生姜紅糖固體飲料生產(chǎn)工藝研究

潘志明　謝萬詳

摘要：目的與方法：以紅糖、生姜粉為主要原料，經(jīng)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)對生姜紅糖固體飲料生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究。結(jié)果與結(jié)論：當(dāng)姜膏煮制31.33 min、干燥溫度55.04 ℃、微波殺菌溫度70.00 ℃時(shí)，生產(chǎn)的生姜紅糖固體飲料產(chǎn)品色澤鮮明，姜味與紅糖味突出，風(fēng)味宜人。

關(guān)鍵詞：生姜;紅糖;固體飲料生姜含有姜酚、揮發(fā)油、姜醇、辣椒素等多種成分，還含有蛋白質(zhì)、糖和多種微量元素，以及胡蘿卜素、維生素C、維生素A等多種營養(yǎng)成分[12]。此外，生姜具有多種藥理作用，能驅(qū)寒、止嘔、提神，促進(jìn)興奮和解毒等功效[35]，具有補(bǔ)中益氣、生津補(bǔ)血、護(hù)肝養(yǎng)腎等功效。除了作為甜味劑，紅糖還富含微量元素與維生素。本研究以生姜和紅糖為主要原料輔以紅棗等其他輔料生產(chǎn)生姜紅糖固體飲料，對其生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

1材料與方法

1.1主要材料

姜粉（福建好日子食品有限公司自產(chǎn)，生姜來源于公司永定種植基地）;紅糖，廣西農(nóng)墾糖業(yè)有限公司。

1.2主要設(shè)備

KD500F型電子天平，福州科迪電子技術(shù)有限公司;電加熱夾層鍋，廣州旭眾食品機(jī)械有限公司;除濕干燥機(jī)，江蘇萬豪機(jī)械制造有限公司;微波殺菌設(shè)備，山東立威微波設(shè)備有限公司;HWS1200 型恒溫培養(yǎng)箱，江蘇天翎儀器有限公司;SWCJ10 型超凈工作臺，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;LDZX75KBS型殺菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3方法

1.3.1工藝流程

姜粉

↓

紅糖→配料→煮制→澆注成型→脫模→除濕干燥→微波殺菌→自然冷卻→包裝→成品

1.3.2操作要點(diǎn)（1）配料：根據(jù)配料工藝要求將紅糖、姜粉、紅棗粒、重瓣紅玫瑰花、桂圓丁等各種原輔料進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，然后分別用不銹鋼桶（盆）盛裝。（2）煮制：按配方比例要求稱量好所需使用的紅糖、姜粉、輔料及水備用。開啟夾層鍋，按工藝要求往電熱鍋中加入紅糖、姜粉、輔料及水。打開攪拌器攪拌和加熱器加熱溶解。設(shè)定夾層鍋油溫在120～140 ℃，實(shí)際溶糖溫度控制在80～100 ℃。糖液煮至結(jié)砂狀態(tài)時(shí)關(guān)掉加熱器，繼續(xù)保持?jǐn)嚢?，做好其他出鍋?zhǔn)備工作。煮制時(shí)間控制在30～35 min/鍋。（3）澆注成型：將煮制好的糖漿液，用不銹鋼勺澆注到硅膠成型模具中，然后自然或通風(fēng)冷卻到凝結(jié)成塊，再脫模，放到干燥盤中，送往除濕干燥工序。（4）除濕干燥：用除濕干燥機(jī)將澆注成型好的產(chǎn)品進(jìn)行除濕干燥，脫模后的塊糖用不銹鋼烤架盛放，推進(jìn)除濕干燥機(jī)，溫度設(shè)定在50～55 ℃、時(shí)間45～60 h、水分控制在6.0%以下。（5）微波殺菌：除濕干燥后的產(chǎn)品進(jìn)行微波殺菌。工藝條件為：輸送帶變頻頻率設(shè)置為5～8 Hz、溫度設(shè)置為55～65 ℃、擺料時(shí)物料離邊3～5 cm，要求物料均勻、不豎起、不重疊、不緊挨。（6）自然冷卻：微波后在冷卻區(qū)進(jìn)行自然冷卻至常溫，冷卻后進(jìn)行包裝。

1.3.3產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品需符合GB/T 296022013《固體飲料》要求。

1.3.4檢測方法（1）水分、菌落總數(shù)、大腸菌群的測定：按對應(yīng)的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)方法檢測。（2）感官評定：產(chǎn)品沖調(diào)后進(jìn)行感官評價(jià)，9名具備品評能力的人員為評分員，按照表 1 對生姜紅糖飲料進(jìn)行色、香、味進(jìn)行品評，取平均值作為評分結(jié)果。

