模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化紅棗脆片真空干燥工藝

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(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,寧夏銀川 750021)

紅棗(ZizyphuojujubeMiller),又名大棗,為鼠李科植物棗的干燥成熟果實(shí),主產(chǎn)于我國(guó)山東、河北、山西、陜西、新疆等地,產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的99%[1],具有很高的商業(yè)價(jià)值。紅棗中含有豐富的多糖[2]、黃酮[3]、生物堿[4]、環(huán)核苷酸[5]、酚類(lèi)[6]、維生素等有益于人體健康的化合物,所含的維生素C居栽培水果之首[7]。同時(shí)富含多種微量元素和生物活性成分,具有補(bǔ)血安神、養(yǎng)脾護(hù)肝等滋補(bǔ)保健作用,是一種天然的藥食同源產(chǎn)品[8]。但紅棗是含水量非常高的季節(jié)性水果,采摘后極易腐爛變質(zhì)。故除少量棗果用于鮮食外,大部分被制成半干棗后貯藏并銷(xiāo)售,產(chǎn)品形式單一[9]。因此,開(kāi)發(fā)生產(chǎn)紅棗脆片可以有效的拓寬消費(fèi)市場(chǎng)。真空干燥是一種低溫低壓的無(wú)氧干燥方法,能較好的保留產(chǎn)品原有的營(yíng)養(yǎng)成分,因此,在農(nóng)產(chǎn)品加工中的關(guān)注度越來(lái)越高[10-12]。

食品的感官評(píng)價(jià)在食品加工評(píng)價(jià)體系中具有至關(guān)重要的作用,但容易受到品評(píng)人員主觀因素的影響,從而很難做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)判法是借助模糊數(shù)學(xué)的一些概念,應(yīng)用模糊關(guān)系合成原理,綜合考慮各個(gè)因素對(duì)整體效果的影響,進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)做出客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)[13]。已有學(xué)者用模糊評(píng)定法優(yōu)化了紅棗渣-小麥混合粉[14]、紫薯[15]等的干燥工藝,評(píng)價(jià)雙孢菇[16]、石榴果粉[17]、花茶[18]等的干燥品質(zhì)。目前,對(duì)紅棗脆片的模糊評(píng)價(jià)方法尚未見(jiàn)報(bào)道。

本文采用真空干燥技術(shù)對(duì)紅棗切片進(jìn)行干燥,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),確定實(shí)驗(yàn)因素的取值范圍和編碼水平;利用模糊數(shù)學(xué)法計(jì)算出真空干燥后紅棗脆片的綜合感官評(píng)分,以模糊綜合評(píng)分Y為響應(yīng)值,通過(guò)響應(yīng)面分析,優(yōu)化出真空干燥紅棗脆片的最佳工藝條件。同時(shí),與傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥方法進(jìn)行對(duì)比分析,旨在開(kāi)發(fā)一種營(yíng)養(yǎng)美味、方便即食的紅棗休閑食品,為紅棗的深加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

半干紅棗 中國(guó)新疆和田紅棗產(chǎn)業(yè)基地;純凈水 杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司。

DZF-6050型真空干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;2XZ-2型旋片式真空泵 臨海市譚氏真空設(shè)備有限公司;DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;WY-105W型鹵素快速水分測(cè)定儀 上海婉源電子科技有限公司;TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司;CR-400型自動(dòng)色差儀 上海圖新電子科技有限公司;AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 原料挑選→清洗→去核→切片→整形→干燥→冷卻→包裝→檢驗(yàn)

選擇色澤均勻,大小相當(dāng),無(wú)損傷無(wú)霉變的半干紅棗(初始含水率為19.91%,以干基計(jì)),清洗,瀝干,去核后切成一定厚度的圓片,分別在不同的真空度和溫度條件下進(jìn)行干燥。每次稱取(300±5) g棗片,干燥至含水率≤5%時(shí),停止干燥,取出樣品,待冷卻后裝入聚乙烯塑料袋中密封保存,24 h后測(cè)定其感官指標(biāo)。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 以紅棗脆片的感官評(píng)分為指標(biāo),分別對(duì)影響真空干燥紅棗脆片品質(zhì)的物料厚度、真空度和干燥溫度3個(gè)主要因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件初選,每個(gè)因素取5個(gè)水平。物料厚度為:1、2、3、4、5 mm,控制真空度為0.08 MPa、干燥溫度60 ℃;真空度為:0.05、0.06、0.07、0.08、0.09 MPa,控制物料厚度3 mm、干燥溫度60 ℃;干燥溫度為40、50、60、70、80 ℃,控制物料厚度為3 mm,真空度0.08 MPa。

