姚 昕，涂 勇，李海生，戶芝芳，張 忠*

（1.西昌學(xué)院，四川西昌 615013；2.樂(lè)至縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川資陽(yáng) 641503）

果糕是以果蔬漿液或汁液為主料，輔以白砂糖、酸味劑、膠凝劑等，經(jīng)過(guò)熬煮、注模、冷卻、干燥而成的一種果蔬糖制品[1-2]，是果蔬深加工的重要方式之一，不僅保留了原料大部分的營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)也滿足了人們對(duì)休閑食品多元化的需求，深受消費(fèi)者的歡迎。目前市面上銷售的果糕品種主要以酸棗糕和山楂糕為主，此外還研發(fā)了蘋果果糕[3]、獼猴桃果糕[4]、刺梨果糕[5]等。

石榴（Punica granatum）屬石榴科石榴屬植物，籽粒酸甜多汁，含有維生素、氨基酸、微量元素、石榴苷、花青素、黃酮等物質(zhì)，具有保護(hù)心臟、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗氧化、抗高血壓等功效[6-9]。桑葚（Fructus mori）為桑科桑屬多年生木本植物桑樹(shù)的果實(shí)，主要品種包括白桑、紅桑和黑桑[10-13]，其中黑桑葚富含白藜蘆醇、花色苷、多種維生素、微量元素、多糖、黃酮等天然植物成分，具有清除自由基、降三高、補(bǔ)肝益腎等重要作用，兼具較高的食用與藥用價(jià)值，深受人們喜愛(ài)[14-18]。四川涼山地區(qū)黑桑葚和石榴資源豐富，但二者采收的季節(jié)性較強(qiáng)，尤其是黑桑葚鮮果組織軟嫩多汁且易腐爛，采后經(jīng)濟(jì)損失較大，當(dāng)?shù)刂饕獙⑵浼庸こ晒?、果干等產(chǎn)品，但仍無(wú)法滿足產(chǎn)業(yè)需求。為加快地區(qū)特色農(nóng)業(yè)發(fā)展，研究以桑葚果漿為主料，配合適量石榴果汁，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法結(jié)合響應(yīng)面優(yōu)化法，研制出一款兼具石榴和黑桑葚風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)的果糕，為消費(fèi)者提供更多的選擇，也為黑桑葚、石榴等易腐水果的高值利用提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料

石榴，品種為‘突尼斯軟籽’，產(chǎn)于四川省會(huì)理縣；桑葚，品種為‘黑桑葚’，產(chǎn)于四川省德昌縣；白砂糖，云南一粒咖啡有限公司；食用明膠，正宏生物科技有限公司。

1.2 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.2.1 工藝流程

石榴桑葚復(fù)合果糕的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 石榴桑葚復(fù)合果糕工藝流程Fig.1 Process flow of mulberry-pomegranate compound fruitcake

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1）桑葚預(yù)處理

將桑葚洗凈，去除果柄，打成勻漿，并在膠體磨中磨細(xì)備用，可溶性固形物含量為15%左右。

（2）石榴預(yù)處理

將石榴清洗去皮，籽粒壓榨取汁，雙層紗布過(guò)濾備用，可溶性固形物含量為16%左右。

（3）溶膠

稱取一定量的明膠置于適量水中，吸水溶脹1 h，加熱至60 ℃充分溶解后保溫備用。

（4）混合調(diào)配和熬煮濃縮

將桑葚果漿、石榴果汁及白砂糖按一定比例混合，煮沸后改為文火，臨近終點(diǎn)時(shí)加入適量明膠，攪拌均勻。取少量濃縮物料滴于冷水中，如若未發(fā)生散化即達(dá)到熬煮終點(diǎn)[14]。

（5）倒模和冷卻

將濃縮好的物料注模，表面刮平，控制果糕厚度約為1.0 cm，室溫下自然冷卻。

（6）脫模、切分和干燥

將冷卻成型的果糕脫模，切分成2 cm×5 cm 小塊，置于55 ℃下干燥20 h，過(guò)程中翻面2 次。

（7）包裝

干燥好的復(fù)合果糕經(jīng)臭氧發(fā)生器消毒后，先用糯米紙包裹，再加外包裝即得成品。

1.3 石榴桑葚復(fù)合果糕配方的優(yōu)化

1.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在前期預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上得到石榴桑葚復(fù)合果糕的基礎(chǔ)配方，以石榴汁和桑葚果漿混合物300 g 為基準(zhǔn)，其他物料按其質(zhì)量的百分比計(jì)，石榴汁占比25%，白砂糖30%、明膠3.0%。

