不同品種蓮藕加工脆片適宜性評(píng)價(jià)

楊 松 伍玉菡 陳 敏 郭家剛

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，安徽 合肥 230031)

蓮藕為多年生宿根水生草本植物，以肥嫩根狀莖供食用，是中國(guó)極重要的水生蔬菜[1]。蓮藕多為栽培，在中國(guó)分布較廣，其中以湖北和江蘇兩省種植面積最大[2]。隨著蓮藕種植面積的擴(kuò)大，其加工需求也日益迫切。在市場(chǎng)上，蓮藕加工產(chǎn)品主要有保鮮藕片、蓮藕脆片，藕粉和藕汁飲料等[3-4]，其中，蓮藕脆片因食用方便，符合現(xiàn)階段食品休閑化的趨勢(shì)，市場(chǎng)需求正在不斷增加。目前，蓮藕脆片加工工藝主要有熱風(fēng)干燥、真空低溫油浴干燥、真空微波干燥和氣流膨化干燥等，其中，真空低溫油浴技術(shù)是生產(chǎn)蓮藕脆片的主要加工技術(shù)[5]。

適宜的原料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)加工產(chǎn)品的基礎(chǔ)條件。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同品種的果蔬原料進(jìn)行了加工適宜性評(píng)價(jià)，篩選出一批適合加工成不同產(chǎn)品的果蔬品種。在水果加工方面，研究學(xué)者[6-9]對(duì)梨、柑桔、葡萄和蘋(píng)果等水果開(kāi)展了加工適宜性研究，篩選出一批適宜制汁和制干的原料品種。在蔬菜加工方面，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者[10-14]對(duì)馬鈴薯、番茄、青椒等蔬菜開(kāi)展了加工適宜性研究，篩選出一批適宜加工成脆片、鮮切片、蔬菜醬和蔬菜汁的原料品種。目前，關(guān)于蓮藕加工的研究報(bào)道[15-19]主要集中在功能性成分活性與結(jié)構(gòu)分析、保鮮護(hù)色、淀粉特性、加工工藝等方面，關(guān)于不同品種蓮藕加工特性的研究則鮮有報(bào)道，僅有學(xué)者[20]對(duì)蓮藕蒸煮加工過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化情況進(jìn)行過(guò)研究。

食品感官品質(zhì)評(píng)價(jià)方法大多采用感官評(píng)分法，主要是考察食品在評(píng)分者心中產(chǎn)生的總體印象[21]。但是，這種方法容易因評(píng)分者的主觀因素而影響評(píng)分結(jié)果。模糊綜合評(píng)價(jià)法則是將一些邊界不清、不易定量的因素定量化、綜合評(píng)價(jià)的一種方法，能夠在一定程度上消除傳統(tǒng)感官評(píng)分法的主觀性和片面性。近年來(lái)，研究學(xué)者[22-24]采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法來(lái)評(píng)判食品感官品質(zhì)的報(bào)道也日益豐富。

本試驗(yàn)通過(guò)收集安徽種植面積較大的4個(gè)品種蓮藕，測(cè)定原料及其脆片制品的各項(xiàng)理化指標(biāo)，分析品種間指標(biāo)差異性和相關(guān)性。同時(shí)，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)不同脆片產(chǎn)品的感官品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定，進(jìn)而篩選出適宜加工脆片的蓮藕品種，旨在為蓮藕加工專用品種的選育和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

蓮藕：鄂蓮5號(hào)、鄂蓮6號(hào)、鄂蓮7號(hào)和飄花蓮藕，于成熟時(shí)采自舒城縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)；

沒(méi)食子酸、福林試劑、無(wú)水乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、石油醚、甲基紅、甲醇、碘化鉀、乙酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

真空低溫油炸機(jī)：VF2L型，海陽(yáng)鑫銳食品設(shè)備有限公司；

色差儀：CR-400型，美國(guó)柯尼卡美能達(dá)公司；

電子天平：JA1003B型，上海越平科學(xué)儀器有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TA.XT Plus型，英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.2 方法

