冷凍紅薯泥的加工工藝研究

劉 瑩，劉素純，2* ，達(dá)海韜，3，許翎捷

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙410128;2湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，長沙410128;3食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點實驗室，長沙410128;4湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙410128)

紅薯，又名甘薯、地瓜等，為旋花科甘薯屬蔓生性草本植物。中國是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國家，紅薯年產(chǎn)量約為1.33億噸，占世界總產(chǎn)量的88%左右［1］。據(jù)統(tǒng)計，我國的甘薯品種資源已達(dá)到2 000份左右［2］。我國紅薯的利用分布為:飼料50%，工業(yè)加工15%，直接食用14%，種薯6%，15%因保管貯藏不當(dāng)而霉?fàn)€掉［3］。

近年來，紅薯的營養(yǎng)與保健作用受到充分肯定。研究表明，紅薯不僅富含淀粉和可溶性糖、膳食纖維、氨基酸、維生素、礦質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)，還含有多種能維護(hù)血液酸堿平衡、防止動脈粥樣硬化、預(yù)防衰老、預(yù)防糖尿病和肥胖疾病的功能活性成分［4，5］，包括黃酮類化合物和亞麻油酸等揮發(fā)性化學(xué)成分以及胰蛋白酶激活劑和抑制劑等［6］。

目前紅薯的加工利用可以概括為淀粉加工、全粉加工、食品加工等［7］。但總體來說，其開發(fā)應(yīng)用還處于初級階段，加之其加工企業(yè)以中小型企業(yè)居多，工藝簡單，科技含量低，新產(chǎn)品很少被推廣［8］。本研究以紅薯塊根為原料，將新鮮紅薯塊蒸熟后，去皮打成泥，配料成型后速凍冷藏，使該產(chǎn)品作為紅薯加工半成品，最大限度地保留原有紅薯的風(fēng)味、色澤及營養(yǎng)成分，以符合現(xiàn)代快速生活的節(jié)奏和迎合市場的需求。

1 材料與方法

1.1 材料

紅薯:購于當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場;雞蛋、玉米粉、糯米粉:購于超市;檸檬酸、異抗壞血酸鈉、白砂糖、黃奶油:本實驗室提供。

1.2 紅薯泥制作工藝流程

選擇紅薯→處理→蒸煮→護(hù)色配料→壓泥→成型→包裝→冷凍→成品→貯藏。

1.3 紅薯泥制作方法

選用新鮮無腐爛，皮薄，薯心呈橙紅色，無老化組織的紅薯，將其表面清洗，對少量影響品質(zhì)或不可食用的部分進(jìn)行削挖處理，瀝干水分后蒸煮，待熟化后取出冷卻，趁熱攪拌直至無較大顆粒，配料處理后按每個50 g揉搓成團，壓扁成型再包裝冷凍，最后放入－24℃的低溫貯藏庫貯藏。

1.4 試驗設(shè)計

1.4.1 最佳護(hù)色方法研究

試驗進(jìn)行兩組方法的對比試驗。第1組是原料清洗后進(jìn)行削皮，然后切分成厚度約10～15 mm的片狀，放入溶有檸檬酸、異抗壞血酸鈉混合配比的護(hù)色液中浸泡30 min后蒸煮熟化壓泥;第2組是原料清洗后直接蒸煮熟化壓泥。根據(jù)感官評定方法評定成品色澤，以確定最佳護(hù)色方法。

確定第一組護(hù)色液配比用量的方法:先固定異抗壞血酸鈉的添加量為0.10%，對檸檬酸進(jìn)行梯度為0，0.05%，0.15%，0.25%，0.35%，0.45%的單因素試驗，按照感官評定標(biāo)準(zhǔn)(表1)進(jìn)行評定記分，得出最佳檸檬酸取值。再固定該檸檬酸添加量，對異抗壞血酸鈉進(jìn)行梯度為0，0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%的單因素試驗，按照感官評定標(biāo)準(zhǔn)(表1)進(jìn)行評定記分，得出最佳異抗壞血酸鈉取值［9］。

表1 速凍紅薯泥感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standard of quick－frozen sweet potato mud

