草莓菠蘿復合風味奶酪棒的研制

趙 楠 張博雯 赫梓君 何宜桐 趙 鑫

（沈陽醫學院公共衛生學院，遼寧沈陽 110000）

奶酪棒屬于再制干酪的一種，以天然干酪為原料，具有豐富的營養價值。再制干酪的制作過程中會加入一些輔料并進行相應的工藝處理，產品的組織狀態滑膩致密，風味溫和，大大改善了天然干酪的不適口感，是一種易于保藏的方便乳品[1-3]。目前，再制干酪憑借其產品多樣、價格適中等優勢，廣受大眾歡迎，其消費量占全世界干酪總消費量的60%~70%[4]，尤其是奶酪棒產品逐漸成為兒童和青少年健康零食的首選。

草莓素有“水果皇后”之美譽，在我國很多地區廣為栽培[5]。草莓果實柔軟多汁、香氣襲人，富含多種營養成分及鈣、磷、鐵等微量元素，其中胡蘿卜素、維生素A具有緩解夜盲癥的功效；維生素C具有抗氧化和延緩衰老的保健功能[6]。菠蘿在我國被譽為嶺南四大名果之一，中國也是菠蘿生產大國之一[7]。菠蘿含有豐富的營養成分，具有清熱解暑、消食止瀉、健脾開胃等功效[4-8]。海藻糖是一種天然的功能性多糖，可以刺激細胞自噬，抑制某種特定類型腫瘤的生長，維持人體血糖平衡，具有一定的保健功能[8-9]。

奶酪棒是一種深受兒童和青少年喜愛的休閑食品，市場上的奶酪棒產品原味居多，風味較為單一。為此，本研究以天然干酪和新鮮水果為主要原料，輔以脫脂奶粉、黃油、吉利丁粉、海藻糖等其他原料，運用單因素試驗法和響應面法研究草莓菠蘿復合風味奶酪棒制品的工藝配方，旨在突破如今國內奶酪棒產品口味類型較單一的現狀，以期為今后更多類型的復合風味奶酪棒產品的研發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料馬蘇里拉奶酪、黃油、脫脂乳粉、草莓、菠蘿均購自超市，吉利丁粉、海藻糖、雙乙酰酒石酸單雙甘油酯均為食品級，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 目過濾篩網（上海楓未實業有限公司）。

1.1.2 儀器設備L18-P132型高速破壁料理機，杭州九陽股份有限公司；不粘奶鍋，蘇泊爾廚具制造有限公司；ZY0205 型電子天平，上海楓未實業有限公司；JZT-i10029A 型燃氣灶，華帝股份有限公司；DL333380型高精度非接觸式紅外測溫儀，得力集團有限公司；WB100-6F型恒溫數顯水浴鍋，群安實驗儀器有限公司；BCD-470WKPZM（E）型變頻冰箱，美的集團股份有限公司。

1.2 工藝流程

原材料挑選及預處理→切割粉碎→加黃油→加脫脂乳粉、天然干酪、乳化劑、海藻糖和純凈水→攪拌→加熱融化→加入混合果漿（過濾后按感官評定確定的比例調配完成）→攪拌→加入吉利丁粉→攪拌→灌裝→冷卻成型。

1.3 操作要點

1.3.1 原料挑選及預處理天然干酪選擇密封良好的馬蘇里拉奶酪，并去除外包裝。水果選擇新鮮的草莓、菠蘿，洗凈瀝干水分。其余原料均選擇市售食品級。

1.3.2 加熱融化將原料混合液保持在85 ℃條件下隔水加熱20 min，期間保持攪拌。

1.3.3 攪拌順時針攪拌，確保原料液混合均勻。

1.3.4 加入混合果漿混合均勻的原料待溫度降低至60 ℃后加入處理好的混合果漿。

1.3.5 灌裝將原料液灌注到已消毒的模具中。

1.3.6 冷卻成型將灌注到模具中的原料液置于4 ℃環境中冷卻至完全凝固成型。

1.4 感官評定指標

1.4.1 混合風味果漿感官評定標準由10 名專業人員組成感官評定小組，對果漿樣品進行評價，根據感官評分確定草莓菠蘿復合風味奶酪棒的混合果漿配比。具體評定標準見表1。

