隋世有,金麗梅,陳文璐,李 婷,安 鑫,胡亞光
(黑龍江八一農(nóng)墾大學食品學院,黑龍江大慶 163319)
香菇又名香覃,富含維生素、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等成分,營養(yǎng)價值豐富,因此有“山珍”“菇中之王”的美譽[1]。新鮮香菇的含水量為80%~95%,在常溫下貯藏,容易腐敗變質(zhì)[2],其初級產(chǎn)品仍以美味香菇絲和香菇醬等形式存在,深加工設(shè)備與技術(shù)水平能力低下,所以進一步開發(fā)香菇產(chǎn)品勢在必行。近年來,果蔬脆片以其營養(yǎng)健康、口感酥脆、不含任何化學添加劑等特點,逐漸成為休閑食品的潮流[3]。
現(xiàn)有的果蔬脆片加工方式主要有常溫油炸、真空低溫油炸、真空冷凍干燥、真空微波干燥等[4-5]。蔡彥志等人[6]利用低溫真空油炸技術(shù)制作香菇脆片,低溫油炸溫度低且產(chǎn)品口感酥脆,但果蔬脆片中的含油量較高,對其口感和保藏都帶來很大的影響,對消費者的健康也會帶來潛在危害;真空冷凍干燥工藝制作的香菇脆片,其硬度、脆度較大,體積皺縮率較小,顏色較白,感官品質(zhì)較好,營養(yǎng)成分保留較好,但其設(shè)備投資大、生產(chǎn)成本高,極大地影響了香菇脆片的規(guī)?;a(chǎn)[7]。劉增強等人[1]利用變溫壓差膨化干燥工藝制作的產(chǎn)品表面干燥不均勻、干燥終點難以準確判斷。任愛清等人[8]采取熱風聯(lián)合真空油炸技術(shù)生產(chǎn)的香菇脆片比傳統(tǒng)真空油炸香菇脆片含油率低1.78%,產(chǎn)品感官品質(zhì)也有所提高,但含油率仍超過10%。對加快非油炸果蔬脆片的產(chǎn)品開發(fā)具有重要意義。
微波干燥使物料整體溫度迅速升高,甚至水蒸汽的瞬間汽化達到膨化的目的,提高脆片的品質(zhì)。傳統(tǒng)的微波干燥去除的水分由含水率為85%左右開始,干燥到終點需消耗2 h以上,且容易造成果蔬邊腳的焦煳,對原料的薄厚尺寸篩選也很嚴格,因此微波干燥過程中果蔬的利用率不高。聯(lián)合干燥有利于減少干燥時間、降低能耗、提高產(chǎn)品品質(zhì)。
針對上述不足,結(jié)合流化干燥技術(shù)成熟且投資較少的優(yōu)勢[9],空氣從物料床層下部引入穿過,物料處于松散狀態(tài),干燥過程迅速,且表面溫度不高,有利于有效保持干燥產(chǎn)品的品質(zhì)。因此,在微波處理前進行流化干燥有利于緩解微波干燥的水分去除壓力。微波干燥后使用烘烤工藝,進一步提高其感官品質(zhì)和脆度,有利于提高產(chǎn)品品質(zhì)。因此,利用流化干燥、微波干燥和烘烤的聯(lián)合技術(shù)加工香菇脆片,以單因素試驗和正交試驗優(yōu)化最優(yōu)護色工藝,研究流化-微波-烘烤聯(lián)合干燥技術(shù)對香菇脆片品質(zhì)的影響。
形態(tài)良好、飽滿、無變質(zhì)的香菇,購于北京華聯(lián)超市;食鹽、碳酸氫鈉和綿白糖,吉林省杞參食品有限公司提供;麥芽糊精,濰坊英軒實業(yè)有限公司提供;檸檬酸,上海樂歐食品有限公司提供;抗壞血酸鈉,諸城華源生物工程有限公司提供;EDTA-2Na(分析純試劑),試驗用水均為去離子水。
