蔣文鴻，余金橙，劉素穩(wěn)，*，柴迎辰

（1.中糧華夏長(zhǎng)城葡萄酒有限公司，河北秦皇島066600；2.河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北秦皇島066604）

玫瑰香葡萄，又名麝香葡萄（Muscat），原產(chǎn)于英國(guó)，1871年傳入我國(guó)[1]，主要種植地區(qū)是河北昌黎縣[2-3]。玫瑰香葡萄除含糖量高外，還含有鈣、鉀、磷、鐵、葡萄糖、果糖、酒石酸和多種維生素。近年來(lái)，隨著玫瑰香葡萄的產(chǎn)量劇增[4]，且鮮葡萄的保存期較短，人們口味的變化，葡萄汁越來(lái)越受到大眾的青睞。果汁經(jīng)過(guò)濃縮后能夠延長(zhǎng)保藏期，且能夠很好地保存原有的營(yíng)養(yǎng)成分[5]。研究表明，冷凍濃縮技術(shù)[6]相較于熱濃縮、膜濃縮[7]，對(duì)于果汁香氣及營(yíng)養(yǎng)成分的保留具有很大優(yōu)勢(shì)。在桑葚[8]、葡萄[9]、蘋(píng)果[10]、檸檬[11]等果汁的冷凍濃縮中發(fā)現(xiàn)，冷凍工藝對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分及風(fēng)味物質(zhì)破壞程度相對(duì)偏低，具有保留獨(dú)特風(fēng)味的優(yōu)勢(shì)[12]。為了增加玫瑰香葡萄的產(chǎn)值，結(jié)合冷凍濃縮過(guò)程中冰晶極度強(qiáng)烈生長(zhǎng)的機(jī)理，將玫瑰香葡萄冷凍濃縮為高濃度果汁，有利于生產(chǎn)中降低果汁貯藏和運(yùn)輸成本。本文根據(jù)葡萄汁濃度與冰晶生長(zhǎng)狀態(tài)的關(guān)系，優(yōu)化冷凍濃縮工藝，開(kāi)發(fā)改進(jìn)并確定三級(jí)冷凍濃縮工藝，分析濃縮前后葡萄汁的營(yíng)養(yǎng)成分變化，旨在為葡萄汁的工業(yè)化冷凍濃縮提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮玫瑰香葡萄：昌黎葡萄溝；果膠酶（60 000 U）：國(guó)藥集團(tuán)；FDU-1200小型冷凍裝置：青島海爾股份有限公司；WYT-4數(shù)字糖度計(jì)：日本埃朗科技；LZ-0.5多功能榨汁機(jī)：江蘇科威機(jī)械有限公司；UV-2910紫外分光光度計(jì)：日本日立公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 葡萄汁制備

玫瑰香葡萄→挑選→洗凈→去梗修整→打漿破碎→加入0.04%果膠酶→熱處理（水浴45℃、1 h）→壓榨分離果漿→滅酶冷卻（微波處理3 min）→澄清（靜置）→離心抽濾→新鮮葡萄汁

1.2.2 單因素試驗(yàn)

每次分別量取3份40 mL經(jīng)過(guò)離心去雜的新鮮玫瑰香葡萄原汁，放到冷凍裝置[13]中，調(diào)節(jié)到合適的溫度（-3℃～-5℃，冷凍5 min后每隔30 s觀察1次，直至葡萄汁中出現(xiàn)雪花狀、絮狀小冰晶，即表示達(dá)到冰點(diǎn)。繼續(xù)冷凍后固液分離[14]，獲得濃縮葡萄汁和冰晶，分別稱量濃縮汁以及冰晶的質(zhì)量，用數(shù)字糖度計(jì)測(cè)出濃縮汁濃度和冰晶融化后冰液中的可溶固形物含量[15]。

1.2.2.1 冷媒溫度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響

將可溶固形物含量為16°Brix的玫瑰香葡萄汁，在冷凍溫度為-7、-9、-11、-13、-15、-16、-17、-19、-21、-23、-25℃下進(jìn)行冷凍，當(dāng)容器內(nèi)葡萄汁達(dá)到冰點(diǎn)后開(kāi)始計(jì)時(shí)，出現(xiàn)冰晶后延長(zhǎng)1 h。固液分離稱量冰晶重量并測(cè)定融化后的可溶固形物含量。

