微波膨化山藥脆片的加工工藝研究

1、微波膨化山藥脆片的加工工藝研究dlong摘要：以新鮮蘄春山藥（Dioscorea opposita）為材料，采用微波膨化工藝，開(kāi)發(fā)一種新型的山藥脆片。通過(guò)分析比較，考察了山藥片厚度、氯化鈉溶液濃度、干燥時(shí)間、微波功率及膨化時(shí)間對(duì)山藥脆片脆度和色度（b*值）的影響。結(jié)果表明，當(dāng)山藥片厚度為1.5 mm、氯化鈉溶液的濃度為3%、70 條件下干燥80 min、微波功率420 W、微波膨化時(shí)間60 s時(shí)，山藥片的脆度值為6.917，色度（b*值）為13.62，介于最佳范圍內(nèi)。在此工藝條件下制得的山藥脆片含水量為0.44%，總糖含量為14.11%，氨基酸含量為9.89%。所得到的山藥脆片產(chǎn)品組織飽滿、口

2、感松脆、咸淡適中、顏色金黃、無(wú)焦化現(xiàn)象，具有山藥的清香氣味。 山藥（Dioscorea opposita）， 薯蕷科薯蕷屬植物1。山藥塊莖中主要含淀粉、多糖（包括黏液質(zhì)及糖蛋白）、游離氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外，還含有黏液質(zhì)等活性成分，其中黏蛋白的氨基酸組成全面，人體必需氨基酸含量較高。山藥因含有大量多糖，故表現(xiàn)出良好的調(diào)節(jié)或增強(qiáng)免疫功能、抗氧化、抗衰老及抗腫瘤功能及降血糖功能2-6。 與傳統(tǒng)的膨化技術(shù)相比，微波膨化加工時(shí)間短，可最大限度地保存物料的營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)還可以克服傳統(tǒng)油炸膨化含油量高、能耗大的缺點(diǎn)。但是目前市場(chǎng)上非油炸膨化果蔬脆片的種類還比較單一，特別是漿果類果蔬脆片國(guó)內(nèi)外報(bào)道較少，遠(yuǎn)不

3、能滿足不同口味消費(fèi)者的需求7，8。 本研究以新鮮蘄春山藥為原料，采用微波膨化工藝制作山藥脆片，研究了山藥片厚度、氯化鈉溶液濃度、干燥時(shí)間、微波功率及微波膨化時(shí)間等因素對(duì)微波膨化山藥脆片加工工藝的影響，通過(guò)測(cè)定其質(zhì)構(gòu)特性、色度及感官評(píng)定確定其最佳加工工藝，旨在為山藥產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用提供參考。 1 材料與方法 1.1 材料與試劑 蘄春山藥，購(gòu)自湖北省蘄春縣；氯化鈉、無(wú)水碳酸鈉、硼酸、蒽酮、氫氧化鈉、濃硫酸、95%乙醇等均為分析純。 1.2 主要儀器 TA-XT2型食品物性測(cè)定儀，HA-2312型簡(jiǎn)單色彩色差計(jì)，SH10A型快速水分活度測(cè)定儀，BS124S型分析天平，QP300型果蔬切片機(jī)，SDHS3

4、1-190型電磁爐，LX-800型微波爐，DHG-06-100B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，SP-752型紫外分光光度計(jì)，DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器。 1.3 試驗(yàn)方法 1.3.1工藝流程 選料清洗去皮切片漂燙氯化鈉浸泡烘干膨化。 1.3.2 單因素試驗(yàn) 1）山藥片厚度對(duì)山藥脆片脆度和色度的影響。將山藥清洗去皮后切成3個(gè)不同厚度（1.5、2.5、4.0 mm）的薄片，經(jīng)漂燙（7080 ，23 min），3%氯化鈉溶液浸泡5 min，瀝干表面的水分，置于烘箱中烘干（70 ，90 min），于630 W功率下微波膨化50 s，測(cè)定產(chǎn)品的脆度和色度。 2）氯化鈉溶液濃度對(duì)山藥脆片脆度和色度的

