黄樱桃复合低糖果酱的研制及其安全保健功能评价

Development and safety health function evaluation of yellow cherries compound low-sugar jam

摘要

目的 以陇南产黄樱桃为材料复配油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖等保健成分，添加木糖醇、柠檬酸、氯化钙和D-异抗坏血酸钠等食品添加剂研制低糖果酱，并进行安全和保健功能评价。 方法 根据感官评分，对油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖添加量进行优化筛选，采用响应面设计试验，优化工艺和配方研制樱桃果酱，依据国家标准对果酱进行理化指标和微生物指标检验，开展安全评价，并考查了不同浓度的黄樱桃果酱对果蝇生育力和寿命的影响。 结果 用16%的油橄榄果粉、0.18%的金针菇粉和0.25%的纹党多糖用量的优化工艺配方所研制的低糖果酱呈鲜黄色，酱体状态均匀，具有黄樱桃和油橄榄的特殊果香，可溶性固形物含量 59.39%、pH为4.21、总糖为28.99%、黏度为28.29cm/30s，检测的重金属含量和致病菌均低于国家安全标准，还能显著提高果蝇世代生育力，延长了寿命。 结论 研制的黄樱桃-油橄榄果粉-金针菇粉复合低糖果酱颜色鲜亮、组织状态良好，果香浓郁，具有很好的营养价值和保健功能，卫生指标符合国家标准。

Abstract

Objective Longnan yellow cherries （Prunus pseudocerasus） were used as the material to compound health ingredients such as olive fruit powder，Flammulina velutipes powder and grain party polysaccharide，and food additives such as xylitol，citric acid，calcium chloride and sodium D-isoascorbic acid were added to develop low sugar jam，and safety and health functions were evaluated. Method Based on the organoleptic score，the additions of olive fruit powder，F.velutipes powder and grain party polysaccharide were optimized and screened.Response surface design tests were used to optimize the process and formulation to develop cherry jam，the physical and chemical indicators and microbiological indicators of the jam were tested according to national standards，safety evaluations were carried out and the effects of different concentrations of yellow cherry jam on the fertility and longevity of fruit flies were investigated. Result The low sugar jam developed with the optimized process formula of 16% olive fruit powder，0.18% F.velutipes powder and 0.25% polysaccharide dosage of the striated party was bright yellow in color，with a homogeneous state of the jam and a special fruit flavor of yellow cherry and olive，with a soluble solids content of 59.39%，pH of 4.21，total sugar of 28.99%，viscosity of 28.29 cm/30s.The content of heavy metals and pathogenic bacteria tested were below national safety standards，and it also significantly improved the fertility of fruit fly generations and extended their life span. Conclusion The yellow cherry - olive fruit powder - F.velutipes powder compound low sugar jam developed is bright in color，well organized and has a strong fruit flavor，with good nutritional value and health care functions，and the health indicators are in line with national standards.

Graphical abstract

关键词

黄樱桃 / 油橄榄果粉 / 金针菇粉 / 纹党多糖 / 低糖果酱 / 评价

Key words

Prunus pseudocerasu / Olea europaea fruit powder / Flammulina velutipes powder / Codonopisis pilosula polysaccharides / low sugar jam / evaluation

黄樱桃（P.pseudocerasus Lind.l）属于中国樱桃，在甘肃省成县具有悠久的栽培历史，其皮薄多汁、颜色金黄、风味独特^［1-2］。近年来的现代技术研究表明，樱桃具有软化血管和预防心脑血管疾病的作用，在抗疲劳和促进血红蛋白再生方面也有突出的功效^［3-8］。陇南黄樱桃产量大品质好，但是成熟季节在多雨高温的夏季，上市时间集中，必须当天采摘当天销售，极易褐变和腐烂，很难保鲜、贮藏和运输，造成了巨大的浪费和经济损失，制约了黄樱桃在当地林果产业的发展。

陇南是全国油橄榄（Olea europaea）主产区，但是在油橄榄加工过程中40%左右的果渣得不到有效的利用，造成了严重的资源浪费和环境污染^［9］。油橄榄果渣中含有大量的微量元素和齐墩果甙和、羟基酪醇等多酚类物质^［9-11］，在体内和体外实验以及食品研究中均表现出众多的生物活性^［9-12］，因此油橄榄果渣具有开发成功能性食品的巨大潜力。金针菇 （Flammulina velutipes）含有丰富的蛋白质、多糖、膳食纤维、矿质元素、朴菇素等多种功效成分，具有很高的食用价值和保健功能^［13-14］。纹党多糖是从陇南文县特有的中药材纹党中提取的生物活性物质，具有降脂降糖、抗氧化、抗疲劳、提高免疫力和学习记忆能力等多种生物活性功能^［15-18］。果酱呈现的凝胶状态更具营养的稳定性，而且贮藏时间较长，是水果最有效的食品加工方法之一^［19-21］。

