王元熠，陳國(guó)剛

（石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832000）

棗（Zizyphus jujuba Mill.）為鼠李科棗屬植物[1]，原產(chǎn)于中國(guó)，已有四千多年的栽培歷史[2]，是我國(guó)的“五果”之一[3]。有研究表明：干棗的粗蛋白含量為2.28%～3.78%，總糖含量為51.4%～66.5%，粗纖維含量為1.95%～3.10%，粗脂肪含量為0.6%～1.4%[4-7]。紅棗不僅有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還有著較高的藥用價(jià)值[8]，因此，紅棗逐漸成為廣大消費(fèi)者喜愛(ài)的“木本糧食，滋補(bǔ)佳品”[9]。然而，紅棗是時(shí)段集中式的采收，多采用干制的方式儲(chǔ)存，極易受市場(chǎng)波動(dòng)和貯藏條件的影響。由于紅棗的加工與食用方式比較單一，曬干后棗皮較硬，難咀嚼且不易消化，易潮易霉?fàn)€[10-12]，使得產(chǎn)品的附加值和營(yíng)養(yǎng)利用率降低。因此，研究紅棗的精深加工成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。

紅棗粉是紅棗通過(guò)干燥技術(shù)制得的產(chǎn)品，有著運(yùn)輸方便，易儲(chǔ)存，保質(zhì)期較長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)[13]，可以有效的解決品相不好的棗果和剩果的浪費(fèi)，降低經(jīng)濟(jì)損失。在不同的紅棗粉加工方法中，噴霧干燥法更適用于工業(yè)生產(chǎn)[14-15]，但由于噴霧干燥制得的紅棗粉適口性較差，所以市面上極少有紅棗粉為主要原料的產(chǎn)品。

本研究以紅棗粉為主料，香橙粉、檸檬粉、糖粉等為輔料，進(jìn)行沖調(diào)紅棗粉配方的開(kāi)發(fā)研制。通過(guò)合理調(diào)配，有效地解決了紅棗粉適口性較差的問(wèn)題，為后期紅棗粉深加工產(chǎn)品的研發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅棗片：新疆石河子農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；香橙粉、檸檬粉：西安賽揚(yáng)生物科技有限公司提供；單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉：興化市聯(lián)富食品有限公司；糖粉：太古糖業(yè)（中國(guó)）有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

HR2872型打漿機(jī)：珠海飛利浦家電有限公司；LPG-5型離心式噴霧干燥機(jī)：常州市佳騰干燥制粒設(shè)備有限公司；BT102S型蠕動(dòng)泵：濟(jì)南溫騰醫(yī)療器械有限公司；78-2型磁力加熱攪拌器：江蘇金怡儀器有限公司；HHS-11-1型智能數(shù)顯恒溫水浴鍋：上海予卓?jī)x器有限公司；FA1204型分析天平：常州市幸運(yùn)電子設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.3.1 復(fù)合紅棗粉配方設(shè)計(jì)

1.3.1.1 單因素試驗(yàn)

在大量預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇感官評(píng)價(jià)較好的配比參數(shù)點(diǎn)，以這些參數(shù)點(diǎn)為基礎(chǔ)上下浮動(dòng)取點(diǎn)，通過(guò)單因素試驗(yàn)，確定合適的輔料添加范圍。

1）香橙粉配比的確定

在檸檬粉0.25 g、糖粉1.00 g、紅棗粉5.00 g的條件下，香橙粉添加量分別為 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

2）檸檬粉配比的確定

在香橙粉1.00 g、糖粉1.00 g、紅棗粉5.00 g的條件下，檸檬粉添加量分別為 0.00、0.25、0.50、0.75、1.00 g，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

3）糖粉配比的確定

在香橙粉1.00 g、檸檬粉0.25 g、紅棗粉5.00 g的條件下，糖粉添加量分別為 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.1.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，用L9（34）正交表設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，共9個(gè)組合。以感官評(píng)價(jià)評(píng)分為指標(biāo)，其正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素及水平見(jiàn)表1。

表1 紅棗粉配方正交試驗(yàn)因素和水平Table 1 Orthogonal test factors and levels of jujube powder formula

