大豆分離蛋白/甲基纖維素浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片品質(zhì)的影響

羅晶晶,李華佳,郭 壯,趙慧君,雷 敏,*

(1.湖北文理學(xué)院食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所,湖北襄陽(yáng) 441053; 2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,四川成都 610066)

獼猴桃又稱陽(yáng)桃、奇異果,屬于獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia),在中國(guó)栽培面積廣且品種繁多[1]。獼猴桃含有豐富的維生素C和礦物質(zhì),具有一定的抗癌和提高免疫力等藥用價(jià)值[2-4]。在水果滯銷的年份,獼猴桃的霉?fàn)€變質(zhì)給果農(nóng)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,故對(duì)獼猴桃的深加工顯得十分重要[5-6]。近些年來(lái),獼猴桃果酒、獼猴桃果汁及獼猴桃果脯等產(chǎn)品陸續(xù)上市,獼猴桃脆片也成為深受消費(fèi)者喜愛的產(chǎn)品[7-8]。真空油炸是果蔬脆片常用的加工技術(shù)之一,與傳統(tǒng)油炸相比,其耗時(shí)短,因此能極大限度地保留原料的營(yíng)養(yǎng)成分及風(fēng)味[9-10]。然而,隨著人們生活品質(zhì)的提升,對(duì)健康低熱量食品的追求使得油炸食品的消費(fèi)群體受到限制,如何在降低真空油炸果蔬脆片含油率的同時(shí)保留其原有的品質(zhì)成為果蔬脆片加工中亟待解決的問(wèn)題。

大豆分離蛋白是從脫脂豆粕中提取的高純度大豆蛋白,由于其良好的吸水性、吸油性、乳化性和凝膠性而廣泛應(yīng)用于肉制品的加工中,能夠乳化肉制品中的油脂、結(jié)合水分,改善肉制品的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味[11-12]。甲基纖維素具有保水、增稠、乳化等功能,從而廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)[13]。以上添加劑在肉制品中的應(yīng)用均有較多的研究,而對(duì)于其在果蔬脆片中的應(yīng)用鮮有報(bào)道[14-16]。

本研究通過(guò)使用大豆分離蛋白和甲基纖維素對(duì)獼猴桃切片進(jìn)行不同時(shí)間的浸泡預(yù)處理,以期降低真空油炸獼猴桃脆片的含油率,同時(shí)保留或改善其原有的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味等品質(zhì);并采用電子鼻、蒸汽吸附分析儀、快速水分測(cè)定儀、油脂測(cè)定儀、物性測(cè)試儀、色度儀檢測(cè)添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片品質(zhì)的影響,以期為后續(xù)獼猴桃脆片相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

徐香獼猴桃(軟硬適中,橫切面直徑5 cm左右,單果重80 g左右) 購(gòu)于襄陽(yáng)市中國(guó)航空附件研究所農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);甜蜜素、乳酸 方大添加劑有限公司;大豆分離蛋白 河南華悅化工產(chǎn)品有限公司;甲基纖維素 億鑫生物科技有限公司;棕櫚油 益海(廣州)糧油工業(yè)有限公司;石油醚 西隴科學(xué)股份有限公司。

HSS32電子鼻 德國(guó)AIRSENSE公司;Ultra PRO色度儀 美國(guó)Hunterlab公司;TA-XT Plus物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro System公司;SOX500油脂測(cè)定儀 山東海能科技儀器有限公司;HE53快速水分測(cè)定儀 梅特勒-托利多國(guó)際有限公司;VSA107蒸汽吸附分析儀 中國(guó)aqualab公司;YP5002電子天平 上海佑科儀器儀表有限公司;SH2040B多功能電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司;QS-05真空油炸機(jī) 全氏食品機(jī)械(上海)有限公司;HH-3數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市城東新瑞儀器廠;Haier臥式冷藏冷凍轉(zhuǎn)換柜 青島海爾特種電冰柜有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 獼猴桃脆片加工工藝流程 獼猴桃清洗去皮→切片→漂燙→添加劑浸泡預(yù)處理→冷凍→真空油炸→干燥→罐裝

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 清洗去皮 用流動(dòng)水清洗新鮮完好的獼猴桃,以去除表面的灰塵等雜物并去皮。

