低糖香糯桂花甜藕軟罐頭工藝優(yōu)化研究

鄧源喜，馬 龍，汪張貴，孫蘭萍，曾衛(wèi)國

（蚌埠學(xué)院 生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030）

蓮藕，又稱芙蓉、玉環(huán)等，屬睡蓮科，多年生草本水生類果蔬，集營養(yǎng)與保健于一體[1-4].尤其是它的低脂，高碳水化合物的特點，受到越來越多的消費者青睞，具有較高的經(jīng)濟價值.桂花，又名九里香、金粟等，是我國十大傳統(tǒng)名花之一，也是著名的香料植物，研究表明，桂花既具有健胃化痰、平肝等作用，又具有治痰多咳嗽，閉經(jīng)腹痛等保健功能[5-9].而我國蓮藕、桂花資源豐富，因此，如何研制開發(fā)出更多的桂花、蓮藕食品很值得研究.近年來低糖食品很受消費者歡迎，隨著食品工業(yè)的發(fā)展，一些功能性甜味料和強力甜味劑越來越廣泛的應(yīng)用到食品加工中，部分取代了蔗糖，這與它們良好的加工適性與特殊的功能等有著密切的關(guān)系，例如低聚糖、麥芽糖、三氯蔗糖等，尤其是低聚糖、麥芽糖，研究表明對人體具有防止血糖增高、防齲齒、預(yù)防肥胖等特殊的生理保健功能[10-16].

我國傳統(tǒng)桂花糯米甜藕是以蓮藕、糯米、糖、桂花為主要原料，由作坊式加工而成，具有營養(yǎng)、香甜、方便等特點，一直深受廣大消費者的喜愛.但是，目前桂花甜藕的加工工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量還存一些問題，例如，在加工和貯藏過程中產(chǎn)品容易褐變，變硬老化，感官品質(zhì)差，保質(zhì)期縮短等;此外，產(chǎn)品加工中采用蔗糖或蜂蜜，難免其品種單一，品質(zhì)參差不齊等.而國內(nèi)學(xué)者目前研究此類產(chǎn)品的也為數(shù)很少，因此深入研究產(chǎn)品傳統(tǒng)工藝，通過其工藝改良和創(chuàng)新，開發(fā)具有保健營養(yǎng)功能的低糖糯米藕食品，使之逐步達到規(guī)范化、規(guī)?；?、工業(yè)化生產(chǎn)要求，這對于提高藕制品加工企業(yè)經(jīng)濟效益，促進蓮藕制品的市場繁榮與發(fā)展等具有重要的現(xiàn)實意義[17-20].

2 材料與方法

2.1 材料與設(shè)備

蓮藕（購于蚌埠沃爾瑪超市）；桂花（購于蚌埠市家樂福超市）；食用鹽（安徽鹽業(yè)總公司生產(chǎn)）；白糖（上海樂購物流有限公司生產(chǎn)）；糯米（購于蚌埠家樂福超市）；甜味劑（三氯蔗糖）、D一異抗壞血酸鈉、檸檬酸、卡拉膠均由實驗室提供；護色劑自配；電子臺秤（余姚紀銘稱重校驗設(shè)備有限公司生產(chǎn)）；高壓滅菌鍋；電冰箱（合肥榮事達電冰箱有限公司）等.

2.2 實驗方法

2.2.1 桂花糯米甜藕加工工藝流程

原料挑選及預(yù)處理→護色→保脆→灌糯米→熱處理→糖液熬煮→真空熱罐裝→殺菌→冷卻→檢驗→成品.

2.2.2 桂花糯米甜藕加工工序操作重點

(1)原料挑選及預(yù)處理：選擇形狀規(guī)則、大小適中、無病蟲害、無機械傷的新鮮蓮藕進行清洗、修整、去皮處理.

(2)護色與保脆：將挑選及預(yù)處理好的蓮藕分別采用護色液和保脆劑處理.

(3)灌糯米：用不銹鋼刀將經(jīng)護色和保脆劑處理后的藕較粗端切一藕蓋，往每個藕洞中裝入淘洗干凈的桂花糯米混合物（裝至一至八成滿），蓋上切下的藕蓋，用細線將其扎住.

(4)熱處理：將灌糯米后半成品進行常壓蒸制（9-12min），沸水煮制（4-6min）.

(5)糖液熬煮：將經(jīng)熱處理后的半成品立即進行混合糖液（自配）煮制（3-4h）.

(6)熱罐裝、殺菌：糖液熬煮后的半成品盡快進行真空熱罐裝與殺菌（121℃10-15min），冷卻后待保溫檢驗及感官評定.

