牛肉風(fēng)味速食湯塊的研制及其預(yù)凍條件的研究

羅 鈺，鄭佳琦，李艷伶，馬永強(qiáng)

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院 省高校食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150076)

速食湯塊指將一些新鮮食材經(jīng)處理后采用真空冷凍干燥技術(shù)使其結(jié)塊成型，沸水沖泡之后即可食用的一種方便食品.由于生活節(jié)奏和方式的改變，快捷方便的速食食品受到人們的青睞，存在巨大的市場(chǎng)空間[1].速食湯塊食用前只需要簡(jiǎn)單的處理，就能泡出一碗營(yíng)養(yǎng)美味的蔬菜湯，為人們?cè)诔燥埳厦婀?jié)約很多時(shí)間[2].速?zèng)_即食，操作簡(jiǎn)單，順應(yīng)了便捷，方便的生活，給人提供一種全新的體驗(yàn)[3].

目前市場(chǎng)上速食湯料產(chǎn)品存在品種單一匱乏的缺點(diǎn)，因此針對(duì)想喝湯卻沒(méi)有時(shí)間煲湯的人群，研發(fā)出一款速食湯料很有必要[4].本文采用單因素-響應(yīng)曲面法優(yōu)化湯塊配方，考察了不同的預(yù)凍條件處理對(duì)湯塊的影響[5].研發(fā)出的牛肉風(fēng)味速食湯塊可有效豐富此類產(chǎn)品市場(chǎng).

1 材料與方法

1.1 材料和試劑

原輔料：胡蘿卜、白玉菇、菠菜、牛肉粉、食用鹽、姜粉等：哈爾濱新陽(yáng)路家樂(lè)福超市.

試劑：硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉、乙醇、石油醚等均為分析純，天津市天力化學(xué)試劑有限公司.

1.2 儀器與設(shè)備

Alpha2-4LDplus冷凍干燥機(jī)(Marin Christ，德國(guó))；真空包裝機(jī)(上海凱鳴電子機(jī)械有限公司)；電子天平(上海越平科學(xué)儀器有限公司)；電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海科學(xué)儀器有限公司)；JSZ8體視顯微鏡(南京江南永新光學(xué)有限公司).

1.3 方法

1)預(yù)處理：挑選新鮮菠菜嫩葉、胡蘿卜和白玉菇，沖洗5 min，開(kāi)水燙漂2～3 min[6].

2)剪切：將菠菜切成1 cm×1 cm碎片，白玉菇、胡蘿卜切丁(5 mm×5 mm×5 mm).

3)混合成型：加入牛肉粉、食鹽等調(diào)味料，均勻混合.物料混合后放入直徑14 cm，深度4 cm的圓型模具.

4)預(yù)凍和凍干：預(yù)凍處理后，按設(shè)定的凍干曲線凍干.

5)成品：卸料并檢驗(yàn).成品采用真空包裝機(jī)進(jìn)行裝袋封口.

1.4 湯塊配方優(yōu)化

1.4.1 感官評(píng)價(jià)程序的建立

由15名具有感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的人員組成的感官評(píng)審組對(duì)沖調(diào)后湯料進(jìn)行感官評(píng)定.記錄每人對(duì)湯塊各指標(biāo)的評(píng)分及描述，取平均值作為最終感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù).感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示.

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

1.4.2 湯塊配方單因素試驗(yàn)

基于預(yù)實(shí)驗(yàn)，固定姜粉添加量為0.8%、味精添加量為1.1%、玉米淀粉添加量為3.6%、白玉菇添加量9%.每份湯塊用300 mL水復(fù)溶.考察牛肉粉添加量(7、8、9、10、11、12%)、菠菜添加量(25、30、35、40、45、50%)、胡蘿卜添加量(25、30、35、40、45、50%)、食鹽添加量(1.9、2.1、2.3、2.5、2.7、2.9%)等4個(gè)主要因素對(duì)湯塊感官評(píng)分的影響.

1.4.3 響應(yīng)面法優(yōu)化湯塊配方

基于單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)Box-Behnken原理，以牛肉粉添加量、菠菜添加量、胡蘿卜添加量作為自變量，感官評(píng)分為響應(yīng)值，確定各因素的最佳配比[7].實(shí)驗(yàn)因素及水平如表2所示.

表2 響應(yīng)面法優(yōu)化湯塊工藝配方因素水平表

1.5 不同預(yù)凍條件對(duì)湯塊品質(zhì)的影響

參考覃耀坤等[8]研究方法，設(shè)計(jì)預(yù)凍實(shí)驗(yàn).分別采用液氮快速冷凍，-80 ℃冷凍4 h和-30 ℃冷凍8 h的預(yù)凍方法對(duì)湯塊進(jìn)行預(yù)凍，以考察不同預(yù)凍方式對(duì)湯塊品質(zhì)的影響.

