番石榴海紅米復合營養粉的研制

馬麗華，王英俊，周濃*

廣東海洋大學 食品科技學院（湛江 524088）

番石榴，又名芭樂，主要生長在我國華南等地。番石榴含有豐富的營養成分，具有食用價值和藥用價值，比如番石榴果皮、果殼中含有豐富的膳食纖維[1]。番石榴中的膳食纖維不僅能夠促進腸道蠕動，還能降低直腸癌、糖尿病的發生率[2]。我國水果資源豐富，但是加工轉化能力低，造成資源浪費，水果加工是一個急需解決的問題[3]。番石榴生產總值在新鮮果蔬的生產總值中排名第四[4]，其在國內外的市場前景十分廣闊，深受海內外人民的喜愛[5]。但是由于番石榴不耐儲藏，易發生腐爛，導致銷量受阻，造成經濟損失。海紅米被稱為海稻米，具有豐富的淀粉、膳食纖維、氨基酸、高蛋白等營養成分，以及多種微量元素，如硒、鋅、鎂、鐵等。經常食用海紅米，有利于預防結腸癌、清除自由基、延緩衰老、補血、免疫調節等[6-7]。對海紅米進行產品研發，提高其附加值具有重要意義。此次試驗選擇番石榴和海紅米為原料，研制番石榴海紅米復合營養粉，可以解決番石榴易腐爛、不耐儲藏等問題，以及打破海紅米的傳統加工方式，增加番石榴與海紅米的銷量，減少經濟損失，還可豐富市場天然營養型即食食品的種類。

1 試驗材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

番石榴（市售）；海紅米（廣東海紅香農業科技有限公司）；麥芽糊精（山東西王糖業有限公司）。乙酸、亞鐵氰化鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、氫氧化鈉、無水乙醇、鹽酸、酒石酸鉀鈉（均為分析純，廣東光華科技股份有限公司）；硫酸銅、乙酸鋅（均為優級純，上海麥克林生化科技有限公司）；酚酞（西隴科學股份有限公司）；月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯、煌綠乳糖膽鹽肉湯、平板計數瓊脂（北京陸橋技術有限責任公司）。

1.1.2 主要儀器與設備

BGZ-70電熱鼓風干燥箱（上海博訊實驗有限公司醫療設備廠）；B-260恒溫水浴鍋（上海亞榮生化儀器廠）；LDZX-50KB立式壓力蒸汽滅菌器（上海申安醫療器械廠）；YH-A6002電子天平（五鑫衡器有限公司）；HZQ-F160恒溫培養箱（中國哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 海紅米粉工藝流程

海紅米→清洗→烘干（60 ℃，5 h）→粉碎→過篩[0.250 mm（60目）]→ 海紅米粉

1.2.2 復合營養粉的工藝流程

番石榴→篩選→清洗→切塊→打漿→過濾→調配→干燥→粉碎→過篩→紫外殺菌→真空包裝→產品

1.2.3 復合營養粉的操作要點

1) 篩選、清洗：選擇果皮表面無破損，成熟度、大小適中的新鮮番石榴，用清水沖洗去其表面塵土，去掉番石榴桔梗。

2) 切塊、打漿、過濾：將洗干凈的番石榴切成大小均勻的方塊狀果片，放入組織搗碎機中打成勻漿，然后用篩網將果漿過濾，除去番石榴籽。

3) 調配：稱取一定量的番石榴果漿、海紅米粉、麥芽糊精于燒杯中，充分攪拌混合均勻。

4) 干燥：在托盤中鋪一層保鮮膜，防止混合漿粘盤。然后將混合漿均勻地鋪在托盤上，厚度要適中且基本一致，然后放入熱風干燥箱中進行干燥。

5) 粉碎、過篩：干燥后撕掉保鮮膜，將初成品放入粉碎機進行粉碎，將粉碎的細粉過0.125 mm（120目）篩網，即得成品。

6) 殺菌包裝：對粉碎過篩后的成品進行紫外殺菌處理，然后采用真空包裝[8]，得到產品。

1.2.4 單因素試驗

1.2.4.1 原料配比的單因素試驗

以感官評分為考察指標，番石榴果漿、海紅米粉、麥芽糊精的固定添加量依次為85，8和12 g，分別考察番石榴果漿添加量（75，80，85，90和95 g）、海紅米粉添加量（4，6，8，10和12 g）、麥芽糊精添加量（6，9，12，15和18 g）對復合營養粉質量的影響。

1.2.4.2 干燥溫度的單因素試驗

依次稱取85 g番石榴果漿、8 g海紅米粉、12 g麥芽糊精，充分混合均勻，置于干燥箱中干燥11 h，干燥溫度分別為70，75，80，85和90 ℃，以含水量和感官評分為考察指標，確定最佳干燥溫度。

