趙麗麗,王旭增,史冠瑩,張樂,蔣鵬飛,王趙改
(河南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究中心,鄭州 450003)
萵筍又名萵苣、青筍、千金菜等,屬菊科植物。萵筍營養(yǎng)豐富,富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、膳食纖維、胡蘿卜素、葉酸、泛酸、煙酸、鈣、鐵、磷、鉀、鈉、銅、鎂、鋅、硒、維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素E、維生素K等多種營養(yǎng)元素[1]。萵筍可以促進骨骼發(fā)育和預防佝僂病,兒童多吃萵筍對生長發(fā)育很有益處。此外,萵筍還具有開通疏利、消積下氣、利尿通乳、防癌抗癌的藥用功效[2]。但萵筍不耐貯藏,易失水皺縮,常在收獲季節(jié)低價上市導致大量損失,而蜜餞因本身的高含糖量不易腐敗變質(zhì),因此若將萵筍制成蜜餞不僅可以避免損失,而且可以彌補淡季食品加工的不足[3-4],大大擴展其加工應用領域,為其深加工開辟新的市場。
傳統(tǒng)果脯蜜餞在生產(chǎn)過程中多采用常溫浸糖,這樣的工藝浸糖處理過程中會產(chǎn)生嚴重褐變等質(zhì)量問題,而且加工耗時較長,生產(chǎn)成本也相對較高[5]。同時,蜜餞產(chǎn)品主要選用熏硫法或浸硫法,這種方法護色效果雖明顯,卻存在二氧化硫殘留問題[6]。近年來,因食品二氧化硫超標對人體造成危害的現(xiàn)象越來越多[7],急性二氧化硫中毒更是會對人的生命安全造成威脅[8]。真空浸糖通過加壓處理,可以快速浸糖,極大地縮短了加工時間,是一種高效實用的浸糖方法[9]。無硫護色技術是國內(nèi)外研究的熱門課題[10],蜜餞產(chǎn)業(yè)多有涉及[11],可以有效解決食品中二氧化硫殘留的問題。
模糊感官評價方法是近幾年新生的一種評價方式,它可以根據(jù)感官屬性,如質(zhì)地、味道、氣味、外觀以及各屬性對整體可接受性的貢獻進行感官評價診斷[12],克服感官評價方式的主觀性和不穩(wěn)定性。模糊感官評價通過對感官評價中各因素進行數(shù)學化的抽象,建立一個反映其本質(zhì)特征和動態(tài)的理論化評價模式[13],能夠有效避免少數(shù)評價員的錯誤信息,使所得結(jié)果更加客觀、準確和科學。國內(nèi)外已有不少學者將其應用于風味蛋品[14]、調(diào)味料[15-16]、調(diào)理食品[17]、休閑食品[18-19]等研究中,但蔬菜蜜餞產(chǎn)品鮮有報道。
為此,本文采用真空快速浸糖、無硫護色技術,結(jié)合模糊數(shù)學感官評價法研究一種萵筍蜜餞生產(chǎn)新工藝,既能減弱加工過程中的褐變程度,又能縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本,解決二氧化硫殘留問題,以期獲得良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益,對萵筍的綜合開發(fā)利用及精深加工具有極其重要的意義。
山東青筍、白砂糖、食用鹽(食品級):均購自鄭州市關虎屯丹尼斯百貨有限公司;抗壞血酸(食品級):購自鄭州天佳化工產(chǎn)品有限公司;檸檬酸(食品級):購自鄭州明瑞化工產(chǎn)品有限公司;L-半胱氨酸(食品級)、乙二胺四乙酸(食品級)、茶多酚(食品級)、氯化鈣(食品級):均購自鄭州駿濤化工食品添加劑有限公司。
BGZ-146電熱鼓風干燥箱、HHS電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;Color Quest XE色差儀 HunterLab公司;MA150C-000230V1水分測定儀 Sartorius Weighing Technology GmbH;GENESYS 10S UV-Vis紫外分光光度儀 ThermoFisher Scientific公司;H1850R湘儀離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;CO12料理機 九陽股份有限公司;ME204E/02電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;PC150真空干燥容器 保定誠信真空設備制造有限公司。