1.2.2.2 果汁濃度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響

將冷媒溫度預(yù)設(shè)為-15℃，設(shè)定濃度為12、14、16、18、20、22、24、26、28、30 °Brix，測(cè)定結(jié)晶強(qiáng)度與純度。

1.2.2.3 冷凍時(shí)間對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響

預(yù)設(shè)冷媒溫度為-15℃，設(shè)定冷凍時(shí)間為30、60、90、120、150 min，達(dá)到設(shè)定時(shí)間后測(cè)定結(jié)晶強(qiáng)度與純度。

1.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)用Box-Behnken模型分析軟件，考慮到各種因素對(duì)冷凍濃縮葡萄汁結(jié)晶強(qiáng)度的影響以及冰晶的純度，使用Expert 8.0.6.1建立的軟件分析響應(yīng)面優(yōu)化[16]以得到理想工藝[17]，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)的因素水平表Table 1 Levels of three factors in the experiment

1.3 多級(jí)冷凍濃縮

多級(jí)冷凍濃縮葡萄汁處理流程示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 多級(jí)冷凍濃縮葡萄汁處理流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of multi-stage freeze-concentrated grape juice treatment process

1.3.1 葡萄汁冰點(diǎn)曲線

將不同濃度的葡萄汁在最佳冷媒溫度下依次放到冷凍裝置內(nèi)，將已標(biāo)定的溫度探頭懸掛于葡萄汁溶液中。每隔30s記錄1次溶液中的溫度，當(dāng)容器內(nèi)葡萄汁出現(xiàn)冰晶時(shí)即為此時(shí)被測(cè)濃度葡萄汁的冰點(diǎn)溫度，按照此方法嚴(yán)格記錄所有濃度的葡萄汁冰點(diǎn)溫度。

1.3.2 水分凍結(jié)率曲線

凍結(jié)率即冷凍濃縮中形成冰晶的水分占原果汁中總水分的百分比。

凍結(jié)率/%=[1/（1-X）]×[1-（X/Y）]×100

式中：X為果汁初始濃度，°Brix；Y為果汁濃縮后濃度，°Brix。

根據(jù)葡萄汁的冰點(diǎn)曲線可以進(jìn)一步作物料衡算[18]，以冰點(diǎn)曲線為基礎(chǔ)算出葡萄濃縮汁水分的凍結(jié)率，并繪制出凍結(jié)率曲線圖。

1.3.3 多級(jí)冷凍濃縮效率

通過(guò)多步濃縮法[19]增加葡萄汁的濃度，計(jì)算損失率和濃縮率，公式如下：

式中：M1為結(jié)晶強(qiáng)度，g；M2為果汁初始質(zhì)量，g ；C1為冰晶濃度，°Brix；C2為濃縮后果汁濃度，°Brix。

式中：C2為濃縮后果汁濃度，°Brix；C3為果汁初始濃度，°Brix。

1.3.4 可溶固形物含量與濃縮級(jí)數(shù)的回歸方程

測(cè)定并記錄不同冷凍級(jí)數(shù)中濃縮前、濃縮后冰液中的可溶固形物含量，得出回歸方程并計(jì)算濃縮效率，分析高濃度葡萄汁與液態(tài)冰濃度系列之間的線性關(guān)系。

1.4 營(yíng)養(yǎng)成分及理化指標(biāo)的測(cè)定方法

三級(jí)冷凍濃縮后，將28.2°Brix的玫瑰香葡萄濃縮汁稀釋至初始固形物含量12°Brix。達(dá)到與新鮮葡萄原汁等同的濃度，測(cè)定兩種葡萄汁中的理化指標(biāo)。

