王　琳,張單單,鄭德娟,曹雁平

(北京食品營養(yǎng)與人類健康北京高精尖創(chuàng)新中心,北京工商大學(xué),北京市食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京 100048)

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加工工藝對真空包裝麻醬調(diào)味料品質(zhì)的影響

王琳,張單單,鄭德娟,曹雁平*

(北京食品營養(yǎng)與人類健康北京高精尖創(chuàng)新中心,北京工商大學(xué),北京市食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京 100048)

研究加工工藝對麻醬調(diào)味料貨架期的影響。利用均勻?qū)嶒炑芯繗⒕鷾囟?、殺菌時間、山梨酸鉀、ε-聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、BHA和TBHQ 8個因素對真空包裝麻醬調(diào)味料的酸價、過氧化值、水分活度和pH等貨架期品質(zhì)的影響。用DPS軟件設(shè)計15組均勻?qū)嶒?優(yōu)化出最佳的殺菌工藝為:80 ℃殺菌5 min,加入雙乙酸鈉10 g/kg,46 ℃貯藏的貨架期為25周。

麻醬調(diào)味料,均勻?qū)嶒?真空包裝,酸價,過氧化值,水分活度,pH

復(fù)合調(diào)味料使用方便快捷,省事省時省成本,受到消費(fèi)者青睞。國外最早開發(fā)復(fù)合調(diào)味料,如日本味之素生產(chǎn)的青椒肉絲調(diào)料、八寶菜調(diào)料、麻婆豆腐調(diào)料、雞丁香菇湯料,本研究中的麻醬涼面調(diào)味料亦屬于復(fù)合調(diào)味料。目前國內(nèi)品種仍然較少,且質(zhì)量良莠不齊,因此近年來許多學(xué)者研究復(fù)合調(diào)味料制品,楊國堂[1]以牛肉及南瓜為原料,對配方和工藝進(jìn)行優(yōu)化,研究出了風(fēng)味獨特的南瓜牛肉醬,并采用真空軟包裝技術(shù),方便了產(chǎn)品的攜帶。

食品在貨架期內(nèi)的品質(zhì)變化研究,如何延長食品貨架期和快速預(yù)測食品貨架期的方法等都是近年來的研究熱點[2]。復(fù)合調(diào)味料的品質(zhì)變化與儲藏溫度有密切的關(guān)系[3],真空包裝是比較常用的儲藏技術(shù),可直接影響調(diào)味料的儲藏品質(zhì),添加劑可以防止食品在貯藏中因氧化而使?fàn)I養(yǎng)損壞、褐變、褪色等,從而提高樣品穩(wěn)定性和延長貨架期[4]。

張單單[5]通過單因素實驗和均勻?qū)嶒炘O(shè)計,利用偏最小二乘回歸法建立二次多項式回歸方程,確定戊二醛改性明膠耐酶解最佳處理條件。采用均勻?qū)嶒炘O(shè)計可縮短實驗周期找到最適的條件,本研究以真空包裝麻醬調(diào)味料為研究對象,利用均勻?qū)嶒炘O(shè)計的方法找到最佳的殺菌溫度、殺菌時間、防腐劑和抗氧化劑的加入量。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

冉福芝麻醬、白砂糖、食用鹽、和田寬黃豆醬油、龍門米醋、鎮(zhèn)江香醋、味精、料酒均購于北京市錦繡大地批發(fā)市場;蔥、姜、蒜粉、辣椒粉、花椒粉、白胡椒粉均購于北京美全食品有限公司;無水乙醚、無水乙醇、無水甲醇、三氯甲烷、石油醚、氯化鐵、鹽酸、氫氧化鉀、硫氰酸鉀均為分析純試劑,購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;山梨酸鉀、ε-梨聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、TBHQ(特丁基對苯二酚)、BHA(丁基羥基茴香醚)均為食品級,純度>98%,河南省鄲城東風(fēng)化工總廠。

ALC-1100.2電子天平北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;S53/54型紫外可見分光光度計上海棱光技術(shù)有限公司;JXD-02型超聲浸取裝置北京金星超聲波設(shè)備技術(shù)有限公司;RE-52C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;AQUA-LAB水活度儀美國培安公司;FE20實驗室pH計梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DZ-260抽真空封口機(jī)北京鼎盛日高科技發(fā)展有限公司。

