无糖益生菌猕猴桃脯工艺优化及其营养风味分析

尚凡贞，刘瑞玲 ，吴伟杰，陈杭君，孟祥红，郜海燕

（1.中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛 266003；2.浙江省农业科学院食品科学研究所，农业农村部果品产后处理重点实验室，浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室，中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室，浙江杭州 310021）

猕猴桃（Actinidia chinensis），又称阳桃、奇异果等，我国是其原生中心，因其独特的风味和极高的营养价值深受消费者喜爱[1]。猕猴桃果实多汁，富含维生素C，同时含有多种氨基酸、有机酸及矿物质元素[2−4]。另外，其含有的多酚、多糖和三萜类物质，具有抗炎、抗衰老等功能性作用[5]，因此猕猴桃具有很高的开发利用价值。然而猕猴桃皮薄多汁，又采收于高温季节，采后易软化腐烂，严重影响了相关产业的发展[6]。猕猴桃果脯、果酒等精加工产品不但拓宽了其开发利用空间，还可延长相关产业链。

传统工艺所生产的果脯主要为高糖果脯，其甜度高，色泽鲜亮，饱满透明度高，初期受到消费者的广泛喜爱。但是随着生活水平逐渐改善，传统产品由于含糖量较高，让大多数向往营养健康的年轻人及中老年人望而却步。另外，传统产品还存在含硫高、果香味不足等问题，由此近年来低糖、无糖果脯产品应运而生，相对传统产品含糖量大大降低，但由于果脯渗糖难度增大，渗糖量减少等问题，导致产品饱满度、透明度等感官品质降低，贮藏性下降[7]。因此，开发出甜度低、感官品质良好且营养价值更高的无糖果脯是必然的发展趋势。

益生菌是为宿主健康提供益处的活性微生物，它们通过维持和改善肠道介质的微生物平衡来实现这一功能特性[8]。研究表明益生菌对胃肠道感染、降血压和降低血清胆固醇水平、促进矿物质吸收、稳定肠道粘膜屏障系统、抗突变和抗癌等方面均有改善促进作用，同时其在改善便秘、肠炎、呼吸道炎症以及泌尿生殖器感染也有十分重要的作用[9−10]。然而，市场上大部分益生菌均不耐高温，应用于果脯等产品加工烘烤过程中存活率极低。有研究提出凝结芽孢杆菌属于高温益生菌，被鉴定为公认安全（Generally recognized as safe，GRAS）[11]，可于混合粉末、烘烤、微波等加工过程中存活，且无需冷藏。而且其可在胃酸和胆盐的条件下存活，顺利进入肠道保障菌群吸收，发挥促进肠道蠕动、调节菌群平衡等作用。

本实验以徐香猕猴桃为原料，添加凝结芽孢杆菌等益生菌粉，通过优化微波-超声波协同渗糖方式探究无糖益生菌猕猴桃脯的最优工艺条件，并结合高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱（GC-MS）联用仪对比分析所得猕猴桃脯的营养品质及挥发性风味，以期为无糖猕猴桃脯的加工及综合开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

徐香猕猴桃 江山市塘源口乡神农猕猴桃专业合作社；木糖醇、羧甲基纤维素钠（CMC）、果胶、DL-苹果酸 浙江一诺生物科技有限公司；经典益生菌型酸奶粉 安琪酵母股份有限公司；凝结芽孢杆菌碧琪生物科技（上海）有限公司；硫酸、无水乙醇、乙酸乙酯、福林酚、无水碳酸钠、磷酸、茚三酮 分析纯，上海凌锋化学试剂有限公司；蒽酮、邻二氯苯标准品 分析纯，国药集团化学试剂有限公司；柠檬酸、苹果酸、酒石酸、奎宁酸、乳酸、草酸、琥珀酸、富马酸标准品 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

DGG-9070A 电热恒温鼓风干燥箱 上海森信实验仪器有限公司；KQ5200DE 数控超声波清洗器昆山市超声仪器有限公司；EM7KCG4-NR 微波炉广东美的厨房电器制造有限公司；Eppendorf 高速冷冻离心机 上海剑凌信息科技有限公司；UV-9000 紫外-可见分光光度计 上海元析仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺设计 益生菌有多种功能性作用，凝结芽孢杆菌为耐高温益生菌，活菌数可达109，经预实验对比，添加益生菌粉增加无糖猕猴桃脯营养价值的同时并不会降低产品感官品质。且有研究表明益生菌粉的加入会使果干等产品风味更浓郁[12]。本研究以裹衣的形式在无糖猕猴桃脯中添加益生菌粉。工艺流程[13]如下：

