楊松，伍玉菡，郭家剛，朱倩，陳敏，劉金平，江艦*

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，安徽 合肥 230031；2.熙可安糧（安徽）食品有限公司，安徽 宿州 235200）

黃桃是一種優(yōu)良的桃品種，其果肉為黃色，在我國(guó)大部分地區(qū)均有種植[1]。國(guó)內(nèi)種植的黃桃大多用來(lái)加工，產(chǎn)品類型有黃桃罐頭、黃桃脆片、黃桃果脯等，其中黃桃罐頭是主要的產(chǎn)品類型，加工量非常大，在我國(guó)出口果品罐頭中排名第二[2-3]。黃桃罐頭在加工及貯藏過(guò)程中，容易出現(xiàn)果肉軟化、溶解、塌陷等問(wèn)題，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)。適宜的預(yù)處理方式能夠較好地改善原料的加工特性，避免果蔬在加工和貯藏過(guò)程中出現(xiàn)品質(zhì)劣變的情況。果蔬加工中經(jīng)常采用的預(yù)處理方式有燙漂、凍融、浸漬、預(yù)干燥等，其中浸漬預(yù)處理是應(yīng)用較為廣泛的方式[4]。通過(guò)合適的浸漬工藝，可以有效改善原料品質(zhì)或?qū)υ线M(jìn)行某種營(yíng)養(yǎng)成分的強(qiáng)化[5-7]。

真空浸漬是一種將浸漬工藝和真空技術(shù)相結(jié)合的新型加工技術(shù)，能夠在短時(shí)間內(nèi)將溶液注入果蔬原料內(nèi)部，從而改善果蔬原料品質(zhì)和加工特性[8]。因其操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)有效，越來(lái)越多的研究學(xué)者對(duì)真空浸漬技術(shù)開展深入的研究。一方面，研究學(xué)者采用真空浸漬技術(shù)達(dá)到改善原料品質(zhì)，縮短加工時(shí)間的目的。OCCHINO等[9]采用麥芽糊精、NaCl和CaCl2混合溶液對(duì)西葫蘆進(jìn)行真空浸漬處理后，能夠減少西葫蘆在加工過(guò)程中的硬度損失，限制其質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的改變，從而提升加工產(chǎn)品的品質(zhì)。PEREZ-CABRERA等[10]采用乙二胺四乙酸 (ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA)、4-己基間苯二酚、二水合檸檬酸鈉、L-抗壞血酸鈉和乳酸鈣混合溶液對(duì)鮮切梨進(jìn)行真空浸漬處理，可以較好地抑制鮮切梨在冷藏條件下的褐變、軟化等問(wèn)題。李慧等[11]利用真空浸漬技術(shù)腌制大頭菜，可有效提升腌制速度，縮短腌制時(shí)間。另一方面，真空浸漬還被用來(lái)對(duì)果蔬原料進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。ASSIS等[12]在進(jìn)行對(duì)流干燥加工前，采用真空浸漬結(jié)合真空脈沖技術(shù)對(duì)蘋果進(jìn)行預(yù)處理，可縮短干燥時(shí)間2 h，并且將產(chǎn)品的鈣離子濃度提升10倍。WANG等[13]利用真空浸漬技術(shù)對(duì)馬鈴薯塊進(jìn)行VC強(qiáng)化，可將馬鈴薯塊中VC含量提升至150 mg/100 g，并且在冷藏期間依然能保持較高的VC含量。

本研究以黃桃為研究對(duì)象，采用真空浸漬技術(shù)對(duì)黃桃進(jìn)行乳酸鈣溶液浸漬處理，以達(dá)到改善黃桃原料品質(zhì)、提升原料中鈣離子含量的目的，為黃桃后續(xù)加工提供更加優(yōu)質(zhì)的原料。本研究采用多指標(biāo)綜合評(píng)分法結(jié)合響應(yīng)面分析法優(yōu)化黃桃真空浸漬工藝，獲得最佳黃桃真空浸漬工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金童5號(hào)黃桃：熙可安糧（安徽）食品有限公司；乳酸鈣（食品級(jí)）：鄭州瑞普生物工程有限公司；氫氧化鉀、硫化鈉、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、鈣紅指示劑（均為分析純）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；鹽酸、硝酸、高氯酸（均為優(yōu)級(jí)純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-400型色差儀：美國(guó)柯尼卡美能達(dá)公司；ZKY-60型真空浸漬機(jī)組：杭州億安機(jī)械設(shè)備有限公司；TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司；XSE105DU型電子天平：梅特勒-托利多國(guó)際有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黃桃浸漬工藝

