響應(yīng)面法優(yōu)化方便抓飯浸泡工藝

馬 欣,李煥榮,于晨晨,李 濤,李貝貝,馬蘭花,王子榮,*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052;2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)

響應(yīng)面法優(yōu)化方便抓飯浸泡工藝

馬 欣1,李煥榮1,于晨晨1,李 濤1,李貝貝2,馬蘭花1,王子榮1,*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052;2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)

本實驗旨在優(yōu)化方便抓飯大米的浸泡工藝為工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。在單因素實驗基礎(chǔ)上,以浸泡時間、浸泡溫度、浸泡水米質(zhì)量比為自變量,感官評分為響應(yīng)值,采用響應(yīng)面法對大米的浸泡工藝進(jìn)行了優(yōu)化,考察了浸泡時間、浸泡溫度、浸泡水米質(zhì)量比對方便抓飯質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明,隨著浸泡時間和浸泡水米質(zhì)量比增加,方便抓飯硬度逐漸變小,彈性呈先升高后降低的趨勢,粘聚性和粘聚性均呈先降低后升高的趨勢。隨著浸泡溫度升高,方便抓飯硬度、咀嚼性均呈現(xiàn)下降趨勢,彈性呈先升高后降低的趨勢,粘聚性呈先降低后升高的趨勢。當(dāng)浸泡時間為30 min、浸泡溫度為40 ℃、浸泡水米質(zhì)量比為1.4∶1時,方便抓飯感官評分最高,此時方便抓飯具有濃郁的抓飯香氣,形狀規(guī)整,有嚼勁,粘彈性好,軟硬適中,容易被大眾接受。

方便抓飯,浸泡,質(zhì)構(gòu)特性,響應(yīng)面,感官評價

抓飯不僅是新疆各族家庭餐桌上的主食,也是招待客人的上等佳品[1-2]。

為了保證抓飯的食用品質(zhì),在其生產(chǎn)中的每一個步驟都需要嚴(yán)格把控,而大米浸泡條件尤為重要。大米浸泡過程中米粒吸水量是影響抓飯品質(zhì)的一個非常重要的環(huán)節(jié)。米粒吸水量過少,會使得大米內(nèi)層和外層淀粉糊化不均勻,制作的抓飯硬度大,口感較差,甚至?xí)霈F(xiàn)飯粒夾生現(xiàn)象[3]。中谷文子[4]研究表明,吸水量增加能顯著降低飯粒硬度,但米粒吸水過量,會使米粒腹部與背部水分吸收存在水分差而引起龜裂,蒸煮時內(nèi)部淀粉粒從裂紋處涌出使米飯失去原有彈性,甚至米粒出現(xiàn)脹裂現(xiàn)象[5-8]。

目前,關(guān)于方便抓飯的報道很少,因此,本文對方便抓飯大米浸泡工藝的優(yōu)化進(jìn)行了研究,以便為抓飯的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

純凈水 新疆石河子娃哈哈有限公司;倉綠長粒香米 新疆北大倉農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司;植物油、食用鹽、白砂糖、胡蘿卜、羊肉(后腿肉) 購于新疆友好超市南昌路店。

TA-XT2i 型質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司;PL203 天平 梅特勒-托利多儀器(上海有限公司);CH2082 格蘭仕電磁爐 廣東中山市格蘭仕生活電器有限公司;11063測溫儀 美國DeltaTrak;TD 電子天平 余姚市金諾天平儀器有限公司;DZKW-S-6電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫(yī)療儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 抓飯制作 選用品質(zhì)良好的原輔料用清水清洗、切丁(胡蘿卜尺寸約為0.7 cm×0.7 cm×4 cm;羊肉尺寸約為2 m×2 cm×2 cm),油脂加熱(2 min),炒制羊肉、胡蘿卜(3 min),再將大米下鍋(100 g),煮制后燜制(25 min)冷卻后進(jìn)行真空包裝,最后殺菌得到成品。

表3 浸泡時間對方便抓飯質(zhì)構(gòu)特性的影響

注:同列中上標(biāo)字母不同者表示差異顯著(p<0.05);表4、表5同。

1.2.2 抓飯大米浸泡工藝單因素實驗

1.2.2.1 浸泡時間對方便抓飯感官品質(zhì)的影響 在浸泡溫度40 ℃、浸泡水米質(zhì)量比1.4∶1條件下,考察不同浸泡時間(10、20、30、40、50 min)對方便抓飯感官品質(zhì)的影響。

