王明明，董雪萌，孫艷潔，戴陽軍*

（1.蘇州大學后勤管理處，江蘇 蘇州 215001；2.常熟理工學院生物與食品工程學院，江蘇 常熟 215500）

粽子，又稱為“角黍”、“筒粽”，是具有中國特色的傳統(tǒng)食品之一，其香氣清雅、口感獨特，被國內外消費者所喜愛[1-2]。粽子以糯米為主要原材料，現(xiàn)代醫(yī)學研究表明，糯米中含有豐富的淀粉、蛋白質，以及多種維生素、礦物質[3]。中醫(yī)認為糯米藥性溫和，能夠調養(yǎng)脾胃，是很好的藥食同源食材[4]。

目前從事粽子規(guī)?；a的企業(yè)相對集中，產業(yè)化水平在整個食品行業(yè)中總體偏低，大部分生產企業(yè)仍采用傳統(tǒng)人工進行生產，存在生產效率低下、產品質量難以控制等問題[5]，尤其是成品粽子在儲存期間由于淀粉老化難以保持良好口感，而且消化吸收率也隨之降低。如何克服淀粉老化已經(jīng)成為粽子在運輸、儲存和銷售過程中一大難題，淀粉老化引起的產品品質的下降會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，是制約行業(yè)發(fā)展的困難點之一[3]。因此有效延緩糯米淀粉老化，能促進糯米制品行業(yè)的進一步發(fā)展。鑒于此，本試驗以粽子抗老化為切入點，根據(jù)單因素的試驗結果，通過響應曲面試驗設計，對粽子配方進行改善和優(yōu)化，以提高粽子的抗老化性，以期對工業(yè)化品質改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

糯米、粽葉：市售；可溶性大豆多糖：福建省泉州市味博食品有限公司；海藻糖：溧陽維信生物科技有限公司；Rice IK米面改良劑（β-淀粉酶、轉移葡萄糖苷酶）、LP-05DS糕點類防腐保鮮劑（聚賴氨酸、pH值調整劑）：上海承佑實業(yè)有限公司。

1.1.2 設備

AWH計重桌秤：上海實干實業(yè)有限公司；WK2012電磁爐：美的集團股份有限公司；BCD-230SDCY冰箱：青島海爾股份有限公司；SS1-FY50反壓高溫蒸煮鍋：北京法恩科貿有限公司；TA-XT Plus質構儀：英國Stable Micro System公司。

1.2 制作工藝

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

糯米清洗：清水洗凈，去除糯米中的各種雜質。

浸泡：將洗凈糯米按質量比1∶2加入水中浸泡4 h，使糯米充分吸水。

瀝水：將糯米中多余的水分瀝干。

拌料：按照配方加入添加劑，攪拌均勻，待用。

粽葉浸泡：去除粽葉中的雜質，使粽葉逐漸軟化。

粽葉煮制：沸水煮制，使粽葉的香味恢復，進一步軟化粽葉。

成型：取軟化粽葉折成斗狀，填入原料，包制成型，要求粽子無夾米和漏米現(xiàn)象。

熟制：將包裹好的粽子放入鍋中，沸水煮45min，再悶制15 min。

冷卻：將煮好的粽子冷卻至25℃，防止包裝后有熱氣，容易脹袋。

真空包裝：將冷卻好的粽子放入真空袋中，真空包裝。

高壓滅菌：將真空包裝的粽子放入高壓滅菌鍋中，在121℃的條件下滅菌45 min。

冷卻：將高壓滅菌后的粽子取出，用流動水冷卻，保證其口感，冷卻至25℃后即為成品，方可用于檢測和感官評價。

1.3 試驗方法

1.3.1 單因素試驗設計

通過預試驗得到粽子基礎工藝配方，分別對可溶性大豆多糖添加量、海藻糖添加量、米面改良劑添加量3個抗老化因素進行單因素試驗。在儲藏溫度4℃條件下，淀粉晶體成核速率最大，即在此溫度下，淀粉老化速度最快[6]。測定制熟并冷卻后粽子的硬度以及在4℃下保藏3 d后粽子的硬度，用第2次硬度值減去第1次硬度值得到硬度差，由于淀粉老化后，硬度上升，老化越嚴重，硬度差則越大，在一定程度上，硬度差可以作為淀粉老化的一項客觀指標。

