孫瑞悅，張見(jiàn)，李彩鈴，劉元法,

1.白馬未來(lái)食品研究院（南京 210095）；2.江南大學(xué)食品學(xué)院（無(wú)錫 214000）

藍(lán)莓屬于杜鵑花科越橘屬植物，富含黃酮類(lèi)和酚類(lèi)化合物，可作為生產(chǎn)功能性食品原料[1-2]。近年來(lái)，因其表現(xiàn)出多種生物學(xué)活性，如抗氧化和抗炎能力，預(yù)防心血管疾病和改善視力等特性而倍受關(guān)注[3-6]?；ㄇ嗨刈鳛楸Ｗo(hù)視力的重要元素，可使視紅素再生，減少視網(wǎng)膜及黃斑的恢復(fù)時(shí)間，達(dá)到保護(hù)視力和消除視疲勞的效果[7]。葉黃素是一種二羥基類(lèi)胡蘿卜素，具有保護(hù)眼睛和皮膚健康以及降低老年性黃斑變性和白內(nèi)障風(fēng)險(xiǎn)的作用[8-9]。葉黃素和玉米黃質(zhì)構(gòu)成人類(lèi)視網(wǎng)膜黃斑中的色素，可以保護(hù)黃斑免受藍(lán)光的損傷、提高視力、清除有害活性氧[10]。研究發(fā)現(xiàn)，每天口服葉黃素（5 mg）、玉米黃質(zhì)（1 mg）和黑加侖提取物（200 mg）2周，能夠緩解眼睛酸澀、視力模糊等疲勞癥狀[11]。研究發(fā)現(xiàn)，每天攝入2片含7.5 mg的葉黃素酯復(fù)方制劑，連續(xù)60 d，眼干澀、流淚、視力模糊等視疲勞癥狀顯著改善，有效率達(dá)86.5%以上[12]。張莉華等[13]研究發(fā)現(xiàn)葉黃素、藍(lán)莓粉、歐洲越橘提取物等制成的咀嚼片，可明顯減輕視疲勞癥狀。

酸奶不僅含有較高的蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物，還富含益生菌，能夠調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)，改善消化，但存在保質(zhì)期短、冷鏈運(yùn)售，不適宜胃腸道疾病人群食用[14-15]。然而真空冷凍干燥技術(shù)既能減少產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分的流失，還能保護(hù)食品的色香味形，并解決酸奶貨架期短的問(wèn)題。此外，市場(chǎng)調(diào)查顯示，具有緩解視疲勞功效的凍干藍(lán)莓酸奶塊由于便攜性而在年輕人群中具有很大的市場(chǎng)，而關(guān)于系統(tǒng)研究護(hù)眼凍干酸奶塊的工藝及物料間協(xié)同影響還鮮見(jiàn)報(bào)道。

基于此，試驗(yàn)以酸奶為主料，藍(lán)莓和玉米渣為輔料，輔以添加具有護(hù)目作用的葉黃素，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化法分析藍(lán)莓味酸奶塊制作工藝的最佳配比，研究物料協(xié)同效應(yīng)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，開(kāi)發(fā)一款風(fēng)味獨(dú)特、具有緩解視疲勞的新型功能性?xún)龈伤{(lán)莓味酸奶塊，填補(bǔ)市場(chǎng)缺乏護(hù)眼功能酸奶塊產(chǎn)品的空白，對(duì)藍(lán)莓精深加工產(chǎn)品研發(fā)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍(lán)莓（江蘇中植生態(tài)植物科學(xué)研究院有限公司）；酸奶、玉米渣（市售）；葉黃素（西安澤郎生物科技有限公司）；蛋白粉（河南萬(wàn)邦化工科技有限公司）；綿白糖（中糧集團(tuán)有限公司）；飛燕草色素標(biāo)品（純度99.4%）、矮牽牛色素標(biāo)品（純度99.8%）、芍藥素標(biāo)品（純度98.5%）：德斯特生物有限公司；矢車(chē)菊色素標(biāo)品（純度96.7%，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）；天竺葵色素標(biāo)品（純度98.8%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；錦葵素標(biāo)品（純度97.4%，上海源葉生物科技有限公司）；葉黃素標(biāo)品（純度93.6%，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）。

