周繼偉，潘 俊，吳昕怡，王瀚墨，朱志妍

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，云南 昆明 650223)

紅豆酸菜湯是我國(guó)云貴川三省烏蒙山區(qū)的一道具有地方特色的傳統(tǒng)飲食，其主要原料為腌制酸菜和紅豆.其中酸腌菜是以芥菜為主要原料的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，因其具有獨(dú)特的風(fēng)味而得以廣泛應(yīng)用[1-2]，是制作酸菜魚底料、湯料、蘸水等調(diào)味料的重要原料之一[3-4].而紅豆則是一種高蛋白質(zhì)、低脂肪、富含膳食纖維、多種維生素、微量元素、皂角苷等營(yíng)養(yǎng)成分，以及黃酮、多酚等活性成分的傳統(tǒng)食用雜豆，其具有利水消腫、健脾止瀉、調(diào)節(jié)血壓和血糖、預(yù)防肝硬化、結(jié)石等功能[5-7].紅豆酸菜湯淘洗干凈的紅豆熬煮至豆軟湯稠后，加入炒香后的腌酸菜制成，其成品后酸菜酸脆爽口，紅豆軟糯香甜，湯味酸辣開胃，深受人們的喜愛.隨著生活節(jié)奏的加快和消費(fèi)者對(duì)方便食品的需求不斷提升，紅豆湯煮制耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、腌酸菜

風(fēng)味易流失等問題已阻礙了紅豆酸菜湯作為云南特色食品在市場(chǎng)上的進(jìn)一步推廣，因此亟需開發(fā)兼具營(yíng)養(yǎng)豐富、原色原味、方便快捷等特點(diǎn)的便攜方便食品.

干燥是方便食品制造的一種常見方法，由于食品在干燥過程中，其顏色、風(fēng)味、質(zhì)地、水分活度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)保留易受到影響[8]，真空冷凍干燥技術(shù)可以克服傳統(tǒng)干燥方法中的大部分缺點(diǎn)，由于干燥環(huán)境溫度和氧氣含量較低，特別適合生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)成分和功能成分豐富的產(chǎn)品[9-10]，該技術(shù)可最大限度減少產(chǎn)品體積、保留營(yíng)養(yǎng)和活性物質(zhì)，目前已廣泛應(yīng)用于方便食品中[11-12].本研究利用真空冷凍干燥技術(shù)開發(fā)營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特、復(fù)水性好的紅豆酸菜湯湯塊，既能為該食品未來的工業(yè)化、商品化生產(chǎn)提供一定的科學(xué)依據(jù)，又可為云南特色傳統(tǒng)食品探索新的加工途徑.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

昆明德和罐頭食品有限責(zé)任公司生產(chǎn)的云腿紅豆罐頭(配料：紅腰豆、豬肉湯、火腿湯、豬油、云腿、食用鹽、味精、白砂糖和香辛料)；彌渡縣建林綠色食品有限公司生產(chǎn)的酸腌菜(配料：青菜、辣椒、姜，食用鹽，香辛料，谷氨酸鈉、冰乙酸、乳酸、D-異抗壞血酸鈉，山梨酸鉀和安賽蜜)；河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的食品級(jí)麥芽糊精；純水.

1.1.2 儀器與試劑

JY3001型電子天平，上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司；EXceed-ad-50型純水機(jī)，成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司；C21-RT2160型電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司；T18型分散機(jī)，德國(guó)IKA艾卡中國(guó)上海分公司；DW-86L500 型立式超低溫冰箱，澳柯瑪股份有限公司；MCH-87D型數(shù)字萬用表，深圳市美創(chuàng)儀器儀表有限公司；GLZ-3B型真空冷凍干燥機(jī)，上海浦東冷凍干燥設(shè)備有限公司；SY3200-T型超聲波清洗機(jī)，上海聲源超聲儀器設(shè)備有限公司；CH-A600型真空充氮包裝機(jī)，利川市昶坤機(jī)械設(shè)備有限公司.

甲醇、抗壞血酸為分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)為分析純，上海麥克林生化科技有限公司.

1.2 工藝流程

1.2.1 紅豆酸菜湯制作工藝流程

紅豆罐頭→濾液加水煮沸→加入紅豆固形物和酸腌菜→再次煮沸→加入麥芽糊精水濁液→煮沸 10 min→冷卻→成品.

1.2.2 紅豆酸菜湯方便湯塊制作工藝流程

紅豆酸菜湯成品→倒入凍干盤→預(yù)凍→真空冷凍干燥→分割→充氮包裝→成品.

