响应面法优化石榴山楂复合果糕配方_李海生.pdf

年第 期贮藏与加工 收稿日期：基金项目：国家现代农业产业技术体系四川南亚作物创新团队；西昌学院 年大学生创新创业训练项目。作者简介：李海生（），本科，农艺师，研究方向：农产品加工及检验。：。为通讯作者。响应面法优化石榴山楂复合果糕配方李海生，徐 婷，赵欣雨，姚 昕（四川省乐至县农业农村局，四川 乐至；西昌学院，四川 西昌）摘 要：以山楂和石榴为原料，琼脂和黄原胶复配成胶凝剂，研制石榴山楂复合果糕。以感官评分为评价指标，通过响应面法对复合果糕的配方进行了优化，并确定了加工过程中烘制的工艺条件。结果表明，石榴山楂复合果糕最佳配方为 石榴汁、白砂糖和 复合胶凝剂，复合胶凝剂中琼脂与黄原胶质量比为：，烘制温度 ，烘制时间 ，在此条件下制得的复合果糕呈深红色，兼具山楂和石榴风味，香味浓郁，酸甜适宜，口感细腻，富有弹性，质地均匀，且理化指标合格。关键词：山楂；石榴；果糕；配方；响应面法 石榴（），属石榴科石榴属植物，又名安石榴、丹若等，其籽粒酸甜多汁，含有维生素、氨基酸、微量元素及石榴苷、花青苷、黄酮等多酚类物质，具有保护心脏、抗动脉粥样硬化、抗氧化、抗高血压等功效。山楂（），属蔷薇科山楂属植物，又名山里红、红果等，其果实颜色鲜艳，富含糖类、氨基酸、蛋白质、维生素、微量元素等多种营养物质，同时还含有三萜类、黄酮类、鞣质、酚类、有机酸等活性物质，具有降三高、抗氧化、护肝等多种药理作用。除了鲜食以外，山楂可以加工成多种制品，如山楂糕、山楂条、果丹皮、山楂果酱、山楂饮料等，其中山楂糕作为经典的传统零食，不仅酸甜可口，口感细腻，还具有开胃健脾、消食化积等功效。目前市面上所销售的山楂糕品牌较多，深受消费者的欢迎，但多为纯山楂制成，风味较为单一。本研究在山楂糕中添加适量的石榴汁，通过响应面法优化复合果糕的配方，研制出一款兼具山楂和石榴风味的果糕，以期为消费者在购买相关产品时提供更多的选择。材料与方法 材料与仪器石榴，品种为突尼斯软籽，产于四川省会理县。山楂，品种为大金星，产于山东省临朐县。白砂糖、琼脂和黄原胶，均为食品级。工艺流程石榴清洗去皮压榨取汁 白砂糖 溶胶 山楂清洗软化打浆均质混合调配熬煮倒模冷却脱模切分烘干包装成品 操作要点 山楂预处理 将新鲜的山楂清洗，去除果柄和果核，对半切分，于 异抗坏血酸溶液中浸泡 。护色后按：比例与水混合，加热软化，再于打浆机中打成浆状，并在胶体磨中进一步磨细备用。石榴预处理 将石榴清洗去皮，籽粒压榨取汁，用双层纱布过滤备用。溶胶 将胶凝剂（琼脂和黄原胶）置于适量水中吸水溶胀，下加热溶解。混合调配和熬煮 将山楂果浆、石榴果汁及白砂糖按一定比例混合，煮沸后改为文火，临近终点时加入一定量的胶凝剂，搅拌均匀。浓缩物料用搅拌棒盛取、斜置，若成片状落下，则为熬煮终点。倒模、冷却及时将浓缩好的物料注模，刮平表面，控制果糕厚度约为 ，室温下自然冷却。脱模、切分、烘干 将冷却成型的果糕脱模，切分成 小块，置于下烘干，待其表面不粘手即可。包装 对烘制好的石榴山楂复合果糕进行真空包装，即得成品。石榴山楂复合果糕配方的确定 单因素试验设计 以感官评分为评价指标，单因素试验固定每组山楂果浆和石榴果汁质量，分别考察石榴果汁添加量（、贮藏与加工 年第 期 、）、白 砂 糖 添 加 量（、）、复合胶凝剂组成（琼脂与黄原胶质量比为 、）和复合胶凝剂添加量（、）对石榴山楂复合果糕感官品质的影响。表 响应面试验因素水平水平因素 石榴汁添加量（）白砂糖添加量（）复合胶凝剂添加量（）响应面试验设计在单因素试验结果基础上，采用 试验设计原理进行 因素 水平优化响应面试验设计，因素水平见表。烘制温度的确定设置烘制温度分别为、和，总时间控制在，期间烘干 时翻面 次，烘干后对果糕成型质量进行感官评价，考察不同烘制温度对复合果糕成型质量的影响。