塊狀紅糖烘干工藝條件優(yōu)化與品質(zhì)評價

張樹河　王橋鳳　吳松?！±詈推健±钊鹈?/p>

摘 要：按照榨汁、澄清、熬煮傳統(tǒng)紅糖的加工工藝制作成塊狀紅糖，每塊重量為8 g，每塊體積參數(shù)為長度×寬度×厚度=2.9 cm×1.8 cm×0.8 cm，利用鼓風(fēng)干燥技術(shù)對紅糖烘干工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，分析了烘干時間、物料大小和烘干溫度等因素對紅糖水分失重的影響，結(jié)合色澤、香氣、滋味和口感評價，確定了各因素的最佳范圍，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行三因素三水平的L9（33）正交試驗(yàn)，優(yōu)化塊狀紅糖的烘干工藝條件。結(jié)果表明：各因素對塊狀紅糖烘干工藝的影響依次表現(xiàn)為物料大小>烘干溫度>烘干時間，塊狀紅糖最優(yōu)烘干工藝為烘干時間20 h、物料大小1/2和烘干溫度55℃，在此最優(yōu)烘干工藝條件下得到的塊狀紅糖色澤自然均勻呈紅褐色，口感純正，具有紅糖的芳香味。

關(guān)鍵詞：塊狀紅糖;烘干工藝;條件優(yōu)化;品質(zhì)評價

中圖分類號：TS 245 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：0253-2301（2021）10-0001-05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.10.001

Optimization of Drying Process Conditions and Quality Evaluation of Lumpy Brown Sugar

ZHANG Shu-he1， WANG Qiao-feng2， WU Song-hai1， LI He-ping1， LI Rui-mei1

（1. Institute of Subtropical Agriculture， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Zhangzhou， Fujian 363005， China;

2. Lipu City Huasu Town People′s Government of Guilin， Lipu， Guangxi 546600 ， China）

Abstract： According to the processing technology of juicing， clearing and boiling the traditional brown sugar， the lumpy brown sugar was made. The weight of each piece was 8 g， and the volume parameters of each piece were length×width×thickness=2.9 cm×1.8 cm×0.8 cm. Then， the drying process conditions of brown sugar were optimized by using the forced air drying technology. And the effects of the factors such as drying time， material size and drying temperature on the water loss of brown sugar were analyzed. By combining with the evaluation of color， aroma， taste and flavor， the optimal range of each factor was determined. On this basis， L9（33） orthogonal experiment with three factors and three levels was carried out to optimize the drying conditions of lumpy brown sugar. The results showed that the effect of various factors on the drying process of lumpy brown sugar was in the order of material size>drying temperature>drying time. The optimal drying process for the lumpy brown sugar was as follows： drying time of 20 h， material size of 1/2 and drying temperature of 55℃. Under the optimal drying process conditions， the lumpy brown sugar was naturally and evenly reddish-brown in color， with pure taste and aromatic odour of brown sugar.

Key words： Lumpy brown sugar; Drying process; Condition optimization; Quality evaluation

紅糖是以甘蔗為原料，經(jīng)榨汁、澄清、熬煮過程，采用傳統(tǒng)工藝制煉得到的紅褐色粗糖[1]，整個生產(chǎn)過程中沒有添加除石灰外的任何食品添加劑和化學(xué)試劑，完全保留了甘蔗原有的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)，是一種未經(jīng)過分離糖蜜與晶體的非分蜜糖[2-3]。紅糖作為一種古老而傳統(tǒng)的食品，廣泛分布于世界各地，具有“溫而補(bǔ)之、溫而通之、溫而散之”的作用，可益氣養(yǎng)血、活血化瘀、祛風(fēng)散寒、健脾暖胃、防齲固齒、促進(jìn)生長、抗氧化、美容護(hù)膚與保持體內(nèi)代謝平衡[4-6]，享有“東方的巧克力”之稱，深受消費(fèi)者青睞。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們的保健意識、消費(fèi)觀念逐步發(fā)生改變，對飲食中使用各種添加劑的疑慮越來越多，開始追求綠色、天然食品，期望通過日常飲食達(dá)到養(yǎng)生保健的目的，加上國家對食品質(zhì)量安全逐漸重視，食療養(yǎng)生已成為當(dāng)下一個熱門的話題[7]。而被國內(nèi)外大眾稱之為“廉價補(bǔ)品”的古法紅糖、“全價糖”和“生態(tài)糖”，就是傳統(tǒng)健康食品的代表，其在需求的推動下再次熱銷[8-9]。