1.3 操作要點(diǎn)

1.3.1 紅豆酸菜湯的制作

將紅豆罐頭過濾，分成紅豆固形物和濾液2部分.稱量紅豆固形物的重量.稱取紅豆固形物同等重量的酸腌菜及其重量10倍的純水，加入濾液中，煮沸.加入紅豆固形物和酸腌菜，攪拌均勻后再次煮沸.按比例將麥芽糊精用2倍重量純水調(diào)成水濁液，加入沸湯.繼續(xù)攪拌至再次沸騰后，保持 10 min.倒出，冷卻至室溫，即得成品.

1.3.2 紅豆酸菜湯方便湯塊的制作

將制備好的紅豆酸菜湯倒入凍干盤中，待其自行流平后平穩(wěn)放入低溫冰箱中進(jìn)行預(yù)凍.待其達(dá)到預(yù)凍溫度后再在該溫度下放置 6 h.取出后放入已提前開機(jī)預(yù)冷的凍干機(jī)(預(yù)冷溫度為預(yù)凍溫度)物料倉中，設(shè)定凍干終點(diǎn)溫度、真空度后開始真空冷凍干燥.當(dāng)物料溫度達(dá)到設(shè)定凍干終點(diǎn)溫度后保持 3 h.凍干結(jié)束，將凍干好的紅豆酸菜湯取出.在室溫，空氣濕度≤10%的環(huán)境下，將凍干好的紅豆酸菜湯分割成 4.5 cm×4.5 cm 的方便湯塊，充氮包裝，即得成品.

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 不同用量比例麥芽糊精對(duì)紅豆酸菜湯感官品質(zhì)的影響

為了得到風(fēng)味正宗、口感良好的紅豆酸菜湯方便湯塊，采用單因素試驗(yàn)考察配方中麥芽糊精因素對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊感官品質(zhì)的影響.按照上述的工藝流程，通過感官評(píng)價(jià)紅豆酸菜湯方便湯塊及其復(fù)原湯，探究紅豆酸菜湯中麥芽糊精的用量比例，參考表1.

表1 麥芽糊精在紅豆酸菜湯中的用量比例

1.4.2 共晶點(diǎn)測(cè)定及預(yù)凍溫度

共晶點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)參考曹峰[13]所用的電阻法：將塑料器皿盛放的紅豆酸菜湯放入低溫冰箱中凍結(jié)，并使用數(shù)字萬用表作為電阻計(jì)持續(xù)測(cè)量在凍結(jié)過程中的電阻變化.隨著溫度的逐步下降，當(dāng)電阻值達(dá)到無窮大時(shí)測(cè)得的溫度即為該物料的共晶點(diǎn)溫度.在共晶點(diǎn)基礎(chǔ)上下調(diào) 5 ℃ 作為預(yù)凍溫度.

1.4.3 真空冷凍干燥單因素試驗(yàn)

確定紅豆酸菜湯中麥芽糊精的最佳用量比例后，對(duì)真空冷凍干燥工藝進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分析凍干真空度范圍(20、65、110、155、200 Pa)，凍干預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度(45、50、55、60、65 ℃)，物料厚度(10、15、20、25、30 mm)，紅豆酸菜湯方便湯塊及其復(fù)原湯感官評(píng)價(jià)的影響.

1.4.4 響應(yīng)面法優(yōu)化紅豆酸菜湯方便湯塊凍干工藝

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)真空冷凍干燥紅豆酸菜湯方便湯塊的工藝參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，并以感官評(píng)價(jià)評(píng)分為響應(yīng)值，使用Design-Expert.10軟件對(duì)凍干真空度范圍,Pa(A)、凍干預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度,℃(B)、物料厚度,mm(C)進(jìn)行3個(gè)因素的優(yōu)化，以Box-behnken進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn).

Box-behnken試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表2.

表2 Box-behnken試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.4.5 感官評(píng)價(jià)方法

由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所感官評(píng)價(jià)研究小組10位成員根據(jù)設(shè)計(jì)的質(zhì)感(10分)、色澤(20分)、香味(30分)以及口感(40分)等感官質(zhì)量指標(biāo)對(duì)真空冷凍干燥紅豆酸菜湯方便湯塊及其復(fù)原湯進(jìn)行評(píng)分.

真空冷凍干燥紅豆酸菜湯方便湯塊及其復(fù)原湯感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表3.

表3 真空冷凍干燥紅豆酸菜湯方便湯塊及其復(fù)原湯感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 不同濃度麥芽糊精增稠劑對(duì)紅豆酸菜湯感官品質(zhì)的影響

麥芽糊精是應(yīng)用較為廣泛的食品增稠劑，其具有流動(dòng)性好，無異味，溶解性能好，吸濕性低，不結(jié)團(tuán)，不掩蓋其他原料的風(fēng)味和香味的特點(diǎn)，可以起到很好的載體作用，增加產(chǎn)品溶解性，改善產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)[14].麥芽糊精作為食品配料主要起到對(duì)紅豆酸菜湯進(jìn)行增稠和潤(rùn)滑的作用，也在最終的紅豆酸菜湯方便湯塊成品中起到了填充濃縮湯塊，構(gòu)筑凍干支架的作用.但同時(shí)添加的麥芽糊精也不宜過少或過多，過少起不到作用，過多則會(huì)在一定程度上影響凍干過程的時(shí)間，以及最終成品的口感和溶解時(shí)間.

