滲透脫水對(duì)真空油炸辣椒脆片品質(zhì)的影響

黃亞琴，廖明系，李清明，*，周熠，潘宇浩，孔艷秋，王鋒，蘇小軍

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙 410128；2.湖南省辣椒精深加工工程技術(shù)研究中心，湖南長沙 410128）

辣椒是我國種植面積較大的蔬菜之一，其年種植面積在210 萬hm2以上，年產(chǎn)量達(dá)6 400 萬t[1]。辣椒是茄科類植物，主要作為烹飪調(diào)味品，同時(shí)也是重要的辣味食品加工原料。目前，我國辣椒制品主要有辣椒粉、辣椒油、剁辣椒、辣椒醬等[2]，但鮮有將其直接加工制成即食性休閑食品。黃文壘等[3]研究了真空油炸辣椒脆片的最佳生產(chǎn)工藝，研究表明，運(yùn)用真空油炸技術(shù)加工的辣椒脆片，不僅口感松脆、風(fēng)味佳、低熱量、低脂，且能保留辣椒原有的色澤[4-5]。但油炸辣椒脆片存在含油率高的缺點(diǎn)[6]，難以滿足人們對(duì)休閑食品低脂的需求，因此研究真空油炸辣椒脆片降脂技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

真空油炸前進(jìn)行預(yù)處理能夠有效降低油炸果蔬脆片的含油率[7]。目前真空油炸果蔬脆片常用的炸前預(yù)處理有燙漂、滲透脫水、涂膜、冷凍、預(yù)干燥、超聲波預(yù)處理等方法[8]。其中滲透脫水是利用滲透液與果蔬之間的壓差將樣品中的部分水分遷移到滲透液中，除去果蔬中部分水分，具有改善油炸果蔬脆片品質(zhì)、降低其含油率的效果[9-10]。Pravitha 等[11]對(duì)比了不同滲透劑處理后的椰子脆片，發(fā)現(xiàn)新型滲透劑能夠提高椰子脆片感官、色澤等品質(zhì)；伍玉菡等[12]研究發(fā)現(xiàn)，采用真空浸漬處理可獲得脆度高、色澤均勻且含油率低的油炸杏鮑菇脆片；Afjeh 等[13]研究發(fā)現(xiàn)隨著滲透液濃度增加，真空油炸獼猴桃脆片含油率降低。目前，關(guān)于滲透脫水預(yù)處理對(duì)真空油炸辣椒脆片品質(zhì)影響的研究鮮見報(bào)道，由于辣椒果實(shí)表面存在蠟質(zhì)層且果肉較薄，在滲透脫水過程中營養(yǎng)損失小，不會(huì)因?yàn)槭l(fā)生斷裂、卷縮等現(xiàn)象，所以滲透處理對(duì)辣椒品質(zhì)影響較小。因此本文對(duì)滲透脫水預(yù)處理后的辣椒進(jìn)行真空油炸，探究滲透脫水處理對(duì)真空油炸辣椒脆片品質(zhì)的影響，以期為開拓辣椒休閑制品的種類提供參考，同時(shí)也為降低真空油炸果蔬脆片含油率提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

湖南大紅椒：市售；蔗糖（食品級(jí)）：廣西省來賓市湘桂糖業(yè)有限責(zé)任公司；食鹽（食品級(jí)）：湖南省湘衡鹽化有限責(zé)任公司；棕櫚油（食品級(jí)）：益海（連云港）糧油工業(yè)有限公司；石油醚（分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

BCD-213WMPV 冰箱：青島海爾股份有限公司；TP-5200 電子天平：湘儀天平儀器設(shè)備有限公司；SB224電子分析天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；HH-6 恒溫水浴鍋：常州澳華儀器有限公司；QS-05 真空油炸機(jī)：全氏食品機(jī)械（上海）有限公司；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海飛越實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司；CR-400 色差儀：柯尼卡美能達(dá)公司；TA-XT Plus 型質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