1.2.1 工藝流程
配料挑選→去皮硬化→護色→漂洗→預煮→糖煮→真空浸糖→烘干→上糖衣→包裝→成品。
1.2.2 操作要點
1.2.2.1 配料挑選
挑選新鮮、成熟度適宜、結(jié)構(gòu)緊密、無組織傷害的萵筍。過老的萵筍組織纖維多且粗,不易清除而影響口感;過嫩的萵筍組織過于柔軟,水分大,糖煮過程易煮爛。
1.2.2.2 去皮硬化
將挑選后的萵筍切去葉子僅保留中間成熟度集中的莖稈部分,削皮并去除白色纖維,將處理后的莖稈切分成1.5 cm×1.5 cm×6 cm的長條,并浸沒于1 g/L的氯化鈣溶液中硬化2 h,隨后用清水多次沖洗直至無石灰味為止。
1.2.2.3 護色
將硬化處理后的萵筍條于0.4%抗壞血酸、0.4%乙二胺四乙酸、0.4% L-半胱氨酸、0.03%茶多酚的復合護色液中浸泡護色1 h。
1.2.2.4 漂洗
將護色好的萵筍條過水沖洗3~4次,要保證萵筍條上護色劑殘留量盡可能少,無其他異味。
1.2.2.5 預煮
將漂洗干凈的萵筍條倒入煮沸的清水中燙3~5 min至萵筍條翠綠透明,撈出后用清水漂洗3~4次,使產(chǎn)品冷卻,以便糖煮過程中糖液更易滲入。
1.2.2.6 糖煮
配制30%質(zhì)量濃度的糖液,將預煮后的萵筍條放入煮沸的糖液中煮制18 min至萵筍條單根顏色一致,糖液充分滲入后關火;將糖液和萵筍條倒入盆中冷水浴使其迅速冷卻。
1.2.2.7 真空浸糖
將迅速冷卻至室溫的萵筍條及糖液于0.09 MPa的真空狀態(tài)下避光浸糖30 min,從而保證糖液與萵筍條滲糖充分,并最大程度降低褐變程度。
1.2.2.8 烘干
將浸糖完成的萵筍蜜餞撈出瀝干,整齊擺放于干燥盤中,于55 ℃下干燥6 h,至萵筍表面無糖液。
1.2.2.9 上糖衣
取適量白砂糖在組織打碎機中打碎1~2次,過90目篩子取篩上較粗的糖粉撒在烘干的萵筍蜜餞上,除去表面過多的糖粉,保留薄薄的一層即可。
護綠問題一直以來都是綠色蔬菜加工過程中的重難點[20]。根據(jù)預試驗結(jié)果,單一護色劑的護色效果差,且對單一護色劑進行優(yōu)化,其不同梯度間色澤差異小。因此,參照劉金鑫等文獻報道的鮮切青筍復合護色劑配方[21],并適當調(diào)整,選擇抗壞血酸、L-半胱氨酸、茶多酚、乙二胺四乙酸等對萵筍蜜餞的護色條件進行調(diào)整優(yōu)化,并通過色差儀測得的數(shù)值直接反映褐變程度強弱[22],具體護色條件見表1。
表1 護色條件表Table 1 The color protection conditions
經(jīng)預試驗確定,分別選取不同梯度的白砂糖添加量、食用鹽添加量、檸檬酸添加量、糖煮時間進行單因素條件優(yōu)化。每組分別稱取300 g萵筍、1 kg糖液進行糖煮。以糖液重量100%為標準,固定食用鹽添加量0.5%,檸檬酸添加量0.4%,糖煮20 min,考察不同白砂糖添加量(10%、20%、30%、40%、50%)對萵筍蜜餞感官評分的影響;固定白砂糖添加量30%,檸檬酸添加量0.4%,糖煮20 min,考察不同食用鹽添加量(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)對萵筍蜜餞感官評分的影響;固定白砂糖添加量30%,食用鹽添加量0.5%,糖煮20 min,考察不同檸檬酸添加量(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)對萵筍蜜餞感官評分的影響;固定白砂糖添加量30%,檸檬酸添加量0.4%,食用鹽添加量0.5%,考察不同糖煮時間(5,10,15,20,25,30 min)對萵筍蜜餞感官評分的影響。
1.5.1 正交試驗的設計
