紅棗渣分心木復(fù)合泡騰片的工藝優(yōu)化

辛鎮(zhèn)忠，王 連，王詩(shī)瑤，王 愈

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 晉中 030801）

紅棗（Ziziphus jujuba Mill.） 與桃、杏、李、栗一起并稱為我國(guó)的“五果”[1]。棗果中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸、膳食纖維、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，以及鉀、磷、鈣、鐵、錳、鋅、硒等礦物質(zhì)微量元素[2]。除基本的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(nèi)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(huán)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(jìn)行多次浸提，濃縮而成，因其耐貯藏性和便利的運(yùn)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(chǎn)品開發(fā)較少，大多用于飼料使用或被丟棄，造成了資源浪費(fèi)的問題。

分心木是胡桃科植物胡桃（Juglans regia L.） 果核內(nèi)的木質(zhì)隔膜。在維吾爾族，分心木長(zhǎng)期以來一直被用于滋養(yǎng)腎臟[6]，具有腎臟強(qiáng)化生物活性，可以改善小鼠模型的腎陽(yáng)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(huì)發(fā)生泡騰反應(yīng)，產(chǎn)生氣體和氣泡[10-11]。泡騰片之前一直應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和農(nóng)藥方面，近年來泡騰片被廣泛引用到食品行業(yè)中，主要以固體飲料的形式出現(xiàn)[12]。目前，市場(chǎng)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(yōu)點(diǎn)：①體積小，質(zhì)量輕，便于攜帶；②含水量低，便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，貨架期長(zhǎng)；③營(yíng)養(yǎng)豐富，便于機(jī)體有效吸收。

以廢棄的紅棗渣為基質(zhì)，加入具有醫(yī)用功效的分心木，混以適當(dāng)?shù)妮o料，經(jīng)調(diào)味后直接壓制成復(fù)合泡騰片，是對(duì)紅棗資源的充分利用。試驗(yàn)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(fèi)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(yè)責(zé)任有限公司提供；核桃，山西省呂梁市孝義市柱濮鎮(zhèn)梁上莊村提供。

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

1.2 儀器與設(shè)備

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

1.3 原料處理

（1） 紅棗渣的制備方式。選擇肉質(zhì)飽滿肥厚的紅棗，把果實(shí)表面的泥土和雜質(zhì)用流水洗凈，去核，以紅棗與水質(zhì)量比例1∶2，加水加熱浸提紅棗漿，每次浸提時(shí)間為12 h，浸提2 次，煮至浸提水由黏稠的紅褐色變?yōu)榍宓牡t色。取出紅棗，紅棗渣應(yīng)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(zhì)量，每60 min 翻動(dòng)1 次。此時(shí)紅棗渣呈現(xiàn)焦紅色，溢出紅棗香味。將烘干后的紅棗渣用打粉機(jī)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(zhèn)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(jī)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(yàn)設(shè)計(jì)

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(fù)合泡騰片的主要營(yíng)養(yǎng)成分，以合適的比例配制會(huì)使復(fù)合泡騰片香味協(xié)調(diào)，酸甜適口，對(duì)其滋味與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有益。試驗(yàn)以紅棗渣粉、分心木粉總質(zhì)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(yàn)，以感官評(píng)分為考查指標(biāo)，考查紅棗渣粉與分心木粉不同添加比例對(duì)復(fù)合泡騰片的感官質(zhì)量影響，并研究紅棗渣粉與分心木粉的配比對(duì)成品質(zhì)構(gòu)的影響。

1.5.2 最優(yōu)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(gè)因素作為單因素，保持其他因素不變，把感官評(píng)價(jià)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)單一變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。設(shè)計(jì)四因素三水平L（934）正交試驗(yàn)，通過極差分析優(yōu)化復(fù)合泡騰片的工藝配方，確定最優(yōu)配比。

1.6 評(píng)定指標(biāo)

1.6.1 感官評(píng)定

復(fù)合泡騰片壓制成型后，并沖泡成泡騰片溶液；分別邀請(qǐng)10 名食品專業(yè)的人員，對(duì)泡騰片及泡騰片溶液的色澤、香味、組織狀態(tài)、口感進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

復(fù)合泡騰片感官評(píng)分見表1。

表1 復(fù)合泡騰片感官評(píng)分

1.6.2 硬度測(cè)定

使用TMS-Pro 型質(zhì)構(gòu)儀[13]測(cè)定，重復(fù)3 次。探頭：2 mm 圓柱形，力量感應(yīng)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(cè)速度60 mm/min；起始力0.4 N；2 次壓縮測(cè)試之間的停隔時(shí)間3 sec。

1.6.3 水分測(cè)定

按照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中直接干燥法進(jìn)行水分的測(cè)定[14]。

1.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Origin 2019 進(jìn)行作圖；圖中以試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)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(duì)產(chǎn)品的口感、色澤、風(fēng)味與組織狀態(tài)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(huì)有發(fā)苦發(fā)澀的感覺，與紅棗渣粉香味不協(xié)調(diào)。通過預(yù)試驗(yàn)設(shè)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(jìn)行單因素試驗(yàn)。由于感官評(píng)價(jià)能直觀反映產(chǎn)品的綜合質(zhì)量，故選用感官評(píng)分作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