5500+液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（德國(guó)SCUEX）；TA.new plus質(zhì)構(gòu)儀（ISENSO）；TM6多功能小美料理機(jī)（完善品）；ARD110電子天平、AX224ZH/E分析天平（奧豪斯儀器有限公司）；DC801冷凍干燥機(jī)（日本YAMATO）；定制打蛋器（德國(guó)羅伯特·博世有限公司）；BBS-H1800超凈工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備有限公司）；TA.new plus質(zhì)構(gòu)儀（上海瑞玢智能科技有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

原料→混勻（打發(fā)）→裝?！A(yù)凍（-50 ℃）→真空冷凍干燥→真空干燥→成品

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 原料預(yù)處理

取-20 ℃冷凍藍(lán)莓果，挑棄凍癟和含有枝干的果，自來(lái)水沖洗后，打漿得到藍(lán)莓醬料，備用。

1.2.2.2 原料制備

將蛋白粉、綿白糖、葉黃素混合均勻后倒入酸奶中攪拌均勻，加入玉米渣和藍(lán)莓醬料混合，加入混合好的酸奶中并充分混勻。

1.2.2.3 裝模與預(yù)凍成型

將混合好的原料裝入正方形模具中，振蕩去除氣泡，放入-50 ℃冰箱中預(yù)凍成型。

1.2.2.4 真空冷凍干燥

將預(yù)凍成型的酸奶塊脫模后放入真空冷凍干燥機(jī)托盤(pán)上進(jìn)行真空干燥脫水，完成后即可獲得酸奶塊成品。

1.3 檢測(cè)方法

1.3.1 感官評(píng)定

通過(guò)感官評(píng)定方法從口感、風(fēng)味、組織狀態(tài)和色澤4個(gè)方面對(duì)藍(lán)莓葉黃素酸奶塊進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿分100分，選擇10名食品專(zhuān)業(yè)人士對(duì)成品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，所選成員身體健康、味覺(jué)靈敏，在正式評(píng)定前做相應(yīng)指導(dǎo)，其感官評(píng)定表如表1所示。感官評(píng)定參考蘇德亮等[16]、張莉等[17]制定的凍干酸奶塊感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

表1 藍(lán)莓酸奶塊感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 理化指標(biāo)的測(cè)定

1.3.2.1 花青素含量測(cè)定

參考Liu等[18]、李興元[19]的方法并稍作修改。具體方法：取1 g酸奶塊粉末樣品于具塞刻度試管中，用提取液（V無(wú)水乙醇︰V水︰V鹽酸=2︰1︰1）定容至50 mL，超聲提取30 min，沸水浴水解1 h，冷卻，用提取液再次定容至刻度線，靜置，取上清液，用0.22 μm有機(jī)相濾膜過(guò)濾備用。液質(zhì)聯(lián)用色譜條件[19]：使用色譜柱C18液相色譜柱，流動(dòng)相為0.1%甲酸水溶液（溶液A）和乙腈（溶液B），流速0.2 mL/min，進(jìn)樣量5 μL；洗脫條件：0~35 min（93~75% A），35~45 min（75~35% A），45~46 min（35~0% A），46~50 min（0% A），50~51 min（0~93% A），51~60 min（93% A）。

