吉 薇，陳 玉，胡沛婷，袁學(xué)文

（廣東第二師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，廣東 廣州 510303）

0 引言

蓮子作為首批列入我國(guó)衛(wèi)生部食藥同源名單的農(nóng)產(chǎn)品，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蓮子中含有64.2%的淀粉，17.2%的蛋白質(zhì)，2%的脂肪[1]，相對(duì)于同為硬果類的菱角、板栗、白果等蛋白質(zhì)含量明顯偏高；蓮子中還含有鋅、鐵、磷、鈣、鉀等豐富的礦物質(zhì)。有研究表明，從蓮子芯中提取出的蓮子堿具有調(diào)節(jié)心律失常、降低血壓等功效[2]。蓮子還具有治療糖尿病、抗衰老、抗氧化、抑菌消炎與提高免疫力等多種功效[3]。

除了傳統(tǒng)的蓮子制品，如蓮蓉月餅、蓮子蜜餞等，蓮子的新型加工產(chǎn)品種類也日漸繁多。例如，薛軍[4]采用DS32 型雙螺桿擠壓膨化機(jī)對(duì)蓮子進(jìn)行擠壓膨化處理形成膨化蓮子粉，大量減少了蓮子中游離脂肪酸的含量并增加了游離氨基酸的含量，并成功地將蓮子粉應(yīng)用到蓮蓉的制作工藝中；另外，將膨化蓮子粉加入酸奶或奶粉等乳制品中，可以為廣大嬰幼兒及中老年人提供更為豐富的營(yíng)養(yǎng)，并且有利于維持糖尿病患者的血糖穩(wěn)定[5]?？諝庹ㄥ伿故澄锸軣峋鶆蚯?guī)ё咴谑澄锉砻娈a(chǎn)生的水蒸氣，使食物形成酥脆的口感[6]。相比于傳統(tǒng)的油炸方式，其優(yōu)點(diǎn)是可大大減少油的用量，最高可以降低80%的油脂[7]。即食食品在當(dāng)代受到廣大消費(fèi)者喜愛與追捧，其極大地滿足了人們?cè)诳旃?jié)奏生活中的需求，也成為體育、野外作業(yè)、宇航、軍需等行業(yè)發(fā)展的必然要求，因此開發(fā)即食蓮子相關(guān)食品具有較大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

干蓮子，上海禾煜貿(mào)易有限公司提供；低筋面粉、馬鈴薯淀粉、白砂糖、食鹽、奶粉、棕櫚油等。

1.2 儀器設(shè)備

KL-J63A 型空氣炸鍋，九陽(yáng)股份有限公司產(chǎn)品；雙刀壓面機(jī)（可壓面1～4 mm），永康市榮麗強(qiáng)貿(mào)易有限公司產(chǎn)品；KFS-C1 型電子秤，凱豐集團(tuán)有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

蓮子的選擇→清洗→熟化→打漿→蓮子基料的調(diào)配→壓片→成型→刷油→油炸。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1） 蓮子的選擇。采用去芯干蓮子為原料。

（2） 熟化。將蓮子隔水加熱直至軟化及淀粉糊化狀態(tài)。

（3） 打漿。熟化蓮子加水75 g，食鹽3 g，白砂糖25 g，在榨汁機(jī)中打至勻漿狀態(tài)。

（4） 蓮子基料的調(diào)配。蓮子勻漿內(nèi)加入低筋面粉、馬鈴薯淀粉、奶粉、棕櫚油調(diào)配并攪拌揉搓成面團(tuán)。

（5） 壓片。將揉搓好的面團(tuán)放入壓面機(jī)中壓成薄片。

（6） 刷油。在每一片蓮子片正反面均勻刷上棕櫚油。

（7） 油炸。放置空氣炸鍋的炸籃中進(jìn)行油炸。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

（1） 蓮子添加量對(duì)蓮子片的影響。以混合粉（低筋面粉120 g，馬鈴薯淀粉20 g，壓片厚度1.5 mm，油炸溫度176 ℃，油炸時(shí)間8 min） 為基準(zhǔn)，分別添加蓮子60，65，70，75，80 g，對(duì)蓮子片的形態(tài)、風(fēng)味、色澤、口感與組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行感官評(píng)分。

（2） 混合粉比例對(duì)蓮子片的影響?；旌戏塾傻徒蠲娣叟c馬鈴薯淀粉混合而成。以蓮子用量70 g，壓片厚度1.5 mm，油炸溫度176 ℃，油炸時(shí)間8 min為基準(zhǔn)，分別添加混合粉，其組成比例為低筋面粉100 g，馬鈴薯淀粉40 g；低筋面粉110 g，馬鈴薯淀粉30 g；低筋面粉120 g，馬鈴薯淀粉20 g；低筋面粉130 g，馬鈴薯淀粉10 g；低筋面粉140 g；對(duì)蓮子片的形態(tài)、風(fēng)味、色澤、口感與組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行感官評(píng)分。

