響應(yīng)面法優(yōu)化石榴山楂復(fù)合果糕配方

李海生，徐 婷，趙欣雨，姚 昕*

(1.四川省樂至縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 樂至 641503；2.西昌學(xué)院，四川 西昌 615013)

石榴(PunicagranatumL.)，屬石榴科石榴屬植物，又名安石榴、丹若等，其籽粒酸甜多汁，含有維生素、氨基酸、微量元素及石榴苷、花青苷、黃酮等多酚類物質(zhì)，具有保護(hù)心臟、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗氧化、抗高血壓等功效[1-2]。

山楂(Crataegusspp.)，屬薔薇科山楂屬植物，又名山里紅、紅果等，其果實(shí)顏色鮮艷，富含糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、微量元素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)還含有三萜類、黃酮類、鞣質(zhì)、酚類、有機(jī)酸等活性物質(zhì)，具有降三高、抗氧化、護(hù)肝等多種藥理作用[3-4]。除了鮮食以外，山楂可以加工成多種制品，如山楂糕、山楂條、果丹皮、山楂果醬、山楂飲料等，其中山楂糕作為經(jīng)典的傳統(tǒng)零食，不僅酸甜可口，口感細(xì)膩，還具有開胃健脾、消食化積等功效[5-7]。目前市面上所銷售的山楂糕品牌較多，深受消費(fèi)者的歡迎，但多為純山楂制成，風(fēng)味較為單一。本研究在山楂糕中添加適量的石榴汁，通過響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)合果糕的配方，研制出一款兼具山楂和石榴風(fēng)味的果糕，以期為消費(fèi)者在購(gòu)買相關(guān)產(chǎn)品時(shí)提供更多的選擇。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

石榴，品種為突尼斯軟籽，產(chǎn)于四川省會(huì)理縣。山楂，品種為大金星，產(chǎn)于山東省臨朐縣。白砂糖、瓊脂和黃原膠，均為食品級(jí)。

1.2 工藝流程

石榴→清洗→去皮→壓榨取汁 白砂糖+溶膠

↓ ↓

山楂→清洗→軟化→打漿→均質(zhì)→混合調(diào)配→熬煮→倒模→冷卻→脫模→切分→烘干→包裝→成品

1.3 操作要點(diǎn)

1.3.1 山楂預(yù)處理 將新鮮的山楂清洗，去除果柄和果核，對(duì)半切分，于0.10%異抗壞血酸溶液中浸泡3 min。護(hù)色后按1：1比例與水混合，加熱軟化5 min，再于打漿機(jī)中打成漿狀，并在膠體磨中進(jìn)一步磨細(xì)備用。

1.3.2 石榴預(yù)處理 將石榴清洗去皮，籽粒壓榨取汁，用雙層紗布過濾備用。

1.3.3 溶膠 將膠凝劑(瓊脂和黃原膠)置于適量水中吸水溶脹10min，70℃下加熱溶解。

1.3.4 混合調(diào)配和熬煮 將山楂果漿、石榴果汁及白砂糖按一定比例混合，煮沸后改為文火，臨近終點(diǎn)時(shí)加入一定量的膠凝劑，攪拌均勻。濃縮物料用攪拌棒盛取、斜置，若成片狀落下，則為熬煮終點(diǎn)。

1.3.5 倒模、冷卻 及時(shí)將濃縮好的物料注模，刮平表面，控制果糕厚度約為1.0cm，室溫下自然冷卻。

1.3.6 脫模、切分、烘干 將冷卻成型的果糕脫模，切分成3cm×5cm小塊，置于50℃下烘干，待其表面不粘手即可。

1.3.7 包裝 對(duì)烘制好的石榴山楂復(fù)合果糕進(jìn)行真空包裝，即得成品。

1.4 石榴山楂復(fù)合果糕配方的確定

1.4.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，單因素試驗(yàn)固定每組山楂果漿和石榴果汁質(zhì)量300g，分別考察石榴果汁添加量(25%、30%、35%、40%、45%)、白砂糖添加量(25%、20%、35%、40%、45%)、復(fù)合膠凝劑組成(瓊脂與黃原膠質(zhì)量比為3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3)和復(fù)合膠凝劑添加量(2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%)對(duì)石榴山楂復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響。