1.6 湯塊基礎(chǔ)成分測(cè)定方法

見(jiàn)表3.

表3 湯塊成分分析方法

1.7 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)使用Design-Expert 8.0.6軟件.數(shù)據(jù)分析采用SPSS.17軟件分析.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 湯塊配方單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 牛肉粉添加量對(duì)湯塊感官品質(zhì)的影響

見(jiàn)圖1.

圖1 牛肉粉添加量對(duì)湯塊感官品質(zhì)的影響

此款產(chǎn)品為牛肉風(fēng)味速食湯塊，適宜的牛肉味是湯塊品質(zhì)最重要的影響因素.當(dāng)配方中牛肉風(fēng)味添加量發(fā)生改變時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成風(fēng)味的變化.例如，楊洪元等人[9]在積雪草速食營(yíng)養(yǎng)湯粉生產(chǎn)工藝的研究得出豬瘦肉最佳添加量為6%，此時(shí)風(fēng)味最佳.實(shí)驗(yàn)以感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，考察牛肉粉的最適添加量，結(jié)果見(jiàn)圖1，當(dāng)牛肉粉添加比例小時(shí)，湯塊口感寡淡，無(wú)法達(dá)到要求；牛肉粉添加過(guò)多，牛肉風(fēng)味過(guò)于濃重，整體風(fēng)味失衡.在選定的范圍內(nèi)，感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，可以看出牛肉粉最適添加量為9%.

2.1.2 菠菜添加量對(duì)湯塊感官品質(zhì)的影響

見(jiàn)圖2.

圖2 菠菜添加量對(duì)湯塊感官品質(zhì)的影響

菠菜是此款湯塊中的主要食材之一，對(duì)湯塊復(fù)水后湯塊的外觀及口感起著重要作用[10].當(dāng)菠菜添加量逐漸增加時(shí)，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)也隨之增加，當(dāng)添加量達(dá)到35%時(shí)，有明顯菠菜的鮮味，菠菜均勻分布，感官評(píng)分達(dá)到最高，當(dāng)繼續(xù)增加菠菜添加量時(shí)，菠菜氣味過(guò)于濃重，掩蓋部分其他風(fēng)味，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)也隨之下降，因此選擇35%為最佳添加量.

2.1.3 胡蘿卜添加量對(duì)湯塊感官品質(zhì)的影響

胡蘿卜顏色鮮艷，富含多種維生素，作為此款湯塊中的主要食材之一，與菠菜搭配不僅能使湯塊營(yíng)養(yǎng)更加全面，對(duì)湯塊的色澤也起到重要作用.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，感官評(píng)分隨添加量的增加先緩慢增加，后下降.當(dāng)胡蘿卜添加量低于40%時(shí)，菠菜所占比例過(guò)大，顏色分布不均勻，菠菜口感過(guò)重，當(dāng)高于40%時(shí)，胡蘿卜添加過(guò)多，食用口感較差.當(dāng)胡蘿卜添加量為40%時(shí)，湯塊復(fù)水后顏色分布均勻，光澤度好，口感達(dá)到最佳.

圖3 胡蘿卜添加量對(duì)湯塊感官品質(zhì)的影響

2.1.4 食鹽添加量對(duì)湯塊感官品質(zhì)的影響

食鹽作為產(chǎn)品的主要調(diào)味料之一，對(duì)湯塊風(fēng)味的形成起著重要作用，食鹽添加量的改變對(duì)湯塊口感影響較大[11].由圖4可以看出，隨著食鹽量的增加，湯塊感官評(píng)分先增加后緩慢降低.當(dāng)食鹽添加比例小，咸度不夠，牛肉味道過(guò)重，口感無(wú)法達(dá)到要求.當(dāng)食鹽添加過(guò)多，咸度過(guò)高，口感降低.當(dāng)湯塊食鹽添加量為2.5%時(shí)，咸度適中，口感較好.

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見(jiàn)表4.

圖4 食鹽對(duì)湯塊品質(zhì)的影響

表4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

2.2.2 回歸方程與方差分析

利用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)表4數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表5.以F值為依據(jù)，判斷各因素與感官評(píng)分的關(guān)聯(lián)程度，F(xiàn)值越大，則表明該因素對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的影響越大[12].由表5可知，F(xiàn)(A)=7.34，F(xiàn)(B)=1.98，F(xiàn)(C)=4.54.對(duì)感官評(píng)分影響大小依次為A(牛肉粉添加量)>C(胡蘿卜添加量)>B(菠菜添加量).P值小于0.05，說(shuō)明該回歸模型能夠有效反映感官評(píng)分與各因素之間的關(guān)系.失擬項(xiàng)不顯著，說(shuō)明該回歸模型預(yù)測(cè)值與實(shí)際測(cè)量值有較好的擬合水平，誤差小，所選模型適宜[13].獲得關(guān)于體系中A(牛肉粉添加量)、B(菠菜添加量)、C(胡蘿卜添加量)的二次多項(xiàng)回歸模型方程：感官評(píng)分Y=91.22+1.64A+0.85B+1.29C-1.83AB+1.20AC+0.17BC-2.49A2-0.96B2-1.93C2.