選擇成熟度、大小基本一致的黃桃，去皮、去核后，一分為二備用。每組試驗(yàn)取樣量約500 g，放入真空浸漬罐內(nèi)，抽真空，待真空度達(dá)到設(shè)置條件后，按1∶3（g/mL）的料液比注入乳酸鈣溶液進(jìn)行浸漬處理。達(dá)到浸漬時(shí)間后，恢復(fù)常壓，再維持浸漬同等時(shí)間。隨后取出樣品，用蒸餾水沖洗，吸干表面水分后進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

以真空度、浸漬時(shí)間、乳酸鈣濃度為試驗(yàn)單因素，以色差、果肉硬度、可溶性固形物含量（soluble solid content，SSC）、密度、鈣含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析各因素對(duì)黃桃品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分的影響。選取真空度0.04、0.05、0.06、0.07、0.08MPa（浸漬時(shí)間 20 min，乳酸鈣濃度6%）；浸漬時(shí)間 10、15、20、25、30 min（真空度 0.06 MPa，乳酸鈣濃度6%）；乳酸鈣濃度2%、4%、6%、8%、10%（真空度0.06 MPa，浸漬時(shí)間20 min）為單因素試驗(yàn)水平。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇真空度（A）、浸漬時(shí)間（B）、乳酸鈣濃度（C）3個(gè)因素為自變量，設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)水平。以綜合評(píng)分（Y）為響應(yīng)值。采用Box-Behnken原理設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，具體試驗(yàn)因素和水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平設(shè)計(jì)Table 1 Factors and levels of response surface methodology

1.4 指標(biāo)測(cè)定與計(jì)算

1.4.1 色差測(cè)定

參照文獻(xiàn)報(bào)道的方法[13]，采用手持式色差計(jì)測(cè)定黃桃色澤，每組樣品測(cè)定10次，以ΔE表示樣品色差，ΔE越大，表示樣品色澤與新鮮黃桃色澤差異越大。計(jì)算公式如下。

式中：ΔE 為樣品色差；L*、a*、b*分別為樣品的白度值、紅綠值和黃藍(lán)值；L*0、a*0、b*0分別為新鮮黃桃的白度值、紅綠值和黃藍(lán)值。

1.4.2 硬度測(cè)定

參照史軻軻等[14]的方法測(cè)定黃桃果肉硬度。將樣品穩(wěn)定置于檢測(cè)臺(tái)上，使用P5型探頭測(cè)定黃桃硬度，測(cè)前速度5 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，返回速度5 mm/s，穿刺距離6 mm。每組樣品測(cè)定15次，取平均值。

1.4.3 密度測(cè)定

參照晏幸等[15]的方法測(cè)定黃桃果肉的質(zhì)量和體積。樣品經(jīng)蒸餾水沖洗后，吸干表面水分，直接稱重，獲得樣品質(zhì)量。用量杯量取適量蒸餾水，將黃桃肉置于量杯中，并使其完全浸沒(méi)水中，增加的體積即為黃桃體積。按下式計(jì)算黃桃果肉密度。

式中：ρ為果肉密度，g/mL；m 為果肉質(zhì)量，g；V 為果肉體積，mL。

1.4.4 可溶性固形物含量測(cè)定

參照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測(cè)定折射儀法》規(guī)定的方法測(cè)定。

1.4.5 鈣含量測(cè)定

參照GB 5009.92—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鈣的測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

選用IBM SPSS Statistics 23進(jìn)行單因素方差分析；選用Microsoft Office Excel繪制折線圖；選用Design-Expert 8.06對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素結(jié)果分析

2.1.1 真空度對(duì)黃桃品質(zhì)的影響

在浸漬時(shí)間為20 min，乳酸鈣濃度為6%的條件下，不同真空度對(duì)黃桃色差、硬度、SSC等指標(biāo)的影響見圖1。

圖1 不同真空度對(duì)黃桃品質(zhì)的影響Fig.1 The effects of vacuum degree on quality of yellow peach

