藍(lán)莓蘋果重組蜜餞干燥工藝優(yōu)化及對品質(zhì)的影響

李 璐，韓 強(qiáng)，吳偉杰，房祥軍，郜海燕，*

(1.浙江師范大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310021)

我國水果產(chǎn)量世界第一，具有豐富的種質(zhì)資源及原料優(yōu)勢。水果生產(chǎn)旺季，因大量集中上市，倉儲(chǔ)運(yùn)輸不當(dāng)而腐爛浪費(fèi)的損失量約占總產(chǎn)量的20%～30%，水果加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)未達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平，總體原料利用率不高，能有效商品化量不足總產(chǎn)量的15%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家50%的加工比例和80%的水果采后商品化處理率，造成大量的水果資源浪費(fèi)[1]。蜜餞是我國傳統(tǒng)的民族特色食品之一，是以果蔬、食鹽、糖或蜂蜜為原料，經(jīng)腌制、糖漬、烘干精制而成，具有一定的色、香、味、形的蜜餞食品，相對于果汁可實(shí)現(xiàn)原料營養(yǎng)成分全價(jià)利用，而且具有產(chǎn)品保質(zhì)期長，儲(chǔ)存方便的優(yōu)點(diǎn)，是減少農(nóng)產(chǎn)品資源浪費(fèi)的有效途徑之一[2]。2015年蜜餞行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)主營業(yè)務(wù)收入達(dá)575.87億元，利潤總額44.68億元。研究開發(fā)高效安全的蜜餞生產(chǎn)技術(shù)，發(fā)展蜜餞產(chǎn)業(yè)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。

傳統(tǒng)蜜餞食品屬于“高糖、高鹽”食品，不符合現(xiàn)代食品發(fā)展的“低糖、低鹽、低脂肪”的“三低化”主流趨勢，這已嚴(yán)重威脅到蜜餞產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[4-6]。重組蜜餞生產(chǎn)技術(shù)集成現(xiàn)代食品最新技術(shù)研究成果，應(yīng)用于傳統(tǒng)蜜餞行業(yè)，對水果、蔬菜和干堅(jiān)果進(jìn)行原料重組混合處理，采用真空糖漬、無硫護(hù)色、一次成型等新技術(shù)，可開發(fā)出新型、天然、安全綠色、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味多樣且符合食品發(fā)展主流趨勢的重組蜜餞食品[7-9]。目前蜜餞加工領(lǐng)域常用恒溫?zé)犸L(fēng)干燥方式，其設(shè)備成本低，工藝簡單，操作方便，在中小型食品加工企業(yè)中廣泛運(yùn)用。中低溫?zé)犸L(fēng)干燥在一定程度上可以保持產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)，但烘干后的成品常出現(xiàn)反砂和流湯的現(xiàn)象，長時(shí)間的烘烤易引起成品表面皺縮或干裂，色澤發(fā)生非酶褐變，影響其感官品質(zhì)。高溫?zé)犸L(fēng)干燥縮短了烘烤時(shí)長，但極易引起蜜餞糖析粘黏、褐變硬化等問題。為解決這些問題，企業(yè)通常在原料處理階段加入大量食品添加劑，但這也造成了食品添加劑的濫用，不符合綠色食品的導(dǎo)向[10]。冷熱風(fēng)結(jié)合變溫干燥技術(shù)采用的是二段式變溫干燥工藝，在第一階段采用中高溫?zé)犸L(fēng)烘烤，利用傳熱導(dǎo)熱良好的不銹鋼托盤，使原料快速受熱一次成型，縮短烘烤時(shí)長，防止長時(shí)間烘烤破壞蜜餞色澤，縮減傳統(tǒng)工藝中翻面操作；第二階段采用較低溫度冷風(fēng)抽去蜜餞成品中的水分，維持蜜餞較高的韌性與咀嚼感，利于成型，維持蜜餞較高的感官品質(zhì)。

本試驗(yàn)將藍(lán)莓和蘋果進(jìn)行原料重組，采用冷熱風(fēng)結(jié)合變溫干燥技術(shù)，研制一種新型果糕類重組蜜餞休閑食品，通過感官評分法分析果糕品質(zhì)，探究產(chǎn)品變溫干燥技術(shù)最優(yōu)工藝參數(shù)，分析干燥對蜜餞質(zhì)構(gòu)和超微品質(zhì)的影響，以期為重組蜜餞工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)，為農(nóng)產(chǎn)資源加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級作貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 原材料

