何梦影,张康逸,*,朱笑鹏,王 莉,张 灿,赵 迪

(1.河南省农业科学院农副产品加工研究中心,河南郑州 450002;2.江南大学食品学院,江苏无锡 214122)

捻转,又叫碾转或撵转,是中国华北、华中等地区的特色小吃,以青麦仁为原料,经洗净、烘烤或炒干,再经专用石磨将其捻成绳状的制品,可直接食用,或再经凉拌、炒制调味,具有独特的嚼劲和青麦香味[1]。捻转富含淀粉、蛋白质、膳食纤维和α、β两种淀粉酶等营养成分,能够帮助人体消化,降低血糖[2-3],是一种绿色健康的小麦制品。

本团队目前已对捻转的制作工艺、营养成分、风味以及速冻捻转的品质保持方面做了大量的研究[4-6],对传统捻转的制作工艺进行了完善,实现了规范化生产且产品品质较为稳定。但传统捻转口味与产品形式较为单一,限制了捻转的推广发展,而简单的速冻工艺则会使捻转在冻藏和解冻过程中品质发生劣变,造成营养成分和风味物质的流失,口感变差[7]。而休闲类食品,开袋即食取用方便,将捻转调味后制作成即食产品,既丰富了捻转的口感,也能较大程度地保持捻转的原有口感。近年来学者们做了大量关于即食肉干、水产品、豆制品等方面的研究[8-11],如骆红玲等[12]以感官品质为指标,确立了即食香鱼产品的最优卤制、预干燥和油炸加工工艺;赵品等[13]研究了盐腌时间、预干制条件与间歇真空糟制条件对酒糟鱼品质的影响。但关于即食捻转配方、制作参数及灭菌条件等系统生产工艺方面的研究仍未见报道。目前在工艺优化研究中,常用均匀设计结合主成分分析的方法进行实验,均匀设计法主要用于实验方案和产品配方的优化等[14-15],而主成分分析则主要运用于综合评价产品品质等方面[16-17]。

本研究以感官评分为考察指标,通过单因素和均匀设计试验,对即食捻转进行了配方工艺优化,确定最佳工艺参数,在此基础上以感官评分、菌落总数、色泽、质构为考察指标,通过主成分分析对即食捻转的灭菌方式进行优化,确定灭菌工艺,为新口味即食捻转的推广应用提供理论和技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

速冻鲜食青麦仁 河南省农科院农副产品加工研究所;食盐、花椒、辣椒、菠菜粉 均购自郑州家乐福超市。

DL-5色彩色差计 美国Hunter Lab公司;TA.XT-Plus型质构仪 英国Stable Micro System公司;AL204电子天平 梅特勒-托利多仪器有限公司;SPX-250B-Z生化培养箱 上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;SW-CJ-1FD超净工作台 上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;YSN-X1T电热食品烘炉 广州荷达科技有限公司;YXQ-LS-立式压力蒸汽灭菌锅 上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;MAGIC真空包装机 广州迩杰逻包装机械有限公司;超纯水机 北京盛盛科技发展有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 捻转的加工工艺

1.2.1.1 工艺流程 青麦仁→清洗→熟制(加料煮)→浸泡→过滤→烘烤→晾凉→拌入芝麻和菠菜粉→碾磨→包装→灭菌

1.2.1.2 操作要点 速冻青麦仁洗净沥干,取青麦仁1 kg,加水1.5 kg,加入一定量的食盐、花椒、辣椒煮制15 min,关火浸泡,浸泡完成后捞出沥水25 min,使青麦仁表面的水分充分晾干。将沥水后的青麦仁平铺于烤盘中,设置烤箱温度为底火83 ℃,面火153 ℃,烘烤一段时间后,取出加入一定量菠菜粉和15 g芝麻拌匀,冷却至室温,放入石磨进行碾磨,将制作完成的捻转进行真空包装,并灭菌处理。