根據(jù)單因素試驗結(jié)果,選取食用鹽、檸檬酸、白砂糖添加量及糖煮時間為考察因素,以產(chǎn)品的模糊數(shù)學感官評價得分為評定指標,分別從中選取3組適宜濃度進行L9(34)正交試驗,對萵筍蜜餞的加工工藝進行優(yōu)化。正交試驗因素水平設計表見表2。
表2 正交試驗設計表 Table 2 The orthogonal test design
1.5.2 確定評價因素集
評價因素集是指萵筍蜜餞品質(zhì)影響因素的集合,U={U1, U2, U3, U4},其中U1、U2、U3、U4分別代表產(chǎn)品的口感、色澤、氣味、組織形態(tài)。
1.5.3 確定評價等級集
感官評定等級的確定是模糊感官評價中的評語集。本文按照GB/T 16291.1-2012標準的要求挑選10名經(jīng)過專業(yè)培訓的品評員(4男6女) 組成評價小組,依次對萵筍蜜餞進行感官品質(zhì)(口感、色澤、氣味和組織形態(tài))評價。將萵筍蜜餞品質(zhì)主要分為4個等級,分別代表優(yōu)、良、中、差,具體評定標準見表3。
表3 感官評價標準Table 3 The standard of sensory evaluation
續(xù) 表
1.5.4 確定評價權重
權重等級的確立可以使感官評價的分數(shù)更具合理性。由選定的10名感官評價員,依次對模糊感官評價中的因素集(口感、色澤、氣味、組織形態(tài))進行權重打分。4個因素總和為10分,各因素總得分除以100即為各因素的權重比。在此后的感官評價中,保證10名感官評價員無變動,感官權重等級分布結(jié)果見表4。
表4 感官權重等級分布 Table 4 The grade distribution of sensory weights
1.5.5 確定模糊數(shù)學矩陣及感官評分
由選定的10名感官評價員根據(jù)評價標準對各組產(chǎn)品進行感官評定,將各因素所得評定等級的次數(shù)除以評價員總?cè)藬?shù)10,則每組產(chǎn)品將得到一個模糊矩陣A;將各組矩陣Ai乘以權重矩陣X即為每組產(chǎn)品最終得分,用公式表達為Y=X·A。為了更好地比較各樣品感官品質(zhì)的優(yōu)劣,分別賦予優(yōu)、良、中、差4個等級90,80,70,60分,再將綜合評價結(jié)果的各數(shù)值乘以對應的等級分數(shù),結(jié)果相加可得出各個樣品的模糊感官綜合得分,從而確定最佳工藝配方。
1.6.1 色澤測定
取破碎后的樣品放入樣品杯,用色差儀測定色澤。采用L*、a*、b*表色系統(tǒng),L*表示明度指數(shù),L*為0時表示黑色,L*為100時表示白色,數(shù)值越大說明褐變程度越低;+a*表示紅色程度,-a*表示綠色程度;+b*表示黃色程度,-b*表示藍色程度。ΔE*=[(Δa*)2+(Δb*)2+(ΔL*)2]1/2,表示產(chǎn)品色澤的綜合得分。
1.6.2 水分測定
根據(jù)GB/T 10782—2006,采用MA150C-000230V1水分測定儀測定樣品水分含量。每組準確稱取4.00 g樣品,研磨成小顆粒平鋪在水分活度儀的托盤上;同組樣品測量3次,取平均值。
1.6.3 總酸的測定
根據(jù)GB/T 12456—2008,采用第一法滴定法測量樣品的總酸。
1.6.4 總糖的測定
根據(jù)GB/T 15672—2009,采用硫酸苯酚法測量樣品的總糖。
1.6.5 蛋白質(zhì)的測定
根據(jù)GB 5009.5—2016,采用第一法凱氏定氮法測量樣品蛋白質(zhì)含量。
1.6.6 氯化物的測定
根據(jù)GB 5009.44—2016,采用第三法銀量法測定。
1.6.7 粗多糖的測定
根據(jù)SN/T 4260—2015,采用苯酚硫酸法測定。
1.6.8 微生物檢測
選取菌落總數(shù)作為微生物檢測指標,根據(jù)GB 4789.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》的相關規(guī)定操作。
