響應(yīng)面法優(yōu)化低糖椰肉果脯真空滲糖工藝

謝婧，李詠梅，陳曉欣，唐泳鈺，李佳純

廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院（廣州 510430）

海南椰子（Cocos nuciferaL.）是一種棕櫚科常綠喬木，椰子多汁果肉香醇，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。在食品行業(yè)已邁入功能性時(shí)代，植物基賽道的飛快增長(zhǎng)，椰汁早已成為植物蛋白飲料的種子選手，市場(chǎng)已有椰漿發(fā)酵成植物基酸奶的新產(chǎn)品，解決無(wú)糖不耐癥及低糖飲料等問(wèn)題。椰子去汁液后剩余大量椰肉，椰肉即椰子的胚乳，中藥材中又名椰子瓤，其富含柚子油、蛋白質(zhì)、碳水化合物、膳食纖維、維生素等營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1]，民間常用于椰肉煲雞等藥膳：《開(kāi)寶本草》中記載椰肉具有益氣，去風(fēng)功效；《本草求原》中記載椰肉可用于消疳積，白蟲(chóng)，小兒青瘦，合蜜食，具有健胃和治療小兒生瘡滴蟲(chóng)的作用[2]。因此，選擇椰子這一植物基賽道熱門(mén)選手，將椰肉開(kāi)發(fā)成低糖果脯作為兒童休閑食品[3-5]，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品差異化，開(kāi)創(chuàng)新品類(lèi)，還可以借助椰子自身的勢(shì)能實(shí)現(xiàn)食品產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

椰子（購(gòu)自廣州白云區(qū)江南水果批發(fā)市場(chǎng)，產(chǎn)地海南）；一級(jí)白砂糖、檸檬酸、亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、氯化鈣（GaCl2）、抗壞血酸（VC）、食鹽（NaCl）、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）（均為食品級(jí)，廣州誠(chéng)儀諾儀器有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

WYT手持折光儀（范圍0～80%，北京佳航博創(chuàng)科技有限公司）；FA1204電子分析天平（金博仕蘇州生物技術(shù)有限公司）；DGX-9243B-2電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（山東博科科學(xué)儀器有限公司）；DZF-6050真空干燥箱（愛(ài)來(lái)寶濟(jì)南生物技術(shù)有限公司）；LCE109S電磁爐（美的集團(tuán)）。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

原料挑選→剝殼、去皮→切分→清洗→護(hù)色→熱燙→真空滲糖→浸糖→瀝糖→烘干→干燥→整形→包裝

1.3.2 操作要點(diǎn)

1) 原料選擇：選取個(gè)體大、無(wú)機(jī)械傷和病斑、成熟的椰子。

2) 剝殼：把外層的椰棕剝開(kāi)，在上面有品字形的地方，用打孔器在其中2個(gè)尖的位置打穿，用錘子敲開(kāi)，直至裂開(kāi)為止，用刨肉器將椰子肉剝下來(lái)。

3) 清洗切分：用消過(guò)毒的不銹鋼小刀切分椰子肉，切成長(zhǎng)2～3 cm，寬0.4～0.6 cm的椰子長(zhǎng)條，進(jìn)行刺孔，清洗。

4) 護(hù)色：將切完的椰肉浸泡在一定濃度的護(hù)色溶液中，護(hù)色處理。

5) 熱燙：用清水漂洗椰肉數(shù)次，用95 ℃的熱水煮沸3 min[6]，撈起浸入冰水中急速冷卻。

6) 真空滲糖：將椰肉放置到45%白砂糖液中[7]制備低糖椰肉果脯（低于50%含糖量為低糖果脯），往糖液中加入增稠劑[8]、酸味劑充分溶解，在不同參數(shù)條件下真空滲糖[9-10]，真空度為0.085 MPa。