2.2.3 正交實驗方案設(shè)計

為了控制桂花糯米糖藕產(chǎn)品品質(zhì)，本實驗先對影響桂花糯米糖藕產(chǎn)品質(zhì)量的主要加工工藝進行單因素試驗，通過查閱相關(guān)資料，本研究選擇檸檬酸濃度、保脆劑（CaCl2）濃度、復(fù)合糖糖煮時間、殺菌條件四個因素做單因素實驗，具體如下：檸檬酸添加量分別為 0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%,0.22%；CaCl2濃度分別為為0.2%、、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，考察保脆時間分別為0min、5min、10min、15min、20min、25min；糖煮時間分別為2.5h、3.0h、3.5h、4.0h、4.5h；殺菌工藝選用 121℃0min、10min、15min、20min、25min.在以上單因素試驗的基礎(chǔ)上，評審小組通過對樣品感官指標評定，評分標準見表1（總分 10分）[19，21-22]，選出每個因素中較優(yōu)的三個水平進行產(chǎn)品的工藝正交優(yōu)化試驗，從而得出加工桂花糯米糖藕的最佳工藝參數(shù).

表1 樣品感官指標評定標準

3 結(jié)果與分析

3.1 影響桂花糯米甜藕品質(zhì)關(guān)鍵因素的水平選擇

3.1.1 檸檬酸濃度的選擇

表2 樣品組織褐變程度評分標準

由于蓮藕組織中含有多酚氧化酶，易導(dǎo)致鮮切蓮藕的褐變，在糯米藕的去皮工序中，需要護色處理，以防止褐變.通過查閱資料，檸檬酸既可以降低酚酶反應(yīng)體系pH值，又可以絡(luò)合銅輔基,抑制多酚氧化酶活性，能有效控制樣品褐變現(xiàn)象的發(fā)生，采用D-異抗壞血酸鈉（0.05%），酸度調(diào)節(jié)劑檸檬酸和NaCl（1.0%）三者復(fù)合效果好[19,23-27].因此，本實驗通過選擇不同濃度檸檬酸與NaCl 1.0%、D-異抗壞血酸鈉0.05%組合,室溫下，復(fù)合護色液護色40min，取出瀝水，放置18h后觀察樣品,并進行感官評分，評分標準見表2，以確定檸檬酸最佳濃度,實驗結(jié)果見表3所示.

表3 復(fù)合護色液不同濃度的檸檬酸的護色效果

根據(jù)表2，表3實驗結(jié)果可知，復(fù)合護色液中隨著檸檬酸濃度的增加,樣品的評分值越高，樣品組織的褐變程度逐漸減小,當檸檬酸濃度0.06%濃度時褐變程度明顯減弱,檸檬酸濃度0.14%時樣品組織的褐變得到較好控制，檸檬酸濃度0.18%時樣品組織的褐變控制效果很好.可見，在復(fù)合護色液中檸檬酸加入量0.02～0.18%范圍內(nèi)，檸檬酸的量越多，褐變抑制效果越好，這種作用在與D-異抗壞血酸鈉、氯化鈉復(fù)合使用時較明顯，這可能是競爭性的螯合Cu2+引起的[24-27].

3.1.2 保脆劑濃度的選擇

桂花糯米甜藕在加工中因高壓殺菌、高溫處理易出現(xiàn)質(zhì)地變軟，硬度下降現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì)，為此采用CaCl2對蓮藕進行保脆處理.在18℃～25℃溫度條件下（固液比1:3），將藕片分別采用CaCl2溶液（濃度為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）進行保脆實驗，通過比較樣品的質(zhì)地與口味，確定保脆劑的最佳濃度，結(jié)果見表4.

表4 不同濃度CaCl2處理的樣品品質(zhì)比較

由表4知CaCl2濃度對藕制品的質(zhì)地與口味影響很大，隨其濃度的增加，樣品由爛變軟，脆度增加，當濃度達到0.6%時脆嫩可口，且有藕特有的清香味.原因可能是CaCl2中的Ca2+激活了果膠甲脂酶，提高酶的活性，促使果膠轉(zhuǎn)化為甲氧基果膠，再與Ca2+作用生成不溶性的果膠酸鈣，并因它的凝膠作用，增強了細胞間的連接，使藕片組織通過與果膠形成鈣橋或加強細胞的纖維結(jié)構(gòu)而達到硬化的目的[28].但是當濃度大于此值則藕香味變淡，且?guī)в袧?故綜合樣品質(zhì)地與口感因素CaCl2的適宜濃度為0.6%左右.

3.1.3 保脆時間的選擇

由3.1.2試驗確定了適宜的保脆劑濃度，在此保脆劑濃度（0.6%CaCl2）的前提下做保脆時間選擇實驗.分別對藕片進行了0min,5min,10min，15min，20min，25min的保脆試驗，結(jié)果見表5.