1.4.2 產(chǎn)品配料配比研究

為保證產(chǎn)品的風(fēng)味和組織狀態(tài)成型，試驗探討3種不同配料的配比方法。第1種:在紅薯泥中按一定比例添加糖、奶油、雞蛋;第2種:在紅薯泥中按一定比例添加糖、奶油、玉米粉;第3種:在紅薯泥中按一定比例添加糖、鹽、糯米粉。從3種方法中確定一種最佳方法，然后選取該方法中各單因素的3個較好的水平做正交試驗，以確定產(chǎn)品配料的最佳配比。

確定每種方法中各配料配比用量的方法:通過單因素試驗，即先固定每種方法中任意兩種配料的添加量，再按表中(表2、表3、表4)梯度變化改變第三種配料的配比用量，按照感官評定標(biāo)準(zhǔn)(表1)進(jìn)行評定記分，以確定其最佳用量，同理依次確定剩余每種配料的最佳用量。

表2 配料配比單因素試驗設(shè)計(方法1)Table 2 Test design of single factor experiment for ingredients proportion(the first method)

表3 配料配比單因素試驗設(shè)計(方法2)Table 3 Test design of single factor experiment for ingredients proportion(the second method)

表4 配料配比單因素試驗設(shè)計(方法3)Table 4 Test design of single factor experiment for ingredients proportion(the third method)

1.4.3 冷凍時間的研究

產(chǎn)品包裝后將數(shù)顯型溫度計的探頭插入紅薯泥中心，然后放入－24℃左右的冰箱中冷凍。每隔2 min記錄顯示溫度，找出溫度變化趨勢規(guī)律，以初步確定冷凍完成時間。

1.5 檢測項目與方法

1.5.1 理化指標(biāo)

還原糖:直接滴定法［10］，按 GB 5009.7－2010測定。

1.5.2 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù):按GB 4789.2－2010測定;大腸菌群計數(shù):按 GB 4789.3－2010測定;致病菌:按 GB 4789.4－2010測定。

1.5.3 感官評價

根據(jù)評估檢測法，由從事食品學(xué)習(xí)的同學(xué)組成10人評定小組，要求評定人員前12 h不吸煙、不飲酒，不食辛辣等刺激性食物;評定過程中評定人員保持一定距離，不相互交談。按照感官評定標(biāo)準(zhǔn)(表1)進(jìn)行評定記分。兩個樣品品嘗之間以清水漱口，并間隔10 min。最后填好評分表并簽名，根據(jù)加權(quán)值進(jìn)行匯總計算，各種產(chǎn)品的綜合評分總分為4分。收集所有評定人員的評定結(jié)果，進(jìn)行分析統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 護(hù)色方法的確定

通過護(hù)色劑單因素試驗，按照表1的評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評定后得出，護(hù)色液中檸檬酸含量在0.15%左右護(hù)色效果較好，異抗壞血酸鈉含量在0.10%左右護(hù)色效果較好。綜合試驗，兩種護(hù)色劑復(fù)合使用效果較單種護(hù)色劑使用效果好。

通過兩組方法的對比，按照表1的評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評定，結(jié)果見表5。

表5 兩組不同護(hù)色方法護(hù)色效果比較Table 5 Comparison on color－protecting effect between two different methods

由表5可以看出，選擇整個塊根直接蒸煮護(hù)色效果較好，還能保證適當(dāng)?shù)乃趾恳岳诔尚汀ｋm然護(hù)色劑對切分后的薯塊起到一定的護(hù)色作用，但相對于未切分直接蒸煮后壓泥形成的薯泥而言，護(hù)色效果仍顯遜色。因此，本試驗采用紅薯塊根直接蒸煮，再經(jīng)配料等工序后冷凍。

2.2 產(chǎn)品配料配比的確定

通過對3種不同方法的單因素試驗，確定3種方法各自相對較佳的配比，并參照表1進(jìn)行感官評定，然后通過3種產(chǎn)品的對比，選出相對較佳的一種方法作下一步的L9(34)正交試驗。

通過試驗得出各種方法的配料配比組成如表6，然后按照表1的評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評定，各種方法的感官評分結(jié)果如下:

表6 3種配料方法效果比較Table 6 Comparison on the effect among 3 composition methods

第1種方法中總體感覺雞蛋在產(chǎn)品中的作用不大，加入過多還會導(dǎo)致產(chǎn)品過度濕潤，色澤變淺。奶油可以起到一定的乳化增稠作用，但用量也需要控制好，過多會使產(chǎn)品原有紅薯香味被奶油味掩蓋，其添加量范圍在0.8%～1%內(nèi)奶油味已經(jīng)比較明顯。第2種方法中加玉米粉在塑形方面可以起到一定作用，彌補一些因原料蒸煮水分過多的現(xiàn)象，但加入玉米粉在紅薯蒸煮壓泥后會出現(xiàn)玉米粉不易蒸熟的現(xiàn)象，可考慮在放入冰箱冷凍前預(yù)煮10 min，但這一操作對產(chǎn)品色澤影響較大，而且還可導(dǎo)致口感不均。另外加入玉米粉很可能使再加工時產(chǎn)品易開裂。第3種方法中鹽的加入有味的相互作用的效果，和糖融合使紅薯風(fēng)味更加鮮美濃郁。糯米粉主要是增稠乳化和塑形的作用，熟化相對玉米粉要容易，但使用量過多會導(dǎo)致產(chǎn)品過度粘稠，顏色變淺，過少則不能達(dá)到預(yù)期效果。通過3種方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品比較，以第3種方法較佳。

試驗確定以第3種方法做進(jìn)一步的L9(34)正交試驗，設(shè)計正交因素水平如表7。

表7 產(chǎn)品配料配比(正交)試驗設(shè)計Table 7 Design of an orthogonal test for material proportion

通過L9(34)正交試驗，參照表1進(jìn)行感官評定得出試驗結(jié)果如表8。

表8 產(chǎn)品配料配比L9(34)正交試驗結(jié)果Table 8 Results of orthogonal test for material proportion

根據(jù)方差分析結(jié)果可以確定最佳水平組合為A2B2C2。按極差大小列出各因素的順序為:B＞C＞A，其中B、C因素對產(chǎn)品質(zhì)量相對影響較大，A因素對產(chǎn)品質(zhì)量影響小。

2.3 冷凍時間的確定

冷凍時間是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素?？紤]經(jīng)濟實用性，經(jīng)初步試驗得出產(chǎn)品在－24℃的冰箱中冷凍效果良好。采用此法，經(jīng)數(shù)顯型溫度計檢測，得出以下趨勢圖:

圖1 溫度與冷凍時間的關(guān)系圖Fig.1 Relationship between temperature and freezing time

由圖1可以看出，溫度在初始階段下降梯度很大，1 h后慢慢趨于緩和，在下降到0℃以后，曲線趨近于一條直線，并以接近0.1℃/min的速度降溫。由此，可以推算出紅薯泥中心溫度從21℃左右下降到－18℃大概需要5 h。冷凍時間的確定既可以保證產(chǎn)品冷凍完全，又可以避免因過度冷凍造成的組織損傷，從而確保產(chǎn)品的正常出品率。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.4.1 理化指標(biāo)

還原糖:16.61%。

2.4.2 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù):145 CFU/g;大腸菌群:≤30 MPN/100 g;致病菌:未檢出。

2.4.3 感官指標(biāo)

香味:薯香味濃且自然。

色澤:橙紅色，色澤均勻。

組織:表面光滑，形狀完整無裂縫，內(nèi)部組織細(xì)密。

口感:砂質(zhì)感，但顆粒較小，口感均勻。

3 結(jié)論

(1)最佳護(hù)色方法:采用紅薯塊根直接蒸煮。

(2)采用糖、鹽、糯米粉適當(dāng)配比的效果較好。最佳配料配比(以紅薯泥重計):糖6%，鹽0.4%，糯米粉2%。

(3)薯泥溫度從21℃到－18℃需要5 h左右。

(4)在最佳條件下進(jìn)行紅薯泥的加工可以最大限度地保證產(chǎn)品的色香味形，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

4 討論

(1)本試驗在對兩組護(hù)色方法比較后確定塊根直接蒸煮的方法，但蒸煮時間過長，可考慮用微波加熱。

(2)紅薯泥最終的配料配比只是相對于3種試驗設(shè)計方法中較佳的組合，還可考慮更多的不同配料配比方法。

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