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贡糖生产过程中加工参数的优化

2022-03-22郑佳俐王文成黄艺宁郭萌

安徽农业科学 2022年5期
关键词:响应面法质量控制

郑佳俐 王文成 黄艺宁 郭萌

摘要 以感官评分为研究指标,采用单因素试验及Box-Behnken响应面试验对影响贡糖质量稳定性的因素进行优化。结果表明,贡糖最优加工参数为花生粒径1.6 mm、糖基添加比例50%、糖基含水量6%。在此条件下可以较好地控制贡糖贮藏期间的氧化酸败及产品口感,提高质量稳定性,解决贡糖传统加工上的难题。

关键词 贡糖;质量控制;响应面法

中图分类号 TS247  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2022)05-0161-03

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.05.040

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Optimization of Processing Parameters in the Production of Tribute Candy

ZHENG Jia-li1,2,WANG Wen-cheng1,2,HUANG Yi-ning1,2 et al

(1.Zhangzhou Institute of Technology,Zhangzhou,Fujian 363000;2.Zhangzhou Food Industry Research Institute,Zhangzhou,Fujian 363000)

Abstract Using sensory evaluation as research indicator, the influencing factors on the quality stability of tribute candy were optimized by using single factor experiment and Box-Behnken response surface test. The results showed that the optimal processing parameters of tribute candy were as follows: peanut’s particle size 1.6 mm, adding proportion of glycosyl 50%, glycosyl’s water content 6%. Under these conditions, the oxidative rancidity and product flavor of tribute candy in the storage period could be better controlled, the quality stability could be improved. The difficulties in the traditional processing of tribute candy were solved.

Key words Tribute candy;Quality control;Response surface method

基金项目 福建省中青年教师教育科研项目(JAT201279);福建省科技计划项目(2018N2002)。

作者简介 郑佳俐(1982—),男,福建漳州人,讲师,硕士,从事食品科学研究。

收稿日期 2021-07-21

贡糖是福建民间传统的名点。由于早期传统贡糖制作以人力捶捣、敲打成型,乃谐音称为“贡”,更因贡糖口感香酥甜美,食后满口留香,回味无穷,像历代贡品一般高贵,因此谓之“贡”,其中较出名的是泉州贡糖、金门贡糖等。贡糖源于花生与麦芽糖和蔗糖的结合,烘焙后的花生破碎后与相应比例的麦芽糖、蔗糖糖液混合,然后施以捣碎、夹缠,最后压皮、做条、切块成形。

闽南贡糖传统生产方式以家庭作坊加工为主,产品针对的是地方性小市场,产量较低,产品质量参差不齐,保质期也较短。随着市场的发展,经营者对产品的生产规模、生产品质的要求逐步提高,消费者对产品的质量要求更高。虽然已有部分工艺可以用机械代替手工制作,但生产者发现贡糖生产在原料颗粒大小、糖基的添加比例等加工参数全凭手工师傅的经验,不同企业间缺乏相应的参数标准,而且贡糖中的

主要原料花生在烘烤破碎后含有较高的脂肪含量,导致贡

糖贮藏过程中容易出现脂肪氧化酸败现象,影响贡糖货架期的

质量稳定性[1-4]。若贡糖贮藏期间的质量稳定性无法得到有效解决,则无法实现贡糖的生產规模化。

笔者通过研究花生粒径、糖基添加比例、糖基含水量对贡糖贮藏期间的质量稳定性的影响,优化贡糖加工参数,提高贡糖的质量稳定性,解决贡糖传统生产工艺上的难题。

1 材料与方法

1.1 原料

花生、蔗糖、麦芽糖均为市售。

1.2 仪器与设备

夹层锅、真空缸、调配罐、压皮机及其他实验室常用设备、仪器。

1.3 感官评定

挑选15名有经验的人员依据感官评价标准表(表1),对贡糖的感官品质进行评分。分别去掉1个最高分和1个最低分后,取平均值作为最终感官评分。外观40分,口感、香气60分,总分100分。

1.4 工艺流程 工艺流程如下:

原料(花生)→挑选清洗→烘烤、冷却→破碎→与糖液混合挂糖→冷却、压皮、做条→切块→成品。

操作要点如下:

①原料挑选。选用颗粒饱满、无霉烂、虫蛀及未成熟的花生仁,清洗。

②烘烤、冷却。烘烤温度控制在130~150 ℃,时间为30 min,以果仁呈浅棕黄色并有花生香气为准。烘烤后的花生仁应立即用冷风机冷却至45 ℃以下后脱皮,避免后熟产生焦煳味[5-6]。