1.3.1.3 感官評(píng)定方法

采用100分制評(píng)定方法，對(duì)產(chǎn)品樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)分由10名有經(jīng)驗(yàn)的人員組成。分別從色澤、風(fēng)味、口感、沖調(diào)效果4個(gè)方面為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)分結(jié)果去掉一個(gè)最高分和最低分，最后以平均分為最終得分。感官評(píng)分滿分為100分，具體見(jiàn)表2。

表2 感官檢驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory test score

1.3.2 復(fù)合穩(wěn)定劑的確定

1.3.2.1 單因素試驗(yàn)

以配制的紅棗粉為原料，在預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上選擇單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉這3種穩(wěn)定劑進(jìn)行單因素試驗(yàn)。單硬脂酸甘油酯分別添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；海藻酸鈉分別添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；β-環(huán)糊精分別添加 0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%，以離心沉淀率為指標(biāo)，分別測(cè)定其對(duì)紅棗粉沖調(diào)穩(wěn)定性的影響。

1.3.2.2 穩(wěn)定劑復(fù)配試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果分析，利用Design-Expert.V8.0.6軟件設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面分析試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平見(jiàn)表3。

表3 穩(wěn)定劑響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素及水平Table 3 Factors and levels of stabilizer response surface design

1.3.2.3 穩(wěn)定性測(cè)定方法

添加穩(wěn)定劑后，置于60℃～80℃恒溫水浴30 min，待冷卻至25℃左右后均質(zhì)約5 min，取10 mL樣液置于15 mL離心管中，于4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，倒置30 min，用濾紙吸去殘留于離心管壁的液體，準(zhǔn)確稱量沉淀重量（精確至0.001 g），計(jì)算離心沉淀率。

式中：M1為樣品離心前的質(zhì)量，g；M2為樣品離心后沉淀物的質(zhì)量，g。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

有關(guān)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，試驗(yàn)結(jié)果采用3次重復(fù)平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差（Standard error，SE）表示，采用 Design-Expert.V8.0.6 軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅棗粉配方設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 香橙粉配比的確定

香橙粉添加量對(duì)紅棗粉固體飲料品質(zhì)的影響結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 香橙紅棗粉的感官評(píng)價(jià)Table Sensory evaluation of orange jujube powder

由表4可知香橙粉的添加量對(duì)紅棗粉的風(fēng)味和口感影響較大。在添加量為1 g～3 g范圍內(nèi)，隨著香橙粉含量的增加，香橙特有的水果香氣逐漸與紅棗香氣相交融，使得飲品具有獨(dú)特的風(fēng)味，但過(guò)多的香橙粉會(huì)逐漸將紅棗風(fēng)味掩蓋，影響飲品的感官。因此，每5 g紅棗粉加入香橙粉的適宜區(qū)間為1 g～3 g。

2.1.2 檸檬粉配比的確定

檸檬粉添加量對(duì)紅棗粉固體飲料品質(zhì)的影響結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 檸檬紅棗粉的感官評(píng)價(jià)Table 5 Sensory evaluation of lemon jujube powder

從表5可看出，當(dāng)檸檬粉添加量在0 g～0.5 g時(shí)，飲品口感適中，氣味協(xié)調(diào)均勻。當(dāng)添加量大于0.5 g時(shí)，隨著檸檬粉的增加，對(duì)飲品的風(fēng)味和口感產(chǎn)生較大的影響，飲品苦味過(guò)重。因此，每5 g紅棗粉中0 g～0.5 g為檸檬粉的適宜添加范圍。

2.1.3 糖粉配比的確定

檸檬粉添加量對(duì)紅棗粉固體飲料品質(zhì)的影響結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 糖粉添加的感官評(píng)價(jià)Table 6 Sensory evaluation of sugar powder addition