表2 紅棗脆片感官評(píng)定表Table 2 Sensory evaluation table of jujube chips

1.2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用Box-Behnken中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,選取物料厚度(A)、真空度(B)、干燥溫度(C)3個(gè)試驗(yàn)因素,以感官評(píng)分(Y)為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels used in response surface design

1.2.4 熱風(fēng)干燥工藝 熱風(fēng)干燥過(guò)程參考羅東升[20]的方法,設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:物料厚度3 mm干燥溫度60 ℃,風(fēng)速2.5 m/s,物料量(300±5)g,干燥至含水率≤5%時(shí),結(jié)束干燥。24 h后進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

1.2.5 指標(biāo)測(cè)定方法

1.2.5.1 硬、脆度的測(cè)定 采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定,測(cè)定條件為:測(cè)試前速度1.0 mm/s,測(cè)試速度0.2 mm/s,測(cè)試后速度1.0 mm/s,測(cè)試距離2.0 mm,探頭型號(hào):P/5。硬度結(jié)果用曲線內(nèi)面積表示,線性距離為樣品的酥脆性。各樣本均測(cè)定10次,剔除最大值和最小值后計(jì)算平均值即可得到最終的硬度與脆度值。

1.2.5.2 色澤的測(cè)定 以儀器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn),測(cè)定紅棗脆片的明度指數(shù)L*、彩度指數(shù)a*和b*。L*、a*、b*表色系還可以表示兩種色調(diào)之間的差值,即色差,可用ΔE表示[21]。ΔE按式(1)計(jì)算:

式(1)

式中,L*、a*、b*為標(biāo)準(zhǔn)白板的測(cè)定值,L、a、b為干燥后樣品測(cè)定值。

每個(gè)樣品用色彩色差計(jì)進(jìn)行3次色澤測(cè)定,記錄明度指數(shù)L*、彩度指數(shù)a*、b*值,并計(jì)算ΔE值,最后取平均值,以此反映干燥產(chǎn)品色澤的變化。

1.2.5.3 含水率的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)采用WY-105W型鹵素快速水分測(cè)定儀測(cè)定干燥后紅棗脆片的水分含量,其檢測(cè)原理與傳統(tǒng)烘箱干燥法相同,根據(jù)物料干燥前后的質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算水分含量,紅棗脆片水分計(jì)算如式(2)所示。

式(2)

式中,M1表示烘干前樣品的質(zhì)量,g;M2表示烘干后樣品的質(zhì)量,g。

1.2.5.4 復(fù)水性的測(cè)定 根據(jù)Huang等[22]的方法略做改變,稱取2.0 g干燥后的棗片樣于100 mL三角瓶中,加入50 mL蒸餾水,每隔30 min取出,用濾紙吸干表面水分后稱量。直至棗片質(zhì)量不在增加,瀝干后稱重。復(fù)水比R按照公式(3)計(jì)算。

式(3)

式中,R表示復(fù)水比,Ww為復(fù)水后棗片的質(zhì)量,g;Wd為復(fù)水前棗片的質(zhì)量,g。

1.2.6 模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)方法

1.2.6.1 建立感官評(píng)定小組 參照Sallam[23]的方法,選擇經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)的10人(5男5女)組成評(píng)價(jià)小組,對(duì)干燥后的紅棗脆片的色澤、形狀、滋氣味、口感4個(gè)因素進(jìn)行感官評(píng)價(jià),并做出評(píng)分。要求品評(píng)人員在評(píng)定前12 h內(nèi)禁止吸煙、喝酒,禁食刺激性食物。評(píng)定過(guò)程中不能溝通、交流。評(píng)定結(jié)束后,收集評(píng)分表,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.6.2 因素集的確立 因素集是指影響被評(píng)判對(duì)象的指標(biāo)集合。對(duì)于紅棗脆片,確定感官質(zhì)量指標(biāo)集U=(u1,u2,u3,u4)。其中u1、u2、u3、u4分別表示色澤、形狀、滋氣味、口感。