1.3.2.2 葉黃素含量測(cè)定

參考劉艷榮等[20]方法并稍作修改。準(zhǔn)確稱(chēng)取2 g均勻試樣于50 mL聚丙烯離心管中，加入約0.2 g BHT和10 mL乙醇，混勻，加入10 mL 10%氫氧化鉀溶液，渦旋振蕩1 min混勻，室溫避光振蕩皂化30 min，加10 mL萃取溶劑（V環(huán)己烷︰V乙醚︰V正己烷=1︰2︰2，含1 g 0.1% BHT），避光渦旋振蕩提取3 min，離心，重復(fù)提取2次，合并提取液，以10 mL水洗滌，離心，合并有機(jī)相，于室溫減壓濃縮至近干，加0.1% BHT乙醇溶液，渦旋避光振蕩溶解殘?jiān)⒍ㄈ葜? mL，過(guò)孔徑0.45 μm濾膜，供液相色譜測(cè)定。色譜條件[21]：C18色譜柱，柱溫30 ℃，流動(dòng)相為V甲醇︰V乙腈︰V水=10︰9︰1，流速1.0 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)445 nm，進(jìn)樣量10 μL。

1.3.2.3 水分測(cè)定

參考GB 5009.3—2016《國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

參考趙歡等[22]方法并稍作修改。采用TA.new plus質(zhì)構(gòu)儀，選用球形探頭（SMSP/1SP），測(cè)試距離75%，測(cè)前速度1 mm/s，測(cè)試速率0.5 mm/s，側(cè)后速率2 mm/s，停留時(shí)間2 s，觸發(fā)力5 g。重復(fù)5次，測(cè)試參數(shù)為硬度，單位是g。

1.3.4 微生物指標(biāo)測(cè)定

1.3.4.1 菌落總數(shù)測(cè)定

參考GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4.2 乳酸菌的測(cè)定

參考GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4.3 大腸桿菌測(cè)定

參考GB 4789.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸桿菌計(jì)數(shù)》方法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在大量預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇感官評(píng)價(jià)較優(yōu)的配比參數(shù)，以這些參數(shù)上下浮動(dòng)各取2個(gè)點(diǎn)，當(dāng)其他因素不變時(shí)，改變單一因素，以感官評(píng)定為指標(biāo)，考察藍(lán)莓漿料添加量（10，20，30，40和50 g）、蛋白粉添加量（10，20，30，40和50 g）、綿白糖添加量（5，10，15，20和25 g）和玉米渣添加量（10，20，30，40和50 g）4個(gè)因素對(duì)藍(lán)莓酸奶塊感官品質(zhì)的影響。

1.5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以藍(lán)莓漿料添加量（A）、蛋白粉添加量（B）、綿白糖添加量（C）、玉米渣添加量（D）4個(gè)單因素作為自變量，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，利用Box-Behnken的中心組合設(shè)計(jì)原理，通過(guò)軟件Design-Expert 8.0.6對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定藍(lán)莓酸奶塊的制作工藝，響應(yīng)面優(yōu)化分析四因素三水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 藍(lán)莓酸奶塊的響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平 單位：g

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS和Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，繪制折線圖，采用Design-Expert進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 藍(lán)莓漿料添加量對(duì)酸奶塊品質(zhì)的影響

藍(lán)莓色澤呈紫色，可作為酸奶塊呈色物質(zhì)。由圖1可知，藍(lán)莓漿料添加量在20~50 g范圍內(nèi)，隨藍(lán)莓漿料添加量增加，酸奶塊產(chǎn)品中果渣含量不斷增加，感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)。藍(lán)莓漿料添加量20 g時(shí)，產(chǎn)品藍(lán)莓味道不明顯，綜合得分較低；添加量達(dá)到30 g時(shí)，產(chǎn)品感官評(píng)分最高，產(chǎn)品色澤呈亮紫色，酸甜度適中，符合大眾口味；添加量達(dá)到50 g時(shí)，產(chǎn)品果渣含量增多，酸澀味和顆粒感明顯，感官比較差，不符合大眾口感。因此，藍(lán)莓漿料最適添加量范圍為27~33 g。

圖1 藍(lán)莓漿料添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.1.2 蛋白粉添加量對(duì)酸奶塊品質(zhì)的影響

蛋白粉添加量會(huì)直接影響酸奶塊的組織狀態(tài)、口感等。由圖2可知，蛋白粉添加量在10~50 g范圍內(nèi)，隨著蛋白粉添加量的增加，酸奶塊產(chǎn)品感官評(píng)分呈先上升后下降趨勢(shì)。添加量30 g時(shí)，其感官評(píng)分最高，產(chǎn)品未出現(xiàn)顆粒感。因此，蛋白粉的最適添加量范圍為25~35 g。

