高钙高膳食纤维无花果果冻加工工艺

张莉，毛玲，陈一萌，柏红梅*，游勇，王波

1.四川省食品发酵工业研究设计院有限公司（成都 611130）；2.成都中医药大学（成都 611130）；3.威远县金四方果业有限责任公司（威远 642452）

无花果，又称隐花果、奶浆果、蜜果等，是一种营养丰富且低热量的碱性食品，其中含有多种活性功能成分，如多糖、黄酮类、挥发油、花青素等，已证实其具有提高免疫力、降糖降脂、清热生津、健胃清肠、润肺止咳、消肿解毒、抗氧化、抗疲劳等功能[1-5]。不仅无花果的果实对人类身体有益，无花果果树也是大有益处，可以作为城市观赏型花卉，有净化城市空气、降低噪音的作用[6]。

随着消费者生活质量不断提升，在日常膳食中，食物精细化程度越来越高，导致一些所谓“现代文明病”的发生，如糖尿病、肥胖症、高脂血高血压等疾病，加强膳食纤维的摄入可以有效防治这类疾病的发生，有助于提升消费者的生活品质。营养学会提出的膳食纤维的最佳摄入量约30 g/d，但我国实际人均摄入量仅14 g/d，摄入量严重不足[7]。因此，绿色营养健康且富含膳食纤维的食品将会成为消费者的第一选择，而休闲食品在市场中占比较大，果冻作为一种携带方便、易于储存、经济实惠、饱腹感强的休闲食品，受到广大消费者的青睐[8-9]。

市面上以无花果为原料生产的产品有果干、果汁、果茶、休闲点心等食品，但无花果的食用方式更多是以鲜食和果干为主，相关的果冻产品鲜见。108B无花果因矿物质、膳食纤维、酚类物质、黄酮、蛋白酶等成分含量相对较高，且果肉淡粉色、黏聚性大，更适宜作为加工原料。此次研究以108B无花果为主要原料，魔芋胶、卡拉胶为复合凝胶剂，研制具有一定营养保健作用的低糖低脂高膳食纤维无花果果冻，为市场开发无花果果冻提供必要的加工依据，对无花果深加工利用以及市场空间开拓具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

108B无花果（四川省内江市威远金四方果业公司）；魔芋胶、卡拉胶、无水柠檬酸、果葡糖浆等（食品级，市售）；氯化钠、氯化钾（均为分析纯，天津市致远化学试剂有限公司）；2, 2’-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）试剂盒（碧云天公司）。品牌A果冻（喜之郞果冻，市售）；品牌B果冻（亲亲果冻，市售）。

1.2 仪器与设备

ESJ200-4B型电子天平（兄弟仪器设备有限公司）；HH-6型数显恒温水浴锅（常州溴华仪器有限公司）；WB2000-A型均质搅拌器（北京明阳科华生物科技有限公司）；SP815S型静音破壁机（搅拌机）（浙江苏泊尔股份有限公司）；WYT型手持折光仪（成都泰华光学有限公司）；PHS-3G型pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；Spectra Max M2酶标仪（德国MD公司）；TD5A-WS台式低速离心机（湘仪）。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 无花果的预处理及果浆的制备

挑选同一成熟度、无虫害、无腐烂的新鲜无花果，清洗后去皮并切成小块。向切块的果肉中加入适量蒸馏水，使用破壁机进行打浆，果浆中加入一定量的柠檬酸和果糖，备用。

1.3.2.2 魔芋胶-卡拉胶复合多糖胶体的制备

按比例称取一定量的魔芋胶、卡拉胶，向蒸馏水中缓慢加入胶粉，边加胶粉边搅拌，混匀后用均质搅拌器搅拌5 min，静置10 min使其充分溶胀，置于80 ℃恒温水浴锅中水浴10 min，得到透明、黏稠的多糖胶液，备用。