1.4.1 葡萄汁中黃酮含量的測(cè)定

制備蘆丁[20]標(biāo)準(zhǔn)溶液，稱取蘆丁質(zhì)量15.4 mg，用30%的乙醇定容至50mL，稀釋至不同濃度，測(cè)定510nm波長(zhǎng)下吸光度值。標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：Y=0.011 8X+0.002 5，R2=0.999 5。精密吸取1.0 mL葡萄汁樣品置于10 mL刻度試管中，加5% NaNO2溶液0.3 mL，搖勻后放置 6 min，繼續(xù)加 10% Al（NO3）3溶液 0.3 mL，搖勻后放置6 min，再加1.5 mol/L NaOH溶液 4.0 mL，再加60%乙醇至滿刻度，搖勻后放置10min；測(cè)定510nm波長(zhǎng)下吸光度值。

1.4.2 葡萄汁中總酚含量的測(cè)定

稱取沒(méi)食子酸0.110 g，溶解定容至1 000 mL，制作不同濃度梯度標(biāo)液，測(cè)定760 nm吸光度[21]，標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y=0.048X-0.007 1，R2=0.999 1。精密吸取1.0 mL葡萄汁樣品，加入3.0 mL的福林酚試劑，搖勻避光靜置30 s，再加入6.0 mL12% Na2CO3溶液，定容至25 mL，在760 nm處測(cè)定吸光度。

1.4.3 理化指標(biāo)測(cè)定

pH值采用酸度計(jì)測(cè)定[22]，還原糖測(cè)定采用GB/T 5009.7-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中還原糖的測(cè)定》[23]，總糖測(cè)定采用GB/T 31321-2014《冷凍飲品檢驗(yàn)方法》[24]，VC含量測(cè)定采用 2，6-二氯酚靛法[25]，總酸測(cè)定采用文獻(xiàn)中總酸含量的測(cè)定法[26]，色差值測(cè)定采用HunterLab 色差儀[27]。

隨機(jī)選取25位同學(xué)參加感官評(píng)定，依據(jù)具體評(píng)分表分別從外觀、色澤、香氣、口感4個(gè)方面對(duì)新鮮葡萄汁、復(fù)原葡萄汁進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，判定冷凍濃縮后的葡萄汁是否具有投入市場(chǎng)銷售的優(yōu)良潛質(zhì)。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

為減小試驗(yàn)誤差，所測(cè)指標(biāo)均重復(fù)3次，結(jié)果取其平均值。最終結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。用SPSS22.0進(jìn)行Duncan′s多重差異分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯著性，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 冷媒溫度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響

冷媒溫度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響見(jiàn)圖2。

圖2 冷媒溫度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響Fig.2 Effect of refrigerant temperature on crystallization strength and ice crystal purity

葡萄汁中逐漸產(chǎn)生冰晶表明：供應(yīng)制冷的冷媒溫度不僅僅可以提供葡萄汁中形成冰晶所需的能量損失，還會(huì)隨著冷凍室溫度的持續(xù)下降逐漸產(chǎn)生一定量的冰晶。在將冷卻液溫度從-13℃降低到-17℃的過(guò)程中，果汁會(huì)產(chǎn)生大量的冰晶，在-15℃以后增長(zhǎng)緩慢，有效質(zhì)量為21.8 g。選取冷媒溫度在-13、-15、-17、-19℃4個(gè)突出點(diǎn)采用分析軟件SPSS作顯著性分析，方差分析表明：冷媒溫度在-13℃和-15℃之間（P＜0.01）結(jié)晶強(qiáng)度極顯著差異，在-13℃和-17℃之間（P＜0.05）顯著差異；冷媒溫度在-13℃和-19℃之間（P＜0.01）對(duì)冰晶純度存在極顯著差異?？紤]冷凍效率和節(jié)能，選取-15℃濃縮效果最佳。

2.1.2 果汁濃度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響

果汁濃度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響見(jiàn)圖3。

他轉(zhuǎn)向一面墻，上面掛著一些靶子。所謂的靶子就是一個(gè)正方形膠合板，上有三個(gè)紅色圓圈，我們每個(gè)人都有各自的靶子。只見(jiàn)老四雙腳分開(kāi)站立，雙手握槍，瞄準(zhǔn)目標(biāo)，然后射擊。一聲巨響震痛了我的耳朵，我伸長(zhǎng)脖子去看靶子，子彈剛好穿過(guò)了中間圓圈的正中心。

