荸薺皮咀嚼片的配方研究

夏志楷，金嘉奇，李麗，楊震宇

（武昌工學(xué)院，湖北武漢430065）

荸薺，又稱馬蹄、烏芋，是一種較常見的水生作物。目前荸薺大部分直接食用，少量開發(fā)成相關(guān)產(chǎn)品，在食用和加工過程中，均產(chǎn)生約占荸薺總量20%～25%的荸薺皮，這些荸薺皮基本都被直接廢棄，造成了資源的極大浪費。

大量研究表明，荸薺皮含多酚、黃酮及膳食纖維等功能性成分，具有抗氧化、抗衰老、清除自由基、抑制腫瘤等多種重要的營養(yǎng)保健功能[1-3]。近年來，荸薺皮資源化利用技術(shù)主要包括提取棕色素、抗菌物質(zhì)荸薺英、功能多糖、抗氧化劑和生產(chǎn)保健飲料等，其中以提取天然抗菌物質(zhì)和抗氧化劑更受關(guān)注。本研究以荸薺皮為原料，經(jīng)過清洗、風(fēng)干、粉碎、篩理等工序制備荸薺皮基料，然后通過添加一定的粘合劑、潤滑劑、甜味劑等制備荸薺皮咀嚼片[4-10]，旨在進一步提高荸薺的綜合利用水平。

1 材料與方法

1.1 材料

荸薺皮：市面收集；羥丙基甲基纖維素、硬脂酸鎂：河南安銳生物科技有限公司；微晶纖維素、木糖醇、麥芽糊精：蘇州益景食品添加劑有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

JY-CH-001研磨機：永康市九順瑩商貿(mào)有限公司；20/100目分級篩：河北航旭不銹鋼絲網(wǎng)有限公司；GZX-9240MBE電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；AR2140電子分析天平：奧豪斯儀器有限公司；YP-12手動壓片機：河南鶴壁市湯河街建平機械加工廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 荸薺皮基料基本成分的測定

水分：GB 5009.3-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》；灰分：GB 5009.4-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》；淀粉：GB/T 5009.9-2008《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中淀粉的測定》；脂肪：GB/T 5009.6-2003《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》；不溶性膳食纖維：GB 5009.88-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測定》。

多酚：參照羅楊合的分光光度法[11]測定；總黃酮：參照羅楊合的分光光度法[12]測定。

1.3.2 荸薺皮咀嚼片的工藝研究及操作要點

1.3.2.1 清洗

將荸薺上的芽眼去掉，先用自來水洗凈，然后用開水漂燙殺菌。

1.3.2.2 篩理

將粉碎后的荸薺皮過100目分級篩，取篩下物備用，即為荸薺皮基料。

1.3.2.3 混合

將各輔料均過100目分級篩，然后與荸薺皮基料混合均勻，以確保咀嚼片色澤的均勻性。

1.3.3 荸薺皮咀嚼片單因素試驗

1.3.3.1 荸薺皮基料添加量的單因素試驗

在各輔料添加量分別為木糖醇10%，硬脂酸鎂1.0%、羥丙基甲基纖維10%、微晶纖維素為5%的條件下，添加不同量的荸薺皮基料（30%、40%、50%、60%、70%），其余為填充劑。按照1.3.2的工藝制備荸薺皮咀嚼片，并進行感官評定。

1.3.3.2 甜味劑添加量的單因素試驗

在各原料添加量分別為荸薺皮基料50%、硬脂酸鎂1.0%、羥丙基甲基纖維10%、微晶纖維素為5%的條件下，添加不同量的木糖醇（5%、10%、15%、20%、25%），其余為填充劑。按照1.3.2的工藝制備荸薺皮咀嚼片，并進行感官評定。

1.3.3.3 粘合劑添加量的單因素試驗

在各原料添加量分別為荸薺皮基料50%、木糖醇10%、硬脂酸鎂1.0%、微晶纖維素為5%的條件下，設(shè)計五種不同水平的羥丙基甲基纖維素添加量（5%、10%、15%、20%、25%），其余為填充劑。按照1.3.2的工藝制備荸薺皮咀嚼片，并進行感官評定。

