添加劑對微波熟制速凍湯圓感官品質(zhì)的影響

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(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

添加劑對微波熟制速凍湯圓感官品質(zhì)的影響

常俊曉，謝新華，潘治利，李 真，陳 軍，艾志錄*

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

為改善微波熟制速凍湯圓的品質(zhì)，通過中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析，研究食品添加劑及添加量對微波熟制速凍湯圓感官品質(zhì)的影響。確定微波用速凍湯圓品質(zhì)改良劑的最佳添加參數(shù)為：單甘酯0.05%、復(fù)合磷酸鹽0.2%、CMC 0.5%、黃原膠0.1%，在此配比下生產(chǎn)出來的湯圓微波熟制后顆粒飽滿、口感細(xì)膩、具有一定的黏彈性，感官評定得分為82分，與預(yù)測值基本一致。

微波；速凍湯圓；品質(zhì)改良劑；響應(yīng)面分析

微波食品(microwavable food或microwavable ovenable food)是應(yīng)用現(xiàn)代加工技術(shù)，對食品原料采用科學(xué)的配比和組合，預(yù)先加工成適合微波爐加熱或調(diào)制，便于食用的食品，即可用微波爐加熱烹制的食品[1-2]。微波加熱具有迅速、省時(shí)、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、保持食物原有風(fēng)味和營養(yǎng)成分等諸多優(yōu)點(diǎn)[2-5]。微波爐的極大普及推動(dòng)了冷凍冷藏調(diào)理微波食品的發(fā)展[6]，自20世紀(jì)80年代以來，微波食品在發(fā)達(dá)國家發(fā)展很快，種類繁多，主要涉及微波油炸產(chǎn)品類、肉餅類、微波菜肴類上，對微波速凍食品的研究多是以油炸類和菜肴類為對象進(jìn)行的。

湯圓是我國傳統(tǒng)的代表小吃之一。速凍湯圓在微波爐中直接復(fù)熱會(huì)出現(xiàn)湯圓爆裂、餡心泄出的問題，如果直接用涼水微波則湯圓易脫粉、破損，混湯嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將湯圓包制好經(jīng)過一定程度的熟化，在涼水中冷涼之后速凍，這樣生產(chǎn)出來的速凍湯圓用涼水直接微波可以很好的解決湯圓脫粉、混湯的問題，且不存在凍裂現(xiàn)象，但口感稍爛，黏彈性較差。本實(shí)驗(yàn)從添加劑角度出發(fā)，研究單甘酯、黃原膠、羧甲基纖維素鈉和復(fù)合磷酸鹽這幾種添加劑的復(fù)合對微波用速凍湯圓品質(zhì)的影響，篩選出最佳品質(zhì)改良劑，對微波用速凍湯圓的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水磨糯米粉 家樂福超市；分子蒸餾單甘酯(D-95)廣州佳力士食品有限公司；復(fù)合磷酸鹽 徐州市天源食用化工有限公司；黃原膠 山東中軒生物有限公司；CMC-Na(FH 9.0) 上海申光食用化學(xué)品有限公司；黑芝麻，要求顆粒飽滿，去砂除雜；豬板油，要求是新鮮或冷凍良好的潔白脂肪。

1.2 儀器與設(shè)備

HLSY-Ⅱ小型速凍試驗(yàn)機(jī) 鄭州亨利制冷設(shè)備有限公司；BD/BC-102C型變溫冷凍冷藏箱 星星集團(tuán)有限公司；FA6102/FA2004A型電子天平 上海精天電子儀器有限公司；WD900B型微波爐 順德市格蘭仕電器實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 微波用速凍湯圓加工工藝

原輔料配方及處理→制餡心→調(diào)粉→包餡成型→熟化2min→涼水中冷涼→速凍→包裝→冷藏

1.4 微波用速凍湯圓的熟制方法

湯圓5個(gè)，加入500mL涼水，微波爐輸出功率900W，微波5min。

1.5 湯圓的感官評價(jià)方法[7-9]

加工成規(guī)格為20g/個(gè)的湯圓，皮:餡為3:1(g/g)的比例，手工揉圓，然后將制好的湯圓放在托盤上進(jìn)行速凍。制定感官評分表，分別由位受過專業(yè)訓(xùn)練的10名測評人員對湯圓進(jìn)行感官評定。感官評定標(biāo)準(zhǔn)如表1。1.6 復(fù)配改良劑的試驗(yàn)

表2 中心組合試驗(yàn)Box-Behnken方案設(shè)計(jì)的因素與水平Table 2 Factors and levels in the Box-Behnken central composite design