原料混合比對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響見圖1。

圖1 原料混合比對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

當(dāng)紅棗渣與分心木粉的配比為8∶2 時(shí)，感官評(píng)分最高為93.7 分，此時(shí)該復(fù)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(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2 蛋白糖和無水檸檬酸添加量的確定

復(fù)合泡騰片需要有良好的口感與滋味，故該試驗(yàn)制作的泡騰片應(yīng)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(diào)味劑，由于蛋白糖是一種具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的甜味物質(zhì)[15]，為泡騰片增加良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

蛋白糖添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響見圖2，無水檸檬酸添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響見圖3。

圖2 蛋白糖添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

圖3 無水檸檬酸添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

由圖2、圖3 可知，隨著蛋白糖添加量的增加，復(fù)合泡騰片的口感呈先升高后降低的趨勢(shì)，在蛋白糖添加量為1%時(shí)，復(fù)合泡騰片口感適中，隨后，繼續(xù)增大蛋白糖添加量，產(chǎn)生甜膩味，口感下降；隨著無水檸檬酸的添加，復(fù)合泡騰片口感呈先升高后降低的趨勢(shì)，在無水檸檬酸添加量為1%時(shí)，復(fù)合泡騰片酸甜可口，隨后，繼續(xù)增大無水檸檬酸添加量，產(chǎn)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(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.3 二氧化硅添加量的確定

二氧化硅添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響見圖4。

圖4 二氧化硅添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

由圖4 可知，復(fù)合泡騰片的感官評(píng)分隨著二氧化硅添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在二氧化硅添加量為0.75%時(shí)，感官評(píng)分最高為90.7 分。二氧化硅作為唯一的抗結(jié)劑，隨著二氧化硅的添加，泡騰片溶液的流動(dòng)性越來越差，故當(dāng)二氧化硅添加量為0.75%～1.25%時(shí)下降趨勢(shì)明顯。因此，選擇二氧化硅添加量為0.25%，0.50%，0.75%這3 個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

通過以上的單因素試驗(yàn)，從中選出3 個(gè)水平，構(gòu)成四因素三水平的正交試驗(yàn)。

復(fù)合泡騰片正交試驗(yàn)見表2，正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 復(fù)合泡騰片正交試驗(yàn)

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3 可知，試驗(yàn)最佳方案為A2B1C2D1。分析正交結(jié)果可知，對(duì)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(duì)泡騰片的感官影響最小。故該復(fù)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(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，采取該配方制得復(fù)合泡騰片后讓10 位食品專業(yè)的人員感官評(píng)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(fù)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(guān)指標(biāo)的測(cè)定

將最優(yōu)配方的泡騰片用直徑3 cm 的玻璃瓶作為內(nèi)包裝并置于45 ℃和55 ℃下，陰涼避光保存。每隔5 d 進(jìn)行一次參數(shù)檢測(cè)，每次隨機(jī)抽取3 片，重復(fù)3 次。保質(zhì)期測(cè)定使用經(jīng)典恒溫加速試驗(yàn)法。

2.5.1 貯藏過程中硬度的測(cè)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(zhì)較為穩(wěn)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(fā)生邊角磨損等不良情況。

2.5.2 貯藏過程中水分的測(cè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求壓片糖果干燥失重≤5%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[16]。水分含量的變化情況可以反映泡騰片與外界環(huán)境的交換情況，在一定程度上也可以反映泡騰片內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)、生物反應(yīng)的活躍程度。由于該泡騰片水分含量較為穩(wěn)定，故玻璃瓶可以有效阻隔外界環(huán)境對(duì)泡騰片的影響，故其對(duì)延長(zhǎng)泡騰片貯藏期有明顯的作用。

2.5.3 貯藏過程中感官評(píng)分的測(cè)定

由于感官評(píng)分是泡騰片的貨架期的重要參考指標(biāo)之一，且在ASLT 試驗(yàn)中，感官評(píng)分60 分時(shí)為該產(chǎn)品保質(zhì)期的終止日期[17]。

貯藏過程中感官評(píng)分的變化見圖7。

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

圖7 貯藏過程中感官評(píng)分的變化

2.6 產(chǎn)品保質(zhì)期的計(jì)算

試驗(yàn)以產(chǎn)品在不同貯藏條件下到達(dá)60 分所需的天數(shù)為該條件下產(chǎn)品大致保質(zhì)期。該產(chǎn)品45 ℃下保質(zhì)期為35 d，55 ℃下保質(zhì)期為25 d。算得Q10=45 ℃下保質(zhì)期/55 ℃下保質(zhì)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(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定了紅棗渣復(fù)配分心木粉泡騰片的最佳生產(chǎn)工藝，且以感官評(píng)價(jià)為主要參考指標(biāo)，通過恒溫加速試驗(yàn)預(yù)測(cè)了該泡騰片的貨架期。結(jié)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(duì)該泡騰片采用內(nèi)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(yàn)，結(jié)合Q10 模型，以感官評(píng)價(jià)為主要參考指標(biāo)，預(yù)測(cè)了該泡騰片在溫度25 ℃，濕度60%的條件下理論貨架期為68 d。