响应面法优化复合枸杞果酱的制备工艺及体外抗氧化活性研究

摘要 [目的]优化枸杞果酱的最优制备工艺，研究其抗氧化活性。[方法]采用枸杞、草莓、百香果、白砂糖为原料，通过单因素试验和Box-Behnken试验优化复合枸杞果酱的制备工艺，并对其体外抗氧化活性进行研究。[结果]复合枸杞果酱的最佳制备工艺条件：百香果添加量8%，白砂糖添加量7.18%，草莓与枸杞配比为3∶ 在该制备工艺条件下得到的复合枸杞果酱黄酮含量为9.51 mg/g，多糖含量为0.49 mg/g，VC含量0.20 mg/g。抗氧化研究结果显示：复合枸杞果酱具有较强的抗氧化能力，对ABTS、DPPH、超氧阴离子、羟自由基的清除率最高分别可达81.61%、89.90%、42.82%与87.53%。[结论]该研究可为合理利用枸杞资源提供技术支持。

关键词 复合枸杞果酱;Box-Behnken试验;体外抗氧化

中图分类号 TS 255.43  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）18-0135-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.18.034

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Optimization of Preparation Process of Compound Wolfberry Jam by Response Surface Methodology and Its Antioxidant Activities

LIU Yao-yao1，QIAO Yang-bo1，YE Ying1，2 et al

（1.College of Agriculture and Animal Husbandy，Qinghai University，Xining，Qinghai 810016;2.Qinghai Tibet Plateau Key Laboratory of Agricultural Products Processing，Xining，Qinghai 810016）

Abstract [Objective]To optimize the optimal preparation process of compound wolfberry jam and study its antioxidant activity.[Method]Taking the wolfberry，strawberry，passion fruit and white granulated sugar as raw materials，the preparation process of compound wolfberry jam was optimized by single factor tests and Box-Behnken tests，and its in vitro antioxidant activity was studied.[Result]The results showed that the optimum conditions for the preparation process of compound wolfberry jam were as follows：the proportion of passion fruit and white granulated sugar was 8%，7.18%，respectively;the ratio of strawberry to wolfberry was 3∶2，and the content of flavonoids，polysaccharide and VC was 9.51 mg/g，0.49 mg/g，0.2 mg/g，respectively.Antioxidant tests results showed that the compound wolfberry jam owned strong antioxidant capacity，the scavenging rates of ABTS free radicals，DPPH free radicals，superoxide anion free radicals，and hydroxyl free radicals could up to 81.61%，89.90%，42.82% and 81.61%，87.53%，respectively.[Conclusion]This study could provide references for rational utilization of wolfberry resources.

Key words Wolfberry jam;Box-Behnken test;Antioxidant

枸杞在世界各国都有分布，有80余种，我国主要分布于山西、青海、新疆、陕西、河北、内蒙古等地[1]。枸杞是传统的药食同源植物，其花、皮、果、根、叶均可入药，有较高的药用保健功能和营养价值[2]，如美容养颜、降低血糖、抗衰老等[3]。枸杞有多种药用成分，包括维生素、多糖、类胡萝卜素、类黄酮、微量元素等[4]。百香果又称西番莲、鸡蛋果，主要分布于广西、广东等地，百香果果实富含荔枝、酸梅、柠檬等百余种水果的香气，因此被誉为“百香果”[5]。百香果中含有多种维生素、类胡萝卜素、微量元素和氨基酸[6]，具有抗焦虑及镇静、抗氧化、抗成瘾、抗炎等功能[7]。现代医学表明，草莓具有滋阴养血、降血压、抗衰老等作用，可以预防动脉粥样硬化，降胆固醇，对治疗贫血症、白血病、脑出血等也有一定的疗效[8]。

果酱是凝胶物质，其中果酸能促进消化液分泌，增强食欲;富含钾、钙、锌等元素，能消除疲劳。近年来，由于人们对身体保健意识的不断强化，一些具有很高营养价值和保健功能的果酱深受消费者喜爱，如香蕉果酱和胡萝卜复合果酱等[9]。目前市场上也有较多复合果酱产品，如刘芳舒等[10]采用番茄与无籽刺梨生产无籽刺梨复合果酱;尤丽新等[11]制备得到香蕉猕猴桃复合果酱;李自强等[12]以金雀花浆、红枣泥和胡萝卜泥为主要原材料生产制备出低糖金雀花复合果酱。果酱产品种类繁多，然而在市场上却很少见到具有抗氧化功能的果酱。大多数体外抗氧化活性研究表明，蔬菜和水果对不同自由基具有一定的清除作用。蔬菜和水果的抗氧化作用除了来源于众所周知的抗氧化物质（如VC、VE、β胡萝卜素等）之外，可能更主要来源于黄酮、多糖等物质[13]。枸杞、草莓、百香果富含VC、黄酮、多糖等抗氧化活性物质[14]。

笔者选取枸杞、草莓、百香果、白砂糖为原料，制备功能性复合枸杞果酱，运用单因素试验与Box-Behnken试验方法确定果酱制备的最优工艺条件;通过测定ABTS、DPPH、抗超氧阴离子、羟自由基清除率及铁离子还原能力，评价果酱的体外抗氧化能力，并测定复合果酱中主要抗氧化活性成分黄酮、多糖、VC 的含量，以期为功能性复合枸杞果酱产品的开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