由表6可知，隨著糖粉含量的增加，飲品的感官評(píng)分整體先上升后下降。由此說(shuō)明，糖粉含量對(duì)飲品的感官產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)糖粉添加量在3 g時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高，此時(shí)飲品口感香醇，氣味協(xié)調(diào)。但隨著過(guò)量的糖粉的加入，使得飲品的甜味加重，同時(shí)使得飲品的黏度逐漸增大，影響了飲品的感官。因此5 g紅棗粉中糖粉的適宜添加范圍為2 g～4 g。

2.2 紅棗粉配方的確定

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以香橙粉、檸檬粉、糖粉添加量為因素進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，以感官評(píng)價(jià)評(píng)分為指標(biāo)，直觀分析及方差分析結(jié)果如表7、表8所示。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果及直觀分析Table 7 Orthogonal test results and visual analysis

表8 正交試驗(yàn)方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal test

由表8可知，因素A、B、C均差異顯著，其中A、B差異極顯著，即香橙粉、檸檬粉、糖粉對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)影響較大。由表7可以看出，各個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)影響程度依次為A＞B＞C，即香橙粉添加量影響飲品感官品質(zhì)的最主要因素，其次為檸檬粉添加量、糖粉添加量。通過(guò)正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知，A2B2C2組合為最優(yōu)組合，對(duì)最優(yōu)組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，其綜合感官評(píng)分為92.3，高于表7中最好的4號(hào)試驗(yàn)（90.7），因此正交試驗(yàn)結(jié)果較為可靠。因而復(fù)合紅棗粉的配方為：m（紅棗粉）∶m（香橙粉）∶m（檸檬粉）∶m（糖粉）=20∶8∶1∶12，即香橙粉40%、檸檬粉5%、糖粉60%。

2.3 穩(wěn)定劑最佳配比的確定

2.3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉對(duì)體系沉淀率的影響結(jié)果如圖1所示。

圖1 穩(wěn)定劑對(duì)沉淀率的影響Fig.1 Effect of stabilizer on precipitation rate

由圖1（a）可以看出，隨著單硬脂酸甘油酯添加量的增大，飲品的離心沉淀率先下降后上升，當(dāng)添加量為0.03%時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)，與空白對(duì)照相比下降了24.43%，此時(shí)飲品的穩(wěn)定性最好。因此，選取單硬脂酸甘油酯添加量0.02%、0.03%、0.04%進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗(yàn)；圖1（b）展示了隨著β-環(huán)糊精含量的不斷增加，飲品的離心沉淀率先下降后上升，在0.04%時(shí)沉淀率最低，與空白對(duì)照相比下降了14.28%。當(dāng)超過(guò)0.04%時(shí)，沉淀率上升。因此，選取β-環(huán)糊精添加量0.03%、0.04%、0.05%進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗(yàn)；如圖1（c）所示，隨著海藻酸鈉添加量的增大，飲品的離心沉淀率先下降后上升，當(dāng)添加量為0.05%時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)，與空白對(duì)照相比下降了27.75%，此時(shí)飲品的穩(wěn)定性最好，因此，選取海藻酸鈉添加量0.04%、0.05%、0.06%進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗(yàn)，從而選出最優(yōu)組合。

2.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用Design-Expert.V8.0.6軟件設(shè)計(jì)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Design and results of response surface methodology experiment

續(xù)表9 響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果Continue table 9 Design and results of response surface methodology experiment

通過(guò)Design-Expert.V8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合以及方差分析，方差分析結(jié)果見(jiàn)表10。

表10 響應(yīng)面二次模型方差分析Table 10 Analysis and results of ANOVA for response surface quadratic model

由回歸分析結(jié)果得到沉淀率對(duì)單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉3個(gè)因素的二次多項(xiàng)回歸方程如下：