圖3 果汁濃度對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響Fig.3 Effect of juice concentration on crystal strength and ice crystal purity

如圖3所示，當(dāng)果汁濃度增加，冰晶生成量明顯減少。與此同時(shí)，由于玫瑰香葡萄汁本身糖度較高，有一定的黏度；隨著果汁濃度的增加，黏度進(jìn)一步增加，物質(zhì)之間的鍵合效應(yīng)增加，使得溶質(zhì)分子難以與溶液中的冰晶分離，夾帶在冰晶中的溶質(zhì)的量增加，損失增加，不能獲得理想效果。

葡萄汁濃度在 12、14、16、18 °Brix 之間對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度均不存在顯著差異（P>0.05）。綜合表明溫度在-15℃時(shí)，葡萄汁在16°Brix時(shí)冷凍濃縮效果較好。

2.1.3 冷凍時(shí)間對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響

冷凍時(shí)間對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響見(jiàn)圖4。

冷凍時(shí)間增加，結(jié)晶強(qiáng)度和冰晶純度隨之增加。果汁中冰晶的純度在90 min后，迅速增加。延長(zhǎng)冷凍時(shí)間，冰晶夾帶的可溶性固形物含量逐漸升高。因此，選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間去除冰晶能有效地提高冷凍濃縮的效率，降低果汁損失率。

圖4 冷凍時(shí)間對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度的影響Fig.4 Effect of freezing time on crystallization strength and ice crystal purity

冷凍時(shí)間在60 min和120 min之間（P＜0.01）對(duì)結(jié)晶強(qiáng)度存在極顯著差異；其余數(shù)據(jù)之間均不存在顯著差異。冷凍時(shí)間在90 min和120 min之間（P＜0.01）對(duì)冰晶純度存在極顯著差異。故可得溫度在-15℃時(shí)，果汁濃度在16°Brix時(shí)，冷凍時(shí)間在90 min時(shí)冷凍濃縮效果最佳。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

響應(yīng)面分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面分析結(jié)果Table 3 Response surface analysis results

2.2.1 結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度回歸方程的建立及顯著性檢測(cè)

使用響應(yīng)面軟件[28]以結(jié)晶強(qiáng)度、冰晶純度作為響應(yīng)值，得到如下公式：

Y=25.4-2.99A-0.27B+3.41C+0.8AB+0.38AC-0.4BC-2.54A2-0.61B2+1.31C2

Y=7.46-1.1A+1.41B+2.84C+0.35AC+0.52BC+1.81A2+2.38B2+1.88C2

響應(yīng)面回歸方程方差分析見(jiàn)表4。

表4 響應(yīng)面回歸方程方差分析Table 4 Analysis of variance of response surface regression equation

由表4可知，在結(jié)晶強(qiáng)度方面表明通過(guò)試驗(yàn)獲得的回歸方程在F0.0001水平上是顯著的，并且模型設(shè)計(jì)是合理且可靠的。R2adj=0.855 2表明試驗(yàn)設(shè)計(jì)模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合良好，可以準(zhǔn)確模擬實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)。在冰晶純度方面，F(xiàn)模型=29.26>（F0.01（9，4）=14.66），R2adj=0.940 8可得該模型的設(shè)計(jì)亦是合理的、準(zhǔn)確的。交互項(xiàng)顯著性檢驗(yàn)見(jiàn)表5。

表5 交互項(xiàng)顯著性檢驗(yàn)Table 5 Interactive item significance test

由表5可知，結(jié)晶強(qiáng)度一次項(xiàng)A、二次項(xiàng)A2影響極顯著，一次項(xiàng)C影響高度顯著；冰晶純度中一次項(xiàng)A、B、二次項(xiàng) A2、C2影響極顯著，一次項(xiàng) C、二次項(xiàng) B2影響高度顯著。