1.3.2.3 调配

待多糖胶液冷却至75 ℃时，迅速加入调配好无花果浆并用均质搅拌器按700 r/min充分混匀1 min，得到混合调配液。

1.3.2.4 灌装、灭菌

将调配好的无花果果冻趁热倒入预先消毒的果冻杯模中，封口压实，置于80 ℃水浴锅中杀菌20 min。

1.3.2.5 冷却成型

将灭菌后的果冻立即放入冷水中冷却到室温后，擦干果冻盒外表面水分，放入4 ℃冰箱冷藏静置成型，即得成品。

1.3.3 单因素试验

其他因素不变时，改变单一因素，以感官评分为评价指标，考察不同果糖添加量（8%，10%，12%，14%和16%）、复合胶添加量（0.6%，0.8%，1.0%，1.2%和1.4%）、无花果果浆添加量（10%，20%，30%，40%和50%）3个单因素对无花果果冻感官评价的影响。

1.3.4 响应面法优化设计

在单因素试验结果基础上，根据Box-Behnken的中心组合试验设计原理，选取果糖添加量、复合胶添加量、无花果果浆添加量3个变量为影响因素，以无花果果冻的感官评分为响应值，设计三因素三水平响应面分析试验，试验因素水平见表1。利用Design-Expert 8.0.6软件进行响应面分析，确定无花果果冻的最佳配方。

表1 响应面试验因素及水平 单位：%

1.4 指标检测

1.4.1 感官评定

无花果果冻的感官评定由10位具有相关专业知识的人员组成评定小组，对其色泽、口感、滋味气味、组织状态等方面进行评价，感官评定标准如表2所示。

表2 无花果果冻感官评分标准

1.4.2 理化指标

1.4.2.1 可溶性固形物测定

参照GB/T 10786—2006《罐头食品的检验方法》。

1.4.2.2 总膳食纤维含量测定

近几年来，很多体检中心在患者进行体检时采取全程护理的方式，将以往单纯化的体检变为集体检、教育以及治疗等等为一体的全面性检查，帮助患者调整其日常生活行为，使其可以保持最优的健康状态[1] 。本文正是基于此，选择1000例患者作为研究对象，对提升体检中心妇科检查体检者满意度实施全程护理的效果进行观察和分析。

参照GB 5009.88—2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》。

1.4.2.3 钙含量测定

参照GB 5009.92—2016《食品安全国家标准 食品中钙的测定》。

1.4.2.4 总抗氧化能力测定

使用总抗氧化能力检测试剂盒（ABTS）测定样品的总抗氧化能力[10]。

1.4.3 微生物指标

1.4.3.1 菌落总数测定

参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定》[11]。

1.4.3.2 大肠菌群测定

参照GB 4789.3—2016中《食品安全国家标准食品微生物学检验 大肠菌群计数》平板计数法[12]。

1.4.3.3 霉菌和酵母菌测定

参照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 霉菌和酵母菌计数》平板计数法[13]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 果糖添加量对无花果果冻品质的影响

果糖不仅调节食物的风味，还影响果冻体系的凝胶性，不同果糖添加量对果冻感官评分的影响如图1所示。随着果糖添加量增加，感官评分呈现先增加后降低变化趋势，这可能是由于果糖添加会影响果冻的滋味及改变体系中的水分活度，适量添加有助于形成疏水作用，增强凝胶性能，若添加过量会引起竞争氢键作用，从而造成凝胶强度降低，影响口感[14-15]。果糖添加量12%时，感官评分达到最高值，制成的果冻甜度较适宜，口感细腻，呈现淡粉色。

图1 果糖添加量对无花果果冻感官评分的影响

复合胶是果冻产品中主要成分之一，也是影响凝胶性的重要因素，复合胶添加量对果冻感官评分的影响如图2所示。无花果果冻的感官评分随复合胶添加量增加呈现先升高后降低趋势。复合胶添加量0.8%时，果冻的组织状态均一，质地坚实有弹性，评分最高；复合胶添加量＜0.8%时，果冻不成型，呈流动状态，凝固性不佳，无弹性；复合胶添加量＞0.8%时，果冻易于成型，但存在脆度较高而弹性不足的问题，产品组织状态偏硬，无花果的清香味被掩盖，口感不够细腻。这可能是由于复合胶浓度增加可促使形成双螺旋结构，从而使其内部分子之间排列更加紧密，形成稳定的三维网状结构[16]。因此，复合胶最佳添加量为0.8%。

