油炸花生米生產(chǎn)工藝及揮發(fā)性風(fēng)味成分研究

劉瀟瀟，張龍飛，甘鈺培，馬娟，李文靜，張夢(mèng)靜，肖麗霞

（揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000）

花生（peanut），別名落花生，是一種雙子葉植物。近年來(lái)，花生的種植面積、單產(chǎn)、總產(chǎn)、花生油產(chǎn)量等持續(xù)增長(zhǎng)[1]，其豐富的含油量和蛋白質(zhì)含量使其成為我國(guó)除油菜外第二大油料作物和重要的出口產(chǎn)品[2]。目前，我國(guó)是種植花生的第一大國(guó)，其產(chǎn)量約1 700萬(wàn)噸，約占世界總產(chǎn)量的40%，在全國(guó)農(nóng)作物當(dāng)中排第四位[3]。花生的種類多種多樣，當(dāng)下可以查詢到的有540種，通常情況下可以把它們分為小?；ㄉ痛罅；ㄉ?。紅皮小?；ㄉ且环N蛋白及脂肪含量均較高的營(yíng)養(yǎng)性食物，其供給相對(duì)平衡，有比較全面的營(yíng)養(yǎng)素[4]，花生仁富含維生素、礦物質(zhì)等物質(zhì)[5]。

油炸是在較高溫度條件下讓食品熟化和脫水的一種方法[6]。油炸的方式多種多樣，有常規(guī)油炸、真空油炸、微波油炸、微波輔助真空油炸、高壓油炸等。其中，常規(guī)油炸是在150℃～200℃溫度條件下進(jìn)行的一種油炸方式[7]。目前常規(guī)油炸因其缺少標(biāo)準(zhǔn)工藝，常常出現(xiàn)油炸制品口感差，不夠酥脆等問(wèn)題，因此需要進(jìn)行油炸工藝的標(biāo)準(zhǔn)化研究。除此，本研究還將分析最佳油炸工藝下的油炸花生米的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，即通過(guò)氣質(zhì)色譜聯(lián)用儀對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。油炸食品因其獨(dú)特的風(fēng)味和口感深受人們的喜愛，花生的果仁和果皮經(jīng)油炸后有香脆口感，并且老少皆宜，因此，本研究對(duì)于油炸花生米的生產(chǎn)具有理論指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅皮花生米、食用油：市售。

1.2 主要設(shè)備

HH6數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州國(guó)華電器有限公司；MS304-S型電子天平（1/10000）：梅特勒-托利多儀器有限公司；Uniersal TA質(zhì)構(gòu)儀：上海騰拔儀器科技有限公司；FBS-730A快速水分儀：廈門弗布斯檢測(cè)設(shè)備有限公司；WK2102型電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；BTE-SPWDJ溫度計(jì)：衡水正旭電子科技有限公司。

1.3 油炸花生米工藝流程

紅皮花生米清洗→浸泡→給料→油炸→脫油→冷卻→成品。

1.4 花生米浸泡工藝

將花生米分別置于 15、25、35、45、55、65、75、85 ℃的不同溫度下分別浸泡 30、60、90、120、150、180、210、240、270 min，以含水量為主要檢測(cè)指標(biāo)，從而探究浸泡時(shí)間與浸泡溫度對(duì)花生米含水量的影響。

1.5 油炸工藝條件優(yōu)化

1.5.1 油炸花生米生產(chǎn)工藝的單因素試驗(yàn)

1.5.1.1 不同油炸溫度對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響

將含水量為25%的紅皮花生分別在130、140、150、160、170、180、190 ℃油炸 5 min。以感官評(píng)分與硬度為主要指標(biāo)，考察不同油炸溫度對(duì)油炸花生米的色澤和組織狀態(tài)等品質(zhì)的影響。

1.5.1.2 不同油炸時(shí)間對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響

將含水量為25%的紅皮花生在160℃條件下分別油炸 2、3、4、5、6、7、8 min。以感官評(píng)分與硬度為主要指標(biāo)，考察不同油炸時(shí)間對(duì)油炸花生米的色澤和組織狀態(tài)等品質(zhì)的影響。

1.5.1.3 不同含水量對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響

選擇含水量分別為10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的花生米在160℃條件下油炸5 min。以感官評(píng)分與硬度為主要指標(biāo)，考察不同含水量對(duì)油炸花生米的色澤和組織狀態(tài)等品質(zhì)的影響。

1.5.2 油炸花生米生產(chǎn)工藝正交試驗(yàn)

正交因素水平如表1所示。

表1 正交因素水平Table 1 The levels and factors of orthogonal

基于油炸時(shí)間、油炸溫度、含水量3個(gè)基本單因素試驗(yàn)，以感官評(píng)價(jià)為主要指標(biāo)，利用正交試驗(yàn)確定油炸花生米的最佳油炸工藝。

1.6 試驗(yàn)方法

1.6.1 感官評(píng)價(jià)

油炸花生米感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 油炸花生米感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria for fried peanuts

