包永華，呂 杰，李煌俊

（1.浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.浙江巨邦高新技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310018）

核桃又名胡桃，不僅是全球四大干果之一，也是我國主要的木本油料樹種，其種植面積及產(chǎn)量在全球都位居第一[1]。核桃內(nèi)核的外觀類似于人腦，被認(rèn)為是大腦的營養(yǎng)物質(zhì)。核桃因其具有較豐富的營養(yǎng)和較高的藥用價值，被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）列入優(yōu)先發(fā)展的植物名單[2]。

核桃富含維生素、礦物質(zhì)、Omega-3 脂肪酸和植物化學(xué)物質(zhì)[3]。越來越多的研究表明，日常食用核桃與某些疾病的防治之間存在著緊密的關(guān)系。根據(jù)Ni 等[4]的研究發(fā)現(xiàn)，核桃中的多酚類成分具有降低患心血管疾病風(fēng)險的作用。此外，有研究表明，核桃（作為多不飽和脂肪酸的來源）對促進(jìn)大腦健康和功能有積極的影響[5-6]；核桃中的化合物（如鞣花酸）對抑制癌癥和炎癥具有一定的作用[7-8]；核桃還可作為益生元的來源，具有促進(jìn)腸道益生菌生長的潛力[9-11]；有調(diào)查顯示，長期食用核桃可以有效預(yù)防Ⅱ型糖尿病[12-13]。核桃的這些功效部分得益于其強(qiáng)大的抗氧化活性。核桃含有許多獨(dú)特而有效的抗氧化劑，如醌類、單寧類、兒茶素和類黃酮類化合物[14-15]。綜合而言，核桃因其豐富的營養(yǎng)和功效而被極力推薦作為一種健康的零食[16]。

核桃可直接生吃，也可經(jīng)烤制、腌制和調(diào)味加工后食用[17-18]。近年來，隨著人們對核桃保健功效認(rèn)識的逐步提高，我國市場對手剝核桃的需求與日俱增，亟需對該產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。本研究以核桃為主料，草本植物大料作為輔料，研制手剝核桃產(chǎn)品，希望能夠開發(fā)出一種既方便食用又香脆可口的具有草本風(fēng)味的手剝核桃休閑食品，從而提升其商品價值，為核桃制品的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化利用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

新疆185 紙皮核桃，新疆果業(yè)集團(tuán)有限公司；白砂糖，廣東福正東海食品有限公司；安賽蜜，安徽維多食品配料有限公司；香蘭素、糖精鈉、甜蜜素、鮮味劑、乙基麥芽酚、三氯蔗糖，浙江巨邦高新技術(shù)有限公司；精制食用鹽，中鹽東興鹽化有限公司；紅燒肉香精、山核桃香精、香蔥香精，芬美意香精（上海）有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

TMS-PRO 質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC 公司；BPG-9070A精密鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；DKS12 數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海森信實驗儀器有限公司；SPS202F 電子天平，奧豪斯儀器（上海）有限公司；DL-BL20PP-A攪拌機(jī)，廣東隆特電子有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 核桃預(yù)處理

稱取500 g 新疆185 紙皮核桃，用干凈清水清洗兩遍，將核桃在2 kg 質(zhì)量濃度為2 g/L 的碳酸氫鈉水溶液中浸泡1.5～2.0 min 后取出，對核桃殼進(jìn)行開裂處理，再用清水清洗兩遍。

1.2.2.2 殺青

將浸泡好的核桃放入鼓風(fēng)干燥箱中，烘烤溫度設(shè)置為80 ℃，時間為8 h。核桃單層擺放，要保證上下通風(fēng)，距結(jié)束20 min時，將溫度升至100 ℃。

1.2.2.3 調(diào)味液的配制

煮大料水：取桂皮8 g，甘草8 g，八角4 g，香葉1 g放入濾網(wǎng)制成料包。取1 kg水，將料包放入水中，煮沸后繼續(xù)煮1 h，然后取出料包，將大料水晾涼備用。

