碗装小米海参粥的研究与开发

王成祥，刘炎桥，苑 鹏，王 雪，刘士伟，刘 杰，范光森，段盛林，*

（1.同福碗粥股份有限公司，河北石家庄052160；2.中国食品发酵工业研究院，北京100015）

碗装小米海参粥的研究与开发

王成祥1，刘炎桥2，苑 鹏2，王 雪2，刘士伟2，刘 杰2，范光森2，段盛林2，*

（1.同福碗粥股份有限公司，河北石家庄052160；2.中国食品发酵工业研究院，北京100015）

以小米和海参为主要原料研究和开发小米海参碗粥。首先通过正交实验优化原料配比及稳定剂用量，发现在糯米与小米比例为6∶12，改性淀粉添加量为15‰，魔芋胶用量为3.5‰时，能解决碗粥中的析水问题；然后从五种淡干海参（辽参、韩参、关西参、关中参和青参）品种中，筛选出最适合用于小米海参碗粥中的品种-淡干辽参。通过响应面实验优化了海参处理工艺及杀菌条件，发现辽参在4℃下用纯净水泡发24h，碗粥在121℃杀菌24min的条件下，小米海参碗粥中的海参可在较长时间（大于5个月）保持良好的口感。

海参，碗粥，淀粉老化，析水

碗粥作为市场上近年来新兴的罐头产品，采用高阻隔、耐高温塑料碗作为包装材料，已经具有相当的市场规模。但碗粥产品在储藏过程中容易出现析水现象，这降低了产品品质，给厂家造成了一定的经济损失。碗粥产品中通常都含有大量的淀粉，而淀粉在储藏过程中会出现老化现象，即淀粉分子链间氢键不断缔合而产生的硬化现象［1］。研究表明淀粉老化是碗粥析水的主要原因。本实验中通过选用直链淀粉含量较低的小米品种—复1小米，增加支链淀粉含量及产品体系的粘稠度［2-3］，以解决析水问题。

海参营养丰富，干海参中含有80%以上的蛋白质，并且还有海参皂甙和粘多糖等活性物质［4］。已证实海参黏多糖具有抗凝血、抗血栓、免疫调节、抑制肿瘤新生血管的形成等作用，如目前研究较多的海参硫酸软骨素［5］。海参在加工过程中经过高温处理后容易造成胶原蛋白变性、组织软化和肌肉纤维小片化［6-7］。海参体壁是海参主要的食用或药用部位，主要构成为上皮组织和真皮结缔组织，刺参真皮结缔组织的细胞间充填着胶原等成分和蛋白聚糖［8-9］，胶原蛋白是由细胞合成的一种生物高分子，是胶原纤维的基本单位，对刺参体壁起着很重要的支撑作用［10］。研究发现，海参的很多加工特性都与体壁胶原蛋白密不可分，其胶原蛋白的变化又与货架寿命密切相关［11］。综合文献资料，控制海参在加工过程的受热量（温度、时间）是解决海参在常温下口感下降的重要方法［12］。因此，本文主要从海参处理及杀菌条件入手研究保持小米海参粥中海参品质的条件。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

复1小米 河北省谷子研究所选育；长糯米、瘦肉馅、President淡味黄油 购于超市；干海参 购于大连兴华水产公司；改性淀粉 国民淀粉提供；魔芋胶购于湖北强森魔芋科技有限公司；脂肪酶20000L（20000LU-MM/g）、蛋白酶500MG（1000LAPU/g） 诺维信公司；其他添加剂 均为食品级。

BC-272S型冰柜 海尔集团；全自动打浆机 九阳股份有限公司；PIB03型电磁炉 上海奔腾电器有限公司；SHA-B型水浴恒温振荡器 金达仪器制造厂；BL-75G型灭菌锅 上海博迅；GSP-9080MBE型恒温箱 上海博讯；杀菌釜 工厂自有卧式杀菌釜。

1.2 实验方法

1.2.1 小米海参碗粥的制作流程 海参泡发→清理→放入塑料碗中→放入粮食（小米和糯米）→加满糖液→封口杀菌→降温→保藏（37℃保温）。

1.2.2 海参的处理

1.2.2.1 海参的泡发 将盛有150m L纯净水的烧杯加盖，放入4℃冰柜中，烧杯中的水温达到4℃后，将干海参加入烧杯中，浸泡一定时间（具体时间见1.2.6）。