所得數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0和Excel 2010進行分析,采用Origin 8.5作圖。
不同處理條件對萵筍蜜餞的護色結(jié)果見表5。
表5 護色結(jié)果分析表Table 5 The analysis of color protection results
由表5可知,第3組護色處理所得ΔL*值最大、Δa*值最小,表明第3組產(chǎn)品褐變程度最小、色澤最亮、顏色最綠;且根據(jù)顯著性差異分析結(jié)果,第3組的ΔL*和Δa*值與空白組均存在顯著性差異。此外,第3組的ΔE*值最大,說明第3組的綜合得分更高。綜上所述,本試驗選取第3組處理方法為最佳護色條件,即采用0.4%抗壞血酸、0.4%乙二胺四乙酸、0.4% L-半胱氨酸、0.03%茶多酚的復合護色液浸泡護色1 h,萵筍蜜餞的護色效果最佳。
2.2.1 白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
糖煮和浸糖是萵筍蜜餞制作工藝中的重要環(huán)節(jié),白砂糖不僅能起到增加甜味的作用,而且能起到一定的防腐作用[23]。白砂糖濃度過低,產(chǎn)品口感太淡;濃度過高,產(chǎn)品口感則過甜,因此選擇合適濃度的糖液極其重要。不同白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響見圖1。
圖1 白砂糖添加量對萵筍蜜餞品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of white granulated sugar additive amount on the quality of lettuce conserve
由圖1可知,在白砂糖添加量為10%~30%范圍內(nèi),隨著白砂糖添加量的增加,萵筍蜜餞的感官評分逐漸增大,當白砂糖添加量為30%時,萵筍蜜餞的感官評分最高,當白砂糖添加量繼續(xù)增大時,口感過甜,感官評分嚴重下降。此外,過多的糖也會影響美拉德反應的進程,從而影響產(chǎn)品的色澤[24]。因此,本文選擇30%的白砂糖添加量用于后續(xù)試驗。
2.2.2 食用鹽添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
不同食用鹽添加量對萵筍蜜餞品質(zhì)的影響見圖2。
圖2 食用鹽添加量對萵筍蜜餞品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of edible salt additive amount on the quality of lettuce conserve
由圖2可知,隨著食用鹽添加量的改變,產(chǎn)品品質(zhì)具有一定差異。當添加量在0.2%~0.4%范圍內(nèi),隨著食用鹽添加量的增加,萵筍蜜餞的感官評分逐漸增大,當添加量為0.4%時,萵筍蜜餞的感官評分最高,此濃度下的萵筍蜜餞咸淡適宜,口感最佳。當食用鹽添加量繼續(xù)增大時,感官評分呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢,因此本文選擇0.4%的食用鹽添加量用于后續(xù)試驗。
2.2.3 檸檬酸添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
檸檬酸酸味圓潤滋美,不僅可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品口感,還能對萵筍蜜餞起到一定的抑菌、護色效果[25-26]。本試驗考察了不同檸檬酸添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響,見圖3。