图2 复合胶添加量对无花果果冻感官评分的影响

2.1.3 无花果果浆添加量对果冻品质的影响

无花果果浆添加量对果冻产品的色泽、风味影响很大，因此观察其对果冻感官评分的影响，结果如图3所示。无花果果浆添加量在10%～20%范围时，果冻中无花果风味不够明显；果浆添加量40%～50%时，无花果风味较为浓郁，但是果冻成胶性差，口感粗糙，质地较软，流动性强，缺少应有的弹性和咀嚼性；果浆用量添加量30%时，果冻具有良好的风味，口感细腻，组织状态均匀，具有较好的弹性。因此，无花果果浆最佳添加量为30%。

图3 无花果果浆添加量对无花果果冻感官评分的影响

2.1.2 复合胶添加量对无花果果冻品质的影响

2.2 响应面法优化设计试验

2.2.1 回归模型的建立与方程分析

在单因素试验的基础上，以果糖添加量（A）、复合胶添加量（B）、无花果果浆添加量（C）作为响应因子，感官评分作为响应值，建立Box-Behnken试验设计模型，对三因素三水平进行响应面分析，优化无花果果冻的配方，试验设计方案及结果见表3。

利用Design-Expert 8.0.6 软件对表3的试验数据进行多元回归拟合，得到以Y（感官综合评分）为目标函数的二次回归方程：Y=88.60+2.50A+3.88B+4.13CAB+3.50AC+4.75BC-8.18A2-6.43B2-11.42C2。

表3 响应面试验设计及结果

从表4方差分析可以看出：模型p＜0.000 1，说明试验的回归模型达到极显著水平；失拟项p=0.058 7＞0.05，说明失拟项不显著，表明该模型拟合程度较好，试验误差小。此外，模型的校正系数R2=0.982 1，模型修正系数Radj2=0.959 1，表明该方程较好地反映果糖添加量、复合胶添加量和无花果果浆添加量之间的关系，可用于研究变量参数对无花果果冻感官评分的影响。由表4中的回归系数的显著性显示，一次项A、B、C对果冻感官评分具有极显著（p＜0.01）影响，且3个因素对果冻感官评分影响的大小关系为无花果果浆添加量（C）＞复合胶添加量（B）＞果糖添加量（A）。

表4 回归方程方差分析

2.2.2 响应面曲面分析

通过Design-Expert 8.0.6软件对回归模型进行分析，可得知两个因素相互作用对响应值的影响效果，结果如图4所示。从等高线的形状可以看出两因素交互效果的强弱，形状呈圆形时表示两因素相互作用不显著，当形状呈椭圆时表明两因素相互作用显著[17-18]。响应面的坡度变化呈现出响应值随着各个因素变化时的波动情况，坡度越大，表明对感官评分的影响程度更大[19]。由交互作用分析可得，AC、BC对果冻感官评分均有显著影响，其中复合胶添加量和无花果果浆添加量的相互作用极显著。

从图4（a）可以看出，等高线的形状接近椭圆，表示果糖添加量和无花果果浆添加量的相互作用对果冻的感官评分影响较为显著。无花果果浆添加量不变时，随着果糖添加量增加，果冻的感官评分呈现先上升后降低的趋势；果糖添加量不变时，随着无花果果浆添加量增加，果冻的感官评分呈现相同的趋势。果糖添加量12.10%，无花果果浆添加量30.84%时，曲面达到最高点。

