草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒的研制

趙 楠 張博雯 赫梓君 何宜桐 趙 鑫

（沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110000）

奶酪棒屬于再制干酪的一種，以天然干酪為原料，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。再制干酪的制作過(guò)程中會(huì)加入一些輔料并進(jìn)行相應(yīng)的工藝處理，產(chǎn)品的組織狀態(tài)滑膩致密，風(fēng)味溫和，大大改善了天然干酪的不適口感，是一種易于保藏的方便乳品[1-3]。目前，再制干酪憑借其產(chǎn)品多樣、價(jià)格適中等優(yōu)勢(shì)，廣受大眾歡迎，其消費(fèi)量占全世界干酪總消費(fèi)量的60%~70%[4]，尤其是奶酪棒產(chǎn)品逐漸成為兒童和青少年健康零食的首選。

草莓素有“水果皇后”之美譽(yù)，在我國(guó)很多地區(qū)廣為栽培[5]。草莓果實(shí)柔軟多汁、香氣襲人，富含多種營(yíng)養(yǎng)成分及鈣、磷、鐵等微量元素，其中胡蘿卜素、維生素A具有緩解夜盲癥的功效；維生素C具有抗氧化和延緩衰老的保健功能[6]。菠蘿在我國(guó)被譽(yù)為嶺南四大名果之一，中國(guó)也是菠蘿生產(chǎn)大國(guó)之一[7]。菠蘿含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，具有清熱解暑、消食止瀉、健脾開(kāi)胃等功效[4-8]。海藻糖是一種天然的功能性多糖，可以刺激細(xì)胞自噬，抑制某種特定類(lèi)型腫瘤的生長(zhǎng)，維持人體血糖平衡，具有一定的保健功能[8-9]。

奶酪棒是一種深受兒童和青少年喜愛(ài)的休閑食品，市場(chǎng)上的奶酪棒產(chǎn)品原味居多，風(fēng)味較為單一。為此，本研究以天然干酪和新鮮水果為主要原料，輔以脫脂奶粉、黃油、吉利丁粉、海藻糖等其他原料，運(yùn)用單因素試驗(yàn)法和響應(yīng)面法研究草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒制品的工藝配方，旨在突破如今國(guó)內(nèi)奶酪棒產(chǎn)品口味類(lèi)型較單一的現(xiàn)狀，以期為今后更多類(lèi)型的復(fù)合風(fēng)味奶酪棒產(chǎn)品的研發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料馬蘇里拉奶酪、黃油、脫脂乳粉、草莓、菠蘿均購(gòu)自超市，吉利丁粉、海藻糖、雙乙酰酒石酸單雙甘油酯均為食品級(jí)，PP 塑料模具（茶花家居塑料用品有限公司），竹棍棒（尚烤佳烘焙用品有限公司），60 目過(guò)濾篩網(wǎng)（上海楓未實(shí)業(yè)有限公司）。

1.1.2 儀器設(shè)備L18-P132型高速破壁料理機(jī)，杭州九陽(yáng)股份有限公司；不粘奶鍋，蘇泊爾廚具制造有限公司；ZY0205 型電子天平，上海楓未實(shí)業(yè)有限公司；JZT-i10029A 型燃?xì)庠?，華帝股份有限公司；DL333380型高精度非接觸式紅外測(cè)溫儀，得力集團(tuán)有限公司；WB100-6F型恒溫?cái)?shù)顯水浴鍋，群安實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；BCD-470WKPZM（E）型變頻冰箱，美的集團(tuán)股份有限公司。

1.2 工藝流程

原材料挑選及預(yù)處理→切割粉碎→加黃油→加脫脂乳粉、天然干酪、乳化劑、海藻糖和純凈水→攪拌→加熱融化→加入混合果漿（過(guò)濾后按感官評(píng)定確定的比例調(diào)配完成）→攪拌→加入吉利丁粉→攪拌→灌裝→冷卻成型。

1.3 操作要點(diǎn)

1.3.1 原料挑選及預(yù)處理天然干酪選擇密封良好的馬蘇里拉奶酪，并去除外包裝。水果選擇新鮮的草莓、菠蘿，洗凈瀝干水分。其余原料均選擇市售食品級(jí)。

1.3.2 加熱融化將原料混合液保持在85 ℃條件下隔水加熱20 min，期間保持?jǐn)嚢琛?/p>

1.3.3 攪拌順時(shí)針攪拌，確保原料液混合均勻。

1.3.4 加入混合果漿混合均勻的原料待溫度降低至60 ℃后加入處理好的混合果漿。

1.3.5 灌裝將原料液灌注到已消毒的模具中。

1.3.6 冷卻成型將灌注到模具中的原料液置于4 ℃環(huán)境中冷卻至完全凝固成型。

1.4 感官評(píng)定指標(biāo)