1.4.2 草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評定標準由10 名專業人員組成感官評定小組，對草莓菠蘿復合風味奶酪棒進行感官評定，評定標準參考GB 25192—2010《食品安全國家標準再制干酪》[10]和尹長林[11]所述的方法進行制定。具體評定標準見表2。

表2 草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評定標準

表3 響應面試驗因素水平

1.5 單因素試驗

按照1.2 基本工藝流程制作草莓菠蘿復合風味奶酪棒，得到基本配方（以水的質量計）為混合果漿配比（草莓與菠蘿原味果漿的質量比）1.5∶1，混合果漿30.00%，乳化鹽1.00%，天然干酪35.00%，吉利丁粉5.00%，黃油12.00%、脫脂乳粉14.00%，海藻糖12.00%。單因素如下：乳化鹽添加量（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%），脫脂乳粉添加量（8.00%、11.00%、14.00%、17.00%、20.00%）。

1.6 響應面法優化草莓菠蘿復合風味奶酪棒的工藝參數

基于單因素試驗結果，運用Design-Expert 13.0軟件，以35 g天然干酪為樣本，對選取的4個因素依據Box-Behnken 設計原理進行4 因素3 水平響應面試驗。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

乳化鹽主要使原料混合均勻，并且性質穩定[12]。如圖1a 所示，隨著乳化鹽添加量的增加，感官評分呈先增加再降低的趨勢，當乳化鹽添加量為1.40%時，所獲感官評分最高（85.8分，P<0.05）。乳化鹽添加量在0.80%~1.40%，隨著其含量增加，奶酪棒具有更好的乳化效果和風味，因此感官評分不斷增加；當乳化鹽添加量在1.40%～2.00%，隨著其含量增加，感官評分不斷下降，過多的乳化鹽會導致不良風味的產生[13]。

圖1 乳化鹽添加量、天然干酪添加量、吉利丁粉添加量和脫脂乳粉添加量對感官品質的影響

干酪通過濃縮牛乳或羊乳制得，營養價值豐富[2]。如圖1b所示，隨著天然干酪添加量的增加，感官評分呈先增加再降低的趨勢，當天然干酪添加量為35.00%時，奶酪棒的表面光澤較好，含水量適中，所獲感官評分最高（89.8 分，P<0.05）。當天然干酪添加量在25.00%～35.00%，奶酪棒含水量較高，質地較軟；當天然干酪添加量在35.00%～45.00%，奶酪棒含水量較低，質地較硬。

吉利丁粉會促進物料凝固和穩定。如圖1c 所示，隨著吉利丁粉添加量的增加，感官評分呈先增加再降低的趨勢，當吉利丁粉添加量為5.00%時，奶酪棒的軟硬適中，成型效果較好，所獲感官評分最高（87.6 分，P<0.05）。吉利丁粉添加量在4.00%～5.00%，隨著其含量增加，奶酪棒的凝固性和穩定性不斷增加，因此感官評分不斷增加；當天然干酪添加量在5.00%～6.00%，由于吉利丁粉過量導致奶酪棒硬度較大，口感不佳。

如圖1d 所示，當脫脂乳粉添加量為14.00%時，奶酪棒的奶香味適宜，所獲感官評分最高（89.1 分，P<0.05）。當脫脂乳粉添加量在8.00%～14.00%，奶酪棒奶香味欠佳；當脫脂乳粉添加量在14.00%～20.00%，奶酪棒奶香味過濃，掩蔽了果香味。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗方案及結果分析基于單因素的試驗結果，依據Design-Expert 13.0中的Box-Behnken進行4因素3水平組合設計試驗，以感官評分為響應值進行響應面法優化試驗，試驗中心值重復3次，建立回歸參數模型，試驗方案及結果見表4。