1）可溶性大豆多糖添加量對粽子抗老化效果的影響：確定總糯米量不變，可溶性大豆多糖添加量分別選取0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，海藻糖添加量為5.0%，改良劑添加量為0.5%，制成粽子，熟制并冷卻后，用質構儀測定其硬度，在4℃下保藏3 d后用質構儀再次測定硬度，得到硬度差，并進行感官評價。

2）海藻糖添加量對粽子抗老化效果的影響：確定總糯米量不變，海藻糖添加量分別選取2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%，可溶性大豆多糖添加量為0.6%，改良劑添加量為0.5%，制成粽子，熟制并冷卻后，用質構儀測定其硬度，在4℃下保藏3 d后用質構儀再次測定硬度，得到硬度差，并進行感官評價。

3）改良劑添加量對粽子抗老化效果的影響：確定總糯米量不變，改良劑添加量分別選取0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，可溶性大豆多糖添加量為0.6%，海藻糖添加量為5.0%，制成粽子，熟制并冷卻后，用質構儀測定其硬度，在4℃下保藏3 d后用質構儀再次測定硬度，得到硬度差，并進行感官評價。

1.3.2 響應面優(yōu)化試驗設計

通過單因素試驗可以得到各個因素在單獨考慮的情況下，已選擇水平的最佳工藝參數(shù)，無法對未選擇水平進行比較，而響應面試驗設計方法可以考慮各因素之間的交互作用關系，并且在多種因素之間尋求最佳參數(shù)，而不僅僅局限于已選擇的參數(shù)水平。因此在單因素試驗的基礎上，通過響應面試驗設計方法可以進一步優(yōu)化粽子抗老化配方設計。

1.4 指標測定

1.4.1 感官評價

參照張麗芬等[7]的感官評價方法，將成品置于4℃環(huán)境冷藏3 d后邀請10名接受過訓練的食品專業(yè)人員進行感官評價。樣品隨機編號，采用百分制，評價人員需獨立、客觀地對粽子的感官特性進行評分，從色澤、香氣、組織狀態(tài)、口感4個維度進行感官評價，設定權重比為1∶1∶1∶1（單項滿分各25分）。感官評價細則如表1所示。

表1 粽子感官評價標準Table 1 Sensory evaluation indexes of rice dumpling

1.4.2 質構指標的測定

用模具將粽子壓成直徑2 cm，高1 cm等大圓柱形，用質構儀測量樣品硬度，選用型號為TA35的柱形探頭進行全質構（texture profile analysis，TPA）分析，測前速度為4 mm/s，測試速度為1 mm/s，測后速度為10 mm/s，測試類型為下壓，目標模式為形變，目標值為50%，接觸點力為10 gf，操作模式為單次測試。每個樣品測定3次，結果取平均值。將粽子放置于4℃下冷藏3 d，再次進行硬度測量。第2次硬度值與第1次硬度值做差，即得到硬度差，此硬度差作為響應值。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 可溶性大豆多糖添加量對粽子抗老化效果的影響

可溶性大豆多糖添加量對粽子抗老化效果的影響見圖1。

圖1 可溶性大豆多糖添加量對粽子抗老化效果的影響Fig.1 Effect of soluble soybean polysaccharides on anti-aging effect of rice dumpling