5、影響。將山藥清洗去皮后切成1.5 mm的薄片，經(jīng)漂燙（7080 ，23 min）后瀝干水分，分別在不同濃度（2%、3%、4%、5%、6%）的氯化鈉溶液中浸泡5 min，撈出瀝干后置于烘箱中烘干（70 ，90 min），于630 W功率下微波膨化50 s，測(cè)定產(chǎn)品的脆度和色度。 3）干燥時(shí)間對(duì)山藥脆片脆度和色度的影響。將山藥清洗去皮后切成1.5 mm的薄片，經(jīng)漂燙（7080 ，23 min），3%氯化鈉溶液浸泡5 min，瀝干表面的水分，置于70 烘箱分別干燥40、60、80、100、120 min，于630 W功率下微波膨化50 s，測(cè)定產(chǎn)品的脆度和色度。 4）微波功率與時(shí)間對(duì)山藥脆片脆度和色

6、度的影響。微波膨化時(shí)，當(dāng)膨化功率相同時(shí)，膨化時(shí)間越長(zhǎng)，山藥片膨化越充分，膨化效果越好；如膨化時(shí)間過(guò)短，則產(chǎn)品膨化率小，質(zhì)地堅(jiān)硬；如膨化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則產(chǎn)品易焦糊，因此要將微波功率與時(shí)間一起控制。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則是：火力越大，膨化時(shí)間越短，火力越小則膨化時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)。 將山藥清洗去皮后切成1.5 mm的薄片，經(jīng)漂燙（7080 ，23 min），3%氯化鈉溶液浸泡5 min，瀝干表面的水分，撈出瀝干后置于烘箱中烘干（70 ，90 min）。分別于630 W功率下微波膨化10、20、30、40、50、60 s；560 W功率下膨化20、30、40、50、60、70 s；490 W功率下膨化30、40、50

7、、60、70、80 s；420 W功率下膨化40、50、60、70、80、90 s；350 W功率下膨化50、60、70、80、90、100 s，分別測(cè)定產(chǎn)品的脆度和色度。 1.3.3 測(cè)定方法 1）質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定。測(cè)試時(shí)，在起始位置，探頭先以一定速率壓向測(cè)試樣品，接觸到樣品的表面后，再以測(cè)試速率對(duì)樣品進(jìn)行壓縮一定的距離，而后返回到壓縮的觸發(fā)點(diǎn)。 測(cè)定山藥脆片的硬度值和脆度（峰值個(gè)數(shù)）。硬度（Hardness）是第一次壓縮時(shí)的最大峰值數(shù)，多數(shù)食品的硬度值出現(xiàn)在最大變形處，有些食品壓縮到最大變形處并不出現(xiàn)應(yīng)力峰。脆度以曲線上設(shè)置范圍內(nèi)的正峰數(shù)來(lái)表示。 將山藥脆片加工完后，測(cè)定其質(zhì)構(gòu)。參數(shù)設(shè)置為：探

8、頭型號(hào)：剪切探頭P5S；操作模式：壓力測(cè)定；測(cè)試速度：0.2 mm/s；目標(biāo)模式：應(yīng)變模式；操作類型：Return to start；觸發(fā)模式：應(yīng)力；等待時(shí)間：0 s；測(cè)試前速度2 mm/s；測(cè)試后速度：10.00 mm/s；測(cè)試距離：3 mm；觸發(fā)應(yīng)力：5 g；取點(diǎn)頻率：200 pps。測(cè)定脆片的硬度值和脆度（峰值的個(gè)數(shù)）。理論上脆片的硬度越小，峰值越多（脆性高）時(shí)，品質(zhì)越好。每組做10個(gè)平行，記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算，結(jié)果取平均值。 2）色度測(cè)定。隨機(jī)抽取加工好的樣品，每組5片。預(yù)熱好色差計(jì)，進(jìn)行調(diào)零，調(diào)白操作，設(shè)定為反射模式，測(cè)定過(guò)程中保持片狀完整，使光能完全照射在樣品上，每片樣品測(cè)試5次作為平行