猕猴桃→清洗→去皮→切片→预处理→护色→硬化→划缝→渗糖→沥干→裹衣→干燥→冷却→整形→成品

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料选择 选择肉质坚实、大小均一，无机械损伤、霉变病害，八成熟左右的新鲜徐香猕猴桃为原料。

1.2.2.2 切片与预处理 将挑选后清洗干净的猕猴桃沥干去皮，切成厚度为8～10 mm的薄片，于−18 ℃冰箱中冷冻果片2 h 后室温缓慢解冻，使其果实内部的自由水形成冰晶，破坏内部结构以形成大量的空隙和通道，提高渗糖率。

1.2.2.3 护色与硬化 将缓慢解冻后的猕猴桃放入柠檬酸（0.4%）和抗坏血酸（0.2%）的混合溶液中，护色处理2 h 后置于配制好的氯化钙（0.1%）溶液中，硬化处理1.5 h，洗净后沥干待用。

1.2.2.4 渗糖处理 将硬化后划好缝的猕猴桃放入糖液中，根据预实验筛选及单因素实验结果选用糖液质量分数为28%，其中糖液含有0.16%的多糖赋形剂（CMC:果胶=1:1），使用单一微波辅助渗糖、单一超声辅助渗糖和微波-超声波协同辅助渗糖三种渗糖方式，根据单因素及响应面优化分析确定渗糖条件如下。微波组：在30%火力下微波渗糖45 min；超声组：在超声波功率为160 W，频率为40 kHz的条件下渗糖3 h，实时监测水温控制在40 ℃以下；协同组：首先进行微波辅助渗糖35 min，之后超声波辅助渗糖1.25 h，其中微波与超声波设置条件与前两组保持一致。

1.2.2.5 裹衣与干燥整形 渗糖后沥干猕猴桃片表面糖液，置于鼓风干燥箱内，保持55 ℃温度烘干10 h，均匀喷洒配制好的益生菌调味粉（木糖醇:酸奶粉:DL-苹果酸:凝结芽孢杆菌=4:2:0.1:0.1），之后75 ℃继续烘干至水分含量为20%左右时取出，期间进行2 次翻面并同时整形，使其干燥均匀。

1.2.3 单因素实验

1.2.3.1 单一微波渗糖时间的影响 在木糖醇添加量28%、赋形剂CMC:果胶配比1:1、复合添加量0.16%的条件下，考察单一微波渗糖时间（15、25、35、45、55 min）对猕猴桃脯总糖含量和感官评价的影响。

1.2.3.2 单一超声渗糖时间的影响 在木糖醇添加量28%、赋形剂CMC:果胶配比1:1、复合添加量0.16%的条件下，考察单一超声渗糖时间（1、2、3、4、5 h）对猕猴桃脯总糖含量和感官评价的影响。

1.2.3.3 单一渗糖与协同渗糖方式对比 在木糖醇添加量28%、赋形剂CMC:果胶配比1:1、复合添加量0.16%的条件下，对比分析单一微波渗糖45 min、单一超声渗糖4 h、微波渗糖35 min 协同超声渗糖1、2 h的猕猴桃脯总糖含量和感官评价得分。

1.2.3.4 多糖赋形剂配比的影响 在木糖醇添加量28%、赋形剂复合添加量0.16%、微波渗糖35 min-超声渗糖1.5 h的条件下，考察多糖赋形剂CMC:果胶配比（3:1、2:1、1:1、1:2、1:3）对猕猴桃脯饱满指数的影响。

1.2.3.5 赋形剂复合添加量的影响 在木糖醇添加量28%、赋形剂CMC:果胶配比1:1、微波渗糖35 min-超声渗糖1.5 h的条件下，考察赋形剂复合添加量（0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.20%）对猕猴桃脯饱满指数的影响。

1.2.3.6 木糖醇添加量的影响 在赋形剂CMC:果胶配比1:1、复合添加量0.16%，微波渗糖35 min 后超声辅助渗糖1.5 h的条件下，考察木糖醇添加量（20%、24%、28%、32%、36%）对猕猴桃脯总糖含量和感官评价的影响。