测定指标 感官评价采用简单描述检验法，名食品专业人员构成感官评价小组，参照表 对复合果糕进行感官评价，满分为 分。表 石榴山楂复合果糕感官评价标项目评定标准得分（分）风味（分）酸甜适中，兼具石榴和山楂风味，融合协调，无异味 酸甜较适中，石榴或山楂风味较淡，融合不协调，无异味 酸甜失衡，石榴或山楂风味基本被掩盖，异味明显 口感（分）软硬适中，富有弹性，口感细腻，不粘牙 略硬或略软，较有弹性，口感较细腻，略微粘牙 偏软或偏硬，弹性一般，口感粗糙，较粘牙 色泽（分）深红色，富有光泽 淡红色或暗红色，有一定光泽 红褐色，色泽暗淡，无光泽 组织形态（分）质地均匀，表面光滑且干爽，无气泡和杂质 质地较均匀，表面略黏，有微量气泡或杂质 质地不均匀，表面黏湿，有大量气泡或杂质 理化指标测定 物性指标，采用 质构仪测定。总糖、水分和灰分含量测定均参照 。结果与分析 单因素试验结果与分析 石榴汁添加量对复合果糕感官品质的影响适量石榴汁的添加有助于改善复合果糕的风味，使其兼具石榴和山楂的果香，风味更加丰富。从图图 石榴汁添加量对复合果糕感官品质的影响 可以看出，石榴汁添加量为 时，复合果糕的感官评分最高，呈深红色，兼具了石榴和山楂果香，且融合协调，风味较佳。当石榴汁添加量低于 时，山楂风味过于突出，基本掩盖了石榴的风味，不易尝出。因此，控制石榴汁适宜的添加量为 进行复合果糕的制作。白砂糖添加量对复合果糕感官品质的影响 由图 可知，复合果糕感官品质会一定程度上受到白砂糖添加量的影响。当复合果糕白砂糖添加量较少时，其口感偏酸，而添加量过多时，又会过于甜腻，一定程度上掩盖了果香味，且会导致果糕硬度的增加，易返砂。当白砂糖添加量为 时，复合果糕酸甜可口，果香较浓，其感官评分最高。因此，控制白砂糖添加量为 较为合适。胶凝剂对复合果糕品质的影响选择琼脂和黄原胶作为胶凝剂，两者单独使用时均存在一定不足。琼脂的成型效果较好，但果糕的质地较脆，缺乏弹性，而黄原胶的增稠作用较好，但凝结性较差，果糕不易成型。将琼脂与黄原胶按不同比例混合，年第 期贮藏与加工图 白砂糖添加量对复合果糕感官品质的影响控制总添加量为 ，考察两者不同质量比对复合果糕品质的影响。由表 可知，随着黄原胶所占比的增大，感官评分呈先增加再降低变化，硬度下降，成型效果逐渐变差。当琼脂与黄原胶质量比为：时，复合果糕成型效果好，各项物性指标适中，感官评分较高，口感较细腻，无异味。控制琼脂与黄原胶质量比为：，考察不同添加量的复合胶凝剂对果糕品质的影响。由表 可看出，当复合胶凝添加量为 时，果糕感官评分最高，且软硬适中，弹性较好，口感细腻柔和。当添加量为时 时，果糕质地偏软，弹性较差，而添加量超过 时，其硬度增加。因此，控制复合胶凝剂添加量为 较为适合。响应面试验结果与分析 响应面试验结果及回归模型的建立以单因素试验结果为基础，设计 因素 水平优化响应面 组，试验结果见表。表 两种胶凝剂质量比对复合果糕品质的影响琼脂：黄原胶质量比硬度（）弹性（）咀嚼性（）胶着性（）黏聚性（）感官得分（分）：表 复合胶凝剂添加量对复合果糕品质的影响复合胶凝剂添加量（）硬度（）弹性（）咀嚼性（）胶着性（）黏聚性（）感官得分（分）表 优化响应面试验设计及结果试验号 石榴汁添加量（）白砂糖添加量（）复合胶凝剂添加量（）感官评分（分）贮藏与加工 年第 期 续表 试验号 石榴汁添加量（）白砂糖添加量（）复合胶凝剂添加量（）感官评分（分）对表 数据进行多元回归拟合后，得到各因素与复合果糕感官评分之间互相影响的二次多项回归模型如下：.回归模型的方差分析见表。由表 可知，回归模型 ，说明该模型极显著；一次项中，（复合胶凝剂添加量）影响极显著（），（石榴汁添加量）影响显著（），（白砂糖添加量）影响不显著，说明单因素中复合胶凝剂添加量和石榴汁添加量对复合果糕感官品质影响更大。根据 值大小，可以判断对复合果糕感官品质影响的主次顺序为 。