祝義偉，馮 璨，周令國(guó)，龍 勇，蔣文蘋

(重慶食品工業(yè)研究所，重慶 400020)

獼猴桃味甜微酸、清香多汁，有“水果皇后”之稱［1］，又享有“水果之王”、“世界珍品”之美譽(yù)［2］。獼猴桃因具有較強(qiáng)的季節(jié)性、易變質(zhì)腐敗等特性，在食品行業(yè)多被加工成果粉、果脯、蜜餞、飲料等不同的食品，其中果粉具有易保存、食用方便、可調(diào)性強(qiáng)及營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，受到人們青睞。目前，用于果粉加工的干燥技術(shù)主要有熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空干燥［3］、微波真空干燥、真空冷凍干燥［4］、噴霧干燥［5］等方法，其中最受歡迎的干燥方式是噴霧干燥法［6］。

響應(yīng)面法是數(shù)學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)方法結(jié)合的產(chǎn)物，是用來(lái)對(duì)所感興趣的響應(yīng)值受多個(gè)變量影響的問題進(jìn)行建模和分析的，其最終目的是優(yōu)化該響應(yīng)值［7］。響應(yīng)面法的優(yōu)點(diǎn)是在試驗(yàn)條件優(yōu)化過程中可以連續(xù)地對(duì)試驗(yàn)因素的各個(gè)水平進(jìn)行分析，克服了正交試驗(yàn)只能對(duì)一個(gè)個(gè)孤立的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行分析和不能給出直觀圖形的缺陷，故響應(yīng)面法被廣泛應(yīng)用于試驗(yàn)設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化研究［8］。響應(yīng)面法在食品學(xué)中主要應(yīng)用于兩個(gè)方面:一是用來(lái)確定食品中各成分所占比例［9，10］;二是確定最優(yōu)反應(yīng)條件或試驗(yàn)參數(shù)［11，12］。本研究采用響應(yīng)面法對(duì)噴霧干燥參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，旨在為獼猴桃果粉的加工提供支持與參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

獼猴桃鮮果(市售);β-環(huán)糊精(河南天辰生物科技有限公司)，食用級(jí);麥芽糊精(連云港友進(jìn)食品添加劑技術(shù)開發(fā)公司)，食用級(jí)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

ZJ-1A 型離心式榨汁機(jī) (恒聯(lián)食品機(jī)械廠);GYB300-10S 均質(zhì)機(jī)(上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠);LPG-5噴霧干燥機(jī)(常州迅馳干燥設(shè)備有限公司)等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程 原料→挑選→清洗→去皮→離心榨汁→輔料混合→均質(zhì)→噴霧干燥→果粉

1.3.2 操作要點(diǎn) 挑選、清洗:選擇成熟度高的獼猴桃果，剔除霉果、爛果;用潔凈水對(duì)挑選好的獼猴桃果進(jìn)行清洗;去皮:用手工去皮的方式去除獼猴桃果皮;離心榨汁:用離心式榨汁機(jī)對(duì)獼猴桃進(jìn)行榨汁處理，得到果汁;輔料混合:選用β-環(huán)糊精和麥芽糊精作為輔料加入到獼猴桃果汁中;均質(zhì):用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)處理，均質(zhì)壓力15～30MPa，均質(zhì)次數(shù)3 次;噴霧干燥:用噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥，注意各參數(shù)的控制。噴霧干燥是獼猴桃果粉制備的關(guān)鍵工序，它直接影響到是否制備出合格的產(chǎn)品，并對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量及其性能、保質(zhì)期等影響重大。采用噴霧干燥法制備果粉，影響因素較多，如料液固形物含量、進(jìn)料速度、進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度、霧化器轉(zhuǎn)速等。本研究在前期研究的基礎(chǔ)上，主要以前3個(gè)因素作為響應(yīng)因子對(duì)噴霧結(jié)果的影響進(jìn)行分析研究。

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)采用Box-Behnken 法進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，選取料液固形物含量(A)、進(jìn)料速度(B)、進(jìn)風(fēng)溫度(C)為響應(yīng)因子，其水平選取見表1。

