低糖獼猴桃脯的制備工藝研究

李　超，陳　丹，王乃馨，戴曉娟，華睿杰，雷文平

(徐州工程學(xué)院，江蘇 徐州　221018)

低糖獼猴桃脯的制備工藝研究

李超，陳丹，王乃馨，戴曉娟，華睿杰，雷文平

(徐州工程學(xué)院，江蘇 徐州221018)

摘要：在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken設(shè)計(jì)對低糖獼猴桃脯的制備工藝中的氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間和浸漬溫度3因素的最優(yōu)化組合進(jìn)行了定量研究，建立并分析了各因素與感官得分關(guān)系的數(shù)學(xué)模型.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：低糖獼猴桃脯制備的最佳工藝參數(shù)為氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.64%、超聲時(shí)間26.7 min和浸漬溫度35.3 ℃；經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，在此條件下感官得分為88.6，與理論計(jì)算值88.3基本一致.即得到色澤、組織形態(tài)、滋味與氣味俱佳的低糖獼猴桃脯.

關(guān)鍵詞：超聲滲糖；低糖果脯；獼猴桃

獼猴桃(Actinidia Chinensis)原產(chǎn)我國，又稱陽桃、羊桃、藤梨等，屬獼猴桃科獼猴桃屬.由于其氣味香醇以及含有豐富的多糖、維生素、氨基酸和礦物質(zhì)成分，深受廣大消費(fèi)者的喜愛[1-2].近代醫(yī)學(xué)證明，獼猴桃不僅能預(yù)防和治療少年兒童的近視，而且具有抗氧化、防癌抗癌等功效，因此，獼猴桃享有“世界珍果”“水果之王”的美稱[3-5].果脯屬于蜜餞的一種，深受廣大消費(fèi)者的喜愛.目前，我國生產(chǎn)的果脯含糖量在65%~75%之間，屬于高糖食品.由于高糖果脯過多的攝入，會導(dǎo)致人體出現(xiàn)心血管病、肥胖癥及齲齒等問題.因此，低糖果脯是果脯類食品的一個(gè)發(fā)展趨勢.本試驗(yàn)以獼猴桃為原料，對其低糖制備工藝進(jìn)行了研究，旨在為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù).

1材料與方法

1.1　材料與試劑

獼猴桃，市售；白砂糖，廣西金銹球食品有限責(zé)任公司；氯化鈣，西隴化工有限公司.

1.2　儀器

BGZ-76型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司；FA2104N型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；SB-5200型超聲波清洗器，寧波新芝生物科技股份有限公司.

1.3　方法

1.3.1工藝流程

原料→預(yù)處理→漂燙→硬化→超聲滲糖→加熱滲糖→瀝干→干燥→包裝→產(chǎn)品.

1.3.2操作要點(diǎn)

1)預(yù)處理用流動的自來水將原料表面的污物洗凈，瀝干水分后用去皮器將原料表面的皮屑去除；同時(shí)將果實(shí)的花萼，果梗去除，切成5～8 mm厚度均勻的薄片.

2)漂燙將果實(shí)薄片投入水中，保持水溫80℃，維持3 min.

3)硬化將果實(shí)薄片投入氯化鈣溶液中進(jìn)行處理，然后用清水漂洗，除去過多的氯化鈣.

4)超聲滲糖將果實(shí)薄片放入裝有糖液的燒杯中，再放入超聲波清洗器中，進(jìn)行超聲處理.

5)加熱滲糖超聲處理后，將燒杯放入水浴鍋中，在固定溫度下進(jìn)行加熱滲糖處理.

6)干燥在55 ℃條件下將其干燥至水分含量15%～20%.

1.3.3工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

首先以氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間、浸漬溫度和浸漬時(shí)間為影響因素，考察其對感官得分的影響；然后選取氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間和浸漬溫度對感官得分影響顯著的3個(gè)因素，采用3因素3水平的Box-Behnken試驗(yàn)對提取條件進(jìn)行優(yōu)化，因素水平表見表1.

表1　因素水平表

設(shè)該模型通過最小二乘法擬合的2次多項(xiàng)方程為

,

式中：y為預(yù)測值，xi和xj表示自變量代碼值，β0為常數(shù)項(xiàng)，βi為線性系數(shù)，βij為交互項(xiàng)系數(shù)，βii為二次項(xiàng)系數(shù).