表1　均勻?qū)嶒炘O(shè)計方案

1.2實驗方法

1.2.1樣品制作芝麻醬50 g,鹽25 g,味精7 g,糖350 g,蔥粉20 g,姜粉10 g,蒜粉20 g,醬油500 g,料酒50 g,米醋100 g,香醋 100 g,辣椒粉15 g,花椒粉15 g,白胡椒粉33 g,加入添加劑,實驗組樣品殺菌條件和添加劑加入量按表1所示。充分混勻后分裝100 g/袋,抽真空封口后滅菌。對照組樣品只進(jìn)行80 ℃,20 min殺菌,不加添加劑。樣品放在46 ℃加速條件下貯藏,每周測定16組樣品的酸價、過氧化值、水分活度、pH,直到貨架期終點。

1.2.2油脂的提取稱取50 g麻醬調(diào)味料樣品,放到250 mL燒杯中,加入50 mL石油醚,放到預(yù)先設(shè)定好的25 ℃,0.45 W/cm2超聲水浴槽中進(jìn)行油脂萃取,提取過程中不要移動,不能貼壁,45 min后將提取油脂的石油醚倒出,放入30 r/min,30 ℃下旋蒸5 min后石油醚蒸發(fā)干凈[6]。

1.2.3麻醬調(diào)味料的貯藏醬料混勻分裝、抽真空封口后,在46 ℃條件下進(jìn)行加速破壞實驗。

1.2.4酸價測定參考GB/T 5009.37-2003[7]。

1.2.5過氧化值測定參考GB/T 5009.37-2003。

1.2.6水分活度測定按照AQUALAB水分活度儀使用說明操作,開機(jī)后預(yù)熱30 min,用0.950、0.800和0.750的標(biāo)準(zhǔn)液對儀器進(jìn)行校準(zhǔn),將樣品放入樣品杯,表明鋪平后不超過容積的2/3,平衡一定時間使樣品溫度與顯示室溫溫差小于1 ℃,然后測量并記錄數(shù)據(jù)[8]。

1.2.7pH測定取1 g樣品稀釋至20 g,混勻后直接測量讀數(shù)。

1.2.8均勻?qū)嶒炘O(shè)計本實驗利用DPS軟件對殺菌溫度、殺菌時間、山梨酸鉀、ε-聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、TBHQ、BHA 8個因素設(shè)計5個水平的15組均勻?qū)嶒?。殺菌溫?80～120 ℃,殺菌時間:5～20 ℃,山梨酸鉀:0～1 g/kg,ε-聚賴氨酸:0～0.15 g/kg,雙乙酸鈉:0～10 g/kg,脫氫乙酸鈉:0～0.15 g/kg,TBHQ:0～0.2 g/kg,BHA:0～0.1 g/kg[9]。實驗方案如表1所示,采用偏最小二乘回歸分析8個因素對醬料品質(zhì)的影響,并選擇可以使樣品貯藏時間最佳的殺菌條件和添加劑加入量[10-11]。

1.3數(shù)據(jù)處理

實驗各值均為5個平行數(shù)據(jù)的均值。采用DPSv15.0(杭州睿豐信息技術(shù)有限公司)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行均勻?qū)嶒炓蛩卦O(shè)計。數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果與分析采用Microsoft Excel 2007和Origin 9.0軟件(美國OriginLab公司)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1酸價

酸價表示中和1 g化學(xué)物質(zhì)所需的氫氧化鉀的毫克數(shù),是對化合物(例如脂肪酸)或混合物中游離羧酸基團(tuán)數(shù)量的一個計量標(biāo)準(zhǔn),酸價和過氧化值是衡量油脂氧化程度的一個重要指標(biāo)[12],酸價值越大表明產(chǎn)品的氧化程度越高,表2為46 ℃條件下貯藏的樣品在1～10周測定結(jié)果。

表2　46 ℃貯藏條件下樣品的酸價值(mg/g)

樣品的酸價值變化明顯呈上升趨勢,酸價的變化受環(huán)境影響較大,在貯藏過程中不同的殺菌條件和添加劑加入量均對產(chǎn)品酸價值有不同程度地影響。第1周的酸價值范圍在1.4～2.2 mg/g之間波動,對照組在第一周的酸價值低于2.0 mg/g,N5最低為1.488 mg/g,滅菌溫度高于100 ℃或滅菌時間較長的實驗組酸價值明顯高于滅菌溫度低于100 ℃的實驗組,N1、N2、N3、N4、N6、N7、N15的值均高于2.0 mg/g。郭善廣[13]的研究表明加工溫度60 ℃的樣品酸價值低于50 ℃樣品的酸價值是由于樣品中的脂肪酶作用結(jié)果,但本實驗的樣品是非發(fā)酵類食品,且需要更高的加工溫度。樣品中油脂含量大約25%,水分含量較多,貯藏過程中油脂成分容易分離析出,導(dǎo)致產(chǎn)品氧化酸敗,因此在46 ℃貯藏條件下樣品的酸價迅速增加[14]。

