为研究不同蒸粉时间及质构重组压力对素丸子品质的影响,以素丸子为原料,以质构特性及感官评分为指标,进行单因素实验及CCD中心复合表面实验设计。实验结果表明,随着蒸粉时间的延长,素丸子的蒸煮损失率及粘度上升,硬度、弹性及感官评分先上升后下降,其颜色的L*值减小,a*值增大,b*值无显著变化;随着质构重组压力的增大,素丸子的硬度上升,粘度下降,弹性及感官评分先升高后降低,L*值升高,a*值下降,b*值无显著差异变化。进行响应面优化可得最佳蒸粉时间为12 min,最佳质构重组压力为0.11 Mpa,验证实验表明,该条件下生产的素丸子硬度弹性较高,粘度及蒸煮损失率较低,感官可接受度较好,可用于指导产业化生产。 The effects of steaming flour time and texture recombination pressure on quality of element balls were investigated by single-factor experiments and CCD central composite face-centered design. Results indicated that steaming lose rate and viscosity increased with prolonging of steaming flour time, and hardness, elasticity and sensory score both increased first and then decreased; at the same time, L* value decreased and a* value increased, while b* value showed no significant change. When the pressure of texture recombination was increased, hardness became to be higher; vis-cosity tended to be lower; elasticity and sensory score both increased first and then decreased; L* value increased; a* value decreased and b* value showed no significant change. The CCD optimiza-tion analysis showed that the most appropriate steaming flour time and texture recombination pressure were 12 min and 0.11 MPa, respectively.
何钱1,孙汉巨1,何述栋1*,王家良2,汪家明3
1合肥工业大学食品科学与工程学院,安徽 合肥
2蚌埠学院食品与生物工程系,安徽 蚌埠
3安徽十六圆食品科技股份有限公司,安徽 合肥
收稿日期:2016年8月18日;录用日期:2016年9月6日;发布日期:2016年9月9日
为研究不同蒸粉时间及质构重组压力对素丸子品质的影响,以素丸子为原料,以质构特性及感官评分为指标,进行单因素实验及CCD中心复合表面实验设计。实验结果表明,随着蒸粉时间的延长,素丸子的蒸煮损失率及粘度上升,硬度、弹性及感官评分先上升后下降,其颜色的L*值减小,a*值增大,b*值无显著变化;随着质构重组压力的增大,素丸子的硬度上升,粘度下降,弹性及感官评分先升高后降低,L*值升高,a*值下降,b*值无显著差异变化。进行响应面优化可得最佳蒸粉时间为12 min,最佳质构重组压力为0.11 Mpa,验证实验表明,该条件下生产的素丸子硬度弹性较高,粘度及蒸煮损失率较低,感官可接受度较好,可用于指导产业化生产。
关键词 :素丸子,蒸粉时间,质构重组压力,质构特性,感官评价
食品丸子是一种传统的手工制品,因其食用方便,适口性较好,深受广大消费者的喜爱 [
荷叶粉、决明子粉、魔芋粉、小麦麸皮粉(安徽十六圆科技有限公司提供);卡拉胶(食品级,北京百顺生物科技有限公司);黄原胶:(食品级,北京百顺生物科技有限公司);木糖醇:(食品级,山东福田药业有限公司)。
质构仪(TA—XT plus型,英国Stable Micro Systems公司);分光测色仪(WSF型,上海仪电物理光学仪器有限公司);振动式细胞级超微粉碎机(XDW-6J型,济南达微机械有限公司);立式压力蒸汽灭菌器(LDZX-30KBS型,上海申安医疗器械厂);电热恒温鼓风干燥箱(XMTD-8222型,上海精宏实验设备有限公司);真空封装机(DZ-280/6SF型,厦门源宇塑料制品有限公司)。
