“冷蒸”熱處理工藝的研究

宋居易++陳惠++郝德榮

摘要：為探討加熱溫度和加熱時(shí)間對(duì)“冷蒸”品質(zhì)的影響，獲取“冷蒸”滅菌的最佳工藝，采用響應(yīng)面法中的中心組合設(shè)計(jì)對(duì)加熱處理后“冷蒸”的色澤、葡萄糖含量、感官品質(zhì)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，當(dāng)加熱溫度為79 ℃、加熱時(shí)間為20 min 時(shí)，“冷蒸”的a*值為0.928，葡萄糖含量為50.80 μg/mL，感官品質(zhì)為優(yōu)，與模型預(yù)測(cè)值基本符合。說明利用響應(yīng)面法優(yōu)化加熱滅菌工藝是可行的，加熱時(shí)間（20 min）與溫度（79 ℃）組合方案具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可為加熱滅菌在“冷蒸”貯藏加工中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：元麥；冷蒸；加熱滅菌；響應(yīng)面法；中心組合設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TS201.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）05-0369-04

元麥即裸大麥，別稱青稞，是大麥的一種類型，系禾本科（Gramineae）大麥屬（Hordeum）谷類植物。元麥含蛋白質(zhì)10%～13.4%，脂肪1.8%～2.9%，維生素B1、維生素B2、維生素B6的含量也很高，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于稻米和面粉，其籽粒中還特別富含β-葡聚糖、食用纖維、母育酚等有益于人類健康的化合物[1]?！袄湔簟笔窃溣删G轉(zhuǎn)黃時(shí)制作的一種產(chǎn)品，營(yíng)養(yǎng)豐富，但其季節(jié)性很強(qiáng)，一般只有10 d左右。因此，研究“冷蒸”的保鮮工藝，可以提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值、延伸相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。

熱力滅菌是最常采用的貯藏保鮮方法的一種，可以有效殺菌和抑制酶活，可以形成風(fēng)味物質(zhì)，但是也會(huì)導(dǎo)致食品的外觀和營(yíng)養(yǎng)方面發(fā)生不同程度的變化[2]。Rawson等發(fā)現(xiàn)熱力處理草莓汁、橘子汁、西瓜汁，會(huì)使其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失和抗壞血酸等生物活性物質(zhì)降解[3]；Skrede等發(fā)現(xiàn)一定的加熱處理會(huì)促進(jìn)果汁中多酚類化合物的氧化而導(dǎo)致褐色物質(zhì)的產(chǎn)生，破壞產(chǎn)品的色澤[4]。因此，研究者通過優(yōu)化加熱時(shí)間與溫度的組合，得到最佳處理工藝。

本試驗(yàn)采用響應(yīng)面法（RSM）中的中心組合設(shè)計(jì)方法，對(duì)加熱處理后“冷蒸”的色澤、葡萄糖含量、感官品質(zhì)進(jìn)行分析，從而獲取最佳加熱溫度與時(shí)間的組合，為地方特色小吃“冷蒸”的保鮮工藝提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1材料由實(shí)驗(yàn)室制作的“冷蒸”樣品[5]（以蘇裸麥1號(hào)為原料）、真空包裝塑料袋（雙面厚度0.18 mm）、葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)于Sigma公司，蒽酮試劑、濃硫酸均為普通化學(xué)試劑。

1.1.2儀器設(shè)備DNP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司）；WH-3微型旋渦混合儀（上海滬西分析儀器廠）；SCL-1300型垂直流潔凈工作臺(tái)（北京賽伯樂實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）；新飛BCD-219CHG2B電冰箱（河南新飛電器有限公司）；GB303電子天平（上海梅特勒一托利多集團(tuán)）；定量移液器（美國(guó)熱電公司）；DZQ-260臺(tái)式真空包裝機(jī)（溫州卓越機(jī)電有限公司）；GKC雙列四孔數(shù)顯恒溫水浴鍋（上海一科儀器有限公司）；NR110 3nh精密色差計(jì)（深圳市三恩馳科有限公司）；752紫外分光光度計(jì)（上海圣科儀器設(shè)備有限公司）。