以模糊綜合評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，單因素試驗(yàn)分別考察石榴汁占比（15%、20%、25%、30%、35%）、白砂糖添加量（20%、25%、30%、35%、40%）和明膠添加量（2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%）對(duì)石榴桑葚復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響。

1.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)石榴汁占比、白砂糖添加量和明膠添加量三個(gè)因素采用3 因素3 水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以模糊綜合評(píng)分為響應(yīng)值，因素水平見(jiàn)表1。

1.4 數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型的建立

1.4.1 感官評(píng)價(jià)方法

參考程文龍等[19]方法建立石榴桑葚復(fù)合果糕模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)方法，邀請(qǐng)20 名專業(yè)感官評(píng)價(jià)員對(duì)復(fù)合果糕的風(fēng)味（U1）、質(zhì)地（U2）、色澤（U3）和組織狀態(tài)（U4）四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，其因素集U＝（U1，U2，U3，U4）；每個(gè)指標(biāo)分為優(yōu)（V1）、良（V2）、中（V3）、差（V4）4 個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)等級(jí)集V＝（V1，V2，V3，V4）=（95，85，75，65），感官評(píng)價(jià)標(biāo) 準(zhǔn)見(jiàn)表2；各 因素權(quán)重集X＝（X1，X2，X3，X4）＝（0.38，0.30，0.12，0.20），即各因素的權(quán)重分別為風(fēng)味（0.38）、質(zhì)地（0.30）、色澤（0.12）、組織狀態(tài)（0.20），按照權(quán)重計(jì)算最終得分，滿分100 分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 復(fù)合果糕感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表Table 2 Criteria of sensory evaluation for compound fruitcake

1.4.2 模糊矩陣建立及評(píng)價(jià)結(jié)果的確定

評(píng)價(jià)小組對(duì)石榴桑葚復(fù)合果糕風(fēng)味、質(zhì)地、色澤和組織狀態(tài)四個(gè)方面進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)，包括優(yōu)、良、中、差四級(jí)，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)因素在感官評(píng)價(jià)各等級(jí)中的票數(shù)所占比例，進(jìn)一步建立樣品的模糊矩陣R，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)模型Y＝X×R，計(jì)算各樣品的綜合評(píng)分[18-19]。

為了更好地比較各樣品的感官品質(zhì)，對(duì)綜合評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行等級(jí)賦值G＝Y(jié)×V，賦予優(yōu)、良、中、差四個(gè)等級(jí)，結(jié)果相加得到各樣品最終模糊綜合評(píng)分[20]。

1.5 干燥條件的優(yōu)化

果糕切分后需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒犸L(fēng)干燥以除去部分水分，分別考察干燥溫度（45、50、55、60、65 ℃），總時(shí)間控制20 h 和干燥時(shí)間（12、16、20、24、28 h），溫度控制55 ℃對(duì)石榴桑葚復(fù)合果糕品質(zhì)的影響。

1.6 理化與微生物指標(biāo)測(cè)定

物性指標(biāo)（硬度、彈性、咀嚼性、膠著性和黏聚性），采用TA.XTC-16 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，選用TA/5R 探頭；總糖和水分含量參照GB/T 10782—2021 測(cè)定[21]；微生物指標(biāo)參考GB 14884—2016 測(cè)定[22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 石榴汁占比對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響

適量石榴汁與桑葚果漿混合可以豐富果糕的風(fēng)味，使其兼具兩者的果香。如圖2 所示，隨著石榴汁占比的增加，復(fù)合果糕感官評(píng)分先增大后減少；當(dāng)石榴汁占比低于30%時(shí)，由于其添加量較少，桑葚的風(fēng)味過(guò)于突出，一定程度上掩蓋了石榴的風(fēng)味，模糊綜合評(píng)分較低，而當(dāng)石榴汁占比為30%時(shí)，復(fù)合果糕呈紫紅色，石榴和桑葚風(fēng)味濃郁，融合協(xié)調(diào)，且其模糊綜合評(píng)分最高。因此，復(fù)合果糕制作時(shí)控制石榴汁在基質(zhì)中的占比30%較為適宜。