藍(lán)莓-蘋果混合蜜餞原漿由杭州梅園食品科技研發(fā)中心提供。原料中藍(lán)莓、蘋果勻漿配比2∶1，白砂糖添加量為20%，檸檬酸添加量為1%。產(chǎn)地混合勻漿后，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司，中國)，TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀(SMS公司，英國)，TM3000臺(tái)式電子顯微鏡(HITACHI，日本)。

1.3 單因素試驗(yàn)

固定冷熱風(fēng)變溫干燥工藝中熱風(fēng)烘烤溫度70 ℃、熱風(fēng)烘烤時(shí)長8 h，以產(chǎn)品最終含水量小于15%作為干燥終點(diǎn)，設(shè)置重組原料果漿裝盤厚度，分別為4、6、8、10、12 mm，研究裝盤厚度對藍(lán)莓蘋果重組果糕感官品質(zhì)的影響。

固定裝盤厚度6 mm、熱風(fēng)烘烤時(shí)長8 h，以產(chǎn)品最終含水量小于15%作為干燥終點(diǎn)，設(shè)置熱風(fēng)烘烤溫度，分別為50、60、70、80、90 ℃，研究熱風(fēng)烘烤溫度對藍(lán)莓蘋果重組果糕感官品質(zhì)的影響。

固定裝盤厚度6 mm、熱風(fēng)烘烤溫度70 ℃，以產(chǎn)品最終含水量小于15%作為干燥終點(diǎn)，設(shè)置熱風(fēng)烘烤時(shí)長，分別為6、7、8、9、10 h，研究熱風(fēng)烘烤時(shí)長對藍(lán)莓蘋果重組果糕感官品質(zhì)的影響。

1.4 正交優(yōu)化試驗(yàn)

本試驗(yàn)在考察單因素(裝盤厚度、熱風(fēng)烘烤溫度、熱風(fēng)烘烤時(shí)長)對藍(lán)莓蘋果重組蜜餞感官品質(zhì)影響的基礎(chǔ)上，加入冷風(fēng)抽濕溫度這一因素，采用L9(34)正交設(shè)計(jì)對產(chǎn)品工藝進(jìn)行優(yōu)化，最后根據(jù)感官評分確定產(chǎn)品最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)。試驗(yàn)因素水平表見表1。

1.5 感官評定

挑選相關(guān)專業(yè)評定人員10人組成感官評定小組，所有待評樣品隨機(jī)分為10份發(fā)給評定員，逐一對樣品進(jìn)行感官評價(jià)，評定員每評定完一個(gè)樣品后用純凈水漱口，5 min后再評定下一個(gè)樣品。感官評價(jià)參照標(biāo)準(zhǔn)NY/T 436—2018《綠色食品 蜜餞》[11]，如表2所示，從色澤風(fēng)味、酸甜度、韌性、粘牙、砂齒感等方面對藍(lán)莓蘋果重組蜜餞樣品進(jìn)行評定。

1.6 TPA質(zhì)地剖面分析

根據(jù)正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果所得最優(yōu)干燥工藝參數(shù)，生產(chǎn)制備藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕成品，并采用質(zhì)構(gòu)儀測定成品質(zhì)構(gòu)特性，設(shè)定測定參數(shù)為：測試探頭P/36R；測定前探頭速度為2.0 mm·s-1；測定時(shí)探頭速度為1.0 mm·s-1；測定結(jié)束探頭速度為1.0 mm·s-1；觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載5.0 g；觸發(fā)類型自動(dòng)。試驗(yàn)對樣品連續(xù)壓縮2次，壓縮高度2.5 mm，數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)讀取，每組樣品平行測定10次，測定指標(biāo)包括硬度、彈性、粘附性、凝聚性、咀嚼性和回復(fù)性[12]。

1.7 SEM組織結(jié)構(gòu)觀測

根據(jù)最優(yōu)干燥工藝參數(shù)制備藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕成品，將果糕成品凍干處理后從果糕表面和內(nèi)部分別取樣，真空鍍金后采用TM3000臺(tái)式電子顯微鏡分別觀測放大100倍和500倍后果糕表面及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)形態(tài)。

