芹菜膳食纖維片的研制

周博，趙雯，李廷渲

1. 河南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院（鄭州 450004）；2. 鐵道警察學(xué)院（鄭州 450000）；3. 鄭州市食品安全協(xié)會（鄭州 450000）；4. 鄭州市營養(yǎng)與健康食品重點實驗室（鄭州 450003）

芹菜中有較高的營養(yǎng)價值[1]。它擁有豐富的膳食纖維，食用后可增加胃排空的時間，從而使人體吸收葡萄糖的速度減慢、餐后血糖不會急劇升高、對胰島素的需求有所降低，改善糖尿病的病情[2-4]。

膳食纖維是目前健康食物的關(guān)鍵材料，掀起科研探究的高潮，它在營養(yǎng)功能中的重要作用得到很大認(rèn)可，特別是在醫(yī)學(xué)界和營養(yǎng)學(xué)界呼聲高漲，被譽為“第七營養(yǎng)素”[5]。研究發(fā)現(xiàn)，將芹菜打碎取渣，并經(jīng)過一系列工藝制作成膳食纖維片，可以充分利用芹菜并提高人們膳食纖維的攝入量，突破傳統(tǒng)的制作工藝，將芹菜經(jīng)過一系列工藝制作成膳食纖維片，可以充分利用并提高人們膳食纖維的攝入量，拓寬產(chǎn)品市場，滿足消費者需求，并為芹菜資源的綜合利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芹菜、蘋果、食用油，市售；阿斯巴甜、安賽蜜，安徽金禾實業(yè)股份有限公司；檸檬酸、卡拉膠，鄭州博研生物科技有限公司；黃原膠，內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司；亮藍(lán)，天津多福源實業(yè)有限公司；檸檬黃，上海市燃料研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

TP-101（L）攪拌機，九陽股份有限公司；分光光度計，上海欣茂儀器有限公司；MS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；SMY-2000測色色差計，北京盛名揚科技開發(fā)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 纖維片的工藝流程及操作要點

1.3.1.1 工藝流程

①新鮮芹菜→去葉→切碎→打漿→過濾→芹菜渣

②新鮮蘋果→清洗→切塊→熱燙護色→打漿→蘋果漿

③安賽蜜、檸檬酸、卡拉膠、食用色素

①+②+③→調(diào)配→刮片→烘干→揭片→切片

1.3.1.2 操作要點

1) 芹菜渣的制備：選取新鮮、無霉變、病蟲害的芹菜，經(jīng)挑選、去葉、頭部，洗凈切成2 cm的長條[6]。將芹菜條與45%的水混合打漿，過濾后得芹菜渣。

2) 蘋果漿的制備：取成熟無蟲害的蘋果，去皮核，切成適宜的塊狀，放入沸水中熱燙2～3 min撈出，放入以0.3%檸檬酸和0.6% VC作為護色劑的水溶液中[7]，浸沉一定時間[8]。接著將蘋果塊與30%的水混合打漿。

3) 調(diào)配：將芹菜渣、蘋果漿、卡拉膠、甜味劑和食用色素等充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

4) 刮片：在玻板上涂勻植物油，將調(diào)配漿液倒進(jìn)玻板刮平，使胚片5～6 mm厚，送入烘箱[9]。

5) 烘干：烘箱控制在60～70 ℃，烘8～9 h，膳食纖維片半干，可揭下，將電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱溫度降到30 ℃繼續(xù)烘10 h至膳食纖維片含水量約為5%。

1.3.2 單因素試驗

在前期探索的基礎(chǔ)上，研究安賽蜜[10]、檸檬酸[11]、卡拉膠、蘋果漿-芹菜渣和檸檬黃-亮藍(lán)的添加量對產(chǎn)品的影響。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)的測定[12-13]

利用質(zhì)構(gòu)分析儀分析咀嚼片的特性。

1.3.4 色差的測定

利用SMY-2000測色色差計檢測色度（L*，a*和b*）。

1.3.5 感官評價方法[14]

