脱水绿豆芽加工工艺优化

党娅 刘水英 米桂

摘要：【目的】优化脱水绿豆芽加工工艺，为绿豆芽及其他芽菜类产业化开发提供科学依据。【方法】以陕西汉中当地新鲜绿豆芽为原料，以感官评分、色泽、复水比及成品率等为评价指标，通过单因素试验和正交试验对脱水绿豆芽加工工艺中漂烫、保脆及热风干燥环节进行研究，确定最佳工艺参数；并测定分析脱水对绿豆芽中营养成分含量的影响。【结果】脱水绿豆芽的最佳加工工艺参数为：漂烫环节漂烫温度95 ℃、柠檬酸浓度0.20%、漂烫时间3.0 min；保脆环节CaCl2浓度0.4%、浸泡时间60 min；热风干燥环节干燥温度55 ℃、干燥时间2.5 h、承载量0.05 g/cm2，经优化工艺加工后的脱水绿豆芽中各营养成分保存较好，粗纤维和灰分含量基本维持不变。【结论】采用优化后的脱水工艺生产获得的脱水绿豆芽营养成分可得到最大程度保留，复水后口感清脆爽口，总体品质较好，该工艺可在实际生产中推广应用。

关键词： 绿豆芽；漂烫；保脆；热风干燥；工艺优化

中图分类号： TS214 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）02-0273-07

0 引言

【研究意义】绿豆是一年生豆科草本植物的种子，富含蛋白质、氨基酸、碳水化合物、钙、磷、铁、维生素、膳食纤维等营养成分（常学东等，2002；贾淑村等，2004）。绿豆在发芽过程中因淀粉、原果胶酸、蛋白质和多肽等被部分水解为葡萄糖、果胶酸和氨基酸而使其营养和功能活性成分加倍（李秀锦等，1994），同时绿豆中原有的一些影响其营养及风味的不利成分也被去除。绿豆芽是一种无胆固醇、低脂肪、高蛋白，并具有健脾開胃、消化积食、清热解毒等功效的保健蔬菜（张永清，2007）。但其易脆断、贮藏性较差、易水化变质、不适宜长途运输，若能通过脱水技术将其加工成兼具食用性、营养性和储存性的脱水绿豆芽，不仅可以解决上述问题，还对增加脱水蔬菜品种、丰富绿豆芽深加工产品种类和提高其经济价值具有重要意义。【前人研究进展】目前，绿豆加工方面的研究已有报道，如袁江兰等（2001）、张明霞和张浩（2002）以绿豆芽为原料，分别加入菠萝、苹果等制成绿豆芽复合饮料；程彦伟等（2012）、姚鑫淼等（2012）分别以绿豆为原料，进行绿豆芽全肉质饮料和绿豆衣清爽饮料的开发研究。关于脱水绿豆芽的加工，国内也有不少学者对其进行研究。针对绿豆芽在生产过程中成品率低的问题，杜卫华等（2004）对绿豆芽的前处理工艺进行了研究，得到提高产品成品率较佳的前处理方案，即采用5%盐水漂烫后用20%糊精溶液浸泡处理，最后用5%乳糖和5%食盐对绿豆芽进行复合调理，较好地保持了脱水绿豆芽的色泽和成品率。陆胜民等（2003， 2007）采用麦芽糊精混合液对新鲜绿豆芽进行预处理，经热风干燥得到复原率在40%以上的脱水绿豆芽；并通过比较不同贮藏温度、包装材料及打孔数和充气包装处理对豆芽褐变和发粘腐败的影响，筛选出最佳贮藏包装条件，使鲜豆芽货架期得到延长。刘春燕（2007）以新鲜绿豆芽为原料，将其经烫漂、保脆、麦芽糊精混合液浸泡等预处理后，采用热风干燥加工成具有一定复原率的脱水蔬菜产品。潘旭琳等（2014）将绿豆芽经漂烫、保脆、蔗糖浸泡等预处理后，采用微波干燥技术制备脱水绿豆芽成品，优化得到微波干燥绿豆芽的最佳条件为：微波功率300 W、装载量120 g、铺料厚度4 mm。【本研究切入点】目前针对脱水绿豆芽加工工艺进行系统研究的文献报道较少，且保脆环节大多采用盐水、糊精等，未见利用CaCl2进行保脆的研究报道。【拟解决的关键问题】通过单因素试验和正交试验对脱水绿豆芽加工工艺中的漂烫、保脆及热风干燥环节进行研究，确定最佳工艺参数；并测定分析脱水绿豆芽的营养成分含量，旨在为绿豆芽及其他芽菜类产业化开发提供科学依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