目前，我國市場銷售的紅糖主要以塊狀為主，其生產(chǎn)方式具有上千年的歷史傳承，生產(chǎn)過程大多為人工經(jīng)驗(yàn)制作，存在經(jīng)驗(yàn)及判斷不足的風(fēng)險，烘干工藝的溫度和時間的誤差會影響紅糖口感風(fēng)味，也會影響其保質(zhì)期，從而導(dǎo)致紅糖產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定[10]。本研究以塊狀紅糖為材料，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)開展紅糖烘干工藝條件優(yōu)化與品質(zhì)評價，旨在為鼓風(fēng)干燥烘干工藝對紅糖品質(zhì)影響提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)樣品 試驗(yàn)材料由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所甘蔗基地種植，按照榨汁、澄清、熬煮傳統(tǒng)紅糖的制作工藝加工而成，每塊重量為8 g，每塊體積參數(shù)為長度×寬度×厚度=2.9 cm×1.8 cm×0.8 cm。

1.1.2 儀器與設(shè)備 甘蔗壓榨機(jī)（文山通用機(jī)械制造有限責(zé)任公司）;熬煮鍋、濃縮鍋和打砂降溫鍋（上海思恩食品機(jī)械制造有限公司）;真空熬糖鍋（山東眾邦真空設(shè)備有限公司）;SE50 PLC控制紅糖伺服澆注生產(chǎn)線（上海思恩食品機(jī)械制造有限公司）;電子天平 ES124S（賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司）;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 DHG9423A型（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備 取剛熬煮成型但未干燥的塊狀紅糖（重量為 8 g，物料大小為1），制成所需烘干的物料大小：1、1/2、1/4、1/8和1/16備用。

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計 基本條件定為時間16 h、物料大小1/2和溫度60℃，改變其中的一個條件，固定其他條件，分析各個因素對紅糖水分變化與風(fēng)味的影響。各因素梯度分別為時間4、8、12、16、20和24 h，物料大小1、1/2、1/4、1/8和1/16，溫度50℃、55℃、60℃、65℃、70℃和75℃，每個樣品做3個水平，每隔4 h進(jìn)行水分含量的測定，結(jié)合品質(zhì)評價確定最佳參數(shù)范圍。

1.2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計 正交試驗(yàn)：在單因素的基礎(chǔ)上，以烘干時間、物料大小和烘干溫度為試驗(yàn)考察對象，設(shè)計三因素三水平的L9（33）正交試驗(yàn)（表1），從而確定最佳的烘干工藝條件。

1.2.3 品質(zhì)評價 以色澤、香氣、滋味、口感作為品質(zhì)評價的指標(biāo)，對試驗(yàn)紅糖樣品進(jìn)行評價打分。考核評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3 紅糖干燥失重測定

干燥失重=（W1-W2）/W1×100%，W1表示干燥前的樣品重量，W2表示干燥后的樣品重量，（W1-W2）表示干燥中減失的重量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL軟件和DPS 3.0進(jìn)行整理、統(tǒng)計分析，顯著性水平a=0.05、極顯著性水平A=0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 烘干時間對塊狀紅糖烘干工藝的影響 由圖1可知，當(dāng)物料大小為 1/2和烘干溫度為 60℃時，隨著烘干時間的不斷延長，塊狀紅糖的水分含量變化越大，但變化幅度會逐漸下降。方差分析結(jié)果表明：烘干4 h水分含量變化最大，與其他烘干時間差異達(dá)極顯著水平;烘干時間太短紅糖產(chǎn)品中的水分含量太高，會縮短保質(zhì)期以及影響口感風(fēng)味;烘干時間過長，紅糖水分喪失過多，會使紅糖產(chǎn)品過度硬化，口感風(fēng)味變劣，甜度降低并伴有焦苦味，增加能耗和生產(chǎn)成本。因此，烘干時間應(yīng)以12～20 h為佳。