1.2.4.3 干燥時間的單因素試驗

依次稱取85 g番石榴果漿、8 g海紅米粉、麥12 g芽糊精為，充分混合均勻，干燥溫度為80 ℃，干燥時間分別為9，10，11，12和13 h，以含水量和感官評分為考察指標，確定最佳干燥時間。

1.2.4.4 沖調水溫的單因素試驗

稱取5 g復合營養粉，加入其4倍的水量，沖調水溫分別為55，65，75，85和95 ℃，以結塊率和感官評分為考察指標，確定最佳的沖調水溫。

1.2.4.5 沖調水量的單因素試驗

稱取5 g復合營養粉，沖調水溫為75 ℃，沖調水量分別為產品的2，3，4，5和6倍，觀察不同水量對產品質量的影響，以感官評分為考察指標，確定最佳的沖調水量。

1.2.5 正交試驗

根據單因素試驗的結果，以感官評分為考察指標，對番石榴果漿添加量、海紅米粉添加量、麥芽糊精添加量進行三因素三水平的L9(33)正交試驗，優化產品的配方。正交試驗設計的因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平 單位：g

1.2.6 微生物的檢測

1) 菌落總數的測定：按照GB 4789.2—2016執行。

2) 大腸菌群的測定：按照GB 4789.3—2016執行。

1.2.7 理化性質的檢測

1) 含水量的測定：按照GB 5009.3—2016執行。

2) 還原糖質量分數的測定：按照GB 5009.7—2016執行。

3) 總酸質量分數的測定：按照GB/T 12456—2008執行。

1.2.8 結塊率的測定[9-10]

稱取20 g復合營養粉于150 mL燒杯中，加入80 mL一定溫度的熱水，充分攪拌5 min，然后取0.425 mm（40目）篩網，對復合營養粉溶液進行過濾，并用清水沖洗結塊物，最后將其放入熱風干燥箱中干燥直至恒重。結塊率按式（1）計算。

式中：X為結塊率，%；A為結塊物的質量，g；B為復合營養粉干質量，g。

1.2.9 感官評定[11-12]

挑選8名學過感官評價課程的學生作為感官評價員，對番石榴海紅米復合營養粉的色澤、風味、口感、組織狀態進行感官評價，總分為100分。對產品進行編號，稱取一定量的復合營養粉，加入4倍量的溫水，攪拌均勻后，遞給品評員品嘗、打分。感官評分標準見表2。

表2 感官評分標準

1.2.10 數據處理

采用Excel對數據進行統計和分析，并用SPSS 25.0軟件對正交試驗的結果進行處理，以及用Origin 2021軟件對感官評分、含水量、結塊率的結果作圖。

2 試驗結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 番石榴果漿添加量對復合營養粉品質的影響

由圖1可以看出，隨著番石榴果漿添加量的增加，感官評分呈先增加后減小的趨勢，當番石榴果漿添加量達到90 g時，復合營養粉的香味濃郁，酸甜適中，感官評分達到最高。當番石榴果漿添加量達到95 g時，產品的甜度偏大，影響口感。因此取番石榴果漿添加量85，90和95 g做正交試驗。

圖1 番石榴果漿添加量對產品質量的影響

2.1.2 海紅米粉添加量對復合營養粉品質的影響

由圖2可以看出，隨著海紅米添加量的增加，產品的感官評分先增加后減小，當海紅米粉添加量較低時，產品口感細膩、無顆粒感，但是海紅米的香氣不明顯。當海紅米粉質量為6 g時，產品的黏稠度適中，口感細膩、無顆粒感，有著番石榴與海紅米混合的香味，此時的感官評分達到最高。當海紅米粉添加量大于6 g時，隨著海紅米粉添加量的增加，產品的番石榴香味會逐漸被海紅米粉掩蓋，顆粒感也逐漸增強。因此取海紅米粉添加量6，8和10 g做正交試驗。

圖2 海紅米粉添加量對產品品質的影響

2.1.3 麥芽糊精添加量對復合營養粉品質的影響

麥芽糊精能夠改變體系的黏度，具有較好的增稠作用[13]。由圖3可以看出，隨著麥芽糊精添加量的增加，產品的感官評分出現先增加后減少的趨勢。當麥芽糊精添加量為6～12 g時，產品的結塊較少，黏度隨著麥芽糊精添加量的增加而增加，感官評分逐漸升高，當麥芽糊精添加量為12 g時，產品無糊精味，黏稠度適中，感官評分最高。當麥芽糊精添加量為12～18 g時，產品黏度逐漸增加，糊精味逐漸明顯，感官評分逐步降低。因此取麥芽糊精添加量12，15和18 g做正交試驗。