1.3.4評分標(biāo)準(zhǔn)

由本學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)10名學(xué)生組成的評分小組根據(jù)色澤、組織形態(tài)、滋味與氣味對其進(jìn)行綜合評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表2.

表2　感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5理化性質(zhì)測定

水分按照GB/T 5009.3—2010測定[6]，總糖按照GB/T 10782—2006測定[7]，細(xì)菌總數(shù)按照GB/T 4789.2—2010測定[8]，大腸桿菌數(shù)按照GB/T 4789.3—2010測定[9].

2結(jié)果與分析

2.1　單因素試驗(yàn)

2.1.1氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由表3可知,氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低時(shí)，果脯色澤黯淡，透明度差，組織無大面積缺陷；氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時(shí)，色澤同樣變黯淡，透明度變差，并且有殘留苦味.故選擇氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn).

表3　不同氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)對果脯感官的影響

2.1.2糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由表4可知,糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低時(shí)，果脯色澤暗淡，透明度差，且口味偏淡；糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時(shí)，果脯組織形態(tài)稍微干縮，甜味過濃.故選擇糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn).

表4　不同糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對果脯感官的影響

2.1.3超聲時(shí)間的影響

由表5可知,超聲時(shí)間過短時(shí)，果脯色澤暗淡，透明度較差，甜味偏淡；超聲時(shí)間過長時(shí)，雖利于糖液滲透，卻使得甜味過濃.故選擇超聲時(shí)間為30 min進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn).

表5　不同超聲時(shí)間對果脯感官的影響

2.1.4浸漬溫度的影響

由表6可知，浸漬溫度過低時(shí)，不利于糖液滲透，果脯色澤暗淡，甜味偏淡；浸漬溫度過高時(shí)，雖利于滲透，卻使組織變軟，稍微干縮.故選擇浸漬溫度為36 ℃進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn).

表6　不同浸漬溫度對果脯感官的影響

2.1.5浸漬時(shí)間的影響

由表7可知，浸漬時(shí)間過短時(shí)，糖液滲透不足，果脯色澤暗淡且稍微偏酸；浸漬時(shí)間過長時(shí)，雖利于滲透，卻使果脯色澤暗淡，且組織變軟.故選擇浸漬時(shí)間為5 h.

表7　不同浸漬時(shí)間對果脯感官的影響

2.2　Box-Behnken試驗(yàn)

2.2.1模型建立及顯著性檢驗(yàn)

響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表8.

表8　響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過Design expert V7.0.0 統(tǒng)計(jì)軟件對表8的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了回歸擬合，把得到的感官得分對3個(gè)因素的2次多項(xiàng)回歸模型為：感官得分.

對此模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表9.

表9　方差分析結(jié)果

由表9可知，模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，失擬項(xiàng)不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，R2=0.9843和Adeq.Precision(信燥比)為11.263，遠(yuǎn)大于4，可知回歸方程擬合度和可信度均很高，所以可以采用此模型對工藝進(jìn)行分析和預(yù)測.

2.2.2響應(yīng)曲面分析與優(yōu)化

根據(jù)回歸方程，作響應(yīng)曲面圖，考察所擬合的響應(yīng)曲面的形狀，分析氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間和浸漬溫度對感官得分的影響.其響應(yīng)曲面及其等高線見圖1～圖3.

圖1　氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間及其相互作用的響應(yīng)面和等高線

圖2　氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、浸漬溫度及其相互作用的響應(yīng)面和等高線

圖3　超聲時(shí)間、浸漬溫度及其相互作用的響應(yīng)面和等高線

如圖1～圖3所示，等高線的形狀可反映出交互效應(yīng)的強(qiáng)弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著，而圓形則與之相反.比較3組圖并結(jié)合表9中P值可知：模型的一次項(xiàng)x1有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，x2和x3也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，交互項(xiàng)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，二次項(xiàng)和都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05).為進(jìn)一步確定最佳工藝參數(shù)，對所得到的方程逐步回歸，刪除無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義項(xiàng)，再求一階偏導(dǎo)，并令其為0，得到的最佳工藝參數(shù)是氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.64%、超聲時(shí)間26.7 min和浸漬溫度35.3 ℃，此時(shí)感官得分達(dá)最大值88.3.