9、，結(jié)果取平均值，記錄色度值。全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)的主要色澤參數(shù)為b*值。b*值表示黃藍(lán)偏向的色度，也有正負(fù)之分，+b*值越大，偏向黃色的程度越大；-b*值越大偏向藍(lán)色的程度越大。 1.3.4 膨化前后山藥片的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)測(cè)定 水分含量測(cè)定：參照GB 5009.3-2010食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定?？偺菧y(cè)定：采用蒽酮硫酸法進(jìn)行測(cè)定。蛋白質(zhì)總量測(cè)定：參照GB 5009.5-2010食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定進(jìn)行測(cè)定。 1.3.5 感官評(píng)定 將微波膨化所得的山藥脆片經(jīng)冷卻后擺放在白色瓷盤里，觀察其外觀質(zhì)地，放入口中品嘗其風(fēng)味和松脆感。 2 結(jié)果與分析 2.1 山藥片厚度對(duì)山藥脆片脆度和b*

10、值的影響 山藥片厚度對(duì)山藥脆片脆度和b*值的影響見(jiàn)圖1與圖2。由圖1可知，隨切片厚度增加，山藥脆片脆度逐漸下降，經(jīng)感官評(píng)定，其口感和形狀也隨切片厚度增加而變差。當(dāng)切片厚度為4.0 mm時(shí)，山藥片甚至不發(fā)生膨化現(xiàn)象。這可能是由于隨切片厚度逐漸增加，氯化鈉溶液無(wú)法順利浸入，在一定的漂燙時(shí)間內(nèi)淀粉得不到充分的糊化，導(dǎo)致產(chǎn)品的膨化度和口感都呈下降趨勢(shì)。同時(shí)，切片過(guò)厚也會(huì)影響膨化過(guò)程中水分的蒸發(fā)，使最終產(chǎn)品缺少松脆感。結(jié)合圖1與圖2可知，以脆性為主要判定依據(jù)，脆性越大越好，色度以b*值最小為最佳，則可以確定1.5 mm的厚度最為合適。 2.2 氯化鈉溶液濃度對(duì)山藥脆片脆度和b*值的影響 氯化鈉溶液濃度對(duì)

11、山藥脆片脆度和b*值的影響見(jiàn)圖3與圖4。由圖3與圖4可知，山藥片脆度隨氯化鈉溶液濃度的增大而逐漸增大，經(jīng)不同濃度的氯化鈉溶液浸泡后的山藥片在微波膨化后其b*值的差異并不明顯，可見(jiàn)氯化鈉溶液濃度對(duì)山藥片的色度無(wú)顯著影響。氯化鈉可使物料的復(fù)合介電損耗增加，有利于物料吸收微波能，進(jìn)而使得其膨化速率加快，縮短膨化所需時(shí)間。物料中氯化鈉溶液濃度越高，微波對(duì)物料的穿透深度越小，產(chǎn)品膨化率越大，周邊加熱越明顯。在氯化鈉溶液濃度為2%4%時(shí)，山藥脆片孔隙逐漸變得小而均勻；氯化鈉溶液濃度為4%以上時(shí)，山藥脆片孔隙又逐漸變大而膨化率提高。但氯化鈉溶液濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致口感明顯變差，最終選擇3%的氯化鈉溶液濃度為最佳濃

12、度。 2.3 干燥時(shí)間對(duì)山藥脆片脆度和b*值的影響 干燥時(shí)間對(duì)山藥脆片脆度和b*值的影響見(jiàn)圖5與圖6。由圖5可知，隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，山藥脆片脆度值呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。當(dāng)干燥時(shí)間為80 min時(shí)，其脆度達(dá)到最大值，為6.4。干燥時(shí)間主要影響了產(chǎn)品的含水量，膨化是需要一定的水分作為膨化推動(dòng)力的，物料中水分汽化產(chǎn)生的水蒸氣是微波膨化時(shí)體積膨脹的動(dòng)力，水分含量低則膨化動(dòng)力不足、膨化率低；水分含量過(guò)高，產(chǎn)生水蒸氣太多，膨化時(shí)容易在物料內(nèi)部形成大的氣泡，膨化后物料溫度降低則氣泡塌陷，也會(huì)導(dǎo)致膨化率低。在干燥時(shí)間為80 min時(shí)，山藥脆片的含水量適宜。由圖6可知，干燥時(shí)間為80 min時(shí)膨化后的山藥

