陳敢烽，李保國(guó)，王瑩瑩

（上海理工大學(xué)食品科學(xué)與工程研究所，上海200093）

米飯是人們?nèi)粘５闹魇场Ｓ捎谏罟?jié)奏加快，各式各樣的盒飯已成為當(dāng)今社會(huì)人們飲食的新趨勢(shì)。盒飯快餐有方便、快速、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，特別受到年輕人的青睞，而且已經(jīng)越來(lái)越廣泛地供應(yīng)于飛機(jī)、高鐵等公共交通工具以及各大超市賣(mài)場(chǎng)。目前煮熟米飯類食品的冷卻方法主要有冷風(fēng)冷卻、冷水冷卻、接觸冰冷卻、空氣調(diào)節(jié)冷卻和水冷卻等。這些傳統(tǒng)冷卻技術(shù)冷卻時(shí)間長(zhǎng)、效率低且易受污染，不僅常常達(dá)不到預(yù)期，還會(huì)使復(fù)熱以后米飯的口感和品質(zhì)受到影響，同時(shí)也給中央廚房等物流配送帶來(lái)了問(wèn)題。

真空冷卻技術(shù)是通過(guò)抽真空降壓的方法，使食品內(nèi)水分在低壓狀態(tài)下蒸發(fā)，在吸收自身熱量的同時(shí)，使食品內(nèi)能減少和品溫下降。它具有冷卻速率快、降溫均勻、抑菌、無(wú)污染、易操作等特點(diǎn)。隨著人們對(duì)食品安全越來(lái)越受重視，為將這種新型快速真空冷卻技術(shù)在快餐食品加工中得到應(yīng)用。本文對(duì)熟食米飯進(jìn)行了真空冷卻工藝研究，出了最佳一組較佳的工藝參數(shù)。分析了不同工藝參數(shù)對(duì)冷卻效果的影響，為快餐盒飯食品企業(yè)的米飯冷卻提供參考。

1 材料與儀器

1.1 材料

東北優(yōu)質(zhì)大米：米粒飽滿，購(gòu)自當(dāng)?shù)爻小?/p>

1.2 儀器

Electronic Kitchen scale SF-400、CFXB20-40B 型三角牌電飯鍋、DK-S28型電熱恒溫水浴鍋、VCE-15型真空冷卻實(shí)驗(yàn)機(jī)：上海錦立保鮮科技有限公司等。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 米飯的制作

首先進(jìn)行大米的淘洗，然后以1∶1.5的米水比將米飯放入電飯鍋中蒸煮，蒸煮過(guò)程為20 min。煮熟后出鍋時(shí)的米飯溫度為83℃。

2.2 米飯的冷卻

將煮熟后的米飯用天平稱取規(guī)定重量，分別再噴入實(shí)驗(yàn)設(shè)定的對(duì)應(yīng)噴水量，用于噴淋的水在實(shí)驗(yàn)前用水浴鍋進(jìn)行加熱保溫到與米飯溫度相同（83℃）。將噴淋水后的米飯放入真空機(jī)內(nèi)，熱電阻同時(shí)插入杯中，保持熱電阻位置居中且牢固。

真空室壓力分別取 1 000、1 200、1 400 Pa；米飯?zhí)幚砹糠謩e取160、180、200 g；噴水量分別取處理量的3%、5%、7%；冷卻終溫分別取 10、15、18℃。按照要求，將米飯分組實(shí)驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 優(yōu)工藝參數(shù)的確立

在米飯真空冷卻過(guò)程中，真空室的真空度、米飯的處理量、噴水量以及冷卻的最終溫度都將影響米飯的冷卻時(shí)間和失重率。為了分析試驗(yàn)指標(biāo)與各個(gè)因素之間量化關(guān)系，采用四因素三水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化米飯冷卻的工藝條件。

在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以米飯的冷卻時(shí)間和失重率為指標(biāo)確定較優(yōu)的真空冷卻工藝。設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表1。

表1 米飯真空冷卻工藝因素水平編碼表Table 1 Coding of factors and levels with vacuum cooling technique of rice

為了考察各個(gè)因素對(duì)米飯冷卻時(shí)間和失重率的影響以便于選出最優(yōu)的冷卻工藝參數(shù)，本實(shí)驗(yàn)先對(duì)各因素對(duì)失重率和冷卻時(shí)間的極差分析，得到米飯真空快速冷卻的最優(yōu)工藝。

表2為米飯真空冷卻正交試驗(yàn)及結(jié)果。

表2 米飯的真空冷卻正交試驗(yàn)及結(jié)果Table 2 The orthogonal experiment of vacuum cooling technique of rice

由表2可以看出較高的冷卻終溫會(huì)導(dǎo)致較短的冷卻時(shí)間和較大的質(zhì)量損失，較高的真空度也意味著產(chǎn)品表面水分向空間擴(kuò)散的動(dòng)力大，因此水分蒸發(fā)的速度快，冷卻速度快，質(zhì)量損失較大。隨著真空度增加，蒸發(fā)水汽換熱效率降低，而且冷卻溫度降低，質(zhì)量損失隨之增加。

