草莓菠萝复合风味奶酪棒的研制

赵 楠 张博雯 赫梓君 何宜桐 赵 鑫

（沈阳医学院公共卫生学院，辽宁沈阳 110000）

奶酪棒属于再制干酪的一种，以天然干酪为原料，具有丰富的营养价值。再制干酪的制作过程中会加入一些辅料并进行相应的工艺处理，产品的组织状态滑腻致密，风味温和，大大改善了天然干酪的不适口感，是一种易于保藏的方便乳品[1-3]。目前，再制干酪凭借其产品多样、价格适中等优势，广受大众欢迎，其消费量占全世界干酪总消费量的60%~70%[4]，尤其是奶酪棒产品逐渐成为儿童和青少年健康零食的首选。

草莓素有“水果皇后”之美誉，在我国很多地区广为栽培[5]。草莓果实柔软多汁、香气袭人，富含多种营养成分及钙、磷、铁等微量元素，其中胡萝卜素、维生素A具有缓解夜盲症的功效；维生素C具有抗氧化和延缓衰老的保健功能[6]。菠萝在我国被誉为岭南四大名果之一，中国也是菠萝生产大国之一[7]。菠萝含有丰富的营养成分，具有清热解暑、消食止泻、健脾开胃等功效[4-8]。海藻糖是一种天然的功能性多糖，可以刺激细胞自噬，抑制某种特定类型肿瘤的生长，维持人体血糖平衡，具有一定的保健功能[8-9]。

奶酪棒是一种深受儿童和青少年喜爱的休闲食品，市场上的奶酪棒产品原味居多，风味较为单一。为此，本研究以天然干酪和新鲜水果为主要原料，辅以脱脂奶粉、黄油、吉利丁粉、海藻糖等其他原料，运用单因素试验法和响应面法研究草莓菠萝复合风味奶酪棒制品的工艺配方，旨在突破如今国内奶酪棒产品口味类型较单一的现状，以期为今后更多类型的复合风味奶酪棒产品的研发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 试验材料马苏里拉奶酪、黄油、脱脂乳粉、草莓、菠萝均购自超市，吉利丁粉、海藻糖、双乙酰酒石酸单双甘油酯均为食品级，PP 塑料模具（茶花家居塑料用品有限公司），竹棍棒（尚烤佳烘焙用品有限公司），60 目过滤筛网（上海枫未实业有限公司）。

1.1.2 仪器设备L18-P132型高速破壁料理机，杭州九阳股份有限公司；不粘奶锅，苏泊尔厨具制造有限公司；ZY0205 型电子天平，上海枫未实业有限公司；JZT-i10029A 型燃气灶，华帝股份有限公司；DL333380型高精度非接触式红外测温仪，得力集团有限公司；WB100-6F型恒温数显水浴锅，群安实验仪器有限公司；BCD-470WKPZM（E）型变频冰箱，美的集团股份有限公司。

1.2 工艺流程

原材料挑选及预处理→切割粉碎→加黄油→加脱脂乳粉、天然干酪、乳化剂、海藻糖和纯净水→搅拌→加热融化→加入混合果浆（过滤后按感官评定确定的比例调配完成）→搅拌→加入吉利丁粉→搅拌→灌装→冷却成型。

1.3 操作要点

1.3.1 原料挑选及预处理天然干酪选择密封良好的马苏里拉奶酪，并去除外包装。水果选择新鲜的草莓、菠萝，洗净沥干水分。其余原料均选择市售食品级。

1.3.2 加热融化将原料混合液保持在85 ℃条件下隔水加热20 min，期间保持搅拌。

1.3.3 搅拌顺时针搅拌，确保原料液混合均匀。

1.3.4 加入混合果浆混合均匀的原料待温度降低至60 ℃后加入处理好的混合果浆。

1.3.5 灌装将原料液灌注到已消毒的模具中。

1.3.6 冷却成型将灌注到模具中的原料液置于4 ℃环境中冷却至完全凝固成型。

1.4 感官评定指标

1.4.1 混合风味果浆感官评定标准由10 名专业人员组成感官评定小组，对果浆样品进行评价，根据感官评分确定草莓菠萝复合风味奶酪棒的混合果浆配比。具体评定标准见表1。

