真空微油炸杏鮑菇脆片的工藝優(yōu)化

孫加剛，康雨薇，邵俊鋒，章銀，戴陽軍*

(1.揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.江蘇旅游職業(yè)學(xué)院 烹飪科技學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000;3.常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500)

杏鮑菇是蛋白質(zhì)、多糖和必需氨基酸的極佳來源，并且杏鮑菇還具有抗菌、抗氧化、降血脂、降糖活性和免疫調(diào)節(jié)等多種生理功能，廣泛用于保健食品和生物制藥領(lǐng)域，深受人們的喜愛。杏鮑菇類制品有很多，例如飲料、發(fā)酵制品、罐頭食品和干燥制品等，而即食類食品當(dāng)前又以干燥制品較為流行。干制品的干制方法包括熱風(fēng)干燥、微波干燥、冷凍干燥和真空干燥等[1-2]。真空低溫脫水工藝又稱真空微油炸，作為新的加工工藝其原理是將真空和脫水作用相結(jié)合，在負(fù)壓狀態(tài)下對食品進(jìn)行加工，能夠有效地避免高溫高油處理下油脂的聚合劣變、食品的褐變反應(yīng)、含油率高和營養(yǎng)損失等一系列問題。同時(shí)膨化可以較好地保留食材原有的色澤和風(fēng)味，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)疏松多孔、口感酥脆[3-4]。另外，前處理對杏鮑菇脆片有很多的影響，例如乳酸鈣能夠有效地與半乳糖醛酸和半纖維素相結(jié)合，降低呼吸作用，抑制PPO、POD的活性；浸糖可以提高食品的固形物含量，在原料內(nèi)部均勻分布，從而改善產(chǎn)品的感官品質(zhì)；速凍能夠改變食品內(nèi)部的水分狀態(tài)，同時(shí)可以改變食物的組織結(jié)構(gòu)，在真空油炸時(shí)有利于水汽的均勻擴(kuò)散，從而保證食物的質(zhì)感[5]。為優(yōu)化杏鮑菇脆片的加工工藝，通過單因素試驗(yàn)結(jié)合Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)來確定其最佳工藝條件[6]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

杏鮑菇、麥芽糖漿、棕櫚油：均購于常熟南三環(huán)農(nóng)貿(mào)市場；焦亞硫酸鈉、檸檬酸、乳酸鈣：均符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2760-2014。

1.2 主要儀器

BSA4202S電子天平 賽多利斯(上海)貿(mào)易有限公司；NSR-Ⅱ?qū)嶒?yàn)室均質(zhì)乳化機(jī) 上海嫩谷機(jī)電設(shè)備有限公司；意大利IRINOX EF 20.1速凍柜；真空油炸機(jī) 廣州旭眾食品機(jī)械有限公司；TA.XT plus食品物性測定儀 超技儀器技術(shù)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 杏鮑菇脆片的制備流程

杏鮑菇原料的選擇→切片→護(hù)色→熱燙→硬化→浸糖→速凍→真空微油炸→包裝→成品。

清洗、去除杏鮑菇表面雜質(zhì)，切成厚度為6 mm的薄片，將切片用焦亞硫酸鈉0.5 g/kg、食品級檸檬酸2 g/kg浸泡10 min進(jìn)行護(hù)色，護(hù)色后在95 ℃熱水中熱燙3 min，用冷水沖洗。將杏鮑菇切片浸泡在乳酸鈣溶液中硬化處理48 h；再將其浸泡在糖度為28°的麥芽糖溶液中[7]，速凍處理后進(jìn)行真空微油炸，油炸用油為棕櫚油，真空油炸機(jī)設(shè)置為：第一次油炸時(shí)間15 min，溫度為100 ℃，第一次膨化時(shí)間10×2 min；第二次油炸時(shí)間10 min，溫度為85 ℃，第二次膨化時(shí)間10×2 min，脫油時(shí)間10 min。包裝：將做好的杏鮑菇脆片冷卻后，密封包裝，準(zhǔn)備檢測。

1.3.2 杏鮑菇脆片預(yù)處理的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1 硬化時(shí)乳酸鈣浸泡濃度的選擇

