包永華，呂 杰，李煌俊

（1.浙江經貿職業(yè)技術學院，浙江 杭州 310018；2.浙江巨邦高新技術有限公司，浙江 杭州 310018）

核桃又名胡桃，不僅是全球四大干果之一，也是我國主要的木本油料樹種，其種植面積及產量在全球都位居第一[1]。核桃內核的外觀類似于人腦，被認為是大腦的營養(yǎng)物質。核桃因其具有較豐富的營養(yǎng)和較高的藥用價值，被聯合國糧食及農業(yè)組織（FAO）列入優(yōu)先發(fā)展的植物名單[2]。

核桃富含維生素、礦物質、Omega-3 脂肪酸和植物化學物質[3]。越來越多的研究表明，日常食用核桃與某些疾病的防治之間存在著緊密的關系。根據Ni 等[4]的研究發(fā)現，核桃中的多酚類成分具有降低患心血管疾病風險的作用。此外，有研究表明，核桃（作為多不飽和脂肪酸的來源）對促進大腦健康和功能有積極的影響[5-6]；核桃中的化合物（如鞣花酸）對抑制癌癥和炎癥具有一定的作用[7-8]；核桃還可作為益生元的來源，具有促進腸道益生菌生長的潛力[9-11]；有調查顯示，長期食用核桃可以有效預防Ⅱ型糖尿病[12-13]。核桃的這些功效部分得益于其強大的抗氧化活性。核桃含有許多獨特而有效的抗氧化劑，如醌類、單寧類、兒茶素和類黃酮類化合物[14-15]。綜合而言，核桃因其豐富的營養(yǎng)和功效而被極力推薦作為一種健康的零食[16]。

核桃可直接生吃，也可經烤制、腌制和調味加工后食用[17-18]。近年來，隨著人們對核桃保健功效認識的逐步提高，我國市場對手剝核桃的需求與日俱增，亟需對該產品進行開發(fā)。本研究以核桃為主料，草本植物大料作為輔料，研制手剝核桃產品，希望能夠開發(fā)出一種既方便食用又香脆可口的具有草本風味的手剝核桃休閑食品，從而提升其商品價值，為核桃制品的開發(fā)及產業(yè)化利用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

新疆185 紙皮核桃，新疆果業(yè)集團有限公司；白砂糖，廣東福正東海食品有限公司；安賽蜜，安徽維多食品配料有限公司；香蘭素、糖精鈉、甜蜜素、鮮味劑、乙基麥芽酚、三氯蔗糖，浙江巨邦高新技術有限公司；精制食用鹽，中鹽東興鹽化有限公司；紅燒肉香精、山核桃香精、香蔥香精，芬美意香精（上海）有限公司。

1.1.2 儀器與設備

TMS-PRO 質構儀，美國FTC 公司；BPG-9070A精密鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；DKS12 數顯恒溫水浴鍋，上海森信實驗儀器有限公司；SPS202F 電子天平，奧豪斯儀器（上海）有限公司；DL-BL20PP-A攪拌機，廣東隆特電子有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 核桃預處理

稱取500 g 新疆185 紙皮核桃，用干凈清水清洗兩遍，將核桃在2 kg 質量濃度為2 g/L 的碳酸氫鈉水溶液中浸泡1.5～2.0 min 后取出，對核桃殼進行開裂處理，再用清水清洗兩遍。

1.2.2.2 殺青

將浸泡好的核桃放入鼓風干燥箱中，烘烤溫度設置為80 ℃，時間為8 h。核桃單層擺放，要保證上下通風，距結束20 min時，將溫度升至100 ℃。

1.2.2.3 調味液的配制

煮大料水：取桂皮8 g，甘草8 g，八角4 g，香葉1 g放入濾網制成料包。取1 kg水，將料包放入水中，煮沸后繼續(xù)煮1 h，然后取出料包，將大料水晾涼備用。

配制料水：稱取白砂糖150 g，食鹽160 g，甜蜜素4.5 g，安賽蜜2.8 g，糖精鈉1.2 g，鮮味劑8.5 g，乙基麥芽酚2.5 g，香蘭素0.5 g，三氯蔗糖1 g，紅燒肉香精1 g，山核桃香精13 g，香蔥香精2 g。將上述配料加入大料水中，再用水補至1 kg，用攪拌器攪拌0.5 h備用。

1.2.2.4 浸泡

待核桃殺青完成后，將其立刻從鼓風干燥箱中取出，放到調味液中浸泡3 min，邊攪拌邊浸泡。浸泡完成后，取出核桃，瀝干，回收調味液。

1.2.2.5 烘烤

將入好味的核桃散鋪到鼓風干燥箱中，溫度設置為80 ℃，時間為7 h。烘烤結束后，關閉鼓風干燥箱電源，待鼓風干燥箱中的溫度慢慢降至室溫后再取出核桃，以防止果仁吸濕，降低酥脆程度。