2.2.2 響應(yīng)值的聯(lián)合優(yōu)化結(jié)果與分析

兩因素間交互作用的響應(yīng)面圖見(jiàn)圖5～圖7。

當(dāng)冷凍時(shí)間為120 min時(shí)，隨著冷媒溫度的降低，預(yù)期值逐漸增高；冷媒溫度與果汁濃度對(duì)模型預(yù)期值的相互作用[29]不顯著（圖5）。當(dāng)冷媒溫度在-16℃～-17℃、果汁濃度在 17°Brix～18°Brix時(shí)，模型的預(yù)期值[30]達(dá)到最高點(diǎn)0.909。

圖5 冷媒溫度和果汁濃度對(duì)綜合值影響的響應(yīng)面圖Fig.5 Response surface map of the effects of refrigerant temperature and juice concentration on the composite value

圖6 冷媒溫度和冷凍時(shí)間對(duì)綜合值影響的響應(yīng)面圖Fig.6 Response surface map of the effect of refrigerant temperature and freezing time on the composite value

圖7 果汁濃度和冷凍時(shí)間對(duì)綜合值影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface diagram of the effects of juice concentration and freezing time on the composite value

當(dāng)果汁濃度為17.8°Brix時(shí)，隨著冷媒溫度的降低，冷凍時(shí)間增加，預(yù)期值逐漸升高，當(dāng)冷媒溫度在-14℃～-18℃、冷凍時(shí)間在110 min～120 min時(shí)，模型的預(yù)期值達(dá)到最高點(diǎn)0.909。冷媒溫度與冷凍時(shí)間對(duì)模型預(yù)期值的相互作用不顯著（圖6）。

當(dāng)冷媒溫度為-16.14℃時(shí)，隨著果汁濃度的升高，預(yù)期值逐漸升高。此時(shí)的等高線圖不為橢圓形，果汁濃度與冷凍時(shí)間對(duì)模型預(yù)期值的相互作用不顯著（圖7）。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

響應(yīng)面優(yōu)化過(guò)程的最佳條件是冷卻溫度-15.39℃，果汁濃度15.35°Brix，時(shí)間93.6 min。在實(shí)際操作中，冷卻溫度-15.39℃難以控制，并且葡萄汁濃度為15.35°Brix操作準(zhǔn)確性未知。故冷凍時(shí)間定為93.6 min，選擇的冷凍溫度為-15.0℃，果汁濃度為15.4°Brix。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 驗(yàn)證試驗(yàn)Table 6 Verification test

為確保響應(yīng)面條件的絕對(duì)優(yōu)化，故進(jìn)行5次驗(yàn)證試驗(yàn)[31]，試驗(yàn)得出濃縮過(guò)程中冰晶平均強(qiáng)度為27.30 g，相對(duì)誤差為3.4%，冰晶純度為8.06°Brix，相對(duì)誤差為2.6%。表明響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以幫助解決實(shí)際問(wèn)題。

2.3 葡萄汁多級(jí)冷凍濃縮結(jié)果

2.3.1 葡萄汁冰點(diǎn)曲線及回歸方程的建立

葡萄汁的冰點(diǎn)曲線見(jiàn)圖8。

圖8 葡萄汁的冰點(diǎn)曲線Fig.8 The freezing point curve of grape juice

由圖8可以得出，葡萄汁冰點(diǎn)回歸方程為y=-0.204 1x+0.870 3，在試驗(yàn)操作或葡萄汁冷凍濃縮生產(chǎn)過(guò)程中，可根據(jù)冰點(diǎn)回歸方程式，迅速計(jì)算出葡萄汁濃度當(dāng)前的冰點(diǎn)溫度，當(dāng)冷凍濃縮過(guò)程中出現(xiàn)此溫度時(shí)，為使冰晶緩慢生長(zhǎng)，可以降低冷卻溫度、降低能量消耗減少損失。

2.3.2 葡萄汁的凍結(jié)率曲線

葡萄汁凍結(jié)率曲線見(jiàn)圖9。

圖9 葡萄汁凍結(jié)率曲線Fig.9 Grape juice freezing rate curve

由圖9看出，凍結(jié)率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，說(shuō)明濃度越高的葡萄汁在冷凍濃縮過(guò)程中需要耗費(fèi)的能量越高，與此同時(shí)冰晶含量減少且果汁夾帶率較高。由圖9可知，葡萄汁的濃度逐漸升高，凍結(jié)點(diǎn)也相應(yīng)地降低。