为此，以陇南黄樱桃鲜果为原料，同时添加纹党多糖、油橄榄果粉和金针菇粉研制一种可以直接食用的低糖复合果酱，开展单因素筛选试验，优化低糖果酱最佳工艺，依据国家标准对果酱进行理化指标和微生物指标检验，开展安全、寿命和生育力等保健功能评价，为陇南黄樱桃保和油橄榄保健新产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

陇南黄樱桃鲜果购自甘肃省成县，油橄榄果渣由陇南经济林研究院油橄榄研究所提供，金针菇由天水众兴菌业提供，野生型黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）引自西北师范大学遗传学实验室；纹党多糖由陇南师范高等专科学校农林技术学院食品实验室提供，纯度为99.65%；木糖醇、柠檬酸、D-异抗坏血酸钠购自郑州升达食品添加剂有限公司，氯化钙购自汕头市明德食品添加剂有限公司，均为食品级。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程和工艺要点

工艺流程^［20］：黄樱桃鲜果→清洗→去核→打浆→添加油橄榄果粉→搅拌旋转→添加金针菇粉→添加纹党多糖粉末→复配浓缩→装瓶→封口→灭菌→冷却→包装。

工艺要点：

1） 油橄榄果渣和金针菇粉制备

新鲜的油橄榄去核果渣和金针菇在50 ℃烘箱中干燥杀青，超微粉碎6 000 目过筛成粉备用。

2） 打浆护色

选择果实完整成熟度适中的黄樱桃去核洗杂，添加0.15%的氯化钠打浆，护色20 min^［20-22］。

3） 浓缩复配

护色后的果酱先添加油橄榄果粉真空搅拌旋转5 min，再添加金针菇粉进行真空搅拌浓缩5 min，添加15%的木糖醇和0.16%的柠檬酸继续浓缩，温度控制在50 ℃左右，压强控制在90 KPa左右，继续浓缩10min。

4） 稳定组织

待果酱组织搅拌浓缩变得粘稠和均一时，添加纹党多糖继续浓缩10 min后，再添加0.01%的氯化钙和0.05%的D-异抗坏血酸钠在45 ℃旋转5 min后停止浓缩和搅拌，静止稳定5 min^［20-22］。

5） 灌瓶保存

稳定后的果酱趁热脱气灭菌灌装后室温阴凉干燥处保存^［20-22］。

1.2.2 黄樱桃低糖复合果酱单因素试验

将去核的黄樱桃果肉匀浆，用蒸馏水配制成质量比为50%的果酱，添加15%的木糖醇、0.16%的柠檬酸、0.25%的纹党多糖、0.01%的氯化钙和0.05%的D-异抗坏血酸钠，复配浓缩，以果酱的颜色、光泽、组织状态、涂抹性能、协效性和口感等指标^［20-22］，开展对油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖的添加量的单因素筛选试验，油橄榄果粉的添加量为12%、14%、16%、18%和20%，金针菇粉的添加量为0.12%、0.14%、0.16%、0.18%和0.20%，纹党多糖的添加量为0.15%、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%，通过综合感官评分确定单因素最佳参数^［20-22］。

1.3 感官综合评价与指标测定

将制备好的黄樱桃低糖复合果酱在阴凉干燥处放置7 d，邀请10 名食品相关专业人员依据表1中的感官评价标准进行综合评价，评价等级和标准参考叶文斌^［20-21］和孙娜^［22］的方法有改动，果酱产品的相关指标依据国家标准规定的方法进行，水分含量（GB/T5009.3-2016）、可溶性固形物（GB/T1078-2006），总糖含量（GB/T5009.8），酸度（GB/T5009.239-2016），重金属总砷（GB/T5009.11）、总铅（GB/T5009.12）、总镉（GB/T5009.15-2014）、总汞（GB/T5009.17-2014），商业无菌按GB/T4789.26规定的方法测定，霉菌计数按GB/T4789.15-2003中附录A规定的方法测定，沙门氏菌按照GB/4789.4-2016 测定，金黄色葡萄球菌照GB/4789.10-2016 测定，黏度用黏度计进行测定。

1.4 黄樱桃低糖复合果酱对果蝇生育力和寿命的影响试验

1.4.1 黄樱桃低糖复合果酱对果蝇寿命的影响

参考叶文斌^［23］等的方法用250 mL蒸馏水，28 g玉米粉，22 g蔗糖，2.5 g琼脂，2 mL丙酸和2.5 g鲜酵母加热制备基本培养基，再把黄樱桃低糖复合果酱按照质量比添加到基本培养基中，形成1∶8、1∶4、1∶2和1∶1等4个处理，以不添加果酱的基本培养基为CK（0）组。参考叶文斌^［21］等的方法开展果蝇的寿命实验。在无菌条件下收集未交配的雌雄果蝇进行隔离培养，每瓶培养基中各接入50 只，2种培养基中各接10 瓶（5 ♀，5 ♂），每天定时观察，记录死亡个体数，直到最后一只果蝇死亡，计算后代（F₁~F₃）数量的雌雄性别比，后对统计的数据进行分析整理，比较其与前者死亡率的差异，果蝇平均寿命按照下式计算。