2.2.3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為檢驗(yàn)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)所得到結(jié)果可靠性，采用上述優(yōu)化出的參數(shù)進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)際測得的感官得分為88.6，和理論預(yù)測值比較，其相對誤差約為0.34%.因此，基于Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)所得的最佳工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠.

2.3　產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1)感官指標(biāo)天然綠色，色澤均勻一致，有光澤，有透明感；塊形完整、顆粒飽滿、糖分滲透均勻，大小與厚薄基本一致；甜酸適中，質(zhì)地軟硬適中，有獼猴桃特有的滋味與氣味.

2)理化指標(biāo)水分體積分?jǐn)?shù)15%～20%，總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤35%.

3)微生物指標(biāo)菌落總數(shù)≤1000 CFU/g，大腸菌群≤30 MPN/100 g，致病菌不得檢出.

3結(jié)語

基于單因素試驗(yàn)和Box-Behnken試驗(yàn)得到了低糖獼猴桃脯感官得分與氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間和浸漬溫度的回歸模型，經(jīng)檢驗(yàn)證明該模型是合理可靠的，能夠較好地預(yù)測感官得分.利用模型的響應(yīng)面及其等高線，對影響低糖獼猴桃脯感官得分的關(guān)鍵因素及其相互作用進(jìn)行探討，獲得了低糖獼猴桃脯制備的最佳工藝參數(shù)為氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.64%、超聲時(shí)間26.7 min和浸漬溫度35.3 ℃，此時(shí)感官得分為88.6，產(chǎn)品色澤、組織形態(tài)、滋味與氣味俱佳.

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭孝華,翁雪香,鄧春暉.中華獼猴桃果實(shí)香氣成分的氣相色譜/質(zhì)譜分析[J].分析化學(xué),2004,32(6):834.

[2] 陳志慧.正交試驗(yàn)法優(yōu)選獼猴桃果水溶性多糖的提取工藝[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,26(3):87-90.

[3] 許牡丹,文懷興.無油獼猴桃脆片的生產(chǎn)工藝[J].食品工業(yè)科技,2002,23(5):50-51.

[4] 李加興,李偉,陳雙平,等.無糖型獼猴桃果粒飲料的研制[J].食品科學(xué),2008,29(11):723-726.

[5] Park Y S,Namiesnik J,Vearasilp K,et al.Bioactive compounds and the antioxidant capacity in new kiwi fruit cultivars[J].Food Chemistry,2014,165:354-361.

[6] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.3—2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn),食品中水分的測定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[7] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 10782—2006蜜餞通則[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[8] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 4789.2—2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn),食品微生物學(xué)檢驗(yàn),菌落總數(shù)測定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[9] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 4789.3—2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn),食品微生物學(xué)檢驗(yàn),大腸菌群計(jì)數(shù)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

(編輯武峰)

中圖分類號：TS255.41

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-358X(2015)03-0064-06

收稿日期：2015-05-18

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51778455)；江蘇省土木工程環(huán)境災(zāi)變與結(jié)構(gòu)可靠性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(JSKL2012YB01)

作者簡介：李果(1973-)，男，江蘇徐州人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事鋼筋混凝土耐久性研究.

On the Processing Technology of Low-sugar Preserved Kiwi Fruit

LI Chao, CHEN Dan, WANG Naixin, DAI Xiaojuan, HUA Ruijie, LEI Wenping

(College of Food Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221018, China)

Abstract:The influences of concentration of calcium chloride,ultrasonic time and soaking temperature on the score of sensory of low-sugar preserved kiwi fruit were studied according to the Box-Behnken experimental design based on the single factor experiments.The mathematical model established and analyzed by response surface methodology(RSM) was adequate to describe the relationship between the studied factors and the response of the score of sensory.Based on the canonical analysis,the optimum conditions were obtained as follows:concentration of calcium chloride is 0.64%,ultrasonic time 26.7 min and soaking temperature 35.3 ℃.Under the optimized conditions,it can be included that the average score of sensory is 88.6,which is close to the estimated value 88.3 attained by using regression model.The finished product was good in color,organization form,flavor and taste.

Key words:ultrasonic-assisted sugar-permeating; low-sugar preserved fruit; kiwi