王 宇 紀(jì)曉梅 楊瑞香 薩如拉 張隋鑫 陳臘梅

(內(nèi)蒙古草原紅太陽食品股份有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

芝麻醬和花生醬均含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物和礦物質(zhì)等多種成分,風(fēng)味特殊[1-2]。傳統(tǒng)芝麻醬、花生醬在保存期間體系不穩(wěn)定,易出現(xiàn)油醬分層現(xiàn)象,上層油脂極易氧化酸敗,產(chǎn)生令人不愉快的哈喇味,下層醬體自然沉降形成堅硬固體,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)和涂抹性[1]。復(fù)合調(diào)味醬是由兩種及兩種以上的原料,添加或不添加其他輔料,按一定比例經(jīng)一定加工工藝制成的醬狀調(diào)味品[3]。純芝麻醬口感單一且芝麻本身攜帶的苦感強(qiáng)烈,色澤暗黑,食欲感較差。而復(fù)配了少量花生醬和其他輔料的復(fù)合芝麻醬口感層次豐富,色澤食欲感強(qiáng),營養(yǎng)高,更具有市場發(fā)展空間[4-5]。目前,有關(guān)芝麻醬類產(chǎn)品體系穩(wěn)定性的研究主要集中在原料焙烤方式、磨醬設(shè)備和穩(wěn)定劑、乳化劑的選擇方面。許仕文等[6]研究表明,不同焙炒方式下芝麻醬離心析油率差異顯著,其中油炒鍋焙炒的芝麻醬離心析油率最低。Aryana等[7]研究發(fā)現(xiàn),在花生醬中加入適量棕櫚油能改善其穩(wěn)定性。而有關(guān)芝麻、花生原料磨醬后的后端生產(chǎn)工藝研究較少,如果把控好芝麻醬類產(chǎn)品的后端生產(chǎn)工藝參數(shù),也可顯著改善產(chǎn)品析油問題。

研究擬以芝麻、花生混合醬為研究對象,考察磨醬后后端生產(chǎn)工藝對復(fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響。以離心析油率和47 ℃保溫條件下復(fù)合芝麻醬析油時間為評定依據(jù),確定加熱溫度、攪拌時間、冷卻工序和靜置熟化等后端工序的最佳工藝參數(shù),旨在優(yōu)化芝麻醬類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,提高芝麻醬的穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生醬:青島嘉里有限公司;

芝麻醬:天諾食品有限公司;

腐乳粉、韭菜花粉:廣州江大生物科技有限公司;

氫化植物油穩(wěn)定劑:丹尼斯克(中國)有限公司;

鹽、糖、味精、植物油、香辛料等調(diào)味料:市售。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平:PR224ZH/E型,奧豪斯儀器(常州)有限公司;

數(shù)顯恒溫水浴鍋:HH-8型,國華電器有限公司;

恒溫恒濕培養(yǎng)箱:HSP-360BE型,上海力辰邦西儀器科技有限公司;

海爾冰箱:BCD-216TMZL型,青島海爾股份有限公司;

高速乳化均質(zhì)機(jī):D-500 WIGGENS型,北京泰禾欣瑞科技有限公司;

電子溫控溫度計:GT303A型,深圳市聚茂源科技有限公司;

高速離心機(jī):XZ-16T型,長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司;

激光共聚焦顯微鏡:NIKON Eclipse Ti型,日本尼康公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 復(fù)合芝麻醬工藝標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)文獻(xiàn)[8],以芝麻(仁)、花生(仁)為主要原料,經(jīng)除雜、清洗、烘(焙)炒、研磨、灌裝制成半固態(tài)食用調(diào)味品。

1.3.2 復(fù)合芝麻醬產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)文獻(xiàn)[8]制定產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 復(fù)合芝麻醬理化指標(biāo)

1.3.3 復(fù)合芝麻醬制備 復(fù)合芝麻醬配方為芝麻醬70%、花生醬16%、氫化植物油1%,食用鹽1.5%,白砂糖粉4%,植物油1.5%,腐乳粉3%,韭菜花粉2%,香辛料1%,其制備流程見圖1。

圖1 復(fù)合芝麻醬制備流程

1.3.4 試驗條件 分別考察復(fù)合芝麻醬的加熱溫度(50,55,60,65 ℃)、攪拌時間(10,20,30,40 min)、均質(zhì)工序(10 000,20 000,30 000 r/min及對照組)、冷卻工序(0 ℃冷卻和不冷卻)、灌裝溫度(35,40,45 ℃)及靜置熟化工序(靜置熟化24 h和不靜置熟化)對產(chǎn)品離心析油率和析油時間的影響。