1.2方法

1.2.1原料處理稱取樣品100 g，（真空袋雙面厚度0.18 mm）真空包裝（樣品厚度為5～8 mm），置于水浴鍋中進(jìn)行加熱處理。單因素試驗(yàn)：（1）溫度為80 ℃，時(shí)間分別為10、20、30、40、50 min，選取最佳加熱時(shí)間范圍；（2）時(shí)間為20 min，溫度分別為65、70、75、80、85 ℃，選取最佳加熱溫度范圍。

1.2.2色澤測(cè)定應(yīng)用精密色差計(jì)定量測(cè)定顏色。L*值表示亮度，0表示黑色，100表示白色。a*值表示紅綠方向顏色變化，+a*值表示向紅色方向變化，-a*值表示向綠色方向變化。b*值表示黃藍(lán)方向變化，+b*值表示向黃色方向變化，-b*值表示向藍(lán)色方向變化。在樣品袋表面用記號(hào)筆標(biāo)注5個(gè)圈（直徑大于色差計(jì)探頭），每個(gè)處理再做1次重復(fù)[2，6]。

1.2.3葡萄糖的測(cè)定采用蒽酮分光光度法[7]進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4感官評(píng)價(jià)評(píng)定小組由3位具有3年以上專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人員組成，自然燈光下進(jìn)行，每次評(píng)定在早上10：00進(jìn)行，房間溫度控制在22 ℃，對(duì)樣品的黏性、咀嚼性、細(xì)膩度指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1[8]。

1.2.5微生物指標(biāo)的測(cè)定將所得最佳處理的樣品在4 ℃下貯藏30 d后進(jìn)行微生物指標(biāo)測(cè)定。（1）菌落總數(shù)：參照 GB 4789.2—2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》[9]；（2）大腸菌群：參照 GB 4789.3—2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》[10]；（3）霉菌和酵母：參照 GB4789.15—

表1“冷蒸”感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)定項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)9～10分6～8分3～5分0～2分黏性很黏較黏一般無咀嚼性較有彈性有彈性一般無細(xì)膩度較細(xì)膩細(xì)膩一般粗糙甜度較甜甜一般無

2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)測(cè)定》[11]。每個(gè)處理設(shè)置 2 次重復(fù)，3個(gè)平行，結(jié)果取平均值。

1.2.6數(shù)據(jù)處理各指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次，數(shù)據(jù)由SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析，圖由Origin 8.0繪制。

2結(jié)果與分析

2.1在80 ℃下不同加熱時(shí)間對(duì)“冷蒸”色澤、葡萄糖含量及感官品質(zhì)的影響

如圖1所示，對(duì)于L*值和b*值來說，5組不同加熱時(shí)間處理的樣品無顯著差異（P<0.05）；對(duì)于a*值來說，加熱時(shí)間為10、20、30 min時(shí)的樣品與加熱時(shí)間為40、50 min時(shí)的樣品間差異顯著（P<0.05）。因此，加熱時(shí)間在10～30 min之間時(shí)，對(duì)“冷蒸”的色澤影響較小。

如圖2所示，不同加熱時(shí)間處理會(huì)使樣品中葡萄糖含量先增加后降低再增加，但是在10～30 min時(shí)間內(nèi)，樣品中葡萄糖含量基本無顯著差異（P<0.05）。

如表2所示，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的黏性、咀嚼性和細(xì)膩度均增加；甜度結(jié)果與上面葡萄糖含量的檢測(cè)結(jié)果較一致。青稞中淀粉含量為40.54%～67.68%，平均值為59.25%，普遍含有74%～78%支鏈淀粉，有些含量甚至高達(dá)或接近100%[12]，因此易于糊化，增加了樣品的黏性和咀嚼性，提高了其細(xì)膩度，改善了樣品的口感。

雖然，加熱時(shí)間為40 min和50 min時(shí)樣品的黏性、咀嚼性和細(xì)膩度較高，但對(duì)樣品的色澤和葡萄糖含量影響較大，故綜上所述，加熱時(shí)間選擇在10～30 min。

2.2不同加熱溫度加熱20 min對(duì)“冷蒸”色澤、葡萄糖含量及感官品質(zhì)的影響

如圖3所示，對(duì)于L*值和b*值來說，5組不同加熱溫度處理之間無顯著差異（P<0.05）；對(duì)于a*值來說，加熱溫度為75、80、85 ℃時(shí)的樣品與加熱溫度為65、70 ℃時(shí)的樣品間差異顯著（P<0.05）。