由圖1可知，在其它條件不變的情況下，隨著可溶性大豆多糖添加量的逐漸增加，粽子的硬度差先減小后增大，當可溶性大豆多糖添加量達到0.8%左右時，粽子的硬度差最小，此時感官評分達到最大值?？扇苄源蠖苟嗵菍儆谟H水多糖，容易與水分子結合形成膠體，包被在淀粉分子外圍，降低淀粉分子之間的有序性和結晶性，提高淀粉持水能力，延緩因為失水而導致的淀粉老化，同時增加糯米的舒展性，感官品質提升[8-9]。因此在一定范圍內，可溶性大豆多糖的添加量與硬度差呈現(xiàn)出一定的負相關性，與感官評價呈正相關性。而添加量過多，會造成過多的水分保留，而影響粽子組織狀態(tài)，使粽子軟爛，失去彈牙口感，感官評分下降。從整體的可溶性大豆多糖添加量對粽子的硬度差和感官評分而言，5組試驗評分差距浮動較大，所以可溶性大豆多糖添加量對粽子的硬度差和感官評分影響顯著，綜合考慮，確定粽子中可溶性大豆多糖添加量為0.6%～1.0%進行下一步試驗。

2.1.2 海藻糖添加量對粽子抗老化效果的影響

海藻糖添加量對粽子抗老化效果的影響見圖2。

圖2 海藻糖添加量對粽子抗老化效果的影響Fig.2 Effect of trehalose addition on anti-aging effect of rice dumpling

由圖2可知，隨著海藻糖添加量的增加，粽子的硬度差先減小后增大，當海藻糖添加量超過6.0%后硬度差開始上升，感官評分與硬度差呈現(xiàn)出一定的反比關系。海藻糖同樣具有較強的保水性，而且能隨水分子進入淀粉分子內部，阻礙淀粉分子的黏結與重排，即阻礙淀粉老化過程。而且隨著海藻糖分子進入大分子內部空隙，能使物料質地更加緊密，即提升了糯米的黏彈性[10-11]。當海藻糖添加量過小，保水作用不明顯，抗老化效果不佳；海藻糖添加量過大，對物料結構會有反作用，影響粽子的感官品質。由于感官評分呈先增大后降低的趨勢，在海藻糖添加量為6%時，感官評分最高。綜合考慮，最終確定海藻糖添加量為4%～8%進行下一步試驗。

2.1.3 改良劑添加量對粽子抗老化效果的影響

改良劑添加量對粽子抗老化效果的影響見圖3。

圖3 改良劑添加量對粽子抗老化效果的影響Fig.3 Effect of water retaining agent addition on anti-aging effect of rice dumpling

由圖3可知，隨著改良劑添加量的增加，粽子的硬度差逐漸降低，其感官評分逐漸增加。改良劑主要成分為β-淀粉酶和轉移葡萄糖苷酶，β-淀粉酶可以使淀粉分子水解，游離出葡萄糖，而轉移葡萄糖苷酶可以在游離葡萄糖分子與淀粉分子之間形成α-1，6糖苷鍵，即形成較多支叉狀結構，促進淀粉支鏈生成，此結構不僅能抑制淀粉分子重結晶，而且能使糯米的黏彈性等性狀有明顯提升，所以出現(xiàn)硬度差減小，感官評分逐漸增加的現(xiàn)象。當改良劑添加量達到0.4%左右時，粽子的感官評分最高，之后開始下降。過多改良劑的加入會使淀粉支鏈含量比例明顯增加，使淀粉后期老化速度加劇，粽子的硬度差上升，感官評分下降。綜合試驗結果，最終確定改良劑添加量為0.2%～0.6%進行下一步試驗。

2.2 粽子抗老化工藝優(yōu)化試驗結果

2.2.1 響應面設計與結果

由單因素試驗可知，硬度差與感官評分的趨勢相關，當硬度差達到最小時，感官評價最高，且質構參數(shù)相對感官指標，更能客觀準確地表達產品的變化情況，因此，采用硬度差（Y）作為響應值進行響應面優(yōu)化試驗設計，以可溶性大豆多糖添加量（A）、海藻糖添加量（B）、改良劑添加量（C）為試驗因素，確定Box-Behnken三因素三水平試驗方案。具體設計因素水平見表2，方差分析試驗設計和結果見表3。

表2 響應面設計因素水平Table 2 Factors and levels of response surface design

表3 響應面設計方法與結果Table 3 Method and results of response surface

2.2.2 響應曲面回歸方程與方差分析

通過Design-Expert.V8.0.6軟件可得方差分析，見表4。

粽子抗老化工藝硬度差（Y）與可溶性大豆多糖添加量（A）、海藻糖添加量（B）、改良劑添加量（C）這 3個因素之間的多元二次回歸方程為：Y=120.1-84.53A-51.17B-75.93C+36.98AB-30.66AC+89.37BC+201.26A2+29.42B2+176.30C2。