1.3.5 離心析油率測定 根據(jù)文獻(xiàn)[9],將30 g復(fù)合芝麻醬樣品裝入50 mL離心管中,4 000 r/min離心30 min,并按式(1)計算樣品的離心析油率。

(1)

式中:

ηc——復(fù)合芝麻醬離心析油率,%;

A——樣品質(zhì)量,g;

A1——離心所得上清油的質(zhì)量,g。

1.3.6 析油時間測定 根據(jù)文獻(xiàn)[10],取30 g復(fù)合芝麻醬于細(xì)高帶刻度的玻璃瓶中,置于47 ℃恒溫培養(yǎng)箱,每天上午10點(diǎn)固定觀察所有復(fù)合芝麻醬樣品的析油情況,3個平行樣的復(fù)合芝麻醬樣品表面均有油脂析出,即為該樣品出現(xiàn)析油的時間。課題組團(tuán)隊前期對芝麻醬產(chǎn)品進(jìn)行保溫加速試驗發(fā)現(xiàn),25 ℃放置12個月,相當(dāng)于37 ℃放置18周,47 ℃放置9周。芝麻醬產(chǎn)品的包裝密封性較好且避光加速,37,47 ℃保溫加速結(jié)束后成品滋氣味正常,過氧化值和酸價指標(biāo)均符合芝麻醬標(biāo)準(zhǔn)要求。故將復(fù)合芝麻醬加速試驗溫度設(shè)定為47 ℃。

1.3.7 微觀結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)文獻(xiàn)[11],將1 g復(fù)合芝麻醬用5 g/L的尼羅紅染色液染色,靜置30 min,將一定量染色的樣品置于載玻片上,蓋上蓋玻片,形成均勻的薄片,放大40 倍進(jìn)行觀察并拍攝顯微圖片。

1.3.8 數(shù)據(jù)分析 使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,并采用單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 加熱溫度對復(fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響 由表2可知,離心試驗結(jié)果與47 ℃加速保溫試驗結(jié)果均呈相同的規(guī)律。離心析油率大小為65 ℃>60 ℃>50 ℃>55 ℃,表明55 ℃的樣品析油最少,體系最穩(wěn)定。且55 ℃的樣品在整個試驗周期均未出現(xiàn)析油現(xiàn)象,其他組樣品均在不同時間出現(xiàn)析油現(xiàn)象。50 ℃的樣品加熱溫度低于穩(wěn)定劑的融化溫度,部分甚至全部的穩(wěn)定劑在與復(fù)合芝麻醬混勻過程中固化析出,未最大化發(fā)揮其效能價值,導(dǎo)致50 ℃的樣品離心析油率顯著高于55 ℃的(P<0.05)。60,65 ℃的樣品離心析油率顯著高于55 ℃的,是因為復(fù)合芝麻醬的加熱溫度高,損壞了醬體中花生醬、芝麻醬的組織結(jié)構(gòu),導(dǎo)致析油量增大。這與阿迪拉·阿迪力[12]的研究結(jié)果相一致。綜上,加熱溫度對復(fù)合芝麻醬體系穩(wěn)定性具有影響,當(dāng)加熱溫度為55 ℃時,復(fù)合芝麻醬的離心析油率最低,且47 ℃加速破壞44 d均未出現(xiàn)析油現(xiàn)象。

表2 加熱溫度對復(fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響?

2.1.2 攪拌時間對復(fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響 由表3可知,攪拌時間對復(fù)合芝麻醬析油率有影響。攪拌時間越長,離心析油率越大,體系越不穩(wěn)定,且出現(xiàn)析油現(xiàn)象的時間越短。研究[12]表明,核桃醬醬體穩(wěn)定性隨攪拌時間的延長呈先穩(wěn)定后不穩(wěn)定現(xiàn)象,說明攪拌時間對醬類產(chǎn)品體系的穩(wěn)定性有影響。47 ℃加速試驗中,10,20 min的樣品出現(xiàn)析油現(xiàn)象的時間均為1個月,而30,40 min的樣品均在20 d左右出現(xiàn)了析油現(xiàn)象,是因為長時間攪拌加熱會使復(fù)合芝麻醬中部分蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,影響凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成,從而導(dǎo)致出油率增加[13-14]。當(dāng)攪拌時間為10,20 min時,復(fù)合芝麻醬在47 ℃下的析油時間無顯著差異,雖然二者樣品的離心析油率差異顯著,但考慮到復(fù)合芝麻醬體系的均勻性,選擇加熱時間20 min更為適宜。

表3 攪拌時間對復(fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響?