新鲜绿豆芽购自陕西理工学院风景路果蔬批发市场；柠檬酸、CaCl2均为食品级，购自国药集团化学试剂有限公司。主要仪器设备：AL204分析天平[梅特勒—托利多仪器（上海）有限公司]、HEGON电磁炉[美的电器（广州）有限公司]、101-3A电热鼓风恒温干燥箱（炉南电炉烘箱厂）、Kangguang@SC-80C全自动测色色差计（上海精密科学仪器有限公司）。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 加工工艺流程 绿豆芽→清洗→去除豆壳→漂烫→保脆→热风干燥→成品。

1. 2. 2 漂烫工艺研究

1. 2. 2. 1 单因素试验 称取清洗沥干后的绿豆芽5.0 g，分别考察漂烫温度（80、85、90、95、98 ℃）、漂烫时间（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 min）、柠檬酸浓度（0、0.05%、0.15%、0.25%、0.35%）对绿豆芽品质的影响。

1. 2. 2. 2 正交试验 在单因素试验的基础上进行漂烫温度、漂烫时间、柠檬酸浓度3因素3水平正交试验，以优化绿豆芽漂烫工艺。试验因素与水平见表1。

1. 2. 3 保脆工艺研究

1. 2. 3. 1 CaCl2浓度对绿豆芽脆度的影响 称取5份10.0 g漂烫后的芽体，在室温条件下分别置于浓度为0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的CaCl2溶液中浸泡50 min，比较绿豆芽脆度。

1. 2. 3. 2 浸泡时间对绿豆芽脆度的影响 称取5份10.0 g漂烫后的芽体，在室温条件下置于0.4% CaCl2溶液中分别浸泡40、50、60、70、80 min，比较绿豆芽脆度。

1. 2. 4 热风干燥工艺研究

1. 2. 4. 1 单因素试验 将经过漂烫、保脆、沥水后的绿豆芽，以一定承载量（0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/cm2）装入干燥箱，置于一定温度（50、55、60、65、70 ℃）下干燥一定时间（1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h）。以干燥后绿豆芽的复水比和复水后感官评价的综合评分为评价指标，选择最佳干燥温度、干燥时间和承载量。

1. 2. 4. 2 正交试验 在上述单因素试验的基础上进行干燥温度、干燥时间、承载量3因素3水平正交试验，因素与水平如表2所示。

1. 3 品质评定

1. 3. 1 脱水绿豆芽感官评价 由食品专业的120名学生对脱水绿豆芽的感官品质进行评分，以平均分作为最佳脱水条件选择的依据。感官评价方法：对漂烫后绿豆芽的颜色、气味、脆度及保脆后绿豆芽的脆度采用三等级10分制评价，具体评分标准见表3。

1. 4 营养成分及水分分析测定

分别称取适量同一批次的绿豆、鲜绿豆芽及按照本研究最佳工艺加工成的脱水绿豆芽，对3种样品的粗脂肪、粗纤维、蛋白质、灰分等营养成分及水分含量进行测定分析。每种待测样平行重复5次。

采用GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的测定》中的索氏提取法测定样品的粗脂肪含量；分别参照GB/T 5009.10-2003《植物类食品中粗纤维的测定》、GB 5009.5-2010《食品安全国家标准——食品中蛋白质的测定》、GB 5009.4-2010《食品安全国家标准——食品中灰分的测定》、GB/T 8858-1988《水果、蔬菜产品中干物质和水分含量测定方法》测定样品中粗纤维、蛋白质、灰分和水分含量。

2 结果与分析

2. 1 漂烫工艺

2. 1. 1 单因素试验结果

2. 1. 1. 1 漂烫温度的选择 从图1可以看出，在固定漂烫时间2.0 min、不加柠檬酸的条件下，随着漂烫温度的升高，绿豆芽的感官评分先上升后下降，95 ℃时评分最高。这可能是漂燙温度低于95 ℃时，随着漂烫温度的升高，绿豆芽中褐变酶的活性降低，绿豆芽的感官品质逐渐提升；但漂烫温度过高时，会引起绿豆芽中维生素C等部分营养物质的损失，破坏新鲜绿豆芽脆嫩的口感，使其组织软烂，进而影响感官品质。同时由表5可知，绿豆芽的白度、复水比和成品率也随漂烫温度的升高呈相同的变化规律，95 ℃时均达最高值，之后略有下降。因此，选择最佳漂烫温度为95 ℃。