食品的感官評(píng)價(jià)好壞是消費(fèi)者是否接受這種產(chǎn)品的重要指標(biāo)。感官評(píng)定的小組成員均為食品專業(yè)人員，并且保持感官人員不變。小組成員根據(jù)對(duì)油炸花生米的觀察、品嘗等綜合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。參照魯耀彬等[9]的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1532—2008《花生》[10]對(duì)本試驗(yàn)的油炸花生米產(chǎn)品分別從外形、色澤、香味、口感4個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.6.2 含水量檢測(cè)

取3 g花生米樣品置于快速水分測(cè)量?jī)x上進(jìn)行檢測(cè)，同一條件下的花生米取平行3次[11]。

1.6.3 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

采用質(zhì)地剖面分析（texture profile analysis，TPA）測(cè)試對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。測(cè)試條件確定如下：探頭P/36R，測(cè)前速率 0.8 mm/s，測(cè)試速率 0.8 mm/s，測(cè)后速率0.8 mm/s，壓縮程度為40%，觸發(fā)應(yīng)力5 N，取點(diǎn)頻率200 point/s，兩次下壓間隔時(shí)間為2 s[12-13]。每項(xiàng)測(cè)試重復(fù)3次。

1.6.4 風(fēng)味成分檢測(cè)

1.6.4.1 頂空固相微萃?。╤eadspace solid phase microextraction，HS-SPME）

稱量5 g油炸花生米樣品進(jìn)行碾磨，并將其放入15 mL頂空瓶中，并用鋁蓋和特氟龍隔墊密封。在80℃平衡20 min后，將包含纖維的手動(dòng)SPME固定器插入樣品瓶中，然后將SPME樣品在不攪拌的情況下暴露于頂部空間60 min[14]。

1.6.4.2 氣相色譜-質(zhì)譜法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）

使用配備HP-5毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，膜厚0.25 pm）和痕量質(zhì)譜儀的痕量GC系統(tǒng)進(jìn)行GC分析，質(zhì)量掃描范圍為30 amu～400 amu。以氦氣為載氣（流速0.8 mL/min）采用不分流模式進(jìn)行分析。進(jìn)樣器和檢測(cè)器的溫度分別設(shè)置為250℃和280℃。將色譜柱在40℃的初始溫度下保持5 min，然后以5℃/min的速度升溫至60℃并保持2 min，然后以4℃/min的速度升高至120℃并保持2 min，最后以10℃/min的速度升至250℃，并保持5 min。纖維吸收的揮發(fā)物在氣相色譜的熱進(jìn)樣口中以不分流模式在250℃下熱解吸5 min[15]。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)均重復(fù)3次。其中，揮發(fā)性化合物的鑒定主要基于與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品匹配的質(zhì)譜信息，其與NIST2.2（由安捷倫科技有限公司提供）的數(shù)據(jù)的匹配度大于700（最大值是1 000）。揮發(fā)性成分的定量通過(guò)面積歸一化方法計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸泡時(shí)間和浸泡溫度對(duì)含水量的影響

花生米的含水量隨浸泡時(shí)間與浸泡溫度的變化情況見圖1。

圖1 浸泡時(shí)間和浸泡溫度對(duì)含水量的影響Fig.1 The effect of soaking time and soaking temperature on water content

由Palou等[16]研究的Peleg模型可知，花生米在浸泡過(guò)程中，其浸泡溫度與浸泡時(shí)間對(duì)含水量有一定的影響，并且三者之間存在一定相互關(guān)系。由圖1可知，不同溫度下花生米隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，其含水量呈現(xiàn)先上升后逐漸平穩(wěn)的趨勢(shì)。在前30 min內(nèi)，15℃浸泡的花生米水分含量上升速度最慢，55℃浸泡后的花生米水分含量上升速度最快。在相同浸泡時(shí)間內(nèi)，隨著溫度的上升，花生米的含水量上升速度先增加，在55℃時(shí)達(dá)到最高后上升速度緩慢降低。在浸泡90 min后，花生米的含水量趨于穩(wěn)定，含水量為40%左右，隨浸泡時(shí)間的變化而變化較小。其中，在25℃，120 min浸泡時(shí)間內(nèi)，含水量上升速度最快，含水量達(dá)到最高，為43.22%。

2.2 油炸工藝的單因素試驗(yàn)

2.2.1 不同油炸溫度對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響

不同油炸溫度對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 不同油炸溫度對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of different frying temperature on quality of fried peanut

由圖2可知，隨著油炸溫度的升高，油炸花生米的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，硬度呈先上升再下降后上升的趨勢(shì)。這可能是由于隨著油炸溫度的上升，花生米在劣變階段發(fā)生了碳化現(xiàn)象，影響其硬度與感官評(píng)分。油炸溫度為160℃時(shí)，花生米硬度適中，感官評(píng)分最高，為15，因此選擇油炸溫度為150℃、160℃和170℃進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

2.2.2 不同油炸時(shí)間對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響

不同油炸時(shí)間對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 不同油炸時(shí)間對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of different frying time on quality of fried peanut