由圖1可以看出，在真空浸漬條件下，不同的真空度會(huì)對(duì)黃桃的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響。隨著真空度的增加，黃桃的色差指標(biāo)變化不顯著，基本維持在同等水平，數(shù)值范圍為5.59～7.18，這說(shuō)明真空度對(duì)黃桃的顏色變化未起到明顯的作用，可能是因?yàn)檎婵斩鹊母淖儍H僅帶來(lái)作用在黃桃上的壓強(qiáng)變化，對(duì)色澤并沒(méi)有影響。隨著真空度的增加，黃桃的硬度呈現(xiàn)略有下降趨勢(shì)，但是真空度為0.05 MPa～0.08 MPa的浸漬樣品之間硬度差異不顯著。這可能是因?yàn)殡S著真空度的增加，黃桃的細(xì)胞變形松弛的程度越來(lái)越大，造成了果肉硬度出現(xiàn)了一定程度的下降[16]。隨著真空度的增加，黃桃的可溶性固形物含量并未出現(xiàn)明顯變化，且與新鮮黃桃（8.06 g/100 g）維持在同一水平，范圍為7.17 g/100 g～8.37 g/100 g。這可能是因?yàn)榻n時(shí)間較短，黃桃細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)容物并未發(fā)生較大的外滲現(xiàn)象。同時(shí)，浸漬液采用的是低滲溶液，也不足以改變黃桃的可溶性物質(zhì)含量。黃桃的密度隨著真空度的增加也未發(fā)現(xiàn)顯著的變化，且浸漬樣品與新鮮樣品（1.0 g/mL）也處在同一水平，范圍為0.94 g/mL～1.0 g/mL。這可能是由于浸漬采用的是低滲溶液，對(duì)黃桃本身的密度未起到明顯的改變。隨著真空度的增加，黃桃的鈣含量呈現(xiàn)先顯著上升后保持平衡的趨勢(shì)，在真空度達(dá)到0.07 MPa后，黃桃的鈣含量不再顯著隨著真空度的加大而增加。與新鮮樣品相比，真空浸漬后黃桃的鈣含量上升幅度較大，新鮮樣品的鈣含量約為28.32 mg/kg，而浸漬后的樣品黃桃鈣含量最低達(dá)到331.00 mg/kg，約為新鮮樣品的12倍。這可能是由于真空度的增加帶來(lái)的毛細(xì)管效應(yīng)和壓力差越來(lái)越大，從而使乳酸鈣進(jìn)入黃桃內(nèi)部的量逐漸增加，使得黃桃樣品的鈣含量呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)。

2.1.2 浸漬時(shí)間對(duì)黃桃品質(zhì)的影響

在浸漬真空度為0.06 MPa，乳酸鈣溶液濃度為6%的條件下，不同浸漬時(shí)間對(duì)黃桃色差、硬度、SSC等指標(biāo)的影響見圖2。

圖2 不同浸漬時(shí)間對(duì)黃桃品質(zhì)的影響Fig.2 The effects of immersing time on quality of yellow peach

由圖2可知，隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)，浸漬后的黃桃與新鮮樣品之間的色澤差異越來(lái)越大，最大的色差值為7.36，說(shuō)明浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)對(duì)黃桃的顏色造成一定的影響。這可能是因?yàn)樵诮n過(guò)程中浸漬液進(jìn)入黃桃組織細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致細(xì)胞液組成被改變，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，這種變化越來(lái)越明顯，從而導(dǎo)致黃桃的色差值發(fā)生持續(xù)上升的現(xiàn)象[17]。黃桃的硬度隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，浸漬30 min時(shí)，黃桃的硬度值下降至428.07 g。這可能是鈣的滲透有利于增加黃桃細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，維持細(xì)胞的硬度，但是隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)，其細(xì)胞壁的松弛變形的程度越來(lái)越大，導(dǎo)致果肉的硬度出現(xiàn)了一定程度的降低。在浸漬過(guò)程中，黃桃的可溶性固形物含量和密度并未出現(xiàn)明顯的變化，與新鮮黃桃（8.06 g/100 g，1.0 g/mL）基本處于同等的水平。黃桃中鈣含量隨著真空浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，而且與新鮮黃桃（28.32 mg/kg）比較，浸漬樣品的鈣含量明顯增加，浸漬30 min后的黃桃鈣含量達(dá)到680.33 mg/kg。這可能是因?yàn)殡S著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)，更多的乳酸鈣溶液滲入黃桃組織內(nèi)部，導(dǎo)致黃桃樣品的鈣含量明顯上升。

