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        蒸烤箱炸制速率提升及品質(zhì)改善研究

        2021-08-20 01:49:16王勇陳晨李阿敏姜欣阮華平
        家電科技 2021年4期
        關鍵詞:工藝優(yōu)化

        王勇 陳晨 李阿敏 姜欣 阮華平

        杭州老板電器股份有限公司 浙江杭州 311100

        1 引言

        不同烹飪方式對食物品質(zhì)(含營養(yǎng)素)產(chǎn)生較大的影響[1]。煎炸是一種傳統(tǒng)而快速的食物加工方式,廣泛應用于家庭和商業(yè)烹飪,油炸食品因其外觀誘人,口感外酥里嫩而深受大眾喜愛,但油炸食品油脂含量高、油炸過程中易產(chǎn)生有害物質(zhì),亟需一個更健康的烹飪方式替代[2]??諝饧逭ǎˋir frying)是以熱空氣替代油作為傳熱介質(zhì)的一種新的烹飪方式,在煎炸過程中不用或少用油,大大降低了食品含油量,保留營養(yǎng)成分,產(chǎn)生更多芳香性成分和更少的有害成分。Teruel等[3]發(fā)現(xiàn),相對于傳統(tǒng)的深度煎炸,空氣煎炸薯條的吸油量顯著降低。Shaker等[4]同樣得出相似的規(guī)律,傳統(tǒng)深度煎炸薯條的吸油量比空氣煎炸高約14.8%。Teruel等[3]研究發(fā)現(xiàn),由于空氣的傳熱系數(shù)比油小,空氣煎炸下食品的溫度、水分和色澤的變化明顯慢于深度煎炸,營養(yǎng)物質(zhì)得到保留。Heredia等[5]研究了薯條在空氣煎炸與深度煎炸過程中色澤的變化,發(fā)現(xiàn)相比于空氣煎炸,深度煎炸的薯條顏色更暗,可能與深度煎炸中的美拉德反應有關。但空氣煎炸薯條硬度高于深度煎炸薯條,可能是空氣煎炸使薯條中淀粉的凝膠化程度降低。Yang等[6]發(fā)現(xiàn),空氣煎炸的豬腰肉中只含有醛類和醇類香氣活性物質(zhì),而深度煎炸的樣品中含有大量的吡嗪類香氣物質(zhì),這類物質(zhì)主要由美拉德反應產(chǎn)生,可能由于深度煎炸豬腰肉過程中美拉德反應較為劇烈所致。

        目前市面上僅有單一功能的空氣炸鍋,無法滿足市場對多功能產(chǎn)品的需求。隨著家電智能化、一體化進程加快,將傳統(tǒng)烹飪方式結(jié)合為一體的家電需求越來越大。經(jīng)前期預實驗發(fā)現(xiàn),與某專用空氣炸鍋在同等條件下(空氣炸,溫度180℃,不預熱,時間13 min,且中途不翻面)相比較,我司某蒸烤箱新增“空氣炸”功能存在炸制效率低、脫汁率低、上色均勻性差等問題?;趯ξ宜灸痴艨鞠洹翱諝庹ā惫δ芊治黾扒捌诩訚窨镜难芯?,本研究試圖通過工藝優(yōu)化和結(jié)構優(yōu)化技術,提升其“空氣炸”功能的炸制速率,并改善其炸制品質(zhì)。

        2 實驗方法

        2.1 設備與原料

        設備:某專用空氣炸鍋(以下簡稱“空氣炸鍋”);我司某蒸烤箱(以下簡稱“蒸烤箱”),腔體大小30 L,其主要結(jié)構為底部有內(nèi)置蒸發(fā)盤,產(chǎn)生蒸汽,頂部有加熱管和循環(huán)風機,進行烤制,除常規(guī)單蒸、單烤主功能,還有空氣炸功能。

        原料:預制薯條,每份200 g±2 g,保持規(guī)格一致。薯條從超市采購,盡量保持每份長短相同,截面邊長≥7 mm,-20℃冷柜儲存。

        2.2 工藝優(yōu)化

        基于前期我司蒸烤箱“空氣炸”功能存在脫汁率低、上色均勻性差和口感不佳等問題,考慮要達到良好的炸制品質(zhì),本文以脫汁率、上色均勻性和口感為指標,通過研究溫度(180℃提升至200℃)、時間(由預熱后放入,改為不用預熱直接放入,增加烹飪時間)、模式(純烤改為加濕烤)和腔體大?。ㄔ黾右粋€烹飪器皿,縮小烹飪有效容積)對產(chǎn)品品質(zhì)的影響,實驗方案見表1。為了避免人為操作的差異性,空氣炸鍋和蒸烤箱在薯條炸制的中途均不取出翻動。