草莓、百香果、白砂糖，市售;枸杞，产于青海柴达木;ABTS试剂，北京酷尔化学科技有限公司;DPPH试剂，南京奥多福尼生物科技有限公司;NaAc-HCA缓冲液，福建厦门海标科技有限公司;超氧阴离子自由基试剂盒、羟自由基测试盒、铁离子还原能力试剂盒，南京建成生物工程研究所。其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器和设备

HH-4数显恒温水浴锅：国华电器有限公司;JM-B3003型电子天平：诸暨市超泽衡器设备有限公司;UV-2600 紫外可见分光光度计：岛津企业管理有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 制备工艺流程。原料选择→清洗→去皮→切块→打浆→熬煮→装瓶密封→灭菌→冷却→复合枸杞果酱。

1.3.2 操作要点。原料选择：选择果实较大、成熟、无破损的枸杞、草莓、百香果。打浆：将枸杞、切块的草莓、去皮的百香果按比例打浆。 熬煮：将打浆后的果酱倒入锅中，加入200 mL蒸馏水和按照要求称取的白砂糖，在电磁炉上熬煮15 min，直至果酱状态黏稠，且具有一定的流动性。装瓶密封：果酱浓缩结束后，趁热装入已灭菌的罐内（顶间隙约2～3 mm），装瓶时要迅速将罐盖拧紧，且每锅果酱的分装要在30 min内完成。灭菌：将密封好的果酱进行灭菌，温度100 ℃，保持10 min，然后取出。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验。

固定其他因素及水平，以感官评分为考察指标，分别研究白砂糖添加量、百香果添加量、草莓与枸杞配比对复合枸杞果酱感官评分的影响。设计各因素水平：白砂糖添加量3%、6%、9%、12%、15%;百香果添加量2%、4%、6%、8%、10%;草莓与枸杞配比2∶1、3∶2、1∶1、2∶3、1∶2。

1.4.2 响应面试验。

在单因素试验的基础上，以复合枸杞果酱感官评分为响应值（Y），以百香果添加量（A）、白砂糖添加量（B）、枸杞与草莓配比（C）为试验因素，利用Design Expert 7.0.0软件，设计3因素3水平的Box-Behnken响应面试验，并对结果进行分析。因素水平设计见表1。

1.5 复合枸杞果酱感官品质评定方法

在单因素试验的基础上，以复合枸杞果酱感官评分为主要参考指标，评判标准参照国标GB/T 22474—2008《果酱》，从色泽、香味、组织状态、黏稠度、口感、酸甜度6个方面对所制备的复合枸杞果酱进行感官评价。具体评价指标见表2。

1.6 测定项目与方法

1.6.1 黄酮含量的测定[15-17]。

参考前人方法绘制芦丁标准曲线。以吸光值y与芦丁标准品浓度x（g/mL）进行线性回归，得到回归方程：y=55.769 0x+3.046 7，R2=0.998  并根据标准曲线计算样品中黄酮浓度，按公式计算黄酮含量。

黄酮含量（g/mL）=C×V×nm

式中，C为标准曲线查得的样品黄酮浓度，g/mL;V为稀释后移取样品溶液体积，mL;n为稀释倍数;m为称取样品质量，g。

1.6.2 多糖含量的测定。参考文献[18]采用苯酚-硫酸法绘制葡萄糖标准曲线。以吸光值y与葡萄糖标准品浓度x（g/mL）进行线性回归，得到回归方程：y=16.318 0x+0.005 3，R2=0.999 7，并根据标准曲线计算样品中多糖浓度，按公式计算多糖含量。

多糖含量（g/mL）=C×V×nm×1 000

式中，C为标准曲线查得的样品多糖浓度，g/mL;V为移取稀释后样品溶液的体积，mL;n为稀释倍数;m为称取样品质量，g。

1.6.3 VC含量的测定。参考前人的方法绘制VC标准曲线。以吸光值y与VC标准品浓度x（g/mL）进行线性回归，得到回归方程：y=96.840 0x+0.022  R2=0.999 4。并根据标准曲线计算样品中VC浓度，按公式计算VC含量。

VC含量（g/mL）=C×V×nm×1 000

式中，C为标准曲线查得的样品VC浓度，g/mL;V为移取稀释后样品溶液的体积，mL;n为稀释倍数;m为称取样品质量，g。

1.7 抗氧化活性研究

1.7.1 ABTS自由基清除率的测定[19-21]。

精确称取制备得到的复合枸杞果酱，用蒸馏水将其稀释为不同质量浓度（24、48、128、160、192 mg/mL），与ABTS溶液按照1∶20（V∶V）进行混合，混合后的溶液室温下避光静置6 min后，在734 nm处测定吸光值，以VC为阳性对照，并按公式计算ABTS自由基清除率。

ABTS自由基清除率=（1-A样品A对照）×100%式中，A对照为ABTS溶液的吸光值，A样品为样品加ABTS溶液的吸光值。

1.7.2 DPPH清除率的测定。精确称取制备得到的复合枸杞果酱，用蒸馏水将其稀释到不同质量浓度（1.5、3.0、6.0、12.0、24.0、48.0 mg/mL），与DPPH溶液（5×10-5 mol/L）按照1∶1（V∶V）混合，室温下避光静置30 min后，在517 nm处测定吸光值，以VC为阳性对照，并按下式计算DPPH自由基清除率[22-23]。