表5 方差分析和顯著性檢驗(yàn)

2.2.3 各因素交互作用的分析與優(yōu)化

考察響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)中各因素的交互作用對(duì)感官評(píng)分分析影響，分析影響因素交互項(xiàng)的作用機(jī)理，作出各交互作用響應(yīng)曲面和等高線圖(圖5～7)[14].

由各因素交互作用的響應(yīng)曲面和等高線圖可知，A(牛肉粉添加量)與B(菠菜添加量)、A(牛肉粉添加量)與C(胡蘿卜添加量)、因素B(菠菜添加量)與C(胡蘿卜添加量)這三組交互作用都顯著，表現(xiàn)為其等高線圖都呈橢圓形.即在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)牛肉粉添加量上升時(shí)，降低菠菜添加量能提高感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，如果增加菠菜添加量則會(huì)導(dǎo)致感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)下降，其余各因素交互作用同理.根據(jù)實(shí)驗(yàn)中因素的交互作用等高線圖可得出，在追求高感官評(píng)分時(shí)，應(yīng)注重考慮因素A(牛肉粉添加量)與B(菠菜添加量)的交互作用，其次為因素A(牛肉粉添加量)與C(胡蘿卜添加量)、因素B(菠菜添加量)與C(胡蘿卜添加量).

2.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化及其驗(yàn)證試驗(yàn)

借助Design Expert 8.0.6軟件，可得模型最佳提取條件是：牛肉粉添加量9.4%、菠菜添加量35.52%、胡蘿卜添加量42.30%，在此條件下湯塊的感官評(píng)分達(dá)91.9.為便于實(shí)際操作，將各因素添加量進(jìn)行優(yōu)化，最終結(jié)果為：牛肉粉添加量9%、菠菜添加量35 %、胡蘿卜添加量40%.之后進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，重復(fù)3次，得到感官評(píng)分為91.7±0.6.說(shuō)明該模型適用于湯塊的工藝優(yōu)化.

圖5 牛肉粉添加量與菠菜添加量交互作用圖

圖6 牛肉粉添加量與胡蘿卜添加量交互作用圖

圖7 菠菜添加量與胡蘿卜添加量交互作用圖

2.3 湯塊配方的確定

見(jiàn)表6.

表6 湯塊配方

確定上述配方，此時(shí)，湯塊沖調(diào)后顏色搭配良好，牛肉風(fēng)味濃郁，口感達(dá)到最佳.

2.4 不同預(yù)凍條件對(duì)湯塊品質(zhì)的影響

預(yù)凍是將樣品中的自由水固化，防止在真空冷凍干燥過(guò)程中，湯塊出現(xiàn)松散和破裂等現(xiàn)象，使干燥后的成品保持原有形態(tài).在實(shí)驗(yàn)中，可觀察到采用-30 ℃條件預(yù)凍的湯塊成型效果好，不易破碎，復(fù)水后蔬菜均勻鋪開(kāi)，口感好.采用液氮直接冷凍，凍結(jié)時(shí)間短但成本較高，因溫度低，部分湯塊出現(xiàn)凍裂的現(xiàn)象，復(fù)水口感差.-80 ℃冷凍，成型好，凍結(jié)速度快，但復(fù)水后部分蔬菜結(jié)塊，感官評(píng)分低.因此選用-30 ℃作為最優(yōu)預(yù)凍溫度.何玉倩等[15]研究了三種不同凍結(jié)溫度對(duì)湯塊成型及品質(zhì)的影響，最優(yōu)預(yù)凍溫度的結(jié)果為-30 ℃，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同.采用體式顯微鏡對(duì)湯塊的不同時(shí)期進(jìn)行拍照，圖8中(A)、(B)、(C)分別為湯塊預(yù)凍、凍干和復(fù)水后的狀態(tài).

圖8 湯塊預(yù)凍、凍干和復(fù)水狀態(tài)圖

2.5 湯塊基礎(chǔ)成分測(cè)定結(jié)果

見(jiàn)表7.

表7 基礎(chǔ)成分測(cè)定結(jié)果

3 結(jié) 語(yǔ)

采用冷凍干燥技術(shù)研制速食凍干湯塊，優(yōu)化工藝后得到最優(yōu)配方為牛肉粉9%、白玉菇9%、菠菜35%、胡蘿卜40%、食鹽2.5%、姜粉0.8%、味精1.1%、玉米淀粉2.6%.最佳預(yù)凍溫度為-30 ℃.成品湯塊牛肉風(fēng)味濃郁，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，可有效豐富市場(chǎng)上速食湯塊的種類，對(duì)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義.