紅棗渣分心木復合泡騰片的工藝優化

辛鎮忠，王 連，王詩瑤，王 愈

（山西農業大學食品科學與工程學院，山西 晉中 030801）

紅棗（Ziziphus jujuba Mill.） 與桃、杏、李、栗一起并稱為我國的“五果”[1]。棗果中含有豐富的蛋白質、脂肪、有機酸、膳食纖維、維生素等營養成分，以及鉀、磷、鈣、鐵、錳、鋅、硒等礦物質微量元素[2]。除基本的營養物質之外，鮮棗中還含有豐富的生物功能活性成分，包括多糖類、黃酮類、萜類等化合物，以及羥基肉桂酸、黃酮醇、槲皮素、原花青素等在內不同類型的酚類化合物，棗核中含有皂甙，且在棗的果肉、果皮、葉片中含有大量的環磷酸腺苷。目前，紅棗的加工主要以原棗和干制為主[3]。紅棗濃縮汁是將紅棗進行多次浸提，濃縮而成，因其耐貯藏性和便利的運輸性，方便后期二次加工[4]。紅棗濃縮汁加工工藝較多，加工工藝也日趨成熟，紅棗汁的提取工藝有直接榨汁法和浸提法，而浸提法中則有熱水浸提法、打漿法和酶解浸提法[5]。而在紅棗汁的浸提過程中，浸提后的棗肉不能充分利用，副產品開發較少，大多用于飼料使用或被丟棄，造成了資源浪費的問題。

分心木是胡桃科植物胡桃（Juglans regia L.） 果核內的木質隔膜。在維吾爾族，分心木長期以來一直被用于滋養腎臟[6]，具有腎臟強化生物活性，可以改善小鼠模型的腎陽缺乏癥狀，并能有效治療急性腎損傷[7]。分心木還可以治療良性前列腺增生引起的尿頻、急癥[8]，且可以降低血糖、改善小鼠胰腺組織的病理改變，且無劑量依賴性[9]。

泡騰片是一種含有崩解劑的固體片狀，置于水中會發生泡騰反應，產生氣體和氣泡[10-11]。泡騰片之前一直應用于醫學和農藥方面，近年來泡騰片被廣泛引用到食品行業中，主要以固體飲料的形式出現[12]。目前，市場上已有果蔬泡騰片、茶泡騰片、原料中提取物的微量元素及有效成分的泡騰片。泡騰片飲料與液體飲料相比有以下優點：①體積小，質量輕，便于攜帶；②含水量低，便于運輸和儲存，貨架期長；③營養豐富，便于機體有效吸收。

以廢棄的紅棗渣為基質，加入具有醫用功效的分心木，混以適當的輔料，經調味后直接壓制成復合泡騰片，是對紅棗資源的充分利用。試驗利用紅棗渣中的膳食纖維和極少被利用的分心木，解決了資源浪費的問題，具有良好前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅棗渣，山西省石樓縣樹德棗業責任有限公司提供；核桃，山西省呂梁市孝義市柱濮鎮梁上莊村提供。

蛋白糖（食品級），青島瑞潽旺食品配料有限公司提供；無水檸檬酸（食品級），濰坊英軒實業有限公司提供；碳酸氫鈉（食品級）、二氧化硅（食品級），青海市海之韻食品配料有限公司提供。

1.2 儀器與設備

DF-101S 型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，杭州瑞佳精密科學儀器有限公司產品；DHG-9070A 型電熱鼓風干燥機，上海一恒科學儀器有限公司產品；PR224ZH/E 型電子天平，奧豪斯儀器（常州） 有限公司產品；KQ3200DB 型數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司產品；TMS-Pro 型質構儀，美國FTC 公司產品；FE100 型小型高速粉碎機，天津市泰斯特科技有限公司產品；200 目篩網，上海言錦篩網加工廠產品；HY-12 型紅外壓片機，天津天光新光學儀器科技有限公司產品。

1.3 原料處理

（1） 紅棗渣的制備方式。選擇肉質飽滿肥厚的紅棗，把果實表面的泥土和雜質用流水洗凈，去核，以紅棗與水質量比例1∶2，加水加熱浸提紅棗漿，每次浸提時間為12 h，浸提2 次，煮至浸提水由黏稠的紅褐色變為清淡的淡紅色。取出紅棗，紅棗渣應為均勻淡褐色。

將紅棗渣瀝至無水滴出后，均勻平鋪在烤盤中，起初以上下火120 ℃烘干12 h，烘干至80%無明顯水分，改至80 ℃烘干至恒質量，每60 min 翻動1 次。此時紅棗渣呈現焦紅色，溢出紅棗香味。將烘干后的紅棗渣用打粉機磨粉，過200 目篩備用。

（2） 分心木。以山西省呂梁市孝義市柱濮鎮梁上莊村采摘的核桃為原料，將核桃敲碎后，取出分心木，放入烘箱中60 ℃下烘干6 h 后取出，加入打粉機打粉后，過200 目篩備用。

