孫金夢，涂宗財(cái),2,3，王 輝, ，胡月明

（1.南昌大學(xué)，食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌 330047；2.江西師范大學(xué)，國家淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心，江西南昌 330022；3.江西師范大學(xué)，江西省淡水魚高值化利用工程技術(shù)研究中心，江西南昌 330022）

近年來，人們對魚類食用和加工量迅速增加，在此中間產(chǎn)生了很多的廢棄物，例如魚皮、魚骨和魚鱗等，這不僅對環(huán)境造成了污染，也是一種資源浪費(fèi)，而使用這些含有大量膠原蛋白的廢棄物來提取魚蛋白膠可以在一定程度上解決上述問題。同時(shí)，由于宗教信仰以及瘋牛病等哺乳動(dòng)物傳染病的出現(xiàn)，魚蛋白膠作為一種優(yōu)良的哺乳動(dòng)物明膠替代物，對其加工應(yīng)用進(jìn)行研究就變得尤為重要，而有關(guān)其應(yīng)用于果糕的研究尚未見報(bào)道。

芒果（Linn），又名檬果、漭果、望果等，是漆樹科芒果屬常綠喬木，在我國海南、云南、廣西、廣東、福建等地區(qū)有大面積種植且正在迅速發(fā)展。芒果因具有極高的營養(yǎng)價(jià)值，受到很多消費(fèi)者的喜愛，但其因采收期短、不耐久存、果體嬌嫩，極易在運(yùn)輸和貯藏過程中造成機(jī)械傷損和腐爛。目前除少數(shù)用于加工成果汁、果肉、果脯外，我國的芒果市場仍然主要是從原產(chǎn)地新鮮出售。隨著芒果種植面積的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量越來越高，促進(jìn)芒果的商業(yè)化生產(chǎn)已成為當(dāng)務(wù)之急。果糕作為一種較好的水果深加工方式，可以很好地解決芒果易腐敗、難保存的問題，但是相比其他高果膠含量水果，芒果多汁、果膠含量較低且果肉色澤在加工過程中極易發(fā)生變化等原因都決定了高品質(zhì)芒果糕的加工存在一定難度。

綜上，本研究選取青芒為原料，將魚蛋白膠作為凝膠劑加入果糕中，研發(fā)一款富含蛋白、營養(yǎng)全面的新型果糕。在實(shí)現(xiàn)魚蛋白膠創(chuàng)新應(yīng)用的同時(shí)，既可以豐富果糕的營養(yǎng)價(jià)值、有效解決芒果貯運(yùn)問題，又能提高芒果產(chǎn)業(yè)的附加值，實(shí)現(xiàn)漁業(yè)副產(chǎn)物高值化利用，促進(jìn)水產(chǎn)與芒果加工業(yè)的發(fā)展。本文基于響應(yīng)面優(yōu)化，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上選取對魚蛋白膠芒果糕感官品質(zhì)影響較大的因素，探究和優(yōu)化其制備工藝，以期為我國芒果及魚蛋白膠的開發(fā)應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

魚蛋白膠 食品級，廣東歐帝瑪生物工程有限公司；果膠 高酯快凝，食品級，北京索萊寶科技有限公司；檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、氯化鈣 食品級，浙江一諾生物科技有限公司；青芒、白砂糖、糯米紙市售。

JYL-C16V 料理機(jī) 九陽股份有限公司；C21-RT2173 電磁爐 美的生活電器制造有限公司；DHG-9140A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；TA.XTplus 質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System；TVS-2018 多功能真空包裝機(jī) 廣州市新鮮世界電器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 魚蛋白膠芒果糕制備工藝流程

1.2.2 工藝操作要點(diǎn)

1.2.2.1 芒果預(yù)處理 將成熟（果膠含量相對較高）的青芒去皮去核，以果肉重量為100%計(jì)，溶解0.5%CaCl和0.5%D-異抗壞血酸鈉于40%水中，與果肉一起打漿（第一次護(hù)色），再用120 目過濾袋進(jìn)行過濾除去殘?jiān)?/p>