1.2.2.2 浸泡溫度對方便抓飯感官品質(zhì)的影響 在浸泡時間30 min、浸泡水米質(zhì)量比1.4∶1條件下,考察不同浸泡溫度(20、30、40、50、60 ℃)對方便抓飯感官品質(zhì)的影響。

1.2.2.3 浸泡米水質(zhì)量比對方便抓飯感官品質(zhì)的影響 在浸泡時間30 min、浸泡溫度40 ℃的條件下,考察不同浸泡水米質(zhì)量比(1.0∶1、1.2∶1、1.4∶1、1.6∶1、1.8∶1)對方便抓飯感官評分的影響。

1.2.3 響應(yīng)面實驗 在單因素實驗的基礎(chǔ)上,選擇浸泡時間(A)、浸泡溫度(B)、浸泡水米質(zhì)量比(C)為響應(yīng)因素,以感官評分為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面實驗,其因素與水平見表1。采用Design-Export 8.0.6統(tǒng)計軟件進(jìn)行實驗分析。

表1 Box-Behnken實驗因素與水平

1.2.4 質(zhì)構(gòu)特性測定 質(zhì)地的測定采用質(zhì)構(gòu)剖面分析模式(TPA),使用P36R型圓柱形探頭,壓縮程度為65%,測試前速率5 mm/s,測試速率0.5 mm/s,測試后速率5 mm/s,停留時間3 s。每個樣品重復(fù)3次平行實驗。

1.2.5 感官評價方法 參照GB/T 15682-2008,制定出感官評價標(biāo)準(zhǔn),挑選本專業(yè)教師、研究生10人(5男5女)通過培訓(xùn)組成感官評價小組。感官評價使用百分制,如表2所示[11]。

表2 方便抓飯的感官評價

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 所有測得數(shù)據(jù)采用Excel統(tǒng)計,使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行均值方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大米浸泡時間對方便抓飯質(zhì)構(gòu)特性及感官評價的影響

由表3可知,方便抓飯硬度隨著浸泡時間的延長逐漸變小,其中當(dāng)浸泡時間為40～50 min時,方便抓飯硬度變化最大從1612.825 g下降到1274.854 g。方便抓飯彈性隨著浸泡時間延長呈先升高后降低的趨勢,而咀嚼性和粘聚性隨著浸泡時間延長呈先降低后升高的趨勢。當(dāng)浸泡時間為30 min時,方便抓飯彈性達(dá)到最大值,而其咀嚼性和粘聚性達(dá)到最小值。

表4 浸泡溫度對方便抓飯質(zhì)構(gòu)特性的影響

表5 大米浸泡水米質(zhì)量比對方便抓飯質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖1 浸泡時間對方便抓飯的感官評價的影響Fig.1 Effect of soaking time on sensory evaluation of convenient pilaf

由圖1可知,當(dāng)浸泡時間為30 min時,感官評分達(dá)到最高值。說明浸泡時間短,米粒吸水量較少,使制作出來的抓飯質(zhì)地偏硬或夾生。當(dāng)浸泡時間達(dá)到50 min時,米粒吸水過量,制作出來的抓飯質(zhì)地過軟,米粒黏成塊狀。因此,較適宜的浸泡時間為30 min。

2.2 大米浸泡溫度對方便抓飯質(zhì)構(gòu)特性及感官評價的影響

由表4可知,隨著浸泡溫度的升高,方便抓飯硬度、彈性、咀嚼性、粘聚性變化均顯著(p<0.05)。浸泡溫度升高,硬度、咀嚼性均呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)浸泡溫度在40～60 ℃時,方便抓飯硬度變化最大,從2046.169 g下降到1428.007 g;方便抓飯咀嚼性隨著浸泡溫度升高呈降低趨勢。當(dāng)浸泡溫度60 ℃時,方便抓飯咀嚼性達(dá)到最小值。方便抓飯彈性隨著浸泡溫度升高呈先升高后降低的趨勢(p<0.05);當(dāng)浸泡溫度40 ℃時,方便抓飯彈性達(dá)到最大值。方便抓飯粘聚性隨浸泡溫度的升高呈先降低后升高趨勢,當(dāng)浸泡溫度40 ℃時,方便抓飯粘聚性為最小值。

