凍干調味苦瓜脆片填充工藝和質構特性研究

代佳宇，隋佳辰，朱清怡，文連奎（吉林農業(yè)大學食品科學與工程學院，吉林長春130118）

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凍干調味苦瓜脆片填充工藝和質構特性研究

代佳宇，隋佳辰，朱清怡，文連奎*
（吉林農業(yè)大學食品科學與工程學院，吉林長春130118）

摘要：以新鮮苦瓜為原料，對凍干調味苦瓜脆片填充的配方及加工工藝進行研究。通過單因素試驗和正交試驗確定了填充工藝的配方，并考察了填充溫度、真空度和抽真空的時間對苦瓜脆片質構特性、色澤、感官品質的影響。結果表明：在大豆蛋白10%、麥芽糊精20%、食鹽0.3%、木糖醇0.5%的條件下，苦瓜脆片的感官評分為8.87±0.28。在填充溫度40℃、真空度0.07 MPa、抽真空的時間20min的條件下，產品色澤（ΔΕ）值為4.61，脆度值為60.89 N，硬度值為133.90 N，感官評分為8.82，產品具有良好的感官品質和質構特性。

關鍵詞：凍干；調味苦瓜脆片；填充工藝；質構特性

苦瓜（Momordica charantia L.）是葫蘆科（Cucurbitaceae）苦瓜屬植物，又稱癩葡萄和錦荔枝，屬蔓性一年生蔬菜，在全國各地都有栽培。苦瓜具有很高的營養(yǎng)和藥用價值[1]，富含苦瓜多糖、皂苷、多肽等多種活性成分，具有清心明目、解熱益氣、降血糖及預防肥胖等功能[2]。目前，苦瓜主要作為烹調食用，亦有苦瓜茶等產品[3]。本試驗將苦瓜填充營養(yǎng)及調味物質，經真空冷凍干燥加工成凍干調味苦瓜脆片，改善其適口性，提高其附加值和營養(yǎng)價值。

填充工藝對本試驗產品的風味、營養(yǎng)和品質具有重要影響。試驗中采用質構儀和色差儀，以硬度、脆度、色澤和感官評分作為評價指標[4-6]，得到凍干調味苦瓜脆片填充最佳工藝條件，為苦瓜脆片的產業(yè)化生產提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料、儀器與設備

1.1.1材料

苦瓜，購于市場；麥芽糊精、大豆蛋白、食鹽、木糖醇均為食品級，市售。

1.1.2儀器與設備

DZF-6050型真空干燥箱：上海基瑋試驗儀器設備有限公司；TA-XT2i型質構分析儀：英國Stable Micro System公司；CR-400色差儀：柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；LG0.2型真空冷凍干燥機：新陽速凍設備制造有限公司；PC真空干燥器：保定高新區(qū)陽光科教儀器廠；其他實驗室常用儀器設備。

1.2方法

1.2.1工藝流程

苦瓜去瓤→切片（5 mm）→燙漂、護色→瀝干→復合溶液配制→真空填充→瀝干→真空冷凍干燥→檢測

1.2.2操作要點

1.2.2.1預處理

選用成熟度適中，肉質厚的新鮮苦瓜，洗凈、切成5 mm厚片，去瓤籽。將苦瓜片浸入300 mg/kg氯化鋅的護綠液中，在95℃溫度條件下燙漂3 min。

1.2.2.2填充試驗

護色后的苦瓜片瀝干后浸入不同質量濃度的復合填充液中，在真空條件下進行處理。以大豆蛋白、麥芽糊精、食鹽、木糖醇制作復合填充液。在預試驗基礎上，確定各因素水平，按照L9（34）正交表設計正交試驗，以感官評分為評價指標，最終確定4種填充物料的配比。以100 mL水中加入填充劑質量計量，其正交試驗設計因素水平見表1。

表1　調味苦瓜脆片填充液濃度L9（34）正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for filling concentration of flavored bitter gourd crisps