研究表明，麥芽糊精的添加量對(duì)黏度值的影響不大[15]，隨著麥芽糊精添加量的增大，溶解時(shí)間先減小后部分呈較小程度的增大，該結(jié)果與王海鷗等[16]研究結(jié)果具有相同趨勢(shì).在15 %添加比例時(shí)，溶解時(shí)間最短，效果最好，為 45.0 s.添加量為20%，10%時(shí)效果次之，分別為51.0和 52.5 s，說明在此條件下溶解性提高.綜合考慮湯塊的強(qiáng)度和感官評(píng)價(jià)的結(jié)果，最終確定15 %濃度作為麥芽糊精的添加量.

2.2 共晶點(diǎn)測(cè)定及預(yù)凍溫度

物料預(yù)凍的最終溫度直接影響凍干后物料的結(jié)構(gòu)和品質(zhì)，其以物料中水分全部?jī)鼋Y(jié)時(shí)的溫度，即共晶點(diǎn)作為依據(jù)，一般預(yù)凍溫度要比低于物料理論共晶點(diǎn)低5～10 ℃[17-18].經(jīng)電阻法測(cè)得紅豆酸菜湯的共晶點(diǎn)溫度為 -40.7 ℃，測(cè)定 201 min 達(dá)到共晶點(diǎn)，而預(yù)凍溫度則應(yīng)低于 -40.7 ℃，結(jié)合低溫冰箱的實(shí)際功率，確定預(yù)凍溫度為 -46 ℃，預(yù)凍時(shí)間為 6 h.

2.3 真空冷凍干燥實(shí)驗(yàn)

2.3.1 真空冷凍干燥單因素實(shí)驗(yàn)

1) 不同凍干真空度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響

在預(yù)凍溫度 -46 ℃、預(yù)設(shè)凍干終點(diǎn)溫度 55 ℃、物料厚度 20 mm 的條件下，設(shè)定凍干真空度分別為(20、65、110、155、200 Pa)；設(shè)定凍干真空度的變化會(huì)對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊的感官評(píng)分呈不同的影響趨勢(shì)，當(dāng)真空度為20～65 Pa 時(shí)，感官評(píng)分呈逐漸上升趨勢(shì)，在65～200 Pa 時(shí)，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì).這是由于當(dāng)真空度超過適宜范圍時(shí)，對(duì)凍干品品質(zhì)造成一定的破壞.因此選擇設(shè)定凍干真空度在20、65和 110 Pa 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn).

凍干真空度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響見圖1.

圖1 凍干真空度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響

2) 不同預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響

在預(yù)凍溫度 -46 ℃、設(shè)定凍干真空度 110 Pa、物料厚度 20 mm 的條件下，設(shè)定終點(diǎn)溫度度分別為(45、50、55、60、65 ℃).干燥速率隨著加熱板溫度的升高而升高，溫度越高，干燥效果越好[19].但隨著預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度的升高卻對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊評(píng)分呈不同的影響趨勢(shì)，當(dāng)預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度為45～55 ℃ 時(shí)，感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，在55～60 ℃ 時(shí)，感官評(píng)分趨于穩(wěn)定，當(dāng)預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度達(dá)到 65 ℃ 開始下降.這是由于當(dāng)預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度較高時(shí)，紅豆酸菜湯方便湯塊表面會(huì)開始變硬影響復(fù)水速率，同時(shí)會(huì)加強(qiáng)湯塊的美拉德反應(yīng)出現(xiàn)輕微的焦煳味.因此選擇設(shè)定凍干終點(diǎn)溫度在20、65和 110 Pa 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn).

預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響見圖2.

圖2 預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響

3) 不同物料厚度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響

在預(yù)凍溫度 -46 ℃、設(shè)定凍干真空度 110 Pa、設(shè)定終點(diǎn)溫度 55 ℃ 的條件下，設(shè)定物料厚度分別為(10、15、20、25、30 mm).隨著物料厚度的增加，在10～15 mm 期間，感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，在15～25 mm 期間，感官評(píng)分趨于穩(wěn)定，當(dāng)物料厚度進(jìn)一步增加達(dá)到 30 mm 開始下降.這主要是由于厚度越小越有利于凍干，當(dāng)物料厚度過厚，則干燥效率開始降低[20]，因此選擇物料厚度為15，20和 25 mm 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn).