由圖3可知，花生米在油炸時(shí)，水分汽化層開始向食品內(nèi)部遷移，表面的溫度達(dá)到油溫時(shí)，花生米內(nèi)部的溫度逐漸趨向100℃，并在其表面發(fā)生蛋白質(zhì)變性、焦糖化反應(yīng)以及一些其他物質(zhì)的分解反應(yīng)，產(chǎn)生油炸食品特有的芳香氣味，然而，當(dāng)油炸時(shí)間不斷延長(zhǎng)后，花生米內(nèi)部溫度過(guò)高，產(chǎn)生焦化氣味，其硬度會(huì)增加，導(dǎo)致感官評(píng)分降低，當(dāng)油炸時(shí)間為5 min時(shí)其硬度最小并且感官品質(zhì)最好，因此可以選擇油炸時(shí)間5、6 min和7 min進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

2.2.3 不同含水量對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響

不同含水量（基于55℃/5 min、15℃/25 min、25 ℃/20 min、15 ℃/60 min、85 ℃/30 min、25 ℃/90 min以及65℃/90 min的浸泡工藝）對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 不同含水量對(duì)油炸花生米品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of different water content on quality of fried peanut

一定含水量的花生米在油炸過(guò)程中會(huì)釋放水分，組織結(jié)構(gòu)上形成孔隙，從而得到感官上脆度較好的產(chǎn)品。由圖4可知，隨著花生米含水量的增加，油炸花生米的感官評(píng)分不斷降低，同時(shí)硬度呈先上升再下降后上升趨勢(shì)，這可能是由于花生米含水量過(guò)高時(shí)，一定的油炸條件并不能將其水分完全釋放，形成的空隙層較薄，導(dǎo)致油炸花生米產(chǎn)生綿軟的口感，硬度較低，影響其感官評(píng)分。對(duì)于不同含水量下的油炸花生米產(chǎn)品，含水量為10%時(shí)其硬度最小并且感官品質(zhì)最好，因此可以選擇含水量為10%、15%和20%進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

2.3 油炸工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果

油炸花生米油炸工藝的正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析Table 3 Statistical analysis of experimental results of orthogonal design

從表3可知，油炸時(shí)間、油炸溫度、含水量對(duì)油炸花生有著不同的影響，4號(hào)試驗(yàn)結(jié)果最好，對(duì)應(yīng)的優(yōu)化組合為A2B1C2。通過(guò)極差R分析發(fā)現(xiàn)油炸花生米感官影響因素關(guān)系為B>C>A，理論的最優(yōu)組合為A3B1C2，即花生米油炸溫度為170℃，油炸時(shí)間為5 min，油炸前花生米含水量為15%。通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)，此時(shí)油炸花生米感官評(píng)分為92分，高于A2B1C2組合，因此選擇A3B1C2為最優(yōu)油炸花生米生產(chǎn)工藝。

2.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

油炸花生米揮發(fā)性風(fēng)味成分分析結(jié)果見表4，香氣成分總離子圖見圖5。

圖5 油炸花生米香氣成分總離子圖Fig.5 Total ion diagram of aroma components of fried peanuts

表4 油炸花生米揮發(fā)性風(fēng)味成分分析Table 4 Analysis of volatile flavor components of fried peanuts

由表4可知，油炸花生米檢測(cè)出的揮發(fā)性物質(zhì)有60種，其相對(duì)含量是92.78%。相對(duì)含量最多的是其他類，其次是酯類、醇類、醛類、烴類、酮類、烯類和酸類。各類物質(zhì)中相對(duì)含量較多的是2，5-二甲基吡嗪，分析得出其中1-十一醇在香精中作為體香、糠醇具有特殊苦辣氣味、2-苯基乙醛具有濃郁的玉簪花香氣、壬醛具有強(qiáng)烈的油脂氣味、苯乙醛具有洋水仙的優(yōu)雅香氣、十二醛具有似紫羅蘭樣的香氣、苯乙酮具有愉快的芳香氣味、異松油烯具有檸檬氣味、2，5-二甲基吡嗪具有炒花香氣和巧克力氣味、2，3-二乙基吡嗪具有天然物質(zhì)的香味以及2-甲氧基-（1-丙烯）酚具有柔和的焦糖辛香味。油炸花生米的風(fēng)味物質(zhì)中，對(duì)產(chǎn)品影響最大的是2，5-二甲基吡嗪，具有炒花香氣和巧克力味。

3 結(jié)論

以紅皮花生米為原料，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定油炸花生米的最佳工藝，建立以感官評(píng)分為檢測(cè)指標(biāo)，油炸溫度、油炸時(shí)間、含水量為變量的正交試驗(yàn)，通過(guò)油炸工藝中單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定油炸花生米最佳工藝：花生米在15℃浸泡25 min后，含水量達(dá)到15%；油炸溫度為170℃，油炸時(shí)間為5 min。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)油炸花生米揮發(fā)性風(fēng)味成分的分析，鑒定出60種主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中對(duì)油炸花生米風(fēng)味影響較大是2，5-二甲基吡嗪。在此油炸工藝下得到的油炸花生米具有酥脆的口感，金黃且均勻的色澤以及獨(dú)特的油炸芳香味，為標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)油炸花生米提供理論基礎(chǔ)。