量，以感官評分為響應值，進行四因素三水平的響應面試驗優化復合果醬配方[3]。

響應面試驗因素與水平設計見表1。

表1 響應面試驗因素與水平設計

3 檢測指標

3.1 感官評價

感官評價參照李吉達等人[4]的研究，并進行適當修改。評定小組由15 位有感官評價經驗的人員組成，參照表2 分別從果醬的色澤、滋味與口感、組織狀態、雜質4 個方面進行評定，取其平均值。

表2 感官評價標準

感官評價標準見表2。

3.2 可溶性固形物含量的測定

參照國標GB/T 10786—2016《罐頭食品的檢驗方法》中的方法折光計法進行可溶性固形物含量的測定。

3.3 水分含量的測定

參照國標GB/T 5009.3—2016《食品中水分的測定》中的直接干燥法進行測定。

3.4 自由基清除能力的測定

3.4.1 DPPH 自由基清除能力測定

測定方法參照梁寶靜等人[5]的方法，稍作改動。稱取果醬，將果醬質量濃度配制成5，10，15，20，25 mg/mL。

3.4.2 ABTS 陽離子自由基清除能力測定

參照宋曉凡等人[6]的測定方法進行ABTS 自由基清除能力的測定。

3.4.3 羥基自由基清除能力測定

參照黃上峰等人[7]的測定方法進行羥基自由基清除能力的測定。

3.4.4 總還原力的測定

參照戴梓茹等人[8]的測定方法進行總還原力的測定。

4 結果與分析

4.1 橙子漿和草莓漿配比對果醬品質的影響

橙子漿與草莓漿配比對果醬品質的影響見圖1。

圖1 橙子漿與草莓漿配比對果醬品質的影響

由圖1 可知，隨著橙子漿與草莓漿配比在1∶9～5∶5 變化，可溶性固形物含量不斷升高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標準 果醬》[9]中對可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官評分先上升后下降，在橙子漿與草莓漿配比為2∶8 時出現峰值，且差異顯著（p＜0.05），此時果醬的顏色鮮亮，呈橘紅色，具有濃郁的草莓和橙子結合的風味，口感細膩綿軟，酸甜適口，其流動性和凝膠性都很好。隨著橙子漿添加量繼續增多，草莓漿添加量的繼續下降，感官評分逐漸下降，主要原因可能是橙子加入過多，酸感增強，掩蓋了草莓的風味和色澤，使感官評分有所下降。

根據感官評分和可溶性固形物含量測定結果，確定橙子漿與草莓漿的配比為1∶9，2∶8，3∶7 進行后續的配方優化試驗。

4.2 白砂糖添加量對果醬品質的影響

白砂糖添加量對果醬品質的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對果醬品質的影響

由圖2 可知，白砂糖添加量為20%～60%時，隨著白砂糖添加量逐漸增加，可溶性固形物含量不斷提高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標準果醬》中對可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官評分先升高后降低，在白砂糖添加量為40%時感官評分達到峰值，且差異顯著（p＜0.05），隨著白砂糖添加量繼續增加，感官評分逐漸下降。主要原因可能是隨著白砂糖添加量的增加，甜度逐漸增加，添加量為40%時，果醬糖酸比合適，酸甜適中，此時感官評分最高；當白砂糖添加量高于40%時，因白砂糖含量過多，使其黏性過強[10]，果醬過于甜膩，糖酸比不合適，影響食用口感，故感官評分逐漸降低。

根據感官評分和可溶性固形物含量測定結果，確定白砂添加量為30%，40%，50%進行后續的配方優化試驗。

4.3 檸檬酸添加量對果醬品質的影響

檸檬酸添加量對果醬品質的影響見圖3。

圖3 檸檬酸添加量對果醬品質的影響

由圖3 可知，檸檬酸添加量為0.3%～0.7%時，隨著檸檬酸添加量的增加，可溶性固形物含量不斷提高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標準果醬》[9]中對可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官評分先升后降，檸檬酸添加量為0.5%時感官評分達到峰值，且差異顯著（p＜0.05）。此時，復合果醬的風味最佳、酸甜適宜、口感細膩。隨著檸檬酸添加量增加，感官評分逐漸下降。主要原因是檸檬酸主要起調節酸度的作用，添加量過多過少都會影響到糖酸比，且添加過多，產品酸澀感增強，進而影響感官評分。檸檬酸的添加也會影響果膠的凝膠強度，添加過多會使硬度、膠著性、黏聚性增高，回復性降低[11]，會影響感官評分。