挑選新鮮、優(yōu)質(zhì)的湖南大紅椒，將其清洗后切成兩半，剔除筋籽，然后瀝干表面水分，切成3 cm×2 cm 的長方形片狀。將處理后的辣椒片全部浸入由糖和食鹽按一定質(zhì)量比配制的滲透液中，進(jìn)行滲透脫水，然后取出樣品，先用清水沖洗2～3 遍，后用吸水紙除去表面殘留的滲透液，再將其放入-18 ℃冰箱冷凍7 h，最后放入真空油炸機(jī)中油炸。設(shè)置油炸溫度為90 ℃，油炸時(shí)間為20 min，脫油時(shí)間為10 min。

1.3.2 滲透脫水單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

取120 g 處理好的辣椒樣品進(jìn)行滲透脫水，將滲透液含糖率固定為45%[14]，設(shè)置滲透液含鹽率分別為2%、4%、6%、8%和10%；滲透時(shí)間為2、4、6、8 h 和10 h；料液比為1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12（g/g）[15]。將處理后的辣椒切片放入真空油炸機(jī)中油炸，以油炸辣椒脆片含油率、感官品質(zhì)、色澤及脆度為指標(biāo)，考察不同滲透脫水條件對(duì)油炸辣椒脆片品質(zhì)的影響。

1.3.3 滲透脫水處理正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，確定油炸前最佳滲透脫水工藝，因素水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal test

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 含水量的測(cè)定

根據(jù)GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的方法，采用恒重法測(cè)定滲透脫水后樣品含水量。

1.4.2 含油率的測(cè)定

根據(jù)GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》中的方法，采用索式抽提法測(cè)定辣椒脆片中的含油率。

1.4.3 脆度的測(cè)定

采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)辣椒脆片的脆度進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試條件：探頭SMS P/0.25S，測(cè)試速率1.00 mm/s，測(cè)試距離10.000 mm，每項(xiàng)測(cè)試重復(fù)10 次。

1.4.4 色澤的測(cè)定

采用色差儀測(cè)定真空油炸辣椒脆片的色澤。測(cè)試條件：測(cè)色光斑直徑為10 mm，以標(biāo)準(zhǔn)白板為標(biāo)準(zhǔn)樣。采用亨特均勻表色系統(tǒng)測(cè)定ΔE*值，每項(xiàng)測(cè)試重復(fù)10 次，取其平均值，ΔE*計(jì)算公式如下。

式中：ΔE*為樣品總色差；ΔL*、Δa*、Δb*分別為樣品與白板之間的明暗度差、紅綠值差和黃藍(lán)值差。

1.4.5 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由10 名食品專業(yè)人員組成，根據(jù)表2 進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria

1.4.6 綜合評(píng)判

采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)判，含油率μ1、脆度μ2、感官評(píng)分μ3的權(quán)重分別為0.4、0.2、0.4，其隸屬度函數(shù)如下。

式中：A為元素X的集合；X為樣品的含油率。根據(jù)國標(biāo)可知，油炸食品的含油量需小于25%。

式中：A為元素X的集合；X為樣品的脆度。辣椒脆片的脆度在1 000～2 000 g 之間，接受度較高。

式中：A為元素X的集合；X為樣品的感官評(píng)分。感官評(píng)分60 為及格，100 為滿分。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel、Spass 和Origin 等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和繪制圖表。試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示，采用方差分析中的Ducan 檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著性分析，檢驗(yàn)的顯著性水平為p＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 滲透脫水對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響

2.1.1.1 滲透液含鹽率對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響

原料含水量是影響油炸果蔬脆片品質(zhì)的重要因素[16]。采用不同含鹽率的滲透液對(duì)新鮮辣椒進(jìn)行滲透脫水，測(cè)定滲透脫水后辣椒的含水量和真空油炸后辣椒脆片的含油率，其結(jié)果見圖1。