1.8 衛(wèi)生指標(biāo)檢測

參考《GB/T1082—2006 蜜餞通則》[13]，檢測水分、總糖(以葡萄糖計(jì))、SO2殘留量、苯甲酸含量等理化指標(biāo)。參考《GB/T14884—2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)蜜餞》[2]，檢測菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌、致病菌等微生物指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 果糕加工工藝優(yōu)化

2.1.1 裝盤厚度對果糕感官評分的影響

隨著裝盤厚度的增加，藍(lán)莓蘋果果糕的感官評分先增加后減少(圖1)。重組蜜餞果糕的生產(chǎn)制備中采用不銹鋼金屬托盤，導(dǎo)熱傳熱快，當(dāng)裝盤厚度較低時(shí)，原料勻漿內(nèi)的水分快速大量逸出，糖分大量析出，容易導(dǎo)致果糕口感過硬且易粘牙。裝盤厚度過高則果糕內(nèi)部水分不能及時(shí)散發(fā)，造成果糕出現(xiàn)外部結(jié)皮固化，內(nèi)部不成型的現(xiàn)象，無法進(jìn)行切片。當(dāng)藍(lán)莓蘋果重組原料勻漿的裝盤厚度為6 mm時(shí)，制備生產(chǎn)的重組蜜餞果糕產(chǎn)品感官評分最高，成型性好，口感風(fēng)味最佳。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

圖1 裝盤厚度對藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕感官評分的影響Fig.1 Influence of tray thickness on sensory score of blueberry-apple reconstituted fruit cake

2.1.2 熱風(fēng)烘烤溫度對果糕感官評分的影響

藍(lán)莓蘋果果糕的感官評分隨著熱風(fēng)烘烤溫度的增加呈先上升后下降趨勢(圖2)。這可能是因?yàn)楫?dāng)烘烤溫度較低時(shí)，對藍(lán)莓蘋果果糕的色澤風(fēng)味破壞較少，但水分散發(fā)較慢，組織疏松，口感韌性降低。隨著溫度的進(jìn)一步升高，果糕韌性、咀嚼性增加的同時(shí)酸甜感加重，藍(lán)莓果香受到影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熱風(fēng)烘烤溫度達(dá)到90 ℃以上，果糕出現(xiàn)明顯糖漬焦化，果香味較淡，口感較差，粘牙有砂齒感。

圖2 熱風(fēng)烘烤溫度對藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕感官評分的影響Fig.2 Influence of baking temperature on sensory score of blueberry-apple reconstituted fruit cake

2.1.3 熱風(fēng)烘烤時(shí)長對果糕感官評分的影響

由圖3可知，當(dāng)裝盤厚度和熱風(fēng)烘烤溫度固定的條件下，藍(lán)莓蘋果果糕的感官評分隨熱風(fēng)烘烤時(shí)長的延長先增后減。當(dāng)熱風(fēng)干燥到一定時(shí)長后，果糕中水分逸出速率不斷降低，延長熱風(fēng)烘烤時(shí)長會(huì)減損藍(lán)莓蘋果果糕的營養(yǎng)和風(fēng)味，導(dǎo)致感官評分的降低。在變溫干燥的第二階段中，冷風(fēng)抽濕可在不損耗藍(lán)莓蘋果果糕營養(yǎng)和風(fēng)味條件下將含水率進(jìn)一步降低。因此，考慮到產(chǎn)品的口感風(fēng)味和產(chǎn)業(yè)能耗，選擇熱風(fēng)烘烤時(shí)長7 h為宜。

2.1.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

在考察單因素(裝盤厚度、熱風(fēng)烘烤溫度、熱風(fēng)烘烤時(shí)長)的基礎(chǔ)上，根據(jù)表1進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)對產(chǎn)品的變溫干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化，最后根據(jù)感官評分確定產(chǎn)品最佳生產(chǎn)干燥工藝參數(shù)，試驗(yàn)分析結(jié)果如表3所示。

