低熱量非濃縮還原澳洲青蘋雪梨復合果汁配方優(yōu)化

關鍵詞：響應面法；澳洲青蘋；雪梨；復合果汁；工藝優(yōu)化

0 引言

NFC（notfromconcentrate，非濃縮還原）果汁，是將新鮮果蔬預處理后榨汁，經(jīng)殺菌直接灌裝，不經(jīng)濃縮或復原，最大程度保留了水果的營養(yǎng)和風味。近年來，消費者越來越青睞天然、營養(yǎng)、健康的果汁，NFC果汁在發(fā)達國家發(fā)展迅速，在我國市場占有率卻不到1%，前景非常廣闊，因此，急需開發(fā)出更多種類的營養(yǎng)型、復合型和功能型等新型果蔬汁飲料[1]。

澳洲青蘋原產(chǎn)于澳大利亞，高酸口味，果肉呈淡綠白色，肉質(zhì)粗脆多汁，富含維生素C、有機酸、多酚和膳食纖維等多種營養(yǎng)成分，耐貯藏，是全球知名的加工、鮮食綠色蘋果品種[2-3]。雪梨口感香甜多汁，營養(yǎng)豐富，有潤肺清燥、止咳化痰、養(yǎng)血生肌的作用。

本研究采用響應面優(yōu)化法研究低熱量非濃縮還原澳洲青蘋雪梨復合果汁（以下簡稱NFC復合果汁）配方，旨在開發(fā)出營養(yǎng)豐富、風味獨特的保健NFC復合果汁。試驗利用冷榨技術設備加工澳洲青蘋和雪梨得到果汁，可極大程度保留水果的營養(yǎng)成分和風味物質(zhì)，傳統(tǒng)的熱壓榨技術需對水果采用熱處理，雖提高了出汁率，卻加速了果汁氧化，使風味和營養(yǎng)受到破壞。將兩種果汁復配，用天然低熱量甜味劑木糖醇代替蔗糖，研發(fā)出低熱量、多維生素C的NFC復合果汁，既可提高兩種原料的產(chǎn)品附加值，助其產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，彌補了我國營養(yǎng)型、復合型和功能型等新型果蔬汁產(chǎn)業(yè)技術開發(fā)不足的現(xiàn)狀，更對NFC果汁市場提供新的產(chǎn)品類型，對滿足消費者健康營養(yǎng)和低熱量的需求具有重要意義[4]。

1 材料與方法

1.1 材料試劑

主要材料：澳洲青蘋，購于匯承果業(yè)（楊凌）技術開發(fā)有限責任公司；雪梨，市售；木糖醇等輔料，均為食品級。

主要儀器：yaYXOXa3B型冷榨果汁機，廣東大宇科技實業(yè)有限公司；T25型高壓均質(zhì)機，德國IKA公司；HYHW-8A型全自動熱量儀，鶴壁市華宇儀器儀表有限公司；ZD-2型全自動電位滴定儀，上海雷磁儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 生產(chǎn)工藝

NFC復合果汁生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

1.2.2 單因素試驗

分別以澳洲青蘋汁與雪梨汁復配比例（以下簡稱復配比例）、木糖醇、亞麻籽膠和香精為考察因素，以感官評定評分標準為判斷依據(jù)，研究各因素對NFC復合果汁感官評分的影響。包括復配比例、木糖醇添加量、亞麻籽膠添加量和香精添加量對NFC復合果汁感官評分的影響。

1.2.3 響應面法試驗設計

為了獲得最佳NFC復合果汁配方，在單因素試驗基礎上，以感官評定結果為考察對象，針對單因素試驗中對NFC復合果汁影響較大的復配比例、木糖醇添加量和亞麻籽膠添加量3個因素，設計并開展響應面（BBD）試驗設計，如表1所示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 復配比例對NFC復合果汁感官評分的影響

由圖2可知，NFC復合果汁感官評分隨著復配比例而發(fā)生變化，隨著雪梨果汁添加量的下降，NFC復合果汁感官評分呈現(xiàn)出先增加后又快速下降的趨勢。這是由于當雪梨汁添加量過多時，澳洲青蘋汁香味完全被雪梨汁掩蓋；而當雪梨汁添加量過少時，又會顯得澳洲青蘋汁香味過于濃郁，從而影響感官評分。當二者的復配比例在1∶0.25～1∶1.00時，NFC復合果汁具有澳洲青蘋和雪梨的芳香味，香氣協(xié)調(diào)柔和，無其他異味。所以，澳洲青蘋汁與雪梨汁復配比例固定在1∶0.25～1∶1.00。

2.1.2 木糖醇添加量對NFC復合果汁感官評分的影響

酸甜口味直接影響NFC復合果汁口感，澳洲青蘋偏酸，總固形物≥13°Brix，可滴定酸≥0.65%[5]；雪梨總固形物含量≥12°Brix，可滴定酸≤0.15%[6]。因此，需要加入適量的甜味劑改善飲料風味，選擇天然甜味劑木糖醇，甜度為蔗糖甜度1.2倍，能保證NFC復合果汁的甜度及低熱量原則；根據(jù)預試驗結果和對市場銷售同類產(chǎn)品的分析，本試驗以木糖醇作為甜味劑來改善果汁口感[7-10]。