篩選10專業(yè)人員，進(jìn)行感官評價，芹菜膳食纖維片的感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 芹菜膳食纖維片的感官評定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 響應(yīng)曲面試驗設(shè)計[15-16]

采用Box-Behnken設(shè)計試驗，在單因素試驗的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面分析法進(jìn)行優(yōu)化，并用Design-Expert 8.6.0進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 安賽蜜添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖1和表2可知：感官評分隨安賽蜜添加量的增大出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象。感官評分在安賽蜜添為0.050%時達(dá)到最大值，并且此時膳食纖維片的整體品質(zhì)最佳，硬度變化較小，回復(fù)性先增大后減小，彈性、咀嚼性最好[17]，易于開發(fā)食品。

圖1 安賽蜜添加量對產(chǎn)品感官的影響

表2 安賽蜜添加量對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.2 檸檬酸添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖2和表3可知：感官評分隨檸檬酸添加量的增加出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象。感官評分在檸檬酸添加量為0.15%時達(dá)到最大值，此時黏聚性幾乎保持不變，硬度、咀嚼性、回復(fù)性最大，膳食纖維片的整體品質(zhì)最佳，益于開發(fā)食用。

圖2 檸檬酸添加量對產(chǎn)品感官的影響

表3 檸檬酸添加量對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.3 卡拉膠添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖3和表4可知：感官評分隨卡拉膠添加量的增加出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象。感官評分在卡拉膠添加量為0.5%時達(dá)到最大值，此時得到的產(chǎn)品品質(zhì)最好，適宜開發(fā)食用。

圖3 卡拉膠添加量對產(chǎn)品感官和的影響

表4 卡拉膠添加量對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.4 蘋果漿-芹菜渣的添加比例對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖4和表5可知：隨著蘋果漿-芹菜渣添加比例的增加，產(chǎn)品的感官評分先緩慢上升后逐漸下降，當(dāng)蘋果漿-芹菜渣的添加比例為4∶1時，總體感官評分最大。隨著蘋果漿-芹菜渣配比的增加，產(chǎn)品的特性變化不大，而咀嚼性先增后減。因此，當(dāng)蘋果漿-芹菜渣配比為4∶1時，產(chǎn)品的咀嚼性最好[17]，益于開發(fā)食用。

圖4 蘋果漿-芹菜渣添加比例對產(chǎn)品感官的影響

表5 蘋果漿-芹菜渣添加比例對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.5 檸檬黃-亮藍(lán)添加比例產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖5可知：隨著兩者比例的增加，纖維片的感官評分先逐漸升高后緩慢下降，當(dāng)兩者的添加比例為4∶1時，產(chǎn)品的色差最小，表明越接近鮮樣，總體感官評分最大，膳食纖維片的整體品質(zhì)最佳[17]，益于開發(fā)食用。

圖5 檸檬黃-亮藍(lán)添加比例對產(chǎn)品感官和色差的影響

2.2 膳食纖維片各項指標(biāo)相關(guān)性分析

此次試驗通過分析感官評分與質(zhì)構(gòu)和色差的相關(guān)性，以確定感官評分是否可以作為評價膳食纖維片品質(zhì)的一種指標(biāo)[18]。

由表6可知，產(chǎn)品特性多在0.01水平上與感官評分呈顯著正相關(guān)，這些可以作為衡量膳食纖維片品質(zhì)的指標(biāo)。

不同色素配比下產(chǎn)品的色差與感官評價相關(guān)性系數(shù)為-0.603*。產(chǎn)品的色差與產(chǎn)品的感官的相關(guān)性在0.05水平上是顯著相關(guān)的，表明隨著色差的變大，感官評分緩慢降低，相關(guān)性不強。對感官評價影響較為顯著的因素為甜味劑添加量、檸檬酸添加量、黃原膠添加量、蘋果漿-芹菜渣添加比例。

