沙棘南瓜复合果蔬汁工艺研究

景秋菊，东莎莎，王志伟，苏云珊

（1.黑龙江省农业科学院园艺分院，黑龙江哈尔滨 150069；2.中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250014）

沙棘（Hippophae rhammoidesL.）是胡颓子科沙棘属灌木或乔木植物[1]。沙棘果营养丰富，维生素C 含量是猕猴桃的3 倍，葡萄的200 倍[2-3]。根、茎、叶、花、果、籽均可入药，性温味酸涩，具有活血散淤、化痰宽胸、生津止渴、清热止泻等作用，对治疗跌打损伤、肺脓疡、咳嗽痰多、呼吸困难等具有功效[2-5]。

南瓜（Cucurbita moschataDuch.ex Poiret）是葫芦科南瓜属植物，又称饭瓜、番南瓜、番瓜、倭瓜、北瓜[6]。一年生蔓生草本植物，有橘黄色和青色两种，外形呈扁圆或不规则葫芦形状，果实可配菜、做馅、熬粥。南瓜营养丰富，富含淀粉、脂肪、葡萄糖、可溶性纤维及多种微量元素，食用南瓜具有防治高血压、糖尿病、肝脏病变、哮喘、癌变、便秘、动脉粥样硬化等病症[7-9]。

目前分别以南瓜、沙棘为原料进行复合果汁研发的产品在国内市场较为常见，但同时以南瓜和沙棘为原料进行复合果蔬汁研发的研究较少。沙棘籽中含有丰富的沙棘油，在破碎压榨过程中被大量浸出，溶入果汁中，致使果汁易出现汁油分离状态，影响感观效果。南瓜果肉中含有丰富的淀粉及可溶性纤维，有些品种淀粉含量高达60%[10-13]。加工后的南瓜果汁易因酸度、温度及时间的变化引起淀粉的老化、改性、聚凝等现象，进而形成沉淀，影响果汁品质。本研究以单因素试验及响应面法对沙棘-南瓜复合果汁的配方和生产工艺进行优化，并严格控制稳定剂等食品添加剂的添加，达到减少产品中外源物质添加量、提高果汁的营养、安全及稳定性的目的，为沙棘-南瓜复合果汁的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

沙棘（大果沙棘），由新疆隆濠生物科技发展有限公司提供，秋季采摘后，经清洗破碎后榨汁、分离得到沙棘原汁；南瓜（龙园红冠），由黑龙江省农业科学院西田瓜研究室提供；白砂糖，内蒙古荷马糖业股份有限公司；稳定剂，主要包含羧甲基纤维素钠、黄原胶、单硬脂肪酸甘油脂、蔗糖脂肪酸酯、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、氧化钾、葡萄糖等，天津市斯米特科工贸有限公司。

1.2 仪器与设备

Discovery DV215CD 型分析天平，美国Ohaus corporation Pine Brook NJ；赛多利斯PB-10 型酸度剂，德国Sartorius；JM-LF120 胶体磨，上海集美食品机械设备有限公司；GY-1000-1S-GB 三次元高效能震动筛分过滤机，佛山市高明冠宇机械厂有限公司；GJJ 高压均质机，上海集美食品机械设备有限公司；化糖罐，上海集美食品机械设备有限公司；灭菌罐，上海集美食品机械设备有限公司；配料罐，自制。

1.3 试验方法

1.3.1 沙棘南瓜复合果汁加工工艺

（1）南瓜原汁加工工艺流程

根据前期试验数据及现有果蔬汁加工工艺，确定南瓜原汁加工工艺流程：新鲜南瓜→清洗→去蒂→切块→软化→去皮→打浆→灭菌→南瓜原汁。

选择新鲜的南瓜，经清洗、去蒂后，切成4 cm3左右的块状，在100 ℃下软化25 min，后去皮、打浆，得到的南瓜汁在85 ℃下灭菌30 min，得到南瓜原汁。南瓜汁易发酵产生质变，所以原汁加工过程中要严格灭菌并密封保存，用于下一步试验[14-15]。

（2）沙棘原汁加工工艺流程

沙棘为富油植物，果实及种籽中含有丰富的沙棘油，其果实处理与其它浆果有所不同。依据前期试验确定了沙棘原汁加工工艺流程：沙棘速冻果→清洗→榨汁→过滤→离心→分离→灭菌→沙棘原汁[16-17]。

沙棘速冻果经清洗、挑选后榨汁，过100 目筛，过滤后果汁以2 000 r/min 的速度离心，初步分离果油得到沙棘清汁，在80 ℃下灭菌20 min，得到沙棘原汁。为了更好地保证沙棘原汁品质，灭菌后沙棘原汁以无菌袋罐装。