1.2.2.2 海参的清理 将泡发好的海参取出后，从腹部剖开，去除嘴部石灰质，清洗干净。

1.2.3 猪肉高汤的制备 将150g瘦肉馅（含少量肥肉），加3倍水量（450g）后一并倒入不锈钢盆内，加热到沸腾，保温5min后用打浆机打浆，补足加热损失的水分，随后将肉浆冷却至50℃；称取9g黄油，加热熔化后将其加入肉浆中混匀，再加入0.6g脂肪酶，搅拌均匀后将混合物装入1L三角瓶中并封口，置于50℃保温3h，转速为150r/min；脂肪酶解结束后再加入0.6g蛋白酶，继续在水浴摇床中50℃保温1h；蛋白酶酶解结束后，加入24g果葡糖浆，搅拌均匀；将酶解后的肉汤分装到罐头瓶中，放入灭菌锅内，加热到110℃，保温40min，进行美拉德反应。

1.2.4 糖液的制备 糖液配料组成：淀粉15‰、木糖醇17%、魔芋胶3‰、自制高汤10%、食盐2‰、三聚磷酸钠0.3‰、焦磷酸钠0.3‰、异抗坏血酸钠0.3‰、EDTA0.2‰。

将称好的淀粉、胶体等配料及添加剂混匀后，加入打浆机中，再加入200g猪肉高汤，加水使重量达到2kg，打浆，加热到85℃。

1.2.5 粥体稳定性的单因素实验和优化实验 单碗粥中糯米与小米总共18g，分别考察糯米与小米比例（0∶18、3∶15、6∶12、9∶9、12∶6）、淀粉添加量（9‰、12‰、15‰、18‰、21‰）、魔芋胶添加量（1‰、2‰、3‰、4‰、5‰）、卡拉胶添加量（1‰、2‰、3‰、4‰、5‰）、果胶添加量（1‰、2‰、3‰、4‰、5‰）对粥体稳定性的影响。在单因素实验的基础上，采用三因素三水平对粥体配方进行正交优化实验，具体实验因素及水平见表1。此阶段实验选用辽参，海参泡发时间16h，罐头杀菌温度121℃，杀菌时间30min。

表1 粥体配方正交优化实验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal optimization test for porridge's formula

1.2.6 海参品种的选择、海参泡发、杀菌温度及杀菌时间的单因素实验和响应面优化实验 在泡发温度4℃、泡发时间16h、杀菌温度121℃、杀菌时间20m in条件下，考察海参品种（辽参、韩参、关西参、关中参和青参）对口感的影响；在确定海参品种的基础上，在泡发温度4℃、杀菌温度121℃、杀菌时间20m in条件下，考察泡发时间（12、16、20、24、28、32h）对海参口感的影响；在泡发温度4℃、泡发时间16h、海参品种辽参、杀菌时间20m in的条件下，考察杀菌温度（121、123、125、127、129℃）对海参口感的影响；在泡发温度4℃、泡发时间16h、杀菌温度121℃、海参品种（辽参）条件下，研究杀菌时间（15、20、25、30、35、40m in）对海参口感的影响。在单因素的基础上，采用Box-Benhnken设计原理，在三因素三水平上对海参加工工艺进行优化，具体实验因素及水平见表2。

表2 响应面优化实验因素与水平Table 2 Factors and levels of response surface optimization test

1.2.7 小米海参粥碗粥的感官评价 小米海参粥罐头在37℃恒温箱中保温21d后，由10位有感官评定经验工作人员组成评定小组进行感官评价。

1.2.7.1 粥体的评价 从粥体表面的析水情况（0～5分）和粥体的口感（1～5分）对粥体进行评分，将两项评分相加，相对应分数为0～10分，具体见表3。

表3 粥体评分表Table 3 Score table of porridge condition

1.2.7.2 海参的评价 从硬度（0～4分）、弹性（0～3分）和咀嚼度（0~3分）3个方面对海参口感进行评分。将三项评分相加，相对应分数为0~10分。

表4 海参口感评分表Table 4 Score table of sea cucumber'smouth feel

2 结果与分析

2.1 粥体配方单因素实验

2.1.1 糯米与小米比例对粥体的影响 糖液中魔芋胶添加量为3‰、淀粉添加量为15‰时，研究糯米与小米比例对粥体感官的影响，结果见图1。随着糯米比例的提高，粥体越来越稳定；糯米与小米比例为0∶18、3∶15时，粥体表面出现析水；随着糯米比例继续提高后，粥体粘稠度逐渐上升，没有出现析水现象。

图1 糯米与小米比例对粥体的影响Fig.1 Influence of glutinous rice andmillet ratio on porridge's texture and stabilization

2.1.2 魔芋胶添加量对粥体的影响 粥中糯米与小米比例为6∶12、淀粉添加量为15‰时，研究魔芋胶添加量对粥体的影响，结果见图2。当魔芋胶添加量为1‰和2‰时，粥表面出现析水现象；随着魔芋胶比例继续提高，粥体粘稠度逐渐上升，当魔芋胶添加量超过3‰，粥体没有出现析水现象。但随着魔芋胶添加量的增加，粥体粘稠，口感下降，因此以3‰的魔芋胶添加量为最好。