1.4.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，采用Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行3因素3水平優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平

1.5 烘制溫度的確定

設(shè)置烘制溫度分別為45、50、55、60和65℃[10]，總時(shí)間控制在18h，期間烘干10h時(shí)翻面1次，烘干后對(duì)果糕成型質(zhì)量進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，考察不同烘制溫度對(duì)復(fù)合果糕成型質(zhì)量的影響。

1.6 測(cè)定指標(biāo)

1.6.1 感官評(píng)價(jià) 采用簡(jiǎn)單描述檢驗(yàn)法，10名食品專業(yè)人員構(gòu)成感官評(píng)價(jià)小組，參照表2對(duì)復(fù)合果糕進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[8-9]，滿分為100分。

表2 石榴山楂復(fù)合果糕感官評(píng)價(jià)標(biāo)

1.6.2 理化指標(biāo)測(cè)定 物性指標(biāo)，采用TA.XTC-16質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定。總糖、水分和灰分含量測(cè)定均參照GB/T 31318-2014。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 石榴汁添加量對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響 適量石榴汁的添加有助于改善復(fù)合果糕的風(fēng)味，使其兼具石榴和山楂的果香，風(fēng)味更加豐富。從圖1可以看出，石榴汁添加量為40%時(shí)，復(fù)合果糕的感官評(píng)分最高，呈深紅色，兼具了石榴和山楂果香，且融合協(xié)調(diào)，風(fēng)味較佳。當(dāng)石榴汁添加量低于40%時(shí)，山楂風(fēng)味過于突出，基本掩蓋了石榴的風(fēng)味，不易嘗出。因此，控制石榴汁適宜的添加量為40%進(jìn)行復(fù)合果糕的制作。

圖1 石榴汁添加量對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響

2.1.2 白砂糖添加量對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響 由圖2可知，復(fù)合果糕感官品質(zhì)會(huì)一定程度上受到白砂糖添加量的影響。當(dāng)復(fù)合果糕白砂糖添加量較少時(shí)，其口感偏酸，而添加量過多時(shí)，又會(huì)過于甜膩，一定程度上掩蓋了果香味，且會(huì)導(dǎo)致果糕硬度的增加，易返砂。當(dāng)白砂糖添加量為35%時(shí)，復(fù)合果糕酸甜可口，果香較濃，其感官評(píng)分最高。因此，控制白砂糖添加量為35%較為合適。

圖2 白砂糖添加量對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響

2.1.3 膠凝劑對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響 選擇瓊脂和黃原膠作為膠凝劑，兩者單獨(dú)使用時(shí)均存在一定不足。瓊脂的成型效果較好，但果糕的質(zhì)地較脆，缺乏彈性，而黃原膠的增稠作用較好，但凝結(jié)性較差，果糕不易成型。將瓊脂與黃原膠按不同比例混合，控制總添加量為3.0%，考察兩者不同質(zhì)量比對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響。由表3可知，隨著黃原膠所占比的增大，感官評(píng)分呈先增加再降低變化，硬度下降，成型效果逐漸變差。當(dāng)瓊脂與黃原膠質(zhì)量比為1：2時(shí)，復(fù)合果糕成型效果好，各項(xiàng)物性指標(biāo)適中，感官評(píng)分較高，口感較細(xì)膩，無異味。

表3 兩種膠凝劑質(zhì)量比對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響

控制瓊脂與黃原膠質(zhì)量比為1：2，考察不同添加量的復(fù)合膠凝劑對(duì)果糕品質(zhì)的影響。由表4可看出，當(dāng)復(fù)合膠凝添加量為4%時(shí)，果糕感官評(píng)分最高，且軟硬適中，彈性較好，口感細(xì)膩柔和。當(dāng)添加量為時(shí)2%時(shí)，果糕質(zhì)地偏軟，彈性較差，而添加量超過4%時(shí)，其硬度增加。因此，控制復(fù)合膠凝劑添加量為4%較為適合。