圖1 含鹽率對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響Fig.1 Effect of salt concentration on moisture content of peppers and oil content of pepper chips

由圖1 可知，滲透液含鹽率對(duì)鮮辣椒含水量影響顯著。隨著滲透液中含鹽率增加，鮮辣椒含水量整體呈下降趨勢(shì)，辣椒脆片含油率呈先減后增再減的趨勢(shì)。當(dāng)滲透液中含鹽率為6%時(shí)，辣椒脆片含油率最低，為9.10%。其原因可能是隨著滲透液含鹽率增加，滲透液與辣椒之間壓差變大，加快了辣椒細(xì)胞內(nèi)水分遷移速度，從而加快了滲透脫水速度，使辣椒含水量呈下降趨勢(shì)[17]。當(dāng)滲透液含鹽率小于6% 時(shí)，辣椒脆片含油率呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)槔苯反嗥吐逝c其初始含水量顯著相關(guān)[18]。但當(dāng)滲透液含鹽率為8% 時(shí)，由于樣品吸收的溶質(zhì)在其表面形成結(jié)晶，降低了油炸和脫油過程中的傳熱效率，從而降低了油炸過程中的脫水速率[19]，使辣椒脆片含油率顯著增加。因此，選擇滲透液含鹽率為6%、8%、10%進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.1.2 滲透時(shí)間對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響

滲透時(shí)間是影響果蔬含水量的重要因素[20]。滲透時(shí)間對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響見圖2。

圖2 滲透時(shí)間對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響Fig.2 Effect of osmotic dehydration time on moisture content of peppers and oil content of pepper chips

如圖2 所示，鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率均隨滲透時(shí)間的延長呈下降趨勢(shì)。在滲透脫水的2～4 h，由于滲透液與辣椒之間存在很大的壓力差，使鮮辣椒含水量下降，但隨著滲透脫水時(shí)間延長，鮮辣椒含水量下降趨勢(shì)變緩，其原因是滲透液與辣椒細(xì)胞間壓差變小，導(dǎo)致辣椒細(xì)胞中水分遷移速度降低[21]。當(dāng)滲透時(shí)間為6 h 時(shí)，鮮辣椒的含水量比滲透時(shí)間為4 h 時(shí)高，這是因?yàn)闈B透脫水使辣椒細(xì)胞組織中的固體含量與滲透液中的溶質(zhì)含量達(dá)到平衡，導(dǎo)致辣椒含水量增大[22]。辣椒脆片含油率隨著辣椒含水量的減少而降低，其原因可能是滲透脫水增加了樣品的固體含量，從而降低了樣品油炸過程中對(duì)油的吸附力[23]。因此，選擇滲透時(shí)間為6、8、10 h 進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.1.3 料液比對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響料液比對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響如圖3 所示。

圖3 料液比對(duì)鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率的影響Fig.3 Effect of material-liquid ratio on moisture content of peppers and oil content of pepper chips

由圖3 可知，隨著滲透液體積的增加，鮮辣椒含水量和辣椒脆片含油率呈先增后減再增的趨勢(shì)。當(dāng)料液比為1∶4、1∶6、1∶8（g/g）時(shí)，由于辣椒脫水的同時(shí)吸收溶質(zhì)，降低了滲透液濃度，使辣椒脫去的總水分比較少[24]；當(dāng)料液比為1∶10（g/g）時(shí)，鮮辣椒含水量明顯降低，這是因?yàn)樵黾訚B透液體積，使?jié)B透液濃度更穩(wěn)定，脫水效果也更好[15]；當(dāng)料液比為1∶12（g/g）時(shí)，辣椒的含水量增加可能是因?yàn)榘l(fā)生了反滲透。辣椒脆片含油率與鮮辣椒含水量的變化趨勢(shì)基本一致，這是樣品油炸前所含水分與滲透脫水后溶質(zhì)增益共同作用的結(jié)果。因此，選擇料液比為1∶8、1∶10、1∶12（g/g）進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.2 滲透脫水對(duì)辣椒脆片色澤、感官品質(zhì)及脆度的影響