圖2 蛋白粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.1.3 綿白糖添加量對(duì)酸奶塊品質(zhì)的影響

綿白糖添加量會(huì)直接影響酸奶塊的硬度和風(fēng)味等。由圖3可知，綿白糖添加量5~25 g范圍內(nèi)，隨綿白糖添加量增加，酸奶塊產(chǎn)品感官評(píng)分呈先上升后下降趨勢(shì)。綿白糖添加量15 g時(shí)，其感官評(píng)分最高，酸甜度適宜。但隨著添加量的增加，酸奶塊硬度增加，可能是因?yàn)樘窃黾訉?dǎo)致產(chǎn)品黏度增大。因此，考慮到產(chǎn)品硬度和風(fēng)味，綿白糖最適添加量范圍為13~17 g。

圖3 綿白糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.1.4 玉米渣添加量對(duì)酸奶塊品質(zhì)的影響

玉米渣添加量會(huì)直接影響酸奶塊的質(zhì)地和口感等。由圖4可知，玉米渣添加量10~50 g范圍內(nèi)，隨玉米渣添加量的增加，酸奶塊產(chǎn)品感官評(píng)分呈先上升后下降趨勢(shì)。玉米渣含量30 g時(shí)，酸奶塊的感官評(píng)分最高，此時(shí)產(chǎn)品口感酥脆，色澤鮮亮，物料容易脫膜。但添加量達(dá)到50 g時(shí)，酸奶塊質(zhì)地偏硬，口感粗糙。因此，從產(chǎn)品口感和質(zhì)地考慮，玉米渣最適添加量范圍為25~35 g。

圖4 玉米渣添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.2 酸奶塊Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 回歸模型的建立與方程分析

在單因素基礎(chǔ)上，以藍(lán)莓漿料添加量（A）、蛋白粉添加量（B）、綿白糖添加量（C）、玉米渣添加量（D）作為響應(yīng)因子，以藍(lán)莓酸奶塊產(chǎn)品感官評(píng)分作為響應(yīng)值，建立Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)模型，對(duì)四因素三水平進(jìn)行響應(yīng)面分析，優(yōu)化藍(lán)莓酸奶塊的配方和加工工藝。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果如表3所示。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

利用Box-Behnken響應(yīng)面對(duì)表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到感官評(píng)分的二元多項(xiàng)回歸方程：Y=92.6+0.75A-0.92B-0.5C+2.17D+0.5AB+1.5AC+1.75AD+1.5BC-0.75BD-2.5CD-2.68A2-7.68B2-12.55C2-7.8D2。

對(duì)擬合得出的回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。模擬失擬項(xiàng)F值為0.89，P值為0.600 8＞0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著，即該模型擬合精度較好，試驗(yàn)結(jié)果具有可靠性。同時(shí)該模型F值為89.37，P＜0.001，呈極顯著水平。各單因素中一次項(xiàng)A、B，交互項(xiàng)BC為顯著，一次項(xiàng)D，交互項(xiàng)AD、CD，二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2均為極顯著。一次項(xiàng)C，交互項(xiàng)AB、AC、BD對(duì)酸奶塊感官評(píng)分無(wú)顯著影響（P＞0.05）。此外，F(xiàn)值越大，說(shuō)明該因素對(duì)酸奶塊感官品質(zhì)影響越大，因此，可知4個(gè)因素對(duì)酸奶塊感官評(píng)分影響程度的主次順序：玉米渣添加量（D）＞蛋白粉添加量（B）＞藍(lán)莓漿料添加量（A）＞綿白糖添加量（C）。