1.3.5 方法（1）姜膏煮制時(shí)間單因素試驗(yàn)：按配方比例稱量好所需使用的紅糖、姜粉、輔料及水備用，按工藝要求往夾層鍋中加入紅糖、姜粉、輔料及水，開啟電加熱鍋，打開攪拌器攪拌加熱溶解，溶糖溫度控制在80～100 ℃，糖液煮制時(shí)間為20、25、30、35、40 min。考察姜膏的結(jié)砂、結(jié)焦情況以及姜膏的感官質(zhì)量。（2）除濕干燥工藝單因素試驗(yàn)：脫模后的塊糖用不銹鋼烤架盛放，推進(jìn)除濕干燥機(jī)進(jìn)行除濕干燥，除濕干燥機(jī)溫度設(shè)置為40、45、50、55、60 ℃進(jìn)行除濕干燥，每6 h進(jìn)行塊糖水分含量的檢測，低于6.0%時(shí)結(jié)束，考察塊糖的感官質(zhì)量。（3）微波殺菌工藝單因素試驗(yàn)：除濕干燥后的產(chǎn)品進(jìn)行微波殺菌，操作時(shí)將輸送帶變頻頻率設(shè)置為5～8 Hz;溫度設(shè)置為55、60、65、70、75 ℃，設(shè)備操作按照微波設(shè)備作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行，殺菌后進(jìn)行微生物指標(biāo)的檢測。

1.4響應(yīng)面法優(yōu)化生姜紅糖固體飲料加工工藝試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)DesignExpert軟件中BoxBenhnken的設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行3因素3水平的響應(yīng)面分析，以姜膏煮制時(shí)間、干燥溫度、微波殺菌溫度為自變量，以沖泡后的生姜紅糖固體飲料的感官評分為響應(yīng)值，確定各因素對響應(yīng)值的影響，確定加工工藝的最佳條件。響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平見表2。

2結(jié)果與分析

2.1生姜紅糖固體飲料加工工藝單因素試驗(yàn)

2.1.1姜膏煮制時(shí)間單因素優(yōu)化按配方比例稱量好所需使用的紅糖、姜粉、輔料及水備用，按工藝要求往夾層鍋中加入紅糖、姜粉、輔料及水，溶糖溫度控制在80～100 ℃，糖液煮制時(shí)間為20、25、30、35、40 min，考察姜膏的感官質(zhì)量。煮制時(shí)間對姜膏的形態(tài)、香味、口感均有影響，其原因是隨著煮制時(shí)間變長，姜膏水分含量逐漸降低，糖液與鍋的接觸面溫度較高，水分含量較少，發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生特殊的香味物質(zhì)溶解于姜膏。當(dāng)水分含量降到一定程度時(shí)姜膏會(huì)結(jié)砂，但如果進(jìn)一步加熱由于水分含量太少而導(dǎo)致姜膏結(jié)焦此時(shí)水分含量偏小，不利于后續(xù)的注模成型，且有焦味可能產(chǎn)生有害物質(zhì)。由表3可知，煮制時(shí)間20 min時(shí)，姜膏未結(jié)砂;煮制到25～35 min時(shí)，姜膏結(jié)砂且未結(jié)焦、糖液濃稠、香氣協(xié)調(diào);煮制到40 min時(shí)，糖液已經(jīng)結(jié)焦。因此選擇煮制時(shí)間為25、30、35 min這3個(gè)水平作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)分析。將煮制好的姜膏，用不銹鋼勺澆注到硅膠成型模具中，然后自然或通風(fēng)冷卻到凝結(jié)成塊，再脫模，放到干燥盤中，送往除濕干燥工序。

2.1.2除濕干燥工藝單因素優(yōu)化脫模后的塊糖用不銹鋼烤架盛放，推進(jìn)除濕干燥機(jī)進(jìn)行除濕干燥。由于高溫干燥會(huì)導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)而使產(chǎn)品香味損失，可采用低溫吸濕干燥最大程度保留產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)。如表4所示，每6 h進(jìn)行塊糖水分含量的檢測，低于6.0%時(shí)結(jié)束，考察塊糖的色澤、香氣。采用除濕干燥法有利于塊糖在低溫條件下水分的蒸發(fā)，溫度過低干燥時(shí)間長且有利于微生物的生長，溫度高于46 ℃微生物不易增長。溫度太高會(huì)導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)的損失。由表4可知，溫度在50～60 ℃時(shí)塊糖色澤正常，耗時(shí)較短。香氣幾乎沒有區(qū)別，說明干燥溫度為40～60 ℃對產(chǎn)品香氣的影響不大。因此選擇50 ℃、55 ℃、60 ℃這3個(gè)耗時(shí)短的水平作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)分析。

2.1.3微波殺菌工藝單因素優(yōu)化按照微波設(shè)備作業(yè)指導(dǎo)書開啟微波殺菌設(shè)備，按試驗(yàn)方案進(jìn)行殺菌試驗(yàn)。按照產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)指標(biāo)檢測菌落總數(shù)及大腸菌群數(shù)。由圖1可知，隨著殺菌溫度的提高，菌落總數(shù)變小，溫度60～75 ℃時(shí)菌落總數(shù)減少趨勢變緩。各溫度下微生物指標(biāo)均達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求（菌落總數(shù)≤1 000 CFU/g）。生姜紅糖主要成分為紅糖和生姜本身具有抑菌作用，且產(chǎn)品水分含量低，因此微波殺菌溫度設(shè)置較低，溫度太高會(huì)導(dǎo)致水分快速損失從而使得產(chǎn)品產(chǎn)生開裂或色澤變差。因此選擇微波殺菌溫度為60、65、70 ℃這3個(gè)水平作為后續(xù)試驗(yàn)參數(shù)分析。

2.2響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

按照單因素試驗(yàn)確定的工藝范圍，以產(chǎn)品的感官評分為指標(biāo)進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，確定生姜紅糖固體飲料最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表5。