各因素對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響大小為A>B>C>D，即裝盤厚度>熱風(fēng)烘烤溫度>熱風(fēng)烘烤時(shí)長>冷風(fēng)抽濕溫度(表3)。本試驗(yàn)結(jié)果與鄭毅等[14]在芒果果糕生產(chǎn)工藝研究中的結(jié)果存在差異，這可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)采用的重組蜜餞生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)蜜餞加工產(chǎn)業(yè)存在差異，采用的不銹鋼托盤傳熱導(dǎo)熱較快，原料裝盤的厚度較大地影響了藍(lán)莓蘋果果糕的感官品質(zhì)。試驗(yàn)最佳干燥工藝組合為A2B2C1D2，按此組合進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，考察其穩(wěn)定性。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，在裝盤厚度6 mm，熱風(fēng)烘烤溫度70 ℃，熱風(fēng)烘烤時(shí)長7 h，冷風(fēng)抽濕溫度30 ℃的干燥工藝條件下得到的產(chǎn)品感官評分為85.93±1.91，高于正交試驗(yàn)中A2B3C1D2組合的84.02綜合評分，干燥工藝優(yōu)化成功。同時(shí)，由表3可得，因素C(熱風(fēng)烘烤時(shí)長)和因素D(冷風(fēng)抽濕溫度)的K1、K2值分別為77.32、77.24和75.99、76.03，結(jié)果接近，考慮到工廠大規(guī)模生產(chǎn)的需求，藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕的變溫干燥參數(shù)以裝盤厚度6 mm，熱風(fēng)烘烤溫度70 ℃，熱風(fēng)烘烤時(shí)長7～8 h，冷風(fēng)抽濕溫度20～30 ℃為宜。

圖3 熱風(fēng)烘烤時(shí)長對藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕感官評分的影響Fig.3 Influence of baking time on sensory score of blueberry-apple reconstituted fruit cake

表3 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2 產(chǎn)品TPA質(zhì)構(gòu)特性

食品質(zhì)構(gòu)特性能有效反映食品的口感、組織形態(tài)和穩(wěn)定性，是評價(jià)食品品質(zhì)的重要指標(biāo)。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果制備生產(chǎn)藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕，并進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析測定。測定結(jié)果顯示，該重組蜜餞的硬度(41.13±3.81)kg，粘附性(-17.89±5.49)mJ，彈性(0.83±0.05)mm，凝聚性(0.84±0.03)%，咀嚼性(28.75±4.68)J，回復(fù)性(0.72±0.03)。測定結(jié)果與汪莉莉等[15]研制的無花果果糕質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果相似，但硬度及咀嚼性要優(yōu)于無花果果糕。這可能是由于無花果果糕采用的是傳統(tǒng)的較長時(shí)間中低溫(50 ℃，20～24 h)翻面干燥方式，本試驗(yàn)采用的干燥工藝省略了翻面操作，采用的冷熱風(fēng)變溫干燥工藝不僅能有效保持果糕的營養(yǎng)和色澤風(fēng)味，使產(chǎn)品具有較好的組織形態(tài)和口感，同時(shí)也降低了能耗，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。

2.3 產(chǎn)品SEM觀測

藍(lán)莓蘋果果糕的表面均勻分布的顆粒(圖4-B)，可能為干燥過程中析出的葡萄糖結(jié)晶。由于重組蜜餞原料為富含果肉組織的半固體勻漿，在干燥過程中，原料表層的果肉勻漿結(jié)殼硬化形成不規(guī)則的突起(圖4-A、B)，結(jié)殼邊緣受力更易形成水氣逸出的氣孔。果糕內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出組織光滑緊密并伴有邊緣光滑的氣孔(圖4-C、D)。蘋果富含果膠類物質(zhì)，使藍(lán)莓蘋果果糕組織光滑緊密，有韌性和咀嚼性。藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕有效結(jié)合了藍(lán)莓風(fēng)味佳、抗氧化和蘋果多糖、多膳食纖維的特點(diǎn)，減少了色素和食品添加劑的使用，使產(chǎn)品更加自然安全、綠色健康。