1.2.2.2 切片 將獼猴桃橫切,厚度為5 mm。

1.2.2.3 漂燙 將獼猴桃切片置于100 ℃ 0.3%甜蜜素和0.1%乳酸溶液中漂燙2 min,瀝水并冷卻。

1.2.2.4 添加劑浸泡預(yù)處理 將漂燙后的獼猴桃片用2%甲基纖維素、2%大豆分離蛋白或1%大豆分離蛋白與1%甲基纖維素復(fù)配浸泡處理,添加劑比率參考陸志娟等[14]及王富剛等[15]的報(bào)道并有所調(diào)整。處理組分別為:樣品1為對(duì)照,不使用添加劑浸泡;樣品2、樣品3、樣品4分別為2%甲基纖維素浸泡30 s、1 min、5 min;樣品5、樣品6、樣品7分別為2%大豆分離蛋白浸泡30 s、1 min、5 min;樣品8為1%大豆分離蛋白與1%甲基纖維素復(fù)配浸泡30 s,添加劑處理時(shí)間參考Mostaghimi[17]的報(bào)道并有所調(diào)整。

1.2.2.5 冷凍 將添加劑浸泡后的獼猴桃片放入-20 ℃冰柜中處理24 h。

1.2.2.6 真空油炸 將冷凍處理過(guò)的獼猴桃片置于低溫真空油炸鍋中油炸,設(shè)定真空油炸時(shí)間為420 s，油炸完成后放油時(shí)間為30 s(使鍋內(nèi)油放回儲(chǔ)油罐內(nèi));設(shè)置離心脫油時(shí)間為300 s(高速旋轉(zhuǎn)炸籃,使產(chǎn)品離心脫油)，油炸溫度和儲(chǔ)油罐溫度均為100 ℃。

1.2.2.7 干燥 將獼猴桃脆片冷卻至室溫后,置于60 ℃烘箱烘干處理12 h。

1.2.2.8 罐裝 將干燥冷卻后的獼猴桃脆片置于罐裝瓶,加入干燥劑并密封保存。

1.2.3 獼猴桃脆片理化指標(biāo)的測(cè)定

1.2.3.1 油脂含量的測(cè)定 參考吳禮娥[18]的方法并做適當(dāng)修改,使用脂肪測(cè)定儀采取索氏標(biāo)準(zhǔn)提取法對(duì)不同處理的獼猴桃脆片油脂含量進(jìn)行提取及測(cè)定,索氏標(biāo)準(zhǔn)提取8～10 h,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.3.2 氣味的測(cè)定 使用電子鼻對(duì)不同處理的獼猴桃脆片氣味進(jìn)行測(cè)定,參考尚雪嬌等[19]的方法并做適當(dāng)修改。稱取5 g獼猴桃脆片切碎,移入樣品瓶至1/3處,40 ℃水浴30 min后冷卻至室溫,將進(jìn)樣針頭插入樣品瓶進(jìn)行測(cè)定。儀器參數(shù):傳感器清洗時(shí)間90 s,調(diào)零時(shí)間5 s,測(cè)定時(shí)間60 s,進(jìn)樣吸氣流量200 mL/min,選取49、50、51 s的響應(yīng)值,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。

1.2.3.3 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 參考陳愷等[20]的方法并做適當(dāng)修改。選取片型較好的獼猴桃脆片,使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定其硬度及破碎度,獼猴桃脆片不可重復(fù)使用。選用HDP-3PB探頭,設(shè)置參數(shù)為測(cè)前速度1 mm/s,測(cè)中速度0.5 mm/s,測(cè)后速度1 mm/s。下壓距離10 mm,激活感應(yīng)力5 g,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次。

1.2.3.4 色度的測(cè)定 參考郭壯等[21]的方法并做適當(dāng)修改。將色度儀預(yù)熱1 h并用光阱和白板校正后,利用反射模式對(duì)不同處理的獼猴桃脆片L*(亮度)、a*(紅綠度)、b*(黃藍(lán)度)值進(jìn)行測(cè)定,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3～4次。

1.2.3.5 水分活度的測(cè)定 參考王璐等[22]的方法并做適當(dāng)修改。將一定量的獼猴桃脆片切碎后均勻平鋪于測(cè)定盤,利用蒸汽吸附分析儀對(duì)不同處理的獼猴桃脆片水分活度進(jìn)行測(cè)定,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.3.6 水分含量的測(cè)定 參考鄒金等[23]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用方差分析(analysis of variance)對(duì)添加劑浸泡預(yù)處理后獼猴桃脆片色澤、質(zhì)構(gòu)、油脂含量、氣味、水分含量及水分活度進(jìn)行顯著性分析,采用聚類分析、主成分分析(principal component analysis,PCA)對(duì)獼猴桃脆片樣品品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),使用Origin2017軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片含油率的影響