圖3 麥芽糊精添加量對產品品質的影響

2.1.4 干燥溫度對復合營養粉品質的影響

由圖4可以看出，隨著干燥溫度的增加，復合營養粉的含水量逐漸降低。隨著干燥溫度的增加，感官評分呈先增加后降低的趨勢。在70～85 ℃范圍內，隨著干燥溫度的增加，產品的香氣逐漸增加、顆粒感降低、感官評分逐漸增加，當溫度為90 ℃時，產品稍有烤焦的味道。當干燥溫度為80～85 ℃時，感官評分非常接近，含水量也比較接近。結合經濟效益綜合考慮，產品的最佳干燥溫度為80 ℃。

圖4 干燥溫度對產品品質的影響

2.1.5 干燥時間對復合營養粉品質的影響

由圖5可以看出，隨著干燥時間的增加，感官評分呈先增加后降低的趨勢。干燥時間短，產品含水量較高，易變質、結塊，產品沖調后口感較粗糙，有顆粒感，香味較淡，感官評分偏低。隨著干燥時間的增加，產品香味逐漸增加，顆粒感減少，當干燥時間達到12 h，產品口感細膩、幾乎無顆粒感，香味濃郁，感官評分達到最高。當干燥時間為13 h時，產品呈紅褐色，光澤度較前者差，感官評分降低。因此產品的最佳干燥時間為12 h。

圖5 干燥時間對產品品質的影響

2.2 正交試驗結果分析

在單因素試驗的基礎上，對番石榴果漿添加量、海紅米粉添加量、麥芽糊精添加量進行三因素三水平的正交試驗，優化產品配方。正交試驗的結果見表3。

表3 正交試驗結果

通過比較表3中R值的大小，在研制番石榴海紅米復合營養粉的原料中，海紅米粉的影響最為顯著，其次是番石榴果漿，麥芽糊精的影響最小，即影響因素按大小的順序為B＞A＞C。比較各因素的k值大小，得出理論最優配方A1B1C3，即番石榴果漿85 g，海紅米粉6 g，麥芽糊精18 g。但組合A1B1C1的感官評分最高，為85.0分，與正交試驗最佳組合不符，故增加驗證試驗。

在驗證試驗中，組合A1B1C3的產品感官評分為80.5分，而組合A1B1C1的產品感官評分為85.0分，因此選擇A1B1C1作為番石榴海紅米復合營養粉配方，即番石榴果漿85 g，海紅米粉6 g，麥芽糊精12 g，該產品顏色均勻，呈淺黃色，沖調后口感細膩、無顆粒感，幾乎無結塊，黏度、酸甜度適中，帶有番石榴和海紅米的香氣。

2.3 沖調水溫的確定

由圖6和表4可以看出，隨著沖調水溫的增加，產品的結塊率呈先減少后增加的趨勢。當沖調水溫達到一定程度后，大量的水分會被淀粉分子吸收，最終淀粉顆粒外圍的支鏈淀粉被脹裂，內部的直鏈淀粉分子游離出來，使懸浮液變成黏稠狀[14]。用較低水溫沖調時，產品的糊化度不夠，且有少量顆粒感，當沖調水溫較高時，水溫過高雖然會使香味更濃[15]，但是又會使得產品結塊率增加。綜上所述，該產品的最佳沖調水溫為75 ℃。

圖6 沖調水溫對產品結塊率的影響

表4 沖調水溫對沖調性與感官評價的影響

2.4 沖調水量的確定

由表5可知，沖調水量對產品的甜度、黏稠度的影響會比較大，沖調水量偏少或偏多，甜度、黏度明顯偏大或偏小。綜上所述，沖調水量確定為產品質量的4倍。

表5 沖調水量對沖調性與感官評價的影響

2.5 理化指標和微生物指標測定結果

理化指標和微生物指標的測定結果見表6。

表6 理化指標和微生物指標的測定結果

3 結論

試驗研究了番石榴海紅米復合營養粉的配方，通過單因素試驗和正交試驗優化了復合營養粉加工工藝條件。番石榴海紅米復合營養粉最佳配方是番石榴果漿85 g、海紅米粉6 g、麥芽糊精12 g。番石榴海紅米復合營養粉的干燥溫度為80 ℃，干燥時間為12 h。當沖調溫度為75 ℃，沖調水量為產品質量的4倍時，產品的品質較佳。產品顏色均勻，呈淺黃色，沖調后口感細膩、無顆粒感，幾乎無結塊，黏度適中，酸甜適中，帶有番石榴和海紅米的香氣。