表6 不同添加劑添加量下產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)與感官評價相關(guān)性系數(shù)表

2.3 膳食纖維片工藝條件優(yōu)化

2.3.1 膳食纖維片模型建立

根據(jù)單因素試驗結(jié)果和各項指標(biāo)相關(guān)性分析，以甜味劑添加量、檸檬酸添加量、卡拉膠添加量以及蘋果漿-芹菜渣添加比例為因素，運用Box-Behnken進(jìn)行試驗，結(jié)果見表7和表8。29組試驗中，試驗號1，2，12，18和21是此次試驗的中心試驗，用來估計試驗誤差，其余編號是析因試驗，運用響應(yīng)曲面法對數(shù)據(jù)回歸分析。

運用Design-Expert 8.0.6對數(shù)據(jù)多元擬合分析，可得試驗因素對纖維片感官評價的影響：Y=96.40+ 1.00A-0.17B+0.083C-0.42D-0.50AB+1.00AC+0.50AD+ 0.00BC+0.00BD+1.75CD-6.99A2-7.99B2-3.62C2-6.62D2。回歸方程中，二次項的系數(shù)全是負(fù)值，方程拋物線先升后降，擁有最大值，可用于最優(yōu)結(jié)果分析。

由表9可知，模型值＜0.000 1（p＜0.01），模型高度顯著。失擬度的p=0.217 4（p＞0.05），不顯著，模型的擬合度良好。對模型中的回歸系數(shù)方程進(jìn)行顯著性檢驗，可以看出一次項的安賽蜜添加量對產(chǎn)品的感官評價影響顯著（p＜0.05），二次項甜味劑添加量、檸檬酸添加量、卡拉膠添加量、蘋果漿-芹菜渣添加比例對產(chǎn)品的感官評價均有極顯著影響（p＜ 0.000 1），交互項CD顯著。各變量對感官評分的顯著性由F值來判斷，二次響應(yīng)面回歸模型的F=21.98，根據(jù)F值得大小可知，對產(chǎn)品的影響順序為安賽蜜添加量＞蘋果漿-芹菜渣添加比例＞檸檬酸添加量＞卡拉膠添加量。

表7 芹菜膳食纖維片工藝Box-Behnken試驗因素及水平編碼

表8 膳食纖維片的響應(yīng)面試驗分析方案及試驗結(jié)果

表9 膳食纖維片的感官評定回歸方程的方差分析表

2.3.2 交互作用分析

由圖6～圖8可知：各交互作用對感官評分的影響均不同，影響順序為安賽蜜添加量＞蘋果漿-芹菜渣添加比例＞檸檬酸添加量＞卡拉膠添加量，此時最佳配方為安賽蜜0.05%、檸檬酸0.15%、卡拉膠0.5%、蘋果漿-芹菜渣4∶1、檸檬黃-亮藍(lán)4∶1。

圖6 安賽蜜添加量（A）與蘋果漿-芹菜渣添加比例（D）對感官評定的響應(yīng)曲面

圖7 檸檬酸添加量（B）與蘋果漿-芹菜渣添加比例（D）對感官評定的響應(yīng)曲面

圖8 卡拉膠添加量（C）與蘋果漿-芹菜渣添加比例（D）對感官評定的響應(yīng)曲面

2.3.3 最佳制作工藝條件的確定及驗證試驗

在最佳工藝下進(jìn)行平行試驗驗證，實際感官評分達(dá)到94.33分，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.006%，證明了模型的可靠性。

表10 最佳工藝條件下的工藝學(xué)驗證試驗及其精密度

3 結(jié)論

膳食纖維片最佳配方為安賽蜜0.05%、檸檬酸0.15%、卡拉膠0.5%、蘋果漿-芹菜渣添加比例4∶1、檸檬黃-亮藍(lán)添加比例4∶1，此時產(chǎn)品口感優(yōu)良。此次試驗為芹菜的有效利用提供了理論基礎(chǔ)。