響應面法優化低糖椰肉果脯真空滲糖工藝

謝婧，李詠梅，陳曉欣，唐泳鈺，李佳純

廣東科貿職業學院（廣州 510430）

海南椰子（Cocos nuciferaL.）是一種棕櫚科常綠喬木，椰子多汁果肉香醇，營養價值高。在食品行業已邁入功能性時代，植物基賽道的飛快增長，椰汁早已成為植物蛋白飲料的種子選手，市場已有椰漿發酵成植物基酸奶的新產品，解決無糖不耐癥及低糖飲料等問題。椰子去汁液后剩余大量椰肉，椰肉即椰子的胚乳，中藥材中又名椰子瓤，其富含柚子油、蛋白質、碳水化合物、膳食纖維、維生素等營養價值[1]，民間常用于椰肉煲雞等藥膳：《開寶本草》中記載椰肉具有益氣，去風功效；《本草求原》中記載椰肉可用于消疳積，白蟲，小兒青瘦，合蜜食，具有健胃和治療小兒生瘡滴蟲的作用[2]。因此，選擇椰子這一植物基賽道熱門選手，將椰肉開發成低糖果脯作為兒童休閑食品[3-5]，不僅能夠實現產品差異化，開創新品類，還可以借助椰子自身的勢能實現食品產業快速增長。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

椰子（購自廣州白云區江南水果批發市場，產地海南）；一級白砂糖、檸檬酸、亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、氯化鈣（GaCl2）、抗壞血酸（VC）、食鹽（NaCl）、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）（均為食品級，廣州誠儀諾儀器有限公司）。

1.2 儀器與設備

WYT手持折光儀（范圍0～80%，北京佳航博創科技有限公司）；FA1204電子分析天平（金博仕蘇州生物技術有限公司）；DGX-9243B-2電熱恒溫鼓風干燥箱（山東博科科學儀器有限公司）；DZF-6050真空干燥箱（愛來寶濟南生物技術有限公司）；LCE109S電磁爐（美的集團）。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

原料挑選→剝殼、去皮→切分→清洗→護色→熱燙→真空滲糖→浸糖→瀝糖→烘干→干燥→整形→包裝

1.3.2 操作要點

1) 原料選擇：選取個體大、無機械傷和病斑、成熟的椰子。

2) 剝殼：把外層的椰棕剝開，在上面有品字形的地方，用打孔器在其中2個尖的位置打穿，用錘子敲開，直至裂開為止，用刨肉器將椰子肉剝下來。

3) 清洗切分：用消過毒的不銹鋼小刀切分椰子肉，切成長2～3 cm，寬0.4～0.6 cm的椰子長條，進行刺孔，清洗。

4) 護色：將切完的椰肉浸泡在一定濃度的護色溶液中，護色處理。

5) 熱燙：用清水漂洗椰肉數次，用95 ℃的熱水煮沸3 min[6]，撈起浸入冰水中急速冷卻。

6) 真空滲糖：將椰肉放置到45%白砂糖液中[7]制備低糖椰肉果脯（低于50%含糖量為低糖果脯），往糖液中加入增稠劑[8]、酸味劑充分溶解，在不同參數條件下真空滲糖[9-10]，真空度為0.085 MPa。

7) 浸糖：真空滲糖后，將果脯放置在45%白砂糖溶液中常溫下浸泡24 h[11]，等椰肉出現透明感時，即可把椰肉從糖液中撈起瀝干糖液。

8) 干燥：將糖漬瀝干后的椰肉擺在網盤上，放入干燥箱，68 ℃下干燥48 h[12-13]，表面不粘手時，即可將其取出進行包裝。

1.3.3 單因素試驗設計

1.3.3.1 護色劑對椰肉果脯品質的影響

取5份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數0.4% GaCl2、0.3% CMC-Na、真空度0.085 MPa、真空時間30 min、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用NaCl、VC、NaHSO3、檸檬酸、不護色4種方式對椰肉進行護色1 h[13]，考察不同護色劑對椰肉果脯品質的影響。

1.3.3.2 硬化條件對椰肉果脯品質的影響

取8份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數0.3% NaHSO3、0.3% CMC-Na、真空度0.085 MPa、真空時間30 min、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%和0.8% GaCl2對椰肉進行硬化處理1 h，考察硬化劑的不同濃度對椰肉果脯品質的影響[14-15]。

1.3.3.3 CMC-Na添加量對椰肉果脯品質的影響

取6份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數0.3% NaHSO3、0.4% GaCl2、真空度0.085 MPa、真空時間30 min、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%和0.6% CMC-Na對椰肉進行增稠處理1 h，考察增稠劑的不同濃度對椰肉果脯品質的影響[16]。