2.4 產(chǎn)品理化及微生物指標(biāo)檢測

藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕成品理化及微生物指標(biāo)檢測結(jié)果如表4所示。食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)是決定水果加工產(chǎn)品能否成功商品化的依據(jù)，經(jīng)檢測，藍(lán)莓蘋果果糕成品水分含量為13.3%，總糖(以葡萄糖計(jì))為54.3%，菌落總數(shù)(CFU·g-1)<10，大腸菌群(CFU·g-1)<10，霉菌(CFU·g-1)<10，各項(xiàng)理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以藍(lán)莓和蘋果為原料制備重組蜜餞果肉勻漿，采用冷熱風(fēng)變溫干燥工藝制備形成藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕。通過正交優(yōu)化得到變溫干燥工藝最佳條件為：裝盤厚度為6 mm，第一階段熱風(fēng)烘烤溫度70 ℃，烘烤時(shí)長7 h，第二階段冷風(fēng)抽濕30 ℃至產(chǎn)品最終含水量小于15%。采用以上工藝條件生產(chǎn)的重組蜜餞產(chǎn)品的感官評價(jià)得分平均值為85.9±1.9，所得產(chǎn)品色澤均勻，果香濃郁，酸甜可口，有嚼勁，不粘牙，理化及微生物指標(biāo)均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通過電鏡觀察分析得出，果糕內(nèi)部多孔隙，組織光滑緊密結(jié)合度高。通過TPA質(zhì)構(gòu)測定分析結(jié)果顯示，該產(chǎn)品的硬度為(41.13±3.81)kg，粘附性為(-17.89±5.49)mJ，彈性(0.830±0.05)mm，凝聚性(0.83±0.03)%，咀嚼性(28.75±4.68)J，回復(fù)性(0.72±0.03)。結(jié)合工廠實(shí)際生產(chǎn)需要，在保證感官品質(zhì)的前提下，建議變溫干制工藝以裝盤厚度為6 mm，熱風(fēng)烘烤溫度70 ℃，烘烤時(shí)長7～8 h，第二階段冷風(fēng)抽濕20～30 ℃為宜。

A、 B，藍(lán)莓蘋果果糕表面；C、D，藍(lán)莓蘋果果糕內(nèi)部。A， B: Surface of the blueberry-apple reconstituted fruit cake; C， D: Interior of the blueberry-apple reconstituted fruit cake.圖4 藍(lán)莓蘋果果糕掃描電鏡圖Fig.4 SEM of blueberry-apple reconstituted fruit cake

表4 理化及微生物指標(biāo)檢測結(jié)果

Table4Results of physicochemical and microbial indicators

指標(biāo)Test items單位Unit檢測依據(jù)Test methods技術(shù)要求Requirement檢測結(jié)果Test results評價(jià)Conclusion水分Moisture%GB 5009.3—2016≤2013.3符合 Acceptable總糖Total sugar%GB/T 10782—2006≤8052.2符合AcceptableSO2殘留 SO2 residueg·kg-1GB 5009.34—2016≤0.35未檢出Absent符合Acceptable苯甲酸Benzoic acidg·kg-1GB 5009.28—2016≤0.5未檢出Absent符合Acceptable山梨酸Sorbic acidg·kg-1GB 5009.28—2016≤0.5未檢出Absent符合Acceptable鉛(以Pb計(jì)) Lead (in terms of Pb)mg·kg-1GB 5009.12—2017≤1.00.24符合Acceptable菌落總數(shù)Total number of coloniesCFU·g-1GB 4789.2—2016n=5;c=2;m=103;M=104<10符合Acceptable大腸埃希菌 E. coliCFU·g-1GB 4789.3—2016n=5;c=2;m=10;M=100<10符合Acceptable霉菌MoldCFU·g-1GB 4789.15—2016≤50<10符合 Acceptable沙門氏菌Salmonella25g-1GB 4789.4—2016n=5;c=0;m=0;M=1未檢出Absent符合Acceptable金黃色葡萄球菌CFU·g-1GB 4789.10—2016n=5;c=1;m=100;M=100<10符合AcceptableStaphylococcus aureus

重組蜜餞生產(chǎn)技術(shù)具有一定的創(chuàng)新性，可以促進(jìn)傳統(tǒng)蜜餞產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，加快果品產(chǎn)業(yè)深加工的發(fā)展，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。本研究可為藍(lán)莓蘋果重組蜜餞果糕的冷熱風(fēng)變溫干燥工藝提供技術(shù)參數(shù)和指導(dǎo)，為相關(guān)重組蜜餞的生產(chǎn)工藝提供一定參考，并促進(jìn)藍(lán)莓、蘋果產(chǎn)業(yè)深加工，增加產(chǎn)業(yè)附加值。