1.2.2.2 溶膠 將魚蛋白膠、果膠稱量后加入適量溫開水，80 ℃水浴加熱使其溶脹化開，加入果漿中混勻。

1.2.2.3 熬糖濃縮 將白砂糖在80～100 ℃范圍內(nèi)加熱溶解于其重量一半的水中，漿液變粘稠后調(diào)低溫度至60 ℃，把果漿倒入糖液中不斷攪拌，切忌攪拌劇烈，以免產(chǎn)生過多氣泡影響產(chǎn)品質(zhì)量。為防止褐變加速，濃縮溫度不能高于60 ℃，熬煮至漿液成蜂蜜狀即為終點(diǎn)，在濃縮終點(diǎn)結(jié)束前加入檸檬酸（第二次護(hù)色）。

1.2.2.4 倒模成形 將濃縮漿體快速倒入模具中，控制厚度在1 cm 左右，模具放平，切忌抖動(dòng)，以防漿體表面出現(xiàn)褶皺。

1.2.2.5 烘制 將果糕放進(jìn)烘箱中進(jìn)行60 ℃干燥，烘制13 h 時(shí)將果糕脫模放在烤網(wǎng)上繼續(xù)烘制，共烘制22 h，產(chǎn)品的最終含水量為15%～20%。

1.2.2.6 包裝成品 果糕冷卻后包裹上糯米紙，切分小塊，無菌包裝。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn) 以果漿重量為100%計(jì)：固定魚蛋白膠與果膠質(zhì)量比為1.5:1、白砂糖40%、檸檬酸0.7%，探究凝膠劑添加量分別為1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%時(shí)對果糕感官評分的影響；固定凝膠劑2.5%、白砂糖40%、檸檬酸0.7%，探究魚蛋白膠與果膠質(zhì)量比分別為2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2 時(shí)對果糕感官評分的影響；固定凝膠劑2.5%、魚蛋白膠與果膠質(zhì)量比為1.5:1、檸檬酸0.7%，探究白砂糖添加量分別為30%、35%、40%、45%、50%時(shí)對果糕感官評分的影響；固定凝膠劑2.5%、魚蛋白膠與果膠質(zhì)量比為1.5:1、白砂糖40%，探究檸檬酸添加量為分別0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%時(shí)對果糕感官評分的影響。

1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，將感官評分作為響應(yīng)值，選擇對果糕感官評分影響較大的凝膠劑、白砂糖和檸檬酸添加量3 個(gè)因素為自變量，使用Design-Expert 11 軟件，進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因素及水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平Table 1 Factors and levels of response surface method

1.2.5 感官評價(jià) 參考鄭毅等的方法，略作修改，對魚蛋白膠芒果糕進(jìn)行感官評價(jià)，由10 位經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的評定人（男女各半）對果糕樣品進(jìn)行評分，詳細(xì)評定標(biāo)準(zhǔn)示于表2。

表2 魚蛋白膠芒果糕感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory assessment criteria of fish gelatin mango cake

1.2.6 質(zhì)構(gòu)測定 質(zhì)構(gòu)測定指標(biāo)包括：硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、回復(fù)性。測試類型T.P.A，測試探頭P/50，測定前、測定時(shí)及測定后探頭速度均為1.0 mm/s，壓縮比20%，觸發(fā)力5.0 g。測定時(shí)，將果糕樣品切成3 cm×2 cm×0.4 cm 的長方體，置于探頭正下方，連續(xù)壓縮2 次，間隔時(shí)間2 s，每組樣品平行測定3 次。

1.2.7 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)測定

1.2.7.1 理化指標(biāo)檢測 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10782-2006《蜜餞通則》，檢測蛋白質(zhì)、總糖、水分、總砷、汞、鉛等指標(biāo)。

1.2.7.2 微生物指標(biāo)檢測 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 14884-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 蜜餞》，檢測菌落總數(shù)、大腸菌群、致病菌等指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本文實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3 次平行，結(jié)果取平均值，同時(shí)使用SPSS 25 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析，a～d 表示不同樣品之間存在差異（＜0.05），相同字母則表示無顯著性差異（＞0.05），采用Origin 2017 作圖，使用Design-Expert 11 軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

