微波膨化奶香味慈姑脆片配方的研究

韋珍珍，唐小閑，3，楊金鳳，3，，段振華，3，蒙麗雅

（1.賀州學(xué)院廣西果蔬保鮮和深加工研究人才小高地，廣西 賀州 542899；2.賀州學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，廣西 賀州 542899；3.賀州學(xué)院食品科學(xué)與工程技術(shù)研究院，廣西 賀州 542899）

慈姑（Sagittaria sagittifolia L.）又稱慈菇、茨菰、白地栗、燕尾草，為澤瀉科屬多年生直立草本植物，水生類蔬菜[1]。我國慈姑資源豐富，栽培地區(qū)大多集中在長江流域及其以南等地。慈姑營養(yǎng)豐富，具有食藥兩用功能，其球莖中含有大量淀粉、碳水化合物、多糖、礦物質(zhì)、膳食纖維，以及膽堿、酚類等生物活性物質(zhì)[2]。中醫(yī)認(rèn)為慈姑性味苦、甘、微寒，具有涼血止血、止咳通淋、散結(jié)解毒等功效[3]，慈姑具有較強(qiáng)的抗氧化能力[4]、抗炎作用[5]。因為慈姑獨特的營養(yǎng)價值和藥用價值受到了人們廣泛關(guān)注，但是因慈姑中含有生物堿、苷類和脂類等化合物，因此作鮮食蔬菜食用會略帶苦味，不易被大多數(shù)所接受。近年來出現(xiàn)了銷量、售價雙雙下降的尷尬局面，嚴(yán)重制約了慈姑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前國內(nèi)外對于慈姑的研究主要在慈姑淀粉特性[6]、秋水仙堿的提取[7]、保鮮貯藏[8]、栽培技術(shù)[9]等方面，而對于慈姑加工的研究還較少，王靜等[10]對油炸型風(fēng)味慈姑片加工工藝的研究，趙龍[11]對慈姑飲料加工方式進(jìn)行了研究，王素雅等[12]對速溶慈姑粉工藝的研究。本研究以慈姑為原料，采用微波膨化技術(shù)，擬以全脂乳粉、白砂糖、牛奶香精和食鹽添加量為主要因素進(jìn)行正交試驗，確定微波膨化奶香味慈姑脆片最佳配方，以期為慈姑加工業(yè)提供一定的理論依據(jù)，膨化食品朝著綠色、健康、新穎的方向發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮慈姑：市售，無斑疤、大小均勻、無機(jī)械損傷；食用鹽、白砂糖、伊利全脂乳粉：賀州市泰興連鎖超市；鮮奶香精：青島金蘭食品添加劑有限公司。

1.2 主要儀器

G80D20CN1P-D2（S0）微波爐：廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司；TA·XT PLUS 物性測定儀：英國stable micro systems 公司；BSA124S 分析天平：德國賽多利斯公司；MB-23 水分測定儀：奧豪斯儀器（常州）有限公司；CR-10 型色差儀：日本柯尼卡美能達(dá)公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗工藝流程及操作要點

挑選慈姑→清洗→去皮→切片→調(diào)配浸漬液→浸漬調(diào)味→瀝干、擺盤→微波脆化→冷卻→包裝→成品

1.3.1.1 原料挑選

對慈姑進(jìn)行大小分級處理，并去除有損傷、病蟲害與有霉變的慈姑。

1.3.1.2 清洗去皮

清洗污泥等雜質(zhì)后，削皮，清洗干凈。

1.3.1.3 切片

采用刀口鋒利的刀，對慈姑進(jìn)行切片，慈姑片厚度控制在（2.5±0.1）mm。

1.3.1.4 調(diào)配浸漬液

將配置好的食鹽、白砂糖、全脂乳粉、牛奶香精加入到70 ℃100 mL 熱水中。將預(yù)處理好的慈姑片放入已調(diào)好味的料液中浸漬2 h，使味道滲入慈姑片中。