1.3.3.4 真空溫度對椰肉果脯品質的影響

取6份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數0.3% NaHSO3、0.3% CMC-Na、0.4% GaCl2、真空度0.085 MPa、真空時間30 min，按工藝流程分別用40，45，50，55，60和65 ℃糖液溫度對椰肉進行真空處理，考察不同真空溫度對椰肉果脯品質的影響[17]。

1.3.3.5 真空滲糖時間對椰肉果脯品質的影響

取6份（每份100 g）椰肉，固定工藝參數0.3% NaHSO3、0.3% CMC-Na、0.4% GaCl2、真空度0.085 MPa、真空溫度60 ℃，按工藝流程分別用60，80，100，120，140和160 min真空時間對椰肉進行真空處理，考察不同真空時間對椰肉果脯品質的影響[18]。

1.3.4 響應面試驗設計

選用Box-Behnken中心組合試驗設計，以NaHSO3濃度、真空滲糖時間、CMC-Na濃度3個因素為自變量，以椰肉果脯飽滿度、口感、色澤和風味為評價指標[19-20]，設計響應面試驗，因素水平如表1所示。

表1 因素水平編碼

1.4 椰肉果脯感官評分標準

評分標準參考[21-22]并修改。選擇10位具有食品加工技術專業的學生，男女各5人，組成感官評分小組，隨機抽取椰肉果脯樣品，以10分為滿分，分別從飽滿度、口感、色澤3個方面評價。椰肉果脯的感官評定標準見表2。

表2 椰肉果脯的感官評價標準

1.5 數據處理

采用Excel 2016進行數據統計及繪圖，試驗數據以均數±標準差（±s）表示，運用Minitab 20.3統計軟件進行響應面優化和數據分析，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 護色劑對椰肉果脯品質的影響

按椰肉果脯工藝操作易造成褐變，不利于椰肉純白外觀的品質，漂燙前添加護色劑進行護色，可明顯降低果脯的褐變，提高果脯光亮度。采用食鹽、NaHSO3、檸檬酸3種護色劑，考察不同護色劑以及護色劑的不同濃度對護色效果的影響，護色效果如表3所示。

表3 不同護色劑及不同濃度的護色效果

結果表明，采用食鹽、NaHSO3、檸檬酸3種護色劑，NaHSO3護色效果較顯著，選用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5% NaHSO3進行護色，在NaHSO3濃度0.3%范圍內護色，椰肉果脯顏色雪白，酸甜適中，果型飽滿口感較好。

2.2 硬化條件對椰肉果脯品質的影響

果脯蜜餞類產品對外觀硬度有一定要求，而糖制過程會導致椰肉軟爛，因此試驗選用0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%和0.8%的CaCl2作為硬化劑，浸泡1 h，試驗結果見圖1。結果表明，隨著CaCl2濃度升高，椰肉硬度增大，椰肉果脯的感官評分先上升而下降，這是由于隨著CaCl2濃度增加，椰肉果脯飽滿有嚼勁，但隨著硬度增高，椰肉纖維化嚴重，椰肉粗糙，品質下降，因此，選擇最佳硬化條件：0.4% CaCl2浸泡1 h，成品的外觀及口感最佳。

圖1 不同CaCl2濃度對椰肉果脯品質的影響

2.3 CMC-Na濃度對椰肉果脯品質的影響

果脯干制由于失水會導致表皮皺縮，進而影響口感，添加增稠劑可降低水分活度，使得產品飽滿度增加。由圖2可見，隨著CMC-Na濃度增加，椰肉果脯的感官評分逐漸上升，椰肉飽滿度增高，當CMC-Na濃度超過0.4%時，此趨勢發生變化，可能是由于CMC-Na濃度過高，導致細胞膜破裂，肉質纖維化無法保持較好形狀，所以選擇0.4%～0.6%作為正交試驗的范圍。

圖2 不同CMC-Na濃度對椰肉果脯品質的影響

2.4 真空溫度對椰肉果脯品質的影響

如圖3所示，真空溫度40～55 ℃時，感官評分隨溫度增加而升高，隨后感官評分趨于穩定。由于真空度在0.085 MPa下水的沸點溫度為54 ℃，65%糖溶液在真空度0.085 MPa下達到沸點后對椰肉果脯品質影響不大。所以確定，真空度0.085 MPa下，最佳真空溫度選擇55 ℃進行試驗。