Y=1.89+0.21A-0.17B-0.23C-0.43AB-0.28AC+0.24BC+1.08B2+0.67C2

表10中回歸模型P=0.000 1＜0.01，該模型極顯著；失擬項(xiàng)P=0.063 2＞0.05，說(shuō)明失擬項(xiàng)差異不顯著，表明試驗(yàn)設(shè)計(jì)可靠。同時(shí)模型的決定系數(shù)R2=0.972 8，說(shuō)明回歸方程和試驗(yàn)結(jié)果擬合狀況較好，可以較好地描述各因素和響應(yīng)值之間的關(guān)系。從模型方差分析結(jié)果中可以看出 A、B、C、AC、BC 項(xiàng)的影響顯著，AB、B2、C2項(xiàng)的影響為極顯著，其余項(xiàng)則對(duì)沉淀率無(wú)顯著影響?；貧w模型的診斷分析表明，各因素的F值可以反應(yīng)出對(duì)試驗(yàn)響應(yīng)值的重要性，F(xiàn)值越大，表明該因素對(duì)響應(yīng)值的影響越大，由各因素對(duì)響應(yīng)值影響程度分析可得影響復(fù)合紅棗粉沉淀率的主次因素為：海藻酸鈉＞單硬脂酸甘油酯＞β-環(huán)糊精，說(shuō)明各因素對(duì)復(fù)合紅棗粉沉淀率的影響并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

2.3.3 各因素之間交互作用響應(yīng)面分析

為了更直觀地反映響應(yīng)因素對(duì)復(fù)合紅棗粉沉淀率的影響，對(duì)方差分析影響顯著的各交互作用進(jìn)行響應(yīng)面分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 各因素之間交互作用響應(yīng)面圖Fig.2 Response surface diagram of interaction among factors

從圖2（a）可以看出，當(dāng)海藻酸鈉添加量為0.05%不變時(shí)，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨單硬脂酸甘油酯的增加先減后增，當(dāng)β-環(huán)糊精添加量從0.03%增加到0.05%時(shí)，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨β-環(huán)糊精的增加先減后增，響應(yīng)面呈現(xiàn)的曲線弧度也比較明顯，因此AB交互作用對(duì)復(fù)合紅棗粉的沉淀率有影響；圖2（b）說(shuō)明，當(dāng)β-環(huán)糊精添加量為0.04%不變時(shí)，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨單硬脂酸甘油酯的增加先減后增，當(dāng)海藻酸鈉添加量從0.04%增加到0.06%時(shí)，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨海藻酸鈉的增加先減后增；圖2（c）表明當(dāng)單硬脂酸甘油酯添加量為0.03%不變時(shí)，復(fù)合紅棗粉的沉淀率呈現(xiàn)一個(gè)極明顯的凹面，在海藻酸鈉添加量控制在0.05%時(shí)，β-環(huán)糊精添加量在0.03%～0.05%的范圍內(nèi)，復(fù)合紅棗粉的沉淀率較低，由曲面圖可以直觀地看出BC交互作用比AB、AC交互作用對(duì)復(fù)合紅棗粉沉淀率的影響大。

2.3.4 最佳配比的確定及驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)復(fù)合紅棗粉沉淀率模型的二次回歸方程，利用Design-Expert.V8.0.6軟件對(duì)復(fù)合紅棗粉穩(wěn)定劑添加量進(jìn)行優(yōu)化，得最優(yōu)參數(shù)為單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環(huán)糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%，得到沉淀率預(yù)測(cè)值為1.83%。結(jié)合優(yōu)化分析參數(shù)，選擇添加單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環(huán)糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得沉淀率為1.92%，與預(yù)測(cè)值非常接近，表明該參數(shù)可靠。

3 結(jié)論

紅棗作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、藥用價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。本研究以紅棗粉為原料，香橙粉、檸檬粉等為輔料進(jìn)行復(fù)合紅棗粉固體飲料的開(kāi)發(fā)研究。通過(guò)單因素試驗(yàn)篩選和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定最佳的紅棗粉配方為：香橙粉40%、檸檬粉5%、糖粉60%；為了提高穩(wěn)定性，減少沉淀和分層現(xiàn)象，選擇單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉3種穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配，響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)配穩(wěn)定劑最佳配比為單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環(huán)糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%。根據(jù)上述配方制得的產(chǎn)品顏色呈淡金色，組織均一，口感細(xì)膩，甜度適中，具有紅棗特有的甜香風(fēng)味及口感，并兼具一定的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值，其市場(chǎng)前景十分廣闊，研究將為紅棗綜合開(kāi)發(fā)利用價(jià)值奠定良好基礎(chǔ)。