2.3.3 葡萄汁的多級(jí)冷凍濃縮效率

該部分試驗(yàn)選用果汁濃度為12°Brix的葡萄原汁為材料，利用小型冷凍濃縮裝置多次對(duì)其進(jìn)行冷凍濃縮。測(cè)定的結(jié)果如表7所示。

表7 各級(jí)濃縮葡萄汁可溶固形物含量Table 7 Concentrated grape juice soluble solids content

計(jì)算出每級(jí)冷凍濃縮狀態(tài)下果汁可溶固形物含量的損失率以及各級(jí)葡萄汁濃縮效率，并作出多級(jí)冷凍濃縮葡萄汁損失率與濃縮率曲線圖，如圖10所示。

圖10 多級(jí)冷凍濃縮葡萄汁損失率與濃縮率曲線Fig.10 Grape juice loss rate and concentration rate curves

由表7、圖10可知，一級(jí)濃縮處理后提高31.67%；二級(jí)濃縮提高了33.38%；三級(jí)處理后提高36.89%；四級(jí)增多23.4%，最終得到葡萄汁濃度約為原汁的3倍，濃縮效果明顯。綜合濃縮高效性考慮，最優(yōu)選擇是在第三級(jí)濃縮結(jié)束后終止冷凍濃縮操作工藝，減少夾攜的溶質(zhì)損失并保證經(jīng)濟(jì)效益。

2.3.4 可溶固形物含量與濃縮級(jí)數(shù)的回歸方程

濃縮級(jí)數(shù)對(duì)濃縮后固液濃度的影響如圖11所示。經(jīng)多級(jí)濃縮，冰晶液體中可溶性固形物含量從8.1°Brix增加到 19.2 °Brix。

圖11 濃縮級(jí)數(shù)對(duì)濃縮后固液濃度的影響Fig.11 Effect of concentration number on solid-liquid concentration after concentration

根據(jù)圖11，濃縮玫瑰香葡萄汁可溶固形物含量與濃縮級(jí)數(shù)的關(guān)系：

Y=6.36X+9.2 （R2=0.999 1）

冰液中可溶固形物含量與濃縮級(jí)數(shù)的關(guān)系為：

Y=3.73X+3.95 （R2=0.991 4）

果汁中濃度隨著冷凍濃縮級(jí)數(shù)慢慢升高，濃縮級(jí)數(shù)與濃縮后固液濃度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。各級(jí)濃縮葡萄汁升高的百分比分別為：131.7%、130.4%、136.9%、123.4%。在第3次冷凍濃縮時(shí)有突出的效果。

2.4 營(yíng)養(yǎng)成分及理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

新鮮葡萄汁與復(fù)原葡萄汁營(yíng)養(yǎng)成分比較見(jiàn)表8。

表8 新鮮葡萄汁與復(fù)原葡萄汁營(yíng)養(yǎng)成分比較Table 8 Comparison of nutritional components of fresh and restored grape juice

由表8可知，葡萄汁復(fù)原后的黃酮、總酚含量都隨著冷凍濃縮的進(jìn)行呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，比較表明，新鮮葡萄汁和復(fù)原葡萄汁總糖、總酚無(wú)顯著差異。雷小青等[32]分析了冷凍濃縮技術(shù)對(duì)赤霞珠葡萄、葡萄汁及葡萄酒品質(zhì)的影響，得出經(jīng)過(guò)冷凍濃縮后總酚、花色苷、總黃烷醇等成分的含量均有明顯提高。張炫等[33]分析了冷凍濃縮處理對(duì)桑果汁品質(zhì)的影響，經(jīng)冷凍濃縮復(fù)原后pH值、可溶性固形物、總酸、含氮物質(zhì)保留較好，變化不顯著?？梢钥闯觯鋬鰸饪s工藝可以使葡萄汁中儲(chǔ)存大量營(yíng)養(yǎng)素。

