響應曲面法優化獼猴桃果漿生產中去皮工藝的研究

劉曉燕，秦晉穎，高蓬明，馬立志

（貴陽學院生物與環境工程系，貴州貴陽550005）

響應曲面法優化獼猴桃果漿生產中去皮工藝的研究

劉曉燕，秦晉穎，高蓬明，馬立志

（貴陽學院生物與環境工程系，貴州貴陽550005）

以去皮效果為指標，通過響應曲面法（RSM）優化獼猴桃果漿生產中的去皮工藝參數。所得最佳去皮工藝條件為：配制NaOH濃度為10.80%、復合磷酸鹽濃度為1.00%、溫度94℃、時間165s后，用清水沖洗。結果表明，使用該法果皮和果肉分離充分，絨毛全部去除，果型保持較好，與鮮果果肉色澤一致，無雜質、異味，品質較高。

響應曲面法，優化，獼猴桃，去皮工藝

1 材料與方法

1.1 材料與設備

獼猴桃鮮果 產自貴州修文縣獼猴桃基地（2009年），品種為“米良”，成熟度（糖度）9%～9.5%；NaOH等試劑 均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

手持折光儀WY032T型 成都萬辰光學儀器廠；JD200-2型電子天平 沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；恒溫水浴鍋 北京東方精瑞科技發展有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗設計 參考朱秀靈等報道[4-5]，結合前期實驗，設計由復合磷酸鹽（Na3PO4·12H2O∶Na3HPO4· 12H2O∶Na4P2O7·12H2O=7.5∶1.5∶1）與NaOH組成的去皮劑，經熱燙處理去除果皮上的絨毛，并使果皮與果肉分離。為了確定最佳反應條件，在前期單一條件實驗的基礎上，采用中心旋轉實驗設計（Central Composite Design）對4個主要因素進行優化[6]。時間、溫度、NaOH用量、復合磷酸鹽用量分別用X1、X2、X3、X4表示，設計四因素五水平的響應曲面實驗（表1）。

表1 實驗因素水平及編碼

1.2.2 操作要點 挑選成熟度一致、大小均勻的獼猴桃清洗干凈，瀝干水分待用。配制好五種濃度的堿液，按實驗設計依次處理。將配制好的的堿液倒入2L燒杯中，并將燒杯置于恒溫水浴鍋中，再于燒杯中插入校正過的溫度計，當溫度接近設定溫度時，放入待處理獼猴桃，達到處理溫度時記錄時間，取出處理過的獼猴桃，迅速于自來水下沖洗5min，直到堿味完全消失，記錄去皮效果。

1.2.3 實驗評分方法 請三位從事此領域的研究人員對各實驗產品進行打分。以去皮前的獼猴桃感官評分為60分，接近去皮但去皮不完全的為70～80分，去皮好的85分，去皮過度引起果實松軟、腐蝕的得分≤60分。將三位評分人員的評分結果取平均值，用于曲面響應數值分析。

2 結果與討論

2.1 響應曲面實驗設計

根據表1，由Design-Expert 7.0設計不同的時間、溫度、NaOH用量、復合磷酸鹽用量并進行30次實驗，實驗設計與結果見表2。

2.2 響應曲面方案分析

由軟件對表2的結果進行回歸分析，得到二次多元回歸模型：評分結果=82.33+1.54X1+1.87X2+5.29X3+ 2.71X4+0.19X1X2+0.81X1X3-0.44X1X4-0.56X2X3-0.81X2X4-1.19X3X4-1.24X12-1.11X22-3.36X32-2.74X42。回歸方程系數顯著性檢驗見表3。

由表3可以看出，X22、X3X4顯著，X1、X2、X3、X4、X12、X32、X42極顯著，其余項均不顯著。由四個因素的F值大小可知，對獼猴桃去皮效果影響顯著性順序依次為：NaOH用量＞復合磷酸鹽用量＞溫度＞時間。

由表4回歸模型方差分析得出：F回歸模型= 27.78＞F0.01（14，15），表明二次多元回歸模型極其顯著；F失擬項=3.53＜F0.05（10，19），P=0.0883＞0.05，表明失擬合不顯著，從而證明該回歸模型擬合程度較好。模型的復相關系數為0.9622，校正決定系數為0.9269，說明該模型能解釋92.69%響應值的變化，擬合程度較好，該模型可用于獼猴桃去皮工藝的分析和預測。

圖1直觀地表現獼猴桃去皮各實驗因素兩兩交互的曲面響應。由圖1（b）、（d）、（f）可見，較高NaOH濃度對去皮工藝最為有效，但也不可盲目增大，NaOH濃度高于11%時對鮮果的腐蝕程度加大，果實的完好率下降，感官評分效果呈現負趨勢。同樣，去皮效果隨時間的增加顯著增加，當時間為160s時，評分結果趨于穩定；但高于170s時感官評分效果呈現負趨勢，如圖1中（a）、（b）、（c）所示。