隨著冷卻終溫的降低，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，冷卻終溫越低，在熟食品溫度接近冷卻終溫時(shí)食品內(nèi)部水分越少，以至于蒸發(fā)量減少、溫度下降緩慢，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。處理量不同的米飯，水分含量也不同，所以冷卻時(shí)間也不一樣。隨著真空度的增加，水的沸點(diǎn)溫度不斷降低，水就變得容易汽化，水汽化時(shí)吸收熱量，米飯就能得到快速的冷卻。隨著冷卻壓力的增加失重率呈現(xiàn)逐減趨勢(shì)，原因是部分水分不能夠通過(guò)沸騰進(jìn)行快速蒸發(fā)吸熱降溫，只能通過(guò)自然蒸發(fā)，而自然蒸發(fā)失水的速度明顯低于沸騰蒸發(fā)失水。

表3 米飯真空冷卻失重率極差分析結(jié)果Table 3 The extreme difference analysis of weightlessness rate of rice

米飯真空冷卻時(shí)間極差分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 米飯真空冷卻時(shí)間極差分析結(jié)果Table 4 The extreme difference analysis of cooling time of rice

由表3米飯的失重率的極差分析結(jié)果可知，在影響米飯真空冷卻失重率的四個(gè)因素的主次順序?yàn)檎婵帐业恼婵斩取⒚罪埖睦鋮s終溫、噴水量和處理量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為真空度1 000 Pa、終溫18℃、噴水量3%、處理量160 g。由表4米飯的冷卻時(shí)間的極差分析結(jié)果可知，在影響米飯真空冷卻時(shí)間的四個(gè)因素的主次順序?yàn)槊罪埖睦鋮s終溫、處理量、真空室的真空度和噴水量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為終溫18℃、處理量160 g、真空度1 000 Pa、噴水量3%。

3.2 綜合優(yōu)化計(jì)算

在生產(chǎn)應(yīng)用中需綜合考慮四個(gè)因素對(duì)兩項(xiàng)指標(biāo)的影響，以便確定出較佳組合，因此有必要對(duì)上述兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合。

本試驗(yàn)用線性加權(quán)法來(lái)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，加權(quán)系數(shù)，滿足 λ1＞0，如 λ2＞0，且如 λ1+λ2=1。按照冷卻時(shí)間、失重率的重要程度給定一組綜合優(yōu)化計(jì)算時(shí)，失重率對(duì)米飯品質(zhì)影響的重要程度要大于冷卻時(shí)間，即權(quán)重大小為：失重率＞冷卻終溫，為此，取 λ1=0.6，λ2=0.4，其綜合優(yōu)化的極差分析結(jié)果如表5所示。

表5 綜合優(yōu)化的極差分析結(jié)果Table 5 The extreme difference analysis of comprehensive optimization

對(duì)米飯真空冷卻過(guò)程的兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，然后進(jìn)行極差分析可知，4個(gè)影響因素對(duì)綜合指標(biāo)的影響大小依次為米飯的冷卻終溫、真空室的真空度、處理量和噴水量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為終溫18℃、真空度1 000 Pa、處理量160 g、噴水量3%。

真空冷卻米飯最優(yōu)工藝下的冷卻時(shí)間和失重率如表6所示。

表6 真空冷卻最優(yōu)工藝的終溫和失重率Table 6 The end temperature and weightlessness rate of optimal process of vacuum cooling

最優(yōu)工藝下米飯冷卻時(shí)間約為6.17 min，失重約為8.65%。

3.3 感官評(píng)價(jià)正交試驗(yàn)分析

米飯感官評(píng)價(jià)表如表7所示。

表7 米飯感官評(píng)價(jià)表Table 7 Sensory evaluation of steamed rice

結(jié)合表7米飯感官評(píng)價(jià)表，對(duì)米飯真空冷卻成品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，其正交試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)極差分析列于表8。

表8 感官評(píng)價(jià)的極差分析結(jié)果Table 8 The extreme difference analysis of Sensory evaluation

由表8可知，四個(gè)影響因素對(duì)米飯感官評(píng)價(jià)的影響大小依次為米飯的冷卻終溫、真空室的真空度、噴和水量處理量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為終溫18℃、真空度1 000 Pa、噴水量3%、處理量160 g。

4 結(jié)論

本文利用真空冷卻技術(shù)對(duì)熟食米飯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，分析了真空室真空度、米飯的處理量、冷卻最終溫度、噴水量等不同工藝參數(shù)對(duì)米飯的快速真空冷卻工藝過(guò)程的影響。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響米飯真空冷卻失重率的四個(gè)因素的主次順序?yàn)檎婵帐业恼婵斩?、米飯的冷卻終溫、噴水量和處理量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為真空度1 000 Pa、終溫18℃、噴水量3%、處理量160 g。在影響米飯真空冷卻時(shí)間的四個(gè)因素的主次順序?yàn)槊罪埖睦鋮s終溫、處理量、真空室的真空度和噴水量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為終溫18℃、處理量160 g、真空度1 000 Pa、噴水量3%。

對(duì)米飯真空冷卻過(guò)程的兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，然后進(jìn)行極差分析可知，4個(gè)影響因素對(duì)綜合指標(biāo)的影響大小依次為米飯的冷卻終溫、真空室的真空度、處理量和噴水量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為終溫18℃、真空度1 000 Pa、處理量160 g、噴水量3%。對(duì)米飯真空冷卻成品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)的正交試驗(yàn)結(jié)果，然后進(jìn)行極差分析可知，四個(gè)影響因素對(duì)米飯感官評(píng)價(jià)的影響大小依次為米飯的冷卻終溫、真空室的真空度、噴水量和處理量。此指標(biāo)評(píng)價(jià)下的最優(yōu)工藝條件為終溫18℃、真空度1 000 Pa、噴水量3%、處理量160 g。

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