利用最佳填充液濃度配方，采用正交試驗優(yōu)化苦瓜脆片的填充工藝參數(shù)，選擇溫度、真空度、抽真空的時間3個因素，在單因素試驗基礎上設置3個水平，以苦瓜脆片的色澤、脆度、硬度和感官品質為評價指標，從而得出調味苦瓜脆片填充工藝的最佳參數(shù)。正交試驗因素水平表見表2。

表2　填充工藝條件正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for filling process conditions

1.2.2.3真空冷凍干燥

填充后的苦瓜片經瀝干后，均勻地鋪在托盤上，厚度為10 mm，將探頭插入中間夾層，預凍溫度-28℃，90 min。在工控機Window XP操作系統(tǒng)的界面，設定曲線，開啟凍干供液及真空泵，達到設定真空度進行加熱，升華開始。當物料溫度趨近于加熱板的溫度45℃時為凍干終點，即得到苦瓜脆片。

1.2.3測定方法

1.2.3.1色澤的測定

采用CR-400色差儀對填充后的苦瓜脆片進行測定，參數(shù)模式設定為“L、a、b”，L表示亮暗（黑白）指數(shù)，+表示偏白，-表示偏暗；a表示紅綠指數(shù)，+表示偏紅，-表示偏綠；b表示黃藍指數(shù)，+表示偏黃，-表示偏藍[7]。其中L*、a*、b*為空白組的測定值，“L、a、b”為樣品的測定值，通常用總色差ΔΕ=[（L-L*）2+（a-a*）2+（b-b*）2]1/2=[（ΔL2+Δa2+Δb2）]1/2反映整體的色澤變化[8]。由于苦瓜片填充后色澤分布不均勻，試驗中將待測苦瓜脆片粉碎，過40目篩后取樣，測定L、a、b值。

1.2.3.2脆度和硬度的測定

用TA-XT2i型質構分析儀測定凍干苦瓜脆片的脆度和硬度[9-10]。具體步驟為：采用物性測定儀，用P35探頭進行測試，測前速度為5.0 mm/s，測試速度為0.5 mm/s，測試后返回速度10.0 mm/s，測試壓縮比30 %[11-13]。在測試過程中，最大峰值為樣品的硬度，其值越大，產品越硬；第一個較明顯的峰值為脆度，其值越大，產品脆度越大，脆性程度越低，苦瓜脆片品質越差。

1.2.3.3感官評定

本試驗選擇10名評價員，根據(jù)感官評分表對產品進行評分（見表3）。

表3　產品感官評分表Table 3 Sensory score sheet of the product

根據(jù)A. D. Little的風味剖面法及Szczesinak的時間依賴法，依照風味剖面中“外觀順序”的原則，按時間順序進行評定，即咬第一口階段、咀嚼階段、剩余或第三階段，主要依據(jù)產品的酥脆性評分[14]。產品的最終感官評分為真實打分乘以相應的系數(shù)。

2　結果與討論

2.1調味苦瓜脆片的填充液配比的確定

結合文獻并且在多次預試驗之后，選擇大豆蛋白、麥芽糊精、食鹽、木糖醇作為填充劑，對調味苦瓜脆片填充物料的添加量進行正交試驗，試驗結果如表4。

續(xù)表4苦瓜脆片填充配方的正交試驗結果Continue table 4 Orthogonal test results of filling recipe for bitter gourd crisps

由表4的試驗結果分析可知，各因素對調味苦瓜脆片的感官品質影響最顯著的是食鹽，其次是麥芽糊精，再次是大豆蛋白，最后是木糖醇。根據(jù)K值，本試驗最優(yōu)水平組合為A2B1C3D2，即大豆蛋白10 %、麥芽糊精20 %、食鹽0.3 %，木糖醇0.5 %。利用該組合進行重復驗證試驗，得到該條件下凍干苦瓜脆片的感官評分為8.87±0.28。