从图4（b）可以看出，等高线呈椭圆形，表示复合胶添加量和无花果果浆添加量的相互作用对果冻感官评分的影响达到极显著水平。AC两者的交互作用变化趋势与BC交互作用变化趋势相似，复合胶添加量0.84%、无花果果浆添加量31.23%时，曲面达到最高点。

图4 两两因素交互作用对果冻感官评分影响的响应面图

2.2.3 最佳工艺参数的确定与验证

通过响应面优化分析得到无花果果冻的最佳工艺参数：果糖添加量12.19%、复合胶添加量0.84%、无花果果浆添加量31.46%。在此参数条件下，无花果果冻的感官评分预测值为90.21分。为了实际操作的可行，最佳工艺参数修改为果糖添加量12%、复合胶添加量0.8%、无花果果浆添加量31%。采用修正后的工艺参数进行3次平行验证试验，得到的感官评分为89.5±0.12分，较接近预测值，可见利用响应面分析法优化无花果果冻的工艺参数是可行的，具有一定指导意义。

2.3 果冻质量评定

2.3.1 感官评价

对最佳工艺参数制备得到的无花果果冻如图5所示。结果显示：外观，颜色呈淡粉色，质地均匀鲜亮；组织状态，有无花果籽悬浮，无明显杂质和气泡，表面光滑细腻；滋味与气味，具有浓郁的无花果清香味，酸甜适宜；口感，清爽嫩滑，有弹性和嚼劲。

图5 无花果果冻图

2.3.2 理化指标

经检测无花果果冻中可溶性固形物含量为15.7%，与市售2种果冻差异不显著，符合国家标准相关要求。膳食纤维被营养学界补充认定为第七类营养素[20]，易于被人体消化吸收，对人体具有重要的生理功能。钙是人体中重要的必需元素之一，同时也是人体骨骼、牙齿等器官的重要组成部分，此外还在体内生理生化反应过程中起到重要作用。随着生活水平的提升，高膳食纤维与高钙含量的健康食品都是消费者青睐的产品类型。如表5所示，无花果果冻中膳食纤维和钙含量均显著高于市售2种果冻。膳食纤维总含量为3.16 g/100 g，说明是一种富含膳食纤维的高档休闲食品；果冻中矿物质元素钙的含量为157 mg/kg，这归因于无花果是高钙水果。

表5 理化指标检测结果

随着消费者对于健康的需求逐渐提升，具有抗氧化活性、预防衰老功能的保健食品受到消费者青睐。通过ABTS试剂盒测定无花果果冻和市售2种果冻的总抗氧化能力，结果表明无花果果冻的ABTS自由基清除率分别是市售2种果冻的1.6倍和1.8倍。无花果果冻有良好的ABTS自由基清除能力，主要归因于无花果中富含芦丁、槲皮素等黄酮，以及没食子酸、绿原酸等酚类化合物，与其结构中酚羟基有关。相比市售2种果冻，研制的无花果果冻抗氧化能力较为显著，具有较好的保健功能。

2.3.3 微生物指标

经检测微生物测得果冻中的菌落总数为45 CFU/g（≤100 CFU/g），酵母菌数为5 CFU/g（≤20 CFU/g），未检出大肠菌群和霉菌，均符合国家标准要求，可以放心食用。

表6 质量指标检测结果

3 结论

在单因素试验基础上，通过响应面分析法确定无花果果冻的最佳工艺参数：果糖添加量12%、复合胶添加量0.8%、无花果果浆添加量31%。通过此工艺参数制得的果冻成品色泽均匀，口感细腻、无花果果味浓郁，酸甜适宜，清爽嫩滑。可溶性固形物含量为15.7%，微生物指标均符合国家标准的相关规定。膳食纤维与钙含量较高，且抗氧化能力显著高于市面上同类产品。保健无花果果冻产品的研发不仅顺应消费者健康需求，而且生产工艺简便，最大限度保存有效营养成分，同时解决无花果鲜果不易存贮等问题，对无花果深加工利用及市场空间开拓具有重要意义。