1.4 工藝流程

①紅棗→紅棗渣；

②核桃→分心木；

①+②→烘干→粉碎→過篩（蛋白糖、檸檬酸、二氧化硅、碳酸氫鈉） →混合→壓片。

1.5 試驗設計

1.5.1 紅棗渣粉與分心木粉配比的確定

紅棗渣粉與分心木粉是復合泡騰片的主要營養成分，以合適的比例配制會使復合泡騰片香味協調，酸甜適口，對其滋味與營養價值有益。試驗以紅棗渣粉、分心木粉總質量為10 g，兩者按照紅棗渣粉∶分心木粉分別為 8∶2，7∶3，6∶4，5∶5，6∶4 做單因素試驗，以感官評分為考查指標，考查紅棗渣粉與分心木粉不同添加比例對復合泡騰片的感官質量影響，并研究紅棗渣粉與分心木粉的配比對成品質構的影響。

1.5.2 最優工藝配方的確定

選取紅棗渣粉與分心木粉的配比、蛋白糖添加量、無水檸檬酸添加量和二氧化硅添加量4 個因素作為單因素，保持其他因素不變，把感官評價作為評價指標，對單一變量進行單因素試驗。設計四因素三水平L（934）正交試驗，通過極差分析優化復合泡騰片的工藝配方，確定最優配比。

1.6 評定指標

1.6.1 感官評定

復合泡騰片壓制成型后，并沖泡成泡騰片溶液；分別邀請10 名食品專業的人員，對泡騰片及泡騰片溶液的色澤、香味、組織狀態、口感進行感官評價。

復合泡騰片感官評分見表1。

表1 復合泡騰片感官評分

1.6.2 硬度測定

使用TMS-Pro 型質構儀[13]測定，重復3 次。探頭：2 mm 圓柱形，力量感應元量程100 N，探頭回升到樣品表面上的高度5 mm，擠壓距離2 mm，檢測速度60 mm/min；起始力0.4 N；2 次壓縮測試之間的停隔時間3 sec。

1.6.3 水分測定

按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》中直接干燥法進行水分的測定[14]。

1.7 數據處理

數據采用Origin 2019 進行作圖；圖中以試驗數據的平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 紅棗渣粉和分心木粉配比確定

主要原料為紅棗渣粉與分心木粉，故稱2 種粉為原料粉。紅棗渣粉與分心木粉的混合比例對產品的口感、色澤、風味與組織狀態方面有較大影響。分心木粉添加量太少，功能性成分低；分心木粉添加量過大，會有發苦發澀的感覺，與紅棗渣粉香味不協調。通過預試驗設置紅棗渣與分心木粉配比為5∶5，6∶4，7∶3，8∶2，9∶1 依次進行單因素試驗。由于感官評價能直觀反映產品的綜合質量，故選用感官評分作為評定標準。

原料混合比對產品感官評分的影響見圖1。

圖1 原料混合比對產品感官評分的影響

當紅棗渣與分心木粉的配比為8∶2 時，感官評分最高為93.7 分，此時該復合泡騰片有明顯的棗香味，且不澀、不苦，表面完整。因此，選擇紅棗渣與分心木粉的配比為9∶1，8∶2，7∶3 這3 個水平進行正交試驗。

2.2 蛋白糖和無水檸檬酸添加量的確定

復合泡騰片需要有良好的口感與滋味，故該試驗制作的泡騰片應為酸甜口味，以甜味為主，略帶酸味。采用蛋白糖和檸檬酸作為調味劑，由于蛋白糖是一種具有營養價值的甜味物質[15]，為泡騰片增加良好的營養價值。

蛋白糖添加量對產品感官評分的影響見圖2，無水檸檬酸添加量對產品感官評分的影響見圖3。

圖2 蛋白糖添加量對產品感官評分的影響

圖3 無水檸檬酸添加量對產品感官評分的影響

由圖2、圖3 可知，隨著蛋白糖添加量的增加，復合泡騰片的口感呈先升高后降低的趨勢，在蛋白糖添加量為1%時，復合泡騰片口感適中，隨后，繼續增大蛋白糖添加量，產生甜膩味，口感下降；隨著無水檸檬酸的添加，復合泡騰片口感呈先升高后降低的趨勢，在無水檸檬酸添加量為1%時，復合泡騰片酸甜可口，隨后，繼續增大無水檸檬酸添加量，產生酸味，口感下降。因此，選擇蛋白糖添加量為0.75%，1.00%，1.25%與無水檸檬酸添加量為0.6%，0.8%，1.0%這3 個水平進行正交試驗。