表2 實驗設計及結果

表3 回歸方程系數顯著性檢驗

表4 回歸模型方差分析

圖1 各因素影響去皮效果的響應曲面圖

2.3 曲面響應結果及驗證實驗

為了進一步確定最佳反應條件，由Design-Expert7.0軟件編程計算最優點，得到去皮的最優工藝條件：NaOH濃度10.82%、復合磷酸鹽濃度1.03%、溫度93.29℃、時間167.41s，該條件下的預測評分結果為86.23分。結合實際，采用NaOH濃度10.80%、復合磷酸鹽濃度1.00%、溫度94℃、時間165s。在此條件下進行了3次重復實驗，得到的評分結果分別為86.97、87.11、85.58分，說明優化效果顯著，進一步證明該回歸模型是有效可靠的。

3 結論

通過研究確定的去皮工藝參數即：配制NaOH濃度為10.80%、復合磷酸鹽濃度為1.00%、溫度94℃、時間165s后，用清水沖洗。果皮和果肉分離充分，絨毛全部去除，果型保持較好。生產出的果漿無果皮殘留，果漿色澤為黃綠色，風味純正，無雜、異味，品質較高。

[1]張指南，侯志潔.中華獼猴桃的引種栽培與利用[M].北京：中國農業出版社，1999：3-6.

[2]潘林娜.獼猴桃的加工和綜合利用[J].食品工業科技，1993，14（11）：24-29.

[3]潘靜嫻，戴洪，黃玉婷.獼猴桃堿法去皮工藝參數和效果的決策預報[J].食品工業科技，2005，26（11）：126-128.

[4]朱秀靈，車振明，唐潔，等.胡蘿卜復合磷酸鹽去皮實驗研究[J].食品科技，2004（6）：35-38，47.

[5]林曉姿，李維新，何志剛，等.葡萄罐頭加工的去皮劑篩選及工藝參數優化[J].華南熱帶農業大學學報，2007，13（4）：17-20.

[6]張潤楚，鄧海濤，蘭燕，等譯.實驗設計與分析及參數優化[M].北京：中國統計出版社，2003：346-350.

Optimization of peeling processing of Kiwifruit fruit pulp by response surface methodology

LIU Xiao-yan,QIN Jin-ying,GAO Peng-ming,MA Li-zhi
（Department of Biology and Environmental Engineering,Guiyang College,Guiyang 550005，China）

Response surface methodology (RSM)was applied to optimize the peeling conditions for the Kiwifruit fruit pulp preparation.The optimized parameters of peeling conditions were as follows:the concentrations of NaOH and compound phosphate were 10.80%and 1.00%，respectively；the temperature 94℃，and the peeling time 165s.Then the pretreated fruits were washed by water.The result showed that the pericarp and flesh were separated completely，the floss was eliminated and the shape of fruits was protected.Finally，the product was obtained with high-quality，which kept color as fresh fruit and without impurities and peculiar smell.

response surface methodology；optimization；Kiwifruit；peeling processing

TS255.3

B

1002-0306（2011）10-0332-03

獼猴桃（Kiwifruit），屬獼猴桃科（Actinidiaceae）、獼猴桃屬（Actinidia）落葉木質藤本植物的果實。其果實多汁，中醫認為具有調中理氣、生津潤燥、解熱除煩功能。獼猴桃果實營養豐富，風味獨特，尤其Vc含量極為豐富，同時還含有鈣、鎂、磷、鐵、鉀、硒等多種礦質營養元素以及l7種氨基酸[1]。獼猴桃除鮮食外，可制成各種果汁飲料、果脯、果酒、汽酒等[2]。由于獼猴桃鮮果周身都是絨毛，在果漿的生產過程中，如果不能完全去除果皮上的絨毛，使其混入果漿中，將給后期深加工帶來影響；此外加工獼猴桃果脯也必須進行去皮預處理工藝。因此，在保持鮮果內在品質不受大影響的前提下，選擇好的去皮方法將直接影響加工的品質。目前，獼猴桃的去皮工藝仍以手工去皮為主，有文獻報道可使用堿法工藝去皮，但堿法去皮對果體傷害較大，且所需堿液濃度較高[3]。如何找到一種去皮效果好、營養成分損失小、污染小的去皮方法，已成為探討的熱點。本研究在前期大量的實驗基礎上，借鑒其它果蔬的去皮方法，選擇了可作為食品添加劑的復合磷酸鹽及堿液組成混合去皮劑，對獼猴桃的去皮進行了研究，并采用響應曲面法研究去皮工藝參數的不同組合對獼猴桃去皮效果和品質的影響，從而為提高獼猴桃果品的品質以及探討最佳的工藝參數提供依據。

2010-10-20

劉曉燕（1972-），女，碩士，副教授，研究方向：農產品儲藏與加工。

2009年貴州省科技廳資助農業攻關項目（黔科合NY字[2009]3024）。