无花果-花生核桃渣酸奶块的加工工艺

张莉，刘小梅，陈一萌，柏红梅*，王波，游敬刚

1. 四川省食品发酵工业研究设计院（成都 611130）；2. 成都中医药大学（成都 611130）

无花果，别称明目果、隐花果等，鲜果皮薄无核，果肉色泽鲜亮、松软甘甜，含有丰富的糖、蛋白质、膳食纤维、维生素和矿元素等营养物质[1]，此外还富含黄酮及多酚类、多糖类、脂溶性化合物等多种生物活性成分，具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、调节机体代谢、提高抗氧化能力等作用[2-3]。花生核桃渣是在花生核桃等蛋白饮料的生产中产生的副产物，富含蛋白质、膳食纤维和微量元素等营养物质，是一种优质的食品原料，但花生核桃渣资源开发程度不足，造成资源浪费[4-5]。酸奶不仅保留了牛奶中丰富的营养物质，而且富含益生菌成分，有益于人体肠道健康，但市场上酸奶制品多受储存条件限制，且品种口味营养较单一，保质期较短，携带不方便，无法满足当代人们对产品多元化的消费需求[6-7]。

真空冷冻干燥技术是一项用于生产脱水产品的高新干燥技术，该干燥方式不仅最大限度地保持了物料的色、香、味、形，还保持了原料原有的热敏性物质[8-9]，营养成分损失较少，食品风味独特，并且干燥后的物料呈现多孔状，复水性好，易于保存、运输和销售[10]。

因此，试验利用真空冷冻干燥技术，通过响应面优化分析法对无花果花生核桃渣酸奶块制作工艺进行优化，旨在开发一款风味独特和品质优良的新型功能性产品。该产品既保证酸奶中的益生菌活性，又添加无花果丁、花生核桃渣，强化蛋白质与膳食纤维等营养成分的功效，同时整体工艺优化便捷，适合批量生产，迎合广大消费者口味多元化的需求，具有极大的发展前景。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

无花果（108B，四川省内江市威远金四方果业公司）；花生核桃渣、原味酸奶、白砂糖、维生素C（市售）；氯化钠、氯化钾（均为分析纯，天津市致远化学试剂有限公司）。

1.2 仪器与设备

LGJ-25C真空冷冻干燥机（北京四环科学仪器厂有限工厂）；电热恒温鼓风干燥箱（上海森信实验仪器有限公司）；ESJ200-4B电子天平（兄弟仪器设备有限公司）；高压蒸汽灭菌锅（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；无菌操作台（苏净集团安泰公司）；电热恒温微生物培养机（北京中兴伟业世纪仪器有限公司）；G08L G02双层破壁研磨机（浙江苏泊尔股份有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程及其操作要点

1.3.1.1 工艺流程

原料→预处理→混匀→注模定型→预冻成型→真空冷冻干燥→成品

1.3.1.2 操作要点

原料预处理。取-20 ℃冰柜中完整无腐烂、成熟度较高的无花果，解冻15 min，用清水冲洗干净后，削皮切丁备用；将花生核桃渣在70 ℃烘箱烘干30 min去除生味，并粉碎过0.425 mm（40目）筛备用。

原料混合均匀。将维生素C（按无花果丁添加量的0.08%）和无花果丁按设定添加量混合搅拌均匀，使得维生素C充分溶解混匀；将花生核桃渣粉、白砂糖按设定量加入混合好的无花果丁中，按一定比例添加酸奶并充分混合成糊状。

注模定型。将混合好的糊状物质装进方块模型中，稍微振动铺平。

预冻成型。将方块模型放进-40 ℃下预冻7 h，取出脱模。

真空冷冻干燥。将预冻成型的方形酸奶块脱模后装入冻干盘中，进行真空干燥脱水，完成后即可获得无花果-花生核桃渣酸奶块成品。

1.3.2 单因素试验

当其他因素不变时，改变单一因素，以感官评分为主要评价指标，结合水分测定，考察不同无花果丁添加量（25%，35%，45%，55%和65%）、花生核桃渣添加量（3%，4%，5%，6%和7%）、白砂糖添加量（3%，4%，5%，6%和7%）3个单因素对无花果-花生核桃渣酸奶块感官品质及水分的影响。