\overline{L}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^N}L}{N}

式中：L表示果蝇寿命，\overline{L}为果蝇平均寿命，N为果蝇总数，i为果蝇数。

1.4.2 黄樱桃低糖复合果酱对果蝇生育力的影响

在无菌状态下，开展果蝇的寿命试验，在4种处理的培养基中接种10对未交配的雄果蝇和处女蝇，在恒温生化培养箱中放置7 d后移去亲本，待出现子代（F₁）果蝇时，按性别分别统计数量和性别比。在观察记录数据的同时，随机取出10 对未交配的F₁代雌雄果蝇重新放入新培养基中作继代培养，进而繁殖孙代（F₂）代，F₂代再继代培养繁殖F₃代，对其每处理建立3个重复，分别统计出各代果蝇的数量和性别比。

1.5 数据分析

试验所有数据通过SPSS 17.0软件来统计分析，试验结果的对照与各处理的显著性检验用单因素方差来进行分析，P<0.05表示显著差异有统计学意义，P<0.01表示极显著差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖添加量对黄樱桃低糖复合果酱的综合感官评价如图1~3所示，果酱的综合感官评价分值均随着3种因素添加量的增加先升高后逐渐再降低，油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖添加量分别在16%、0.18% 和0.25% 时果酱的综合感官评价分数最高，分别达到了90.47 分、91.59 分和90.40 分。根据单因素试验分析，可以确定14%、16%和18%的油橄榄果粉、0.16%、0.18%和0.20%金针菇粉以及0.20%、0.25%和0.30%纹党多糖为后续的响应面试验，来优化果酱加工工艺。

2.2 果酱Box-Benhnken中心组合试验结果

通过前期影响果酱品质的单因素试验筛选，确定了油橄榄果粉添加量（A）、金针菇粉添加量（B）和纹党多糖添加量（C）3个因素，以果酱的综合感官评价为响应值，进行三因素三水平的响应面试验组合试验设计^［20-22］，优化果酱加工工艺，试验因素和水平见表2，试验结果见表3~4。

黄樱桃低糖复合果酱响应面试验设计所涉及的3个因子的响应面回归模型方程为：

Y=90.36+4.18 A-1.90 B+1.38 C-3.13 AB+2.17 AC-5.02 BC-4.47 A²-3.82 B²-4.92 C²。由表3可知，获得的模型与三因素之间响应值拟合较好，模型极显著（P<0.000 1）。油橄榄果粉添加量（A）、金针菇粉添加量（B）和纹党多糖（C）三者的添加量一次项在方程中均表现出显著或极显著（P<0.05，P<0.000 1）；二次项（A²，B²，C²）在方程中均表现极显著（P<0.000 1），三者交互项中AB和BC在方程中均表现也成极显著（P<0.01），A和C交互项成显著（P<0.05），说明A、B、C 3个因素的添加量对研制的果酱综合感官评价是复杂的响应关系^［20-22］，模型的决定系数（R²= 0.977 4）和校正系数（R²_adj=0.974 1）也较为接近，而且失拟项不显著（P=0.062 7，P>0.05），这些综合因素说明了此模型的二次回归拟合也很好^［20-22］，模型的可信度得到了保证，用此模型进行果酱工艺优化预测是可靠的，且影响果酱品质的三因素大小顺序为：油橄榄果粉添加量（A）>金针菇粉添加量（B）>纹党多糖（C）。

响应曲面的坡度可以直接反映出A、B和C 3个因素添加量对研制的黄樱桃复合果酱感官评分的敏感度^［20-22］，如图4~6所示，影响黄樱桃果酱的三因子之间交互作用复杂，响应曲面都存在不同的坡度。通过分析三因子之间对应的响应曲面图和等高线图，发现A、B和C之间的响应的等高线均在-1~1的范围之间，而且响应曲面均为凸面，这就提示影响研制黄樱桃复合果酱的3个因素的最佳参数条件就在所选的浓度范围之内^［20-22］。通过回归模型综合分析，预测出黄樱桃低糖复合果酱中A、B和C添加量分别为16.19%、0.181 4%和0.253 2%，预测的综合感官评价的理论值为90.36（分）。然后考虑生产实际与单因素筛选试验，对模型预测的和单因素筛选的最佳组合再进行验证，结果如表5所示，两者之间感官综合评价分数不存在显著差异（P>0.05），所以确定A、B和C添加量的最佳参数分别为16%、0.18%和0.25%。