2.2填充工藝單因素試驗結果與分析

2.2.1不同溫度對苦瓜脆片質構和感官品質的影響

在真空度0.07 MPa、抽真空時間20 min的條件下，分別考察25、40、55、70、85℃時的填充溫度對凍干苦瓜脆片品質的影響。結果見圖1。

圖1　不同溫度對苦瓜脆片質構和感官品質的影響Fig.1 Crispness and sensory score of bitter gourd crisps at different temperature

表4　苦瓜脆片填充配方的正交試驗結果Table 4 Orthogonal test results of filling recipe for bitter gourd crisps

由圖1可知，隨著填充溫度的升高，苦瓜脆片的脆度和感官評分變化明顯，說明溫度對最終產品的品質有很大的影響。在40℃時脆度和感官評分達到最大值而后降低，原因是溫度過高時，使得蛋白質變性，分子結構被破壞且體積增大[15-16]，滲透能力下降；麥芽糊精的黏度隨溫度的增加而減小，易滲透但附著在苦瓜表面的量減少，導致產品營養(yǎng)成分的損失，且苦瓜變軟，影響了產品的酥脆性和感官品質。因此填充溫度選擇在25℃～55℃較好。

2.2.2不同真空度對苦瓜脆片質構和感官品質的影響

在溫度40℃、抽真空時間20 min的條件下，分別考察0.01、0.03、0.05、0.07、0.09 MPa時的真空度對凍干苦瓜脆片品質的影響，結果見圖2。

圖2　不同真空度對苦瓜脆片質構和感官品質的影響Fig.2 Crispness and sensory score of bitter gourd crisps at different vacuum pressure

由圖2可知，產品脆度及感官品質均隨真空度的升高而升高，而產品的硬度卻隨之下降。當0.07 MPa時脆度最高而后稍有降低，在較低真空度時產品的脆度較差，硬度較大。這是因為真空度太小，溶液的滲透壓較低，不足以使填充劑擴散到苦瓜片內部，而真空度越大，所形成的蒸汽壓越大，加大了填充液滲入苦瓜片的速率，進而增加了固形物填充量，使得最終產品的質構酥脆，硬度減小。因此，真空度選擇在0.05 MPa～0.09 MPa范圍較好。

2.2.3抽真空的時間對苦瓜脆片質構和感官品質的影響

在溫度40℃、真空度0.07 MPa的條件下，分別考察10、20、30、40、50 min時的抽真空時間對凍干苦瓜脆片品質的影響，結果見圖3。

圖3　抽真空的時間對苦瓜脆片質構和感官品質的影響Fig.3 Crispness and sensory score of bitter gourd crisps at different vacuum time

由圖3可知，當抽空時間超過20 min時產品品質達到最佳，而后隨時間的增加，產品脆度和感官評分逐漸下降。這是因為當時間達到一定值時，苦瓜片內部的空氣幾乎全部抽出，在破除真空進行真空填充的過程中，苦瓜內能夠保持較大的負壓有利于填充物料的迅速滲透，繼續(xù)提高抽真空的時間，從苦瓜片中所能抽出的殘存空氣量已很少，對真空填充過程中苦瓜內部負壓的變化影響不大，且長時間的浸漬，使填充劑黏度降低、滲透效率下降、苦瓜片變得黏軟，降低了產品的酥脆性及感官品質。因此，抽真空的時間選擇在10min～ 30 min較好。

2.3填充工藝正交試驗結果與分析

基于以上單因素試驗結果可知，溫度、真空度、抽真空的時間對苦瓜脆片的質構及感官品質的影響較為顯著，因此初步確定了各因素的水平大?。簻囟?5、40、55℃；真空度0.05、0.07、0.09 MPa；抽真空的時間10、20、30 min。采用正交設計對填充工藝參數(shù)進行優(yōu)化，確定最佳的參數(shù)，見表5。