配制料水：稱取白砂糖150 g，食鹽160 g，甜蜜素4.5 g，安賽蜜2.8 g，糖精鈉1.2 g，鮮味劑8.5 g，乙基麥芽酚2.5 g，香蘭素0.5 g，三氯蔗糖1 g，紅燒肉香精1 g，山核桃香精13 g，香蔥香精2 g。將上述配料加入大料水中，再用水補(bǔ)至1 kg，用攪拌器攪拌0.5 h備用。

1.2.2.4 浸泡

待核桃殺青完成后，將其立刻從鼓風(fēng)干燥箱中取出，放到調(diào)味液中浸泡3 min，邊攪拌邊浸泡。浸泡完成后，取出核桃，瀝干，回收調(diào)味液。

1.2.2.5 烘烤

將入好味的核桃散鋪到鼓風(fēng)干燥箱中，溫度設(shè)置為80 ℃，時間為7 h。烘烤結(jié)束后，關(guān)閉鼓風(fēng)干燥箱電源，待鼓風(fēng)干燥箱中的溫度慢慢降至室溫后再取出核桃，以防止果仁吸濕，降低酥脆程度。

1.2.3 試驗方案設(shè)計

1.2.3.1 最佳殺青條件的確定

選取大小均勻的核桃3份，在相同加工工藝條件下，分別采用70、80、90 ℃殺青6、7、8 h，以核桃的失重率為考察指標(biāo)，篩選出最佳殺青條件。

1.2.3.2 浸泡和烘烤條件單因素試驗設(shè)計

參照“1.2.2”中的方法制作草本風(fēng)味核桃，以成品核桃的感官評分和質(zhì)構(gòu)為指標(biāo)，分別探討浸泡時間（2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 min）、烘烤溫度（70、75、80、85、90 ℃）和時間（6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 h）對草本風(fēng)味核桃品質(zhì)的影響。

1.2.3.3 響應(yīng)面試驗設(shè)計

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇烘烤溫度（A）、烘烤時間（B）和浸泡時間（C）作為影響因子，以感官評分為響應(yīng)值，運(yùn)用Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計法，優(yōu)選出最優(yōu)的生產(chǎn)工藝。響應(yīng)面試驗因素與水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗設(shè)計因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface experiment design

1.2.4 測定指標(biāo)與方法

1.2.4.1 失重率

1.2.4.2 草本風(fēng)味核桃感官評價

分別從色澤、風(fēng)味及口感對草本風(fēng)味核桃的感官品質(zhì)進(jìn)行綜合評分，樣本由10 名經(jīng)過感官評價訓(xùn)練的人進(jìn)行評價，結(jié)果取平均值，草本風(fēng)味核桃的感官品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

表2 草本風(fēng)味核桃感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of walnut with herbal flavor

1.2.4.3 核桃仁質(zhì)構(gòu)

試驗采用TMS-PRO 質(zhì)構(gòu)儀TPA 模式和P/37 探頭進(jìn)行測試。設(shè)定測前速率1 mm/s，測試速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，壓縮比為50%。每個樣品重復(fù)測定3次，結(jié)果取平均值。選取硬度、咀嚼性和彈性3個指標(biāo)對核桃仁的質(zhì)地進(jìn)行評價。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Orgin 2021軟件處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行圖表繪制，利用Design-Expert 軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析并構(gòu)建回歸方程，所有數(shù)據(jù)均為3次獨(dú)立重復(fù)試驗的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 殺青最佳工藝條件的確定

殺青是核桃加工中的關(guān)鍵初制工序，采取高溫措施使核桃失水，除去核桃的澀味，以便后面工序更好的入味。一般情況下，失重率越高，說明殺青效果越好。但殺青最佳工藝條件的選擇必須同時考慮殺青后的核桃感官性狀，以及殺青的綜合生產(chǎn)成本。由表3可知，從失重率來看，90 ℃時，殺青8 h的失重率最高，但考慮90 ℃殺青生產(chǎn)成本較高，核桃也會產(chǎn)生一種不愉快氣味和苦味，綜合實際生產(chǎn)條件，試驗選擇80 ℃烘烤8 h為最佳殺青條件。牛希躍等[19]在對核桃進(jìn)行干燥的研究中發(fā)現(xiàn)，在高溫條件下，含水量會發(fā)生明顯變化，且核桃的酸價和過氧化值也隨之不斷升高，導(dǎo)致核桃產(chǎn)生異味，這與本研究結(jié)論一致。