1.2.2 即食捻转配方优化的单因素实验

1.2.2.1 食盐添加量对捻转感官品质的影响 取青麦仁1 kg,设定花椒、辣椒(质量比4.5∶6.5)添加比例50%,菠菜粉添加量9 g,浸泡时间60 min,焙烤时间60 min;食盐添加量分别为13、15、17、19、21 g,按照1.2.1方法制备捻转并测定感官评分。

1.2.2.2 花椒与辣椒添加比例对捻转感官品质的影响 取青麦仁1 kg,设定食盐添加量17 g,菠菜粉添加量9 g,浸泡时间60 min,焙烤时间60 min;花椒、辣椒(质量比4.5∶6.5)添加比例分别为10%、30%、50%、70%、90%,按照1.2.1方法制备捻转并测定感官评分。

1.2.2.3 菠菜粉添加量对捻转感官品质的影响 取青麦仁1 kg,设定食盐添加量17 g,花椒、辣椒(质量比4.5∶6.5)添加比例50%,浸泡时间60 min,焙烤时间60 min;菠菜粉添加量分别为5、7、9、11、13 g,按照1.2.1方法制备捻转并测定感官评分。

1.2.2.4 浸泡时间对捻转感官品质的影响 取青麦仁1 kg,设定食盐添加量17 g,花椒、辣椒(质量比4.5∶6.5)添加比例50%,菠菜粉添加量9 g,焙烤时间60 min;浸泡时间分别为20、40、60、80、100 min,按照1.2.1方法制备捻转并测定感官评分。

1.2.2.5 焙烤时间对捻转感官品质的影响 取青麦仁1 kg,设定食盐添加量17 g,花椒、辣椒(质量比4.5∶6.5)添加比例50%,菠菜粉添加量9 g,浸泡时间60 min,焙烤时间分别为50、55、60、65、70 min,按照1.2.1方法制备捻转并测定感官评分。

1.2.3 均匀设计试验 在单因素实验的基础上选取食盐添加量、花椒与辣椒(HL)的添加比例、菠菜粉添加量、浸泡时间、焙烤时间作为自变量,以感官评分为考察指标,进行五因素十水平U10(105)的均匀设计试验,设计方案见表1,确定即食捻转的最佳工艺参数。

表1 均匀设计试验因素U10(105)

1.2.4 最佳灭菌工艺参数的优化 对真空包装袋进行100 ℃蒸煮灭菌5 min,紫外照射30 min,40 ℃烘干包装袋水分。按照优化后的最佳工艺参数制作捻转,每袋按照(30±0.1) g的标准用灭菌后包装袋进行真空包装,根据试验参数进行100 ℃蒸煮-紫外联合灭菌,不同灭菌组合分别为100 ℃蒸煮4 min-紫外杀菌20 min,100 ℃蒸煮5 min-紫外杀菌15 min,100 ℃蒸煮6 min-紫外杀菌10 min,将灭菌后样品于4 ℃条件下贮藏7 d。按时取样测定色泽、质构、菌落总数相关品质指标,并进行主成分分析,建立综合评分模型,确定最佳灭菌参数。

1.2.5 指标测定

1.2.5.1 感官评分标准 随机选20名有经验的评价员组成评价小组,在进行品评时随机放置,依次对捻转色泽、香气、形态、口感、组织进行综合评价,结果取平均值。评定标准见表2。

表2 捻转感官评分标准

1.2.5.2 色度的测定 参照Li等[18]的实验方法。用便携式色差仪测定不同热灭菌时间参数下,捻转贮藏过程中色泽的变化,依次读取L、a、b值,其中,L代表明度指数,从黑暗(L=0)到明亮(L=100)的变化;a代表颜色从绿色(-a)到红色(+a)的变化;b代表颜色从蓝色(-b)到黄色(+b)的变化。每个样品取样5次,取平均值。ΔE计算公式如下:

式(1)

式中:L、a、b为贮藏过程中样品的颜色参数;L*、a*、b*为0 d对照样品的颜色参数。

1.2.5.3 质构的测定 用CT3质构仪对捻转硬度、内聚性、粘附性进行测定分析,评价捻转的品质。测定条件:TPA(texture profile analysis)模式,选用P150圆柱形探头,力量感应元2500 N、检测速度60 mm/min、时间间隔1 s、形变百分量30%、探头回升表面高度20 mm,记录弹性、内聚性、粘附性3个考察指标,每个样品测定5次,取平均值[19]。