由圖3可知，NFC復合果汁感官評分隨著木糖醇添加量的增加呈現(xiàn)出緩慢上升，然后下降的趨勢。這是由于木糖醇添加量過少時，NFC復合果汁偏酸，酸甜不協(xié)調(diào)，當木糖醇添加量過多時，復合飲料又過甜。所以，依據(jù)木糖醇添加量對NFC復合果汁感官的影響單因素試驗，木糖醇添加量固定在1%～3%。

2.1.3 亞麻籽膠添加量對NFC復合果汁感官評分的影響

NFC復合果汁雖然經(jīng)過了過濾，但還含有較多不穩(wěn)定成分，為了增加NFC復合果汁的品質(zhì)，選用了亞麻籽膠作為穩(wěn)定劑[11-14]。由圖4可知，隨著亞麻籽膠添加量的增加，NFC復合果汁感官得分顯著增加，當亞麻籽膠添加量在0.06%～0.10%時，感官得分趨于平緩。所以，依據(jù)亞麻籽膠添加量對NFC復合果汁感官的影響單因素試驗，亞麻籽膠添加量固定在0.06%～0.10%。

2.1.4 果汁香精配比對NFC復合果汁感官評分的影響

在果汁香精添加量一定時，青蘋果香精與雪梨香精配比對NFC復合果汁感官的影響如圖5所示。由圖5可知，青蘋果香精與雪梨香精的添加可以改善NFC復合果汁的香味，兩種果汁香精的不同配比對NFC復合果汁感官影響并不是很大。但兩種果汁香精添加后，NFC復合果汁香味過重，不能與原果汁固有的香氣協(xié)調(diào)，導致NFC復合果汁的香味不自然，所以在正交試驗中不添加果汁香精。

2.2 NFC復合果汁響應面法試驗結果

按照響應面試驗設計進行試驗，試驗結果如表2所示。

對表2試驗結果利用DesignExpert12.0.3.0進行統(tǒng)計分析，以95%的置信區(qū)間進行顯著性檢驗，得到預測方程（1）。

對預測方程（1）的顯著性進行統(tǒng)計分析，分析結果如表3所示。

X21X22X23由表3可知，預測方程的F=136.9942，Plt;0.0001lt;0.05，呈現(xiàn)出極顯著；失擬性誤差的F=0.8010，P=0.5546gt;0.05，呈現(xiàn)出不顯著，表明預測方程（1）呈極顯著性。通過對各因子的顯著性進行檢驗，因素X1、X2、X3、X1X2、X2X3、、和也都呈現(xiàn)出顯著性。交互作用X1X3不顯著性，可以將相互作用X1X3從方程中進行剔除，預測方程（1）可以簡化為方程（2）。

由表4可知，預測方程的復相關系數(shù)（R-Squared）為0.9944，表明各因素線性相關性較好；校正擬合度（AdjR-Squared）為0.9871，預測擬合度（PredR-Squared）為0.9606，這兩個值高且接近，表明回歸方程能充分說明工藝過程。變異系數(shù)（C.V/%）為1.5125%lt;10%，表明試驗的可信度和精確度高；精密度（AdeqPrecision）是有效信號與噪聲的比值，gt;4視為合理。表明擬合的回歸方程符合以上檢驗原則，適應性較好。

2.3 最佳試驗方案確定

根據(jù)BBD試驗設計方案，將因素水平帶入預測方程（2）中，得到方程（3）。

利用DesignExpert12.0.3.0對產(chǎn)品進行優(yōu)化處理，如圖6所示，當復配比例1∶0.65、木糖醇添加量2%和亞麻籽膠添加量0.061%時，NFC復合果汁各項評價最佳，此時理論預測的評分9.65。

2.4 數(shù)學模型預測結果驗證

在設定感官評分Y=9.65下，所有的約束條件取復配比例、木糖醇添加量、亞麻籽膠添加量在范圍內(nèi)（1∶0.3在此條件下重新試驗5次，對產(chǎn)品進行感官評定得分9.6614，與預測結果吻合度較高，說明利用BBD對產(chǎn)品配方進行優(yōu)化是可行的。

3 結束語

本研究利用響應面優(yōu)化法對低熱量非濃縮還原澳洲青蘋雪梨復合果汁配方進行優(yōu)化，建立了澳洲青蘋與雪梨復配比例、木糖醇添加量、亞麻籽膠添加量與NFC復合果汁感官評分的數(shù)學模型，用建立的數(shù)學模型對NFC復合果汁最優(yōu)配方進行預測，確定了最佳的NFC復合果汁配方，當復配比例1∶0.65、木糖醇添加量2%和亞麻籽膠添加量0.061%時，NFC復合果汁酸甜柔和適中，具有澳洲青蘋和雪梨的芳香味，香氣協(xié)調(diào)柔和，無后苦澀味，酸甜適中，風味好，體態(tài)均勻無沉淀。