（3） 壓片厚度對(duì)蓮子片的影響。以蓮子用量70 g，混合粉（低筋面粉120 g，馬鈴薯淀粉20 g，油炸溫度176 ℃，油炸時(shí)間8 min） 為基準(zhǔn)，壓片厚度分別設(shè)置為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 mm，對(duì)蓮子片的形態(tài)、風(fēng)味、色澤、口感與組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行感官評(píng)分。

（4） 油炸時(shí)間對(duì)蓮子片的影響。以蓮子用量70 g，混合粉（低筋面粉120 g，馬鈴薯淀粉20 g，壓片厚度1.5 mm，油炸溫度176 ℃） 為基準(zhǔn)，油炸時(shí)間分別設(shè)置為6，7，8，9，10 min，對(duì)蓮子片的形態(tài)、風(fēng)味、色澤、口感與組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行感官評(píng)分。

（5） 油炸溫度對(duì)蓮子片的影響。以蓮子用量70 g，混合粉（低筋面粉120 g，馬鈴薯淀粉20 g，壓片厚度1.5 mm，油炸時(shí)間8 min） 為基準(zhǔn)，油炸溫度分別設(shè)置為172，174，176，178，180 ℃，對(duì)蓮子片的形態(tài)、風(fēng)味、色澤、口感與組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行感官評(píng)分。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

根據(jù)以上5 組單因素試驗(yàn)結(jié)果，按照Boxbehnken 中心組合設(shè)計(jì)原理，選取蓮子用量（A）、油炸時(shí)間（B）、油炸溫度（C） 3 個(gè)因素為自變量，感官評(píng)定結(jié)果為響應(yīng)值，水平編碼分別為-1，0，1，采用Design Expert 10.0.4 設(shè)計(jì)三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，進(jìn)一步分析這3 個(gè)因素空氣油炸蓮子片工藝的影響，并確立工藝的最佳參數(shù)。

響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.3.5 感官評(píng)定

選定10 位有經(jīng)驗(yàn)且對(duì)評(píng)判指標(biāo)較為敏感的人員組成評(píng)定小組[8]，對(duì)蓮子片的形態(tài)、風(fēng)味、色澤、口感與組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行感官評(píng)定，滿分為100 分[9]。

蓮子片感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 蓮子片感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

單因素試驗(yàn)結(jié)果采用Origin 2019b 進(jìn)行作圖與分析，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果通過(guò)Design Expert 10.0.4進(jìn)行作圖與數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蓮子用量對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

蓮子用量對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響見圖1。

圖1 蓮子用量對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

蓮子用量為70 g 時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值隨后呈下降趨勢(shì)。這與蓮子片的口感香味有關(guān)，蓮子用量太少導(dǎo)致口感淡香味欠佳，但蓮子用量過(guò)大又會(huì)導(dǎo)致蓮子勻漿不夠均勻，具有較大的顆粒，口感較硬且粗糙。蓮子用量為70 g 時(shí)，蓮子片的組織結(jié)構(gòu)均勻，有濃郁的香味與蓮子清香，色澤呈金黃色且口感酥脆。因此，選擇70 g 的蓮子用量作為后續(xù)試驗(yàn)研究。

2.2 混合粉比例對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

低筋面粉內(nèi)的麥谷蛋白、醇溶蛋白與清蛋白與水作用后會(huì)形成面筋[10]，面筋含量的高低會(huì)影響蓮子片的品質(zhì)與質(zhì)量。由于馬鈴薯淀粉中不含蛋白質(zhì)，在低筋面粉- 馬鈴薯淀粉面團(tuán)中馬鈴薯淀粉的比例高低會(huì)影響面筋的含量[11]。當(dāng)混合粉中的淀粉比例高，面筋含量少，面團(tuán)的黏聚性越小[12]，制成的蓮子片容易出現(xiàn)裂痕甚至破碎；淀粉比例低，面筋含量多，制成的蓮子片會(huì)過(guò)韌過(guò)硬。由于感官評(píng)分結(jié)果相差不大，因此選擇混合粉比例120 g+20 g 作為空氣油炸蓮子片工藝研究的最適混合粉比例參數(shù)進(jìn)行后續(xù)的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2.3 壓片厚度對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

