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    正交試驗優(yōu)化天麻脆片加工工藝

    2020-09-30 07:54:16李剛鳳石秋月朱苗廖偉先龍娟高榮美
    食品工業(yè) 2020年9期
    關鍵詞:脆片火力熱風

    李剛鳳,石秋月, ,朱苗,廖偉先,龍娟,高榮美

    1. 銅仁學院材料與化學工程學院(銅仁 554300);2. 寧波大學食品與藥品學院(寧波 315211)

    天麻(Gastrodia elate Bl.)屬蘭科多年生草本共生植物[1],其塊莖是一種藥食兩用中藥材,在我國具有兩千多年的藥用歷史[2],始載于《神農本草經(jīng)》,為名貴中藥材[3]。天麻具有息風止痙、祛風通絡的功能,臨床用于治療頭痛眩暈、肢體麻木、小兒驚風、癲癇抽搐、破傷風癥等[4-6]。目前從天麻藥材中分離得到的化合物中,天麻素含量最高,因此天麻藥材和其制劑產(chǎn)品均以天麻素含量為指標[7]。天麻是貴州省“十大地道藥材”之首,其得天獨厚的土壤條件、地理環(huán)境和氣候環(huán)境造就了天麻優(yōu)良的品質[8]。目前天麻主要作為藥材使用,市場上幾乎沒有鮮食天麻[9],其原因是新鮮天麻采收后,含水量較大,不耐貯藏,極易腐爛,常溫一般只存放3~5 d[10],需盡快加工處理,避免藥材變質[11]。此次試驗以感官評分和膨化率為評價指標,采用正交試驗優(yōu)化天麻脆片的加工工藝,旨在為該中藥的后續(xù)研究開發(fā)提供重要參考依據(jù)。

    1 材料與方法

    1.1 試驗材料

    新鮮天麻,由貴州德江縣康奇藥植開發(fā)有限責任公司提供,經(jīng)超低溫冰箱冷凍保藏備用;食鹽,市售。

    1.2 試驗儀器與設備

    電熱鼓風干燥箱,常州普天儀器制造有限公司;微波爐,廣東格蘭仕微波生活電器制造限公司;電陶爐,茂名市茂南歐巴頓電器有限公司;分析天平,奧豪斯儀器(常州)有限公司。

    1.3 試驗方法

    1.3.1 天麻脆片的制備

    1.3.2 感官評價標準

    選取10名食品科學與工程專業(yè)學生,組成感官評價小組來對天麻脆片進行感官評價,評價者互不干擾地對每個樣品按感官評價指標進行客觀評價,結合參考文獻[12-14],評價指標參照天麻脆片的感官評價標準,見表1。

    1.3.3 膨化率的測定

    膨化前后體積的測定方法均采用石英砂體積置換法[15]。取一定量(約70 mL)的石英砂,裝入量筒(精度1 mL)中,放入被測天麻,再加入石英砂,高出被測物20 mL左右,放在旋渦振蕩器上振蕩至高度不再下降。讀出總體積V沙+測(mL)。在將天麻片取出,同樣測得石英砂的體積V沙(mL),則膨化前后體積V測(mL)按式(1)計算,膨化率[29]按式(2)計算。

    式中:P為膨化率,%;V1為天麻片膨化前的體積,mL;V2為天麻片膨化后的體積,mL。

    表1 天麻脆片感官評價標準

    1.3.4 正交試驗感官評分及膨化率綜合評分

    3.教學活動處理不當。一方面教師對轉化體育后進生思想認識不足;另一方面現(xiàn)今體育教師教學任務重,課時多,班級人數(shù)多,限于時間和精力關系對體育后進生照顧關心不夠;此外,部分體育項目本身具有一定難度和危險性,學生由于偶然事故受傷,就會產(chǎn)生“一朝被蛇咬,十年怕井繩”的心理,對所有體育活動都存在被動、恐懼的抵制心態(tài)。

    正交試驗以感官評價值、膨化率為評價指標,對所得的指標數(shù)據(jù)采用加權綜合評定法計量[16]。綜合得分的總分為100分,各得分由感官評價和膨化率加權綜合評定,權重比為感官評價-膨化率1∶1。感官評價的總分和膨化率均采用100分制,膨化率按相對評分法測定,即最優(yōu)者得100分,其余與之相比得分[17]。膨化率評分方法按式(3)計算:

    1.3.5 天麻片厚度的選擇

    稱取50 g天麻,固定50 ℃熱風干燥50 min,微波火力70%,微波膨化3 min,最后進行固化處理即60 ℃熱風干燥2 h,分別在天麻片厚度2,3,4,5和6 mm的條件下,進行感官評分和膨化率的測定,考察天麻片厚度對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

    1.3.6 預干燥時間的選擇

    稱取50 g天麻,固定天麻片厚度4 mm,微波火力70%,微波膨化3 min,最后進行固化處理即60 ℃熱風干燥2 h,分別在預干燥時間50,60,70,80和90 min的條件下,進行感官評分和膨化率的測定,考察預干燥時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

    1.3.7 微波火力的選擇

    稱取50 g天麻,固定天麻片厚度4 mm,預干燥時間50 min,微波膨化3 min,最后進行固化處理即60℃熱風干燥2 h,分別在微波火力50%,60%,70%,80%和90%的條件下,進行感官評分和膨化率的測定,考察微波火力對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

    1.3.8 微波膨化時間的選擇

    稱取50 g天麻,固定天麻片厚度4 mm,預干燥時間50 min,微波膨化3 min,最后進行固化處理即60 ℃熱風干燥2 h,分別在微波膨化時間2,2.5,3,3.5和4 min的條件下,進行感官評分和膨化率的測定,考察微波膨化時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

    1.3.9 固化處理方式的選擇

    稱取50 g天麻,固定天麻片厚度4 mm,預干燥時間50 min,微波膨化3 min,考察以下不同固定化處理方式對天麻脆片感官品質及膨化率的影響:1)無固定化處理;2)45 ℃熱風干燥4 h;3)45 ℃熱風干燥4 h后裝入保鮮袋密封,5 ℃冰箱低溫保藏24 h;4)60℃熱風干燥2 h;5)60 ℃熱風干燥2 h后裝入保鮮袋密封,5 ℃冰箱低溫保藏24 h。

    1.3.10 正交試驗的設計

    在單因素試驗基礎上,以天麻片厚度(A)、預干燥時間(B)、微波火力(C)和微波膨化時間(D)作為考察因素,每個因素取3個水平,以感官評分和膨化率作為評價指標,對天麻脆片工藝進行L9(34)正交試驗。天麻脆片正交試驗因素水平表見表2。

    表2 天麻脆片正交試驗因素水平表

    2 結果與分析

    2.1 天麻片厚度對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    由圖1可知,隨著天麻片厚度的增大,感官評分呈先增后減的趨勢,當天麻厚度為4 mm時,天麻脆片的感官評分達到最大值,為82.33分,相比天麻片厚度3 mm,有顯著增大(p<0.05);隨著天麻片厚度的增大,膨化率呈先增略平緩再增減的趨勢,當天麻片厚度為5 mm時,天麻脆片的膨化率最大,為65.08%,相比天麻片厚度4 mm,差異不顯著(p>0.05),可能是天麻片的厚度太厚,其水分含量太大,使感官評分和膨化率受其影響。因此選擇天麻片厚度4 mm為宜。

    圖1 天麻片厚度對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    2.2 預干燥時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    由圖2可知,隨著預干燥時間的延長,感官評分呈先增后減的趨勢,當預干燥時間為50 min時,天麻脆片的感官評分最高分為77.67分,相比預干燥時間40 min,有顯著增大(p<0.05);隨著預干燥時間的增長,膨化率呈先增大后減小的趨勢,當預干燥時間為50 min時,天麻脆片的膨化率最大值為71.94%,相比預干燥時間40 min,差異不顯著(p>0.05),而與其他水平差異顯著(p<0.05),可能是預干燥時間過長,內部組織沒有足夠的水分使其膨化,導致感官評分和膨化率下降。因此,選擇預干燥時間50 min為宜。