1.2.1 蓮藕脆片制備 取不同品種的蓮藕原料，每個(gè)品種取3份，每份約為3.5 kg，洗凈去皮后按下述工藝流程制備蓮藕脆片：

蓮藕→切片→漂洗→速凍→真空低溫油炸→調(diào)味→包裝

1.2.2 蓮藕原料及脆片品質(zhì)測(cè)定

(1)水分含量：按GB 5009.3—2016執(zhí)行。

(2)淀粉含量：按GB 5009.9—2016執(zhí)行。

(3)粗纖維含量：按GB/T 5009.10—2003執(zhí)行。

(4)直鏈淀粉含量：采用比色法[25]15。

(5)總酚含量：采用福林—酚比色法[25]13-14。

(6)硬度和脆度：蓮藕原料樣品測(cè)定參照文獻(xiàn)[25]12和[26]；蓮藕脆片測(cè)定參照文獻(xiàn)[27]，修改如下：測(cè)前速度5.0 mm/s；測(cè)試速度0.5 mm/s；返回速度3.0 mm/s；測(cè)試距離5 mm，硬度值為曲線中最大峰值；脆度值為曲線中第一個(gè)峰的數(shù)值。

(7)L值：蓮藕原料切片后，采用色差儀直接測(cè)定；蓮藕脆片樣品粉碎后，采用色差儀測(cè)定。每個(gè)樣品隨機(jī)抽取5個(gè)樣本，取平均值。

(8)蓮藕脆片產(chǎn)出率：按式(1)計(jì)算。

(1)

式中：

c——產(chǎn)出率，%；

m1——脆片質(zhì)量，g；

m2——新鮮蓮藕片質(zhì)量，g。

(9)蓮藕脆片收縮率：參照文獻(xiàn)[5]。

(10)蓮藕脆片總酚保留率：采用福林—酚比色法測(cè)定脆片總酚含量[5]，并按式(2)計(jì)算總酚保留率。

(2)

式中：

R——總酚保留率，%；

w1——脆片總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；

w2——鮮樣總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

1.2.3 感官評(píng)價(jià) 參照文獻(xiàn)[28]的方法進(jìn)行蓮藕脆片感官評(píng)價(jià)，并作如下修改：評(píng)價(jià)小組由10名具有食品專業(yè)背景的人員組成。所有待評(píng)價(jià)樣品，經(jīng)隨機(jī)取樣后重新編號(hào)，置于統(tǒng)一容器中。評(píng)價(jià)小組成員對(duì)蓮藕脆片的色澤、外觀形態(tài)、風(fēng)味、口感4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.2.4 模糊數(shù)學(xué)模型建立

(1)因素集與評(píng)語(yǔ)集的確立：以蓮藕脆片感官評(píng)價(jià)指標(biāo)為評(píng)價(jià)因素集，即評(píng)價(jià)因素集U=[u1,u2,u3,u4]，其中u1代表色澤，u2代表外觀形態(tài)，u3代表風(fēng)味，u4代表口感。

以蓮藕脆片感官評(píng)價(jià)得分等級(jí)為評(píng)語(yǔ)集，即評(píng)語(yǔ)集V=[v1,v2,v3,v4]，v1～v4分別代表的等級(jí)為優(yōu)、良、中、差。評(píng)語(yǔ)集對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)為v1=9，v2=7，v3=5，v4=3。

表1 蓮藕脆片感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria forlotus root chips

(2)因素權(quán)重比確定：選擇具有豐富經(jīng)驗(yàn)的5名技術(shù)人員對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)因素在整體質(zhì)量因素中的重要性進(jìn)行賦分。4個(gè)因素合計(jì)10分，評(píng)價(jià)人員認(rèn)為該因素越重要?jiǎng)t賦分越高。結(jié)果匯總后，每個(gè)因素總分除以50，即為該因素權(quán)重比。

(3)模糊綜合評(píng)價(jià)：模糊綜合評(píng)價(jià)模型建立首先要經(jīng)過(guò)模糊變換，模糊合成算子是模糊變換的手段。由文獻(xiàn)[29]可知，M(·,+·)算子屬于加權(quán)平均型算子，其綜合程度強(qiáng)，體現(xiàn)全數(shù)作用明顯，是進(jìn)行綜合排序評(píng)價(jià)較為合適的算子。故試驗(yàn)采用此算子來(lái)建立綜合評(píng)價(jià)模型。模型公式為：