物料厚度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響見圖3.

圖3 物料厚度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊復(fù)原汁感官品質(zhì)的影響

2.3.2 響應(yīng)面法優(yōu)化紅豆酸菜湯方便湯塊凍干工藝

1) 響應(yīng)面設(shè)計(jì)結(jié)果及方差分析

響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果見表4，方差分析結(jié)果見表5.

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果

表5 方差分析結(jié)果

根據(jù)Box-behnken試驗(yàn)要求，對(duì)試驗(yàn)所的結(jié)果做2次多項(xiàng)式擬合與方差分析，最終由軟件分析得到對(duì)凍干真空度、凍干預(yù)設(shè)終點(diǎn)溫度、物料厚度對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊感官評(píng)分的擬合公式：

感官評(píng)分=88.78+1.08A-0.42B+4.40C+0.52AB-0.38AC-0.43BC-2.97A2-1.03B2+1.17C2.

由表5可知，該模型p值為 0.000 8，小于0.01，差異極顯著，失擬項(xiàng)p值為 0.981 0，大于0.05，失擬項(xiàng)差異不顯著，說明模型的擬合度很好，接近實(shí)際情況，模型可靠.模型的決定系數(shù)R2=95.20%，矯正系數(shù)AdjR2=89.04%，說明預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間具有一致性，故此模型可對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊感官評(píng)分進(jìn)行分析和預(yù)測(cè).

由表5可知，真空度(A)影響為顯著，物料厚度(C)影響為極顯著，說明這2個(gè)因素對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊感官評(píng)分的影響較大，同時(shí)各參數(shù)間對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊感官評(píng)分交互作用影響不顯著.從單因素影響來看，對(duì)紅豆酸菜湯方便湯塊感官評(píng)分的影響順序?yàn)樵O(shè)定物料厚度因素(C)> 凍干真空度因素(A)>設(shè)定終點(diǎn)溫度因素(B).

2) 響應(yīng)面分析

響應(yīng)面圖和等高線圖可反應(yīng)各因素對(duì)響應(yīng)值的影響[21].響應(yīng)面越陡，則兩因素交互作用越顯著；等高線圖形成的橢圓形2個(gè)焦點(diǎn)距離越遠(yuǎn)則兩因素互作用越顯著.

凍干紅豆酸菜湯方便湯塊的響應(yīng)面圖及等高線圖見圖4.

由圖4A進(jìn)行比較可知，感官評(píng)分隨真空度和終點(diǎn)溫度的增加均分別呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，響應(yīng)面相對(duì)平緩，等高線呈圓環(huán)狀；對(duì)圖4B進(jìn)行比較可知，隨真空度增加，感官評(píng)分變化不顯著，而物料厚度增加，感官評(píng)分變化明顯，響應(yīng)面呈傾斜狀；對(duì)圖4C進(jìn)行比較可知，隨終點(diǎn)溫度增加，感官評(píng)分變化不顯著，而隨著物料厚度增加，感官評(píng)分變化顯著，響應(yīng)面有傾斜度.

圖4 凍干紅豆酸菜湯方便湯塊的響應(yīng)面圖及等高線圖

3) 最佳配方及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

應(yīng)用Desing-Expert 10軟件對(duì)二次多項(xiàng)式回歸方程進(jìn)行計(jì)算，確定最佳配方參數(shù)為凍干真空度 72 Pa、設(shè)定終點(diǎn)溫度 50.33 ℃，物料厚度 19.22 mm，感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為93.14分.對(duì)優(yōu)化后的紅豆酸菜湯方便湯塊進(jìn)行凍干實(shí)驗(yàn).為方便后期實(shí)際生產(chǎn)，對(duì)模型預(yù)測(cè)所得的最佳工藝進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，最佳工藝條件為： 凍干真空度 110 Pa、終點(diǎn)溫度度 55 ℃，物料厚度分別為 20 mm，得到感官評(píng)分為94分，與預(yù)測(cè)值接近，差異不顯著，說明該工藝可行.

3 結(jié)語

本研究以云南傳統(tǒng)酸腌菜及紅豆為主要原料，感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過響應(yīng)面優(yōu)化分析確定了紅豆酸菜湯方便湯塊的最佳凍干工藝，即:物料厚度 3 mm、真空度 20 Pa、冷凍干燥時(shí)間 6 h、預(yù)凍溫度 -46 ℃.該工藝所形成的湯塊產(chǎn)品性能相對(duì)穩(wěn)定、感官品質(zhì)優(yōu)良、風(fēng)味獨(dú)特、復(fù)水性好，具有一定的工業(yè)化、商品化生產(chǎn)應(yīng)用前景，為云南特色地方食品探索了新的可發(fā)展加工途徑.