表5 不同保脆處理時間的效果比較

由表5可以看出，樣品經(jīng)過0.6%CaCl2溶液保脆5min～25min處理后，硬度由軟變硬，通過對比發(fā)現(xiàn)保脆10min較好，樣品軟硬適度，低于或高于此值效果都不好.綜合評定CaCl2的保脆時間為10min.

3.1.4 糖煮時間對蓮藕制品的影響

表6 不同糖煮時間的品質(zhì)比較

因不同糖煮時間影響到成品的色、香、味等品質(zhì)，通過查閱大量文獻資料和前期試驗成果，采用自配混合糖（麥芽糖20%、三氯蔗糖0.008%、低聚異麥芽糖1.6%）與檸檬酸（0.06%）的組合對樣品進行糖煮.實驗結(jié)果見表6.由表6可知，樣品經(jīng)過2.0～4.0h不同時間的糖液熬煮，樣品感官品質(zhì)發(fā)生明顯改變，當樣品經(jīng)3.5h糖液熬煮處理后色、香、味、形俱佳.

3.1.5 殺菌條件對蓮藕制品保藏的影響

桂花糯米甜藕屬低酸性食品，要采用高溫（121℃）殺菌，才能保證產(chǎn)品在常溫下能夠保藏.但是不同的殺菌時間會對樣品的顏色、味道、貨架期等產(chǎn)生重要的影響，殺菌時間過長會使樣品品質(zhì)差；殺菌時間過短，易出現(xiàn)敗壞現(xiàn)象，貨架期短；所以選擇殺菌時要盡可能減少時間，實驗設(shè)計如表7所示，保溫實驗條件為產(chǎn)品放置36±0.1℃的恒溫箱中9天，然后觀察樣品變化）.

由實驗結(jié)果表7可知，樣品分別采用0min～25min 121℃殺菌處理后，樣品品質(zhì)和保溫后脹袋情況有較明顯的變化.比較發(fā)現(xiàn)樣品采用10min 121℃殺菌處理條件好，既盡量保存其營養(yǎng)素，保持產(chǎn)品品質(zhì)，又能徹底殺菌達到商業(yè)無菌的條件，產(chǎn)品的貯藏期得到了保證.

表7 不同殺菌時間對品質(zhì)的影響

3.2 桂花糯米甜藕工藝條件的優(yōu)化

表8 正交因素水平表

為確定桂花糯米甜藕的最佳工藝參數(shù),根據(jù)單因素試驗結(jié)果，本階段設(shè)計了正交優(yōu)化實驗，評價指標為感官品質(zhì)，實驗設(shè)計見表8.

3.2.1 極差分析法

由表9極差分析可以看出,ABCD四個因素對桂花糯米甜藕樣品感官品質(zhì)影響程度大小為A>B>C>D,可見，主要影響因素為保脆劑的濃度,次要因素為糖煮時間和檸檬酸添加量，殺菌條件影響程度最小.桂花糯米甜藕的最佳工藝組合為A2B2C2D1，即CaCl2濃度為0.6%，檸檬酸濃度為0.14%，糖煮時間為3.5h，殺菌條件為121℃、10min.感官評分表見表1.

3.2.2 方差分析法

由于實驗存在誤差，用直觀分析法無法區(qū)別實驗結(jié)果的不同是由各因素水平的變化還是實驗誤差造成的，因此需要對實驗結(jié)果做方差分析.通過查閱F值表可知：F0.10(2,2)=9.000,F0.05(2,2)=19.000.由表10可知：FD

表9 桂花糯米糖藕工藝條件極差分析

表10 桂花糯米甜藕工藝條件的方差分析

3.3 桂花糯米甜藕的驗證性試驗

由3.2內(nèi)容知，當試驗工藝參數(shù)分別為CaCl2濃度為0.6%，檸檬酸濃度為0.14%，糖煮時間為3.5h，殺菌條件為121℃、10min時，產(chǎn)品質(zhì)量好，為確保工藝參數(shù)的可重復(fù)性，故要針對此優(yōu)化工藝條件進行重復(fù)試驗3次.試驗結(jié)果表明，在此優(yōu)化條件下加工的產(chǎn)品感官評分為平均分為9.3(滿分10分)，產(chǎn)品軟硬適中，滲糖均勻，色香味好.

4 結(jié)論

通過正交優(yōu)化試驗，確定了產(chǎn)品復(fù)合護色所需檸檬酸濃度為0.14%（NaCl 1.0%,D-異抗壞血酸鈉0.05%），保脆劑CaCl2濃度為0.6%，保脆處理10min；采用混合糖（麥芽糖漿20%、三氯蔗糖0.008%、低聚異麥芽糖1.6%）并添加0.60%檸檬酸進行糖液熬煮3.5h；殺菌條件121℃ 10min.在此條件下加工的香糯桂花甜藕產(chǎn)品品質(zhì)好，保質(zhì)期較長.

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