莜麦山药鱼的加工工艺优化与质构分析

董小涵,周 茜,杜佳峰,韩 雪,赵 文,王 颉

(河北农业大学食品科技学院/河北省农产品加工工程技术研究中心,河北保定 071001)



莜麦山药鱼的加工工艺优化与质构分析

董小涵,周 茜,杜佳峰,韩 雪,赵 文*,王 颉*

(河北农业大学食品科技学院/河北省农产品加工工程技术研究中心,河北保定 071001)

用马铃薯雪花粉代替新鲜马铃薯制作莜麦山药鱼(以下简称山药鱼),通过单因素实验和正交实验,考察各因素对莜麦山药鱼感官品质的影响,确定莜麦山药鱼的最佳配方和加工工艺。通过感官评分和质构分析,将本实验所得产品(以下简称改良产品)与传统产品进行比较,并初步分析冷冻对产品品质的影响。结果表明,改良产品的最佳配方为:莜薯比9∶1,食盐添加量2.0 g/100 g基础面粉,加水量为100 mL/100 g基础面粉、葱花添加量为4.0 g/100 g基础面粉,水温90 ℃;改良产品较传统山药鱼有良好的感官和质构品质,短期冷冻过程对产品感官品质及部分质构特性影响不显著。

莜麦,马铃薯雪花粉,汽蒸面制品,速冻食品,质构

近年来,随着人们饮食观念的提高和膳食结构的改善,杂粮逐渐从幕后走向台前,演变成一种时代新宠,在调剂饮食结构和均衡膳食方面扮演着越来越重要的角色[1]。市场对杂粮的需求不断推动杂粮加工行业和杂粮产品多元化的快速发展。杂粮主食化、主食产业化的实施能够有效调整居民的膳食结构、预防慢性疾病,对于改善人群健康状态具有十分重要的意义。

莜麦营养价值丰富,不仅脂肪、蛋白质、矿物质元素及不饱和脂肪酸含量居谷物之首,还具有降血糖、降血脂、提高人体自身免疫能力、抑制人体脂质氧化以及延缓衰老等重要的生理功能。马铃薯是我国主要的药食同源性食物之一,又是重要的工业原料,富含维生素C和淀粉,其中抗性淀粉含量较高[2]。2015年我国农业部已经启动马铃薯主粮化的战略,加强推进把马铃薯加工成馒头、面条、米粉等主食,并预计2020年50%以上马铃薯将作为主粮来消费[3]。莜麦山药鱼是特色杂粮主食,主要原料为莜麦和马铃薯,主要食用地区为内蒙、河北和山西。目前国内外关于莜麦山药鱼的加工仅限于家庭手工制作,未见工业化生产的报道。此外,在山药鱼的加工中,用马铃薯雪花粉代替新鲜马铃薯更利于生产企业对工艺的控制,因此,本研究以马铃薯雪花粉和莜麦粉为原料,对莜麦山药鱼的工艺进行优化,并对产品速冻后的品质变化做初步研究,为杂粮类预制调理食品的开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

莜麦粉 取自张家口市宣化面粉厂;马铃薯雪花粉(水分7.8%,灰分0.50%,淀粉80.2%,粗蛋白9.90%,粗脂肪1.20%) 取自承德富龙现代农业发展有限公司;新鲜马铃薯、小葱、食盐 均为保定市市售。

表2 莜麦山药鱼的感官评分标准

Table 2 Naked Oats potato fishes sensory standard for evaluation

质构仪 FTC,TMS-Pro型,美国FTC公司;速冻柜 TKLD150L型,广东佛山制冷设备有限公司;电磁炉 美的C21-SK2105。

1.2 工艺流程

传统山药鱼加工工艺流程:马铃薯经洗净、去皮、分拣、切块、煮熟后压蓉,小葱洗净、切碎备用,取适量莜麦粉、葱花和食盐混匀,加入烫手的马铃薯蓉中反复揉合直到面团有弹性不粘手,分剂,整形,大火蒸制10 min;

本实验中的山药鱼由基础面粉和辅料构成,加工工艺流程:小葱段洗净、切碎,备用,按比例取莜麦粉、马铃薯粉、葱花、食盐混匀,90 ℃水和面,分剂,整形,1600 W蒸制10 min,熟制品于-45 ℃下速冻30 min,转至-25 ℃冷冻保藏。

1.3 实验方法

1.3.1 单因素实验设计

1.3.1.1 莜薯比对产品品质的影响 在食盐添加量1.5 g/100 g基础面粉、和面水温100 ℃、加水量100 mL/100 g基础面粉、加葱量5.0 g/100 g基础面粉的条件下,研究9∶1、8∶2、7∶3、6∶4和5∶5不同莜薯比对产品品质的影响。