表3 不同殺青溫度和時間對核桃失重率的影響Table 3 Effects of different water removing temperature and time on weight loss rate of walnut單位：%

2.2 浸泡和烘烤條件單因素試驗結(jié)果

2.2.1 浸泡時間的確定

由圖1 可以看出，隨著浸泡時間的增加，加工后的核桃仁彈性變化不大，硬度表現(xiàn)為下降—上升—下降的變化趨勢，核桃仁咀嚼性整體呈下降趨勢，核桃感官評分表現(xiàn)為先上升后下降。當(dāng)浸泡時間為2.0、2.5 min 時，核桃仍在吸收料水，產(chǎn)品可能存在入味不足的情況，故其感官評分隨時間延長呈上升趨勢；浸泡時間為3.5、4.0 min 時，核桃內(nèi)部和外部料水濃度已經(jīng)平衡，核桃不再吸收料水，多余的料水附著在核桃表面，經(jīng)過烘烤會有少量鹽析出，導(dǎo)致核桃口感過咸，感官評分呈降低的趨勢；浸泡3.0 min 時，感官評分最高。因此，綜合考慮各因素的影響及生產(chǎn)實際需要，確定適宜浸泡時間為3.0 min。

圖1 浸泡時間對草本風(fēng)味核桃感官品質(zhì)和核桃仁質(zhì)構(gòu)的影響Fig.1 Effects of soaking time on herb-flavored walnut sensory quality and kernel texture

2.2.2 烘烤溫度的確定

由圖2可知，隨著烘烤溫度的升高，加工后的核桃仁彈性無明顯變化，硬度呈現(xiàn)先降低后上升再降低的趨勢，咀嚼性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，草本風(fēng)味核桃感官評分呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢。這可能是因為烘烤溫度偏低時，核桃內(nèi)部加熱不足導(dǎo)致核桃仁生硬、不脆，口感較差；烘烤溫度偏高時易導(dǎo)致核桃仁烤焦。當(dāng)烘烤溫度為80 ℃時，核桃仁咀嚼性較好，而且硬度適中且感官評分最高。因此，綜合考慮確定適宜的烘烤溫度為80 ℃。

圖2 烘烤溫度對草本風(fēng)味核桃感官品質(zhì)和核桃仁質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Effects of roasting temperature on herb-flavored walnutsensory quality and kernel texture

2.2.2 烘烤時間對核桃品質(zhì)的影響

由圖3 可知，隨著烘烤時間的增加，核桃仁的硬度和咀嚼性及草本風(fēng)味核桃的感官評分均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)烘烤時間為8 h時，核桃仁的咀嚼性較好，硬度和感官評分均為最高值。這是因為烘烤時間過短，核桃仁水分偏高，口感生澀；烘烤時間過長，核桃仁會因為水分的過度散失，易烤焦。綜合考慮，確定適宜的烘烤時間為8 h。

圖3 烘烤時間對草本風(fēng)味核桃感官品質(zhì)和核桃仁質(zhì)構(gòu)的影響Fig.3 Effects of roasting time on herb-flavored walnut sensory quality and kernel texture

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果

2.3.1 試驗方案及結(jié)果

響應(yīng)面試驗設(shè)計方案及結(jié)果見表4。

表4 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果Table 4 Design and results of response surface testts

2.3.2 模型的建立

選用Design-Expert 統(tǒng)計軟件對試驗結(jié)果進(jìn)行回歸分析，建立感官評分的回歸模型方程為：

2.3.3 方差分析

方差分析結(jié)果如表5所示，該模型的P＜0.01，說明此模型極顯著，能夠很好地對響應(yīng)值進(jìn)行分析和預(yù)測。所建立模型的決定系數(shù)R2=0.972 6，表明有97.26%的數(shù)據(jù)可以用此回歸方程進(jìn)行解釋，R2Adj=0.937 4，意味著該模型可以對93.74%的響應(yīng)值的改變做出解釋，并且試驗誤差很小。其中，二次項A2的影響極顯著（P＜0.01），一次項A、交互項AC的影響顯著（P＜0.05）；各因素對感官評分影響程度由大到小為A＞B＞C，即烘烤溫度的影響最大，其次是烘烤時間，然后是浸泡時間。