        表1 工藝優(yōu)化方案

        2.3 結(jié)構優(yōu)化

        基于前期改變腔體實驗研究,風向?qū)Я鲹醢鍖︼L向變化有很大影響,從而影響食品品質(zhì)。蒸烤箱原本結(jié)構內(nèi)部風向變化及溫度分布如圖1(左),除去風向?qū)Я鲹醢搴笕鐖D1(右),由圖可見,除去風向?qū)Я鲹醢搴箫L力分布更加均勻,從而使產(chǎn)品炸制均勻性得到改善,設計實驗方案如表2。同時,通過測試薯條中的過氧化值來評價薯條的營養(yǎng)健康特性。

        表2 結(jié)構優(yōu)化方案

        圖1 產(chǎn)品內(nèi)部風向變化示意圖(左:拆除擋板前;右:拆除擋板后)

        2.4 測試方法

        烹飪后取食材的平行樣品2次,進行平行測試,驗證測試結(jié)果的一致性。脫汁率的具體操作方法是測試薯條炸制前后的重量,以重量差/炸制前的重量來計算。測定過氧化值的具體操作方法參考GB 5009.227-2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》中第一法,滴定法。

        3 實驗結(jié)果

        3.1 工藝優(yōu)化對炸制品質(zhì)的影響

        通過提高溫度、延長時間、調(diào)整模式及改變腔體大小改善蒸烤箱的炸制效果,得到不同工藝優(yōu)化條件下薯條炸制后脫汁率對比,如圖2,不同工藝優(yōu)化條件下炸制薯條的效果圖和感官評價結(jié)果分別見圖3、表3。研究發(fā)現(xiàn),在180℃、預熱后13 min的條件下,蒸烤箱空氣炸模式下炸制薯條的脫汁率為43.43%,明顯要低于空氣炸鍋空氣炸在180℃、未預熱13 min條件下的脫汁率,且上色均勻性較差,說明蒸烤箱空氣炸不僅速率慢,炸制效果也不如專用空氣炸鍋。

        表3 不同工藝優(yōu)化條件下炸制薯條感官評價結(jié)果

        圖2 不同工藝優(yōu)化條件下薯條炸制后脫汁率對比

        圖3 不同工藝優(yōu)化條件下炸制薯條效果圖

        3.1.1 溫度對炸制品質(zhì)的影響

        在200℃、預熱后13 min的條件下,蒸烤箱空氣炸模式炸制薯條的速率加快,脫汁率增加,高達52.12%。經(jīng)感官評價,薯條上色效果提升,但上色均勻性變差,烤盤四周顏色較深,中間顏色較淺,表面較脆,內(nèi)部偏干。

        3.1.2 時間對炸制品質(zhì)的影響

        在180℃、預熱+13 min的條件下,蒸烤箱空氣炸模式炸制薯條的速率減慢,脫汁率增加至53.78%。經(jīng)感官評價,薯條整體表面金黃,上色效果提升,但上色均勻性變差,烤盤四周顏色較深,焦糊現(xiàn)象明顯。表面較脆,內(nèi)部偏干。

        3.1.3 模式對炸制品質(zhì)的影響

        在加濕烤200℃、預熱后13 min的條件下,蒸烤箱加濕烤模式下脫汁率為47.13%,與競品脫汁率相近,比原始工藝條件下脫汁率增加,炸制速率加快,且效果最接近競品。經(jīng)感官評價,薯條整體表面金黃,上色效果提升,但上色均勻性差,烤盤四周顏色較深,焦糊現(xiàn)象明顯,表面較脆,內(nèi)部較濕潤。

        3.1.4 腔體大小對炸制品質(zhì)的影響在空氣炸180℃、預熱后13 min的條件下,給蒸烤箱增加配件,縮小烹飪的有效空間,薯條脫汁率僅為21.68%,遠低于原始工藝(空氣炸180℃、預熱后13 min),炸制速率降低,且薯條表面顏色未發(fā)生變化,說明在原始條件下改變腔體大小不可行,分析原因是腔體內(nèi)熱風分布在四周,中央是冷風。