表3　46 ℃貯藏條件下樣品的過氧化值(g/100 g)

2.2過氧化值

過氧化值表示1 kg樣品中的活性氧含量,用于說明樣品是否已被氧化而變質(zhì)。檢測以油脂、脂肪為原料而制作的食品過氧化值來判斷食品質(zhì)量和變質(zhì)程度。過氧化值是表示油脂和脂肪酸等被氧化程度的一種指標(biāo),是衡量油脂酸敗程度比較敏感的指標(biāo),常用于表征油脂中過氧化物的含量。各組樣品的過氧化值測定結(jié)果見表3。

貯藏過程中過氧化值不斷升高,在第4周和第5周數(shù)值出現(xiàn)明顯下降,第6周開始又呈上升趨勢,這是由于醬料中的油脂含量較高,貯藏過程中的品質(zhì)變化主要由于油脂的氧化引起。第1周的過氧化值在0.06～0.14 g/100 g之間,不同殺菌條件和添加劑加入量導(dǎo)致有差異。據(jù)相關(guān)報道稱殺菌條件、防腐劑添加、水分遷移和溫度是影響油脂氧化酸敗的重要因素[15]。研究表明,樣品的過氧化值不僅與殺菌條件和添加劑有關(guān),還與樣品中水分遷移、環(huán)境中氧氣含量有關(guān)。樣品采用抽真空封口,理論上排除了氧氣的影響,但包裝材料對過氧化值的影響還需要進(jìn)行深入研究[16]。

表4　46 ℃貯藏條件下樣品的水分活度

表5　46 ℃貯藏條件下樣品的pH

2.3水分活度

水分活度用Aw表示,為溶液中水的蒸氣分壓P與純水蒸氣壓Q的比值,Aw=P/Q,其數(shù)值在0～1之間。水分活度已逐漸成為食品、醫(yī)藥和生物制品等行業(yè)檢測貯藏期品質(zhì)的重要指標(biāo),水分活度對食品保藏具有重要的意義,含水食物的水分活度不同,貯藏期穩(wěn)定性也不同,各實驗組樣品在貯藏過程中的水分活度值見表4。

貯藏過程中的水分活度逐漸下降,第1周樣品的水分活度主要集中在0.82～0.84之間,N1水分活度最高為0.8424,N10、N12、N13水分活度較低,分別為0.8239、0.8269、0.8253,不同實驗組數(shù)值變化的區(qū)別并不明顯。貯藏過程中芝麻醬顆粒吸水膨脹之后的粒徑變大,不斷吸收來自食醋和醬油等組分中的水分,導(dǎo)致體系內(nèi)的水分含量有所降低,水分活度值減小,水分活度呈現(xiàn)下降的趨勢[17]。

2.4pH

pH是表示溶液酸堿度的數(shù)值,即所含氫離子濃度的負(fù)對數(shù),均勻?qū)嶒炘O(shè)計的pH結(jié)果如表5所示。

表7　驗證實驗的工藝與驗證結(jié)果

隨時間增長,pH總體呈現(xiàn)下降趨勢。各組之間第1周的pH存在差異,由4.330～4.545,N1最小為4.330,N5最大為4.545。各樣品的pH均呈現(xiàn)緩慢下降趨勢。第10周各組分樣品的pH下降到4.100～4.300,其中N2最小為4.100,對照組樣品pH最高為4.350,N5、N12、N14為4.300。而N1與N2的pH總體低于其他樣品的pH,這可能是由于N1與N2的添加劑與滅菌條件的不同,使它們的pH偏低。

2.5均勻?qū)嶒?/p>

選用酸價、過氧化值作為評價麻醬調(diào)味料貨架期的品質(zhì)指標(biāo),根據(jù)上海市復(fù)合調(diào)味料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),樣品的油脂分離嚴(yán)重、過氧化值超過0.25 g/100 g或酸價值超過5 mg/g即可被認(rèn)定為腐敗樣品[18]。各組樣品的貨架期結(jié)果如表6所示。