图2 魔芋胶添加量对粥体的影响Fig.2 Influence of konjak gum percentage on porridge's texture and stabilization

2.1.3 卡拉胶添加量对粥体的影响 粥中糯米小米比例为6∶12、淀粉添加量为15‰时，研究卡拉胶添加量对粥体的影响，结果表明：在卡拉胶添加量为1‰、2‰和3‰时，粥表面均出现析水现象，卡拉胶比例增加到4‰和5‰后，粥体表面没有析水，但是粥体呈果冻状，口感很差，所以在后续的实验中，不予考虑在海参小米粥中添加卡拉胶。

2.1.4 果胶添加量对粥体的影响 粥中糯米与小米比例为6∶12、淀粉添加量为15‰时，研究果胶添加量对粥体的影响，实验结果表明：不同果胶添加量的粥体都出现了析水。所以在后续的实验中，不予考虑在海参小米粥中添加果胶。

2.1.5 淀粉添加量对粥体的影响 粥中糯米小米比例为6∶12、魔芋胶添加量为3‰时，研究淀粉添加量对粥体口感和稳定性的影响，结果见图3。随着淀粉添加量增加，粥体逐渐稳定。当淀粉添加量为9‰和12‰时，粥体表面均有轻微析水；而15‰、18‰和21‰添加量时都没有析水。

图3 淀粉添加量对粥体的影响Fig.3 Influence ofmodified starch percentage on porridge's texture and stabilization

2.2 粥体配方正交实验

在单因素实验的基础上，选择糯米与小米比例、魔芋胶添加量和淀粉添加量三个因素设计正交实验，结果见表5，通过极差分析发现影响小米海参粥口感及稳定性的主次因素为A＞B＞C，通过方差分析（表6）发现因素A（糯米与小米比例）和B（魔芋胶添加量）对小米海参粥的口感和稳定性影响显著（pB＜pA＜0.05），而因素C（淀粉添加量）影响不显著（pC＞0.05）。

由于因素C（淀粉添加量）影响不显著，考虑到成本问题，选择较少添加量，即C1。

通过以上实验结果，得出粥体配方的最佳组合为A1B2C1，即糯米与小米比例为6∶12、魔芋胶添加量为3.5‰、淀粉添加量为15‰。在此条件下，实际测得感官评价得分为9.5分。

表5 粥体配方正交实验结果表Table 5 Results of orthogonal optimization test for porridge's formula

表6 正交实验结果方差分析表Table 6 Analysis of variance table of orthogonal optimization test's results

2.3 影响海参口感的单因素实验

在后续的实验中，物料添加量为糯米与小米比例为6∶12、魔芋胶添加量为3.5‰、淀粉添加量为15‰，在此基础上进行影响海参口感的单因素实验。

2.3.1 海参品种对海参口感的影响 不同品种海参对口感的影响结果见图4。结果表明，辽参口感最好；韩参次之；而关中参、青参和关西参都失去弹性、口感差，并且关西参软烂、溶化，将粥染成黑色。因此后续实验以辽参作为原料。

图4 不同海参品种感官评价得分的比较Fig.4 Comparison of different kind of sea cucumber's sensory evaluation score

2.3.2 泡发时间对海参口感的影响 泡发时间对海参口感的影响结果（图5）表明，随着泡发时间的延长，海参感官评价分数呈逐渐下降趋势。当海参泡发12h时，口感较好，感官评分最高；泡发16~24h时，海参口感相比12h时稍差，但差别不明显，继续增加泡发时间，海参口感下降比较明显。同时考虑到由于海参泡发12h时，用刀难以从腹部剖开，导致海参体内石灰嘴及泥沙难以去除干净。故选择16、20、24h作为优化实验的三个水平。

图5 泡发时间对海参口感的影响Fig.5 Influence of immersion time on sea cucumber's texture

2.3.3 罐头杀菌温度对海参口感的影响 杀菌温度对海参口感的影响结果（图6）表明，121℃时，海参口感最好；在127℃和129℃条件下，海参的口感急剧下降。所以选择杀菌温度121、123、125℃作为优化条件。

2.3.4 杀菌时间对海参口感的影响 杀菌时间对海参口感的影响结果见图7，在海参小米粥的储藏过程中，杀菌时间15min的样品出现胀罐现象，说明杀菌强度难以保证商业无菌；杀菌时间35min和40min的样品中，海参口感已经很软。所以选用20、25、30m in作为优化实验的条件。

2.4 响应面实验

根据单因素实验结果，以海参泡发时间、碗粥杀菌温度和杀菌时间为自变量，以海参的感官评价得分为响应值，响应面实验结果见表7。利用软件对实验数据进行回归拟合分析得到的感官评价得分（Y）的回归方程：