2.1.2 物料大小對塊狀紅糖烘干工藝的影響 由圖2可知，當(dāng)烘干時間為 16 h和烘干溫度為 60℃時，隨著物料的不斷減小，紅糖的水分含量變化越大，即烘干時間與溫度一定時，物料越小，其烘干完成的塊狀紅糖水分含量越低。方差分析結(jié)果表明：物料大小為1/16時水分含量變化最大，與其他物料大小差異達(dá)極顯著水平。烘干紅糖水分的含量也不宜過低，如果水分含量過低，會使糖塊的口感變硬，沒有細(xì)膩的砂粒感、清香味與清甜味，并伴有焦化味。結(jié)合口感風(fēng)味與市場上的消費(fèi)者需求，綜合經(jīng)濟(jì)與實(shí)用性考慮，物料大小應(yīng)以1～1/4為佳。

2.1.3 烘干溫度對塊狀紅糖烘干工藝的影響 由圖3可知，當(dāng)烘干時間為 16 h和物料大小為1/2時，隨著烘干溫度的不斷升高，塊狀紅糖的水分含量變化越大，即烘干時間和物料大小一定時，烘干溫度越高，其烘干完成的塊狀紅糖水分含量越低。方差分析結(jié)果表明：烘干溫度為75℃時水分含量變化最大，與其他烘干溫度差異達(dá)極顯著水平;烘干溫度也不宜過高，溫度過高能耗增大，糖塊快速烘干導(dǎo)致糖塊邊緣出現(xiàn)焦黃、過度硬化，或者表面開裂，并且伴有焦化苦感。因此，烘干溫度應(yīng)以55～65℃為佳。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素的基礎(chǔ)上，以烘干時間、物料大小和烘干溫度設(shè)計三因素三水平正交試驗(yàn)，以確定塊狀紅糖最佳烘干工藝參數(shù)，正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。從表3中極差值（R）可知，影響紅糖烘干的因素主次順序依次為B>C>A，即物料大小對紅糖烘干工藝影響最大，其次是烘干溫度，烘干時間的影響最小。最佳組合為A3B2C1，即烘干時間20 h、物料大小1/2、溫度55℃，與單因素試驗(yàn)吻合，以最佳條件組合做烘干驗(yàn)證，并按表2評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，紅糖品質(zhì)評價分?jǐn)?shù)高達(dá)55分，其色澤自然均勻呈紅褐色，口感純正，具有紅糖的芳香味。

3 結(jié)論

本研究通過探討紅糖烘干工藝條件優(yōu)化，按照榨汁、澄清、熬煮傳統(tǒng)紅糖的加工工藝制作成塊狀紅糖，每塊重量為8 g，每塊體積參數(shù)為長度×寬度×厚度=2.9 cm×1.8 cm×0.8 cm，在物料大小（1、1/2、1/4、1/8和1/16）、烘干溫度（50℃、55℃、60℃、65℃、70℃和75℃）與烘干時間（4～24 h）單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了塊狀紅糖烘干時間20 h、物料大小1/2、烘干溫度55℃的最佳工藝條件，塊狀紅糖色澤自然均勻呈紅褐色，口感純正，具有紅糖的芳香味。此外，通過色澤、香氣、滋味和口感等指標(biāo)進(jìn)行評價，最佳烘干工藝條件得到的塊狀紅糖的品質(zhì)評價分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到55分，鼓風(fēng)干燥烘干工藝值得在紅糖生產(chǎn)中推廣

應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）

收稿日期：2021-08-12

作者簡介：張樹河，男，1975年生，副研究員，主要從事甘蔗品種選育與紅糖產(chǎn)品加工研究。

基金項目：福建省科技計劃項目——省屬公益類科研院所基本科研專項（2019R1030-1）;福建農(nóng)林大學(xué)國家甘蔗工程技術(shù)研究中心開放課題（NERO2018.1.5）;國家糖料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系漳州綜合試驗(yàn)站（CARS-170707）。

張樹河，1975年生，副研究員，主要從事甘蔗育種、栽培與產(chǎn)品開發(fā)等研究工作，在甘蔗新品種選育與紅糖產(chǎn)品加工方面取得重要進(jìn)展。主持福建省種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化工程項目、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《物種品種資源保護(hù)費(fèi)項目》子項目、福建省科技計劃項目——省屬公益類科研院所基本科研專項等12項，獲國家甘蔗新品種審認(rèn)定（登記）7個（其中1個排名第1、1個排名第3、2個排名第4），獲國家授權(quán)發(fā)明專利1項（排名第1），獲云南省科技進(jìn)步獎一等獎二級證書1項、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技進(jìn)步獎二等獎1項（排名第6），以第一作者在《熱帶作物學(xué)報》《福建農(nóng)業(yè)學(xué)報》等刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文20多篇。