圖2 石榴汁占比對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of pomegranate juice proportion on compound fruitcake sensory quality

2.1.2 白砂糖添加量對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響

白砂糖添加量對(duì)果糕的風(fēng)味、色澤和組織形態(tài)均具有一定的影響。如圖3 所示，白砂糖添加量低于35%時(shí)，口感會(huì)明顯偏酸；添加量為35%時(shí)，復(fù)合果糕酸甜適宜，果香濃郁，其模糊綜合評(píng)分最高；白砂糖添加量過(guò)高時(shí)，復(fù)合果糕口感過(guò)于甜膩，一定程度上掩蓋了果香，且貯藏期間易返砂，可能是由于轉(zhuǎn)化糖含量不足所導(dǎo)致[23]。因此，控制白砂糖添加量為35%較為適宜。

圖3 白砂糖添加量對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of white sugar addition on compound fruitcake sensory quality

2.1.3 明膠添加量對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響

明膠是膠原蛋白部分水解的產(chǎn)物，具有較好的透明度、增稠性和凝膠性，常被添加到果糕中用于改善產(chǎn)品組織形態(tài)和質(zhì)地[24-25]。由表3 可知，當(dāng)明膠添加量為3.0%時(shí)，復(fù)合果糕的模糊綜合評(píng)分最高，口感細(xì)膩，富有彈性，軟硬適中，不黏牙；當(dāng)明膠添加量低于3.0%時(shí)，復(fù)合果糕質(zhì)地偏軟，彈性較差。因此，明膠添加量為3.0%較合適。

表3 明膠添加量對(duì)復(fù)合果糕品質(zhì)的影響Table 3 Effects of gelatin addition on compound fruitcake quality

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及方差分析

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)模型，得到1～17 號(hào)樣品的模糊評(píng)價(jià)矩陣和綜合評(píng)價(jià)矩陣，最終獲得模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)分，結(jié)果見(jiàn)表4。以模糊綜合評(píng)分為響應(yīng)值，使用Design-Expert 13.0 軟件對(duì)表5 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到模糊綜合評(píng)分與石榴汁占比、白砂糖添加量、明膠添加量之間的二次多項(xiàng)回歸方程：Y=90.4800+1.0900A+1.6700B+0.7475C-0.0850AB+0.6200AC+1.0900BC-5.5600A2-2.6900B2-4.8300C2。

表4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Response surface optimization experiment design and experimental results

表5 響應(yīng)面回歸模型方差分析Table 5 Variance analysis of response surface regression model

由表5 可知，模型極顯著（P＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著，決定系數(shù)R2=0.9888，校正決定系數(shù)為R2Adj=0.9743。綜上所述，模糊綜合評(píng)分的二次回歸方程擬合度較好，可以對(duì)石榴桑葚復(fù)合果糕配方進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)F值大小，可以判斷各因素對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響由大到小的順序?yàn)锽（白砂糖添加量）、A（石榴汁占比）、C（明膠添加量）。在此模型中，一次項(xiàng)A 和B 對(duì)模糊綜合評(píng)分影響極顯著（P＜0.01），C 影響顯著（P＜0.05），交互項(xiàng)BC 影響顯著（P＜0.05），二次項(xiàng)A2、B2、C2影響極顯著（P＜0.01），其余項(xiàng)均不顯著。

2.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)交互作用分析

以模糊綜合評(píng)分為響應(yīng)值，響應(yīng)曲面越陡峭表明響應(yīng)值對(duì)復(fù)合果糕各組分的改變?cè)矫舾?，而響?yīng)面等高線圖越接近橢圓說(shuō)明交互效應(yīng)越顯著。由圖4（見(jiàn)下頁(yè)）可知，白砂糖添加量和明膠添加量的交互作用對(duì)模糊綜合評(píng)分影響顯著，其余因素之間交互作用影響不顯著，與方差分析結(jié)果基本一致。

圖4 各因素交互作用對(duì)復(fù)合果糕模糊綜合評(píng)分影響的響應(yīng)面及等高線Fig.4 Response surface plots and contour lines of interaction effects between each factor on fuzzy comprehensive evaluation value of compound fruitcake