表5　填充工藝的正交試驗設計與結果Table 5 Design and results of orthogonal experiments for filling process

由表5可知，若以色澤（ΔΕ）為考察指標，影響苦瓜脆片品質的因素排序為B'＞C'＞A'，即根據(jù)最小色差值得出最佳組合為A2'B2'C3'；若以脆度為考察指標，影響苦瓜脆片品質的因素排序為A'＞C'＞B'，即溫度＞抽真空的時間＞真空度，最佳組合為A2'B2'C2'；若以感官評分為考察指標，影響苦瓜脆片品質的因素排序為A'＞C'＞B'，即溫度＞抽真空的時間＞真空度，最佳組合亦為A2'B2'C2'。采用多指標正交試驗綜合平衡法，最終確定了試驗最佳的組合為A2'B2'C2'，即填充溫度為40℃、真空度為0.07 MPa、抽真空的時間20 min，按此最佳參數(shù)進行驗證試驗，此工藝下苦瓜脆片的色澤（ΔΕ）值為4.61，脆度值為60.89 N，硬度值為133.90 N，感官評分為8.82，產品色澤淡綠，香味濃郁，口感酥脆，具有優(yōu)良的品質。

3　結論

通過對調味苦瓜脆片的填充工藝進行的試驗研究，得到如下結論：

1）影響苦瓜脆片品質的主要填充試驗因素有各填充物料的添加量、填充溫度、真空度、抽真空的時間。

2）在選定的填充環(huán)境下，以最終產品的感官評分為指標，得到最佳填充配方：大豆蛋白10 %、麥芽糊精20 %、食鹽0.3 %、木糖醇0.5 %，最終苦瓜脆片的感官評分為8.87±0.28。通過建立了單因素試驗，研究了填充溫度、真空度、抽真空的時間這三個自變量對產品的色澤（ΔΕ）、脆度、硬度三個因變量的影響，經結果分析可知，各因素對產品品質均有重要的影響，進而確定了填充工藝正交試驗設計的水平范圍。

3）通過正交試驗的結果分析，確定調味苦瓜脆片的填充工藝最佳參數(shù)：溫度40℃，真空度為0.07 MPa，抽真空的時間為20 min，經平行試驗反復驗證此工藝參數(shù)，得到的實際值與理論值較相近，說明該正交試驗設計合理，對苦瓜脆片填充工藝參數(shù)的篩選有較好的理論指導作用。

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Filling Technology and Texture Properties of Freeze-dried Flavored Bitter Gourd Crisps

DAI Jia-yu，SUI Jia-chen，ZHU Qing-yi，WEN Lian-kui*
（School of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，Jilin，China）

Abstract：This experiment used fresh bitter gourd as raw materials，studied filling recipe and processing technology for freeze-dried flavored bitter gourd crisps.In order to explore the optimal process parameters and the filling formula of bitter gourd crisps，single factor and orthogonal tests were conducted. And studied the effects of filling temperature，vacuum degree and vacuum time for texture characteristics，color and sensory quality of bitter gourd crisps.The results showed that：under the conditions of soy protein 10 %，maltodextrin 20 %，salt 0.3 %，xylitol 0.5 %，sensory score of bitter gourd crisps was 8.87±0.28.The optimal process parameters were filling temperature of 40℃，vacuum degree of 0.07 MPa，vacuuming time of 20 min，color（ΔΕ）value of 4.61，crispness value of 60.89 N，hardness value of 133.90 N，sensory score of 8.82，the excellent sensory quality and higher texture properties of freeze-dried flavored gourd crisps were achieved under the optimal processing conditions.

Key words：freeze-drying；flavored bitter gourd crisps；filling technology；texture properties

收稿日期：2015-02-08

*通信作者:文連奎（1962—），男（漢），教授，博士，主要研究方向：果蔬保鮮與加工工程。

作者簡介：代佳宇（1988—），女（漢），在讀碩士，研究方向：食品真空冷凍干燥技術。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.032