經(jīng)過(guò)真空油炸的果蔬脆片都有一定的含油率,這主要是由于果蔬脆片表面孔隙所吸附的油脂不能以離心脫油這種方法完全去除[24]。本研究通過(guò)使用甲基纖維素和大豆分離蛋白浸泡預(yù)處理的形式,以期降低獼猴桃脆片成品的含油率。由圖1可知,添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片的含油率有較大的影響。與對(duì)照組(樣品1)相比,添加劑浸泡預(yù)處理后獼猴桃脆片的含油率整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì),但2%甲基纖維素浸泡1 min(樣品3)及2%大豆分離蛋白浸泡1 min(樣品6)的獼猴桃脆片的含油率與對(duì)照組(樣品1)相比反而顯著升高(P<0.05);樣品7和樣品5獼猴桃脆片的含油率顯著低于其他處理組(P<0.05);樣品2和樣品8獼猴桃脆片含油率差異不顯著(P>0.05)。大豆分離蛋白處理后可有效降低獼猴桃脆片含油率,該結(jié)果與潘薇娜等[25]的報(bào)道相似,大豆分離蛋白可顯著降低油炸面拖食品的含油率;李素云等[26]發(fā)現(xiàn),羧甲基纖維素鈉可顯著降低油炸香蕉片的含油率,這也與本文結(jié)果相一致。綜上,樣品7、樣品5、樣品2和樣品8獼猴桃脆片的含油率均較為理想。

圖1 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片油脂含量的影響Fig.1 Effects of additives soaking pretreatmenton fat content of kiwi crispy tablets注:樣品1為對(duì)照,不使用添加劑浸泡;樣品2、樣品3、樣品4分別為2%甲基纖維素浸泡30 s、1 min、5 min;樣品5、樣品6、樣品7分別為2%大豆分離蛋白浸泡30 s、1 min、5 min;樣品8為1%大豆分離蛋白與1%甲基纖維素復(fù)配浸泡30 s(全文同);不同字母顯示差異顯著,P<0.05,圖2～圖4同。

2.2 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片氣味的影響

芳香氣味是多數(shù)果蔬散發(fā)的令人愉悅的氣味,是果蔬重要的感官品質(zhì)之一,果蔬脆片芳香氣味數(shù)值是使用電子鼻檢驗(yàn)其氣味品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表1可知,樣品8獼猴桃脆片的氣味變化效果最理想,即相較于對(duì)照和其它組,其芳香類物質(zhì)靈敏的傳感器(W1C、W3C、W5C)響應(yīng)值顯著升高(P<0.05),其次為樣品2;樣品2、樣品3、樣品7及樣品8對(duì)應(yīng)的傳感器W1W(對(duì)有機(jī)硫化物、萜類物質(zhì)敏感)及W2W(對(duì)有機(jī)硫化物)響應(yīng)值相較其它組顯著降低(P<0.05)。董凡晴[27]在熟制麻團(tuán)的研究中也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果,即大豆分離蛋白可改善熟制麻團(tuán)的氣味等指標(biāo)。綜上,樣品8和樣品2獼猴桃脆片的氣味較為優(yōu)越。

表1 添加劑浸泡預(yù)處理后獼猴桃脆片的氣味差異性分析Table 1 Analysis of odor difference of kiwi crispy tablets after additives soaking pretreatment

2.3 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片質(zhì)構(gòu)的影響

果蔬脆片的脆度及硬度是其品質(zhì)的重要構(gòu)成之一,本研究使用質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)了不同添加劑浸泡預(yù)處理后獼猴桃脆片的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)。由圖2可知,與對(duì)照(樣品1)相比,添加劑浸泡預(yù)處理(樣品2～8)可顯著降低獼猴桃脆片的硬度(P<0.05),但對(duì)其破碎度無(wú)顯著影響(P>0.05)。對(duì)每種添加劑而言,添加劑浸泡時(shí)間越長(zhǎng),獼猴桃脆片的硬度值越大(樣品2～3,樣品5～7)。忻晨[28]在對(duì)冷凍面團(tuán)改性的研究中也發(fā)現(xiàn),甲基纖維素的添加可有效降低冷凍面團(tuán)烘焙的面包的硬度,改善成品品質(zhì);而史軻軻等[29]發(fā)現(xiàn),大豆分離蛋白可有效提升鮮切桃的硬度,從而延長(zhǎng)鮮切桃的貯藏期,這與本文結(jié)果中大豆分離蛋白可降低獼猴桃脆片硬度的結(jié)果相反,這可能與食品的加工工藝不同有關(guān)。綜上,添加劑浸泡30 s(樣品2、5、8)的獼猴桃脆片硬度無(wú)顯著差異(P>0.05),與對(duì)照相比均顯著降低,為較優(yōu)越的品質(zhì)。