素丸子制作工艺流程如图1。
由于原料粉及配料添加比例属商业机密,论文中不便做详细讨论。
1) 颜色测定 将待测丸体切为10 × 10 × 10 mm (长 × 宽 × 高)的小方块,分光测色仪测量,可得产品的颜色参数L*、a*、b*值,L*值表示明度值,a*值表示红/绿值b*值表示黄/蓝值 [
2) 质构特性测定 将待测丸体切为1.5 × 1.5 × 1.5 cm (长 × 宽 × 高)的小正方体,使用质构仪进行测量,测前速率1 mm/s,测试速率1 mm/s,测后速率1 mm/s,压缩程度50%,探头P/100,两次压缩之间停留时间5 s,压缩次数2次,测定模式TPA,每项测试重复5次 [
3) 蒸煮损失率测定 将蒸煮前及蒸煮后的素丸子准确称重,通过蒸煮损失率计算公式得出蒸煮损失率。
R—素丸子的蒸煮损失率,%;
4) 感官评定 评价小组由10名感官评定员组成,评定在感官实验室内进行,评定指标为素丸子的口感、色泽、组织状态及风味。感官评分标准见表1。
1) 蒸粉时间对素丸子产品品质的影响:固定质构重组压力为0.13 Mpa,考察不同蒸粉时间(9 min, 12 min, 15 min, 18 min, 21 min)对素丸子产品颜色、蒸煮损失率、质构特性及感官评分的影响。
2) 质构重组压力对素丸子产品品质的影响:固定蒸粉时间为12 min,考察不同质构重组压力(0.09 Mpa, 0.10 Mpa, 0.11 Mpa, 0.12 Mpa, 0.13 Mpa)对素丸子产品颜色、质构特性及感官评分的影响。
在单因素实验结果的基础上,根据CCD中心复合表面设计原理,以蒸粉时间及质构重组压力为自变量,感官评分为响应值,进行2因素3水平响应面试验设计分析。
图1. 素丸子制作工艺流程图
项目 | 评分细则 | 感官评分 | |
---|---|---|---|
口感 (40分) | 滑而不腻,甜软,余味清爽,不夹生,容易下咽,有一定的复合的香味,无其它异味 | 30~40 | |
口感细腻,微甜,略微焦糊味,余味清爽,不夹生,容易下咽 | 15~29 | ||
入口有颗粒感,过甜或有焦糊味,余味苦涩,夹生,较难下咽 | 1~14 | ||
色泽 (20分) | 颜色 (10分) | 深棕色,色泽均匀 | 8~10 |
颜色过浅或过深,色泽不均 | 5~7 | ||
色泽不均匀,有杂色 | 1~4 | ||
光泽 (10分) | 有光泽 | 8~10 | |
略有光泽 | 5~7 | ||
无光泽 | 1~4 | ||
组织状态 (20分) | 组织细腻均匀,无明显颗粒物,不黏牙 | 15~20 | |
组织均匀,不够细腻,稍微黏牙 | 10~14 | ||
组织不均匀,有明显颗粒物,非常黏牙 | 1~9 | ||
风 味 (20分) | 香气浓郁,持续时间长,入口清香 | 15~20 | |
香气较淡,持续时间短 | 10~14 | ||
无香气,或有其他异味 | 1~9 |
表1. 素丸子感官评分标准
采用SPSS 19.0版软件对实验数据进行显著性分析(P < 0.05为差异显著),Design-Expert 8.0.6软件对响应面及模型数据进行分析,采用Origin 9.0软件进行图表制作,所有试验结果均至少测定3次。
对素丸子原料粉进行蒸煮,可以使其内部的成分熟化,促进食品胶均匀分配,同时增加丸子风味。蒸粉时间对素丸子的损失率、颜色、硬度、粘度、弹性有一定影响。实验固定质构重组压力为0.13 Mpa,研究不同蒸粉时间(9 min, 12 min, 15 min, 18 min, 21 min)对素丸子颜色、质构特性、感官评价及蒸煮损失率的影响,试验结果如表2及图2。
观察表2可得,随着蒸粉时间的延长,素丸子颜色的L*值减小,a*值增大,b*值无显著变化。这可能是由于蒸粉时间的延长会使素丸子的水分损失增加,丸体组织间隙间的游离水分减少,对光的反射作用减弱,同时丸体中的荷叶粉等绿色成分被浓缩,丸体颜色偏绿,故L*值减小,a*值增大,b*值无显著变化。
由图2(a)可得,素丸子的蒸煮损失率随蒸粉时间的延长增大,这是由于,蒸粉过程中素丸子中的水分受热汽化,随着蒸粉时间延长,素丸子中水分汽化量上升,终成品重量下降,蒸煮损失升高。
如图2(b)及图2(d),素丸子在蒸粉时间为9~12 min时,其硬度和弹性随蒸粉时间的延长上升,并在12 min时达到最大值,当蒸粉时间为12~18 min时,素丸子的硬度和弹性保持稳定,当蒸粉时间继续延长时,素丸子的硬度下降,弹性减小,这可能是由于蒸粉时间会影响素丸子中的卡拉胶及黄原胶的