根據感官評分和可溶性固形物含量測定結果，確定檸檬酸添加量為0.4%，0.5%，0.6%進行后續的配方優化試驗。

4.4 果膠添加量對果醬品質的影響

果膠添加量對果醬品質的影響見圖4。

圖4 果膠添加量對果醬品質的影響

由圖4 可知，果膠添加量為0～0.4%時，隨著果膠的不斷添加，可溶性固形物含量不斷升高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標準 果醬》中對可溶性固形物含量的要求（≥25%），而感官評分先升高后降低，當添加量為0.2%時達到峰值，且差異顯著（p＜0.05）。此時果醬組織狀態均勻，感官評分最高。主要原因是隨著果膠添加量的升高，果醬的硬度、黏稠度、內聚性逐步增大，凝膠網絡完整性變好[12]，使果醬感官評分不斷提高。當果膠添加量高于0.2%時，果醬過于黏稠，較易結塊，口感變差，故感官評分降低。

根據感官評分和可溶性固形物含量測定結果，確定果膠添加量為0.1%，0.2%，0.3%進行后續優化試驗。

4.5 果醬配方優化試驗結果與分析

4.5.1 響應面試驗結果

通過Design Expert 13 統計分析軟件得到響應面試驗結果。

響應面試驗結果見表3。

表3 響應面試驗結果

4.5.2 回歸模型擬合及方差分析

利用軟件Design Expert 13 對表3 的結果進行二次元回歸擬合分析，得到各因素對果醬的感官評分Y 之間的回歸方程為：

回歸模型方差分析見表4。

表4 回歸模型方差分析

由表4 可知，模型結果p 值小于0.01，表明模型是極顯著的。模型中A（橙子漿與草莓漿的配比）、C（檸檬酸添加量）、D（果膠添加量） 對感官評分極顯著（p＜0.01）。交互作用中AC 對感官評分顯著（p＜0.05）。A2，B2，C2，D2是顯著模型項，而AB，AD，BC，BD，CD 的p 值大于0.05，表示模型項不顯著。失擬項p=0.93＞0.02，失擬項不顯著，說明回歸方程擬合較好，可用來分析和預測。F 值表示方差分析對模型和模型的系數進行顯著性檢驗得到的結果。多元相關系數R2=0.971 5，說明相關性越好。R2adj=0.901 4，R2pre=0.942 9，這2 個差值小于0.2，說明回歸模型能充分說明工藝過程；差值大于0.2，則說明對工藝解釋不充分，需考慮是否存在其他顯著的影響因子。根據F 值可知，A，B，C，D 這4 個因素對感官評分的影響為A＞C＞D＞B，即橙子漿與草莓漿配比＞檸檬酸添加量＞果膠添加量＞白砂糖添加量。

4.5.3 響應面交互作用分析

由回歸模型的分析可得，采用Design Expert 13軟件通過對得出的數據進行分析各單因素對橙子草莓果醬感官評分的交互影響。

各單因素對橙子草莓果醬感官評分的交互作用見圖5。

圖5 各單因素對橙子草莓果醬感官評分的交互作用

由圖5 可知，橙子漿與草莓漿的配比和檸檬酸添加量的交互作用曲面相對較陡，而橙子漿與草莓漿的配比和白砂糖添加量的交互作用、橙子漿與草莓漿的配比和果膠添加量的交互作用、白砂糖添加量和檸檬酸添加量的交互作用、白砂糖添加量和果膠添加量的交互作用、檸檬酸添加量和果膠添加量的交互作用曲面坡度相對平滑。由此說明，橙子漿與草莓漿的配比和檸檬酸添加量的交互作用對感官評分影響顯著，結果與方差分析得出的結論一致。