交互作用项 显著（.），其余的不显著，二次项、均为极显著（）。失拟项不显著（），相关系数 ，校正决定系数 ，可见回归方程拟合度好，该模型成立，可进行分析和预测。表 回归模型方差分析及回归方程系数显著性检验方差来源平方和自由度均方 值 值显著性模型 总残差 失拟项纯误差 总和 注：表示差异显著（），表示差异极显著 。各因素之间交互作用对复合果糕感官品质的影响 各因素间交互作用对复合果糕感官品质影响的响应面图见图。由图 可知，其中白砂糖添加量和复合胶凝剂添加量交互作用的响应面曲图较陡，表明白两者交互作用对复合果糕感官评分影响较大，与表 方差分析结果一致。根据回归模型预测最优配方为 石榴汁、白砂糖和.复合胶凝剂，感官评分预测值为 。响应面优化验证 为验证预测的准确性，考虑到实际可操作性和可行性，确定最优配方：石榴汁、白砂糖和 复合胶凝剂。该条件下经过 次平行试验，测得石榴山楂复合果糕感官评分为 ，与理论预测值基本吻合，说明响应面分析法对石榴山楂复合果糕配方优化是可行的。年第 期贮藏与加工图 石榴汁、白砂糖及复合胶凝剂添加量交互作用对复合果糕感官评分影响的响应面 烘制温度对复合果糕感观品质的影响控制烘制总时间，考察不同烘制温度对复合果糕品质的影响，结果见表。由表 可知，和 下烘制出的复合果糕品质均较好，产品外形良好，表面光滑且干爽，软硬适中，富有弹性，感官评分均较高，且两者差异不明显。烘制温度超过 时，产品会发生不同程度的变形，表面变硬，甚至会结成硬皮，影响口感，而温度为 时，水分含量较高，表面略黏，一定程度上会影响产品的保藏性，且质地偏软，弹性一般，整体口感较差。因此，综合考虑控制烘制温度为，既可以在较短时间内达到烘制要求，又能较好地保持复合果糕各方面的品质。表 烘制温度对复合果糕品质的影响烘制温度（）感官状态感官评分（分）产品不变形，表面略黏，偏软，弹性一般 产品不变形，表面光滑且干爽，软硬适中，较有弹性 产品不变形，表面光滑且干爽，软硬适中，富有弹性 产品略有变形，表面略硬，弹性一般 产品有裂痕，表面结成硬皮，弹性较差 石榴山楂复合果糕的质量标准 感官指标按照试验所确定的最优配方制得的石榴山楂复合果糕感官品质见表。表 复合果糕的感官品质感官评价指标评定标准风味酸甜适中，兼具石榴和山楂风味，果香浓郁，融合协调，无异味口感爽口，软硬适中，富有弹性，口感细腻，不粘牙色泽深红色且均一，富有光泽，半透明组织形态表面光滑且干爽，质地均匀，无气泡和杂质 产品理化指标在最佳配方下制得的石榴山楂 复 合 果 糕，测 定 其 总 糖（以 葡 萄 糖 计）为.，水分为 ，灰分为 ，符合 标准。结论在单因素试验基础上，利用响应面法对石榴山楂复合果糕配方进行优化，获得与实际较为拟合的模型。最佳石榴山楂复合果糕配方为 石榴汁、白砂糖和 复合胶凝剂，适宜的烘制温度为 ，在此条件下制得的复合果糕呈深红色，富有光泽，兼具山楂和石榴的风味，酸甜适宜，口感细腻，质地均匀，无气泡，不粘牙，无肉眼可见杂质，为山楂糕系列产品增添了新的成员。参考文献：王舒 石榴营养成分和保健功能的研究进展 海峡药学，（）：杨雪梅，张锦超，邓光华，等 不同石榴品种籽粒矿质营养元素含量综合评价 山东农业科学，（）：张金宝，邓源喜，童晓曼，等 山楂的营养保健功能及其应用进展 安徽农学通报，（）：李璐雨 广西不同产地大果山楂主要营养成分比较分析 现代食品，（）：王霞 山楂加工产业现状及发展建议 中国果菜，（）：，高远，张立军 我国山楂加工产业的现状及发展建议 中国果菜，（）：贾庆超，孔欣欣 模糊数学评价结合响应面法优化山楂黑蒜复合饮料 食品安全质量检测学报，（）：雷磊 百合山楂糕制作工艺的研究 粮食加工，（）：杨虹，钟旭美，李悦珊，等 一款低糖山楂糕加工工艺的探究农产品加工，（）：王波，赵贵红，荣珍珍，等 柿子葡萄复合果糕的研制 中国果菜，（）：