13、脆片b*值為19，介于理想的色度范圍，故干燥時(shí)間為80 min最為適宜。 2.4 微波功率與膨化時(shí)間對(duì)山藥脆片脆度和b*值的影響 微波功率與膨化時(shí)間對(duì)山藥脆片脆度和b*值的影響見(jiàn)圖7與圖8。當(dāng)微波功率為630 W，膨化時(shí)間為10 s時(shí)，山藥脆片未發(fā)生膨化現(xiàn)象，此時(shí)的脆度值和色度值無(wú)效；山藥脆片在微波的作用下至少經(jīng)過(guò)20 s才發(fā)生膨化現(xiàn)象。由圖7與圖8可見(jiàn)，從20 s到60 s山藥脆片的脆度值是先增后減的，b*值則隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大，顏色逐漸加深。當(dāng)微波功率為630 W，膨化為50 s時(shí)，山藥脆片的脆度值最大，為4.8，b*值為15.17。 當(dāng)微波功率為560 W，膨化時(shí)間為60 s時(shí)，山藥

14、片脆度值最大，為5.2，b*值為18.74。超過(guò)60 s時(shí)由于山藥脆片中淀粉的老化導(dǎo)致山藥脆片的脆度減小，硬度增加。b*值則隨時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，顏色逐漸加深。本試驗(yàn)以脆度作為最佳的評(píng)判依據(jù)，因此560 W功率下膨化60 s最為合適。 當(dāng)微波功率為490 W，膨化時(shí)間為30 s時(shí)，部分山藥脆片邊緣未完全膨化；40 s之后膨化完全。在此微波功率下，山藥脆片的脆度值隨膨化時(shí)間的延長(zhǎng)而先增后減。當(dāng)膨化時(shí)間為70 s時(shí)，脆度值達(dá)到最大，為7.091；b*值隨膨化時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)。綜合分析可知當(dāng)微波功率為490 W時(shí)，膨化70 s最為合適。 當(dāng)微波功率為420 W時(shí)，在不同膨化時(shí)間下，山藥脆片均全部

15、膨化，其脆度值隨膨化時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后減小，在60 s時(shí)達(dá)到最大，為6.917；少于60 s時(shí)由于山藥脆片中含有一定的水分，導(dǎo)致其脆度不佳；超過(guò)60 s時(shí)由于時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、淀粉老化導(dǎo)致山藥脆片的硬度增加，脆度減小。b*值隨膨化時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，當(dāng)膨化時(shí)間為60 s時(shí)，b*值為13.62。從60 s到90 s時(shí)，b*值變化不大。由此可確定在420 W微波功率下膨化60 s最為合適。 當(dāng)微波功率為350 W時(shí)，在不同膨化時(shí)間下，山藥脆片均膨化完全。其脆度值隨膨化時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，在70 s時(shí)達(dá)到最大，為6.625；b*值隨膨化時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，70 s時(shí)b*值為14.91。綜合分析后認(rèn)為350

16、W功率下膨化70 s最為合適。 綜合630 W 50 s、560 W 60 s、490 W 70 s、420 W 60 s、350 W 70 s 5個(gè)不同的微波功率與膨化時(shí)間條件，經(jīng)分析比較，確定微波功率420 W、膨化時(shí)間60 s為最佳條件，此時(shí)脆度值為6.917，b*值為13.62。 2.5 感官評(píng)定結(jié)果 外觀：金黃色、無(wú)焦化現(xiàn)象，色澤好；質(zhì)地：組織飽滿、內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)密而均勻的氣孔、不干不黏，口感松脆；風(fēng)味：具有山藥的清香氣味，咸淡適中、無(wú)異味。 2.6 膨化后山藥脆片的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果 對(duì)最佳工藝條件制成的山藥脆片的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果為：水分含量0.44%、總糖含量14.11%、蛋白質(zhì)含量9.89%。 3 結(jié)論 本試驗(yàn)通過(guò)采取單因素試驗(yàn)和感官評(píng)定試驗(yàn)對(duì)微波膨化山藥脆片的加工工藝及營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了初步的研