Yj=Rj·A，

(3)

式中：

Yj——樣品模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果；

Rj——樣品矩陣序列；

·——模糊合成算子，本試驗(yàn)采用M(·,+·)算子；

A——因素權(quán)重集。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 23.0和Excel 2016軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蓮藕原料與脆片品質(zhì)數(shù)據(jù)分析

從表2可以看出，4個(gè)蓮藕品種在硬度、脆度和粗纖維含量3項(xiàng)指標(biāo)上具有顯著差異，其變異系數(shù)均>10%，而在水分含量、L值、淀粉含量、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量和總酚含量6項(xiàng)指標(biāo)上，數(shù)據(jù)離散程度較小，差異不明顯，其變異系數(shù)均<10%，其中水分含量指標(biāo)的變異系數(shù)最小，僅為2.74%，說(shuō)明4個(gè)蓮藕品種在水分含量上基本保持同等水平。比較中位數(shù)和均值之間差異可以看出，各指標(biāo)的數(shù)據(jù)變差均<5%，說(shuō)明數(shù)據(jù)離群點(diǎn)較少，具有一定的代表性。

從表3可以看出，4種蓮藕脆片在脆度、硬度、收縮率、總酚保留率和產(chǎn)出率5項(xiàng)指標(biāo)上存在較大差異，其變異系數(shù)均>10%，其中收縮率指標(biāo)差異最大，變異系數(shù)達(dá)49.55%，而在L值、脂肪含量和水分含量3項(xiàng)指標(biāo)上差異較小，其變異系數(shù)均<10%，說(shuō)明各脆片樣品在這3項(xiàng)指標(biāo)上基本處于同等水平，尤其是脆片的L值指標(biāo)，其變異系數(shù)僅為0.44%，說(shuō)明各脆片樣品的白度基本相同。通過(guò)比較中位數(shù)和均值之間的差異可以看出，除收縮率指標(biāo)以外，其他指標(biāo)的數(shù)據(jù)變差均<5%，說(shuō)明除收縮率指標(biāo)外，其他指標(biāo)的數(shù)據(jù)離群點(diǎn)較少，具有一定的代表性。

對(duì)蓮藕原料理化指標(biāo)和脆片品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。從相關(guān)性分析結(jié)果可以看出，蓮藕原料水分含量和脆度兩個(gè)指標(biāo)之間呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.988，說(shuō)明水分含量越高的蓮藕品種，其脆度越小；蓮藕原料粗纖維含量和脆度兩個(gè)指標(biāo)之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.997，說(shuō)明粗纖維含量高的蓮藕品種，其脆度也高；蓮藕原料水分含量和粗纖維含量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)之間呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.986，說(shuō)明水分含量越高的蓮藕品種，其粗纖維含量越低。

由蓮藕原料和脆片品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析可以看出，蓮藕原料的脆度和脆片的脆度兩個(gè)指標(biāo)之間呈顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.97，說(shuō)明脆度越大的原料加工制成的蓮藕脆片脆度也越大；而原料水分含量和脆片脆度之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.995，說(shuō)明水分含量高的蓮藕原料加工制得的蓮藕脆片脆度較?。淮送?，原料的粗纖維含量與脆片的脆度、原料的總酚含量和脆片的總酚保留率之間均呈顯著正相關(guān)。

2.2 感官評(píng)定結(jié)果

10名感官評(píng)價(jià)人員對(duì)4種脆片樣品進(jìn)行感官評(píng)分，根據(jù)分值確定4種脆片樣品在各等級(jí)的票數(shù)分布，結(jié)果見(jiàn)表4。

表2 蓮藕原料各指標(biāo)數(shù)值分布Table 2 Data distribution of lotus root samples’ indicators

表3 蓮藕脆片各指標(biāo)數(shù)值分布Table 3 Data distribution of lotus root chips

表4 蓮藕脆片感官評(píng)價(jià)票數(shù)分布Table 4 Vote distribution for sensory evaluation of lotus root chips