7) 浸糖：真空滲糖后，將果脯放置在45%白砂糖溶液中常溫下浸泡24 h[11]，等椰肉出現(xiàn)透明感時(shí)，即可把椰肉從糖液中撈起瀝干糖液。

8) 干燥：將糖漬瀝干后的椰肉擺在網(wǎng)盤(pán)上，放入干燥箱，68 ℃下干燥48 h[12-13]，表面不粘手時(shí)，即可將其取出進(jìn)行包裝。

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.3.1 護(hù)色劑對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

取5份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數(shù)0.4% GaCl2、0.3% CMC-Na、真空度0.085 MPa、真空時(shí)間30 min、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用NaCl、VC、NaHSO3、檸檬酸、不護(hù)色4種方式對(duì)椰肉進(jìn)行護(hù)色1 h[13]，考察不同護(hù)色劑對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響。

1.3.3.2 硬化條件對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

取8份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數(shù)0.3% NaHSO3、0.3% CMC-Na、真空度0.085 MPa、真空時(shí)間30 min、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%和0.8% GaCl2對(duì)椰肉進(jìn)行硬化處理1 h，考察硬化劑的不同濃度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響[14-15]。

1.3.3.3 CMC-Na添加量對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

取6份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數(shù)0.3% NaHSO3、0.4% GaCl2、真空度0.085 MPa、真空時(shí)間30 min、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%和0.6% CMC-Na對(duì)椰肉進(jìn)行增稠處理1 h，考察增稠劑的不同濃度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響[16]。

1.3.3.4 真空溫度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

取6份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數(shù)0.3% NaHSO3、0.3% CMC-Na、0.4% GaCl2、真空度0.085 MPa、真空時(shí)間30 min，按工藝流程分別用40，45，50，55，60和65 ℃糖液溫度對(duì)椰肉進(jìn)行真空處理，考察不同真空溫度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響[17]。

1.3.3.5 真空滲糖時(shí)間對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

取6份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數(shù)0.3% NaHSO3、0.3% CMC-Na、0.4% GaCl2、真空度0.085 MPa、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用60，80，100，120，140和160 min真空時(shí)間對(duì)椰肉進(jìn)行真空處理，考察不同真空時(shí)間對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響[18]。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以NaHSO3濃度、真空滲糖時(shí)間、CMC-Na濃度3個(gè)因素為自變量，以椰肉果脯飽滿(mǎn)度、口感、色澤和風(fēng)味為評(píng)價(jià)指標(biāo)[19-20]，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，因素水平如表1所示。

表1 因素水平編碼

1.4 椰肉果脯感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參考[21-22]并修改。選擇10位具有食品加工技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，男女各5人，組成感官評(píng)分小組，隨機(jī)抽取椰肉果脯樣品，以10分為滿(mǎn)分，分別從飽滿(mǎn)度、口感、色澤3個(gè)方面評(píng)價(jià)。椰肉果脯的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 椰肉果脯的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及繪圖，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，運(yùn)用Minitab 20.3統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化和數(shù)據(jù)分析，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 護(hù)色劑對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

按椰肉果脯工藝操作易造成褐變，不利于椰肉純白外觀(guān)的品質(zhì)，漂燙前添加護(hù)色劑進(jìn)行護(hù)色，可明顯降低果脯的褐變，提高果脯光亮度。采用食鹽、NaHSO3、檸檬酸3種護(hù)色劑，考察不同護(hù)色劑以及護(hù)色劑的不同濃度對(duì)護(hù)色效果的影響，護(hù)色效果如表3所示。

表3 不同護(hù)色劑及不同濃度的護(hù)色效果

結(jié)果表明，采用食鹽、NaHSO3、檸檬酸3種護(hù)色劑，NaHSO3護(hù)色效果較顯著，選用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5% NaHSO3進(jìn)行護(hù)色，在NaHSO3濃度0.3%范圍內(nèi)護(hù)色，椰肉果脯顏色雪白，酸甜適中，果型飽滿(mǎn)口感較好。