2.1.3 均質(zhì)工序?qū)?fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響 由表4可知,均質(zhì)轉(zhuǎn)速對復(fù)合芝麻醬離心析油率影響顯著,均質(zhì)轉(zhuǎn)速越大,復(fù)合芝麻醬離心析油率越大,且47 ℃加速保溫期間出現(xiàn)析油現(xiàn)象的時間越短。對照組離心析油率最低,且47 ℃加速靜置44 d均未出現(xiàn)析油現(xiàn)象。而3組均質(zhì)組樣品離心析油率均較高且47 ℃加速期間出現(xiàn)析油時間短,導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因有:① 均質(zhì)工序?qū)?fù)合芝麻醬組織細(xì)胞破壞程度大,會加速油脂析出。許仕文[15]研究表明,芝麻醬中的蛋白質(zhì)、脂類和糖類等物質(zhì)聚集時形成的結(jié)構(gòu)容易受外力破壞,分子間的作用力變小,體系穩(wěn)定性下降。② 均質(zhì)時摩擦生熱導(dǎo)致復(fù)合芝麻醬體系溫度再度升高,高溫導(dǎo)致體系更加不穩(wěn)定。檀靜等[16]研究表明溫度升高,芝麻醬分子的布朗運(yùn)動加劇,導(dǎo)致顆粒物間距變大,分子流動阻力降低。當(dāng)均質(zhì)轉(zhuǎn)速>20 000 r/min時,均質(zhì)1 min醬體溫度就高達(dá)70 ℃,說明復(fù)合芝麻醬后端的均質(zhì)工序?qū)Ω纳企w系析油現(xiàn)象無正向效果,故復(fù)合芝麻醬生產(chǎn)工藝流程無需增加均質(zhì)這一工序。

表4 均質(zhì)工序?qū)?fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響?

2.1.4 冷卻工序?qū)?fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響 由表5可知,冷卻工序?qū)Ω纳茝?fù)合芝麻醬析油具有明顯效果,冷卻樣離心析油率顯著低于未冷卻樣,且47 ℃加速保溫44 d均未出現(xiàn)析油現(xiàn)象(P<0.05)。冷卻溫度越低,冷卻速度越快,會形成更細(xì)小的晶體,所形成的空間網(wǎng)絡(luò)密度強(qiáng)度更大[17-18]。樣品未經(jīng)冷卻工序直接進(jìn)行灌裝,其離心析油率顯著高于冷卻樣,47 ℃加速試驗在第18天出現(xiàn)明顯的析油現(xiàn)象,原因是未冷卻樣未等醬體溫度降下來就進(jìn)行灌裝,成品內(nèi)部持續(xù)保持高溫狀態(tài),使內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到不定程度的破壞,形成松散的多孔結(jié)構(gòu)會加快油脂的析出[19]。芝麻醬油料分離主要取決于油脂結(jié)晶體的性質(zhì)及數(shù)量,防止油脂分離的最佳措施是使混合物迅速冷卻,形成細(xì)小晶體[20]。由此說明冷卻工序是復(fù)合芝麻醬工藝的必要環(huán)節(jié),在改善復(fù)合芝麻醬析油問題上具有重要作用。

表5 冷卻工序?qū)?fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響?

2.1.5 灌裝溫度對復(fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響 由表6可知,灌裝溫度對改善復(fù)合芝麻醬析油有效,離心試驗和47 ℃加速保溫試驗呈現(xiàn)的規(guī)律相同,40 ℃灌裝樣的離心析油率最低,且47 ℃加速保溫44 d均未出現(xiàn)析油現(xiàn)象。45 ℃灌裝樣的離心析油率最高,在47 ℃加速保溫試驗期間出現(xiàn)析油現(xiàn)象,原因是灌裝溫度高,加劇了分子間的運(yùn)動,分子間距增大使鏈段更易于活動[21]。35 ℃灌裝樣的離心析油率顯著高于40 ℃的(P<0.05),且其在47 ℃加速保溫試驗期間最早出現(xiàn)析油現(xiàn)象,因為復(fù)合芝麻醬在35 ℃時的黏度較大,灌裝時對醬體存在一定的機(jī)械擠壓,致使醬體初始形成的網(wǎng)狀結(jié)晶被破壞,加速了油相的不穩(wěn)定性[14]。因此,復(fù)合芝麻醬的最優(yōu)灌裝溫度為40 ℃。

表6 灌裝溫度對復(fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響?