圖3 檸檬酸添加量對萵筍蜜餞品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of citric acid additive amount on the quality of lettuce conserve
由圖3可知,當檸檬酸添加量在0.2%~0.4%之間時,萵筍蜜餞的感官評分逐漸升高,這是由于適量的酸能夠調(diào)節(jié)產(chǎn)品的酸度,適宜的糖酸比使得產(chǎn)品的風味更加協(xié)調(diào)。當檸檬酸添加量超過0.4%時,萵筍蜜餞的口感過酸,感官評分嚴重下降,且酸過量會使萵筍蜜餞的黏度下降,同時白砂糖過度轉(zhuǎn)化,發(fā)生流糖現(xiàn)象,進而風味欠佳[27]。在檸檬酸添加量為0.4%時,感官評分最高,此時的萵筍蜜餞酸甜適口,因此確定檸檬酸添加量為0.4%。
2.2.4 糖煮時間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
糖煮時間是蜜餞糖煮過程中影響最大的因素[28],糖煮時間過短,蜜餞糖分滲透不均勻,顏色不均一;時間過長,則容易將蜜餞煮爛。本試驗考察了不同糖煮時間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響,見圖4。
圖4 糖煮時間對萵筍蜜餞品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of sugar boiling time on the quality of lettuce conserve
由圖4可知,當糖煮時間為15 min時產(chǎn)品的品質(zhì)最佳。隨著糖煮時間的持續(xù)增加,部分蜜餞會出現(xiàn)煮爛情況。因此,確定15 min為最佳糖煮時間。
2.3.1 建立模糊矩陣
在單因素試驗的基礎上,采用L9(34)正交設計表制備9組萵筍蜜餞,由選定的10名品評員依次對其進行感官品質(zhì)(口感、色澤、氣味和組織形態(tài))評價,評定結(jié)果見表6。
表6 模糊感官評價結(jié)果Table 6 Fuzzy sensory evaluation results
將表6中各組樣品的質(zhì)量因素各個等級評價人數(shù)除以總評價人數(shù)得到模糊矩陣,樣品1~9號的模糊矩陣為A1~A9:
2.3.2 計算模糊數(shù)學感官評分
根據(jù)模糊變換原理Y=X·A,由感官權重分析表可得X=(0.38,0.27,0.22,0.13)。以第1組試驗為例:
Y1=X·A1=(0.38,0.27,0.22,0.13)×
0.027)。
上述結(jié)果表明,在試驗1的條件下制得的產(chǎn)品,有26.5%的人認為是優(yōu),61.6%的人認為是良,9.2%的人認為是中,2.7%的人認為是差。同理可得2~9號樣品的綜合評價結(jié)果,見表7。
表7 綜合評價結(jié)果Table 7 Comprehensive evaluation results
2.3.3 正交試驗結(jié)果與分析
根據(jù)萵筍蜜餞評價等級集,將優(yōu)、良、中、差4個評語分別賦值90,80,70,60分,再將綜合評價結(jié)果的各數(shù)值乘以對應的等級分數(shù),結(jié)果相加得到每個產(chǎn)品的最終模糊感官評分。如第一組的綜合得分:Y1=90×0.265+80×0.616+70×0.092+60×0.027=81.19,產(chǎn)品評價在良以上優(yōu)以下,并接近于良。由此方法可得到每組數(shù)據(jù)的模糊變換結(jié)果,見表8。
表8 正交試驗結(jié)果與分析 Table 8 Orthogonal test results and analysis
由表8可知,在正交試驗9組樣品中,第5組樣品的模糊感官評價綜合得分最高,為84.74,其中有50.1%的人認為是優(yōu),47.2%的人認為是良,僅有2.7%的人認為是中,結(jié)果分布十分穩(wěn)定,此時的最佳工藝配方為A2B2C3D1。由極差值R可知,各因素影響大小順序為B>A>D>C,即白砂糖添加量>食用鹽添加量>糖煮時間>檸檬酸添加量,白砂糖添加量是影響萵筍蜜餞感官品質(zhì)的最重要因素。K值分析顯示的萵筍蜜餞最優(yōu)組合為A2B2C3D3,與模糊感官評價綜合得分不一致,因此需進行驗證性試驗以確定結(jié)果的科學性和有效性。