2.1.3 乳酸鈣濃度對(duì)黃桃品質(zhì)的影響

在浸漬時(shí)間為20 min，浸漬真空度為0.06 MPa的條件下，不同乳酸鈣濃度對(duì)黃桃色差、硬度、SSC等指標(biāo)的影響見圖3。

圖3 不同乳酸鈣濃度對(duì)黃桃品質(zhì)的影響Fig.3 The effects of calcium lactate concentration on quality of yellow peach

由圖3可知，隨著乳酸鈣溶液濃度的增加，黃桃的色差、SSC和密度3個(gè)指標(biāo)并未發(fā)生明顯的變化，基本處于同一水平，浸漬后的黃桃SSC和密度與新鮮樣品（8.06 g/100 g，1.0 g/mL）基本保持在同等的水平，說(shuō)明浸漬液濃度的變化對(duì)黃桃的色差、SSC和密度并未造成明顯的影響。黃桃的硬度隨著乳酸鈣溶液濃度的增加，呈現(xiàn)了上升的趨勢(shì)。這可能是由于浸漬處理會(huì)增加細(xì)胞壁中的Ca2+，加強(qiáng)了Ca2+交聯(lián)的果膠定位，從而減輕細(xì)胞松弛變形的程度，有利于維持黃桃的質(zhì)地特性，降低硬度下降的程度[18]。隨著乳酸鈣濃度的增加，黃桃的鈣含量呈現(xiàn)先上升后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，且與新鮮黃桃（28.32 mg/kg）相比，浸漬樣的鈣含量得到較大幅度的提升，浸漬樣最高的鈣含量達(dá)653.67 mg/kg。由此可見，增加乳酸鈣溶液的濃度有利于提升浸漬后黃桃樣品的鈣含量。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 綜合評(píng)分計(jì)算

從單因素試驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同的真空浸漬條件對(duì)黃桃的色澤、硬度和鈣含量3個(gè)指標(biāo)產(chǎn)生了一定程度的影響，但是對(duì)黃桃的SSC和密度則未產(chǎn)生明顯的影響。因此，本研究選擇色差、硬度和鈣含量3個(gè)指標(biāo)作為響應(yīng)面試驗(yàn)的考察指標(biāo)，按照各指標(biāo)檢測(cè)的最大值和最小值為參照進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化[19]，采用標(biāo)準(zhǔn)差法[20-21]對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦分，經(jīng)過(guò)計(jì)算，色差、硬度和鈣含量的權(quán)重系數(shù)分別為-0.307、0.309、0.384。利用權(quán)重系數(shù)和各項(xiàng)指標(biāo)歸一化后的數(shù)值計(jì)算各試驗(yàn)組的綜合評(píng)分（Y），計(jì)算公式如下。

式中：Y 表示各試驗(yàn)組的綜合評(píng)分；F1max、F2max、F3max分別為各試驗(yàn)組3個(gè)指標(biāo)測(cè)定的最大值；F1min、F2min、F3min分別為各試驗(yàn)組3個(gè)指標(biāo)測(cè)定的最小值；F1、F2、F3分別為某個(gè)試驗(yàn)組3個(gè)指標(biāo)測(cè)定的數(shù)值。

2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與方差分析

采用Box-Behnken原理設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)方案與結(jié)果見表2，響應(yīng)面模型方差與顯著性結(jié)果分析見表3。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 2 Scheme and experimental results for response surface

續(xù)表2 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果Continue table 2 Scheme and experimental results for response surface

表3 響應(yīng)面模型方差分析Table 3 Variance analysis of response surface model

對(duì)表2中的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合分析，得到自變量A真空度、B浸漬時(shí)間、C乳酸鈣濃度與因變量綜合評(píng)分（Y）的二次多項(xiàng)回歸方程為：Y=-1+32.02A-0.2B+0.22C+0.1AB+0.61AC-1.52×10-3BC-348.83A2+2.4×10-4B2-0.01C2。

由表3可以看出，該模型的p值＜0.000 1，決定系數(shù)R2=0.976 0，說(shuō)明該模型的自變量與因變量的回歸關(guān)系是顯著的，失擬項(xiàng)=0.959 3＞0.05，失擬項(xiàng)不顯著，說(shuō)明回歸方程擬合度較好，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各試驗(yàn)因素對(duì)黃桃樣品綜合評(píng)分的影響程度由大到小分別為C乳酸鈣濃度＞A真空度＞B浸漬時(shí)間。從方差分析還可以看出，3個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響均為極顯著，說(shuō)明浸漬條件對(duì)黃桃樣品的品質(zhì)影響較大。