表5 回歸模型的方差分析Table 5 Variance analysis of regression model

2.3.4 響應(yīng)面分析

兩兩因素之間交互作用的效應(yīng)可以通過響應(yīng)曲面梯度變化的陡峭形狀來反映[20]。由圖4～圖6 可知，圖5 整體曲面較陡峭，表明了AC因素間的交互作用對響應(yīng)值的影響更明顯。烘烤溫度對感官評分的影響最明顯，呈一條陡峭的曲線，烘烤時間和浸泡時間次之，相應(yīng)表現(xiàn)為曲線較為緩和，這與表4 的結(jié)果一致。在風(fēng)味核桃生產(chǎn)過程中，烘烤溫度是影響產(chǎn)品品質(zhì)的主要因素[21]。當(dāng)核桃表面受熱后，其吸收的熱量一部分用于蒸發(fā)水分，另一部分以熱傳導(dǎo)的方式傳到核桃內(nèi)部，致使核桃干燥[22]。烘烤溫度較低，由于核桃內(nèi)部的水分沒有蒸發(fā)掉，此時入味效果并不好。溫度過高，核桃仁內(nèi)油脂易發(fā)生變質(zhì)反應(yīng)[23-24]。

圖4 烘烤溫度和烘烤時間的交互作用對核桃感官評分影響的響應(yīng)曲面圖Fig.4 Response surface plot of effect of interaction between roasting temperature and time on walnut sensory score

圖5 烘烤溫度和浸泡時間的交互作用對核桃感官評分影響的響應(yīng)曲面圖Fig.5 Response surface plot of effect of interaction between roasting temperature and soaking time on walnut sensory score

圖6 烘烤時間和浸泡時間的交互作用對核桃感官評分影響的響應(yīng)曲面圖Fig.6 Response surface plot of effect of interaction between roasting time and soaking time on walnut sensory score

2.3.5 最優(yōu)配方驗證試驗

應(yīng)用Design-Expert 軟件對二次多項式回歸模型方程進(jìn)行計算，得到最佳工藝條件為：烘烤溫度79.9 ℃，烘烤時間7 h，浸泡時間2.5 min，模型預(yù)測在此工藝條件下的感官評分為93.8。為了便于實際操作，優(yōu)化工藝條件為烘烤溫度80 ℃，烘烤時間7 h，浸泡時間2.5 min，對該最優(yōu)條件進(jìn)行了3次平行驗證試驗，加工的草本風(fēng)味核桃感官品質(zhì)最佳，核桃色澤美觀，核桃仁金黃，草本風(fēng)味佳，無苦澀味，口感酥脆，感官評分的平均分?jǐn)?shù)是93.5 分，與預(yù)測的數(shù)值比較接近，由此表明響應(yīng)面分析法提供的模型較真實地擬合了實際情況。

3 結(jié)論

上述試驗結(jié)果表明：以核桃失重率為評價指標(biāo)，綜合實際生產(chǎn)條件，確定最佳殺青條件為80 ℃下殺青8 h；基于單因素試驗結(jié)果，選用Box-Behnken試驗方案，對響應(yīng)面進(jìn)行回歸分析，得到3 個條件對于核桃感官品質(zhì)影響程度由大到小為：烘烤溫度＞烘烤時間＞浸泡時間，烘烤溫度和浸泡時間兩因素的相互作用對響應(yīng)值影響顯著（P＜0.05）。模型確定的最佳工藝條件為：浸泡時間2.5 min，烘烤溫度80 ℃，烘烤時間7 h。經(jīng)過驗證試驗，感官評分結(jié)果與預(yù)測值較相近。