1.2.3 試驗方案設計

1.2.3.1 最佳殺青條件的確定

選取大小均勻的核桃3份，在相同加工工藝條件下，分別采用70、80、90 ℃殺青6、7、8 h，以核桃的失重率為考察指標，篩選出最佳殺青條件。

1.2.3.2 浸泡和烘烤條件單因素試驗設計

參照“1.2.2”中的方法制作草本風味核桃，以成品核桃的感官評分和質構為指標，分別探討浸泡時間（2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 min）、烘烤溫度（70、75、80、85、90 ℃）和時間（6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 h）對草本風味核桃品質的影響。

1.2.3.3 響應面試驗設計

在單因素試驗結果的基礎上，選擇烘烤溫度（A）、烘烤時間（B）和浸泡時間（C）作為影響因子，以感官評分為響應值，運用Box-Behnken中心組合試驗設計法，優(yōu)選出最優(yōu)的生產工藝。響應面試驗因素與水平如表1所示。

表1 響應面試驗設計因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface experiment design

1.2.4 測定指標與方法

1.2.4.1 失重率

1.2.4.2 草本風味核桃感官評價

分別從色澤、風味及口感對草本風味核桃的感官品質進行綜合評分，樣本由10 名經過感官評價訓練的人進行評價，結果取平均值，草本風味核桃的感官品質評價標準詳見表2。

表2 草本風味核桃感官品質評分標準Table 2 Sensory evaluation standard of walnut with herbal flavor

1.2.4.3 核桃仁質構

試驗采用TMS-PRO 質構儀TPA 模式和P/37 探頭進行測試。設定測前速率1 mm/s，測試速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，壓縮比為50%。每個樣品重復測定3次，結果取平均值。選取硬度、咀嚼性和彈性3個指標對核桃仁的質地進行評價。

1.2.5 數據處理

采用Orgin 2021軟件處理數據并進行圖表繪制，利用Design-Expert 軟件進行響應面分析并構建回歸方程，所有數據均為3次獨立重復試驗的平均值。

2 結果與分析

2.1 殺青最佳工藝條件的確定

殺青是核桃加工中的關鍵初制工序，采取高溫措施使核桃失水，除去核桃的澀味，以便后面工序更好的入味。一般情況下，失重率越高，說明殺青效果越好。但殺青最佳工藝條件的選擇必須同時考慮殺青后的核桃感官性狀，以及殺青的綜合生產成本。由表3可知，從失重率來看，90 ℃時，殺青8 h的失重率最高，但考慮90 ℃殺青生產成本較高，核桃也會產生一種不愉快氣味和苦味，綜合實際生產條件，試驗選擇80 ℃烘烤8 h為最佳殺青條件。牛希躍等[19]在對核桃進行干燥的研究中發(fā)現，在高溫條件下，含水量會發(fā)生明顯變化，且核桃的酸價和過氧化值也隨之不斷升高，導致核桃產生異味，這與本研究結論一致。

表3 不同殺青溫度和時間對核桃失重率的影響Table 3 Effects of different water removing temperature and time on weight loss rate of walnut單位：%

2.2 浸泡和烘烤條件單因素試驗結果

2.2.1 浸泡時間的確定

由圖1 可以看出，隨著浸泡時間的增加，加工后的核桃仁彈性變化不大，硬度表現為下降—上升—下降的變化趨勢，核桃仁咀嚼性整體呈下降趨勢，核桃感官評分表現為先上升后下降。當浸泡時間為2.0、2.5 min 時，核桃仍在吸收料水，產品可能存在入味不足的情況，故其感官評分隨時間延長呈上升趨勢；浸泡時間為3.5、4.0 min 時，核桃內部和外部料水濃度已經平衡，核桃不再吸收料水，多余的料水附著在核桃表面，經過烘烤會有少量鹽析出，導致核桃口感過咸，感官評分呈降低的趨勢；浸泡3.0 min 時，感官評分最高。因此，綜合考慮各因素的影響及生產實際需要，確定適宜浸泡時間為3.0 min。

圖1 浸泡時間對草本風味核桃感官品質和核桃仁質構的影響Fig.1 Effects of soaking time on herb-flavored walnut sensory quality and kernel texture

2.2.2 烘烤溫度的確定

由圖2可知，隨著烘烤溫度的升高，加工后的核桃仁彈性無明顯變化，硬度呈現先降低后上升再降低的趨勢，咀嚼性呈現先升高后降低的趨勢，草本風味核桃感官評分呈現先升高再降低的趨勢。這可能是因為烘烤溫度偏低時，核桃內部加熱不足導致核桃仁生硬、不脆，口感較差；烘烤溫度偏高時易導致核桃仁烤焦。當烘烤溫度為80 ℃時，核桃仁咀嚼性較好，而且硬度適中且感官評分最高。因此，綜合考慮確定適宜的烘烤溫度為80 ℃。