1.2.5.4 菌落总数的测定 菌落总数测定参照GB 4789.2-2016[20]的具体方法步骤进行。

1.3 数据处理

采用SPSSV 19.0、DPS 7.05对实验数据进行统计分析处理。

2 结果与分析

2.1 即食捻转配方工艺的优化

2.1.1 食盐添加量对捻转感官品质的影响 由图1可知,随着食盐的添加量增加,捻转的感官评分呈现先升高后降低的趋势,且食盐添加量在19 g时,捻转的感官评分达到最大值。食盐添加量主要影响捻转的口感,添加量较低时捻转几乎没有咸味,感官评分较低,而添加量过多时,捻转咸味过重,口感不佳,因此,食盐添加量在17～21 g左右较为适宜,感官评分较高。

图1 食盐添加量对捻转感官评分的影响

2.1.2 花椒与辣椒(HL)的添加比例对捻转感官评分的影响 由图2可知,随着HL添加比例的增大,捻转的感官评分不断升高,在添加比例达到50%时达到最大值,继续增加添加量感官评分则趋于平缓,继而开始下降。花椒、辣椒的添加主要赋予捻转麻辣口味,添加量过少捻转缺乏麻辣口感,而添加量过多则口味过重,麻辣味掩盖了捻转原有的麦香味,感官评分过低,因此,HL的添加比例在30%～70%之间较为适宜。

图2 HL的添加比例对捻转感官品质的影响

2.1.3 菠菜粉添加量对捻转感官评分的影响 由图3可知,捻转的感官评分在菠菜粉添加量为7 g时达到最大值,继续增加菠菜粉添加量,感官评分则开始降低,当添加量超过11 g时,感官评分的变化趋于平缓。菠菜粉的添加不仅赋予捻转碧绿的色泽,同时从口感上为捻转带来蔬菜的清香味。若菠菜粉添加量过少,则捻转色泽较为暗淡,而添加量过高则捻转中菠菜味道过重,掩盖了其本身的麦香味,导致感官评分降低。因此,菠菜粉添加量在7～11 g之间较为适宜。

图3 菠菜粉添加量对捻转感官品质的影响

2.1.4 浸泡时间对捻转感官品质的影响 由图4可知,随着浸泡时间的延长,捻转的感官评分呈现出先升高后降低的趋势,在浸泡时间为60 min时达到最大值,超过80 min后则趋于平缓。采用各种调味料进行浸泡的主要目的是为了使青麦仁原料更加入味,但时间过长则导致青麦仁吸水过多,后续制作的捻转含水量较高,口感易发粘,成条性较差[21]。综上可得,浸泡时间在40～80 min范围内较为适宜。

图4 浸泡时间对捻转感官品质的影响

2.1.5 焙烤时间对捻转感官评分的影响 由图5可知,随着焙烤时间的增加,捻转的感官评分在65 min时达到最大值,继续增加焙烤时间则呈现下降趋势。焙烤是青麦仁原料脱水与熟化的过程,焙烤时间过短则青麦仁熟化度不足,碾磨时不成形,易粘连,焙烤时间过长,则青麦仁水分散失较多,导致碾磨时捻转质地粗糙,口感发硬,成条性较差。综上所述,焙烤时间在60～70 min之间较为适宜。

图5 焙烤时间对捻转感官品质的影响

2.1.6 均匀设计试验结果 以感官评分为目标,采用二次多项式逐步回归,建立回归方程,如下:

式(2)

表3 均匀设计试验结果

经F检验可得,P值为0.0004<0.01,同时R2=0.9950,F=79.4062,方程拟合度较好,模型极显著。感官评分取最大值时,根据模型预测得到最佳工艺参数为:以每公斤青麦仁计,食盐添加量为21.5 g,花椒与辣椒添加量为25.0%(两者质量分别为102.4 g、147.9 g),菠菜粉添加量为6.5 g,浸泡时间为79 min,焙烤时间为63 min,感官评分为97.68。选用该参数进行验证试验,三次平行试验得到捻转产品的感官评分为96.29,与理论预测值较为接近,同时高于其它试验组得分,说明该模型得到的数据结论准确。