基于正交試驗K值確定的最優(yōu)組合制得的萵筍蜜餞感官得分為85.24,高于模糊感官評價得到的最佳工藝配方,即食用鹽添加量0.4%、白砂糖添加量30%、檸檬酸添加量0.6%、煮糖時間18 min,此時產(chǎn)品的感官品質(zhì)最高。
不同烘干時間對產(chǎn)品的色澤、口感、組織形態(tài)等品質(zhì)均產(chǎn)生影響。烘干時間對產(chǎn)品含水量的影響見圖5。
圖5 不同烘干時間對產(chǎn)品含水量的影響Fig.5 Effect of different drying time on product's moisture content
由圖5可知,當烘干時間在0~2 h時,萵筍蜜餞含水量下降最快。依據(jù)國標GB/T 10782-2006,蜜餞果脯含水量<35%才算合格,因此烘干2 h產(chǎn)品含水量即可達標,但烘至4 h時產(chǎn)品表面仍呈濕黏狀態(tài),并沒有達到蜜餞果脯的理想狀態(tài)。因此,本試驗擬選用4 h之后的烘干時間。
預試驗發(fā)現(xiàn),干燥時間對產(chǎn)品的色澤也呈現(xiàn)出較大影響。本試驗考察了不同烘干時間對產(chǎn)品色澤的影響,見表9。
表9 不同烘干時間對色澤的影響Table 9 Effect of different drying time on the color
由表9可知,隨著烘干時間的增加,ΔL*值不斷下降,Δa*值不斷上升,表明產(chǎn)品亮度不斷變暗,色澤由綠逐漸變黃,產(chǎn)品的褐變程度不斷加重。根據(jù)差異性分析結(jié)果,前6 h的Δa*值具有顯著性差異,表明褐變程度變化明顯,8 h后產(chǎn)品顏色趨于穩(wěn)定,但ΔE*值依舊在變小。考慮到含水量在6 h時符合國標并且滿足產(chǎn)品需要,褐變程度最小,因此烘干時間確定為6 h。
2.5.1 感官指標
色澤:呈均勻的黃綠色,透明有光澤;口感:酸甜適口,軟硬適中,有嚼勁;氣味:有獨特的萵筍香味,無異味;組織形態(tài):表面干爽,無流糖、返砂現(xiàn)象。
2.5.2 理化指標
采用優(yōu)化后的加工工藝制備萵筍蜜餞,并對其水分含量、總糖、總酸、總氯化物、蛋白質(zhì)和粗多糖等理化指標進行測定。所得產(chǎn)品水分含量為13.03%,總糖含量為50.36%,總氯化物為6.22%,符合國標GB/T 10782-2006的要求。此外,其總酸占6.9%,蛋白質(zhì)占1.71%,粗多糖占1.09%,為產(chǎn)品提供了豐富的口感,且最大程度保留了萵筍原有的營養(yǎng)成分。
2.5.3 微生物指標
細菌總數(shù)≤100 CFU/g;致病菌未檢出,符合國家食品衛(wèi)生相關標準。
結(jié)合模糊數(shù)學感官評價法,通過單因素和正交試驗優(yōu)化得到萵筍蜜餞的最佳加工工藝:取300 g萵筍條,浸沒于1 g/L的氯化鈣溶液中硬化2 h,而后于0.4%抗壞血酸、0.4%乙二胺四乙酸、0.4% L-半胱氨酸、0.03%茶多酚的復合護色液中浸泡護色1 h,多次沖洗至無異味后,放入含30%白砂糖、0.4%食用鹽、0.6%檸檬酸的糖液中煮制18 min,并于0.09 MPa的真空狀態(tài)下避光浸漬30 min,最后于55 ℃的烘箱中烘制6 h。以該配方制備的產(chǎn)品呈均勻黃綠色,色澤透亮有光澤,且形態(tài)完整,結(jié)構(gòu)緊密,無肉眼可見雜質(zhì),酸甜適口,軟硬適中,有嚼勁。所得成品水分含量為13.03%,總糖含量為50.36%,總酸含量為6.9%,總氯化物含量為6.22%,且其蛋白質(zhì)、粗多糖的含量沒有明顯損失,能夠更好地保留萵筍原有的營養(yǎng)成分,并為產(chǎn)品提供了更加豐富的口感。