圖2 烘烤溫度對草本風味核桃感官品質和核桃仁質構的影響Fig.2 Effects of roasting temperature on herb-flavored walnutsensory quality and kernel texture

2.2.2 烘烤時間對核桃品質的影響

由圖3 可知，隨著烘烤時間的增加，核桃仁的硬度和咀嚼性及草本風味核桃的感官評分均呈現先上升后下降的趨勢。當烘烤時間為8 h時，核桃仁的咀嚼性較好，硬度和感官評分均為最高值。這是因為烘烤時間過短，核桃仁水分偏高，口感生澀；烘烤時間過長，核桃仁會因為水分的過度散失，易烤焦。綜合考慮，確定適宜的烘烤時間為8 h。

圖3 烘烤時間對草本風味核桃感官品質和核桃仁質構的影響Fig.3 Effects of roasting time on herb-flavored walnut sensory quality and kernel texture

2.3 響應面優(yōu)化試驗結果

2.3.1 試驗方案及結果

響應面試驗設計方案及結果見表4。

表4 響應面試驗設計及結果Table 4 Design and results of response surface testts

2.3.2 模型的建立

選用Design-Expert 統(tǒng)計軟件對試驗結果進行回歸分析，建立感官評分的回歸模型方程為：

2.3.3 方差分析

方差分析結果如表5所示，該模型的P＜0.01，說明此模型極顯著，能夠很好地對響應值進行分析和預測。所建立模型的決定系數R2=0.972 6，表明有97.26%的數據可以用此回歸方程進行解釋，R2Adj=0.937 4，意味著該模型可以對93.74%的響應值的改變做出解釋，并且試驗誤差很小。其中，二次項A2的影響極顯著（P＜0.01），一次項A、交互項AC的影響顯著（P＜0.05）；各因素對感官評分影響程度由大到小為A＞B＞C，即烘烤溫度的影響最大，其次是烘烤時間，然后是浸泡時間。

表5 回歸模型的方差分析Table 5 Variance analysis of regression model

2.3.4 響應面分析

兩兩因素之間交互作用的效應可以通過響應曲面梯度變化的陡峭形狀來反映[20]。由圖4～圖6 可知，圖5 整體曲面較陡峭，表明了AC因素間的交互作用對響應值的影響更明顯。烘烤溫度對感官評分的影響最明顯，呈一條陡峭的曲線，烘烤時間和浸泡時間次之，相應表現為曲線較為緩和，這與表4 的結果一致。在風味核桃生產過程中，烘烤溫度是影響產品品質的主要因素[21]。當核桃表面受熱后，其吸收的熱量一部分用于蒸發(fā)水分，另一部分以熱傳導的方式傳到核桃內部，致使核桃干燥[22]。烘烤溫度較低，由于核桃內部的水分沒有蒸發(fā)掉，此時入味效果并不好。溫度過高，核桃仁內油脂易發(fā)生變質反應[23-24]。

圖4 烘烤溫度和烘烤時間的交互作用對核桃感官評分影響的響應曲面圖Fig.4 Response surface plot of effect of interaction between roasting temperature and time on walnut sensory score

圖5 烘烤溫度和浸泡時間的交互作用對核桃感官評分影響的響應曲面圖Fig.5 Response surface plot of effect of interaction between roasting temperature and soaking time on walnut sensory score

圖6 烘烤時間和浸泡時間的交互作用對核桃感官評分影響的響應曲面圖Fig.6 Response surface plot of effect of interaction between roasting time and soaking time on walnut sensory score

2.3.5 最優(yōu)配方驗證試驗

應用Design-Expert 軟件對二次多項式回歸模型方程進行計算，得到最佳工藝條件為：烘烤溫度79.9 ℃，烘烤時間7 h，浸泡時間2.5 min，模型預測在此工藝條件下的感官評分為93.8。為了便于實際操作，優(yōu)化工藝條件為烘烤溫度80 ℃，烘烤時間7 h，浸泡時間2.5 min，對該最優(yōu)條件進行了3次平行驗證試驗，加工的草本風味核桃感官品質最佳，核桃色澤美觀，核桃仁金黃，草本風味佳，無苦澀味，口感酥脆，感官評分的平均分數是93.5 分，與預測的數值比較接近，由此表明響應面分析法提供的模型較真實地擬合了實際情況。

3 結論

上述試驗結果表明：以核桃失重率為評價指標，綜合實際生產條件，確定最佳殺青條件為80 ℃下殺青8 h；基于單因素試驗結果，選用Box-Behnken試驗方案，對響應面進行回歸分析，得到3 個條件對于核桃感官品質影響程度由大到小為：烘烤溫度＞烘烤時間＞浸泡時間，烘烤溫度和浸泡時間兩因素的相互作用對響應值影響顯著（P＜0.05）。模型確定的最佳工藝條件為：浸泡時間2.5 min，烘烤溫度80 ℃，烘烤時間7 h。經過驗證試驗，感官評分結果與預測值較相近。