2.3 基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3.1 建立模糊矩陣 根據(jù)表4感官評(píng)價(jià)票數(shù)分布，將脆片樣品評(píng)價(jià)指標(biāo)各等級(jí)得票數(shù)除以總?cè)藬?shù)，即可建立各樣品的模糊矩陣。鄂蓮5號(hào)、鄂蓮6號(hào)、鄂蓮7號(hào)、飄花蓮藕4個(gè)蓮藕品種制得的脆片產(chǎn)品的4因素模糊矩陣依次表示為R1、R2、R3、R4。模糊矩陣如下：

2.3.2 確定因素權(quán)重集 5位專業(yè)技術(shù)人員對(duì)色澤、外觀形態(tài)、風(fēng)味、口感4個(gè)因素的重要性進(jìn)行賦分，并依據(jù)賦分情況計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 4個(gè)因素的權(quán)重分布統(tǒng)計(jì)Table 5 Weight distribution and statistics of four factor

從表5可見(jiàn)，5名技術(shù)人員認(rèn)為4個(gè)評(píng)價(jià)因素對(duì)蓮藕脆片整體品質(zhì)的重要性各有不同。從綜合結(jié)果來(lái)看，人們覺(jué)得風(fēng)味對(duì)脆片的綜合品質(zhì)影響最大，其次是口感，外觀形態(tài)影響最小。綜合5名技術(shù)人員的評(píng)分結(jié)果，得到蓮藕脆片模糊綜合評(píng)價(jià)因素權(quán)重集為A=[0.14,0.12,0.40,0.34]。

2.3.3 模糊綜合評(píng)價(jià)模型 根據(jù)模糊變換原理，建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型。以R1矩陣為例。

同理，可得其他3個(gè)樣品的模糊評(píng)價(jià)模型。將各樣品的模糊綜合評(píng)價(jià)模型與評(píng)語(yǔ)集對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)相乘，即得到不同品種蓮藕脆片的綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 蓮藕脆片綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 6 Comprehensive evaluation result of lotus root chips

由表6可知，4個(gè)蓮藕品種制得的脆片產(chǎn)品綜合評(píng)價(jià)結(jié)果均處于“優(yōu)”和“良”2個(gè)等級(jí)，產(chǎn)品品質(zhì)較受評(píng)分人員的認(rèn)可。通過(guò)比較分值可知，鄂蓮5號(hào)品種的綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高，為8.384，其綜合評(píng)價(jià)等級(jí)相比其他品種更接近于“優(yōu)”等級(jí)。由此可判斷，鄂蓮5號(hào)蓮藕品種比其他3個(gè)品種更適宜加工蓮藕脆片。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對(duì)鄂蓮5號(hào)、鄂蓮6號(hào)、鄂蓮7號(hào)、飄花蓮藕4個(gè)蓮藕品種的原料及其脆片制品的理化指標(biāo)、加工指標(biāo)進(jìn)行分析測(cè)定，并采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)4種蓮藕脆片的感官品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定，為加工蓮藕脆片篩選適宜的品種。結(jié)果表明，蓮藕原料的品質(zhì)在一定程度上決定了蓮藕脆片制品的質(zhì)量，原料的水分含量、粗纖維含量和脆度與脆片產(chǎn)品的脆度之間具有顯著的相關(guān)性。模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示鄂蓮5號(hào)制成的脆片綜合評(píng)分最高，其為最適宜加工蓮藕脆片的產(chǎn)品。

本試驗(yàn)僅對(duì)4種蓮藕原料的加工脆片適宜性進(jìn)行了研究。蓮藕在制汁、制粉等方面仍然具有很好的產(chǎn)業(yè)前景。在未來(lái)的研究中，一方面應(yīng)該擴(kuò)大研究對(duì)象的數(shù)量，以便更好地篩選出適宜加工的品種；另一方面應(yīng)該開(kāi)展蓮藕原料制汁、制粉的適宜性研究，為蓮藕加工產(chǎn)業(yè)提供更好的理論支撐。