將杏鮑菇圓片放在不同濃度的乳酸鈣溶液中浸泡硬化，乳酸鈣溶液濃度分別0.5%、1%、1.5%、2.0%、2.5%，浸泡48 h后，其他因素條件為：糖液濃度28°，浸糖時(shí)間3 h，冷凍時(shí)間16 h。加工處理后，測定其脆度，并進(jìn)行感官評分，選擇合適乳酸鈣溶液濃度的百分比。

1.3.2.2 麥芽糖溶液浸糖時(shí)間的選擇

將杏鮑菇圓片在糖度28°的麥芽糖溶液中，分別進(jìn)行1，2，3，4，5 h的浸泡，其他因素條件為：乳酸鈣濃度1%，冷凍時(shí)間16 h。加工處理后，測定其脆度，并進(jìn)行感官評分，選出最佳浸糖時(shí)間。

1.3.2.3 冷凍時(shí)間的選擇

將杏鮑菇圓片進(jìn)行冷凍，時(shí)間分別為8，12，16，20，24 h，其他因素條件為：乳酸鈣濃度1%，糖液濃度28°，浸糖時(shí)間2 h。加工處理后，測定其脆度，并進(jìn)行感官評分，選擇合適冷凍時(shí)間。

1.3.3 杏鮑菇脆片的微真空微油炸工藝設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)

通過單因素試驗(yàn)的結(jié)果，將乳酸鈣溶液濃度、浸糖時(shí)間、冷凍時(shí)間作為試驗(yàn)所要考察的變化量，以杏鮑菇脆片的脆度(Y)為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)成三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，并采用Minitab 15軟件分析處理試驗(yàn)結(jié)果[8]。響應(yīng)面因素水平表見表1。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平表Table 1 The factors and levels of response surface design

1.4 杏鮑菇脆片的測定方法與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4.1 杏鮑菇脆片脆度的測定

杏鮑菇脆片在4 ℃下保藏48 h后，用質(zhì)構(gòu)儀檢測其脆度(同硬度)，選用P25探頭進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)(TPA)分析，測前速度為4.0 mm/s，測試速度為1 mm/s，測后速度為8.0 mm/s，測試類型為下壓，目標(biāo)模式為形變，目標(biāo)值為30%，時(shí)間為3 s，脆度定義為第一次壓縮循環(huán)中的最大應(yīng)力[9]。

1.4.2 感官檢驗(yàn)方法

按照Q/FJCX 0001 S-2019《果蔬、食用菌脆片》的感官要求，制定感官評價(jià)表。請10名(5名男生，5名女生)接受過訓(xùn)練的、懂相關(guān)方面知識(shí)的教師和學(xué)生進(jìn)行感官評價(jià)。試驗(yàn)樣品采用三位隨機(jī)編號(hào)法，感官評分的總分采用百分制，品評人員能夠獨(dú)立客觀地對杏鮑菇脆片的感官特性給出分值(酥脆性60%、形態(tài)10%、組織10%、口味10%、色澤10%)，計(jì)算結(jié)果取平均值[10]。感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 杏鮑菇脆片評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation standard of Pleurotus eryngii crisps

2 結(jié)果分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 乳酸鈣溶液濃度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響與分析

不同乳酸鈣溶液濃度對杏鮑菇脆片酥脆性品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 不同乳酸鈣溶液濃度對杏鮑菇脆片酥脆性工藝的影響Fig.1 The effects of different calcium lactate solution content on the crispiness of Pleurotus eryngii crisps

由圖1可知，當(dāng)硬化的乳酸鈣溶液濃度為1%時(shí)，杏鮑菇脆片的感官評分最高，杏鮑菇脆片的酥脆性最好(即脆度最小時(shí))，而其他的乳酸鈣溶液濃度時(shí)感官評分相對較低，膨化度比較小，硬度大，形狀皺縮嚴(yán)重。與圖2和圖3相比，乳酸鈣溶液濃度的感官評分曲線和脆度曲線相對平緩一些，由此可見，乳酸鈣溶液濃度對杏鮑菇脆片酥脆性工藝具有一定影響，并經(jīng)數(shù)據(jù)分析確定其最佳工藝參數(shù)為1%。

