無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的加工工藝

張莉，劉小梅，陳一萌，柏紅梅*，王波，游敬剛

1. 四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院（成都 611130）；2. 成都中醫(yī)藥大學(xué)（成都 611130）

無(wú)花果，別稱明目果、隱花果等，鮮果皮薄無(wú)核，果肉色澤鮮亮、松軟甘甜，含有豐富的糖、蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素和礦元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1]，此外還富含黃酮及多酚類、多糖類、脂溶性化合物等多種生物活性成分，具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、調(diào)節(jié)機(jī)體代謝、提高抗氧化能力等作用[2-3]。花生核桃渣是在花生核桃等蛋白飲料的生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，富含蛋白質(zhì)、膳食纖維和微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)的食品原料，但花生核桃渣資源開(kāi)發(fā)程度不足，造成資源浪費(fèi)[4-5]。酸奶不僅保留了牛奶中豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且富含益生菌成分，有益于人體腸道健康，但市場(chǎng)上酸奶制品多受儲(chǔ)存條件限制，且品種口味營(yíng)養(yǎng)較單一，保質(zhì)期較短，攜帶不方便，無(wú)法滿足當(dāng)代人們對(duì)產(chǎn)品多元化的消費(fèi)需求[6-7]。

真空冷凍干燥技術(shù)是一項(xiàng)用于生產(chǎn)脫水產(chǎn)品的高新干燥技術(shù)，該干燥方式不僅最大限度地保持了物料的色、香、味、形，還保持了原料原有的熱敏性物質(zhì)[8-9]，營(yíng)養(yǎng)成分損失較少，食品風(fēng)味獨(dú)特，并且干燥后的物料呈現(xiàn)多孔狀，復(fù)水性好，易于保存、運(yùn)輸和銷售[10]。

因此，試驗(yàn)利用真空冷凍干燥技術(shù)，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化分析法對(duì)無(wú)花果花生核桃渣酸奶塊制作工藝進(jìn)行優(yōu)化，旨在開(kāi)發(fā)一款風(fēng)味獨(dú)特和品質(zhì)優(yōu)良的新型功能性產(chǎn)品。該產(chǎn)品既保證酸奶中的益生菌活性，又添加無(wú)花果丁、花生核桃渣，強(qiáng)化蛋白質(zhì)與膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)成分的功效，同時(shí)整體工藝優(yōu)化便捷，適合批量生產(chǎn)，迎合廣大消費(fèi)者口味多元化的需求，具有極大的發(fā)展前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無(wú)花果（108B，四川省內(nèi)江市威遠(yuǎn)金四方果業(yè)公司）；花生核桃渣、原味酸奶、白砂糖、維生素C（市售）；氯化鈉、氯化鉀（均為分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

LGJ-25C真空冷凍干燥機(jī)（北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限工廠）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）；ESJ200-4B電子天平（兄弟儀器設(shè)備有限公司）；高壓蒸汽滅菌鍋（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；無(wú)菌操作臺(tái)（蘇凈集團(tuán)安泰公司）；電熱恒溫微生物培養(yǎng)機(jī)（北京中興偉業(yè)世紀(jì)儀器有限公司）；G08L G02雙層破壁研磨機(jī)（浙江蘇泊爾股份有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程及其操作要點(diǎn)

1.3.1.1 工藝流程

原料→預(yù)處理→混勻→注模定型→預(yù)凍成型→真空冷凍干燥→成品

1.3.1.2 操作要點(diǎn)

原料預(yù)處理。取-20 ℃冰柜中完整無(wú)腐爛、成熟度較高的無(wú)花果，解凍15 min，用清水沖洗干凈后，削皮切丁備用；將花生核桃渣在70 ℃烘箱烘干30 min去除生味，并粉碎過(guò)0.425 mm（40目）篩備用。

原料混合均勻。將維生素C（按無(wú)花果丁添加量的0.08%）和無(wú)花果丁按設(shè)定添加量混合攪拌均勻，使得維生素C充分溶解混勻；將花生核桃渣粉、白砂糖按設(shè)定量加入混合好的無(wú)花果丁中，按一定比例添加酸奶并充分混合成糊狀。

注模定型。將混合好的糊狀物質(zhì)裝進(jìn)方塊模型中，稍微振動(dòng)鋪平。

預(yù)凍成型。將方塊模型放進(jìn)-40 ℃下預(yù)凍7 h，取出脫模。

真空冷凍干燥。將預(yù)凍成型的方形酸奶塊脫模后裝入凍干盤中，進(jìn)行真空干燥脫水，完成后即可獲得無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊成品。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

