低糖玫瑰花脯保质技术研究

黄飞，何菁，王荣顺，吴荣书

（云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明650000）

水分活度（water activity，Aw）是指某种食品平衡蒸汽压与相同温度下纯水饱和蒸汽压的比值[1]。水分活度概念的出现对食品加工业起到良好的推动作用。中等湿度食品（intermediate-moisture foods，IMF）其含水量、Aw分别在10%～40%和0.6～0.9之间，与高含水量的食品那样采用冷冻或高温杀菌达到保质的效果[2]。IMF保质方法主要是添加亲水性物质，即降Aw剂，如盐类、酸类、多元醇类及有机溶液等，但因原料、加工方法等不同，降Aw剂其使用效果也不同。我国传统果脯是典型的IMF，果脯含糖量达65%以上，该含糖量产生的渗透压远大于微生物存活渗透压，能够有限遏制霉菌、酵母菌等生长繁衍，但过多摄入高糖食品易引发肥胖症、心血管疾病、儿童龋齿等，对身体不利，食物“低盐、低糖、低脂”的趋势对传统高糖果脯业产生巨大冲击。为响应市场需求，“低糖果脯”的研究成为近年来研究重点，低糖果脯的研究符合当前消费者饮食习惯和健康需求。孙励[3]研究了低糖果脯加工过程中出现的相关技术问题；高海生[4]等探讨了低糖果脯保藏、光泽度、褐变等问题。在加工技术研究方面，范恒斌等[5]对低糖果脯护色技术进行研究；在保藏技术研究方面，乔旭光[6]研究了降低水分活动的方法延长低糖果脯货架期。目前，国内外已有大量研究发现低糖果脯的贮藏期与水分活度关系密切，如何通过控制水分活度来延长食品保质期是科研工作者研究的热点，寻找保质期与水分活度的相关性一直成为食品研究者探讨的焦点[7-8]。

玫瑰花在食品加工领域应用极为广泛，在中国传统饮食中，常将玫瑰花制作为饮品和点心，如玫瑰露、玫瑰茶、玫瑰酒、玫瑰糕、玫瑰馅料等[9]。云南作为我国的花卉王国，玫瑰花产量高、花期长、资源丰富[10]。本文以云南省特色食品玫瑰花为原料研制低糖玫瑰花脯为玫瑰花新型食品加工作。针对低糖玫瑰花脯保质技术的难点，通过添加降Aw剂降低玫瑰花铺Aw值并建立低糖玫瑰花脯水份活度的数学模型，筛选出适宜的降Aw剂组合，旨在为低糖玫瑰花脯的研发提供相应的理论及技术基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料

玫瑰鲜花：云南省安宁县。

1.1.2 食品添加剂

白砂糖：沃尔玛超市；柠檬酸、磷酸和木糖醇：郑州亿之源化工有限公司；氯化钠、乳酸钠、丙二醇、柠檬酸钠、丙三醇（均为食品级）：河南诚旺化工有限公司。

1.2 仪器

HD-3A型水分活度测定仪：无锡市华科仪器有限公司；DHG-9123型电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验仪器有限公司。

1.3 研究内容与方法

1.3.1 低糖玫瑰花脯的制备

将新鲜的玫瑰鲜花摘瓣用清水冲洗后沥干，按花瓣与甜味剂（白砂糖∶木糖醇=3∶2）1∶1.2的质量比分3次添加，将1/3甜味剂及其他辅料与沥干后的玫瑰花搅拌均匀，浸渍24 h，再添加1/3甜味剂浸渍直到将全部甜味剂加完后继续浸渍12 d后取出沥干后烘干。

1.3.2 低糖玫瑰花脯水分含量的确定

按照1.3.1腌制低糖玫瑰花脯，在烘干过程中将低糖玫瑰花脯分别烘至水分含量为（15±1）%、（20±1）%、（25±1）%、（30±1）%，测其水分活度并进行感官评价，确定玫瑰花脯适宜的含水量。

1.3.2 降水分活度剂的筛选

在制作玫瑰花脯时分别添加花瓣质量分数为0、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的氯化钠、丙二醇、丙三醇、柠檬酸钠、乳酸钠等降水分活度剂，将成品花脯水分含量控制在（20±1）%范围内，以降水分活度剂的降Aw能力大小为指标，确定适宜的降水分活度剂。

1.3.3 玫瑰花脯水分活度调控数学模型的建立

在1.3.2的试验结果的基础上，采用三因子二次正交旋转组合设计，以产品的ΔAw为指标，研究降Aw剂氯化钠、丙二醇和丙三醇其交互作用对低糖玫瑰花脯水分活度的影响，并建立数学模型，见表1。