據(jù)表4可以看出，模型P＜0.01，為極顯著，而失擬項表示該模型失去擬合的程度，失擬項P＞0.05為不顯著，P值及失擬項都說明該模型有較好的擬合程度，即該回歸方程可以很好地反映可溶性大豆多糖添加量（A）、海藻糖添加量（B）、改良劑添加量（C）和粽子硬度差的關系。由F值大小數(shù)量關系可知，3個因素對粽子硬度差的影響程度依次為：A＞C＞B，其中一次項A、B、C 均極顯著（P＜0.01），交互項 BC 極顯著（P＜0.01），評分項中A2、C2均極顯著（P＜0.01）。模型調整系數(shù)Radj2=0.962 7，說明該模型96.27%的可變性在可以解釋的范圍之內，換言之，方程預測值與真實值之間存在的誤差基本可以忽略[12]，可以用該方程來確定粽子的最佳抗老化工藝。

表4 回歸方程顯著性檢驗與方差分析Table 4 Significance test and variance analysis of regression equation

各因素對粽子硬度差影響的整體趨勢可以由響應曲面圖形很直觀地反映出來，等高線圖中，其密集程度則能反映兩個因素變化對粽子硬度差的影響程度，響應面坡度越陡，等高線呈橢圓形，說明該因素對粽子硬度差影響越大；相反，坡度相對平緩，等高線呈圓形，說明該因素對粽子硬度差影響越小[13-14]。顯著性交互項等高線圖及響應曲面圖如圖4所示。

圖4 海藻糖添加量和改良劑添加量交互作用對粽子硬度差影響的等高線和響應曲面Fig.4 Contours and response surfaces of the interaction between trehalose and improver on the hardness difference of rice dumpling

2.2.3 最佳工藝驗證

對回歸方程偏導求解，可得粽子抗老化的最佳工藝條件為：可溶性大豆多糖添加量0.83%、海藻糖添加量7.39%、改良劑添加量0.41%，根據(jù)實際生產情況將工藝修正為：可溶性大豆多糖添加量0.8%、海藻糖添加量7.0%、改良劑添加量0.4%。在此工藝條件下，進行3次驗證試驗，得到粽子硬度差95.56 gf，與預測值93.97 gf接近，相對誤差1.66%，相比未添加抗老化劑的粽子硬度差值530.65 gf，抗老化效果顯著。因此，該模型能較好地反映出可溶性大豆多糖添加量、海藻糖添加量、改良劑添加量與粽子抗老化效果之間的關系，可采用該模型對粽子的硬度差進行預測。并且在此工藝條件下，粽子感官評分97.35分，分值較高，效果理想。

3 結論

目前，方便包裝的粽子產品已經(jīng)融入百姓的生活中，本試驗針對淀粉老化使粽子在儲存期間無法長時間保持口感的缺陷進行了優(yōu)化，使粽子在較長保存期內依舊保持新鮮粽子的風味與口感。試驗以糯米為原料，以傳統(tǒng)的粽子工藝為基礎，以硬度差作為老化評價指標，結合感官評價進行單因素試驗，得出粽子的最佳工藝參數(shù)，再以粽子的硬度差作為響應值，通過對可溶性大豆多糖添加量、海藻糖添加量、改良劑添加量對粽子硬度差和感官評價的影響進行研究，得到粽子抗老化效果中硬度差值與各因素的響應面模型效果極顯著（P＜0.000 1），確定粽子最佳配方為：可溶性大豆多糖添加量0.8%、海藻糖添加量7.0%、改良劑添加量0.4%。由此配方制成的粽子形態(tài)飽滿，細膩軟糯，放置一段時間后依舊柔軟，此加工工藝配方抗老化性良好，可見本試驗所構模型顯著優(yōu)化了粽子抗老化工藝，對現(xiàn)代工業(yè)化生產具有一定的價值。