熟制时间 | L* | a* | b* |
---|---|---|---|
9 min | 44.73 ± 0.65a | 9.89 ± 0.38 d | 77.93 ± 2.3a |
12 min | 42.80 ± 0.63ab | 10.99 ± 0.57 c | 78.53 ± 2.41a |
15 min | 42.18 ± 0.74b | 12.49 ± 0.30bc | 79.22 ± 2.20a |
18 min | 39.50 ± 1.26c | 13.23 ± 0.33 b | 78.21 ± 2.35a |
21 min | 35.69 ± 0.82d | 16.20 ± 0.39 a | 78.63 ± 2.17a |
表2. 蒸粉时间颜色实验结果
图2. 蒸粉时间对素丸子品质的影响
分配,卡拉胶与黄原胶能在食品中形成稳定的网络结构 [
由图2(c)可知,随着蒸粉时间的延长,素丸子的粘度呈上升趋势,原因可能是素丸子中所添加的食品胶为卡拉胶与黄原胶,黄原胶在低浓度下仍具有高度的粘性 [
素丸子初次成型后,对其进行加压处理,可以改善素丸子生产过程中结构松散,成分分布不均的现象,所施加的质构重组压力对素丸子质构特性及感官评价均有一定的影响。固定素丸子蒸粉时间为15 min,研究不同质构重组压力对素丸子品质的影响。试验结果见表3及图3。
由表3可知,随质构重组压力的增大,素丸子的L*值升高,a*值下降,b*值无显著变化。其原因可能在于素丸子中所添加的卡拉胶及黄原胶均为亲水性胶体,持水能力强 [
观察图3可知,质构重组压力的升高有助于素丸子的硬度增大及粘度的降低(图3(a)、图3(b)),这可能使由于质构重组压力的增大一方面可以使成分之间结合的更为紧密 [
如图3(c)所示,素丸子的弹性随质构重组压力的升高呈先上升后下降的趋势,原因可能是质构重组压力的升高可以使丸体中的复配胶分布均匀,增强其复配作用,使得素丸子丸体网络结构明显,增加丸子的弹性,然而过高的重组压力会使素丸子成分结合的过于紧密,素丸子丸体中的网络结构受到一定的破坏 [
根据CCD中心复合表面设计原理,结合单因素实验结果,以蒸粉时间与质构重组压力为自变量,以感官评分为响应值,设计二因素三水平的响应面分析试验,实验方案见表4,响应面优化结果见表5,方差分析见表6。
通过Design Expert 8.0.6软件对不同蒸粉时间及质构重组压力下素丸子产品的感官评价进行响应面分析,得到回归方程:
由方差分析(表6),该模型所得的回归方程决定系数
图3. 质构重组压力对素丸子品质的影响
质构重组压力 | L* | a* | b* |
---|---|---|---|
0.09 MPa | 39.17 ± 1.02d | 15.59 ± 0.73 a | 79.83 ± 2.12a |
0.10 MPa | 42.90 ± 0.50c | 12.80 ± 0.65ab | 79.09 ± 2.16a |
0.11 MPa | 45.29 ± 0.58bc | 10.76 ± 0.52b | 80.27 ± 2.24a |
0.12 MPa | 45.83 ± 0.54b | 9.72 ± 0.6c | 81.14 ± 2.33a |
0.13 MPa | 48.29 ± 0.66a | 8.38 ± 0.33 d | 80.63 ± 2.14a |
表3. 质构重组压力颜色实验结果
因子水平 | A蒸粉时间/min | B质构重组压力/MPa |
---|---|---|
−1 | 48 | 0.4 |
0 | 53 | 0.6 |
1 | 58 | 0.8 |
表4. 响应面试验因素和水平
组别 | 蒸粉时间/min | 质构重组压力/MPa | 感官评分 |
---|---|---|---|
1 | 0.10 | 9 | 68 |
2 | 0.12 | 9 | 71 |
3 | 0.10 | 15 | 78 |
4 | 0.12 | 15 | 74 |
5 | 0.10 | 12 | 81 |
6 | 0.12 | 12 | 77 |
7 | 0.11 | 9 | 75 |
8 | 0.11 | 15 | 80 |
9 | 0.11 | 12 | 83 |
10 | 0.11 | 12 | 82 |
11 | 0.11 | 12 | 88 |
12 | 0.11 | 12 | 83 |
13 | 0.11 | 12 | 85 |
表5. 响应面优化实验方案及结果
变异源 | 平方和 | 均方和 | 自由度 | F值 | P值 |