糯米粉本身吸水性、保水性較差，加水量過大，游離水多，湯圓易偏心、塌架；加水量過小，粉團(tuán)松散，粉間親和力不足，不易成型，制作湯圓是一般要加入乳化劑和增稠劑，以改善加工性能。通過單因素試驗(yàn)，確定單甘酯、復(fù)合磷酸鹽、CMC和黃原膠的最佳添加量。在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，采用中心組合試驗(yàn)Box-Behnken設(shè)計(jì)方案，固定黃原膠的添加量為0.1%，選取單甘酯、復(fù)合磷酸鹽、CMC三個(gè)影響因素，試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果

表3 Box-Behnken設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Box-Behnken central composite design arrangement and experimental results

如表3所示，共17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，其中12個(gè)為析因點(diǎn)，5個(gè)為零點(diǎn)，析因點(diǎn)為自變量取值所構(gòu)成的三維頂點(diǎn)；零點(diǎn)為區(qū)域的中心點(diǎn)，其中零點(diǎn)試驗(yàn)重復(fù)5次，用以估算試驗(yàn)誤差。

2.2 模型的建立及其顯著性檢驗(yàn)

利用Design-Expert 7.1.2 Trial軟件對表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到感官評分對單甘酯、復(fù)合磷酸鹽、CMC的二次多項(xiàng)回歸模型為：

表1 湯圓感官評分參考細(xì)則Table 1 Sensory evaluation standards for microwave-cooked instant frozen stuffed dumplings

對該模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果見表4，回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果見表5。

表4 回歸模型方差分析結(jié)果Table 4 Variance analysis for the fitted quadratic polynomial model

由表4可知，模型P=0.0107＜0.05，表明回歸模型具顯著性；失擬項(xiàng)F=0.2034＜F0.05(9,3)=8.81，P= 0.2034＞0.05，表明差異不顯著；復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.8939，表明此模型擬合程度較好，RSN=8.455＞4，說明用此模型可以得到較強(qiáng)的響應(yīng)信號。因此可以用模型來分析和預(yù)測湯圓品質(zhì)改良劑的添加參數(shù)。

表5 回歸模型系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of cignificance test for regression coefficients of the fitted quadratic polynomial model

由表5回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可知，模型A項(xiàng)顯著，B、C項(xiàng)不顯著；二次項(xiàng)B2極顯著，A2、C2不顯著；交互項(xiàng)AC、BC顯著，AB不顯著，表明各個(gè)影響因素與響應(yīng)值不是簡單線性關(guān)系。

2.3 響應(yīng)曲面分析與優(yōu)化

響應(yīng)曲面試驗(yàn)均是在黃原膠添加量為0.1%的水平下進(jìn)行的。黃原膠作為一種增稠劑，添加入糯米粉中能形成具有一定黏彈性的、連續(xù)的三維凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)起著類似面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的功能[10]，可以提高微波熟制速凍湯圓的口感。黃原膠溶液在一定的溫度范圍內(nèi)(－4～93℃)反復(fù)加熱冷凍，其黏度幾乎不受影響[11]，且黃原膠具有低濃度、高黏性等特點(diǎn)，其添加量的增多不但增加了成本，湯圓的口感也較硬，因此在單因素的基礎(chǔ)上確定黃原膠的添加量0.1%不變。

將建立的回歸模型中任一因素固定在零水平，得到另外兩個(gè)因素的交互影響結(jié)果，二次回歸方程的響應(yīng)面見圖1。

由圖1a可知，單甘酯在添加0.05%～0.2%范圍隨添加量的增加感官得分降低。復(fù)合磷酸鹽在添加量0.05%～0.2%范圍內(nèi)感官得分先下降再升高，這與復(fù)合磷酸鹽的保水性、黏結(jié)性有關(guān)。另外王顯倫[12]研究發(fā)現(xiàn)含有親水性基團(tuán)磷酸根的糊化淀粉不易老化，糯米粉中加入復(fù)合磷酸鹽后所制產(chǎn)品不易回生，可能對湯圓的品質(zhì)也有改善作用。

單甘酯可以結(jié)合直鏈淀粉形成不溶于水的復(fù)合物，阻止淀粉糊化后由無序非結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻闹亟Y(jié)晶狀態(tài)所引起的老化，同時(shí)單甘酯與直鏈淀粉結(jié)合可防止其溶于水[13]，糯米粉中直鏈淀粉含量很少因而加入少量的單甘酯可增加微波熟制速凍湯圓的品質(zhì)。