2.2.3 響應(yīng)面分析

運(yùn)用Design-Expert 8.06軟件繪制A真空度、B浸漬時(shí)間、C乳酸鈣濃度3個(gè)因素對(duì)綜合評(píng)分（Y）的三維響應(yīng)曲面圖，以直觀的觀察兩因素交互作用對(duì)綜合評(píng)分結(jié)果的影響程度，結(jié)果見圖4。

圖4 各因素間交互作用對(duì)綜合評(píng)分的影響Fig.4 The interactive effect of interaction of various factors on comprehensive score

響應(yīng)曲面圖越陡峭說(shuō)明兩因素交互作用對(duì)綜合評(píng)分的影響越大[22]，由圖4可知，A真空度和C乳酸鈣濃度之間所形成的響應(yīng)曲面坡度最為陡峭，說(shuō)明A、C兩個(gè)因素之間的交互作用對(duì)黃桃樣品的綜合評(píng)分影響最大，這與表3方差分析的結(jié)果相吻合。

2.2.4 最優(yōu)工藝與驗(yàn)證試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)軟件分析確定黃桃真空浸漬最優(yōu)的工藝條件為真空度0.06 MPa、浸漬時(shí)間20.06 min、乳酸鈣濃度7.98%，在此工藝條件下，通過(guò)方程預(yù)測(cè)出的黃桃樣品的綜合評(píng)分為0.570 8。為便于生產(chǎn)操作，根據(jù)實(shí)際情況將最佳工藝參數(shù)調(diào)整為：真空度0.06 MPa、浸漬時(shí)間20 min、乳酸鈣濃度8%。在此條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別為 0.583 4、0.552 3、0.567 1，平均值為0.567 6，與預(yù)測(cè)值相近，說(shuō)明該模型預(yù)測(cè)性擬合度良好，所得數(shù)據(jù)有效可靠。

3 結(jié)論

本研究采用真空浸漬技術(shù)對(duì)黃桃進(jìn)行浸漬處理，采用多指標(biāo)綜合評(píng)分法結(jié)合響應(yīng)面分析法對(duì)黃桃的真空浸漬工藝進(jìn)行優(yōu)化。選擇真空度、浸漬時(shí)間、乳酸鈣濃度為試驗(yàn)因素，考察不同浸漬條件下，黃桃品質(zhì)的變化情況。通過(guò)單因素試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)不同試驗(yàn)條件對(duì)黃桃色差、硬度、鈣含量3個(gè)指標(biāo)影響較大，而對(duì)黃桃的SSC和密度則沒(méi)有明顯的影響。因此，選擇色差、硬度和鈣含量為黃桃品質(zhì)的考察指標(biāo)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差法計(jì)算黃桃樣品的綜合評(píng)分，以綜合評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化黃桃浸漬工藝。最終獲得黃桃最佳浸漬工藝為真空度0.06 MPa、浸漬時(shí)間20 min、乳酸鈣濃度8%，在此工藝條件下浸漬后黃桃樣品綜合評(píng)分結(jié)果為0.567 6。

通過(guò)本研究可以看出，經(jīng)過(guò)浸漬后的黃桃樣品在色澤上會(huì)與黃桃原料產(chǎn)生一些差異，但是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)人員的感官觀察，其顏色變化并不明顯，未產(chǎn)生嚴(yán)重的褐變現(xiàn)象。黃桃樣品經(jīng)過(guò)浸漬后，硬度受到了一定的影響，但是也基本維持在450 g～650 g左右，與黃桃新鮮原料的差異并不是太大，感官上也未發(fā)現(xiàn)較為明顯的差異。黃桃中鈣離子的含量在浸漬后得到了較大幅度的提升，說(shuō)明真空浸漬可以促進(jìn)外源礦物元素較快滲入黃桃細(xì)胞內(nèi)部。由此可見，真空浸漬可以作為一種為水果原料提供營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化處理的技術(shù)手段，本研究的結(jié)果對(duì)企業(yè)開發(fā)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化型黃桃休閑食品具有非常重要的價(jià)值和意義。