1.2.3.7 协同渗糖方式的确定 在木糖醇添加量28%、赋形剂CMC:果胶配比1:1、复合添加量0.16%的条件下，由于本研究以缩短渗糖时间，提高渗糖效率为目的，协同渗糖方式中固定微波时间35 min，之后考察超声辅助时间（0.5、1、1.5、2、2.5 h）对猕猴桃脯总糖含量和感官评价的影响。

1.2.4 响应面试验设计 根据以上单因素实验结果，选择木糖醇添加量、赋形剂复合添加量、微波-超声波协同渗糖方式进行优化试验，利用Design-Expert V.8.0.5，采用Box-Behnken 试验设计原理[14]，以益生菌猕猴桃脯总糖含量和感官评价的综合得分作为响应值，对其进行回归方差分析。试验因素水平设计见表1。

表1 Box-Behnken 试验设计因素水平表Table 1 Factors and levels table of Box-Behnken design

1.2.5 指标测定

1.2.5.1 猕猴桃脯总糖含量测定 参考程立超等[15−17]方法稍作修改，采用蒽酮-硫酸比色法测定猕猴桃脯中总糖含量，每样重复3 次测定，取平均值。

1.2.5.2 感官评价 参照NY/T 436-2009 感官评价部分，选择12 位有经验品评者对加工后成品的色泽、滋味、外形进行评分，取均值作为感官评价得分。

1.2.5.3 饱满指数测定 参考宋风月[18]的方法，以干燥前后体积比表示样品饱满度，以高糖猕猴桃脯的饱满度为参比计算各样品的饱满指数。

式中：V1−干燥前猕猴桃脯体积，mL；V2−干燥后猕猴桃脯成品体积，mL；A1−50%糖液制备的高糖猕猴桃脯饱满度，%；A2−不同工艺制备的猕猴桃脯成品饱满度，%；

1.2.5.4 综合得分计算 参考秦世蓉等[6]方法，根据单因素实验结果，以综合得分为响应值对无糖猕猴桃脯进行响应面优化。综合得分为总糖含量和感官评价权重各取0.5，即采取客观与主观评价相结合的方法，以使产品得到相对合理的评价。

1.2.5.5 Vc 含量测定 参考Cheng 等[19]方法，准确称取1 g 样品，加入5%三氯乙酸（TCA）5.0 mL。混匀离心后取0.4 mL 上清液，加入1.6 mL 5% TCA，1 mL 无水乙醇，0.5 mL 0.5%磷酸-乙醇，1.0 mL 0.5%邻菲罗琳-乙醇，0.5 mL 0.03% FeCl3-乙醇，30 ℃水浴60 min 后测定OD534nm，重复三次，根据标准曲线计算Vc 含量，单位为mg/g。

1.2.5.6 游离氨基酸含量测定 参考GBT8314-2013 稍作修改，取1 g 样品于10 mL 蒸馏水中煮沸提取15 min，离心后取上清液0.2 mL，加入0.1 mL pH 8.0 磷酸盐缓冲液和0.1 mL 2%茚三酮溶液，沸水浴15 min，冷却定容25 mL，测定OD570nm。

1.2.5.7 总酚含量测定 参考Folin-Ciocalteau[20]方法，稍作修改。结果表示为每克样品所含没食子酸含量，单位为mg/g。

1.2.5.8 类黄酮含量测定 参考曹建康等[21]研究方法稍作改动，称取0.2 g 样品，加入1.5 mL 1%HCL-甲醇溶液，充分混匀4 ℃避光提取20 min，离心后取上清液测定OD325nm。

1.2.5.9 有机酸含量测定 参考关秀杰等[22]方法采用HPLC 法，稍作修改。称取1.0 g 样品，加入5 mL流动相于75 ℃水浴45 min，超声提取15 min，冷却后转移至10 mL 容量瓶定容，过滤后取滤液于10000×g 离心10 min，分别取上清液用0.45 μm 微孔滤膜过滤，滤液上机分析，外标法定量。其中色谱柱为C18反相色谱柱（3.9 mm×300 mm），柱温30 ℃，流动相为0.04 mg/L KH2PO4-H3PO4缓冲溶液:甲醇（95:5），流速0.8 mL/min，样品洗脱时间15 min，检测器为紫外-可见光检测器，于波长214 nm 处进行测定。