LHC-3型流化床干燥操作演示裝置,天津大學化工基礎(chǔ)實驗中心產(chǎn)品;ORWO8S-2Z型微波真空干燥殺菌設(shè)備,南京澳潤微波科技有限公司產(chǎn)品;A45型電烤箱,青島漢尚電器有限公司產(chǎn)品;JYC-21HEC05型電磁爐,九陽產(chǎn)品;CR-41型色差儀,日本柯尼卡美能達電子控股株式會產(chǎn)品;JD100-3B型電子天平,沈陽龍騰電子有限公司產(chǎn)品;TPA-CT3型質(zhì)構(gòu)儀,Brookfield Company產(chǎn)品。
1.3.1 工藝流程
新鮮蘑菇→挑選→清洗→切片→護色→漂燙→冷卻→浸漬→瀝干水分→流化干燥→微波干燥→烘烤→冷卻→稱量包裝→成品。
1.3.2 操作要點
挑選飽滿醇厚、無病蟲害、無霉變的新鮮香菇清洗干凈,切成約2 mm的薄片。將60 g香菇薄片浸于500 mL按不同比例混合的抗壞血酸鈉、檸檬酸和EDTA-2Na混合溶液中12~15 min,于100℃下漂燙2 min后,用2%的小蘇打溶液冷卻,最后用麥芽糊精 (10 g/100 mL)、綿白糖 (9 g/100 mL) 和鹽(2 g/100 mL) 的混合溶液浸漬30 min,瀝干水分備用;將預處理后的香菇薄片放入流化干燥室中,控制流化風速672 m3/h,流化干燥的溫度60℃,微波功率400 W,時間120 s,于60℃下烘烤10 min后,以香菇的色差為指標,通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化上述護色劑配比。將微波干燥后的香菇片放入烘箱中,于60℃下烘烤10 min,自然冷卻后進行感官評分和脆度測定。
1.4.1 色差測定
香菇脆片的顏色不均勻,試驗中將待測香菇脆片粉碎,過60目篩取樣,測定產(chǎn)品的L*值,a*值,b*值[10]。每組樣品平均測量3次,結(jié)果取3次的平均值。L*值(Lightness,亮度) 表示白度,其值從0到100變化,0表示黑色,100表示白色。a*值(Redness) 表示紅 (+) /綠 (-),b*值 (Yellowness)表示黃 (+) /藍 (-)。
式中:ΔE——總色差;
L0,a0,b0——香菇原料未經(jīng)護色干燥后的色度值。
1.4.2 感官評定
以香菇脆片的形狀、色澤和口感這3個指標進行感官評定,隨機選取食品學院10名學生對香菇脆片感官進行綜合評價。
感官評定標準見表1。
表1 感官評定標準
1.4.3 脆度測定
使用CT3型質(zhì)構(gòu)儀測定,選用TA11/1000探頭、TA-RT夾具,目標值1 mm,觸發(fā)點負荷10 g,測試速度1 mm/s,在此條件下測定香菇脆片的脆度。在質(zhì)構(gòu)儀第一次壓縮時若產(chǎn)生破裂現(xiàn)象,在質(zhì)構(gòu)儀所顯示的曲線圖中則會出現(xiàn)一個明顯的峰,此峰值即為脆度。試驗進行5次平行試驗,取平均值。
數(shù)據(jù)分析采用Origin 2017軟件。
2.1.1 抗壞血酸質(zhì)量濃度對香菇色澤的影響
控制檸檬酸質(zhì)量濃度0.4 g/100 mL,EDTA-2Na質(zhì)量濃度0.04 g/100 mL,研究抗壞血酸質(zhì)量濃度分別為 0,0.04,0.08,0.12,0.16,0.2 g/100 mL 時對香菇色澤的影響。
抗壞血酸對香菇脆片色澤的影響見表2。