壓片厚度對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響見圖2。

圖2 壓片厚度對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

當(dāng)壓片過(guò)薄，蓮子片雖得到較為酥脆的口感，但會(huì)因?yàn)榭諝庹ㄥ伒娘L(fēng)力影響導(dǎo)致蓮子片變形，不能保持良好的形態(tài)，且容易出現(xiàn)焦煳現(xiàn)象，使蓮子片的色澤變暗，有焦煳的不良風(fēng)味；當(dāng)壓片過(guò)厚，蓮子片的口感綿軟，咀嚼性增大，面粉的味道較突出，沒有蓮子的香味，且色澤過(guò)白，感官品質(zhì)較差。由于厚度差異導(dǎo)致蓮子片的口感與風(fēng)味差異很大，因此選擇1.5 mm 的壓片厚度作為空氣油炸蓮子片工藝研究的最適壓片厚度參數(shù)。

2.4 油炸時(shí)間對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

油炸時(shí)間對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響圖3。

圖3 油炸時(shí)間對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

由圖3 可知，當(dāng)油炸時(shí)間偏短，蓮子片的色澤過(guò)白，出現(xiàn)外圍酥脆、中間綿軟的口感，且面粉味掩蓋了蓮子香味；隨著油炸時(shí)間增加到8 min，蓮子片被賦予金黃的色澤，有較強(qiáng)的蓮子香味和酥脆的口感；而繼續(xù)延長(zhǎng)油炸時(shí)間，蓮子片則出現(xiàn)過(guò)度脫水以及焦煳的現(xiàn)象，組織結(jié)構(gòu)相對(duì)粗糙，且具有焦煳的色澤與風(fēng)味。因此，選擇8 min 的油炸時(shí)間作為空氣油炸蓮子片工藝研究的最適時(shí)間參數(shù)。

2.5 油炸溫度對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

油炸溫度對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響見圖4。

圖4 油炸溫度對(duì)蓮子片感官評(píng)定的影響

當(dāng)油炸溫度偏低時(shí)，蓮子片同樣出現(xiàn)色澤過(guò)白的現(xiàn)象，蓮子片中還含有相對(duì)較多的水分，口感不夠酥脆；而油炸溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致蓮子片色澤過(guò)焦，焦煳味覆蓋了蓮子的香味，在176 ℃下，蓮子片具有金黃的色澤、酥脆的口感及蓮子清香，選擇176 ℃的油炸溫度作為空氣油炸蓮子片工藝研究的最適溫度參數(shù)。

2.6 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)，選擇蓮子用量、油炸時(shí)間、油炸溫度3 個(gè)因素為自變量，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，按照Box-behnken 設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)17 組試驗(yàn)進(jìn)行工藝優(yōu)化，其中12 組為零點(diǎn)試驗(yàn)和分析試驗(yàn)，5 組為中心點(diǎn)重復(fù)試驗(yàn)。

空氣油炸蓮子片工藝研究響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表3。

表3 空氣油炸蓮子片工藝研究響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

采用Design Expert 10.0.4 對(duì)感官評(píng)定分?jǐn)?shù)與3 個(gè)因素進(jìn)行多元回歸擬合，得到感官評(píng)分（Y） 對(duì)蓮子用量（A）、油炸時(shí)間（B）、油炸溫度（C） 的回歸方程模型為：

回歸模型方差分析見表4。

表4 回歸模型方差分析

由表4 可知，此回歸方程模型的p＜0.01，達(dá)到高度顯著的水平，證明該模型具有較高的可靠性；失擬項(xiàng)p＞0.05，不顯著，表明非試驗(yàn)值的因素對(duì)感官評(píng)分的影響較小[13]，模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值擬合較好；相關(guān)系數(shù)R2=0.963 0，調(diào)整系數(shù)R2Adj=0.915 4，說(shuō)明各自變量與響應(yīng)值之間具有高度線性相關(guān)性[14]，且響應(yīng)值的變化91.54%受自變量的影響[15]，因此該模型可以較好地分析和預(yù)測(cè)空氣油炸蓮子片的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)，反映各因素與感官評(píng)分之間的真實(shí)關(guān)系。

試驗(yàn)因素對(duì)指標(biāo)值的影響程度可通過(guò)回歸方程模型的各因素系數(shù)值進(jìn)行反映[14]。表4 中的均方值顯示，各因素對(duì)蓮子片感官評(píng)分的影響程度從大到小的順序?yàn)橛驼〞r(shí)間＞油炸溫度＞蓮子用量。回歸方程中的一次項(xiàng)B、C 即油炸時(shí)間、油炸溫度與二次項(xiàng)A2，B2，C2及交互項(xiàng) BC 均具有高度顯著性 （p＜0.01），表明各試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)具有較大的影響，蓮子用量、油炸時(shí)間、油炸溫度與感官評(píng)定分?jǐn)?shù)不是普通的線性關(guān)系，而是存在明顯的二次關(guān)系。