表4 復(fù)合膠凝劑添加量對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及回歸模型的建立 以單因素試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)3因素3水平優(yōu)化響應(yīng)面17組，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

續(xù)表5

對(duì)表5數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合后，得到各因素與復(fù)合果糕感官評(píng)分之間互相影響的二次多項(xiàng)回歸模型如下：

Y=-189.81750+10.30050A+3.34450B+7.92000C+0.02200AB+0.10500AC+0.15500BC-0.14160A2-0.06960B2-2.36500C2

表6 回歸模型方差分析及回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)

2.2.2 各因素之間交互作用對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響 各因素間交互作用對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)影響的響應(yīng)面圖見圖3。由圖3可知，其中白砂糖添加量和復(fù)合膠凝劑添加量交互作用的響應(yīng)面曲圖較陡，表明白兩者交互作用對(duì)復(fù)合果糕感官評(píng)分影響較大，與表6方差分析結(jié)果一致。根據(jù)回歸模型預(yù)測(cè)最優(yōu)配方為40.43%石榴汁、34.54%白砂糖和3.70%復(fù)合膠凝劑，感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為90.8248。

圖3 石榴汁、白砂糖及復(fù)合膠凝劑添加量交互作用對(duì)復(fù)合果糕感官評(píng)分影響的響應(yīng)面

2.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化驗(yàn)證 為驗(yàn)證預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，考慮到實(shí)際可操作性和可行性，確定最優(yōu)配方：40%石榴汁、35%白砂糖和3.7%復(fù)合膠凝劑。該條件下經(jīng)過3次平行試驗(yàn)，測(cè)得石榴山楂復(fù)合果糕感官評(píng)分為91.2，與理論預(yù)測(cè)值基本吻合，說明響應(yīng)面分析法對(duì)石榴山楂復(fù)合果糕配方優(yōu)化是可行的。

2.3 烘制溫度對(duì)復(fù)合果糕感觀品質(zhì)的影響

控制烘制總時(shí)間18h，考察不同烘制溫度對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響，結(jié)果見表7。由表7可知，50 ℃和55 ℃下烘制出的復(fù)合果糕品質(zhì)均較好，產(chǎn)品外形良好，表面光滑且干爽，軟硬適中，富有彈性，感官評(píng)分均較高，且兩者差異不明顯。烘制溫度超過55 ℃時(shí)，產(chǎn)品會(huì)發(fā)生不同程度的變形，表面變硬，甚至?xí)Y(jié)成硬皮，影響口感，而溫度為45 ℃時(shí)，水分含量較高，表面略黏，一定程度上會(huì)影響產(chǎn)品的保藏性，且質(zhì)地偏軟，彈性一般，整體口感較差。因此，綜合考慮控制烘制溫度為50 ℃，既可以在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到烘制要求，又能較好地保持復(fù)合果糕各方面的品質(zhì)。

表7 烘制溫度對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響

2.4 石榴山楂復(fù)合果糕的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1 感官指標(biāo) 按照試驗(yàn)所確定的最優(yōu)配方制得的石榴山楂復(fù)合果糕感官品質(zhì)見表8。

表8 復(fù)合果糕的感官品質(zhì)

2.4.2 產(chǎn)品理化指標(biāo) 在最佳配方下制得的石榴山楂復(fù)合果糕，測(cè)定其總糖(以葡萄糖計(jì))為51.16%，水分為29.71%，灰分為0.96%，符合GB/T 31318-2014標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面法對(duì)石榴山楂復(fù)合果糕配方進(jìn)行優(yōu)化，獲得與實(shí)際較為擬合的模型。最佳石榴山楂復(fù)合果糕配方為40%石榴汁、35%白砂糖和3.7%復(fù)合膠凝劑，適宜的烘制溫度為50 ℃，在此條件下制得的復(fù)合果糕呈深紅色，富有光澤，兼具山楂和石榴的風(fēng)味，酸甜適宜，口感細(xì)膩，質(zhì)地均勻，無氣泡，不粘牙，無肉眼可見雜質(zhì)，為山楂糕系列產(chǎn)品增添了新的成員。