4.5.4 驗證試驗

通過Design Expert 13 軟件分析優化，得出果醬的最優配方為橙子漿與草莓漿配比2.49∶7.51，白砂糖添加量38.889%，檸檬酸添加量0.482%，果膠添加量0.222%。為方便操作，根據具體情況進行調整得到最優配方為橙子漿與草莓漿配比2.5∶7.5，白砂糖添加量38.90%，檸檬酸添加量0.48%，果膠添加量0.22%。此條件下果醬感官評分為89.52 分。根據最優配方做3 次平行試驗，得到的感官評分90.2 分，與預測值的相對誤差為0.78%，說明響應面優化后的配方準確，可作為優化橙子草莓復合果醬最佳配方工藝的分析預測。

4.6 復合果醬抗氧化能力測定

4.6.1 對DPPH 自由基清除能力測定

復合果醬和抗壞血酸對DPPH 自由基的清除率見圖6。

圖6 復合果醬和抗壞血酸對DPPH 自由基的清除率

由圖6 可知，果醬樣品對DPPH 自由基清除率在5～25 mg/mL 質量濃度范圍內隨著果醬質量濃度的增大而增大。質量濃度達到25 mg/mL 時，復合果醬對DPPH 自由基清除率為61.05%，此時抗壞血酸對DPPH 自由基清除率為83.27%?？箟难釋PPH自由基的清除能力高于橙子草莓復合果醬。與劉耀耀等人[13]研究結果相似，復合枸杞果醬對DPPH 自由基的清除能力隨著果醬質量濃度的增大而增大，當果醬質量濃度為48 mg/mL 時，清除率為89.90%。

4.6.2 對ABTS 自由基清除能力測定

復合果醬和抗壞血酸對ABTS 自由基的清除率見圖7。

圖7 復合果醬和抗壞血酸對ABTS 自由基的清除率

由圖7 可知，隨著果醬樣品和抗壞血酸質量濃度的不斷升高，對ABTS 自由基清除能力都不斷提高。質量濃度為5 mg/mL 時，抗壞血酸對ABTS 自由基的清除率為91.9%，果醬樣品對ABTS 自由基的清除率為85.3%，抗壞血酸對ABTS 自由基的清除率高于果醬樣品，說明橙子草莓復合果醬對ABTS自由基有較強的清除作用。

4.6.3 對羥基自由基清除能力測定

復合果醬和抗壞血酸對羥基自由基的清除率見圖8。

圖8 復合果醬和抗壞血酸對羥基自由基的清除率

羥基可以穿過細胞膜，使細胞膜喪失一切功能，從而細胞壞死及機體病變[14]。由圖8 可知，不同質量濃度果醬樣品和抗壞血酸都與羥基自由基的清除率成正比，當質量濃度為25 mg/mL 時，抗壞血酸和果醬對羥基自由基的清除率分別為71.5%和59.92%，果醬對羥基自由基的清除率低于抗壞血酸。

4.6.4 總還原力測定

復合果醬和抗壞血酸的總還原力吸光度見圖9。

圖9 復合果醬和抗壞血酸的總還原力吸光度

還原力強的物質不但可以還原氧化性物質，而且能與自由基反應，使自由基轉變穩定的物質。還原力愈強，還原劑通過本身的還原作用清除自由基，吸光值就愈大。由圖9 可知，樣品質量濃度為25 mg/mL，波長為700 nm 時，果醬吸光度為0.769 9，抗壞血酸吸光度為0.872。由此可見，橙子草莓復合果醬總還原力較強，而且隨著樣品質量濃度的增加而增強。

5 結論

選取橙子、草莓為試驗原料，對橙子草莓復合果醬的配方進行了優化，并通過抗氧試驗證明橙子草莓復合果醬具有一定的抗氧化能力。該研究為果醬品種拓展提供了參考，為高端市場注入新的活力，滿足了人們對果醬口感及營養追求，為橙子草莓復合果醬的工業化生產提供工藝參數和理論依據，同時為研發橙子、草莓的抗氧化產品提供理論參考。