1.3.3.4 潤滑劑添加量的單因素試驗

在各原料添加量分別為荸薺皮基料50%、木糖醇10%、羥丙基甲基纖維15%、微晶纖維素為5%的條件下，添加不同量的硬脂酸鎂（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%），其余為填充劑。按照1.3.2的工藝制備荸薺皮咀嚼片，并進行感官評定。

1.3.4 荸薺皮咀嚼片配方正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，按照下表1設(shè)計L9（34）正交試驗，其中微晶纖維素的配比為5.0%，其余為填充劑麥芽糊精。以咀嚼片的綜合評分為依據(jù)，探討荸薺皮咀嚼片的最佳配方。

表1 荸薺皮咀嚼片配方正交試驗因素水平表Table 1 Factors and level table of chewable tablets of eleocharis tuberosa peel test

1.3.5 荸薺皮咀嚼片的感官評定

選擇10名專業(yè)人士組成評定小組，對咀嚼片的外觀色澤、香氣滋味、口感質(zhì)地3項指標(biāo)進行綜合評分，滿分100分，具體評分細(xì)則見表2。

1.3.6 荸薺皮咀嚼片的硬度測定

試驗采用TA.XT物性測試儀，選用P/2探頭，試驗參數(shù)設(shè)定如下：測前速率1.0 mm/s，測試速率0.5 mm/s，壓縮比50%，觸發(fā)力10 g。

表2 荸薺皮咀嚼片評分細(xì)則Table 2 The standard for sensory evaluation of chewable tablets of eleocharis tuberosa peel

1.3.7 衛(wèi)生指標(biāo)檢驗

大腸菌群：GB 4789.3-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)法》（MPN計數(shù)法）；菌落總數(shù)：GB 4789.2-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》。

2 結(jié)果與分析

2.1 荸薺皮基料的基本成分測定結(jié)果

根據(jù)以上1.3.1所述的測定方法，對荸薺皮基料的基本成分進行了測定，測定結(jié)果見表3。

表3 荸薺皮基料的理化指標(biāo)Table 3 The physicochemical index of eleocharis tuberosa peel base material

由表3可知，荸薺皮基料中富含不溶性膳食纖維，含量為38.9%，是膳食纖維的良好來源；其次是淀粉，含量為14.5%，可能是荸薺去皮的過程中混入了少量荸薺果肉；灰分含量6.3%，表明礦物質(zhì)含量較為豐富；脂肪含量很低，僅0.02%；此外，還含有3.5%的多酚（其中含1.1%的總黃酮）。

2.2 荸薺皮咀嚼片單因素試驗結(jié)果

2.2.1 荸薺皮基料單因素試驗結(jié)果

不同配比的荸薺皮基料對咀嚼片綜合評分的影響見表4。

表4 不同配比荸薺皮基料對咀嚼片綜合評分的影響Table 4 Effect of different ratio of eleocharis tuberosa peel base material on chewable tablet comprehensive score

由表4可知，當(dāng)荸薺皮基料配比在30%至70%之間時，荸薺皮咀嚼片的綜合評分先增大后減小，當(dāng)基料配比為50%時，其評分最高（81分）。當(dāng)配比小于50%時，其外觀色澤及香氣滋味相對較差；而當(dāng)配比大于50%時，其質(zhì)地結(jié)構(gòu)相對較差，故其最適添加量為50%。

2.2.2 甜味劑單因素試驗結(jié)果

不同配比的甜味劑對咀嚼片綜合評分的影響見表5。

表5 不同配比甜味劑對咀嚼片綜合評分的影響Table 5 Effect of different ratio of sweetener on chewable tablet comprehensive score

由表5可知，當(dāng)甜味劑配比在5%至25%之間時，荸薺皮咀嚼片的綜合評分先增大后減小，當(dāng)甜味劑配比為10%時，其評分最高（81分）。當(dāng)配比小于10%時，其甜味相對較弱；而當(dāng)配比大于10%時，其甜味逐漸增強，故其最適添加量為10%。