圖3 不同真空溫度對椰肉果脯品質的影響

2.5 真空滲糖時間對椰肉果脯品質的影響

圖4顯示不同滲糖時間對椰肉果脯品質的影響。隨著滲糖時間的延長，椰肉果脯吸入的含糖量逐漸增加，感官評分呈現上升趨勢，但隨著滲透壓的升高，組織內糖量達到穩定，因此，當達到120 min后其對品質的影響趨于平穩。

圖4 真空滲糖時間對椰肉品質的影響

2.6 真空滲糖響應面優化試驗結果

2.6.1 響應面設計與結果

在單因素試驗基礎上，以感官評價分為指標，選取護色液NaHSO3濃度（A）、真空滲糖時間（B）、CMC-Na濃度（C）作為因素，進行Box-Behnken響應面試驗，結果見表4。根據多元回歸分析擬合試驗結果，得到以感官評分（Y）為目標函數的二次回歸方程：Y=-70.54+80.39A+0.838B+58.42C-75.84A2- 0.002 856B2-34.79C2-0.195 0AB-14.72AC-0.141 0BC?；貧w模型方差分析見表5。

表4 Box-Behnken試驗設計與結果

表5 方差分析結果

由表5回歸模型方差分析及顯著性檢驗可知，F值為58.15，P值＜0.000 1，表示該模型具有極顯著性，具有統計學意義。失擬F值為1.12，P=0.504，不顯著，說明該回歸方程對數據進行較好擬合，可用該模型分析和預測真空滲糖的椰肉果脯工藝優化的參數，對模型回歸方程系數的顯著性試驗表明A、B、C、A2、B2、C2極顯著，AB、AC、BC顯著，顯著性的主次順序為NaHSO3濃度（A）＞CMC-Na濃度（C）＞真空滲糖時間（B）。

2.6.2 響應面交互作用分析

由圖5可知，在CMC-Na濃度0.5%時，NaHSO3濃度和真空滲糖時間的交互作用響應曲面接近橢圓，說明交互作用顯著。由圖6可知，在真空滲糖時間120 min時，隨著NaHSO3濃度和CMC-Na濃度的增加，椰肉果脯感官評分先升高后降低，響應面相對陡峭，表明NaHSO3濃度和CMC-Na濃度對感官評分的影響較大，但NaHSO3濃度過高，感官評分下降。由圖7可知，在NaHSO3濃度0.3%時，響應曲面的較為橢圓，響應面沒有圖5和圖6相對陡峭。分析表明，NaHSO3濃度和真空滲糖時間、NaHSO3濃度和CMC-Na濃度的交互作用對感官評分影響較大，其次是真空滲糖時間和CMC-Na濃度的交互作用。

圖5 NaHSO3濃度和真空滲糖時間交互作用等高線和響應面

圖6 NaHSO3濃度和CMC-Na濃度交互作用等高線和響應面

圖7 真空滲糖時間和CMC-Na濃度交互作用等高線和響應面

2.6.3 最佳工藝確定及驗證試驗

根據回歸模型方程，響應優化獲得真空滲糖椰肉果脯最優工藝參數：NaHSO3濃度0.319 2%、真空滲糖時間122.929 3 min、CMC-Na濃度0.523 2%。在此條件下，椰肉果脯的感官評分預測值為9.145 8分。為驗證可行性的條件，對最佳條件進行修正：NaHSO3濃度0.32%、真空滲糖時間120 min、CMC-Na濃度0.52%。按上述試驗條件進行驗證試驗，驗證試驗的椰肉果脯感官評分為8.890分，椰肉果脯含水量為15.7%，含糖量為43.8%，外形飽滿透亮，酸甜適中，軟硬適中，色澤雪白，有椰肉的香氣。在常壓滲糖對照組工藝下的椰肉果脯外型塌陷皺縮，沒有光澤。

4 結論

試驗工藝優化得到影響真空滲糖椰肉果脯品質的因素主次順序：NaHSO3濃度（A）＞CMC-Na濃度（C）＞真空滲糖時間（B）。低糖椰肉果脯優化后的工藝條件是：采用45%白砂糖液，CaCl20.4%浸泡1 h，NaHSO3濃度0.32%，真空滲糖時間120 min，真空溫度55 ℃，CMC-Na濃度0.52%。在此工藝條件下，椰肉果脯感官評價為8.890分，椰肉果脯含水量為15.7%，含糖量為43.8%。椰肉果脯成品色澤均勻，呈白色，純凈透亮，外形平整飽滿，無返砂現象，具有椰子特有的香氣。此研究成果對兒童休閑食品開發有促進意義。