各個(gè)單因素對于魚蛋白膠芒果糕感官評分的影響如圖1 所示。由圖1A 可以看出，隨著凝膠劑總添加量的增加，感官評分在2.5%時(shí)達(dá)到最大值，隨后開始呈下降趨勢，這是因?yàn)槟z劑添加過多會導(dǎo)致果糕硬度增大，進(jìn)而影響口感，因此確定凝膠劑總添加量的最佳取值范圍在2%～3%；由圖1B 可以看出，魚蛋白膠與果膠質(zhì)量比為1:1.5 時(shí)，凝膠效果最好，感官評分最佳，這是由于此比例下果膠對魚蛋白膠起到了良好的修飾作用，因此魚蛋白膠與果膠質(zhì)量比選擇為1:1.5；由圖1C 和圖1D 可以看出，白砂糖和檸檬酸添加量的感官評分都呈先上升后下降的趨勢，這是因?yàn)榘咨疤翘砑恿刻贂?dǎo)致果糕甜度不夠，而太多則口感偏甜；同樣，檸檬酸添加量太少會導(dǎo)致果糕酸度不夠，而太多也會使口感過酸，進(jìn)而使感官評分降低，因此確定白砂糖添加量的最佳取值范圍在35%～45%，檸檬酸添加量的最佳取值范圍為0.5%～0.9%。

圖1 各單因素對果糕感官評分的影響Fig.1 Effects of each single factor on the sensory score of fruit cake

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果 根據(jù)以上單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取對果糕感官品質(zhì)影響最大的3 個(gè)單因素（凝膠劑總添加量、白砂糖添加量、檸檬酸添加量）進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)，結(jié)果如表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Experimental design and results for response surface analysis

2.2.2 模型建立及顯著性分析 運(yùn)用Design-Expert 11 軟件對魚蛋白膠芒果糕感官評分試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，得到的二次多項(xiàng)式回歸方程為：Y=83.60+0.375A-0.0875B-0.8625C+1.85AB-0.7AC-0.475BC-5.19A-2.66B-6.56C?；貧w模型方差分析結(jié)果見表4。

由表4 可以看出，模型的＜0.0001，表明模型極其顯著。失擬項(xiàng)不顯著（=0.6356＞0.05），表明方程擬合程度比較好。決定系數(shù)2=0.9923，則說明實(shí)際值和預(yù)測值相關(guān)性較高。因此，該模型可以較好地反映魚蛋白膠芒果糕制備過程中各因素與響應(yīng)值的關(guān)系并預(yù)測最佳工藝條件。由值可得，檸檬酸C、交互項(xiàng)AB 以及所有二次項(xiàng)對魚蛋白膠芒果糕感官評分的影響均為極顯著（＜0.01），其余均不顯著（＞0.05）。由值可知，三個(gè)因素對魚蛋白膠芒果糕感官評分的影響順序?yàn)椋篊＞A＞B，即檸檬酸添加量＞凝膠劑總添加量＞白砂糖添加量。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance of regression model

2.2.3 響應(yīng)面分析 運(yùn)用Design-Expert 11 軟件做出各因素之間交互作用對果糕感官評分影響的等高線及響應(yīng)曲面圖，見圖2。響應(yīng)曲面圖在水平方向落下的投影是等高線，等高線若呈橢圓形，表示這兩因素有極為顯著的交互作用，呈圓形則表示不顯著。并且各因素響應(yīng)曲面坡度的陡峭程度反映該因素對魚蛋白膠芒果糕感官評分的影響程度，越陡峭，說明影響越大。因此，綜合以上對等高線和響應(yīng)曲面圖進(jìn)行分析可以得出：凝膠劑總添加量和白砂糖添加量之間交互作用極為顯著（＜0.01），其他因素的交互作用均不顯著。單因素檸檬酸添加量對魚蛋白膠芒果糕的感官評分影響最明顯，其次是凝膠劑總添加量，影響最小的是白砂糖添加量。

圖2 三個(gè)因素之間交互作用對果糕感官評分影響的等高線圖及響應(yīng)面圖Fig.2 Contour map and response surface graph of the interaction among three factors on the sensory score of fruit cake

2.2.4 最優(yōu)工藝條件預(yù)測及驗(yàn)證 通過Design-Expert 11 軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化預(yù)測，得到魚蛋白膠制備芒果糕的最佳工藝配方為凝膠劑總添加量2.52%，白砂糖添加量40.02%，檸檬酸添加量0.69%，該工藝條件下魚蛋白膠芒果糕的感官評分預(yù)測值為83.64 分。結(jié)合實(shí)際操作，選取凝膠劑總添加量為2.5%，白砂糖添加量40%，檸檬酸添加量0.7%，測得魚蛋白膠芒果糕感官評分為83.8±0.2 分，與模型預(yù)測值較為接近，說明該模型可用于魚蛋白膠制備芒果糕的工藝優(yōu)化。