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過(guò)Box-Behnken 響應(yīng)面分析石榴桑葚復(fù)合果糕的回歸曲線模型，得到最優(yōu)配方為石榴汁占比30.51%、白砂糖添加量36.66%、明膠添加量3.06%，模糊綜合評(píng)分理論預(yù)測(cè)值為90.8558。結(jié)合實(shí)際調(diào)整最佳復(fù)合果糕配方為石榴汁占比30%、白砂糖添加量35%和明膠添加量3.0%，在該條件下進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，測(cè)得產(chǎn)品模糊綜合評(píng)分為91.26，與理論預(yù)測(cè)值基本吻合，這說(shuō)明實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間擬合度比較好，響應(yīng)面分析法對(duì)復(fù)合果糕配方優(yōu)化是可行的。

2.3 干燥條件的優(yōu)化

復(fù)合果糕濃縮物料倒盤后冷卻成型，但其表面含水量較高，不利于長(zhǎng)期保存，需進(jìn)一步進(jìn)行熱風(fēng)干燥，不同干燥工藝條件對(duì)果糕加工工藝和產(chǎn)品感官質(zhì)量的影響很大[26]。干燥工藝條件主要包括干燥溫度和時(shí)間。

2.3.1 干燥溫度對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響

由表6 可知，復(fù)合果糕熱風(fēng)干燥55 ℃、20 h 時(shí)，表面干爽平整，軟硬適中，其模糊綜合評(píng)分最高。干燥溫度高于55 ℃，產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形、變硬、顏色加深等問(wèn)題，而55 ℃以下干燥的產(chǎn)品由于失水較慢，其表面略黏，一定程度上會(huì)影響產(chǎn)品的保藏性。因此，控制熱風(fēng)干燥溫度為55℃，產(chǎn)品能保持較好的品質(zhì)，且干燥速度較快。

表6 干燥溫度對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響Table 6 Effect of drying temperature on sensory quality of compound fruitcake

2.3.2 干燥時(shí)間對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響

由表7 可知，干燥時(shí)間為16 h 和20 h 時(shí)，產(chǎn)品表面均光滑干爽，軟硬適中，兩者模糊綜合評(píng)分差異較小，但干燥16 h 的產(chǎn)品彈性更好。干燥時(shí)間超過(guò)20 h 時(shí)，產(chǎn)品一定程度上變硬，彈性變差，而干燥12 h 時(shí)產(chǎn)品達(dá)不到干燥要求，表面略黏，且質(zhì)地偏軟。因此，復(fù)合果糕55 ℃熱風(fēng)干燥16 h 較為適宜。

表7 干燥溫度對(duì)復(fù)合果糕感官品質(zhì)的影響Table 7 Effect of drying time on sensory quality of compound fruitcake

2.4 石榴桑葚復(fù)合果糕的理化及微生物指標(biāo)測(cè)定

在最優(yōu)工藝條件下制得的石榴桑葚復(fù)合果糕總糖（以葡萄糖計(jì)）為48.50%，水分為27.16%，符合GB/T 10782—2021 要求；菌落總數(shù)≤20 CFU/g，大腸菌群≤10 CFU/g，霉菌≤10 CFU/g，符合GB 14884—2016 要求。檢測(cè)結(jié)果均符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

3 討論

目前市場(chǎng)上以桑葚或石榴為原料制成的果糕產(chǎn)品相對(duì)較少，兩者復(fù)合使用更是未見(jiàn)。本研究以桑葚和石榴為主要原料，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法結(jié)合響應(yīng)面優(yōu)化法，獲得石榴桑葚復(fù)合果糕最佳配方，以桑葚果漿和石榴果汁混合物300 g 為基準(zhǔn)，其他物料按其質(zhì)量的百分比計(jì)，石榴汁占比30%、白砂糖添加量35%、明膠添加量3.0%，適宜干燥條件為55 ℃熱風(fēng)干燥16 h。在此條件下制得的復(fù)合果糕呈紫紅色，酸甜適宜，兼具石榴和桑葚果香，風(fēng)味濃郁，融合協(xié)調(diào)，軟硬適中，富有彈性，口感細(xì)膩，表面干爽光滑，理化及微生物指標(biāo)均符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，本研究開(kāi)發(fā)了新的果糕系列產(chǎn)品，為高值化利用區(qū)域特色農(nóng)業(yè)資源奠定了重要基礎(chǔ)，后續(xù)將進(jìn)一步對(duì)復(fù)合果糕的低糖化、抗氧化性、花色苷含量等方面進(jìn)行研究。