（3）沙棘南瓜汁加工工艺流程

依据现有复合果蔬汁加工工艺，确定沙棘南瓜复合果蔬汁加工工艺流程：原汁→调配（白砂糖、稳定剂、防腐剂）→胶体磨→均质→杀菌→罐装→成品。

将沙棘汁放入化糖罐，南瓜汁以2 倍常温水稀释，搅拌均匀后过200 目胶体磨，倒入配料罐；白砂糖以3 倍水稀释后加热至80 ℃、搅拌至完全溶解后入配料罐；果汁定容后加入稳定剂再次过胶体磨200 目下研磨，18 MPa、60℃下均质，后入杀菌罐80℃杀菌20min，罐装得到成品。

1.3.2 复合果汁配方单因素试验

影响沙棘南瓜复合果汁口感及风味的因素主要包括沙棘原汁用量、南瓜原汁用量、白砂糖用量及复合稳定剂的用量，根据前期试验，初步设计各因素的用量范围。结合感官评定法，进行单因素试验，以确定响应面试验的各因素水平。其中沙棘汁用量设计为1%、3%、5%、7%、9%、11%、13%、15%、17%，南瓜原汁用量设计为6%、9%、12%、15%、18%、21%、24%、27%、30%，白砂糖用量设计为5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%；复合稳定剂用量设计为0.06%、0.08%、0.1%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.2%、0.22%。

1.3.3 响应面分析

根据Box-Behnken 试验设计一种响应曲面，在本次Box-Behnken 设计中对沙棘原汁用量、南瓜原汁用量、白砂糖用量及复合稳定剂用量这4 个因素进行试验。试验设计见表1。

表1 响应面因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface design

1.3.4 感官评定

邀请20 名经过专业培训的人员进行感官评定，评分标准见表2，取平均值。

1.4 数据处理

响应面试验设计每组试验重复3 次，之后用Design-Expert.8.05b 软件对所得数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 果汁配方单因素实验结果与分析

2.1.1 沙棘原汁添加量的确定

由图1（见下页）可知，当沙棘原汁添加量在3%～13%时，其感官评分可达到80 分以上，复合果汁的口味和稳定效果较好；当沙棘原汁含量低于3%时，复合果汁的色泽偏淡，无沙棘果香，南瓜的熟瓜味较重；当沙棘原汁添加量增加至14%以上时，其果汁中丰富的酸性成分（熊果酸、齐墩果酸、VC、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸等）对稳定剂影响较大，导致复合果蔬汁稳定性不好，当天存在不明显分层，7 d 后出现明显分层。当沙棘原汁添加量为9%，感官评分最高，为最适宜的添加量。

表2 沙棘南瓜复合果蔬汁感官评分标准Table 2 Carriteria for sensory evaluation of seabuckthorn and pumpkin juice beverage

2.1.2 南瓜原汁添加量的确定

由图2 可知，当南瓜汁的添加量在13%～26%时，感官评分达80 分以上，复合果汁的口味和稳定效果较好；当南瓜汁含量低于13%时，果汁甜味较淡，稠度较低，口感相对寡淡，南瓜味不明显，略有沙棘的果臭味；当南瓜汁添加量增加至14%以上时，果汁的黏稠度逐渐增强，口感渐浓，接受度较好；当南瓜汁的添加量超过26%时，果汁过于黏稠，南瓜的熟瓜味较明显，果汁感官品质明显降低。因此，选择南瓜原汁的添加量15%、20%、25%进行后续试验。

2.1.3 白砂糖添加量的确定

由图3 可知，当白砂糖的添加量在6%以下时，果汁口感较为寡淡，以清爽为主，有沙棘及南瓜香气，但入口后口感淡薄，无回味。当白砂糖的添加量增加至7%以上时，复合果蔬汁的香气及口感得到较大提高，果汁适口性较好；当果蔬汁中白砂糖添加量增加至12%以上时，其酸甜度略显失衡。当白砂糖添加量为9%时，感官评分89分，为最高分。因此，选择7%、9%、11%进行后续试验。

2.1.4 复合稳定剂添加量的确定

由图4 可知，当稳定剂的添加量在0.1%以下时，虽然并不影响果汁口感，但因为稳定剂的添加量较小，南瓜中的部分成分密度较大，且沙棘汁中的含油量比较高，导致果蔬汁的组织状态不稳定，果蔬汁分层明显。当果蔬汁中稳定剂的添加量大于0.2%时，虽然果蔬汁的稳定性较好，但果蔬汁的黏稠度较大，口感黏滞性较重，果蔬汁整体表现不佳。当稳定剂添加量为0.14%，感官评分最高，为91 分，因此，稳定剂的添加量选择0.1%、0.14%、0.18%进行后续试验。

2.2 响应面法优化果汁配方试验结果与分析

2.2.1 复合果蔬汁饮料配方回归模型的显著性检验与方差分析

根据响应面优化结果（表3），用Design-Expert8.0.6软件对所得数据进行多元回归拟合，得到感官评分（Y）的二次多项回归方程为：

Y=84.00-3.50A-3.75B-1.67C-2.25D+1.00AB+0.50AC-1.00AD-1.25BC-1.00BD+0.75CD+1.67A2+0.042B2-183C2-3.71D2。

表3 沙棘南瓜复合果蔬汁饮料最佳配方响应面试验设计及结果Table 3 Results of response test of seabuckthorn and pumpkin compound juice beverage