③破碎。冷却后的花生仁经破碎、过筛分级后得到所需粒径的花生颗粒,备用[7]。

④与糖液混合挂糖。将麦芽糖和蔗糖按1∶1的比例加入少量水混合于熬糖锅中,在100 ℃下熬制25 min后将花生颗粒混入,充分搅拌均匀[8-9]。

⑤冷却、压皮、做条。混匀后通过压皮机反复压制成型后做条。

⑥切块。做条后的贡糖根据产品要求进行剪切。

1.5 试验方法

1.5.1 单因素试验。

以花生粒径、糖基添加比例、糖基含水量为影响因素[10],经过40 ℃恒温贮藏30 d的加速试验后,以贡糖的感官评分作为研究指标,进行单因素试验。

1.5.2 响应面试验因素与水平设计。

在单因素试验的基础上,使用Design Expert 8.0.6.1软件,以花生粒径(A)、糖基添加比例(B)、糖基含水量(C)三因素为自变量,以40 ℃恒温贮藏30 d后的感官评分作为响应值,进行三因素三水平的响应面设计[11-12]。Box-Behnken响应面试验因素与水平设计见表2。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 花生粒径对贡糖质量稳定性的影响。在糖基添加比例50%、糖基含水量6%的条件下,将花生破碎、过筛定级后,研究花生粒径分别为1.1、1.6、2.2、3.0、3.7 mm时贡糖的质量稳定性。通过高温加速试验后进行感官评定,各贡糖样品感官评价结果如图1所示。从图1可以看出,当花生粒径为1.1~3.7 mm时,贡糖的感官评分呈先增加后降低的变化趋势。当花生粒径为1.6 mm时贡糖的感官评分最高;当花生粒径为1.1 mm时贡糖的感官评分低,主要原因在于花生破碎颗粒越小,花生出油量增加,花生颗粒的总表面积增大,不利于糖基对其包裹保护,导致油脂氧化严重,出现明显哈败味。随着花生粒径的增大,虽然出油量减少,油脂氧化缓解,但哈败味不明显。但是,花生粒径过大,异物感明显,与贡糖传统的绵密口感差别较大,感官评分下降。经过风味、口感等方面综合考虑,确定适宜的花生粒径为1.6 mm。

2.1.2 糖基添加比例对贡糖质量稳定性的影响。

在花生粒径1.6 mm、糖基含水量6%的条件下,研究贡糖中糖基添加比例分别为30%、40%、50%、60%和70%时样品的感官评分。从图2可以看出,当糖基添加比例为50%时感官评分最高;当糖基添加比例低于50%时,感官评分有所降低,原因在于糖基添加比例过低时,无法有效包裹花生颗粒,隔绝与外界氧气接触,导致贡糖酸败明显,哈败味较大[13]。此外,当糖基添加比例太低时,贡糖甜度不够,口感不佳。当糖基添加比例大于50%时,可以有效包裹花生颗粒,延缓氧化酸败。但是,当糖基添加比例过高时,贡糖整体口感偏甜、偏硬,不符合消费大众口味。因此,确定贡糖中糖基的适宜添加比例为50%。

2.1.3 糖基含水量对贡糖质量稳定性的影响。

在花生粒径1.6 mm、糖基添加比例50%的条件下,通过调整糖基含水量,研究糖基含水量分别为4%、6%、8%、10%、12%时经过加速贮藏试验后贡糖样品的感官评分,结果如图3所示。从图3可以看出,贮藏同样天数,当糖基含水量为6%时贡糖的感官评分最高;当糖基含水量为4%时贡糖样品氧化酸败不严重,但口感偏硬,颜色偏深,影响贡糖的食用品质。当糖基含水量大于6%时,随着糖基含水量的增加,贡糖样品氧化酸败愈发严重,哈败味愈发明显,原因可能是糖基中大量的水分随着贮藏期的延长而迁移至花生颗粒,从而加速花生颗粒中脂肪氧化,故确定贡糖适宜的糖基含水量為6%。

2.2 响应面试验结果

2.2.1 响应面试验。

通过Design Expert 8.0.6.1软件,用花生粒径(A)、糖基添加比例(B)、糖基含水量(C)三因素作为自变量,以40 ℃恒温贮藏30 d后的感官评分作为响应值,进行响应面分析。回归方程为Y=88.27+1.59A+2.77B+2.93C-2.03AB-0.20AC+2.83BC-3.16A2-5.39B2-5.55C2。Box-Behnken响应面试验结果见表3。

方差分析结果表明,模型的P值<0.000 1,失拟项的P值=0.397 5>0.05,可见该回归模型达到极显著水平。R2=0.987 3,R2 adj=0.971 1,表明回归模型可解释97.11%的响应值变化。同时,一次项A、B、C,交互项AB、BC,二次项A2 、B2 、C2为极显著项(P<0.01),交互项AC为不显著项(P>0.05)。通过F值分析发现,3个因素对贡糖感官评分的影响顺序大小为C>B>A。

2.2.2 响应面图分析。

响应面图可以直观反映出花生粒径(A)、糖基添加比例(B)、糖基含水量(C)3个因素间的交互作用。响应面图中的等高线越接近椭圆形,说明各因素间相互作用越强,越接近圆形表示各因素间相互作用越弱[14-15]。从图4~5可以看出,曲面坡度较陡,等高线接近椭圆形,表明AB和BC两因素间交互作用较强,对贡糖感官评分的影响明显。花生粒径直接影响出油量,糖基添加比例有助于包裹保护花生颗粒,缓解氧化酸败,且花生粒径及糖基添加比例直接影响贡糖的甜度、硬度等口感。糖基含水量及糖基添加比例则直接决定了贡糖后期贮藏期间糖基向花生颗粒的水分迁移量,影响氧化酸败的程度。从图6可以看出,响应面的曲面坡度较为平缓,等高线接近圆形,表明A、C之间交互作用较弱,对贡糖感官评分的影响不显著。

2.2.3 最优参数的确定与验证。

通过响应面优化得到贡糖加工的最优参数:花生粒径1.64 mm、糖基添加比例51.61%、

糖基含水量6.34%。在此条件下,贡糖的最终感官评分预测值为89.33分。

考虑到实际生产操作的方便性,将最优参数修正如下:花生粒径1.6 mm、糖基添加比例为50%、糖基含水量为6%。通过进一步试验对这些参数进行验证,验证试验结果表明感官评分为89.68分,与预测值的相对误差为0.39%,表明采用该方法预测贡糖的感官评分具有实际可行性。

3 结论

应用Box-Behnken响应面试验设计对贡糖的加工参数进行优化,得出最优加工参数为花生粒径1.6 mm、糖基添加比例为50%、糖基含水量为6%。依此参数加工的贡糖在贮藏期间色泽均匀、无明显的油渍渗出及哈败味,口感协调,无异物感,甜度适宜,贡糖贮藏期间的质量稳定性明显提高。

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