2. 1. 1. 2 漂烫时间的选择 从图2和表6可以看出，在固定漂烫温度90 ℃、不加柠檬酸的条件下，随着漂烫时间的延长，绿豆芽的感官评分、白度和成品率均呈先上升后下降的变化趋势，在2.5 min时，除复水比外，其余3项指标均达最高值，绿豆芽的综合品质优于其他漂烫时间下的品质。因此，选择最佳漂烫时间为2.5 min。

2. 1. 1. 3 柠檬酸浓度的选择 从图3可以看出，在固定漂烫温度90 ℃、漂烫时间2.0 min的条件下，随着柠檬酸浓度的增加，绿豆芽的感官评分呈先下降后快速上升再缓慢下降的变化趋势，当柠檬酸浓度为0.15%时，绿豆芽的感官品质最佳，评分最高。可能原因：柠檬酸浓度小于0.15%条件下，随着柠檬酸浓度的增加，绿豆芽中褐变酶的活性降低，绿豆芽的感官品质逐渐提升，但柠檬酸浓度过高会破坏绿豆芽的口感，进而影响感官评分。从表7可知，绿豆芽的白度和成品率均随柠檬酸浓度的增加先上升后下降，复水比逐渐上升。综合考虑，选择最佳柠檬酸浓度为0.15%。

2. 1. 2 正交试验结果 由表8可知，漂烫工艺中影响绿豆芽品质的因素主次顺序为：漂烫温度>柠檬酸浓度>漂烫时间，3个因素的最优水平组合为A2B3C3，即最佳漂烫工艺为：0.20%柠檬酸溶液中95 ℃漂烫3.0 min。

2. 2 保脆工艺

2. 2. 1 CaCl2浓度的选择 由图4可知，在固定浸泡时间50 min的条件下，浸泡后绿豆芽的脆度评分随CaCl2浓度增加呈先上升后下降的变化趋势，当CaCl2浓度为0.4%时，脆度评分最高，此时绿豆芽咀嚼时几乎无丝状物，入口有脆感。

2. 2. 2 浸泡时间的选择 从图5可以看出，在固定CaCl2浓度为0.4%的条件下，浸泡后绿豆芽的脆度评分随着浸泡时间的延长先上升后下降，当浸泡60 min时，脆度评分最高，此时绿豆芽口感脆爽。

2. 3 热风干燥工艺

2. 3. 1 单因素试验结果

2. 3. 1. 1 干燥温度的选择 从表9和图6可以看出，在固定承载量0.10 g/cm2、干燥时间3.0 h的条件下，干燥后绿豆芽复水比和复水后感官评分的综合评分、白度和成品率随干燥温度升高呈先上升后下降的变化趋势，在60 ℃时脱水绿豆芽的品质最佳，综合评分最高。这可能是因为干燥温度低于60 ℃时，随着干燥温度的升高，绿豆芽的复水比、复水后绿豆芽的颜色和脆性增加，但超过60 ℃后，复水后的脆性降低，颜色逐渐变为褐色，白度和成品率下降，使得综合评分降低。因此，选择干燥温度以60 ℃为宜。

2. 3. 1. 2 干燥时间的选择 由图7和表10可以看出，在固定承载量0.10 g/cm2、干燥温度60 ℃的条件下，干燥后绿豆芽复水比和复水后感官评分的综合评分随干燥时间延长也呈先上升后下降的变化趋势，且2.0～2.5 h的变幅明显大于1.5～2.0和2.5～3.0 h，干燥时间在3.0 h时，综合评分最高，脱水绿豆芽的白度和成品率达最大值。因此，干燥时间以3.0 h为宜。

2. 3. 1. 3 承载量的选择 由图8可以看出，在固定干燥时间3.0 h、干燥温度60 ℃条件下，干燥后绿豆芽复水比和复水后感官评分的综合评分随承载量增加呈先上升后下降的变化趋势，在0.10 g/cm2时综合评分最高。这可能由于承载量小于0.10 g/cm2时，随着承载量的增加，绿豆芽复水比减小，但复水后的颜色和脆性却增强；承载量继续增加，绿豆芽的复水比继续下降，使综合评分降低。因此，承载量以0.10 g/cm2为宜。