2.2 硬化條件對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

果脯蜜餞類(lèi)產(chǎn)品對(duì)外觀(guān)硬度有一定要求，而糖制過(guò)程會(huì)導(dǎo)致椰肉軟爛，因此試驗(yàn)選用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%和0.8%的CaCl2作為硬化劑，浸泡1 h，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。結(jié)果表明，隨著CaCl2濃度升高，椰肉硬度增大，椰肉果脯的感官評(píng)分先上升而下降，這是由于隨著CaCl2濃度增加，椰肉果脯飽滿(mǎn)有嚼勁，但隨著硬度增高，椰肉纖維化嚴(yán)重，椰肉粗糙，品質(zhì)下降，因此，選擇最佳硬化條件：0.4% CaCl2浸泡1 h，成品的外觀(guān)及口感最佳。

圖1 不同CaCl2濃度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

2.3 CMC-Na濃度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

果脯干制由于失水會(huì)導(dǎo)致表皮皺縮，進(jìn)而影響口感，添加增稠劑可降低水分活度，使得產(chǎn)品飽滿(mǎn)度增加。由圖2可見(jiàn)，隨著CMC-Na濃度增加，椰肉果脯的感官評(píng)分逐漸上升，椰肉飽滿(mǎn)度增高，當(dāng)CMC-Na濃度超過(guò)0.4%時(shí)，此趨勢(shì)發(fā)生變化，可能是由于CMC-Na濃度過(guò)高，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，肉質(zhì)纖維化無(wú)法保持較好形狀，所以選擇0.4%～0.6%作為正交試驗(yàn)的范圍。

圖2 不同CMC-Na濃度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

2.4 真空溫度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

如圖3所示，真空溫度40～55 ℃時(shí)，感官評(píng)分隨溫度增加而升高，隨后感官評(píng)分趨于穩(wěn)定。由于真空度在0.085 MPa下水的沸點(diǎn)溫度為54 ℃，65%糖溶液在真空度0.085 MPa下達(dá)到沸點(diǎn)后對(duì)椰肉果脯品質(zhì)影響不大。所以確定，真空度0.085 MPa下，最佳真空溫度選擇55 ℃進(jìn)行試驗(yàn)。

圖3 不同真空溫度對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

2.5 真空滲糖時(shí)間對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響

圖4顯示不同滲糖時(shí)間對(duì)椰肉果脯品質(zhì)的影響。隨著滲糖時(shí)間的延長(zhǎng)，椰肉果脯吸入的含糖量逐漸增加，感官評(píng)分呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但隨著滲透壓的升高，組織內(nèi)糖量達(dá)到穩(wěn)定，因此，當(dāng)達(dá)到120 min后其對(duì)品質(zhì)的影響趨于平穩(wěn)。

圖4 真空滲糖時(shí)間對(duì)椰肉品質(zhì)的影響

2.6 真空滲糖響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.6.1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)與結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以感官評(píng)價(jià)分為指標(biāo)，選取護(hù)色液NaHSO3濃度（A）、真空滲糖時(shí)間（B）、CMC-Na濃度（C）作為因素，進(jìn)行Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)多元回歸分析擬合試驗(yàn)結(jié)果，得到以感官評(píng)分（Y）為目標(biāo)函數(shù)的二次回歸方程：Y=-70.54+80.39A+0.838B+58.42C-75.84A2- 0.002 856B2-34.79C2-0.195 0AB-14.72AC-0.141 0BC?；貧w模型方差分析見(jiàn)表5。