表4 響應面試驗方案及結果

根據表4 中的結果，進行二次多項式回歸擬合，得到Y（感官評分）對影響草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評分的關鍵因素（A、B、C、D）的二元回歸方程：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 回歸模型建立與方差分析對回歸模型進行方差分析，以檢驗各因素對草莓菠蘿復合風味奶酪棒的品質影響（表5）。根據F檢驗確定各響應值受變量影響的顯著性。由表5可知，回歸模型的F值為16.920 0（P<0.01），這說明該回歸模型極顯著，方程的決定系數R2為0.951 8，說明該模型所預測的感官評分與試驗結果具有較高的相關系數和較好的擬合度；回歸模型的失擬項F值為8.010 0（P>0.05），說明失擬項的差異不顯著，試驗結果能夠較好的反映真實情況；回歸模型的變異系數（CV=1.29）<5%，說明該模型具有較好的重復性。

表5 回歸方程模型方差分析

根據F值和P值得到4 個因素對草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評定結果的影響程度為：C（吉利丁粉添加量）>A（天然干酪添加量）>B（乳化鹽添加量）>D（脫脂乳粉添加量）。其中一次項C 影響顯著（P<0.05），二次項A2、B2、C2、D2對感官評定的影響均極顯著（P<0.01）。一次項A、B、D和所有交互項AB、AC、AD、BC、BD、CD 對感官評定結果的影響均不顯著（P>0.05）。綜上所述，該模型對草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評定結果進行分析和預測的可靠性較高，誤差較小。

2.2.3 響應曲面圖分析圖2~13 為試驗得出的響應面曲線圖和等高線圖，草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評分與4 個因素之間都是開口向下的拋物線，表明在最優范圍內每個影響因素均有1 個數值使得感官評分達到極值。圖2~13 呈現的是A（天然干酪添加量）、B（乳化鹽添加量）、C（吉利丁粉添加量）、D（脫脂乳粉添加量）4 個因素對草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評分的交互作用，響應面的坡度越大，則表明感官評分受到各因素改變的影響越明顯。本試驗中AB、AC、AD、BC、BD、CD 的曲面峰較平緩，等高線近似圓形，說明AB、AC、AD、BC、BD、CD 之間的交互作用對感官評分均有影響但不顯著（P>0.05）。

圖2 AB交互作用響應面3D分析

圖3 AB交互作用等高線

圖4 AC交互作用響應面3D分析

圖5 AC交互作用等高線

圖6 AD交互作用響應面3D分析

圖7 AD交互作用等高線

圖8 BC交互作用響應面3D分析

圖9 BC交互作用等高線

圖10 BD交互作用響應面3D分析

圖11 BD交互作用等高線

圖12 CD交互作用響應面3D分析

圖13 CD交互作用等高線

2.2.4 最佳工藝參數的確定和回歸模型的驗證根據Box-Behnken 試驗和回歸方程的結果，得到最佳工藝配方及感官評分，分別為天然干酪添加量34.741%、乳化鹽添加量1.411%、吉利丁粉添加量5.029%、脫脂乳粉添加量14.033%。此時草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評分為90.21分。為提升試驗的可操作性，調整工藝配方為天然干酪添加量34.74%、乳化鹽添加量1.41%、吉利丁粉添加量5.03%、脫脂乳粉添加量14.03%，在此條件下進行3 次重復試驗以考查回歸模型的準確性和可靠性。

重復試驗結果表明，在調整后的工藝配方條件下，制備的草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官評分（90.3 分）與回歸模型預測值（90.21 分）較為接近，證明回歸模型是可靠的，能夠較真實地反映出各影響因素對草莓菠蘿復合風味奶酪棒感官品質的影響。因此，上述所列出的工藝參數即為草莓菠蘿復合風味奶酪棒優化后的最佳工藝參數。

3 結論

本研究在單因素試驗的基礎上，進行響應面優化，確定草莓菠蘿復合風味奶酪棒的最佳工藝配方為混合果漿配比（草莓與菠蘿原味果漿的質量配比）1.5∶1、混合果漿添加量30.00%、乳化鹽添加量1.41%、天然干酪添加量34.74%、吉利丁粉添加量5.03%、脫脂乳粉添加量14.03%、黃油添加量12.00%、海藻糖添加量12.00%，感官評分90.3 分。按上述工藝參數制成的草莓菠蘿復合風味奶酪棒結構均勻，色澤良好，軟硬適中，營養豐富，口感細膩，奶香和果香較為濃郁，是一款具有潛在商業價值的奶酪棒制品。