圖2 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Effects of additives soaking pretreatmenton the texture of kiwi brittle tablets

2.4 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片色度的影響

獼猴桃脆片的色澤是其重要的感官品質(zhì),也是其品質(zhì)的重要組成。本研究使用色度儀對(duì)添加劑浸泡預(yù)處理后獼猴桃脆片的亮度、紅綠度和黃藍(lán)度進(jìn)行測(cè)定。圖3中L*值表征亮度,L*(暗→亮:0→100);a*值表征紅綠度,a*(綠→紅+);b*值表征黃藍(lán)度,b*(藍(lán)→黃+)。結(jié)果顯示,添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片的L*值影響最為顯著。用2%甲基纖維素浸泡后獼猴桃脆片隨著浸泡時(shí)間增加色澤變暗(樣品2～4),而用2%大豆分離蛋白浸泡的則隨著浸泡時(shí)間增加色澤變亮(樣品5～7)。樣品8的獼猴桃脆片L*值、b*值最大,呈現(xiàn)出比較明亮、偏黃色色調(diào)的特征;其次,樣品2的獼猴桃脆片色澤較明亮。該結(jié)果與史軻軻等[29]的報(bào)道類似,即大豆分離蛋白的添加可有效提高鮮切桃的亮度。綜上,樣品8和樣品2的色澤較為優(yōu)越。

圖3 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片色度的影響Fig.3 Effects of additives soaking pretreatmenton the chromaticity of kiwi crispy slices

2.5 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片水分含量及水分活度的影響

果蔬脆片水分含量過(guò)高會(huì)使其發(fā)生褐變、加速氧化,使其品質(zhì)降低,GB/T 23787-2009規(guī)定果蔬脆片等的水分含量不高于5%[30]。由圖4可知,樣品1～8獼猴桃脆片的含水量均低于5%,滿足GB/T 23787-2009的要求。與空白組(樣品1)對(duì)比,樣品2～8獼猴桃脆片水分含量均顯著降低(P<0.05),相較于添加甲基纖維素處理的樣品(樣品2～4),添加大豆分離蛋白的獼猴桃脆片(樣品5～7)水分含量降低更為明顯,但添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)其水分活度的影響并不顯著(P>0.05)。而潘薇娜等[25]也發(fā)現(xiàn),與大豆?jié)饪s蛋白相比,大豆分離蛋白能更好地降低油炸面拖食品的水分含量。由圖4亦可知,樣品5的獼猴桃脆片水分含量最低;樣品3的獼猴桃脆片水分含量是除對(duì)照組之外水分含量最高的處理組。綜上,樣品5、樣品6和樣品8的水分含量均較為理想。

圖4 添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片水分含量及水分活度的影響Fig.4 Effects of additives soaking pretreatment on moisturecontent and moisture activity of kiwi crispy tablets

2.6 基于PCA分析對(duì)獼猴桃脆片品質(zhì)的評(píng)價(jià)

本研究進(jìn)一步對(duì)獼猴桃脆片的整體品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。經(jīng)主成分分析可知,獼猴桃脆片的品質(zhì)信息可由3個(gè)主成分代表,其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為86.73%。其中第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為45.14%和26.53%。由圖5可知,第一主成分主要由對(duì)芳香類物質(zhì)敏感的傳感器指標(biāo)(W1C、W3C、W5C)、W1S(對(duì)甲烷敏感)、W2S(對(duì)乙醇敏感)、W6S(對(duì)氫氣有選擇性)、水分活度、含油率及硬度9個(gè)指標(biāo)組成;第二主成分主要由W1W(對(duì)有機(jī)硫化物、萜類物質(zhì)敏感)、W5S(對(duì)氫氧化物敏感)、W2W(對(duì)有機(jī)硫化物敏感)、色度a*和水分含量5個(gè)指標(biāo)組成。獼猴桃脆片的主成分1與主成分2因子得分圖如圖6所示。