        綜上所述,隨著溫度的提高,產(chǎn)品煎炸效率提高,但上色均勻性較差。隨著時間的延長,產(chǎn)品煎炸效率降低,且上色均勻性較差。通過調(diào)節(jié)模式,產(chǎn)品煎炸效率提高,但上色均勻性較差。隨著腔體體積的減小,煎炸效果不佳。通過以上工藝優(yōu)化,均無法有效提升薯條的上色均勻性,且經(jīng)評估4種因素之間交互作用也很難達到提升其上色均勻性,因此需要進行結(jié)構優(yōu)化,進行進一步的探索。

        3.2 結(jié)構優(yōu)化及優(yōu)化后模式對炸制品質(zhì)的影響

        3.2.1 結(jié)構優(yōu)化對炸制品質(zhì)的影響

        通過優(yōu)化結(jié)構(除去風向?qū)Я鲹醢澹└纳普艨鞠湔ㄖ菩Ч?,得到薯條炸制后脫汁率對比如圖4,效果圖和感官評價結(jié)果分別見圖5和表4,營養(yǎng)健康特性對比結(jié)果如圖6。蒸烤箱在空氣炸鍋同等工藝條件(不預熱,模式-空氣炸,溫度180℃,時間13 min)且中途不翻面條件下,除去風向?qū)Я鲹醢?,薯條脫汁率為48.05%,稍高于競品,說明炸制速率更快。經(jīng)感官評價,薯條整體金黃,上色效果佳,均勻性好,表皮較脆,內(nèi)部軟糯,達到競品同等效果。

        圖6 結(jié)構優(yōu)化薯條炸制營養(yǎng)健康特性對比(以過氧化值含量g/100 g計算)

        表4 結(jié)構優(yōu)化薯條炸制感官評價結(jié)果

        圖4 結(jié)構優(yōu)化薯條炸制脫汁率對比

        圖5 結(jié)構優(yōu)化薯條炸制效果圖

        3.2.2 結(jié)構優(yōu)化后模式對炸制品質(zhì)的影響

        在加濕烤模式下,蒸烤箱在空氣炸鍋同等工藝條件(不預熱,溫度180℃,時間13 min)且中途不翻面,除去風向?qū)Я鲹醢?,薯條脫汁率44.83%,與原始狀態(tài)脫汁率接近,時間縮短近40%,煎炸效率提高。經(jīng)感官評價,薯條上色效果佳、均勻性好,整體金黃,表皮較脆,內(nèi)部軟糯,吃起來有層次感。經(jīng)測試過氧化值,加濕烤過氧化值為0.093 g/100 g,相比空氣炸鍋的0.132 g/100 g,降低30%,更加營養(yǎng)健康,這與Sansano M[7]的研究結(jié)果一致。

        4 結(jié)論與展望

        本研究選取我司某蒸烤箱為研究對象,以薯條為典型炸制食材,開展蒸烤箱炸制速率提升及品質(zhì)改善研究。研究發(fā)現(xiàn),在同等工藝條件(模式-空氣炸、溫度180℃、時間13 min且不預熱)下,蒸烤箱在結(jié)構優(yōu)化后可以達到空氣炸鍋同等的脫汁率和上色均勻性,且不需要中途翻鍋。同等工藝條件下采用蒸烤箱加濕烤模式,中途不進行任何操作,在達到空氣炸鍋同等的脫汁率和上色均勻性的同時,炸制薯條更健康??紤]到用戶使用的安全性,避免用戶在無擋板的情況下被燙傷,可以增加一定空格大小的柵欄來避免手指深入。同時可參考微生物搖床設備,在產(chǎn)品中增加震蕩配件;調(diào)整風扇轉(zhuǎn)速、位置,從熱動力學角度,分析產(chǎn)品風流形態(tài),提高溫場均勻性。同時,由于當前烹飪得到的炸制品更偏向于烤制,與傳統(tǒng)油炸薯條相比存在一定的差異,需對油炸薯條的品質(zhì)進行研究,在蒸烤箱中不僅實現(xiàn)傳統(tǒng)油炸薯條的炸制效果,還能更健康、更安全。

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