如圖4所示，不同加熱溫度處理之間均有顯著差異（P<0.05）；加熱處理會(huì)使樣品中葡萄糖含量先升高后降低，在加熱溫度為80 ℃時(shí)，樣品中葡萄糖含量最高。

如表3所示，隨著加熱溫度的增加，樣品的黏性、咀嚼性和細(xì)膩度均增加；甜度先增加后減少。鄭學(xué)玲等研究表明，青稞淀粉在60 ℃以下時(shí)膨脹力較小，當(dāng)溫度上升到60 ℃之后其膨脹力明顯增大，而且其成糊溫度在80 ℃左右[13]。

根據(jù)以上色澤、葡萄糖含量和感官品質(zhì)評(píng)價(jià)的綜合考慮，加熱溫度選擇在75～85 ℃。

2.3響應(yīng)面優(yōu)化“冷蒸”的保鮮工藝

2.3.1中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，將加2.3.2“冷蒸”加熱處理的最佳條件優(yōu)化為使“冷蒸”在加熱處理中最大程度地保持其色澤、葡萄糖含量和感官品質(zhì)，利用Design Expert軟件，通過對(duì)3個(gè)方程模擬尋優(yōu)，結(jié)果如圖5所示。當(dāng)加熱時(shí)間19.89 min、加熱溫度78.75 ℃時(shí)，可得到最佳響應(yīng)值，即a*值為0.94，葡萄糖含量為50.84 μg/mL，感官品質(zhì)為32.42分。選取加熱溫度79 ℃、加熱時(shí)間20 min條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)結(jié)果：a*的均值為0928，相對(duì)誤差為0.56%；葡萄糖含量為50.80 μg/mL，相對(duì)誤差為0.20%；感官品質(zhì)為33分，相對(duì)誤差為0.20%；這表明響應(yīng)面法優(yōu)化“冷蒸”保鮮工藝的方案是可行的。

2.3.3微生物指標(biāo)測(cè)定將加熱溫度79 ℃、加熱時(shí)間20 min 條件下得到的樣品在4 ℃貯藏30 d后測(cè)定的微生物指標(biāo)為：細(xì)菌總數(shù)60 CFU/mL；大腸菌群<3 CFU/mL；霉菌和酵母<20 CFU/mL。根據(jù)食品科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(huì)（IFST）的規(guī)定[14]，細(xì)菌總數(shù)以及酵母和霉菌可接受的最大微生物量分別在 4 lg CFU/mL 和3 lg CFU/mL。所以，此處理的樣品符合規(guī)定。

3結(jié)論與討論

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面法建立了加熱滅菌處理的溫度和時(shí)間與“冷蒸”色澤、可溶性糖含量和感官品質(zhì)之間關(guān)系的二次多項(xiàng)回歸模型，經(jīng)驗(yàn)證該模型擬合程度高，準(zhǔn)確有效。優(yōu)化得到的最佳加熱殺菌工藝修正條件為加熱溫度79 ℃、加熱時(shí)間20 min。此時(shí)獲得的a*值、葡萄糖含量、感官品質(zhì)得分的實(shí)際值與預(yù)測(cè)值均基本吻合，表明響應(yīng)面法用于加熱殺菌工藝的優(yōu)化是可靠的，本研究可為“冷蒸”貯藏加工中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

由本試驗(yàn)結(jié)果可知，適當(dāng)?shù)募訜崽幚頃?huì)提高“冷蒸”的葡萄糖含量和改善感官品質(zhì)，但是樣品的顏色卻發(fā)生了改變。食品發(fā)生顏色變化的原因有3種：一是葉綠素被破壞[15-16]；二是發(fā)生了非酶褐變[17]；三是酶促褐變[18-20]。本試驗(yàn)加熱處理溫度較高、處理時(shí)間也較長(zhǎng)，酶促褐變的可能性較小，因此推測(cè)“冷蒸”發(fā)生色變的原因?yàn)槿~綠素遭到破壞或是發(fā)生非酶褐變或是兩者皆有，須要以后對(duì)此進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證來得到其變色的原因。

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