1.2.5.10 挥发性风味化合物测定 参考邸太菊等[23]方法稍作修改，采用固相微萃取（SPME）对样品中的挥发性化合物进行萃取。称取1 g 样品于10 mL 顶空瓶中，于50 ℃水浴平衡15 min，之后将老化过的萃取针头插入顶空瓶萃取40 min，然后用GC-MS 进行分析。

定性分析：挥发性物质通过NIST MS Search 2.3 质谱库中标准物质的图谱对比，采用反匹配度大于800的物质。

定量分析：以邻二氯苯为内标物，采用相对气味活度值（Relative odor activity value，ROAV）评价样品中各挥发性成分的贡献度，ROAV≥1的组分为关键风味化合物，0.1≤ROAV<1的组分对产品总体风味具有重要的修饰作用[24]。ROAV 值按下式进行计算：

式中：Ci和Ti和分别表示各挥发性组分的含量和感觉阈值，Cstan和Tstan表示样品中对整体风味贡献最大组分的含量和感觉阈值。

1.3 数据处理

采用 Microsoft Excel 2010 对试验数据进行统计处理，用SPSS 23.0 对试验数据进行差异显著性分析(P<0.05)并应用Graphpad Prism 8.0.2 软件绘制图形。

2 结果与分析

2.1 单一渗糖方式单因素实验结果

由图1A 所示，随着微波渗糖时间的增加，猕猴桃脯的总糖含量也随之增加，但当微波渗糖时间达到35 min 时，总糖含量上升速率骤减，且微波渗糖45 min 与55 min 之间无显著性差异（P>0.05）。同时，当渗糖时间超过45 min 后，产品色泽暗淡，脯体变硬，感官评价得分显著降低（P<0.05），这可能由于微波时间过长，温度过高，对产品结构造成破坏。冯媛媛等[25]发现微波渗糖方式对欧李果体的渗糖效率有明显促进作用，但并不是时间越长渗糖效果越佳，与本研究结果一致。

图1 单一微波（A）和超声渗糖时间（B）对猕猴桃脯总糖含量及感官评价的影响Fig.1 Effects of individual microwave (A) and ultrasonic (B)sugar penetration treatment time on total sugar content and sensory evaluation of preserved kiwifruit

超声波“空穴效应”会在果体组织中形成微小孔道，以便提高猕猴桃脯渗糖过程中的物质交换效率[26]。如图1B 所示，随超声渗糖时间的延长，猕猴桃脯总糖含量逐渐上升，渗糖时间为3 h 时达到最高值，继续延长渗糖时间，总糖含量开始降低，超声渗糖3 h 和4 h 所得产品间差异不显著（P>0.05），另外，产品感官得分随超声时间增加也逐渐上升，但当超声渗糖超过4 h 后，感官得分不增反降。虽然延长超声时间有利于果体渗糖效率提高，但达到一定时间会对果体造成一定损伤破坏。

2.2 单一渗糖与协同渗糖方式对比分析

单一渗糖单因素实验结果表明微波渗糖时间短、总糖含量相对较高，但是会对感官品质产生负面影响，超声渗糖有益于猕猴桃脯品质保持但是时间过长。而有研究表明微波-超声波协同处理可在一定程度上克服单一微波和超声波的不足[27]，因此，本研究采用微波-超声协同渗糖方式加工猕猴桃脯。综合总糖含量及感官评价结果，单一渗糖方式分别选择单一微波渗糖45 min，单一超声渗糖4 h 与协同渗糖方式进一步对比。协同渗糖方式以提高渗糖效率、感官品质及缩短加工时间目的，初步选择固定微波渗糖35 min，之后超声辅助渗糖分别为1、2 h。如表2 所示，协同渗糖明显提高了猕猴桃脯的渗糖效率，但微波35 min 协同超声渗糖1 h 所得产品的感官评价与单一渗糖无显著性差异（P>0.05），而超声时间上升到2 h 后，其感官评价显著高于其他渗糖组（P<0.05）。因此，在相对降低工艺耗时的条件下协同渗糖有助于提高渗糖效果与感官品质，且其超声协同时间有待进一步研究确定。

表2 不同渗糖方式对比分析Table 2 Comparative analysis of different sugar infiltration methods