1.3.3 响应面试验

根据单因素试验结果，以无花果丁添加量（A）、花生核桃渣添加量（B）、白砂糖添加量（C）3个单因素作为自变量，以感官评分为响应值，利用Box-Behnken的中心组合设计原理，通过软件Design-Expert 8.0.6对试验数据进行分析，确定无花果-花生核桃渣酸奶块的制作工艺，响应面优化分析三因素三水平试验设计结果如表1所示。

表1 无花果-花生核桃渣酸奶块的响应面试验因素水平 单位：%

1.4 测量值标

1.4.1 感官评定

通过感官评定方法对无花果-花生核桃渣酸奶块进行评价，参照文献[11-13]，从色泽、香味、口感、组织状态4个方面制定感官评分标准，如表2所示。

表2 无花果-花生核桃渣酸奶块感官评分标准

1.4.2 理化指标

水分、膳食纤维、微生物指标（菌落总数、乳酸菌群、大肠菌群）的测定分别参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 标准食品中水分的测定》、GB 5009.88—2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》、GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定》、GB 4789.35—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》、GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》方法进行测定[14-18]。

1.5 数据处理

采用Office 2019作数据分析，绘制曲线图，利用Design-Expert 8.0.6进行试验设计及响应面分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 无花果丁添加量对产品感官评定及水分的影响

冻干后无花果丁色泽亮度增大，颜色变化明显，粉色程度加深，可作为无花果-花生核桃渣酸奶块的呈色物质。此外，无花果丁具有独特的无花果风味，可增加酸奶块整体的口感，不同无花果丁添加量对产品感官评定及水分的影响如图1所示。无花果丁添加量在25%～65%范围内，随着无花果丁添加量增加，无花果-花生核桃渣酸奶块中的可溶性固形物增多，干燥后硬度和水分不断增加，颜色加深变化明显，在冷冻干燥过程中对脱水起到增压作用，因此在无花果丁添加量不断增加后水分含量随之增加。无花果丁添加量45%时，感官评分最高，产品色泽均匀，具有独特的无花果风味，酸甜度适中，符合大众口味。因此，选择无花果丁添加量45%为宜。

图1 无花果丁添加量对产品感官评定及水分的影响

2.1.2 花生核桃渣添加量对产品感官评定及水分含量的影响

花生核桃渣加量直接影响无花果-花生核桃渣酸奶块的组织状态、口感等。如图2所示，在3%～7%范围内随着花生核桃渣添加量增加，感官评分呈先升高后下降的趋势，而水分折线图则呈持续下降趋势。添加量5%时，其感官评分值最高，无花果-花生核桃渣酸奶块颜色呈微粉色且色泽均匀鲜亮，口感酥松，酸甜度适中。考虑到酸奶块产品本身的酥脆口感、独特色泽和风味，故选择花生核桃渣添加量5%为宜。

图2 花生核桃渣添加量对产品感官评定及水分的影响

2.1.3 白砂糖添加量对产品感官评定及水分含量的影响

白砂糖添加量不仅会影响酸奶块的风味，还会对其口感及质地产生影响。白砂糖添加量对产品感官评分及水分的影响结果如图3所示，白砂糖添加量4%时感官评分最高，继续提高白砂糖添加量，感官评分开始降低，酸奶块黏性变大。添加量高于4%，水分明显增大，可能的原因是随着糖含量增加，产品黏度增大，影响冷冻干燥速率，导致水分升华速度减慢，因此水分出现明显增大，影响感官品质。综合选取白砂糖添加量4%为宜。

图3 白砂糖添加量对产品感官评定及水分的影响

2.2 响应面法优化设计试验

2.2.1 回归模型的建立与方程分析

在单因素试验基础上，以无花果丁添加量（A）、花生核桃渣添加量（B）、白砂糖添加量（C）作为响应因子，以无花果-花生核桃渣酸奶块的感官评分作为响应值，建立Box-Behnken试验设计模型，对三因素三水平进行响应面分析，优化无花果-花生核桃渣酸奶块的配方加工工艺。试验设计方案及结果如表3所示，总计17组试验，包括5组中心点试验[19]，确定最优配方工艺参数。

表3 响应面试验设计及结果

利用软件Design-Expert 8.0.6对表3试验数据进行二次多项式回归分析，建立多元二次回归拟合，得到Y（感官评分）和自变量A、B、C的回归模型：Y=89.74+1.41A-1.95B-0.79C+0.85AB-2.58AC+0.40BC-4.03A2-5.36B2-4.28C2。