2.2 最佳灭菌工艺参数的优化

即食捻转于4 ℃贮藏的过程中,感官评分、色泽、质构、菌落总数随着时间的变化趋势如表4所示,随着贮藏时间的延长,捻转的感官评分、L值、b值、内聚性和粘附性呈现降低的趋势,a值、ΔE值和硬度则呈现出升高的趋势,同时经过灭菌处理后的捻转在0～3 d贮藏时间内菌落总数均为零,超过5 d后才略有菌落生长。因此,通过主成分分析以感官评分、色泽、质构为考察指标建立总分评价模型,从而得到最佳的灭菌参数。

表4 不同灭菌组合对捻转贮藏期间品质的影响

经SPSS分析得到,KMO检验系数为0.732,且巴特利特球形检验(Bartlett)统计值的sig值为0.000,说明原始变量可以进行主成分分析[21],由表5主成分分析结果表明,前2个主成分的贡献率分别为73.263%、16.740%,累计贡献率达到90.003%,即提取2个主成分可以解释全部指标的大部分信息,较全面地反映捻转的品质信息。因此选取前2个主成分作为捻转贮藏品质的重要主成分,根据主成分分析的特征向量(表6)和载荷图(图6)可知,第一主成分反映感官评分、L、b、ΔE值、硬度、内聚性6个成分指标的信息;第2主成分反映a值和粘附性2个成分指标的信息。由得分系数矩阵表6可知,以第1、2主成分得分系数为权重,计算 2个主成分得分的公式如下:

Y1=0.155X1+0.160X2-0.140X3+0.153X4-0.152X5-0.159X6+0.164X7+0.056X8

式(3)

Y2=0.198X1-0.179X2+0.373X3-0.170X4-0.236X5+0.028X6+0.045X7+0.670X8

式(4)

根据贡献率(表5),计算不同灭菌处理组对捻转贮藏期间品质保持的综合得分,公式如下:

Z=0.73263Y1+0.16740Y2

式(5)

表5 灭菌工艺对捻转品质影响的特征值和贡献率

表6 2个主成分的特征向量

表7 灭菌工艺对捻转品质影响的成分得分系数矩阵

由图7可知,经过不同灭菌时间处理的捻转,随着储存时间的延长,综合评分均呈下降趋势。蒸煮6 min-紫外杀菌10 min的灭菌处理方式得到的捻转产品在贮藏期间综合得分均高于其他两组,说明蒸煮6 min-紫外杀菌10 min灭菌处理方式对捻转的保鲜效果最佳,其次是蒸煮4 min-紫外杀菌20 min,最后蒸煮5 min-紫外杀菌15 min的保鲜效果综合得分均低于其他两组。

图6 灭菌工艺对捻转品质影响的主成分载荷图

图7 灭菌工艺对捻转品质影响的综合得分

3 结论

本研究通过单因素实验、均匀设计实验优化得到捻转的最佳配方工艺为:以每公斤青麦仁计,食盐添加量为21.5 g,花椒与辣椒添加量为25.0%(两者质量分别为102.4 g、147.9 g),菠菜粉添加量为6.5 g,浸泡时间为79 min,焙烤时间为63 min,此条件下制作即食捻转的感官评分为96.29。以此配方制作捻转经过灭菌处理后,通过主成分分析及综合评分模型建立,得到100 ℃蒸煮6 min-紫外杀菌10 min的杀菌条件下,即食捻转的品质保持效果最佳。

本研究丰富了小麦传统制品捻转的种类,使捻转产品的口味更加多样,同时通过灭菌技术延长了捻转的货架期,便于捻转产品的推广,突破了其销售的季节性与地域局限性。但灭菌后的捻转产品与新鲜捻转相比,色泽与口感均略有下降,如何最大程度地保留新鲜捻转的翠绿色泽与有嚼劲的口感是后续研究的重点。