2.3 渗糖工艺条件单因素实验结果

预实验筛选结果表明CMC 与果胶对产品的赋形效果较好，且复配后优于单一赋形剂。其不同配比对猕猴桃脯赋形效果的影响由图2A 所示，随果胶添加量的增加，产品的饱满指数呈先上升后下降趋势，其中配比为1:1 时，饱满指数最高达92.1%，且与配比为1:2 时的饱满指数差异不显著（P>0.05）；由图2B 可知，当添加量为0.16%时，猕猴桃脯饱满度最高（P<0.05），因此，确定赋形剂选用CMC 和果胶复配，配比为1:1，复合添加量为0.16%。木糖醇添加量对猕猴桃脯的质地、饱满度、口感等感官品质有着明显的影响。由图2C 可知，随着木糖醇添加量的增加，总糖含量逐渐上升，当添加量达到32%后，产品总糖含量上升减缓，增加并不明显；而添加量增加至28%时，产品感官评价得分达到最高值84.4，继续增加反而会导致产品感官品质降低，可能由于过甜导致滋味下降。

图2 不同渗糖条件对猕猴桃脯饱满指数、总糖含量及感官评价的影响Fig.2 Effects of different sugar penetration conditions on the full index,total sugar content and sensory evaluation of preserved kiwifruit

不同微波-超声协同渗糖方式对猕猴桃脯总糖含量及感官的影响如图2D 所示，固定微波时间不变，随着超声时间延长，产品总糖含量呈先上升后下降的趋势。微波35 min 超声1.5 h 时的总糖含量最高，为34.31%。同时，其感官评价得分也相对最高，但与微波35 min 超声2 h 渗糖组无显著性差异（P>0.05）。对比图1，微波-超声波协同渗糖方式所得猕猴桃脯总糖含量明显高于单一微波和超声渗糖的总糖含量，并且综合感官评定结果高于单一渗糖产品的感官评分，且相比品质较好的单一超声渗糖相对缩短了加工时间。

2.4 响应面优化试验结果

根据Box-Benhnken 中心组合试验设计原理，结合单因素实验结果，RSM 设计和试验结果如表3、表4 所示。对表中结果进行分析，得到综合得分（Y）对木糖醇添加量（A）、赋形剂添加量（B）、协同渗糖方式中超声时间（C）的二次多项回归方程为：

表3 Box-Behnken 试验设计及结果Table 3 Design and results of Box-Behnken experiment

Y=60.81−1.37A+1.69B−2.09C+1.10AB−1.57A C+1.61BC−4.06A2−6.46B2−1.79C2

试验所选用模型的F值为31.16，P<0.0001，表明该回归模型极显著。决定系数R2=0.9756>0.9，失拟误差不显著（P=0.9784>0.05），说明响应值的变化有97.56%来源于所选变量，表明回归模型与试验结果拟合程度较高，证实了模型的有效性[28]。但并不是意味着R2越大模型的一致性越好，对于一个好的统计模型，模型调整确定系数（=0.9443）应该与R2相似，以更好地说明模型的有效性[29−30]。各项P值小于0.05 时所对应的工艺条件对产品综合得分是有显著影响的，由表4 可知，一次项A（P=0.0127<0.05）显著，AC（P=0.0305<0.05）显著，BC（P=0.0274<0.05）显著，AB（P=0.1011>0.05）不显著。但是B（P=0.0045<0.01），C（P=0.0014<0.01）极显著，同时由表4 中F值可知，各因素对产品综合得分的影响大小顺序为：协同渗糖方式中超声时间（C）>赋形剂添加量（B）>木糖醇添加量（A）。表明各因素对响应值Y的影响并不是简单线性关系。

表4 回归模型方差分析Table 4 Analyses of variance of regression equation

响应面和等高线图能够直观反映各试验因素之间的交互作用，等高线图可以反映交互作用的强弱，图形越趋向椭圆表明交互作用越强。如图3 所示，木糖醇添加量（A）和协同渗糖中超声时间（C），赋形剂添加量（B）和协同渗糖中超声时间（C）之间的等高线图趋于椭圆，响应面图的曲面较陡，交互作用显著。木糖醇添加量（A）和赋形剂添加量（B）的等高线图趋于圆形，表明两者交互作用不明显。

图3 各因素交互作用的响应面图和等高线图Fig.3 Response surface plots and contour plots of the interaction of various factors