表4 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

表5 方差分析結(jié)果

由表5回歸模型方差分析及顯著性檢驗(yàn)可知，F(xiàn)值為58.15，P值＜0.000 1，表示該模型具有極顯著性，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。失擬F值為1.12，P=0.504，不顯著，說(shuō)明該回歸方程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較好擬合，可用該模型分析和預(yù)測(cè)真空滲糖的椰肉果脯工藝優(yōu)化的參數(shù)，對(duì)模型回歸方程系數(shù)的顯著性試驗(yàn)表明A、B、C、A2、B2、C2極顯著，AB、AC、BC顯著，顯著性的主次順序?yàn)镹aHSO3濃度（A）＞CMC-Na濃度（C）＞真空滲糖時(shí)間（B）。

2.6.2 響應(yīng)面交互作用分析

由圖5可知，在CMC-Na濃度0.5%時(shí)，NaHSO3濃度和真空滲糖時(shí)間的交互作用響應(yīng)曲面接近橢圓，說(shuō)明交互作用顯著。由圖6可知，在真空滲糖時(shí)間120 min時(shí)，隨著NaHSO3濃度和CMC-Na濃度的增加，椰肉果脯感官評(píng)分先升高后降低，響應(yīng)面相對(duì)陡峭，表明NaHSO3濃度和CMC-Na濃度對(duì)感官評(píng)分的影響較大，但NaHSO3濃度過(guò)高，感官評(píng)分下降。由圖7可知，在NaHSO3濃度0.3%時(shí)，響應(yīng)曲面的較為橢圓，響應(yīng)面沒(méi)有圖5和圖6相對(duì)陡峭。分析表明，NaHSO3濃度和真空滲糖時(shí)間、NaHSO3濃度和CMC-Na濃度的交互作用對(duì)感官評(píng)分影響較大，其次是真空滲糖時(shí)間和CMC-Na濃度的交互作用。

圖5 NaHSO3濃度和真空滲糖時(shí)間交互作用等高線(xiàn)和響應(yīng)面

圖6 NaHSO3濃度和CMC-Na濃度交互作用等高線(xiàn)和響應(yīng)面

圖7 真空滲糖時(shí)間和CMC-Na濃度交互作用等高線(xiàn)和響應(yīng)面

2.6.3 最佳工藝確定及驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)回歸模型方程，響應(yīng)優(yōu)化獲得真空滲糖椰肉果脯最優(yōu)工藝參數(shù)：NaHSO3濃度0.319 2%、真空滲糖時(shí)間122.929 3 min、CMC-Na濃度0.523 2%。在此條件下，椰肉果脯的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為9.145 8分。為驗(yàn)證可行性的條件，對(duì)最佳條件進(jìn)行修正：NaHSO3濃度0.32%、真空滲糖時(shí)間120 min、CMC-Na濃度0.52%。按上述試驗(yàn)條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)的椰肉果脯感官評(píng)分為8.890分，椰肉果脯含水量為15.7%，含糖量為43.8%，外形飽滿(mǎn)透亮，酸甜適中，軟硬適中，色澤雪白，有椰肉的香氣。在常壓滲糖對(duì)照組工藝下的椰肉果脯外型塌陷皺縮，沒(méi)有光澤。

4 結(jié)論

試驗(yàn)工藝優(yōu)化得到影響真空滲糖椰肉果脯品質(zhì)的因素主次順序：NaHSO3濃度（A）＞CMC-Na濃度（C）＞真空滲糖時(shí)間（B）。低糖椰肉果脯優(yōu)化后的工藝條件是：采用45%白砂糖液，CaCl20.4%浸泡1 h，NaHSO3濃度0.32%，真空滲糖時(shí)間120 min，真空溫度55 ℃，CMC-Na濃度0.52%。在此工藝條件下，椰肉果脯感官評(píng)價(jià)為8.890分，椰肉果脯含水量為15.7%，含糖量為43.8%。椰肉果脯成品色澤均勻，呈白色，純凈透亮，外形平整飽滿(mǎn)，無(wú)返砂現(xiàn)象，具有椰子特有的香氣。此研究成果對(duì)兒童休閑食品開(kāi)發(fā)有促進(jìn)意義。