2.1.2 麥芽糖漿浸泡時(shí)間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響與分析

不同麥芽糖漿浸泡時(shí)間對杏鮑菇脆片酥脆性品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 不同浸糖時(shí)間對杏鮑菇脆片酥脆性工藝的影響Fig.2 The effects of sugar soaking time on the crispiness of Pleurotus eryngii crisps

由圖2可知，隨著浸糖時(shí)間的延長，杏鮑菇脆片的脆度逐漸下降，其感官評分反而逐漸增加。當(dāng)浸糖時(shí)間達(dá)到2 h時(shí)，杏鮑菇脆片的感官評分達(dá)到最大值，當(dāng)浸糖時(shí)間繼續(xù)延長，杏鮑菇脆片的脆度明顯上升，感官評分急劇下降?？赡苁翘且航n導(dǎo)致杏鮑菇內(nèi)部固形物過高，限制了樣品的恢復(fù)能力[11]。試驗(yàn)結(jié)果表明，浸糖時(shí)間對杏鮑菇脆片酥脆性工藝的影響顯著，最佳工藝參數(shù)為浸糖時(shí)間2 h。

2.1.3 冷凍時(shí)間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響與分析

不同冷凍時(shí)間對杏鮑菇脆片酥脆性品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 不同冷凍時(shí)間對杏鮑菇脆片酥脆性工藝的影響Fig.3 The effects of different freezing time on the crispiness of Pleurotus eryngii crisps

由圖3可知，隨著冷凍時(shí)間的增加，杏鮑菇脆片的脆度先減小，達(dá)到最小值后呈上升趨勢，研究表明延長低溫的冷凍時(shí)間可以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)水分蒸發(fā)，加速干燥，此條件下的杏鮑菇脆片酥脆可口，形狀飽滿，但冷凍時(shí)間超過16 h后，杏鮑菇脆片含水量降低，脆片變硬，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的酥脆性，最后得到的5組感官評分相差較大。由此可知，冷凍時(shí)間對杏鮑菇脆片酥脆性工藝的影響同樣顯著，最終確定冷凍時(shí)間為16 h。

2.2 杏鮑菇脆片工藝優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

通過單因素試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)乳酸鈣溶液濃度(%)、麥芽糖漿浸泡時(shí)間(h)、冷凍時(shí)間(h)對杏鮑菇脆片的品質(zhì)影響較大，采用Box-Behnken試驗(yàn)中心組合的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)為三因素三水平方式，共17組試驗(yàn)，其中A，B，C分別代表乳酸鈣溶液濃度、麥芽糖漿浸泡時(shí)間和冷凍時(shí)間。在中心值重復(fù)試驗(yàn)，以杏鮑菇脆片的脆度Y(gf)為考察指標(biāo)(即響應(yīng)值)，確定最佳工藝條件(經(jīng)試驗(yàn)證明，杏鮑菇脆片的脆度越小，其酥脆性越好，對杏鮑菇脆片進(jìn)行綜合評價(jià)的評分越高)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析結(jié)果，見表3和表4。

表3 Box-Behnken設(shè)計(jì)方案及結(jié)果Table 3 Box-Behnken design scheme and results

續(xù) 表

2.2.2 響應(yīng)曲面回歸方程分析

對杏鮑菇脆片酥脆性生產(chǎn)工藝模型進(jìn)行方差分析以及顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果見表4。應(yīng)用Design Expert 8.0軟件對表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析，得出杏鮑菇脆片的脆度與3個(gè)因素之間的多元二次回歸方程：Y(脆度)=1016.79-44.92A-64.70B-82.28C-22.61AB+19.39AC+74.93C+309.59A2+ 67.65B2+218.39C2。

表4 回歸方程顯著性檢驗(yàn)與方差分析Table 4 The significance test and variance analysis of regression equation

由表4可知，模型的P值極顯著(P<0.01)，而失擬項(xiàng)顯著(P>0.05)，擬合程度良好，說明該回歸方程可以很好地描述乳酸鈣溶液濃度(A)、浸糖時(shí)間(B)和冷凍時(shí)間(C)和杏鮑菇脆片脆度的關(guān)系；由F值可知，3個(gè)因素對杏鮑菇脆片脆度的影響程度依次為C>B>A，其中B、C、A2、C2極顯著(P<0.01)，A、BC、B2顯著(P<0.05)，AB、AC不顯著(P>0.05)。其中失擬項(xiàng)表示模型預(yù)測值與實(shí)際值不擬合的概率，模型中感官的失擬項(xiàng)P值為0.0530>0.05(不顯著)，表示該模型成立。R2=0.9797，說明該模型可以解釋響應(yīng)面中97.97%的可變性可用于杏鮑菇脆片酥脆性生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，而RAdj2=0.9536，二者接近，說明方程預(yù)測值與真實(shí)值間的相關(guān)性很高[12-13]。