2.5 验证实验

选择最优工艺条件对二次多项式方程进行检验，得到最优条件为：木糖醇添加量27.77%，赋形剂复合添加量0.16%，超声时间1.23 h。但考虑到实际生产操作，需要对最佳工艺条件稍作修改：木糖醇添加量28%，赋形剂复合添加量0.16%，超声时间1.25 h，进行3 次重复验证实验，所得产品综合得分为61.93±0.52，与预测值61.46 无显著差异。以上结果证实了该模型能够充分、可靠地优化无糖益生菌猕猴桃脯加工工艺。对比单一渗糖方式，结果表明在微波基础上辅以超声，利用超声波产生的“空穴效应”，可加快渗糖过程中物质交换速率，从而提高渗糖效率。刘婷婷等[31]研究同样发现相比传统工艺,微波-超声波协同法可大大节省提取多糖的时间并可提高得率，这与本研究结果一致。

2.6 不同渗糖方式营养品质对比分析

猕猴桃内含有丰富的Vc、游离氨基酸、多酚及黄酮类等营养物质，使其具有更高的功能性利用价值。利用优化后的微波-超声协同渗糖工艺对比单一渗糖方式所得产品，同时参考鲜样进行营养品质对比分析，其中协同渗糖为响应面优化验证实验后的最优工艺，微波渗糖和超声渗糖分别参考单一渗糖单因素实验中的较优工艺，具体为微波渗糖45 min、超声渗糖4 h。加工过程会对猕猴桃果实体内原有Vc 造成一定的损伤，由图4A 可知，对比鲜样，单一微波渗糖对Vc 破坏程度最大，协同渗糖Vc 保留含量相对较高，单一超声次之，但两者之间无显著差异（P>0.05），其中协同渗糖维持了鲜样中Vc的86%。由图4B可知，猕猴桃脯加工过程会增加游离氨基酸含量，可能由于一定程度上破坏了果实内蛋白结构导致，其中，单一超声渗糖游离氨基酸显著高于其他组（P<0.05），协同渗糖含量相对鲜样也提高了52%。由图4C 和D 可知，对比鲜样，单一微波渗糖总酚与类黄酮含量并无明显变化，而超声与协同渗糖中含量显著增加（P<0.05），可能由于在加工过程中促进了酚类物质的合成，其中协同渗糖所得猕猴桃脯中总酚和类黄酮含量分别提高了38%、56%。综上所述，对比单一微波渗糖处理，微波-超声协同渗糖一定程度上维持并丰富了猕猴桃脯的营养品质，对比单一超声渗糖处理，优化后协同渗糖明显提高了渗糖效果，但并未产生负面影响。

图4 不同渗糖方式对猕猴桃脯营养品质的影响Fig.4 Effects of different sugar penetrating methods on the nutritional quality of kiwifruit

2.7 不同渗糖方式有机酸含量对比分析

猕猴桃中有机酸组分及含量变化是影响果实品质及风味形成的重要因素之一[32]。采用HPLC 法检测了不同渗糖方式及新鲜猕猴桃中8 种常见有机酸的含量，结果如表5 所示。新鲜猕猴桃中主要有机酸组分为苹果酸、酒石酸、奎宁酸、柠檬酸、乳酸，而草酸和琥珀酸含量较低，富马酸并未检出，这与王刚等[33]检测结果并不一致，可能由于猕猴桃产地差异及成熟度不同导致。对比鲜样，单一渗糖方式增加了柠檬酸、酒石酸、乳酸及琥珀酸含量，而苹果酸含量显著降低（P<0.05），另外单一微波渗糖还导致了奎宁酸含量的降低。对比单一渗糖方式，优化后协同渗糖显著增加了柠檬酸、苹果酸、酒石酸、奎宁酸、乳酸及琥珀酸的含量（P<0.05），这可能与果实内糖酸转化有关。综上而言，协同辅助渗糖明显提高了有机酸的含量，有机酸总量达22.692 mg/g，并使柠檬酸成为主导组分。

表5 不同渗糖方式有机酸的组成及含量（mg/g）Table 5 Composition and content of organic acids in different sugar penetration methods(mg/g)

2.8 不同渗糖方式挥发性风味物质对比分析

在新鲜猕猴桃及三组不同渗糖方式所得猕猴桃脯中共检测出85 种挥发性化合物，根据食品风味化学，感觉阈值越低的物质越易被感知，一般挥发性化合物对果实风味的贡献度由其含量和阈值共同决定，某些含量高而阈值高的物质不一定对总体风味起重要作用[34]。ROAV 值法是一种新的确定关键风味物质的有效方法[35]。ROAV 值越大说明该化合物对总体风味贡献越大。