1.2.6.3 評(píng)語(yǔ)集的確立 評(píng)語(yǔ)集是指參評(píng)人員對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)反饋信息的集合。本實(shí)驗(yàn)中紅棗脆片的評(píng)語(yǔ)集V=(v1,v2,v3,v4,v5)。其中v1、v2、v3、v4、v5分別表示很好、好、一般、差、很差。感官評(píng)定表如表2所示。

1.2.6.4 權(quán)重集的確立 權(quán)重集就是各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的集合,表示各指標(biāo)在總體感官品質(zhì)中所占的比重。本實(shí)驗(yàn)采用用戶調(diào)查法來(lái)確定權(quán)重[24],請(qǐng)10位品評(píng)人員對(duì)紅棗脆片的色澤、形狀、滋氣味、口感4個(gè)因素在所有因素中所占重要性程度的比率進(jìn)行分析評(píng)價(jià)并打分。

1.2.6.5 模糊矩陣的建立 10名感官評(píng)定人員根據(jù)評(píng)語(yǔ)集V對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的色澤、形狀、滋氣味、口感4個(gè)因素逐一進(jìn)行評(píng)價(jià),統(tǒng)計(jì)各因素所得到評(píng)語(yǔ)的次數(shù),繪制成表。將表中各因素所得評(píng)語(yǔ)次數(shù)除以人數(shù)10,得到4個(gè)因素對(duì)4項(xiàng)評(píng)語(yǔ)的隸屬度。最后根據(jù)模糊變換原理,對(duì)每一個(gè)被評(píng)價(jià)的因素建立一個(gè)從U到V模糊矩陣Aj,得到每個(gè)產(chǎn)品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

式中,j=1,2,3,4為樣品編號(hào);i=1,2,3,4,5為質(zhì)量評(píng)價(jià)因素;ri1,ri2,ri3,ri4,ri5分別為第i個(gè)評(píng)價(jià)因素對(duì)各項(xiàng)評(píng)語(yǔ)的隸屬度。計(jì)算結(jié)果為B,B=X·A,其中X為權(quán)重集,B為模糊矩陣。

1.2.6.6 綜合評(píng)分計(jì)算 將模糊向量單值化進(jìn)行比較排序,設(shè)定很好100分、好80分、一般60分、差40分、很差20分[25]。將綜合評(píng)定結(jié)果集中各個(gè)量分別乘以其對(duì)應(yīng)的分值后進(jìn)行加和,最后得出每個(gè)產(chǎn)品的綜合評(píng)分。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

采用Design-Expert 8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面分析,Origin 8.5和SAS 9.2進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)定三次,計(jì)算平均值,結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 物料厚度對(duì)紅棗脆片感官品質(zhì)的影響 不同物料厚度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1。隨著物料厚度的增加,感官評(píng)分呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),在厚度為3 mm時(shí),感官評(píng)分最高。若物料過(guò)厚,則熱量在傳遞過(guò)程中所受的阻力增大,從而使熱量在物料內(nèi)部傳導(dǎo)時(shí)的損耗增多。物料中心部位獲得的熱量減少,容易使產(chǎn)品因干燥不均勻而在表面形成褶皺。同時(shí),內(nèi)部水分向物料表面遷移的路徑增長(zhǎng),干燥時(shí)間增加,導(dǎo)致干燥后的棗片濕軟不酥脆,并且色澤不均,香味不明顯,感官評(píng)分降低。隨著物料厚度的減小,熱量在物料中的傳遞速率增加,物料內(nèi)部的水分大量逸出,形成許多微孔結(jié)構(gòu)[26],得到的產(chǎn)品酥脆可口。若物料較薄,則熱量傳遞速率過(guò)快,容易造成表面組織硬化,影響產(chǎn)品的形狀,同時(shí),使產(chǎn)品硬度增大。因此,選擇物料厚度3～5 mm進(jìn)行優(yōu)化。

圖1 物料厚度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of material thickness on sensory score of jujube chips

2.1.2 真空度對(duì)紅棗脆片感官品質(zhì)的影響 不同真空度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖2。

圖2 真空度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect ofvacuum degree on sensory score of jujube chips