由表8可知，經(jīng)冷凍濃縮工藝后的復(fù)原葡萄汁與新鮮葡萄汁相比，總糖含量無(wú)顯著差異（P>0.05），還原糖含量顯著高于復(fù)原葡萄汁0.5%（P＜0.05）。曾楊等[34]研究了冷凍濃縮處理對(duì)荔枝汁品質(zhì)的影響，結(jié)果表明和原汁相比，復(fù)原汁中還原糖得到很好的保存。

酸類物質(zhì)是協(xié)調(diào)葡萄汁酸甜口感的重要風(fēng)味物質(zhì)，特別是含量直接影響果汁的味道和香氣。酸性物質(zhì)有助于果汁形成較低的pH值環(huán)境，抑制有害細(xì)菌的活動(dòng)，從而達(dá)到延長(zhǎng)保存目的的作用。數(shù)據(jù)表明了濃縮葡萄汁復(fù)原后pH值發(fā)生變化，升高了0.45。從表8中可以看出，復(fù)原葡萄汁與新鮮玫瑰香葡萄果汁相比，復(fù)原葡萄汁中的總酸含量增加，原因可能是在濃縮過(guò)程中，葡萄汁經(jīng)過(guò)反復(fù)凍融破壞細(xì)胞壁，使得細(xì)胞內(nèi)的酸性物質(zhì)流出。

另一方面，維生素C（抗壞血酸）在多步濃縮后仍具有79%的高保留率?？箟难岷头宇愇镔|(zhì)一樣，易溶于水，損失于冰晶中。張炫等[33]得出冷凍濃縮后的VC含量略微下降，損失率不超過(guò)10%。

由感官評(píng)價(jià)綜合得分可知，在外觀方面復(fù)原葡萄汁與新鮮葡萄汁均表現(xiàn)為澄清透明，無(wú)沉淀；在色澤方面復(fù)原葡萄汁與新鮮葡萄汁均表現(xiàn)為果汁色正常，光澤好；在香氣方面復(fù)原葡萄汁與新鮮葡萄汁均表現(xiàn)為香氣濃郁純正，并伴有玫瑰香葡萄特有香氣；在口感方面兩種葡萄汁均表現(xiàn)為甘甜爽口，具有玫瑰香特征。兩者評(píng)分分別達(dá)到93.8、88.4分，都屬于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，綜合評(píng)定均為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，證明冷凍濃縮工藝對(duì)葡萄汁外觀、色澤、香氣、口感影響無(wú)顯著差異（P>0.05）。

2.5 葡萄汁色差值測(cè)定

色差值比較見(jiàn)表9。

表9 色差值比較Table 9 Comparison of color difference values

由表9可知，△E*即變色程度出現(xiàn)了變化，較標(biāo)準(zhǔn)溶液相比新鮮葡萄汁顏色為稍有差異，而復(fù)原葡萄汁有差異。原因可能是花色苷和其他呈色物質(zhì)溶于水，損失于冰晶中。

3 結(jié)論

通過(guò)響應(yīng)面軟件優(yōu)化，獲得冷凍濃縮玫瑰香葡萄汁的適宜溫度為-15.0℃，果汁濃度為15.4°Brix，冷凍93.6 min。得到結(jié)晶強(qiáng)度27.3 g，濃縮液純度為8.06°Brix。從葡萄汁冰點(diǎn)溫度關(guān)系看，可溶性固形物含量與冰點(diǎn)溫度呈負(fù)相關(guān)，隨著含量的增加，凝固點(diǎn)降低，回歸方程式如下：y=-0.204 1x+0.870 3（R2=0.985 2）。多級(jí)濃縮會(huì)導(dǎo)致固形物損失，從效率和節(jié)能考慮，選擇第3個(gè)階段的冷凍作為濃度的終點(diǎn)。

冷凍濃縮糖的總濃度和糖的保持率保持在85%以上。在感官方面與新鮮原汁相比，冷凍濃縮對(duì)葡萄汁的外觀、色澤、香氣、口感影響不大，保留了葡萄汁原有的玫瑰清鮮香氣，果汁香氣濃郁。具備優(yōu)質(zhì)果汁的基本特性。同時(shí)可以節(jié)約成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)應(yīng)季玫瑰香葡萄汁的上市期限，若投入市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景。