1.3.1.5 瀝干、擺盤

將調(diào)味后的慈姑片撈出，置于帶空格框內(nèi)瀝水，均勻攤開15 min 后將慈姑片擺在玻璃皿上，放入微波盤。

1.3.1.6 微波脆化

設(shè)定微波功率和烘烤時間，間隔一定時間將物料翻面，對奶香味慈姑片進(jìn)行脆化處理，脆片脫水至其干基含水率為8%以下為終點。

1.3.2 單因素試驗

慈姑片裝量為50 g，以100 mL 水為基準(zhǔn)，分別研究不同食鹽、全脂乳粉、牛奶香精、白砂糖的添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響，通過脆片的感官評分、b*值、脆度來判斷試驗結(jié)果，感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1，確定各配料較好的添加量進(jìn)行正交優(yōu)化試驗。

表1 奶香味慈姑脆片感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for milk-flavored Cigu crisps

1.3.2.1 全脂乳粉添加量對脆片品質(zhì)的影響

在白砂糖、牛奶香精、食鹽的添加量分別為70.0%、0.12%、2.5%條件下，考查全脂乳粉添加量為15.0%、25.0%、35.0%、45.0%、55.0%對感官評分、b*值、脆度的影響，確定全脂乳粉的較佳添加量。

1.3.2.2 白砂糖添加量對脆片品質(zhì)的影響

在食鹽牛奶香精、全脂乳粉、食鹽的添加量分別為0.12%、35.0%、2.5%條件下，考查白砂糖添加量為50%、60%、70%、80%、90%，對感官評分、b*值、脆度的影響，確定白砂糖的較佳添加量。

1.3.2.3 牛奶香精添加量對脆片品質(zhì)的影響

在白砂糖、全脂乳粉、食鹽的添加量分別為70.0%、35.0%、2.5%條件下，考查牛奶香精添加量為0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%對感官評分、b*值、脆度的影響，確定牛奶香精的較佳添加量。

1.3.2.4 食鹽添加量對脆片品質(zhì)的影響

在白砂糖、牛奶香精、全脂乳粉的添加量分別為70.0%、0.12%、35.0%條件下，考查食鹽添加量為1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%對感官評分、b*值、脆度的影響，確定食鹽的較佳添加量。

1.3.3 正交試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，選取適度的全脂乳粉、牛奶香精、白砂糖、食鹽的添加量梯度，以感官評分、b*值、脆度這3 個指標(biāo)為判斷依據(jù)，感官標(biāo)準(zhǔn)見表1。采用L9（34）正交試驗對奶香味慈姑脆片進(jìn)行調(diào)味配方的優(yōu)化試驗。正交試驗設(shè)計的因素及水平見表2。

表2 正交試驗設(shè)計的因素及水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experimental design

1.3.4 驗證試驗

在正交試驗所得的最佳奶香味慈姑脆片進(jìn)行調(diào)味配方下，進(jìn)行3 次平行驗證試驗，與正交試驗結(jié)果進(jìn)行比較驗證。

1.3.5 含水率的測定

1）初始含水率測定，使用PMB 水分測定儀測定，測得新鮮慈姑片的平均初始含水率為75.0%。

2）干基含水率測定，含水量的測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》“食品中水分的測定”，干基含水率按式（1）計算[13-14]：

式中：Mt為干基含水率，g/g；G1為調(diào)味慈姑片在任意干燥時刻的總質(zhì)量，g；G 為絕干物料質(zhì)量，g。

1.3.6 色澤的測定

利用CR-10 色差儀對慈姑脆片樣品的色澤進(jìn)行測定，測定結(jié)果主要以色度參數(shù)b*值表示。色差儀的主要色澤參數(shù)為b*值。b*值為黃藍(lán)度，b*值為正數(shù)時表明色澤偏黃，正越大，顏色偏向越明顯；b*為負(fù)值時表明色澤偏藍(lán)，負(fù)值越小，顏色偏向越大[15]。

1.3.7 松脆度測定

采用TA.XT PLUS 物性測試儀來測定。脆度值以出現(xiàn)在下壓探頭第一次沖向樣品過程中坐標(biāo)圖上的第一個明顯壓力峰值表示，值越小，表明產(chǎn)品脆性越好[16]。

1.3.8 感官評分

邀請20 位經(jīng)過一定感官評價訓(xùn)練的人員組成評分小組，按表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)表對試驗樣品從滋味、色澤、氣味3 個方面進(jìn)行綜合評分，最后，按照平均得分記錄樣品綜合評分。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 全脂乳粉添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響