滲透液含鹽率、滲透時(shí)間及料液比對(duì)辣椒脆片色澤、感官品質(zhì)和脆度的影響見表3。

表3 滲透脫水對(duì)辣椒脆片色澤、感官和脆度的影響Table 3 Effect of osmotic dehydration on the colour，sensory evaluation and crispness of pepper crisps

由表3 可知，滲透脫水處理對(duì)辣椒脆片感官品質(zhì)無明顯影響。其原因可能是辣椒中所含的辣椒紅素、辣椒玉紅素、隱黃素等色素均屬于脂溶性色素，因此在滲透脫水過程中辣椒色素?fù)p失較少，使?jié)B透處理對(duì)感官評(píng)分中的色澤無顯著影響[25]。真空油炸條件對(duì)辣椒脆片感官品質(zhì)的影響遠(yuǎn)大于滲透脫水[3]，因此滲透脫水對(duì)辣椒脆片感官評(píng)分影響不顯著。隨著滲透液中含鹽率的增加，辣椒脆片的脆度變大。隨著滲透時(shí)間的延長，辣椒脆片的脆度先增后減，而料液比對(duì)辣椒脆片脆度的影響不顯著。一般而言，油炸前辣椒所含水分越低，油炸后其脆度越高。

2.2 正交試驗(yàn)與模糊綜合評(píng)判結(jié)果

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定正交試驗(yàn)水平分別為滲透時(shí)間6、8、10 h，滲透液含鹽率6%、8%、10%，料液比1∶8、1∶10、1∶12（g/g）。以感官評(píng)分、脆度及含油率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度函數(shù)值rij（其中i=1，...，3，j=1，...，9）。正交試驗(yàn)及模糊綜合評(píng)判結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)及模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Orthogonal test result and fuzzy comprehensive evaluation

根據(jù)表4 中rij值確定模糊矩陣，其結(jié)果如下。

權(quán)重系數(shù)集為X=[0.4 0.2 0.4]。模糊交換后得到評(píng)判集為B=X·R=[0.547 4 0.633 2 0.725 4 0.599 6 0.672 8 0.599 2 0.501 6 0.403 4 0.424 6]。根據(jù)表4 評(píng)判結(jié)果可知，辣椒脆片綜合品質(zhì)由高到低序列為A1B3C3＞A2B2C3＞A1B2C2＞A2B1C2＞A2B3C1＞A1B1C1＞A3B1C3＞A3B3C2＞A3B2C1，其中最佳滲透工藝為A1B3C3，即滲透率含鹽率為6%、料液比為1∶12（g/g）、滲透時(shí)間為10 h 的條件下，加工的辣椒脆片色澤均勻，表面完整，咸甜適中，口感清爽而不油膩，綜合品質(zhì)最佳。

3 結(jié)論

本文通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，探究料液比、滲透液含鹽率、滲透時(shí)間3 個(gè)因素對(duì)真空油炸辣椒脆片品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，滲透時(shí)間、滲透液含鹽率、料液比對(duì)辣椒脆片含油率存在明顯影響，而對(duì)感官品質(zhì)和色澤無明顯影響?；趩我蛩卦囼?yàn)結(jié)果，以感官評(píng)價(jià)、脆度及含油率為指標(biāo)，進(jìn)行正交優(yōu)化，并對(duì)其試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，最終確定辣椒脆片的最佳工藝參數(shù)為滲透液含鹽率6%、料液比1∶12（g/g）、滲透時(shí)間10 h、油炸溫度90 ℃、油炸時(shí)間20 min、脫油時(shí)間10 min。由此方法加工得到的辣椒脆片含油率、脆度及感官評(píng)分分別為6.67%、1 119.40 g、85.60。