由圖2可知,在干燥溫度和物料厚度一定的情況下,感官評(píng)分隨著真空度的增大而增大。根據(jù)克拉佩龍-克勞修斯方程,真空度越高,水的沸點(diǎn)越低,越容易揮發(fā)和擴(kuò)散,因此高的真空度可以減少干燥所用時(shí)間,提高產(chǎn)品的酥脆度,感官評(píng)分升高。但當(dāng)真空度超過(guò)0.08 MPa,過(guò)高的真空度會(huì)引起干燥室內(nèi)電弧放電[27],導(dǎo)致局部過(guò)熱對(duì)產(chǎn)品造成不可逆的損害,使紅棗脆片表面產(chǎn)生焦糊,導(dǎo)致感官評(píng)分降低,因此應(yīng)該選擇0.08 MPa及以上的真空度來(lái)進(jìn)行干燥。

2.1.3 干燥溫度對(duì)紅棗脆片感官品質(zhì)的影響 不同干燥溫度對(duì)紅棗脆片感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖3。從圖3可以看出,干燥溫度對(duì)紅棗脆片感官品質(zhì)有明顯的影響。隨著溫度的增加,產(chǎn)品的脆度也逐漸增大,感官評(píng)分上升。這是因?yàn)楦稍餃囟仍礁?物料和干燥介質(zhì)之間的溫度梯度越大,物料內(nèi)部水分子獲得的動(dòng)能越大,傳熱和傳質(zhì)速率加快,達(dá)到安全含水率的時(shí)間縮短,容易形成濃郁的棗香味和酥脆感。所以感官評(píng)分升高。60 ℃時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高。在70 ℃時(shí),紅棗脆片表面呈現(xiàn)較淺的褐色,略有焦糊味,使產(chǎn)品感官評(píng)分降低。因?yàn)楫?dāng)溫度過(guò)高時(shí),棗片內(nèi)部水分遷移速率小于表面汽化速率,繼續(xù)加熱導(dǎo)致表面變干嚴(yán)重甚至產(chǎn)生裂紋,出現(xiàn)“皮焦里生”的情況,使棗片表面顏色加深[28]。故干燥溫度不能超過(guò)70 ℃。同樣溫度太低使得內(nèi)擴(kuò)散作用大于外擴(kuò)散作用,造成棗片內(nèi)部水汽不易散出,水分蒸發(fā)速度減緩,紅棗脆片濕軟、不酥脆,同時(shí),色澤不均、棗香不明顯。因此,選取50～70 ℃進(jìn)行優(yōu)化。

圖3 干燥溫度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of drying temperature sensory score of jujube chips

2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)

2.2.1 紅棗脆片感官評(píng)定指標(biāo)權(quán)重確定 紅棗脆片感官評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。從表3中可以看出,最終確立各向量的權(quán)重集X=(x1,x2,x3,x4)=(0.20,0.14,0.26,0.40)。

表3 紅棗脆片質(zhì)量因素的權(quán)重分布統(tǒng)計(jì)(分)Table 3 Weight distribution and statistics of jujube chips’quality factor(scores)

2.2.2 模糊數(shù)學(xué)評(píng)定 根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),制作出相應(yīng)的17組產(chǎn)品。10位感官評(píng)定人員分別對(duì)產(chǎn)品的色澤、形狀、滋氣味和口感4個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。產(chǎn)品的具體評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表4。

將表4中各質(zhì)量因素不同等級(jí)得票數(shù)除以評(píng)定人數(shù)(10人),得到模糊矩陣A1～A17。以表4的1號(hào)樣品為例,對(duì)紅棗脆片色澤的評(píng)價(jià)結(jié)果中有5人認(rèn)為很好,4人認(rèn)為較好,1人認(rèn)為一般,0人認(rèn)為較差,0人認(rèn)為很差,將1號(hào)樣品各指標(biāo)每個(gè)等級(jí)的評(píng)定人數(shù)除以參與評(píng)定的總?cè)藬?shù),即得1號(hào)樣品的模糊評(píng)價(jià)關(guān)系矩陣A1。

表4 紅棗脆片感官評(píng)定票數(shù)分布Table 4 Vote distribution of sensory evaluation of jujube chips