表4 回歸方程方差分析

2.2.2 響應(yīng)面曲面直觀圖分析

響應(yīng)面與等高線圖可以表征各因素之間的交互作用，等高線呈橢圓型表明兩因素之間交互作用明顯，呈圓型則表示兩因素之間交互作用不明顯[23-24]。

由圖5和圖6可知，響應(yīng)面圖陡峭程度大且存在頂點(diǎn)，等高線圖呈橢圓形且線條密集，說(shuō)明藍(lán)莓漿料添加量（A）、綿白糖添加量（C）分別與玉米渣添加量（D）對(duì)酸奶塊感官評(píng)分的交互作用顯著，該結(jié)果與方差分析結(jié)果一致，進(jìn)一步說(shuō)明該試驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂辛己玫目尚行院涂尚哦?。此外，響?yīng)面和等高線在描述藍(lán)莓漿料添加量（A）、綿白糖添加量（C）、玉米渣添加量（D）對(duì)感官評(píng)分的影響時(shí)，固定其中一個(gè)因素，感官評(píng)分隨另一個(gè)自變量的增大而呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)，規(guī)律與單因素試驗(yàn)結(jié)果相似。

圖5 藍(lán)莓漿料添加量和玉米渣添加量對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖（A）和等高線圖（B）

圖6 綿白糖添加量和玉米渣添加量對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖（A）和等高線圖（B）

2.2.3 酸奶塊配方的確定

通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化分析，以感官評(píng)分作為響應(yīng)值，根據(jù)模型回歸分析得出凍干酸奶塊的最佳配方：藍(lán)莓漿料添加量30.54 g、蛋白粉添加量29.68 g、綿白糖添加量14.94 g、玉米渣添加量30.84 g。在此參數(shù)條件下，凍干酸奶塊的感官評(píng)分估測(cè)值為92.89分。為便于實(shí)際操作，將最佳配方修改為藍(lán)莓漿料添加量30 g、蛋白粉添加量29 g、綿白糖添加量14 g、玉米渣添加量30 g。此外，為確保該模型的實(shí)際可行性，采用修改后的配方進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，感官評(píng)分依次為92，93和93分，與該模型預(yù)測(cè)值接近，可知利用響應(yīng)面分析優(yōu)化凍干酸奶塊的工藝參數(shù)具有真實(shí)可靠性。

2.3 酸奶塊產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

2.3.1 感官評(píng)價(jià)

對(duì)最佳工藝制得的凍干酸奶塊成品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示：口感，入口即化、無(wú)粘牙感、酸甜可口；風(fēng)味，藍(lán)莓味和奶香味協(xié)調(diào)、無(wú)異味、臭味；組織狀態(tài)，無(wú)裂紋、質(zhì)地細(xì)膩酥脆、外觀完整、冰晶??；色澤，顏色均一，有光澤，呈巧克力色。

2.3.2 成品質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

在最佳配方條件下對(duì)凍干酸奶塊成品進(jìn)行相關(guān)理化指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果如表5所示。產(chǎn)品水分含量較低，保質(zhì)期長(zhǎng)；硬度低，表明酸奶塊對(duì)外界壓力的抵抗能力越大，酥脆性和適口性越好[25]；藍(lán)莓中含有花青素，故產(chǎn)品花青素含量高；產(chǎn)品額外添加保護(hù)視力的葉黃素，故含有葉黃素；乳酸菌含量高于1×106CFU/g，說(shuō)明產(chǎn)品具有調(diào)節(jié)腸道菌群、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)的作用[26]；大腸桿菌未檢出，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

表5 成品質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化，研究不同物料對(duì)凍干酸奶塊品質(zhì)的影響，確定凍干酸奶塊的最佳配方：藍(lán)莓漿料添加量30 g、蛋白粉添加量29 g、綿白糖添加量14 g、玉米渣添加量30 g。根據(jù)該配方得到的酸奶塊成品色澤均一、有光澤，口感細(xì)膩，具有獨(dú)特的藍(lán)莓味和奶香味，酸甜度適宜且感官品質(zhì)好。此外，該產(chǎn)品制作工藝簡(jiǎn)單，方便攜帶，貨架期較長(zhǎng)，有一定的市場(chǎng)前景，為今后藍(lán)莓精深加工提供借鑒意義。