2.2.3 響應(yīng)曲面交互作用分析及優(yōu)化

為進(jìn)一步研究各因素之間的交互作用并得到最佳工藝條件，通過Design-Expert 8.0.6繪制響應(yīng)面3D圖進(jìn)行可視化分析各響應(yīng)值與相關(guān)因素的趨勢圖，見圖4。

在冷凍時(shí)間為16 h時(shí)，浸糖時(shí)間與乳酸鈣溶液濃度及其相互作用對杏鮑菇脆片脆度數(shù)值的影響見圖4中(a)。

(a)

(b)

(c)

由圖4中(a)可知，等高線所圍成的圖形為橢圓形，表明浸糖時(shí)間和乳酸鈣溶液濃度的交互作用較顯著；浸糖時(shí)間對應(yīng)的響應(yīng)面坡度相對較陡，乳酸鈣溶液濃度對應(yīng)的響應(yīng)面坡度相對平緩一些，說明浸糖時(shí)間對杏鮑菇脆片脆度的影響更明顯。同理，圖4(b)中，等高線近似圓形表明冷凍時(shí)間和乳酸鈣溶液濃度兩因素之間的交互作用不顯著；冷凍時(shí)間對應(yīng)的響應(yīng)面坡度相對乳酸鈣溶液濃度對應(yīng)的響應(yīng)面坡度較陡一些，說明冷凍時(shí)間對杏鮑菇脆片脆度值的影響比乳酸鈣溶液濃度更明顯一些。圖4(c)中等高線所圍成的圖形呈橢圓形，由此可得浸糖時(shí)間和冷凍時(shí)間兩因素之間的交互作用較顯著，冷凍時(shí)間對應(yīng)的響應(yīng)面坡度明顯較浸糖時(shí)間對應(yīng)的響應(yīng)面坡度更陡，說明冷凍時(shí)間對杏鮑菇脆片脆度值的影響比浸糖時(shí)間更明顯。

2.2.4 最佳工藝條件確定及驗(yàn)證

根據(jù)所建立模型進(jìn)行參數(shù)最優(yōu)分析，得杏鮑菇脆片預(yù)測加工工藝參數(shù)為：乳酸鈣溶液濃度1.04%，浸糖時(shí)間2.22 h，冷凍時(shí)間16.44 h，可得杏鮑菇脆片的脆度值996.384 gf的最佳條件，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況將工藝修正為：乳酸鈣溶液濃度1%，浸糖時(shí)間2 h，冷凍時(shí)間16 h[14]。在此工藝參數(shù)下，平行3次驗(yàn)證試驗(yàn)并取平均值，得到杏鮑菇脆片脆度為1237.58 gf，與預(yù)測值最佳脆度值基本一致，相對誤差為2.00%，可見在此模型下能較好地優(yōu)化真空微油炸杏鮑菇脆片的酥脆性工藝。

3 總結(jié)

杏鮑菇脆片的工藝優(yōu)化主要以脆度和感官評分為測定指標(biāo)，探討了制作過程中乳酸鈣溶液濃度、浸糖時(shí)間和冷凍時(shí)間對其質(zhì)感和感官的影響，通過單因素試驗(yàn)分析和響應(yīng)面優(yōu)化，最后確定了最佳配方和工藝參數(shù)：乳酸鈣溶液的濃度為1%，浸糖時(shí)間為2 h，冷凍時(shí)間為16 h。采用的循環(huán)油炸參數(shù)為：第一次油炸時(shí)間15 min，溫度為100 ℃，第一次膨化時(shí)間10×2 min；第二次油炸時(shí)間10 min，溫度為85 ℃，第二次膨化時(shí)間10×2 min，脫油時(shí)間10 min，此時(shí)得到的杏鮑菇脆片在質(zhì)感和感官上都有著較好的效果。