由圖1b可知，隨著單甘酯的減少、CMC添加量的增多，感官得分逐漸升高，單甘酯＜0.13%、CMC＞0.4%范圍內(nèi)響應(yīng)面顯示坡度比較陡峭，表明單甘酯和CMC交互作用顯著。CMC添加量在0.3%～0.5%范圍內(nèi)感官得分不斷增加。這是因?yàn)镃MC做為增稠劑可以賦予食品所要求的流變特性[14]。添加適量的增稠劑可以增強(qiáng)粉團(tuán)黏結(jié)性和致密淀粉空間結(jié)構(gòu)[15]，從而增強(qiáng)湯圓的黏彈性，提高湯圓感官得分。丁恩勇[16]發(fā)明的專利表明當(dāng)納米微晶纖維素與黃原膠復(fù)配時(shí)，能在水中形成高強(qiáng)度的全天然生物膠，其觸變性變得更強(qiáng)，可能CMC與黃原膠復(fù)配形成了高強(qiáng)度的膠體，有利于改善微波熟制湯圓口感爛的缺陷。

由圖1c可知，隨著復(fù)合磷酸鹽和CMC含量的增加感官得分先下降后上升，而且響應(yīng)面顯示坡度陡峭，表明復(fù)合磷酸鹽和CMC交互作用顯著。

比較圖1a～c可知，單甘酯添加量對湯圓的感官品質(zhì)影響最顯著，單甘酯添加量增多則湯圓感官品質(zhì)降低，最佳添加量在0.05%附近；復(fù)合磷酸鹽、CMC添加量對湯圓的感官品質(zhì)影響次之，表現(xiàn)為曲線較平滑，但在二者的交互作用下曲線陡峭，對響應(yīng)值影響顯著。

通過軟件分析，可得優(yōu)化后的添加參數(shù)：單甘酯添加量0.05%、復(fù)合磷酸鹽0.2%、CMC 0.5%、黃原膠0.1%，在此條件下，湯圓感官評定得分最高，為85分。為檢驗(yàn)響應(yīng)曲面法所得結(jié)果的可靠性，采用上述優(yōu)化后的添加參數(shù)制作微波用速凍湯圓，實(shí)際測得的感官評分82分，與理論預(yù)測值相比，其相對誤差約為3.7%。作為對照制做一組不加任何添加劑的湯圓，測得感官總分為64分，因此，基于響應(yīng)曲面法復(fù)配出來的品質(zhì)改良劑能夠很好的解決微波用速凍湯圓口感差的問題。

3 結(jié) 論

通過試驗(yàn)確定了微波熟制速凍湯圓品質(zhì)改良劑的最佳添加量：單甘酯0.05%、復(fù)合磷酸鹽0.2%、CMC 0.5%、黃原膠0.1%，按此配比生產(chǎn)的湯圓微波熟制后具有一定的黏彈性，顆粒飽滿、口感細(xì)膩且不混湯。利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件Design-Expert 7.1.2 Trial，通過二次回歸設(shè)計(jì)得到湯圓感官得分與單甘酯、復(fù)合磷酸鹽、CMC和黃原膠的最佳添加量的回歸模型，按最佳添加參數(shù)生產(chǎn)的湯圓模型預(yù)測得分為85分，實(shí)際得分82分，與預(yù)測值基本一致，此模型能夠較好地預(yù)測湯圓的感官得分。

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Effect of Food Additive on Sensory Quality of Microwave-cooked Instant Frozen Stuffed Dumplings

CHANG Jun-xiao，XIE Xin-hua，PAN Zhi-li，LI Zhen，CHEN Jun，AI Zhi-lu*
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002, China)

In order to improve the quality of microwave-cooked instant frozen stuffed dumplings, the effects of food additives and their addition amounts on sensory quality of microwave-cooked instant frozen stuffed dumplings was explored. The optimal addition parameters for food additives in microwave-cooked instant frozen stuffed dumpling was investigated by central composite rotation design to be 0.05% monoglyceride, 0.2% compound phosphate, 0.5% sodium carboxymethyl cellulose (CMC)and 0.1% xanthan gum. The instant frozen stuffed dumplings prepared under these optimal conditions were characteristics of plumpness, delicious taste and moderate viscoelasticity. The sensory evaluation score of microwave-cooked instant frozen dumplings was 82, which was consistent with the predicted value.

microwave；instant frozen stuffed dumpling；quality improver；response surface methodology

TS236.9

A

1002-6630(2010)20-0166-04

2010-06-29

鄭州市科技局重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(072SGZN12029)

常俊曉(1985—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)樗賰鍪称贰-mail：changjunxiao@163.com

*通信作者：艾志錄(1965—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品精深加工與速凍食品。E-mail：zhila@163.com