表1 正交因素水平表Table1 Orthogonal factor level table

1.4 测定方法

1.4.1 含水量的测定

水量的测定根据GB5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》。

1.4.2 水分活度（Aw）的测定

水分活度（Aw）的测定根据GB 5009.238-2016《食品安全国家标准食品水分活度的测定》。

1.4.3 降水分活度指数

降水分活度指数见公式：ΔAw=Aw0-Aw1

式中：Aw0为未使用降低水分活度剂花脯的水分活度；Aw1为使用降低水分活度剂花脯的水分活度。

1.4.4 菌落总数测定

菌落总数测定根据GB4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》。

1.4.5 霉菌总数测定

霉菌总数测定根据GB4789.15-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》。

1.5 数据处理

数据处理采用DPS软件。

2 结果与分析

2.1 低糖玫瑰花脯水分含量的确定

由下表中可知低糖玫瑰花脯的Aw与水分含量成显著负相关，随着水分含量的下降，花脯Aw显著降低，当含水量在10%以下时Aw小于0.65。但是当花脯的水分含量≤15%时，花脯口感差，质地硬；当水分含量＞25%时质地过软，而水分含量为20%时，花脯质地柔软，口感较好。但当水分含量在20%左右时，果脯Aw为0.77左右，容易滋生微生物，因此需通过降低Aw，从而达到保质效果。玫瑰花脯Aw与含水量的关系见表2。

表2 玫瑰花脯Aw与含水量的关系Table2 The Relationship between Rose and Water Content

2.2 降水分活度剂的筛选

不同降水分活度剂单因素试验结果见图1。

图1 不同降水分活度剂单因素试验结果Fig.1 Dose of single factor experiment of different Aw-lowing reagents

由图1可知低糖玫瑰花脯的Aw值随降Aw剂的添加量增大而下降。其中氯化钠、丙二醇和丙三醇具有明显降低Aw的能力，因此确定氯化钠、丙二醇和丙三醇为适宜的降Aw剂，进行下一步的优化试验。

2.3 降Aw模型的建立

根据2.2单因素试验结果，选取氯化钠添加量（X1）、丙二醇添加量（X2）和丙三醇添加量（X3）进行降Aw的优化试验。试验结果见表3。

表3 二次回归正交旋转组合设计及试验结果Table3 Quadratic regression orthogonal rotating design and experiment results

续表3 二次回归正交旋转组合设计及试验结果Continue table 3 Quadratic regression orthogonal rotating design and experiment results

剔除不显著项后，ΔAw值与氯化钠添加量（X1）、丙二醇添加量（X2）和丙三醇添加量（X3）的数学回归方程为：Y=0.080 94+0.016 87X1+0.016 45X2+0.008 77X3-0.008 33X22。

方差分析结果见表4，单因素动态分析曲线见图2。

表4 方差分析结果表Table4 Analysis of variance table

可以看出，数学模 F2=11.204＞F0.01（9，13）=4.19，回归极显著，失拟 F1=4.003＜F0.05（5，8）=6.63，拟合不显著，但降Aw剂间的互作用不显著，该模型可以说明实际生产降Aw指数△Aw和降Aw添加量的关系。由表4可以得出影响△Aw的主次因素效应为X1、X2、X3，即氯化钠添加量＞丙二醇添加量＞丙三醇添加量。将3个因子中的两个固定在零水平上，得到单因素动态分析曲线如图2，即氯化钠添加量（X1）、丙二醇添加量（X2）和丙三醇添加量（X3）与△Aw均呈正相关，降Aw剂添加量越大，其△Aw越大，即制得果脯Aw越低。

图2 单因素动态分析曲线Fig.2 Effect regularity of single factor

2.4 降Aw数学模型寻优及验证

当AW＜0.68时，可以抑制绝大部分微生物的生长，而低糖玫瑰花脯起始AW为0.763，故△Aw应＞0.083得出降Aw剂的最优配方为：氯化钠添加量1.5%（1.682水平）丙二醇添加量2%（1.682水平）、丙三醇添加量1.2%（零水平）。模型预测△Aw值为0.113，即Aw值为0.65。按照得到的最优组合制备玫瑰花脯，产品的Aw值为0.663，实测值与模型预测值相对误差ξ为2.0%，二者间的差异均达显著水平（P＞0.05），说明该数学模型可以指导实际生产。

将玫瑰花脯分装30小袋，采用真空包装并置于37℃恒温培养箱放置7 d后菌落总数和霉菌数目均符合GB 14884-2003《蜜饯卫生标准》的规定。

3 结论

低糖玫瑰花脯原始水分含量为25%，经试验筛选出适宜降Aw活度剂为：氯化钠、丙二醇和丙三醇，通过二次旋转正交试验设计并建立的降Aw数学模型为：Y=0.080 947 94+0.016 87X1+0.016 45X2+0.008 77X3-0.008 338 6X22。根据建立的降Aw数学模型，得出降Aw剂的最优配方为：氯化钠添加量1.5%（1.682水平），丙二醇添加量2%（1.682水平）、丙三醇添加量1.2%（零水平）。模型预测△Aw值为0.113，即Aw值为0.65小于0.68，可以抑制绝大部分微生物的生长，此条件下低糖玫瑰花脯的保质期可达6个月以上。