1.4.1 混合風(fēng)味果漿感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)由10 名專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)定小組，對(duì)果漿樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)感官評(píng)分確定草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒的混合果漿配比。具體評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.4.2 草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)由10 名專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)定小組，對(duì)草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒進(jìn)行感官評(píng)定，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參考GB 25192—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)再制干酪》[10]和尹長(zhǎng)林[11]所述的方法進(jìn)行制定。具體評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平

1.5 單因素試驗(yàn)

按照1.2 基本工藝流程制作草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒，得到基本配方（以水的質(zhì)量計(jì)）為混合果漿配比（草莓與菠蘿原味果漿的質(zhì)量比）1.5∶1，混合果漿30.00%，乳化鹽1.00%，天然干酪35.00%，吉利丁粉5.00%，黃油12.00%、脫脂乳粉14.00%，海藻糖12.00%。單因素如下：乳化鹽添加量（0.80%、1.10%、1.40%、1.70%、2.00%），天然干酪添加量（25.00%、30.00%、35.00%、40.00%、45.00%），吉利丁粉添加量（4.00%、4.50%、5.00%、5.50%、6.00%），脫脂乳粉添加量（8.00%、11.00%、14.00%、17.00%、20.00%）。

1.6 響應(yīng)面法優(yōu)化草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒的工藝參數(shù)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)用Design-Expert 13.0軟件，以35 g天然干酪為樣本，對(duì)選取的4個(gè)因素依據(jù)Box-Behnken 設(shè)計(jì)原理進(jìn)行4 因素3 水平響應(yīng)面試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

乳化鹽主要使原料混合均勻，并且性質(zhì)穩(wěn)定[12]。如圖1a 所示，隨著乳化鹽添加量的增加，感官評(píng)分呈先增加再降低的趨勢(shì)，當(dāng)乳化鹽添加量為1.40%時(shí)，所獲感官評(píng)分最高（85.8分，P<0.05）。乳化鹽添加量在0.80%~1.40%，隨著其含量增加，奶酪棒具有更好的乳化效果和風(fēng)味，因此感官評(píng)分不斷增加；當(dāng)乳化鹽添加量在1.40%～2.00%，隨著其含量增加，感官評(píng)分不斷下降，過(guò)多的乳化鹽會(huì)導(dǎo)致不良風(fēng)味的產(chǎn)生[13]。

圖1 乳化鹽添加量、天然干酪添加量、吉利丁粉添加量和脫脂乳粉添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響

干酪通過(guò)濃縮牛乳或羊乳制得，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富[2]。如圖1b所示，隨著天然干酪添加量的增加，感官評(píng)分呈先增加再降低的趨勢(shì)，當(dāng)天然干酪添加量為35.00%時(shí)，奶酪棒的表面光澤較好，含水量適中，所獲感官評(píng)分最高（89.8 分，P<0.05）。當(dāng)天然干酪添加量在25.00%～35.00%，奶酪棒含水量較高，質(zhì)地較軟；當(dāng)天然干酪添加量在35.00%～45.00%，奶酪棒含水量較低，質(zhì)地較硬。

吉利丁粉會(huì)促進(jìn)物料凝固和穩(wěn)定。如圖1c 所示，隨著吉利丁粉添加量的增加，感官評(píng)分呈先增加再降低的趨勢(shì)，當(dāng)吉利丁粉添加量為5.00%時(shí)，奶酪棒的軟硬適中，成型效果較好，所獲感官評(píng)分最高（87.6 分，P<0.05）。吉利丁粉添加量在4.00%～5.00%，隨著其含量增加，奶酪棒的凝固性和穩(wěn)定性不斷增加，因此感官評(píng)分不斷增加；當(dāng)天然干酪添加量在5.00%～6.00%，由于吉利丁粉過(guò)量導(dǎo)致奶酪棒硬度較大，口感不佳。

如圖1d 所示，當(dāng)脫脂乳粉添加量為14.00%時(shí)，奶酪棒的奶香味適宜，所獲感官評(píng)分最高（89.1 分，P<0.05）。當(dāng)脫脂乳粉添加量在8.00%～14.00%，奶酪棒奶香味欠佳；當(dāng)脫脂乳粉添加量在14.00%～20.00%，奶酪棒奶香味過(guò)濃，掩蔽了果香味。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果分析基于單因素的試驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)Design-Expert 13.0中的Box-Behnken進(jìn)行4因素3水平組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以感官評(píng)分為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)中心值重復(fù)3次，建立回歸參數(shù)模型，試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果

根據(jù)表4 中的結(jié)果，進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，得到Y(jié)（感官評(píng)分）對(duì)影響草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)分的關(guān)鍵因素（A、B、C、D）的二元回歸方程：Y=90.17-0.550 0A+0.325 0B+0.691 7C+0.116 7D+0.100 0AB+0.775 0AC+0.325 0AD+0.250 0BC+0.075 0BD-0.200 0CD-4.80A2-4.47B2-5.62C2-4.10D2