當(dāng)其他因素不變時(shí)，改變單一因素，以感官評(píng)分為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合水分測(cè)定，考察不同無(wú)花果丁添加量（25%，35%，45%，55%和65%）、花生核桃渣添加量（3%，4%，5%，6%和7%）、白砂糖添加量（3%，4%，5%，6%和7%）3個(gè)單因素對(duì)無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊感官品質(zhì)及水分的影響。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以無(wú)花果丁添加量（A）、花生核桃渣添加量（B）、白砂糖添加量（C）3個(gè)單因素作為自變量，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，利用Box-Behnken的中心組合設(shè)計(jì)原理，通過(guò)軟件Design-Expert 8.0.6對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的制作工藝，響應(yīng)面優(yōu)化分析三因素三水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平 單位：%

1.4 測(cè)量值標(biāo)

1.4.1 感官評(píng)定

通過(guò)感官評(píng)定方法對(duì)無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊進(jìn)行評(píng)價(jià)，參照文獻(xiàn)[11-13]，從色澤、香味、口感、組織狀態(tài)4個(gè)方面制定感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

表2 無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 理化指標(biāo)

水分、膳食纖維、微生物指標(biāo)（菌落總數(shù)、乳酸菌群、大腸菌群）的測(cè)定分別參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》、GB 5009.88—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測(cè)定》、GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》、GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 乳酸菌檢驗(yàn)》、GB 4789.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)》方法進(jìn)行測(cè)定[14-18]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Office 2019作數(shù)據(jù)分析，繪制曲線圖，利用Design-Expert 8.0.6進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 無(wú)花果丁添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)定及水分的影響

凍干后無(wú)花果丁色澤亮度增大，顏色變化明顯，粉色程度加深，可作為無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的呈色物質(zhì)。此外，無(wú)花果丁具有獨(dú)特的無(wú)花果風(fēng)味，可增加酸奶塊整體的口感，不同無(wú)花果丁添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)定及水分的影響如圖1所示。無(wú)花果丁添加量在25%～65%范圍內(nèi)，隨著無(wú)花果丁添加量增加，無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊中的可溶性固形物增多，干燥后硬度和水分不斷增加，顏色加深變化明顯，在冷凍干燥過(guò)程中對(duì)脫水起到增壓作用，因此在無(wú)花果丁添加量不斷增加后水分含量隨之增加。無(wú)花果丁添加量45%時(shí)，感官評(píng)分最高，產(chǎn)品色澤均勻，具有獨(dú)特的無(wú)花果風(fēng)味，酸甜度適中，符合大眾口味。因此，選擇無(wú)花果丁添加量45%為宜。

圖1 無(wú)花果丁添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)定及水分的影響

2.1.2 花生核桃渣添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)定及水分含量的影響

花生核桃渣加量直接影響無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的組織狀態(tài)、口感等。如圖2所示，在3%～7%范圍內(nèi)隨著花生核桃渣添加量增加，感官評(píng)分呈先升高后下降的趨勢(shì)，而水分折線圖則呈持續(xù)下降趨勢(shì)。添加量5%時(shí)，其感官評(píng)分值最高，無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊顏色呈微粉色且色澤均勻鮮亮，口感酥松，酸甜度適中。考慮到酸奶塊產(chǎn)品本身的酥脆口感、獨(dú)特色澤和風(fēng)味，故選擇花生核桃渣添加量5%為宜。

圖2 花生核桃渣添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)定及水分的影響

2.1.3 白砂糖添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)定及水分含量的影響

白砂糖添加量不僅會(huì)影響酸奶塊的風(fēng)味，還會(huì)對(duì)其口感及質(zhì)地產(chǎn)生影響。白砂糖添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分及水分的影響結(jié)果如圖3所示，白砂糖添加量4%時(shí)感官評(píng)分最高，繼續(xù)提高白砂糖添加量，感官評(píng)分開(kāi)始降低，酸奶塊黏性變大。添加量高于4%，水分明顯增大，可能的原因是隨著糖含量增加，產(chǎn)品黏度增大，影響冷凍干燥速率，導(dǎo)致水分升華速度減慢，因此水分出現(xiàn)明顯增大，影響感官品質(zhì)。綜合選取白砂糖添加量4%為宜。

圖3 白砂糖添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)定及水分的影響

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)

2.2.1 回歸模型的建立與方程分析

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以無(wú)花果丁添加量（A）、花生核桃渣添加量（B）、白砂糖添加量（C）作為響應(yīng)因子，以無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的感官評(píng)分作為響應(yīng)值，建立Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)模型，對(duì)三因素三水平進(jìn)行響應(yīng)面分析，優(yōu)化無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的配方加工工藝。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果如表3所示，總計(jì)17組試驗(yàn)，包括5組中心點(diǎn)試驗(yàn)[19]，確定最優(yōu)配方工藝參數(shù)。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

利用軟件Design-Expert 8.0.6對(duì)表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸分析，建立多元二次回歸擬合，得到Y(jié)（感官評(píng)分）和自變量A、B、C的回歸模型：Y=89.74+1.41A-1.95B-0.79C+0.85AB-2.58AC+0.40BC-4.03A2-5.36B2-4.28C2。