同理可得到A2～A17。

2.2.3 模糊變換及綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)模糊變換原理B=X·A,則對(duì)第j號(hào)樣品評(píng)價(jià)結(jié)果為Bj=X·Aj,第1組樣品的綜合評(píng)定結(jié)果為:

由以上結(jié)果可以看出,在第一種工藝條件下所干燥出的紅棗脆片有51.4%的評(píng)定人員認(rèn)為很好,29.4%的人認(rèn)為好,19.2%的人認(rèn)為一般。同理可得其他樣品感官評(píng)分結(jié)果:

B2=(0.374,0.240,0.266,0.100,0.020),

B3=(0.474,0.354,0.172,0,0),

B4=(0.440,0.306,0.188.0.066,0),

B5=(0.200,0.240,0.300,0.226,0.034),

B6=(0.474,0.314,0.212,0,0),

B7=(0.566,0.374,0.600,0,0),

B8=(0.540,0.294,0.166,0,0),

B9=(0.502,0.286,0.212,0,0),

B10=(0.240,0.300,0.254,0.100,0.106),

B11=(0.440,0.300,0.226,0.034,0),

B12=(0.240,0.300,0.254,0.100,0.106),

B13=(0.126,0.280,0.294,0.134,0.166),

B14=(0.394,0.420,0.186,0,0),

B15=(0.586,0.232,0.088,0.094,0),

B16=(0.240,0.280,0.200,0.134,0.146),

B17=(0.240,0.300,0.254,0.100,0.106)。

將綜合評(píng)定結(jié)果中各個(gè)量分別乘以其對(duì)應(yīng)的分值,并進(jìn)行加和,得到每個(gè)產(chǎn)品的最后總分,結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果Table 5 Experimental design and results for response surface analysis

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

2.3.1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 利用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行二次回歸擬合分析,得到多元二次回歸方程:

Y=86.28-9.95A-3.54B+4.14C-0.84AB-1.89AC-3.20BC-5.08 A2-7.31B2-7.37C2

表6 回歸模型的方差分析Table 6 Variance analysis of the fitted regression model

從表5可以看出,物料厚度、真空度、干燥溫度對(duì)感官評(píng)分的影響均呈極顯著。同時(shí),除AB項(xiàng)之外各因素的交互作用對(duì)感官評(píng)分均有顯著影響。因素F值的大小反映出其對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的重要性,F值越大,表明對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響越大[29]。對(duì)各因素的影響程度進(jìn)行分析可知,影響紅棗脆片感官評(píng)分因素主次排列順序?yàn)?物料厚度>干燥溫度>真空度。

2.3.2 因素間的交互作用分析 響應(yīng)面曲線圖是由響應(yīng)值與任意兩個(gè)試驗(yàn)因素構(gòu)成的三維曲面圖,可通過(guò)每個(gè)曲面的彎曲弧度來(lái)判斷各因素之間的交互作用,彎曲程度越大說(shuō)明交互作用越強(qiáng)[30]。等高線則反映了兩個(gè)因素交互作用的顯著程度,越接近圓形交互作用越不明顯。圖4～圖6反映了物料厚度、真空度和干燥溫度三個(gè)試驗(yàn)因素以感官評(píng)分為響應(yīng)值的曲線圖。

圖4 物料厚度與真空度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分響應(yīng)面圖與等高線圖Fig.4 Material thickness and vacuum degree on the sensory score of jujube chips’ of response surface and contour plot

圖6 真空度與干燥溫度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分響應(yīng)面圖與等高線圖Fig.6 Vacuum degree and drying temperature on the sensory score of jujube chips’ of response surface and contour plot

由圖4～圖6的響應(yīng)面圖可知,圖6中曲線彎曲程度最大,說(shuō)明干燥溫度與真空度的交互作用最強(qiáng)。圖4曲線最為平緩,表明物料厚度和真空度的交互作用最不明顯。由等高線圖可知,圖6形狀更接近橢圓,所以,干燥溫度與真空度的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響個(gè)最顯著(p<0.01)。同時(shí),由圖6可以看出,真空度取值較低時(shí),隨著干燥溫度的升高,感官評(píng)分逐漸升高。當(dāng)真空度較大時(shí),干燥溫度越高,感官評(píng)分越低,說(shuō)明兩因素在一定水平上有交互作用。由圖5可知,當(dāng)物料厚度一定時(shí),隨著干燥溫度的升高,感官評(píng)分先升高后降低,其主要原因是隨著干燥溫度的升高,產(chǎn)品表面由于水分流失過(guò)快形變嚴(yán)重,同時(shí),高溫使棗片表面出現(xiàn)局部焦糊現(xiàn)象,影響產(chǎn)品外形及口感,使感官評(píng)分降低。