2.3 果酱感官评价和指标测定

按照最佳优化工艺参数制备的低糖黄樱桃复合果酱鲜黄诱人，酱体细腻，组织均匀，黄樱桃和油橄榄果香协调，风味独特，口感俱佳且涂抹后涂层光滑。依据国家卫生和安全要求对果酱进行理化指标和微生物指标检测，各项理化指标均符合果酱国标要求，未检出致病菌，结果如表6~7所示。

2.4 黄樱桃对果蝇生育力和寿命的影响

添加不同质量比的果酱对果蝇世代生育力和性别比的统计结果列如表8~9所示。随着果酱质量比的逐渐升高，果蝇雌、雄世代数量都呈现出逐渐升高的趋势。当果酱质量比为1∶4时，通过分析可知F₁~F₃代雌、雄果蝇的数量均高于CK（0），两者相比无显著差异（P>0.05）；在果酱质量比为1∶1时为F₁~F₃代雌、雄果蝇数量是CK（0）的1倍，两者相比存在极显著差异（P<0.01）；当果酱质量比在1∶4~1∶1 之间时，F₁∶F₃代雌、雄果蝇数量的总体比值接近1∶1。所以通过上述结果可知黄樱桃低糖复合果酱对果蝇的生育力具有明显的促进作用。

不同质量比的果酱对果蝇世代寿命的统计结果如表10所示。随着果酱质量比的逐渐升高，果蝇雌、雄世代寿命也均呈现出逐渐延长的趋势。在樱桃果酱质量比为1∶4时，通过分析统计可知F₁~F₃代雌、雄果蝇的寿命虽然均高于CK（0），但两者相比无显著差异（P>0.05）；在果酱质量比为1∶1时为，通过分析可知F₁~F₃代雌、雄果蝇寿命与CK（0）相比，两者存在极显著差异（P<0.01）；F₁~F₃代雌性果蝇寿命总体高于雄性果蝇。结果表明高配比的黄樱桃低糖复合果酱对果蝇寿命具有明显的延长作用。

3 讨论

果酱中不添加传统的蔗糖，降低了糖的含量，不但符合市场低糖食品的潮流，可以适用于糖尿病患者^［24］，同时用木糖醇代替蔗糖，不但起到了提升甜味的作用，还增添了营养成分，更符合低糖食品的需求^［24-25］；添加的柠檬酸既是酸味剂，又是很好的抗氧化剂和防腐剂，同时能与D-异抗坏血酸钠共同协作用，调节 pH 值稳定果酱的颜色，有效的阻止氧化酸败的发生^［24-26］，在果酱中还起到了钙离子强化剂的作用，促进氯化钙的强化功能，使果酱的均一性增强^［24-28］。添加纹党多糖和金针菇粉后既可作增粘剂，也为果酱增添了保健功能^［13-14］，更为果酱增添了口感的层次性，通过最优化的工艺所得到黄樱桃-油橄榄果粉-金针菇粉复合低糖果酱，而且通过响应面的优化试验获得最佳参数，实际试验测得的感官评分与模型预测值相近，同时添加油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖，在增加果酱的立体口感体验的同时，而且具有很好的保健功能，能显著提高果蝇世代生育力，延长寿命，增强果蝇的生命力，可为陇南黄樱桃、油橄榄和纹党的资源综合利用提供依据。

4 结论

本研究以陇南产黄樱桃为材料复配油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖等保健成分，添加木糖醇、柠檬酸、氯化钙和D-异抗坏血酸钠等食品添加剂研制低糖果酱，并进行安全和保健功能评价。根据感官评分，对油橄榄果粉、金针菇粉和纹党多糖添加量进行优化筛选，采用Box-Benhnken中心组合设计试验，按照16%油橄榄果粉、0.18%的金针菇粉和0.25%的纹党多糖用量的优化工艺配方研制的低糖果酱呈鲜黄色，组织状态良好，具有黄樱桃和油橄榄的特殊果香，通过检测可溶性固形物含量59.39%、pH 为4.21、总糖为28.99%、黏度为28.29 cm/30s，检测的重金属含量均小于国家安全标准（<0.05 mg/kg），未检出沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等致病菌，大肠杆菌数和真菌数量都远远低于国家安全标准。

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基金资助

2021年甘肃省科技重大专项“高品质橄榄油关键技术开发、集成示范与应用”(21ZD4NK045)

2021年甘肃省自然科学基金“陇南橄榄油加工废弃物中活性功能因子分析及保健食品的创制研究”(21JR7RK912)

2021年甘肃省高等学校创新基金“油橄榄果渣膳食纤维的特性及应用研究”(2021B-377)

2021陇南市社会化出资科技计划项目“陇南黄樱桃保健果酱的研究开发与安全性评价”(2021-SZ-07)