奶粉的香味是奶香味慈姑脆片的主要風(fēng)味來源，所以全脂乳粉對脆片的品質(zhì)影響很大，全脂乳粉添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 全脂乳粉添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of the addition of whole milk powder on the quality of milk-flavored Cigu crisps

由圖1 可知，隨著全脂奶粉添加量的增大，脆片的b*值較穩(wěn)定，色澤保持淺黃色，脆度值顯著降低，脆性增大，脆片的感官評分快速提高，但奶香味不夠濃郁；當(dāng)奶粉含量達(dá)到45%時，脆片的b*值增大但變化不明顯（p＞0.05），b*為+33.68，色澤淡黃鮮亮，脆度值為1 899.812 g，脆性增大，脆片感官評價得分最高，83.8分，口感松脆可口，奶香味、甜味宜人，且能與慈姑本身的清香協(xié)調(diào)；當(dāng)奶粉含量超過45%，脆度值達(dá)到最低脆性最好，但b*值較大，脆片較黃，脆片感官評分也逐漸降低，原因是奶粉添加量過多，奶味越來越突出而掩蓋脆片中慈姑風(fēng)味，且慈姑易于焦化。根據(jù)實際情況，綜合考慮b*值、脆度、感官評分，選取全脂乳粉添加量45%進(jìn)行正交優(yōu)化試驗。

2.1.2 白砂糖添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響

白砂糖作為甜味劑，可覆蓋原料中其他不和諧的味道，對脆片口感調(diào)節(jié)起著重大的作用。添加適量的白砂糖能降低脆片的水分活度，有利于儲藏[17]，白砂糖添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響見圖2。

由圖2 可知，隨著白砂糖的添加，脆片的b*值平穩(wěn)上升其色澤逐漸變黃，脆片脆度快速降低而感官評分提高，其脆性和滋味、香氣不斷提高，但脆片中的甜味不夠明顯，慈姑片仍有苦味；在白砂糖添加量為80%時，b*值和脆度值分別為+33.34 和1 312.481/g，脆片淡黃，色澤鮮亮均勻，口感酥脆，香甜可口，感官評分最高，84.3 分；當(dāng)白砂糖添加量超過80%時，脆片的脆度趨于平緩，b*值快速上升而感官評分下降明顯，脆片更酥脆，但其色澤偏深色，脆片過于甜膩，掩蓋了慈姑本身獨特的清香，且過量的糖使得部分產(chǎn)品發(fā)生焦糖化反應(yīng)[18]，致使脆片色澤偏暗，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。綜合考慮b*值、脆度和感官評分，選取白砂糖添加量80%進(jìn)行正交優(yōu)化試驗。

2.1.3 牛奶香精添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響

牛奶香精是食用香精的一種，具有厚實的奶香氣，水溶性和穩(wěn)定性良好，可作為調(diào)配料添加到焙烤、烘炒、油炸及其他風(fēng)味食品中，提高其酥脆性，使脆片的口感變得更加豐富。添加適量的牛奶香精可以彌補(bǔ)只添加乳粉的奶制品加工過程中損失掉的香氣，并使脆片增添了誘人的奶香味，牛奶香精添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響見圖3。

圖2 白砂糖添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of sugar content on the quality of milk-flavored Cigu crisps

圖3 牛奶香精添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of milk flavor content on the quality of milk flavor arrowhead chips

由圖3 可知，隨著牛奶香精添加量的增加，脆片的脆度顯著減小脆性增大，脆片感官評分迅速提高，但牛奶香精含量小于0.12%，脆片奶香味不足，整體風(fēng)味欠佳；當(dāng)牛奶香精含量達(dá)0.12 %時，脆度最小，為1 358.616 g，其酥脆性最好，脆片牛奶香味濃郁，與慈姑本身的風(fēng)味匹配，口感醇厚，感官評分達(dá)到最高值，82.8 分；當(dāng)繼續(xù)添加牛奶香精，脆片的脆度越來越大其脆性變?nèi)酰泄僭u分急劇下降，脆片牛奶味越來越突出，遮蓋了慈姑脆片本身的果蔬風(fēng)味，使其品質(zhì)下降。在牛奶香精添加量的增加過程中，b*值曲線保持較穩(wěn)定的狀態(tài)，b*值和脆片色澤保持較好，說明牛奶香精的添加量，對脆片的色度的影響不顯著。綜合考慮b*值、脆度和感官評分，選取牛奶香精添加量0.12%進(jìn)行正交優(yōu)化試驗。