新鲜猕猴桃和不同渗糖方式加工所得猕猴桃脯中各挥发性化合物的ROVA 值及含量如表6 所示。根据已有阈值计算所得的ROVA 值，其中新鲜猕猴桃中关键挥发性风味化合物（ROAV≥1）有9 种，起重要修饰作用的化合物组分（0.1≤ROAV≤1）有4 种，贡献最大的为2-己烯醛，这与陈丽[36]研究结果一致，但酯类检测结果差别较大，可能是由于加工所用原料为八成熟左右以及品种产地不同导致；单一微波渗糖加工所得猕猴桃脯关键挥发性风味化合物有15 种，主要为酯类、酮类和醛类，起修饰作用的化合物组分有2 种；单一超声渗糖加工所得猕猴桃脯中关键挥发性风味化合物有19 种，主要为酮类、醛类、酯类和烯烃类，起修饰作用的有5 种；优化后微波-超声协同渗糖所得样品中关键挥发性风味化合物有18 种，主要为酯类、酮类、醛类和醇类，起修饰作用的有2 种。相对于鲜样，加工后产品挥发性风味物质更丰富，单一超声渗糖组关键风味物质最多，协同渗糖组次之，同时加工成猕猴桃脯贡献最大的风味物质由2-己烯醛转变为己酸乙酯，主要表现为由青草香味主导风味变为更丰富的果香味[37]。此外，由于部分挥发性风味成分未能查询到其对应的感官阈值未做相应分析。

表6 不同渗糖方式挥发性成分的组成ROAV 值及含量Table 6 Composition ROAV value and content of volatile components in different sugar infiltration methods

续表 6

四组样品中各类挥发性化合物的含量和数量如图5 所示，其中由图5A 可知，优化后协同渗糖工艺所得样品总含量最高，达438.04 ng/g，未加工新鲜猕猴桃次之，含量为369.88 ng/g，单一微波渗糖组含量为328.75 ng/g，单一超声渗糖组含量最低，仅为187.52 ng/g。鲜样中醛类化合物为挥发性成分的主要组分，这可能与果实成熟度有关。经一系列工艺加工为无糖猕猴桃脯后，酯类、酮类及烯烃类物质明显增加，赋予了产品更多果香、香脂香气等风味[37−38]。如图5B 所示，对比鲜样，优化后协同渗糖工艺中，挥发性风味化合物的数量显著增加（P<0.05），单一渗糖组也有不同程度的增加，但超声组中挥发性化合物数量与加工前新鲜猕猴桃之间无显著差异（P>0.05）。综上所述，优化后协同渗糖组中挥发性风味成分最为丰富，含量也有所提高。因此，优化后微波-超声协同渗糖工艺不仅在一定程度上保留了新鲜猕猴桃原有的风味，还有其他独特的风味产生，使无糖益生菌猕猴桃脯滋味更丰富。

图5 不同渗糖方式对各类挥发性化合物含量及数量的影响Fig.5 Effects of different sugar penetrating methods on the content and quantity of various volatile compounds

3 结论

无糖益生菌猕猴桃脯的最佳工艺条件为：木糖醇添加量28%、赋形剂添加量0.16%、协同渗糖方式为微波35 min 后超声1.25 h，结合总糖含量与感官评价的综合得分可达61.93。经本实验优化工艺处理后的猕猴桃脯，色泽鲜亮，表面益生菌粉分散均匀，脯体饱满度良好，口感绵软有嚼劲，酸甜可口。营养品质分析表明优化工艺不但提高了渗糖效果，减少了Vc的损失，还使猕猴桃脯中游离氨基酸、总酚及类黄酮含量明显增加。HPLC 检测分析显示，对比单一渗糖工艺，优化后协同渗糖处理的果脯中柠檬酸、苹果酸、酒石酸、奎宁酸等7 种有机酸含量有所增加。另外，GC-MS 分析结果表明新鲜猕猴桃加工成无糖益生菌猕猴桃脯后主要风味物质由2-己烯醛变为己酸乙酯，同时协同渗糖在最大程度保留猕猴桃原有风味的同时，还有更多果香、脂质香气等风味物质产生，使产品口感更为丰富。由此，本实验所优化工艺在改善了无糖猕猴桃脯渗糖效果的同时，保证了其营养品质与风味，为无糖益生菌猕猴桃脯的工业化生产提供了一定参考。