由圖2可以看出,當(dāng)浸泡溫度為40 ℃時,方便抓飯的感官評分最高。當(dāng)浸泡溫度為20 ℃時,浸泡溫度較低使米粒表層溫度跟米粒內(nèi)核溫度相差較小,水分子擴散變慢,米粒吸水少,口感較硬或夾生[12]。當(dāng)浸泡溫度為60 ℃時,米粒表層溫度高于米粒內(nèi)核溫度,溫差大,水分子滲透快,吸水過量,導(dǎo)致制作出來米粒軟爛[13];隨著溫度的不斷增高,米粒細(xì)胞壁受到破壞,導(dǎo)致融出物質(zhì)增多,米粒破碎[14]。因此,較適宜的浸泡溫度為40 ℃。

圖2 浸泡溫度對方便抓飯的感官評價的影響Fig.2 Effect of soaking temperature on sensory evaluation of convenient pilaf

2.3 大米浸泡水米質(zhì)量比對方便抓飯質(zhì)構(gòu)特性及感官評價的影響

由表5可知,隨著浸泡水米質(zhì)量比的增大,方便抓飯硬度、彈性、咀嚼性、粘聚性變化均顯著(p<0.05)。方便抓飯硬度隨著浸泡水米質(zhì)量比增大呈現(xiàn)下降趨勢(p<0.05)。當(dāng)浸泡水米質(zhì)量比為1.6∶1和1.8∶1時,方便抓飯硬度變化不明顯,說明當(dāng)水米質(zhì)量比達(dá)到1.6∶1之后再增大水米質(zhì)量比大米不會吸水,影響不顯著。方便抓飯彈性隨著浸泡水米質(zhì)量比升高呈先升高后降低的趨勢(p<0.05),在浸泡水米質(zhì)量比為1.4∶1時達(dá)到最大值。方便抓飯咀嚼性和粘聚性均隨著浸泡水米質(zhì)量比升高呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(p<0.05),在浸泡水米質(zhì)量比為1.4∶1時達(dá)到最小值。

由圖3可知,當(dāng)浸泡水米比在1.4∶1的情況下,方便抓飯的感官評價得分最高。當(dāng)水米質(zhì)量比為1.0∶1時,方便抓飯的感官評分最低。這是因為低的水米質(zhì)量比不能使米粒充分吸水,導(dǎo)致方便抓飯夾生或很硬。當(dāng)浸泡水米質(zhì)量比為1.6∶1、1.8∶1時,大米的吸水率沒有明顯變化。因此,較適宜的浸泡水米比為1.4∶1。

圖3 浸泡水米比對方便抓飯感官評價的影響Fig.3 Effect of mass ratio of soaking water to rice on sensory evaluation of convenient pilaf

2.4 方便抓飯大米浸泡工藝優(yōu)化

2.4.1 模型建立與方差分析 根據(jù)表6所得的結(jié)果,用響應(yīng)面進(jìn)行回歸分析,得到感官評分與浸泡時間(A)、浸泡溫度(B)、浸泡水米質(zhì)量比(C)三因素的多項回歸方程:

表7 回歸方程模型方差分析

注:*表示差異顯著(p<0.05),**表示差異極顯著(p<0.01)。

Y=90.60-3.63A-1.50B-1.38C-1.50AB-2.25AC+0.000BC-9.92A2-9.17B2-10.43C2

對回歸模型進(jìn)行方差分析,其結(jié)果見表7。

表6 Box-Behnken實驗設(shè)計與結(jié)果

2.4.2 交互作用 大米浸泡時間、浸泡溫度、浸泡水米比之間交互作用如圖4～圖6所示。

圖4 浸泡溫度與浸泡時間交互作用響應(yīng)面及等高線Fig.4 Response surface and contour plots for interaction between soaking temperature and soaking time

圖5 浸泡水米比與浸泡時間交互作用響應(yīng)面及等高線Fig.5 Response surface and contour plots for interaction between mass ratio of soaking water to rice and soaking time