表6　均勻?qū)嶒灲Y(jié)果

如表6所示,N12、N14的貨架期較對照組樣品長,對照組樣品在46 ℃下的貨架期僅為20周。采用偏最小二乘回歸分析方法對實驗結(jié)果分析。以殺菌溫度、殺菌時間、山梨酸鉀、ε-聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、TBHQ、BHA為變量,借助DPS15.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件建立二次多項式回歸模型:

Y=35.4048511+0.652947X1-1.444725X2-3.679113X3-3.970264X4+0.784925X5+0.209552 X6-2.798792X7-3.004948X8-0.359472X120.124433X22+0.170212X32+0.186649X42+0.034565X52-0.062216X62+0.096781X72-0.221214X82+0.067246X1X2-0.078231X1X3-0.127985X1X40.088226X1X5+0.057608X1X6+0.085395X1X7+0.236576X1X8+0.004823X2X3+0.272879X2X4-0.277988X2X5+0.001472X2X6+0.149728X2X7+0.512709X2X8+0.342756X3X4+0.304452X3X5-0.306747X3X6+0.387550X3X7+0.239303X3X8+0.083171X4X5+0.405407X4X6-0.079250X4X7-0.009943X4X8-0.602169X5X6-0.088945X5X7+0.382127X5X8+0.283571X6X7+0.197851X6X8-0.002945X7X8

根據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所得出的實驗處理結(jié)果給出了最優(yōu)指標(biāo)時各因素組合,為了驗證偏最小二乘回歸方程以及實驗的可信程度,在最優(yōu)組合條件下進(jìn)行驗證實驗,驗證實驗結(jié)果如表7所示。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后結(jié)果:誤差平方和:0.6664;決定系數(shù):0.9524;PRESS統(tǒng)計量:9.2417。說明該模型與實際實驗擬合較好,方程在給定的實驗范圍有較高的可信度,可用于實際預(yù)測。PLS偏最小二乘法回歸系數(shù)分析各因素對貨架期影響程度大小的順序為:X5(雙乙酸鈉)>X1(殺菌溫度)>X6(脫氫乙酸鈉)。經(jīng)擬合得到最佳處理條件為:加入雙乙酸鈉10 g/kg,80 ℃殺菌5 min,在此條件下的貨架期預(yù)測值為27周。驗證實驗得到最佳貨架期為25周,對比預(yù)測值和實測值相對誤差為7.4%,可以說明偏最小二乘回歸分析所建立的二次回歸模型是可信的。

3　結(jié)論

本實驗運(yùn)用均勻?qū)嶒炘O(shè)計軟件,得到的最佳處理條件為:殺菌溫度80 ℃,5 min,雙乙酸鈉10 g/kg,在此條件下的貨架期為貨架期為25周。與未進(jìn)行工藝優(yōu)化的對照樣品相比,貨架期延長了25%。

采用均勻?qū)嶒炘O(shè)計在多因素多水平的研究過程中,能夠有效減少實驗次數(shù),降低研究周期及成本。通過偏最小二乘回歸分析可以進(jìn)行加工工藝的各個影響因素分析,為中餐標(biāo)準(zhǔn)化品質(zhì)的提高提供有力的支持和保證。

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The sterilization conditions and additives on the quality of vacuum packing tahini condiment

WANG Lin,ZHANG Dan-dan,ZHENG De-juan,CAO Yan-ping*

(Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,Beijing Technology & Business University,Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients,Beijing 100048,China)

The effect of process on the shelf-life of tahini condiment was discussed in this study. The factors of sterilization temperature,time,potassium sorbate,poly lysine,double sodium acetate,dehydroacetic acid sodium,BHA,TBHQ,on the shelf-life quality,such as acid value,peroxide value,water activity and pH,were studied by uniform experiment. 15 set of uniform experiment were designed by DPS software. The longest shelf-life was 25 weeks under the condition:sterilization temperature 80 ℃,sterilization time 5 min,double sodium acetate 10 g/kg,storage temperature 46 ℃.

tahini condiment;uniform experiment;vacuum package;acid value;peroxide value;water activity;pH

2016-04-13

王琳(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：食品貨架期預(yù)測，E-mail：linwang1110@163.com。

十二五科技支撐重點課題(2014BAD04B06)。

TS205.9

B

1002-0306(2016)16-0273-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.046