色澤是評判食品品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標之一。由表2可知,隨著抗壞血酸質(zhì)量濃度的增加,香菇白度逐漸增加,由于抗壞血酸能與氧自由基、過氧化氫自由基及羥自由基迅速反應,生成半脫氫抗壞血酸,清除單線態(tài)氧,還原硫自由基;抗壞血酸能提供氫自由基,可使被氧化的維E和巰基恢復成原型,間接起到抗氧化的作用[11],當抗壞血酸質(zhì)量濃度達到0.04 g/100 mL后再增加,香菇白度降低,原因可能是高濃度抗壞血酸促進了氧化作用。據(jù)報道,高劑量的抗壞血酸可以通過脂質(zhì)過氧化物分解、奪走鐵結(jié)合蛋白的鐵離子或自氧化等多種途徑促進氧化的作用[12-13],抗壞血酸質(zhì)量濃度為0.04,0.08,0.12 g/100 mL處理的香菇脆片白度較高,偏紅偏黃趨勢最低;而其他3組色澤偏暗,紅黃色度顯現(xiàn)較明顯。
ΔE反映香菇脆片的總色差,由表2可知,抗壞血酸質(zhì)量濃度分別為0.04,0.08,0.12 g/100 mL處理的香菇脆片ΔE值較小,表明該產(chǎn)品整體色澤最白。結(jié)合白度值和ΔE結(jié)果,選擇抗壞血酸質(zhì)量濃度為0.04,0.08,0.12 g/100 mL進行進一步的正交試驗。
2.1.2 檸檬酸質(zhì)量濃度對香菇色澤的影響
確定抗壞血酸質(zhì)量濃度為0.08 g/100 mL,EDTA-2Na質(zhì)量濃度0.04 g/100 mL,研究檸檬酸質(zhì)量濃度分別為0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 g/100 mL時對香菇色澤的影響。
檸檬酸對香菇脆片色澤的影響見表3。
表2 抗壞血酸對香菇脆片色澤的影響
表3 檸檬酸對香菇脆片色澤的影響
由表3可知,隨著檸檬酸質(zhì)量濃度增加,白度逐漸增加,因檸檬酸具有較強的螯合作用,能與多種促氧化的金屬發(fā)生螯合作用產(chǎn)生抗氧化性,從而達到護色的目的[14],當檸檬酸質(zhì)量濃度達到0.6 g/100 mL后再增加,白度降低,原因可能是高質(zhì)量濃度檸檬酸導致細胞壁被破壞,內(nèi)容物流出加大與氧氣的接觸面積促進氧化使其色度降低。檸檬酸質(zhì)量濃度為0.4,0.6,0.8 g/100 mL處理的香菇脆片白度較高,偏紅偏黃趨勢最低;而其他3組色澤偏暗,紅黃色度顯現(xiàn)較明顯。
ΔE反映香菇脆片的總色差,由表3可知,檸檬酸質(zhì)量濃度為0.4,0.6,0.8 g/100 mL處理的香菇脆片ΔE值較小,表明該產(chǎn)品整體色澤最白。結(jié)合白度值和ΔE結(jié)果,選擇檸檬酸質(zhì)量濃度為0.4,0.6,0.8 g/100 mL進行進一步的正交試驗。
2.1.3 EDTA-2Na質(zhì)量濃度對香菇色澤的影響
確定檸檬酸質(zhì)量濃度為0.4 g/100 mL,抗壞血酸質(zhì)量濃度為0.08 g/100 mL,研究EDTA-2Na質(zhì)量濃度分別為0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05 g/100 mL時對香菇色澤的影響。
EDTA-2Na對香菇脆片色澤的影響見表4。
表4 EDTA-2Na對香菇脆片色澤的影響