圖6 浸泡水米比與浸泡溫度交互作用響應(yīng)面及等高線Fig.6 Response surface and contour plots for interaction between mass ratio of soaking water to rice and soaking temperature

由圖4～圖6可知,浸泡時間受浸泡溫度交互作用的影響,感官得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,當(dāng)浸泡時間達(dá)到30 min時感官得分最高。

浸泡時間受浸泡水質(zhì)量米比交互作用的影響,感官得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,當(dāng)浸泡時間一定時,隨著浸泡水米質(zhì)量比增加到1.4∶1時,感官得分達(dá)最大值。當(dāng)浸泡水米比為1.0∶1時,評分最低,這是因為低浸泡水米質(zhì)量比不能使米粒充分吸水,導(dǎo)致方便抓飯夾生或很硬[15-16]。

2.4.3 最佳浸泡工藝參數(shù)的確定 通過軟件分析,方便抓飯大米浸泡最佳工藝條件為:浸泡時間28.27 min,浸泡溫度39.32 ℃,浸泡水米質(zhì)量比1.39∶1。在最佳浸泡條件下,方便抓飯的感官得分為90.99?？紤]到實際情況,方便抓飯大米浸泡最佳工藝參數(shù)調(diào)整為:浸泡時間30 min,浸泡溫度40 ℃,浸泡水米比1.4∶1。在調(diào)整最佳浸泡工藝參數(shù)下,進(jìn)行三組實驗,感官評分平均值為90,實驗結(jié)果與理論值偏差不大,該模型可靠。

3 結(jié)論

本實驗以浸泡時間、浸泡溫度、浸泡水米質(zhì)量比為自變量,感官評分為因變量,采用響應(yīng)面法對大米的浸泡工藝進(jìn)行了優(yōu)化。由響應(yīng)面實驗可知,方便抓飯大米浸泡工藝各因素影響主次為:浸泡時間(A)>浸泡溫度(B)>浸泡水米質(zhì)量比(C)。方便抓飯大米浸泡最佳工藝條件為:浸泡時間30 min,浸泡溫度40 ℃,浸泡水米質(zhì)量比1.4∶1。此時方便抓飯具有濃郁的抓飯香氣,米粒分布松散,形狀規(guī)整,有嚼勁,粘彈性好,軟硬適中,容易被大眾接受。

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Soaking process of rice of convenient pilaf optimized by response surface method

MA Xin1,LI Huan-rong1,YU Chen-chen1,LI Tao1,LI Bei-bei1,MA Lan-hua1,WANG Zi-rong1,*

(1.College of Food Science and Pharmaceutical Science,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China;2.College of Animal Science,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)

The objective of this study was to optimize the soaking process of convenient pilaf in order to provide the reference for its industrial production. Based on the single factor test,the soaking process of rice of convenient pilaf was optimized by response surface method using the soaking time,soaking temperature and mass ratio of soaking water to rice as independent variables,the sensory evaluation as a response value. The soaking process of rice was optimized by response surface method. The influence of soaking time,soaking temperature,mass ratio of soaking water to rice to the the textural properties of convenient pilaf was inspected. The result showed that,as the increasing of the soaking time,soaking temperature,and also the proportion of rice and water,the hardness of convenient palif is decreasing. The trend of elastic was increasing first,and then decreasing the chewing and cohesiveness decreased first,and then decrease. With the increase of soaking temperature,the hardness and cohesiveness decreased and the elastic decreased first and increased later. The chewing decreased first and increased later. And when the soaking time were 30 minute,soaking temperature were 40 ℃,mass ratio of soaking water to rice were 1.4∶1,the felling of convenient palif was the best. Now,the convenient pilaf with amazing smell,good shape,chewy,good viscoelasticity,moderate hardness,is easy to be accepted by the public.

convenient pilaf;soaking;textural property;response surface;sensory evaluation

2016-09-22

馬欣(1994-)男，碩士研究生，研究方向：農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全控制技術(shù)，E-mail:13609924328@163.com。

*通訊作者:王子榮(1963-) 男，博士，教授，研究方向：農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全控制技術(shù)，E-mail:wangzirong212@126.com。

TS217.2

B

1002-0306(2017)06-0276-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.044