1.4.2 草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评定标准由10 名专业人员组成感官评定小组，对草莓菠萝复合风味奶酪棒进行感官评定，评定标准参考GB 25192—2010《食品安全国家标准再制干酪》[10]和尹长林[11]所述的方法进行制定。具体评定标准见表2。

表2 草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评定标准

表3 响应面试验因素水平

1.5 单因素试验

按照1.2 基本工艺流程制作草莓菠萝复合风味奶酪棒，得到基本配方（以水的质量计）为混合果浆配比（草莓与菠萝原味果浆的质量比）1.5∶1，混合果浆30.00%，乳化盐1.00%，天然干酪35.00%，吉利丁粉5.00%，黄油12.00%、脱脂乳粉14.00%，海藻糖12.00%。单因素如下：乳化盐添加量（0.80%、1.10%、1.40%、1.70%、2.00%），天然干酪添加量（25.00%、30.00%、35.00%、40.00%、45.00%），吉利丁粉添加量（4.00%、4.50%、5.00%、5.50%、6.00%），脱脂乳粉添加量（8.00%、11.00%、14.00%、17.00%、20.00%）。

1.6 响应面法优化草莓菠萝复合风味奶酪棒的工艺参数

基于单因素试验结果，运用Design-Expert 13.0软件，以35 g天然干酪为样本，对选取的4个因素依据Box-Behnken 设计原理进行4 因素3 水平响应面试验。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

乳化盐主要使原料混合均匀，并且性质稳定[12]。如图1a 所示，随着乳化盐添加量的增加，感官评分呈先增加再降低的趋势，当乳化盐添加量为1.40%时，所获感官评分最高（85.8分，P<0.05）。乳化盐添加量在0.80%~1.40%，随着其含量增加，奶酪棒具有更好的乳化效果和风味，因此感官评分不断增加；当乳化盐添加量在1.40%～2.00%，随着其含量增加，感官评分不断下降，过多的乳化盐会导致不良风味的产生[13]。

图1 乳化盐添加量、天然干酪添加量、吉利丁粉添加量和脱脂乳粉添加量对感官品质的影响

干酪通过浓缩牛乳或羊乳制得，营养价值丰富[2]。如图1b所示，随着天然干酪添加量的增加，感官评分呈先增加再降低的趋势，当天然干酪添加量为35.00%时，奶酪棒的表面光泽较好，含水量适中，所获感官评分最高（89.8 分，P<0.05）。当天然干酪添加量在25.00%～35.00%，奶酪棒含水量较高，质地较软；当天然干酪添加量在35.00%～45.00%，奶酪棒含水量较低，质地较硬。

吉利丁粉会促进物料凝固和稳定。如图1c 所示，随着吉利丁粉添加量的增加，感官评分呈先增加再降低的趋势，当吉利丁粉添加量为5.00%时，奶酪棒的软硬适中，成型效果较好，所获感官评分最高（87.6 分，P<0.05）。吉利丁粉添加量在4.00%～5.00%，随着其含量增加，奶酪棒的凝固性和稳定性不断增加，因此感官评分不断增加；当天然干酪添加量在5.00%～6.00%，由于吉利丁粉过量导致奶酪棒硬度较大，口感不佳。

如图1d 所示，当脱脂乳粉添加量为14.00%时，奶酪棒的奶香味适宜，所获感官评分最高（89.1 分，P<0.05）。当脱脂乳粉添加量在8.00%～14.00%，奶酪棒奶香味欠佳；当脱脂乳粉添加量在14.00%～20.00%，奶酪棒奶香味过浓，掩蔽了果香味。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验方案及结果分析基于单因素的试验结果，依据Design-Expert 13.0中的Box-Behnken进行4因素3水平组合设计试验，以感官评分为响应值进行响应面法优化试验，试验中心值重复3次，建立回归参数模型，试验方案及结果见表4。

表4 响应面试验方案及结果

根据表4 中的结果，进行二次多项式回归拟合，得到Y（感官评分）对影响草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评分的关键因素（A、B、C、D）的二元回归方程：Y=90.17-0.550 0A+0.325 0B+0.691 7C+0.116 7D+0.100 0AB+0.775 0AC+0.325 0AD+0.250 0BC+0.075 0BD-0.200 0CD-4.80A²-4.47B²-5.62C²-4.10D²