2.3 質(zhì)構(gòu)特性分析

為了更全面地探究各因素的添加量對魚蛋白膠芒果糕品質(zhì)的影響，同時(shí)使用質(zhì)構(gòu)儀對響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表3）里的17 組樣品進(jìn)行了質(zhì)構(gòu)特性分析，結(jié)果見表5。

從表5 可以看出，17 組果糕樣品的各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均存在不同程度的差別，這與各因素添加量的不同有關(guān)。在所有樣品中，感官評分最高的13 號樣品其各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)也排在前列。其中，彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性這四個(gè)與果糕口感顯著相關(guān)的指標(biāo)都是最大值，分別達(dá)到了0.124、0.176、59.919 和0.113，硬度也適中，因而13 號樣品在口感方面達(dá)到了最優(yōu)。魯?shù)び蔚妊芯勘砻鞴饪诟信c彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性呈顯著相關(guān)，并且隨著彈性、咀嚼性和內(nèi)聚性的增加，果糕口感更好，本文與之研究結(jié)果是一致的。質(zhì)構(gòu)特性分析也表明13 號樣品的品質(zhì)最佳，與前面最優(yōu)工藝條件預(yù)測的結(jié)果一致，因此可以得出：在凝膠劑總添加量為2.5%，白砂糖添加量為40%，檸檬酸添加量為0.7%時(shí)，魚蛋白膠芒果糕的品質(zhì)確為最佳。

表5 凝膠劑、白砂糖和檸檬酸添加量對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)及感官評分的影響Table 5 Effects of gel,white sugar and citric acid additions on texture of products and sensory score

2.4 理化及微生物指標(biāo)檢測結(jié)果

根據(jù)上述優(yōu)化得到的工藝配方制備的魚蛋白膠芒果糕產(chǎn)品，其各項(xiàng)理化及微生物指標(biāo)經(jīng)檢測均符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，不含重金屬且微生物數(shù)量在國家允許安全范圍之內(nèi)，說明所制備的魚蛋白膠芒果糕產(chǎn)品可以進(jìn)行商品化生產(chǎn)。目前，市售果糕營養(yǎng)成分表上蛋白質(zhì)含量不超過1 g/100 g，甚至大多不含蛋白質(zhì)，而經(jīng)上述工藝制備的魚蛋白膠芒果糕的蛋白質(zhì)含量達(dá)到2.19 g/100 g，高于市售普通果糕的蛋白質(zhì)含量，因此本文研發(fā)的魚蛋白膠芒果糕在一定程度上提高了果糕的蛋白質(zhì)含量，實(shí)現(xiàn)了果糕作為休閑零食的同時(shí)還可以補(bǔ)充各種營養(yǎng)的目的。檢測結(jié)果見表6。

表6 理化及微生物指標(biāo)檢測結(jié)果Table 6 Test results of physical,chemical and microbial indicators

3 結(jié)論

通過單因素和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，結(jié)合感官評定和質(zhì)構(gòu)特性分析，得到魚蛋白膠制備芒果糕的最佳工藝配方為：凝膠劑總添加量2.5%，魚蛋白膠和果膠質(zhì)量比1:1.5，白砂糖添加量40%，檸檬酸添加量0.7%。經(jīng)該工藝配方制得的魚蛋白膠芒果糕彈性良好，硬度適中，感官品質(zhì)最佳，且各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，其中蛋白質(zhì)含量達(dá)到2.19 g/100 g，豐富了果糕的營養(yǎng)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了漁業(yè)副產(chǎn)物利用的高值化，提高了芒果產(chǎn)業(yè)的附加值，是一款老少皆宜的新型營養(yǎng)果糕，具有極大的開發(fā)前景，同時(shí)研究結(jié)果也可為我國芒果及魚蛋白膠的開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。但是，本產(chǎn)品在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，魚蛋白膠芒果糕在熬糖濃縮這一工序上不可避免要進(jìn)行攪拌，導(dǎo)致成品存在少量氣泡問題，還有待后續(xù)進(jìn)一步研究解決。