圖5 基于主成分分析的PC1和PC2因子載荷圖Fig.5 Factor loading diagram of PC1and PC2 based on principal coordinate analysis

由圖6可知,樣品4和樣品6位于第一象限;樣品7和樣品2位于第三象限;樣品1與樣品3位于第四象限;樣品8介于第二、三象限之間;樣品5則遠(yuǎn)離這幾個(gè)聚集區(qū)。結(jié)合因子載荷圖(圖5)可以發(fā)現(xiàn),樣品5中有機(jī)硫化物、氫氧化物等不良指標(biāo)遠(yuǎn)高于其它樣品;樣品8芳香類物質(zhì)含量遠(yuǎn)高于其它樣品,且含油率、硬度、有機(jī)硫化物、氫氧化物等不良指標(biāo)均較低;樣品2芳香類物質(zhì)含量?jī)H次于樣品8,在不良指標(biāo)中,含油率、硬度指標(biāo)僅次于樣品8,而有機(jī)硫化物、氫氧化物含量較樣品8更低。由此可見,經(jīng)1%甲基纖維素與1%大豆分離蛋白復(fù)配浸泡30 s(樣品8)為最佳添加劑浸泡預(yù)處理工藝。

圖6 基于主成分分析的PC1和PC2因子得分圖Fig.6 Factor scores diagram of PC1and PC2 based on principal coordinate analysis

2.7 基于聚類分析對(duì)獼猴桃脆片品質(zhì)的評(píng)價(jià)

由于PCA是一類無(wú)監(jiān)督的只能定性的空間排布多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[31],本研究又對(duì)獼猴桃脆片樣品進(jìn)行了聚類分析。如圖7所示,當(dāng)距離取400時(shí),8個(gè)樣品整體上可分為2個(gè)聚類,樣品1、3和4隸屬于聚類Ⅰ,而樣品2、8、5、6和7隸屬于聚類Ⅱ。結(jié)合圖6可得,隸屬于聚類I的樣品在空間排布上偏X軸正方向,而隸屬于聚類二的樣品則主要偏X軸負(fù)方向,且二者呈現(xiàn)出分離趨勢(shì)。由于聚類Ⅱ整體的風(fēng)味和色澤較聚類Ⅰ更好,且含油率、硬度及水分含量等缺陷型指標(biāo)普遍低于聚類Ⅰ,由此可見,隸屬于聚類Ⅱ的獼猴桃脆片樣本其品質(zhì)可能優(yōu)于聚類Ⅰ。綜上所述,經(jīng)1%甲基纖維素和1%大豆分離蛋白復(fù)配浸泡30 s(樣品8)的獼猴桃脆片整體品質(zhì)最為理想,其次為2%甲基纖維素浸泡30 s(樣品2)的獼猴桃脆片。

圖7 基于UPGMA分析的添加劑浸泡預(yù)處理對(duì)獼猴桃脆片品質(zhì)影響的評(píng)價(jià)Fig.7 Quality evaluation of kiwi crispy tabletsby additives soaking pretreatment based on UPGMA analysis

3 結(jié)論

采用甲基纖維素和大豆分離蛋白對(duì)獼猴桃脆片進(jìn)行浸泡預(yù)處理后,均能降低獼猴桃脆片的含油率、硬度和水分含量。本試驗(yàn)綜合獼猴桃脆片的各項(xiàng)理化指標(biāo),得到真空油炸獼猴桃脆片的最佳預(yù)處理工藝為:1%甲基纖維素和1%大豆分離蛋白復(fù)配浸泡30 s,在此條件下,獼猴桃脆片含油率、硬度和水分含量均顯著降低,且芳香氣味值顯著提升、缺陷型氣味值顯著下降,亮度顯著提升(P<0.5)。因此,在獼猴桃脆片的真空油炸工藝中,可結(jié)合使用甲基纖維素和大豆分離蛋白對(duì)獼猴桃脆片進(jìn)行浸泡預(yù)處理,以改善獼猴桃脆片的品質(zhì)。隨著大眾對(duì)低熱量零食的訴求逐漸增加,此處理工藝作為降低獼猴桃脆片含油率的改進(jìn)工藝,在實(shí)際生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用潛力。