2.1.4 食鹽添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響

食鹽作為基本的調(diào)味料，在脆片中有協(xié)調(diào)風(fēng)味的功效，并具有一定的防腐功能[19]，延長貨架期；適量的食鹽添加量可使慈姑片的復(fù)合介電消耗增加，促進(jìn)慈姑吸收微波能，從而使膨化速率提高，達(dá)到縮短膨化時間的作用[20]，食鹽添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 食鹽添加量對奶香味慈姑脆片品質(zhì)的影響Fig.4 Effects of salt addition on the quality of milk-flavored Cigu crisps

由圖4 可知，食鹽添加量在1.5%～2.0%時，b*值增大不明顯，脆片色澤保持較好，感官評分快速提高，脆片的脆度平緩減小，脆性增大但較硬，此外，此時的食鹽添加量無法掩蓋脆片的甜膩感；當(dāng)食鹽添加量達(dá)到2.0%時，脆片的脆度值和b*值分別為2 265.376/g和+30.10，脆度仍較大，脆性一般，但慈姑脆片呈淡黃，色澤均勻，滋味協(xié)調(diào)，奶香味濃郁，感官評分達(dá)到最高分，84.1 分；隨著食鹽量的繼續(xù)添加，脆片的脆度值斜線減小，脆性增強(qiáng)，但b*值逐漸增大，脆片色澤慢慢偏向黃，脆片的咸味愈發(fā)濃烈，對脆片的整體品質(zhì)有很大影響，感官評分迅速降低，同時，過度的食鹽攝入量對人們的健康也構(gòu)成了一定的威脅。綜合考慮b*值、脆度和感官評分，選取食鹽添加量2.0%進(jìn)行正交優(yōu)化試驗。

2.2 正交試驗結(jié)果分析

在單因素對奶香味慈姑脆片品質(zhì)影響的試驗基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交表，以脆片的感官評價得分為指標(biāo)，對奶香味慈姑脆片配方行四因素三水平正交試驗，試驗結(jié)果見表3，脆度方差分析見表4，感官評分方差分析見表5。

表3 奶香味慈姑片調(diào)味配方正交試驗結(jié)果及極差分析Table 3 Orthogonal test results and range analysis of flavoring formula of milk-flavored Cigu tablets

表4 脆度方差分析Table 4 Analysis of variance of brittleness

由表3 極差分析和表4、表5 的方差分析可知，若以脆度為考察指標(biāo)，影響慈姑脆片脆度的因素排序為C＞D＞B＞A，最優(yōu)組合為 A3B1C2D2；若以感官評分為考察指標(biāo)，影響脆片的感官評分的因素排序為B＞C＞D＞A，最佳組合為A3B2C2D2。采用多指標(biāo)正交試驗綜合平衡法，最終確定了理論最佳組合為A3B2C2D2，即全脂乳粉添加量為55%，白砂糖添加量80%，牛奶香精添加量0.12%，食鹽添加量2%。

表5 感官評分方差分析Table 5 Sensory score variance analysis

2.3 驗證試驗

根據(jù)理論優(yōu)化所得的最佳配方A3B2C2D2，即全脂乳粉添加量55%，白砂糖添加量80%，牛奶香精添加量0.12%，食鹽添加量2%進(jìn)行驗證試驗，結(jié)果見表6。

表6 最佳工藝驗證試驗Table 6 Best process verification test

在A3B2C2D2組合下試驗，得出微波膨化奶香味慈姑脆片的脆度為1 148.162 g，感官評價得分為90.9 分，兩個指標(biāo)均優(yōu)于正交試驗表中A1B2C2D2的脆度值1 243.265 g 和感官評分90.6 分。所以，可認(rèn)為A3B2C2D2是最佳配方。

3 結(jié)論

本研究在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗確定微波膨化奶香味慈姑脆片最佳配方為：全脂乳粉添加量55 %，白砂糖添加量80 %，牛奶香精添加量0.12%，食鹽添加量2%。在最佳條件下，微波膨化奶香味慈姑脆片的脆度值1 243.265 g 和感官評分為90.9 分，此時的慈姑脆片色澤鮮亮均勻、酥脆性好、香甜可口、具有慈姑獨特風(fēng)味。