    圖2 預干燥時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    2.3 微波火力對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    由圖3可知,隨著微波火力的增大,感官評分呈略平緩再增大后減小的趨勢,當微波火力為70%時,天麻脆片的感官評分最高,為78.33分,相比微波火力60%,有顯著增大(p<0.05);隨著微波火力的增大,膨化率呈先增后減的趨勢,當微波火力為70%時,天麻脆片的膨化率最大,為45.83%,相比微波火力60%,差異不顯著(p>0.05),可能是微波火力過大,導致天麻片內部的水分快速蒸發(fā),從而影響天麻脆片的感官評分和膨化率。因此,選擇微波火力70%為宜。

    圖3 微波火力對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    2.4 微波膨化時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    由圖4可知,隨著微波膨化時間的延長,感官評分呈先增后減的趨勢,當微波膨化時間為3.0 min時,天麻脆片的感官評分最高,為76.67分,相比微波膨化時間2.5 min,有顯著增大(p<0.05);隨著微波時間的延長,膨化率呈先增大減小的趨勢,當微波膨化時間為3.0 min時,天麻脆片的膨化率最大,為55.84%,相比微波膨化時間2.5 min,差異不顯著(p>0.05),原因可能是當膨化時間小于3.0 min時,膨化不夠、表面不平整、質地堅硬、香味不足;當膨化時間大于3.0 min時,時間過長,膨化后易出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象,從而影響天麻脆片的感官評分和膨化率。因此,選擇微波膨化時間3 min為宜。

    圖4 微波膨化時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    2.5 固化處理方式對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    采用以上得出的最優(yōu)值為固定條件,考察不同固化處理方式[17]對天麻脆片感官品質及膨化率的影響,結果見圖5。固化處理方式的不同,天麻脆片的感官評分和膨化率都會發(fā)生變化,當天麻脆片在60 ℃熱風干燥2 h后裝入保鮮袋密封,5 ℃冰箱低溫保藏24 h時,天麻脆片的感官評分最高,為78.00分;膨化率最大為67.07%,相比固化處理方式為60 ℃熱風干燥2 h時,差異不顯著(p>0.05)。因此,在正交試驗中固化處理方式為60 ℃熱風干燥2 h。

    圖5 固化處理方式對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

    2.6 天麻脆片的正交試驗結果

    由表3綜合評分直觀分析可知,3個因素影響順序依次為A>B>D>C,即天麻厚度>預干燥時間>微波膨化時間>微波火力,其最佳的加工工藝組合為A2B2C2D2。

    表3 正交試驗的結果分析

    表4 正交試驗的方差分析

    由表4可知,天麻片厚度(A)對綜合評分有顯著性差異(p<0.05),預干燥時間(B)、微波火力(C)、微波膨化時間(D)無顯著性差異,B、C、D因素中的K2明顯大于K1和K3。從綜合方面考慮,選擇工藝條件A2B2C2D2,即制備天麻脆片的工藝為天麻厚度4 mm,預干燥時間50 min,微波火力70%,微波膨化時間3 min。

    2.7 驗證性試驗

    根據(jù)優(yōu)選天麻脆片加工工藝進行驗證試驗,測定其感官品質和膨化率測定。由表5可知,在該加工工藝條件下,天麻脆片的感官評分和膨化率的平均分分別為81.33分和94.89分,綜合得分為88.11分,優(yōu)于任何一組正交試驗的結果,表明該工藝可行。

    表5 穩(wěn)定性試驗

    3 結論與討論

    天麻是一種藥食兩用的中藥材,研究制作的天麻脆片具有微波膨化加工時間短、節(jié)約能源、有效保存天麻保健成分、易于攜帶、食用方便、口感舒適等優(yōu)點,也能讓更多人群受益。此次試驗以感官評價和膨化率作為評價指標,對天麻脆片進行更加客觀、合理的綜合評價。以德江天麻為原材料,經(jīng)單因素試驗、正交試驗和驗證性試驗進行天麻脆片加工工藝研究。結果表明,天麻脆片最佳加工工藝為天麻片厚度4 mm、預干燥時間50 min、微波火力70%、微波膨化時間3 min,固化處理60 ℃熱風干燥2 h。經(jīng)驗證,在該加工工藝條件下,天麻脆片的平均感官評分和平均膨化率分別為81.33分和94.89分,綜合得分達88.11分。但是存在的不足之處,天麻脆片食用過后口中會感覺到苦味,可能的原因是天麻表皮沒有去除所引起的,接下來所要解決的就是如何把苦味去除。

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