2.1.6 靜止熟化工序?qū)?fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響 由表7可知,靜置工序?qū)?fù)合芝麻醬析油現(xiàn)象具有改善效果,靜置熟化(24 h)樣的離心析油率顯著低于未靜置的(P<0.05),且47 ℃加速保溫44 d均未出現(xiàn)析油現(xiàn)象。未靜置樣灌裝后不進(jìn)行靜置熟化,為模擬車間實(shí)際生產(chǎn)情況,灌裝后對醬體進(jìn)行了無規(guī)律擠壓操作,其離心析油率顯著高于靜置樣(P<0.05),且在47 ℃加速保溫試驗期間出現(xiàn)析油現(xiàn)象。有研究[18]表明,芝麻醬乳化膠體中要形成堅固的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),需要一個穩(wěn)定的環(huán)境,任何物理的或機(jī)械的作用都會對醬體的穩(wěn)定性、堅硬度有極大影響。當(dāng)貯藏溫度<10 ℃時,醬體穩(wěn)定性較好。因此,熟化處理過程中應(yīng)盡量避免對產(chǎn)品的頻繁搬動或振動[20]。綜上,靜置熟化(24 h)工序是復(fù)合芝麻醬工藝的必要環(huán)節(jié),其在改善復(fù)合芝麻醬析油問題上具有重要作用。

表7 靜置熟化工序?qū)?fù)合芝麻醬穩(wěn)定性的影響?

2.2 復(fù)合芝麻醬配方樣和工藝優(yōu)化樣的穩(wěn)定性對比

根據(jù)單因素試驗,確定對照組生產(chǎn)工藝條件為醬體加熱溫度為80 ℃,無固定攪拌時間,以醬體稀化感官為主,高溫灌裝,無靜置熟化工序;工藝優(yōu)化樣生產(chǎn)工藝條件為醬體加熱溫度55 ℃、攪拌時間20 min、0 ℃急速冷卻、灌裝溫度40 ℃、靜置熟化24 h。

由表8可知,對照樣離心析油率為6.69%,工藝優(yōu)化樣離心析油率為1.78%,顯著低于對照組(P<0.05),說明生產(chǎn)工藝參數(shù)的優(yōu)化對降低復(fù)合芝麻醬析油率有突出效果。

表8 復(fù)合芝麻醬配方樣和工藝優(yōu)化樣穩(wěn)定性對比?

2.3 復(fù)合芝麻醬的微觀分析

由圖2可知,工藝優(yōu)化樣中油相分布均勻,并且形成了緊密的連結(jié)區(qū),包裹著未染色的其他物質(zhì),且其油相更明亮,是因為油滴(亮點(diǎn))在油相中連結(jié)形成片狀難以區(qū)分,說明這些油滴排列形成了更緊湊的結(jié)構(gòu),而對照組油滴是分散的且未連結(jié)[11]。復(fù)合芝麻醬微觀結(jié)果與離心析油率結(jié)果相一致,再次說明工藝參數(shù)的優(yōu)化能充分地提升醬體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

a. 油滴 b. 小油滴包裹的其他物質(zhì)

3 結(jié)論

試驗表明,醬體加熱溫度、混料攪拌時間、均質(zhì)工序、冷卻工序、灌裝溫度和靜置熟化工序均對復(fù)合芝麻醬體系的穩(wěn)定性有顯著影響(P<0.05)。其中均質(zhì)工序會使復(fù)合芝麻醬的析油現(xiàn)象更嚴(yán)重;其他工序參數(shù)經(jīng)優(yōu)化會顯著降低復(fù)合芝麻醬的離心析油率,對改善產(chǎn)品體系穩(wěn)定性有正向作用。復(fù)合芝麻醬最優(yōu)工藝條件為醬體加熱溫度55 ℃,混料攪拌時間20 min,0 ℃急速冷卻降溫,灌裝溫度40 ℃,靜置熟化24 h。此工藝制備出的復(fù)合芝麻醬離心析油率為1.78%,顯著低于對照組的(P<0.05)。工藝優(yōu)化樣的微觀結(jié)構(gòu)油相分布均勻,并形成了穩(wěn)定的連結(jié)區(qū),而對照組的微觀結(jié)構(gòu)油相分散且無連結(jié)區(qū)。綜上,優(yōu)化好復(fù)合芝麻醬磨醬后后端的生產(chǎn)工藝,一定意義上能顯著改善產(chǎn)品貯存期間的析油現(xiàn)象。試驗未考慮產(chǎn)品體態(tài)的細(xì)膩性和涂抹性,后續(xù)可通過篩選芝麻原料品種、優(yōu)化芝麻醬和花生醬粒徑及復(fù)配添加不同類型穩(wěn)定劑,改善復(fù)合芝麻醬體態(tài)的細(xì)膩度。