表4 响应面二次模型的方差分析Table 4 Variance analysis of ANOVA for response surface quadratic model

由表4 可以得出，该模型显著（P＜0.05），失拟项不显著（P=0.077 6），说明该方程拟合度良好，能够较好地反映沙棘汁添加量、南瓜汁添加量、白砂糖添加量、稳定剂添加量与复合果汁的感官评价得分间的关系。

2.2.2 沙棘南瓜复合果蔬汁配方响应面分析与优化

为了观察某两个因素之间的相互关系及其对复合果汁口感的影响，对回归方程进行降维分析，结果如图5（见下页）所示。由图5（a）可知，沙棘汁添加量与南瓜汁添加量之间有交互作用，但相对较弱；当沙棘汁添加量小于8%、南瓜汁添加量小于20%时，果汁口感较好，感官评分逐渐达到90 分及以上，而两者也具有交互作用，当沙棘汁和南瓜汁的添加量分别在9%和21%以上时，随着两个因素的改变，其感官评分呈曲面下降，考虑可能是沙棘和南瓜中的某一种果汁的添加量过高，一定程度上掩盖了另一种果汁的香气与滋味，或者一种果汁添加量不足以遮挡另一种果汁的特殊气味所致。由图5（b）则可以看出沙棘汁和白砂糖的添加量之间具有明显的交互作用；当沙棘汁在5%～6%、白砂糖在7%～9.8%时，二者的添加量可在此范围内调整，对感官评定的得分影响不大，考虑因为白砂糖是本试验中的主要甜味剂，沙棘汁是本试验中主要酸度剂的来源，所以两者在感官评定中具有一定的平衡关系。由图5（c）可知，沙棘汁添加量和稳定剂的添加量具有明显的交互关系，结合单因素试验结果分析来看，虽然本试验添加的复合稳定剂是主要针对沙棘产品作用的，但由于沙棘汁中的果酸较高导致其对稳定剂具有一定的破坏作用，当沙棘汁的添加量达到一定程度时，会使稳定剂失效。由图5（d）可知白砂糖和南瓜汁的添加量具有一定的交互作用，当南瓜汁的添加量在17%以下时，白砂糖的添加量可调节度较高，随着南瓜汁添加量的增加，白砂糖的添加量可调节性降低，当南瓜汁添加量高于20%时，白砂糖的添加量则无限接近于最低值，考虑此结果与南瓜中含糖量较高具有一定关系。由图5（e）可知南瓜汁添加量和稳定剂添加量之间具有很强的交互作用关系，结合单因素试验来看，主要是南瓜汁中的淀粉含量对稳定剂的添加起到制约作用。由图5（f）来看，糖和稳定剂之间的关系较为明显，且具有较强的规律性。

根据Box-Benhnken 试验设计和响应面分析法得出当沙棘汁添加量为5%、南瓜汁添加量为15%、白砂糖添加量为8.48%、复合稳定剂添加量0.14%时，复合果汁的感官评定预测值为94.08 分。对此结果进行优化试验，三组重复试验的得分均高于94 分，与预测值接近，验证了模型的正确性。

3 结论

在沙棘南瓜复合果蔬汁配方试验研究中，发现沙棘汁、南瓜汁、白砂糖及复合稳定剂之间存在着较为复杂的交互关系，沙棘汁和南瓜汁的添加量直接影响果蔬汁的色泽及口感的醇爽口性和厚度，同时也影响果蔬汁中糖的添加量及复合稳定剂的稳定性；而且沙棘汁和南瓜汁也要进行精确的配比才能较好地发挥各自效用，达到相互为佐的目的。添加适量白砂糖可以提高果蔬汁口感的醇厚度，降低沙棘原汁及南瓜原汁的添加量，减少生产成本，同时增强产品适口性，但过度则会影响产品的爽口性。添加适当的稳定剂，不但能够增强果蔬汁稳定性，还会增加产品的醇厚度，也就是说，添加适当的稳定剂有助于降低南瓜汁的添加量；但是稳定剂添加量过高的情况下会导致果蔬汁口感过于黏稠，降低了果蔬汁的爽口性；同时稳定剂受沙棘果汁含量影响较大，只有在沙棘果汁含量低于14%时稳定剂才能发挥效用。本研究通过Box-Benhnken 试验设计和模型回归分析，并验证后得到沙棘南瓜果蔬汁配方：沙棘汁5%、南瓜汁15%、白砂糖8.48%、复合稳定剂0.14%。采用此配方生产的果蔬汁质地均匀细腻、组织状态稳定、色泽澄黄，饮用时能够从清新的南瓜香气中品出淡淡的沙棘果香，两者相互为佐，从口感及营养价值上都得到了充分发挥，可应用于中试生产。