表1 試驗(yàn)的因素水平編碼

選擇8～10 名相關(guān)人員組成評(píng)價(jià)小組，最終確定色澤、質(zhì)感、氣味和掛壁情況4 個(gè)指標(biāo)為響應(yīng)值，將各試驗(yàn)結(jié)果4 項(xiàng)指標(biāo)的分值相加，即為各試驗(yàn)方案的綜合分值(Y)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和分值見表2。

表2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與分值設(shè)定

2 結(jié)果與分析

按設(shè)計(jì)方案開展試驗(yàn)，得到的結(jié)果見表3。

表3 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案表及其結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果用SAS 軟件(SAS V8.0 版本)的rsreg 過程進(jìn)行編程分析(含lackfit 失擬性檢驗(yàn))。由表4～7 可知:(1)二次回歸模型的P ＜0.01，而失擬項(xiàng)的P ＞0.05，說(shuō)明回歸模型與實(shí)測(cè)值能較好地?cái)M合，可用該回歸方程代替試驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，該模型擬合結(jié)果好，得到回歸方程為:Y=－ 136.976 471 +1.537 647 * A+37.788 235 * B+0.907 255 * C－0.052 706 * A* A+0.174 118 * A* B－2.758 170 * B* B +0.001 667 * A* C－0.005 556 * B* C－0.003 294 * C*C;(2)方程的一次項(xiàng)和二次項(xiàng)的P 值均小于0.05，說(shuō)明各因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有顯著的影響;(3)交互性的P ＞0.05，說(shuō)明各因素之間的交互作用對(duì)感官評(píng)價(jià)結(jié)果影響不顯著;(4)由“顯著性檢驗(yàn)”一項(xiàng)中可看出各因素影響程度從大到小(值越小影響越大)依次排序?yàn)?B ＞C ＞A，即進(jìn)料速度＞進(jìn)風(fēng)溫度＞料液固形物含量;(5)試驗(yàn)的最優(yōu)條件及結(jié)果:料液固形物含量(A)29.40%、進(jìn)料速度(B)7.64rad/min、進(jìn)風(fēng)溫度(C)138.70℃，得到的最大評(píng)分結(jié)果為92.87。采用SAS 軟件的g3d 和gcontour 過程分別繪制響應(yīng)面曲面和等高線圖，以降維觀察其中兩個(gè)因素同時(shí)對(duì)結(jié)果的影響，見附圖(以料液固形物含量和進(jìn)料速度對(duì)感官評(píng)分值的影響為例，將進(jìn)風(fēng)溫度固定為編碼值為0)。

表4 回歸方程的方差分析

表5 回歸方程各項(xiàng)的方差分析

表6 二次回歸模型參數(shù)

表7 試驗(yàn)條件的優(yōu)化值及此條件下的最大評(píng)分結(jié)果

綜上所述，綜合考慮試驗(yàn)的可操作性和方便性，選定料液固形物含量為30%、進(jìn)料速度為7.6r/min、進(jìn)風(fēng)溫度為140℃作為噴霧干燥的優(yōu)選參數(shù)。但是此參數(shù)還需要進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證，具體方法是在此參數(shù)條件下進(jìn)行試驗(yàn)，并評(píng)定分?jǐn)?shù)，將其結(jié)果與表3 中分值最高的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如果前者＞后者，則選定此參數(shù);反之則可選定表3 中分值最高的試驗(yàn)參數(shù)。本試驗(yàn)經(jīng)過對(duì)比，最終選擇響應(yīng)面法優(yōu)化的試驗(yàn)參數(shù)。

附圖 料液固形物含量與進(jìn)料速度對(duì)感官評(píng)分值的等高線圖和響應(yīng)面圖

3 結(jié)論

采用響應(yīng)面法對(duì)料液固形物含量、進(jìn)料速度、進(jìn)風(fēng)溫度等3 個(gè)影響獼猴桃果粉噴霧干燥效果與感官品質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，得到的最佳噴霧干燥工藝為:料液固形物含量30%、進(jìn)料速度7.6r/min、進(jìn)風(fēng)溫度為140℃。

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