图6 杀菌温度对海参口感的影响Fig.6 Influence of sterilization temperature on sea cucumber's texture

图7 杀菌时间对海参感官评分的影响Fig.7 Influence of sterilization time on sea cucumber's texture

表7 Box-Behnken实验设计与结果Table 7 Box-Behnken test's design and results

利用Design Expert软件进行ANOVA分析，分析结果见表8、表9。由响应面的方差分析可知，模型的p值小于0.05，意味着此二次模型是显著的，即模型建立成功；说明使用该方程模拟真实的三因素三水平的分析是可行的。得出回归方程的各因变量和全体自变量之间的复相关系数为0.9706，说明响应值（感官评价得分）的变化有97.06%来源于所选变量，因此回归方程能较好地描述各因素与响应值之间的真实关系，可以利用该回归方程确定最佳杀菌条件。一般来说，信噪比大于4时模型可信，实验测得信噪比为22.9264，远大于4，进一步说明模型可靠。因素A、B和AB对感官评价的影响显著；因素C、AC和BC对感官评价的影响不显著，说明回归方程不是简单的线性关系。

表8 响应面二次模型的方差分析表Table 8 Analysis of variance table of response surface's quadraticmodel

表9 模型的可信度分析Table 9 Reliability analysis ofmodel

2.5 响应因子的水平选择

对回归模型进行分析，计算最大值的稳定点及对应的因素水平。最佳的加工工艺为：杀菌温度121.0℃，杀菌时间20.06m in，海参泡发时间23.89h，在此条件下，理论感官评价为分9.50。

考虑到罐头生产中的食品安全因素，将杀菌时间设计为24m in，通过增加杀菌时间，减少产品变质的可能性。将B=24，输入Design-Expert软件进行求解，得到极值点为：A=121，C=24，方程最大值为8.88，即杀菌温度121.0℃，杀菌时间24.0m in，海参泡发时间24.0h，在此条件下，理论感官评价为分8.88。

在糯米与小米比例为6∶12，改性淀粉添加量为15‰，魔芋胶用量为3.5‰，选用辽参在4℃下用纯净水泡发24h，碗粥在121℃杀菌24m in的条件下进行生产的样品，能较好地控制粥罐头中由于淀粉老化导致的产品析水问题；并且海参在制成罐头后，能使海参较长时间（大于5个月）保持较好的口感，实际的感观评价得分为8.8分。

3 结论

通过单因素及正交实验，确定了海参小粥碗粥中的粮食配比和稳定剂用量，以及海参的泡发时间、杀菌温度和杀菌时间，即确定了糯米与小米比例为6∶12，改性淀粉添加量为15‰，魔芋胶用量为3.5‰，海参品种为辽参，泡发时间为24h，碗粥杀菌温度为121℃，杀菌时间为24min。在此条件下生产的碗粥，能较好地控制碗粥中由于淀粉老化导致的产品析水问题；并且海参在制成罐头后，能使海参较长时间（大于5个月）保持较好的口感，实际的感观评价得分为8.8分。

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Research and development of millet holothurians porridge in plastic bowl

WANG Cheng-xiang1，LIU Yan-qiao2，YUAN Peng2，WANG Xue2，LIU Shi-wei2，LIU Jie2，FAN Guang-sen2，DUAN Sheng-lin2，*
（1.Tongfu Porridge Food Co.，Ltd.，Shijiazhuang 052160，China；2.China National Research Institute of Food and Fermentation Industries，Beijing 100015，China）

In this paper，millet and sea cucumber were used as the main raw material.Optimal conditions of millet sea cucumber bow l porridge were studied.By op timizing the ratio of raw material and stabilizer through orthogonal experiment，the water separating problem could be solved.The results showed that:The ratio of glutinous rice and millet was 6∶12，the added percentage of modified starch and konjak gum were 15‰ and 3.5‰，respectively.Liao sea cucumber was selected as the best ingredient for the m illet sea cucumber bow l porridge out of 5 kinds of sea cucumber（Liao sea cucumber，Korea sea cucumber，Northwest sea cucumber，Northeast sea cucumber and Green sea cucumber）.The treatment process and sterilized condition were optimized by response surface testing.It was found that:The sea cucumber was immersed in the pure water for 24hours，and the bow l porridge was sterilized at 121℃for 24m in could achieve commercial sterilization and maintain a good texture（＞5 months）.

sea cucumber；bow lporridge；starch aging；water separating

TS201.1

B

1002-0306（2015）08-0257-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.045

2014－05－12

王成祥（1974-），男，工程师，研究方向：食品科学与工程。

*通讯作者：段盛林（1968-），男，硕士研究生，教授级高级工程师，研究方向：食品科学。