---|---|---|---|---|---|
模型 | 365.92 | 73.18 | 5 | 18.45 | 0.0007 |
A | 4.17 | 4.17 | 1 | 1.05 | 0.3396 |
B | 54.00 | 54.00 | 1 | 13.61 | 0.0078 |
AB | 12.25 | 12.25 | 1 | 3.09 | 0.1223 |
A2 | 68.57 | 68.57 | 1 | 17.28 | 0.0043 |
B2 | 116.07 | 116.07 | 1 | 29.26 | 0.0010 |
残差 | 27.77 | 3.97 | 7 | ||
失拟项 | 4.97 | 1.66 | 3 | 0.29 | 0.8309 |
净误差 | 22.80 | 5.70 | 4 | ||
总离差 | 393.69 | 12 |
表6. 二次回归模型方差分析结果
据可用此方程解释,该模型可真实地反应变量与相应值之间的关系;其失拟项P值为0.8309 > 0.05,说明失拟项不显著,该回归方程拟合度好,实验误差小,可使用该回归方程分析预测实验结果。表6说明,因素中B显著A不显著,而所有的二次项均达到极显著水平,说明因素对素丸子感官评价的影响并非简单的线性关系。依据F值大小顺序,可推断因子对响应值的影响程度为:质构重组压力 > 蒸粉时间。
通过Design Expert 软件对实验结果进行响应面分析,得到蒸粉时间与质构重组压力对素丸子感官评价影响的响应曲面图(图4)。
图4. 蒸粉时间与质构重组压力对素丸子感官评价影响的响应曲面和等高线图
由图4可较直观的看出蒸粉时间及质构重组压力对素丸子感官评分的影响程度,结合回归方程及表6可知蒸粉时间对素丸子感官评分影响最大,对应的响应值变化较大,曲线较陡。由图4还可得出素丸子的感官评分随蒸粉时间及质构重组压力的增大均呈先上升后下降的趋势。原因可能在于蒸粉时间的延长一方面可使素丸子中的食品胶更好的分布,成分更好的熟制,使素丸子获得良好的质构特性及风味,感官评分升高;另一方面,过长的蒸粉时间会使素丸子的蒸煮损失增大,使丸体中水分减少,影响成胶作用,感官品质下降;合适的质构成型压力可以使胶体分布均匀,丸体成分结合紧密,增强胶体与成分,胶体与胶体间的相互作用,使素丸子质构特性优良,感官分值上升,但过大的质构重组压力会使丸体成分结合过于紧密,使素丸子弹性下降,感官分值降低。
根据Design Expert软件对响应面分析的结果,得到素丸子的最佳工艺条件为:蒸粉时间12 min,质构重组压力0.11 MPa。预计感官得分为84.14分,在此条件下进行三次验证试验,实际感官评价得分为83 ± 0.3分,与预计感官得分相差1.14 ± 0.3分,相差分数小,说明相应曲面法得到的条件参数可靠,可应用于实际生产指导。
对原料粉进行预蒸及质构重组施压均有助于改善素丸子生产过程中结构松散,质地不均的问题。素丸子蒸粉时间实验表明,在一定蒸粉时间内,由于丸体成分的熟制及复配胶体更均匀的分布,素丸子的硬度及弹性升高,感官品质改善,但过长的蒸粉时间会使素丸子蒸煮损失过大,水分含量不足,影响胶体作用,弹性及硬度回落,粘度升高,感官品质变差。质构重组压力的实验说明,质构重组压力的上升会使胶体成分重新均匀,卡拉胶与黄原胶作用增强,改善素丸子的硬度、粘度及弹性,但过高的重组压力会使丸体成分之间的结合过于紧密,丸体网络结构受到破坏,致使素丸子品质回落。对素丸子制作期间的蒸粉时间及质构重组压力进行优化并分析影响原因,可为保证两者对素丸子改善作用,同时降低蒸煮损失率提高出品率提供数据基础及理论支撑。响应面优化后得到素丸子最佳工艺条件为:蒸粉时间12 min,质构重组压力0.11 Mpa,该条件下产品整体质构特性优良,感官接受度高,可用于工业化生产,所得终产品如图5所示。
图5. 素丸子终产品
① 2015年度合肥工业大学“秋实计划”项目“JZ2015QSJH0217”;② 安徽省教育厅科学研究重大项目“KJ2016SD36”;③ 合肥工业大学合作委托项目“W2015JSKF0584”。
何 钱,孙汉巨,何述栋,王家良,汪家明. 蒸粉时间及质构重组压力对素丸子品质的影响 Effects of Steaming Flour Time and Texture Recombination Pressure on Quality of Element Balls[J]. 食品与营养科学, 2016, 05(04): 139-148. http://dx.doi.org/10.12677/HJFNS.2016.54017