利用Design Expert 10.0.4 作出蓮子用量、油炸時(shí)間與油炸溫度三因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的等高線模型與響應(yīng)曲面圖。其中，響應(yīng)曲面的坡度越陡峭，則因素的交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響越顯著，坡度越平緩則反之；等高線模型形狀越接近橢圓，因素的交互作用效應(yīng)越強(qiáng)，形狀越接近圓形則相反[16]。

蓮子用量與油炸時(shí)間對(duì)感官評(píng)分影響的等高線圖 （a） 和響應(yīng)面圖 （b） 見圖 5。

圖5 蓮子用量與油炸時(shí)間對(duì)感官評(píng)分影響的等高線圖（a） 和響應(yīng)面圖（b）

由圖5 可知，蓮子用量與油炸時(shí)間交互的等高線模型形狀接近圓形，響應(yīng)曲面的坡度較平緩，兩因素的交互作用對(duì)感官評(píng)定分?jǐn)?shù)的影響不顯著。當(dāng)固定蓮子用量，感官評(píng)分隨著油炸時(shí)間的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)；當(dāng)固定油炸時(shí)間，蓮子用量對(duì)感官評(píng)分的影響比較平緩。

蓮子用量與油炸溫度對(duì)感官評(píng)分影響的等高線圖 （a） 和響應(yīng)面圖 （b） 見圖 6。

圖6 蓮子用量與油炸溫度對(duì)感官評(píng)分影響的等高線圖（a） 和響應(yīng)面圖（b）

由圖6 可知，蓮子用量與油炸溫度的交互影響模型。與圖5 的情況相似，等高線模型形狀接近圓形，響應(yīng)曲面的坡度較平緩，交互效應(yīng)不顯著。當(dāng)蓮子用量一定時(shí)，感官評(píng)分隨著油炸溫度的增高呈先上升后下降的趨勢(shì)，而蓮子用量對(duì)感官評(píng)分的影響較弱。

油炸時(shí)間與油炸溫度對(duì)感官評(píng)分影響的等高線圖 （a） 和響應(yīng)面圖 （b） 見圖 7。

由圖7 可知，油炸時(shí)間與油炸溫度的等高線模型橢圓形形狀明顯，且響應(yīng)曲面的坡度陡峭，表明油炸時(shí)間與油炸溫度間的交互作用對(duì)感官評(píng)定分?jǐn)?shù)的影響顯著。隨著油炸時(shí)間的延長(zhǎng)油炸溫度的升高，感官評(píng)分均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。

圖7 油炸時(shí)間與油炸溫度對(duì)感官評(píng)分影響的等高線圖（a） 和響應(yīng)面圖（b）

當(dāng)響應(yīng)曲面達(dá)到最高點(diǎn)，在投射下對(duì)應(yīng)的等高線模型中心點(diǎn)，即為試驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的最佳條件參數(shù)。利用Design Expert 10.0.4 對(duì)響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果與二次項(xiàng)方程進(jìn)行分析，得到的各因素預(yù)測(cè)最佳值為蓮子用量 70.081 g，油炸時(shí)間 7.674 min，油炸溫度175.944 ℃，對(duì)應(yīng)的感官評(píng)分為86.278 分。

2.7 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果的驗(yàn)證

考慮到試驗(yàn)實(shí)際操作的方便性，將各因素預(yù)測(cè)的最佳值為蓮子添加量70.081 g，油炸時(shí)間7.674 min，油炸溫度175.944 ℃，調(diào)整為蓮子用量70 g，油炸時(shí)間8 min，油炸溫度176 ℃，在該最佳條件下進(jìn)行3 次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)，得到空氣油炸蓮子片的感官評(píng)分平均分為85.6 分，與理論預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)的相對(duì)誤差＜1%，無(wú)顯著差異，證明該響應(yīng)面對(duì)空氣油炸蓮子片的優(yōu)化工藝參數(shù)與實(shí)際情況有較高的擬合度，準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)與Box-behnken 響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)空氣油炸蓮子片的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最終得出最佳參數(shù)分別為蓮子用量70 g，混合粉比例（低筋面粉+ 馬鈴薯淀粉） 120 g+20 g，壓片厚度1.5 mm，油炸時(shí)間8 min，油炸溫度176 ℃。在此參數(shù)下制得的蓮子片的感官評(píng)分為85.6 分，與理論預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)的相對(duì)誤差較小，且蓮子片的外形完整、厚薄均勻、無(wú)變形和裂痕、香味濃郁，有蓮子特有香味，色澤呈金黃色，略帶光澤，口感酥脆，不黏牙，組織結(jié)構(gòu)均勻，說(shuō)明此空氣油炸蓮子片的配方具有實(shí)際操作價(jià)值。