2.2.2 回归模型建立与方差分析对回归模型进行方差分析，以检验各因素对草莓菠萝复合风味奶酪棒的品质影响（表5）。根据F检验确定各响应值受变量影响的显著性。由表5可知，回归模型的F值为16.920 0（P<0.01），这说明该回归模型极显著，方程的决定系数R2为0.951 8，说明该模型所预测的感官评分与试验结果具有较高的相关系数和较好的拟合度；回归模型的失拟项F值为8.010 0（P>0.05），说明失拟项的差异不显著，试验结果能够较好的反映真实情况；回归模型的变异系数（CV=1.29）<5%，说明该模型具有较好的重复性。

表5 回归方程模型方差分析

根据F值和P值得到4 个因素对草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评定结果的影响程度为：C（吉利丁粉添加量）>A（天然干酪添加量）>B（乳化盐添加量）>D（脱脂乳粉添加量）。其中一次项C 影响显著（P<0.05），二次项A2、B2、C2、D2对感官评定的影响均极显著（P<0.01）。一次项A、B、D和所有交互项AB、AC、AD、BC、BD、CD 对感官评定结果的影响均不显著（P>0.05）。综上所述，该模型对草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评定结果进行分析和预测的可靠性较高，误差较小。

2.2.3 响应曲面图分析图2~13 为试验得出的响应面曲线图和等高线图，草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评分与4 个因素之间都是开口向下的抛物线，表明在最优范围内每个影响因素均有1 个数值使得感官评分达到极值。图2~13 呈现的是A（天然干酪添加量）、B（乳化盐添加量）、C（吉利丁粉添加量）、D（脱脂乳粉添加量）4 个因素对草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评分的交互作用，响应面的坡度越大，则表明感官评分受到各因素改变的影响越明显。本试验中AB、AC、AD、BC、BD、CD 的曲面峰较平缓，等高线近似圆形，说明AB、AC、AD、BC、BD、CD 之间的交互作用对感官评分均有影响但不显著（P>0.05）。

图2 AB交互作用响应面3D分析

图3 AB交互作用等高线

图4 AC交互作用响应面3D分析

图5 AC交互作用等高线

图6 AD交互作用响应面3D分析

图7 AD交互作用等高线

图8 BC交互作用响应面3D分析

图9 BC交互作用等高线

图10 BD交互作用响应面3D分析

图11 BD交互作用等高线

图12 CD交互作用响应面3D分析

图13 CD交互作用等高线

2.2.4 最佳工艺参数的确定和回归模型的验证根据Box-Behnken 试验和回归方程的结果，得到最佳工艺配方及感官评分，分别为天然干酪添加量34.741%、乳化盐添加量1.411%、吉利丁粉添加量5.029%、脱脂乳粉添加量14.033%。此时草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评分为90.21分。为提升试验的可操作性，调整工艺配方为天然干酪添加量34.74%、乳化盐添加量1.41%、吉利丁粉添加量5.03%、脱脂乳粉添加量14.03%，在此条件下进行3 次重复试验以考查回归模型的准确性和可靠性。

重复试验结果表明，在调整后的工艺配方条件下，制备的草莓菠萝复合风味奶酪棒感官评分（90.3 分）与回归模型预测值（90.21 分）较为接近，证明回归模型是可靠的，能够较真实地反映出各影响因素对草莓菠萝复合风味奶酪棒感官品质的影响。因此，上述所列出的工艺参数即为草莓菠萝复合风味奶酪棒优化后的最佳工艺参数。

3 结论

本研究在单因素试验的基础上，进行响应面优化，确定草莓菠萝复合风味奶酪棒的最佳工艺配方为混合果浆配比（草莓与菠萝原味果浆的质量配比）1.5∶1、混合果浆添加量30.00%、乳化盐添加量1.41%、天然干酪添加量34.74%、吉利丁粉添加量5.03%、脱脂乳粉添加量14.03%、黄油添加量12.00%、海藻糖添加量12.00%，感官评分90.3 分。按上述工艺参数制成的草莓菠萝复合风味奶酪棒结构均匀，色泽良好，软硬适中，营养丰富，口感细腻，奶香和果香较为浓郁，是一款具有潜在商业价值的奶酪棒制品。