對(duì)擬合得出的回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。模型失擬項(xiàng)p值為0.957 6＞0.05，表明不顯著，即該模型擬合精度良好，試驗(yàn)結(jié)果具有可預(yù)測(cè)性；同時(shí)模型p＜0.000 1，試驗(yàn)的回歸模型呈現(xiàn)極顯著水平。因素一次項(xiàng)（A、B）、交互項(xiàng)（AC）對(duì)酸奶塊感官評(píng)分具有極顯著影響（p＜0.01）；一次項(xiàng)（C）、交互項(xiàng)（AB、BC）對(duì)結(jié)果影響不顯著（p＞0.05）。此外，由F值越大表明各因素對(duì)無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的品質(zhì)影響越大，可知3個(gè)因素對(duì)酸奶塊感官評(píng)分影響的大小關(guān)系為花生核桃渣添加量（B）＞無(wú)花果果丁添加量（A）＞白砂糖添加量（C）。

表4 回歸方程方差分析

2.2.2 響應(yīng)面曲面直觀圖分析

通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)回歸模型進(jìn)行分析，可知響應(yīng)面的陡峭程度越大，說(shuō)明該因素對(duì)感官評(píng)分的影響越大，等高線越密集說(shuō)明響應(yīng)因素交互作用對(duì)酸奶塊感官品質(zhì)的影響越大，反之越弱。從等高線的形狀可以看出，兩兩因素交互效果的顯著性，等高線的形狀呈橢圓形，表示因素的交互作用顯著，圓形則表示交互作用不顯著[20]。

由圖4中交互作用結(jié)果的響應(yīng)面圖和等高線圖可知，無(wú)花果丁添加量（A）和白砂糖添加量（C）對(duì)無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊感官評(píng)分的相互作用為極顯著，主要表現(xiàn)為感官得分響應(yīng)值分別與無(wú)花果丁添加量（A）、白砂糖添加量（C）之間形成的三維響應(yīng)面圖坡面較陡，坡度較大。同時(shí)等高線形狀為橢圓形且線條密集，該結(jié)果與方差分析驗(yàn)證一致，進(jìn)一步直觀說(shuō)明該試驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂休^好的可靠性和可行性。

圖4 無(wú)花果丁添加量和白砂糖渣添加量對(duì)酸奶塊感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖（A）和等高線圖（B）

2.2.3 最佳工藝參數(shù)的確定與驗(yàn)證

通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化分析得到無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的最佳工藝參數(shù)：無(wú)花果丁添加量46.05%，花生核桃渣添加量4.91%，白砂糖添加量3.92%。在此參數(shù)條件下，得到的無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為90.12分。為便于實(shí)際的試驗(yàn)操作，將最佳工藝參數(shù)分別修改為無(wú)花果丁添加量46%、花生核桃渣添加量5%、白砂糖添加量4%。采用修改后的工藝參數(shù)進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，感官評(píng)分為90.75分，較接近預(yù)測(cè)值，可知利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的工藝參數(shù)具有實(shí)際可行性。

2.3 成品質(zhì)量測(cè)量結(jié)果

2.3.1 感官評(píng)價(jià)

對(duì)最佳工藝參數(shù)制備得到的無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示：色澤，均勻鮮亮，顏色呈淡粉色；風(fēng)味，無(wú)花果香味、花生核桃香味和酸奶特征性風(fēng)味適宜，無(wú)異味；口感，細(xì)膩酥脆，酸甜度適宜，入口即化，不粘牙；組織狀態(tài)，外形完整平滑，質(zhì)地均勻松脆，立體飽滿，無(wú)缺損變形。

2.3.2 質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果分析

對(duì)在最佳工藝配方參數(shù)下生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行理化及微生物指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果如表5所示。產(chǎn)品水分較低，有較好的酥脆口感；無(wú)花果丁和花生核桃渣含有豐富的膳食纖維，故產(chǎn)品膳食纖維含量高；乳酸菌活菌含量大于106CFU/g，對(duì)人體具有益生作用[23]，大腸桿菌及其他致病菌未檢出。

表5 質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法優(yōu)化分析，無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊的最佳工藝參數(shù)為無(wú)花果丁添加量46%、花生核桃渣添加量5%、白砂糖添加量4%。該條件下感官評(píng)分為90.75分。通過(guò)此工藝參數(shù)制得的酸奶塊成品色澤均勻鮮亮，口感細(xì)膩、入口即化，無(wú)花果、花生核桃渣及酸奶復(fù)合特征風(fēng)味明顯，酸甜度適宜，質(zhì)地酥脆；水分為5.94%，微生物指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。試驗(yàn)表明高膳食纖維無(wú)花果-花生核桃渣酸奶塊制作工藝簡(jiǎn)單，口味新穎獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富，方便儲(chǔ)運(yùn)，貨架期較長(zhǎng)，有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可為后期深加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供參考。