乙二胺四乙酸二鈉(Disodium ethylenediamine tetraacetate,EDTA-2Na) 是 GB 2760—2011《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》允許使用的一種食品添加劑,可以阻止或延緩食品發(fā)生褪色、氧化、酸敗、渾濁及風味改變等反應,對食品起到護色、穩(wěn)定、抗氧化和防腐的作用[15]。香菇切片后會引起組織損傷,從而促進酶和非酶褐變反應,使其表面發(fā)生褐變[16-17]。由表4可知,EDTA-2Na質(zhì)量濃度為0.03,0.04,0.05 g/100 mL處理的香菇脆片白度較高,偏紅偏黃趨勢最低;而其他3組色澤偏暗,紅黃色度顯現(xiàn)較明顯。
由表4可知,EDTA-2Na質(zhì)量濃度為0.03,0.04,0.05 g/100 mL處理的香菇脆片ΔE值較小,表明該產(chǎn)品整體色澤最白。結(jié)合白度值和ΔE結(jié)果,選擇EDTA-2Na質(zhì)量濃度為0.03,0.04,0.05 g/100 mL進行進一步的正交試驗。
根據(jù)單因素的試驗結(jié)果,以抗壞血酸、檸檬酸和EDTA-2Na為考查因素的L9(34)正交試驗,評價指標為白度。
正交試驗因素與水平設(shè)計見表5,正交試驗設(shè)計及結(jié)果見表6。
表5 正交試驗因素與水平設(shè)計/g·(100 mL)-1
由表6可知,極差結(jié)果C>A>B,即EDTA-2Na質(zhì)量濃度影響最大,抗壞血酸其次,檸檬酸質(zhì)量濃度影響最小。最佳組合為A3B3C1,即EDTA-2Na質(zhì)量濃度為0.03 g/100 mL,抗壞血酸質(zhì)量濃度為0.12 g/100 mL,檸檬酸質(zhì)量濃度為0.8 g/100 mL。
為進一步驗證優(yōu)化工藝的可靠性和合理性,在最佳試驗條件(EDTA-2Na質(zhì)量濃度0.03 g/100 mL,抗壞血酸質(zhì)量濃度0.12 g/100 mL,檸檬酸質(zhì)量濃度0.8 g/100 mL)對香菇進行護色處理,重復3次,最終得出黃桃脆片的白度值為58.25,優(yōu)于正交試驗表中所有香菇護色后的白度值,另外測得此條件下香菇的ΔE值為0.89,表明上述優(yōu)化結(jié)果穩(wěn)定可靠。
表6 正交試驗設(shè)計及結(jié)果
將微波干燥后的香菇片在60℃下烘烤10 min,對干燥完成的香菇脆片進行感官評分和脆度測試。
感官評定標準得分見表7,焙烤階段香菇脆度測試見圖1。
表7 感官評定標準得分
圖1 焙烤階段香菇脆度測試
由表7可知,通過成品香菇脆片的感官評價,香菇脆片形態(tài)的感官評分為35分,說明香菇脆片表面較平整;香菇脆片色澤的感官評分約27分,色澤較均勻,而香菇脆片口感的感官評分達到28分,味道鮮美,較為酥脆??傮w感官評分為90分。同時由圖1可知,所對應的香菇脆片的脆度值為182.4 g。
優(yōu)化了非油炸香菇脆片的干燥工藝,首先將香菇脆片進行護色工藝優(yōu)化,接下來進行流化-微波-焙烤三段式聯(lián)合干燥,得到結(jié)論如下:
(1) 香菇預處理的較優(yōu)護色液配方是EDTA-2Na質(zhì)量濃度0.03 g/100 mL,抗壞血酸質(zhì)量濃度0.12 g/100 mL,檸檬酸質(zhì)量濃度為0.8 g/100 mL,此時香菇白度值為58.25,ΔE值為0.89,護色效果較好。
(2)在上述護色條件下,控制流化風速672 m3/h,流化干燥的溫度60℃,微波功率400 W,時間120 s,于60℃下烘烤10 min,制得的香菇脆片色澤均勻,味道鮮美,感官評分為90分,脆度值為182.4 g。