2.2.2 回歸模型建立與方差分析對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析，以檢驗(yàn)各因素對(duì)草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒的品質(zhì)影響（表5）。根據(jù)F檢驗(yàn)確定各響應(yīng)值受變量影響的顯著性。由表5可知，回歸模型的F值為16.920 0（P<0.01），這說(shuō)明該回歸模型極顯著，方程的決定系數(shù)R2為0.951 8，說(shuō)明該模型所預(yù)測(cè)的感官評(píng)分與試驗(yàn)結(jié)果具有較高的相關(guān)系數(shù)和較好的擬合度；回歸模型的失擬項(xiàng)F值為8.010 0（P>0.05），說(shuō)明失擬項(xiàng)的差異不顯著，試驗(yàn)結(jié)果能夠較好的反映真實(shí)情況；回歸模型的變異系數(shù)（CV=1.29）<5%，說(shuō)明該模型具有較好的重復(fù)性。

表5 回歸方程模型方差分析

根據(jù)F值和P值得到4 個(gè)因素對(duì)草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)定結(jié)果的影響程度為：C（吉利丁粉添加量）>A（天然干酪添加量）>B（乳化鹽添加量）>D（脫脂乳粉添加量）。其中一次項(xiàng)C 影響顯著（P<0.05），二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2對(duì)感官評(píng)定的影響均極顯著（P<0.01）。一次項(xiàng)A、B、D和所有交互項(xiàng)AB、AC、AD、BC、BD、CD 對(duì)感官評(píng)定結(jié)果的影響均不顯著（P>0.05）。綜上所述，該模型對(duì)草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)定結(jié)果進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)的可靠性較高，誤差較小。

2.2.3 響應(yīng)曲面圖分析圖2~13 為試驗(yàn)得出的響應(yīng)面曲線圖和等高線圖，草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)分與4 個(gè)因素之間都是開(kāi)口向下的拋物線，表明在最優(yōu)范圍內(nèi)每個(gè)影響因素均有1 個(gè)數(shù)值使得感官評(píng)分達(dá)到極值。圖2~13 呈現(xiàn)的是A（天然干酪添加量）、B（乳化鹽添加量）、C（吉利丁粉添加量）、D（脫脂乳粉添加量）4 個(gè)因素對(duì)草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)分的交互作用，響應(yīng)面的坡度越大，則表明感官評(píng)分受到各因素改變的影響越明顯。本試驗(yàn)中AB、AC、AD、BC、BD、CD 的曲面峰較平緩，等高線近似圓形，說(shuō)明AB、AC、AD、BC、BD、CD 之間的交互作用對(duì)感官評(píng)分均有影響但不顯著（P>0.05）。

圖2 AB交互作用響應(yīng)面3D分析

圖3 AB交互作用等高線

圖4 AC交互作用響應(yīng)面3D分析

圖5 AC交互作用等高線

圖6 AD交互作用響應(yīng)面3D分析

圖7 AD交互作用等高線

圖8 BC交互作用響應(yīng)面3D分析

圖9 BC交互作用等高線

圖10 BD交互作用響應(yīng)面3D分析

圖11 BD交互作用等高線

圖12 CD交互作用響應(yīng)面3D分析

圖13 CD交互作用等高線

2.2.4 最佳工藝參數(shù)的確定和回歸模型的驗(yàn)證根據(jù)Box-Behnken 試驗(yàn)和回歸方程的結(jié)果，得到最佳工藝配方及感官評(píng)分，分別為天然干酪添加量34.741%、乳化鹽添加量1.411%、吉利丁粉添加量5.029%、脫脂乳粉添加量14.033%。此時(shí)草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)分為90.21分。為提升試驗(yàn)的可操作性，調(diào)整工藝配方為天然干酪添加量34.74%、乳化鹽添加量1.41%、吉利丁粉添加量5.03%、脫脂乳粉添加量14.03%，在此條件下進(jìn)行3 次重復(fù)試驗(yàn)以考查回歸模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果表明，在調(diào)整后的工藝配方條件下，制備的草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官評(píng)分（90.3 分）與回歸模型預(yù)測(cè)值（90.21 分）較為接近，證明回歸模型是可靠的，能夠較真實(shí)地反映出各影響因素對(duì)草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒感官品質(zhì)的影響。因此，上述所列出的工藝參數(shù)即為草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒優(yōu)化后的最佳工藝參數(shù)。

3 結(jié)論

本研究在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，確定草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒的最佳工藝配方為混合果漿配比（草莓與菠蘿原味果漿的質(zhì)量配比）1.5∶1、混合果漿添加量30.00%、乳化鹽添加量1.41%、天然干酪添加量34.74%、吉利丁粉添加量5.03%、脫脂乳粉添加量14.03%、黃油添加量12.00%、海藻糖添加量12.00%，感官評(píng)分90.3 分。按上述工藝參數(shù)制成的草莓菠蘿復(fù)合風(fēng)味奶酪棒結(jié)構(gòu)均勻，色澤良好，軟硬適中，營(yíng)養(yǎng)豐富，口感細(xì)膩，奶香和果香較為濃郁，是一款具有潛在商業(yè)價(jià)值的奶酪棒制品。