2.2.3 粘合劑單因素試驗結(jié)果

不同配比的粘合劑對咀嚼片綜合評分的影響見表6。

表6 不同配比粘合劑對咀嚼片綜合評分的影響Table 6 Effect of different ratio of adhesive on chewable tablet comprehensive score

由表6可知，當(dāng)粘合劑配比在5%至25%之間時，荸薺皮咀嚼片的綜合評分先增加后減小，當(dāng)粘合劑的配比為15%時，其評分最高（83分）。當(dāng)配比小于15%，其成型相對較差；當(dāng)配比大于15%時，其咀嚼性相對較差，故其最適添加量為15%。

2.2.4 潤滑劑單因素試驗結(jié)果

不同配比的潤滑劑對咀嚼片綜合評分的影響見表7。

表7 不同配比潤滑劑對咀嚼片綜合評分的影響Table 7 Effect of different ratio of lubricant on chewable tablet comprehensive score

由表7可知，當(dāng)潤滑劑配比在0.5%至2.5%之間時，荸薺皮咀嚼片的綜合評分先增加后減小，當(dāng)潤滑劑的配比為1.5%時，其評分最高（85分）。當(dāng)配比小于1.5%時，其硬度偏大，咀嚼性較差；當(dāng)配比大于1.5%時，其結(jié)構(gòu)相對松散，故其最適添加量為1.5%。

2.3 荸薺皮咀嚼片配方正交試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，按照上述1.3.4設(shè)計的方案進行了正交試驗，結(jié)果與分析見表8。

表8 正交試驗結(jié)果與極差分析Table 8 The results and range analysis of orthogonal test

由表8的極差分析可知，粘合劑配比對咀嚼片的綜合評分影響最大，甜味劑配比次之，然后是荸薺皮基料配比，影響最小的是潤滑劑配比。所得最優(yōu)方案為A3B1C3D2，即荸薺皮纖維基料55%、木糖醇10%、羥丙基甲基纖維素17.5%、硬脂酸鎂1.8%，此條件下咀嚼片的綜合評分最高（91分）。

2.4 荸薺皮咀嚼片硬度測定結(jié)果與分析

根據(jù)上述1.3.6設(shè)定的試驗條件，對荸薺皮咀嚼片的硬度（硬度以力的大小來表征）進行了測定，平行試驗結(jié)果見圖1。

圖1 荸薺皮咀嚼片硬度曲線圖Fig.1 The curve graph of the chewable tablets of eleocharis tuberosa peel

試驗結(jié)果表明，荸薺皮咀嚼片1的硬度為2 558.238 g，咀嚼片2的硬度為2 619.996 g，平均硬度約為2 600 g，兩咀嚼片的硬度曲線變化趨勢基本一致，表明咀嚼片的質(zhì)地較為均勻。

2.5 衛(wèi)生指標(biāo)測定結(jié)果

荸薺皮咀嚼片衛(wèi)生指標(biāo)測定結(jié)果見表9。

表9 荸薺皮咀嚼片衛(wèi)生指標(biāo)測定結(jié)果Table 9 The health index determination results of chewable tablets of eleocharis tuberosa peel

由表9可知，荸薺皮咀嚼片的菌落總數(shù)為92 cfu/g，未檢出大腸菌群。

3 結(jié)論與展望

研究結(jié)果表明，當(dāng)荸薺皮纖維基料55%、木糖醇10%、羥丙基甲基纖維素17.5%、硬脂酸鎂1.8%，微晶纖維素5.0%，其余為填充劑麥芽糊精，荸薺皮咀嚼片的綜合評分最高（91分）。此條件下所制備的咀嚼片呈棕紅色、外形整齊、并帶有清新的荸薺香味；口感細(xì)膩、甜度適宜、硬度適中。

研究所得荸薺皮咀嚼片帶有清新純正的荸薺香，不需要額外加入香精；選用的甜味劑木糖醇亦有一定的保健功能；其脂肪含量很低，產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定、保質(zhì)期長；此外，荸薺作為一種可直接食用的水生蔬菜，其皮渣預(yù)處理工序較為簡單；與谷物纖維咀嚼片相比，荸薺皮咀嚼片將具有更加廣闊的市場前景。