2.3 二氧化硅添加量的確定

二氧化硅添加量對產品感官評分的影響見圖4。

圖4 二氧化硅添加量對產品感官評分的影響

由圖4 可知，復合泡騰片的感官評分隨著二氧化硅添加量的增加呈現先上升后下降的趨勢，在二氧化硅添加量為0.75%時，感官評分最高為90.7 分。二氧化硅作為唯一的抗結劑，隨著二氧化硅的添加，泡騰片溶液的流動性越來越差，故當二氧化硅添加量為0.75%～1.25%時下降趨勢明顯。因此，選擇二氧化硅添加量為0.25%，0.50%，0.75%這3 個水平進行正交試驗。

2.4 正交試驗結果與分析

通過以上的單因素試驗，從中選出3 個水平，構成四因素三水平的正交試驗。

復合泡騰片正交試驗見表2，正交試驗結果見表3。

表2 復合泡騰片正交試驗

表3 正交試驗結果

由表3 可知，試驗最佳方案為A2B1C2D1。分析正交結果可知，對泡騰片感官影響最大的因素是無水檸檬酸添加量，其次為原料混合配比、蛋白糖的添加量；二氧化硅添加量對泡騰片的感官影響最小。故該復合泡騰片的最佳配方為紅棗渣粉∶分心木粉為8∶2，蛋白糖添加量0.75%，無水檸檬酸添加0.8%，二氧化硅添加量0.25%。為了驗證試驗結果的可靠性，采取該配方制得復合泡騰片后讓10 位食品專業的人員感官評分，平均分為92.3 分，且通過以上配方及工藝條件下制得的功能型復合泡騰片呈均勻褐色，成品完整表面光滑，具有紅棗香氣，泡水后酸甜度適中，無顆粒物懸浮。

2.5 貯藏過程中相關指標的測定

將最優配方的泡騰片用直徑3 cm 的玻璃瓶作為內包裝并置于45 ℃和55 ℃下，陰涼避光保存。每隔5 d 進行一次參數檢測，每次隨機抽取3 片，重復3 次。保質期測定使用經典恒溫加速試驗法。

2.5.1 貯藏過程中硬度的測定

貯藏過程中硬度的變化見圖5。

圖5 貯藏過程中硬度的變化

由圖5 可知，在貯藏過程中，泡騰片的硬度無明顯變化，2 種溫度下，都是維持在75～80 N，該片的物理性質較為穩定。在一定程度上可以表明，該泡騰片有較好的流通性，不易破碎和發生邊角磨損等不良情況。

2.5.2 貯藏過程中水分的測定

貯藏過程中水分含量的變化見圖6。

圖6 貯藏過程中水分含量的變化

由圖6 可知，在貯藏過程中，泡騰片的水分含量無明顯變化，2 種溫度下，水分含量為2%～3%，國家標準要求壓片糖果干燥失重≤5%，符合國家標準[16]。水分含量的變化情況可以反映泡騰片與外界環境的交換情況，在一定程度上也可以反映泡騰片內部的化學反應、生物反應的活躍程度。由于該泡騰片水分含量較為穩定，故玻璃瓶可以有效阻隔外界環境對泡騰片的影響，故其對延長泡騰片貯藏期有明顯的作用。

2.5.3 貯藏過程中感官評分的測定

由于感官評分是泡騰片的貨架期的重要參考指標之一，且在ASLT 試驗中，感官評分60 分時為該產品保質期的終止日期[17]。

貯藏過程中感官評分的變化見圖7。

由圖7 可知，該泡騰片的感官評分隨著貯藏時間的延長而降低。在45 ℃時，第35 天時感官評分為60.8 分，故選擇第35 天作為該泡騰片在45 ℃時貨架期的終止日期；同理，在55 ℃時，第25 天時感官評分為61.6 分，第30 天時，感官評分為52.7分，故選擇第25 天作為該泡騰片在55 ℃時貨架期的終止日期。

圖7 貯藏過程中感官評分的變化

2.6 產品保質期的計算

試驗以產品在不同貯藏條件下到達60 分所需的天數為該條件下產品大致保質期。該產品45 ℃下保質期為35 d，55 ℃下保質期為25 d。算得Q10=45 ℃下保質期/55 ℃下保質期= 1.4。故在溫度25 ℃，濕度60%的條件下，該泡騰片的理論貨架期為68 d。

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗確定了紅棗渣復配分心木粉泡騰片的最佳生產工藝，且以感官評價為主要參考指標，通過恒溫加速試驗預測了該泡騰片的貨架期。結果表明，該泡騰片的最佳配方為紅棗渣與分心木粉的配比為8∶2，蛋白糖添加量0.75%，無水檸檬酸添加量0.8%，二氧化硅添加量0.25%，且泡騰片感官影響最大的因素是無水檸檬酸添加量，其次為原料混合比例、蛋白糖添加量和二氧化硅的添加量。對該泡騰片采用內包裝為直徑3 cm 的玻璃瓶，外包裝為瓦楞紙盒。通過恒溫加速試驗，結合Q10 模型，以感官評價為主要參考指標，預測了該泡騰片在溫度25 ℃，濕度60%的條件下理論貨架期為68 d。