对拟合得出的回归方程进行方差分析，结果见表4。模型失拟项p值为0.957 6＞0.05，表明不显著，即该模型拟合精度良好，试验结果具有可预测性；同时模型p＜0.000 1，试验的回归模型呈现极显著水平。因素一次项（A、B）、交互项（AC）对酸奶块感官评分具有极显著影响（p＜0.01）；一次项（C）、交互项（AB、BC）对结果影响不显著（p＞0.05）。此外，由F值越大表明各因素对无花果-花生核桃渣酸奶块的品质影响越大，可知3个因素对酸奶块感官评分影响的大小关系为花生核桃渣添加量（B）＞无花果果丁添加量（A）＞白砂糖添加量（C）。

表4 回归方程方差分析

2.2.2 响应面曲面直观图分析

通过Design-Expert 8.0.6软件对回归模型进行分析，可知响应面的陡峭程度越大，说明该因素对感官评分的影响越大，等高线越密集说明响应因素交互作用对酸奶块感官品质的影响越大，反之越弱。从等高线的形状可以看出，两两因素交互效果的显著性，等高线的形状呈椭圆形，表示因素的交互作用显著，圆形则表示交互作用不显著[20]。

由图4中交互作用结果的响应面图和等高线图可知，无花果丁添加量（A）和白砂糖添加量（C）对无花果-花生核桃渣酸奶块感官评分的相互作用为极显著，主要表现为感官得分响应值分别与无花果丁添加量（A）、白砂糖添加量（C）之间形成的三维响应面图坡面较陡，坡度较大。同时等高线形状为椭圆形且线条密集，该结果与方差分析验证一致，进一步直观说明该试验模型具有较好的可靠性和可行性。

图4 无花果丁添加量和白砂糖渣添加量对酸奶块感官评分影响的响应面图（A）和等高线图（B）

2.2.3 最佳工艺参数的确定与验证

通过响应面法优化分析得到无花果-花生核桃渣酸奶块的最佳工艺参数：无花果丁添加量46.05%，花生核桃渣添加量4.91%，白砂糖添加量3.92%。在此参数条件下，得到的无花果-花生核桃渣酸奶块感官评分预测值为90.12分。为便于实际的试验操作，将最佳工艺参数分别修改为无花果丁添加量46%、花生核桃渣添加量5%、白砂糖添加量4%。采用修改后的工艺参数进行3次平行验证试验，感官评分为90.75分，较接近预测值，可知利用响应面分析法优化无花果-花生核桃渣酸奶块的工艺参数具有实际可行性。

2.3 成品质量测量结果

2.3.1 感官评价

对最佳工艺参数制备得到的无花果-花生核桃渣酸奶块进行感官评价，结果显示：色泽，均匀鲜亮，颜色呈淡粉色；风味，无花果香味、花生核桃香味和酸奶特征性风味适宜，无异味；口感，细腻酥脆，酸甜度适宜，入口即化，不粘牙；组织状态，外形完整平滑，质地均匀松脆，立体饱满，无缺损变形。

2.3.2 质量指标检测结果分析

对在最佳工艺配方参数下生产的产品进行理化及微生物指标检测，结果如表5所示。产品水分较低，有较好的酥脆口感；无花果丁和花生核桃渣含有丰富的膳食纤维，故产品膳食纤维含量高；乳酸菌活菌含量大于106CFU/g，对人体具有益生作用[23]，大肠杆菌及其他致病菌未检出。

表5 质量指标检测结果

3 结论

在单因素试验基础上，采用响应面法优化分析，无花果-花生核桃渣酸奶块的最佳工艺参数为无花果丁添加量46%、花生核桃渣添加量5%、白砂糖添加量4%。该条件下感官评分为90.75分。通过此工艺参数制得的酸奶块成品色泽均匀鲜亮，口感细腻、入口即化，无花果、花生核桃渣及酸奶复合特征风味明显，酸甜度适宜，质地酥脆；水分为5.94%，微生物指标均符合国家标准的相关规定。试验表明高膳食纤维无花果-花生核桃渣酸奶块制作工艺简单，口味新颖独特，营养丰富，方便储运，货架期较长，有一定的实际应用价值，可为后期深加工产品开发提供参考。