2. 3. 2 正交试验结果 根据极差R可知，热风干燥工艺中，影响脱水绿豆芽品质的因素排序为：干燥温度>承载量>干燥时间；根据K值得出3个因素的最优水平组合为A1B1C1，与直观分析得出组合1综合评分最高（18.9分）的结果一致，即脱水绿豆芽最佳热风干燥工艺为：在干燥温度55 ℃、承载量0.05 g/cm2的条件下干燥2.5 h（表11）。

2. 4 营养成分及水分测定结果

由表12可知，将鲜绿豆芽中的水含量计算在内时，鲜绿豆芽加工成脱水绿豆芽的过程中粗纤维和灰分基本维持不变，而粗脂肪、蛋白质均有所下降。这是由于绿豆发芽过程蛋白质部分水解为单糖，粗脂肪也作为供能物质被部分氧化分解，粗纤维和灰分等则未因绿豆芽的脱水加工而损失。

3 讨论

漂烫是脱水蔬菜加工的一个重要工艺环节，关系着脱水蔬菜的质量。漂烫既可以降低蔬菜中酶活性、防止蔬菜褐变、减少微生物污染，又能排出部分水分、软化原料组织，使蔬菜在后续加工及贮藏过程中最大限度地保持营養价值和原有的感官性状（色泽、风味等）。漂烫环节中影响脱水蔬菜品质的主要因素有护色溶剂（王浩，2004）、漂烫温度（钟昔阳等，2005）、漂烫时间（王明空，2006）。本研究通过单因素试验和正交试验对这3个因素进行优化，得到脱水绿豆芽漂烫环节的最佳加工工艺参数为：漂烫温度95 ℃、柠檬酸浓度0.20%、漂烫时间3.0 min，与陆胜民等（2007）加工脱水豆芽采用漂烫温度90 ℃、柠檬酸浓度0.15%、漂烫时间4 min的漂烫工艺参数相差不明显；在优化的漂烫工艺条件下，绿豆芽基本无褐变、无豆腥味。

脱水蔬菜加工中常用的保脆剂有CaCl2、CaO、乳酸钙、海藻酸钠等，相比之下，CaCl2更安全、经济、易得，在生产中应用也更广泛。以含Ca2+的无机盐作为保脆剂，由于Ca2+能渗透到植物组织中，与果胶酸形成不溶性的果胶酸盐，从而加强芽体细胞壁的纤维结构，达到保脆的目的（刘树兴等，2002）。同时，用适当的无机盐处理脱水蔬菜，在其复水环节中由于蔬菜组织中一定浓度无机盐离子的存在保持了蔬菜组织相对高的渗透压，从而提高其复水性。本研究通过单因素试验考察CaCl2浓度和浸泡时间对脱水绿豆芽脆度的影响，结果表明，CaCl2浓度为0.4%、浸泡时间为60 min时，得到的脱水绿豆芽口感脆爽、脆感最佳。

本研究的热风干燥环节中，当控制承载量为0.05 g/cm2、干燥温度为55 ℃、干燥时间为2.5 h时，绿豆芽的干燥效果最佳，以干燥温度对脱水绿豆芽品质的影响最大，与张建军等（2008）的研究结果一致。由于承载量降低，单位面积的承载量减少、相同干燥效率下所需的干燥温度及干燥时间均有所降低，此过程缩短了干燥温度过高及干燥时间过长对脱水绿豆芽颜色的破坏，进而克服了热风脱水蔬菜存在色泽差、复原率低、食用品质差的缺陷，干燥效率提高，同时脱水绿豆芽的复水比、色泽等总体品质较好。刘春燕（2007）在脱水绿豆芽加工及品质研究的干燥环节采用加权法对干燥温度及承载量两个影响因素进行研究，结果表明，干燥温度60 ℃为最佳。与之相比，本研究所需的干燥温度虽然仅降低5 ℃，但在实际生产加工中可节省能耗，降低生产成本。

绿豆芽深加工研究发展空间巨大，本研究虽然优化得到脱水绿豆芽漂烫、保脆和热风干燥工艺，但对绿豆芽热风干燥脱水过程中存在的褐变现象还未能有效解决，对脱水绿豆芽加工工艺及产品品质评价的标准也有待完善，使其更科学客观，今后将从这两方面进行深入分析研究。

4 结论

采用优化后的脱水工艺生产获得的脱水绿豆芽营养成分可得到最大程度保留，复水后口感清脆爽口，总体品质较好，该工艺可在实际生产中推广应用。

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（责任编辑 罗 丽）