圖5 物料厚度與干燥溫度對(duì)紅棗脆片感官評(píng)分響應(yīng)面圖與等高線圖Fig.5 Material thickness and drying temperature on the sensory score of jujube chips’ of response surface and contour plot

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)半干紅棗脆片真空干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化,分析獲得最佳工藝配方為物料厚度3 mm,真空度0.08 MPa,干燥溫度64.72 ℃,預(yù)測(cè)感官評(píng)分最終得分為92.98分。為了便于實(shí)際操作,將工藝參數(shù)修正為物料厚度3 mm,真空度0.08 MPa,干燥溫度60 ℃。在優(yōu)化條件下進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),感官評(píng)價(jià)平均得分為(91.68±1.41)分,與模型預(yù)測(cè)值基本相符,說(shuō)明該模型與實(shí)際情況較為擬合,優(yōu)化所得的工藝參數(shù)合理、可靠,具有實(shí)用價(jià)值。

2.5 真空干燥法與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥法比較

利用優(yōu)化后的紅棗脆片真空干燥工藝與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥方式進(jìn)行比較。對(duì)比最終產(chǎn)品的含水率、色度、質(zhì)構(gòu)及感官評(píng)分,結(jié)果如表7所示?？梢钥闯?真空干燥后的紅棗脆片硬度高于熱風(fēng)干燥后棗片的硬度,兩種干燥方式下真空干燥能獲得更好的產(chǎn)品色澤。同時(shí),真空干燥條件下棗片的含水率、復(fù)水性、感官評(píng)分等明顯優(yōu)于熱風(fēng)干燥。原因是熱風(fēng)干燥過(guò)程中,溫度從外部向棗片中心傳遞,從而使棗片表面溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)部,同時(shí),內(nèi)部水分未能及時(shí)轉(zhuǎn)移到棗片表面,棗片組織細(xì)胞迅速收縮,從而在表面形成一層干硬膜,表面出現(xiàn)裂紋和褶皺。硬度低,但是外形及滋氣味較差,影響感官評(píng)分。真空干燥是在低壓無(wú)氧條件下進(jìn)行干燥,在相同的時(shí)間內(nèi)能達(dá)到更低的含水率,色澤更加均勻,質(zhì)地更酥脆,感官評(píng)分也更高。這與李寶玉[31]等人對(duì)香蕉的品質(zhì)研究結(jié)果相一致。

表7 不同干燥方式下紅棗脆片的品質(zhì)Table 7 The quality of jujube chips in different drying ways

3 結(jié)論

利用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法對(duì)真空干燥的半干紅棗脆片進(jìn)行感官評(píng)價(jià),得到色澤、形狀、滋氣味、口感4評(píng)價(jià)因素的權(quán)重分別為0.20、0.14、0.26、0.40,解決了在感官評(píng)價(jià)中各種指標(biāo)的評(píng)分差異以及感官評(píng)價(jià)人員之間主觀差異的復(fù)問(wèn)題,增強(qiáng)了評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性和客觀性。同時(shí),結(jié)合響應(yīng)面分析法對(duì)半干紅棗脆片真空干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化,建立了紅棗脆片感官評(píng)定結(jié)果與物料厚度、真空度、干燥溫度的二次多項(xiàng)回歸方程,并對(duì)回歸模型進(jìn)行分析,得出物料厚度是影響紅棗脆片感官評(píng)分的最關(guān)鍵因素,各因素對(duì)紅棗脆片感官總分的影響順序?yàn)?物料厚度>干燥溫度>真空度。當(dāng)物料厚度為3 mm、真空度0.08 MPa、干燥溫度60 ℃時(shí)干燥出的產(chǎn)品感官評(píng)分最高分91.68分。通過(guò)與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥方式進(jìn)行比對(duì),可以得出,真空干燥的紅棗脆片各感官指標(biāo)均優(yōu)于熱風(fēng)干燥的紅棗脆片的感官指標(biāo)。