1.3.1.2 食盐添加量对产品品质的影响 在莜薯比8∶2、和面水温100 ℃、加水量100 mL/100 g基础面粉、加葱量5.0 g/100 g基础面粉的条件下,研究0、0.5、1.0、1.5、1.0、2.5、3.0 g/100 g基础面粉食盐添加量对产品品质的影响。

1.3.1.3 和面水温对产品品质的影响 在莜薯比8∶2、食盐添加量2.0 g/100 g基础面粉、加水量100 mL/100 g基础面粉、加葱量5.0 g/100 g基础面粉的条件下,研究30、50、70、90 ℃不同和面水温对产品品质的影响。

1.3.1.4 加水量对产品品质的影响 在莜薯比8∶2、食盐添加量2.0 g/100 g基础面粉、和面水温90 ℃、加葱量5.0 g/100 g基础面粉的条件下,研究60、80、100、120、140、160 mL/100 g基础面粉不同加水量对产品品质的影响。

1.3.1.5 葱花添加量对产品品质的影响 在莜薯比8∶2、食盐添加量2.0 g/100 g基础面粉、和面水温90 ℃、加水量100 mL/100 g基础面粉的条件下,研究1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g/100 g基础面粉不同葱花添加量对产品品质的影响。

1.3.2 正交实验设计 在单因素实验的基础上,设计正交实验为四因素(A莜薯比、B食盐添加量、C加水量、D和面水温)三水平,选取正交表L9(34),共九组实验,以感官评分为依据,经软件SPSS19.0分析得到最佳加工配方及条件,正交实验因素及水平见表1。

表1 正交实验因素及各水平

Table 1 Factors and levels of orthogonal test

水平因素A莜薯比B食盐添加量(g/100g基础面粉)C加水量(mL/100g基础面粉)D和面水温(℃)19∶120809028∶2151007037∶31012050

1.3.3 感官评定指标 莜麦山药鱼的品质主要由山药鱼的生熟、外观、口感和风味四因素决定,因此将该四因素作为此次实验的感官评定项目,评定标准见表2。随机选5名味觉正常的人员经专业培训后,进行感官评分,每个测试样品的感官评分数据去掉最高和最低评分后取算术平均值,最终取算数平均值作为最终评分。

1.3.4 质构分析 分别对最佳配比下的新鲜山药鱼和冷冻一周的山药鱼(经-40 ℃速冻30 min后转至-25 ℃冷冻贮存一周,之后不经解冻再次加热)做质构测试及分析,每组实验设置三个平行对照组,实验采用P36R探头,起始速度2.0 mm/s,测试速度1.0 mm/s,回程速度1.0 mm/s,测试距离2cm,压缩率为75%。

1.3.5 数据统计分析 实验数据经WPS2016和SPSS19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 莜薯比对产品品质的影响 基础面粉的构成比对山药鱼的影响如图1所示,随着马铃薯雪花粉占比的增加,产品感官得分先上升后降,以莜薯比8∶2最佳。张建平[4]等人研究发现,马铃薯雪花粉中膳食纤维含量较高,约为莜麦面粉的五倍。加工过程中发现,加水量相同时,随着马铃薯雪花粉比例的增加,面团的干燥程度逐渐上升,产品的光滑度随之改变。这可能是由于膳食纤维与淀粉相比有较好的持水性,易吸水膨胀,形成溶胶及凝胶,增加了面团的吸水量。

图1 莜薯比对产品品质的影响Fig.1 Effect of the ratio of the naked oats and potato snowflake powder

2.1.2 食盐添加量对产品品质的影响 食盐添加量对山药鱼的影响如图2所示,感官评分以食盐添加量为2.0 g/100 g基础面粉时最高。感官鉴评过程中发现,随着食盐添加量的增加,产品的爽滑性、硬度、弹性均出现小幅度的增加。根据2004年我国公布的《中国居民营养与健康现状》,我国居民高血压发病率明显上升,与钠盐摄入量过高有关,而山药鱼作为主食也不宜过咸,此次实验以“单独食之不觉无味、加菜辅之更加适宜”为标准进行适口性的评判标准进行感官评分,综合感官评分确定最佳食盐添加量为2.0 g/100 g基础面粉。

图2 食盐添加量对产品品质的影响Fig.2 Effect of salt amount on the product

2.1.3 和面水温对产品品质的影响 和面水温对产品品质的影响如图3所示,和面水温在90 ℃时,产品感官鉴评得分最高,随和面水温的降低,感官鉴评得分呈下降趋势。加工过程中发现,水温在50到90 ℃之间时,莜麦山药鱼的延展性较好,易于整形且有利于提高均一性。其中90 ℃时爽滑性、咀嚼性最佳,颜色、光滑度弹性等最好。可能由于莜麦淀粉糊化温度较高[5],在较高温度下,面团具有较好的可塑性,熟制品品质较好。

图3 和面水温对产品品质的影响Fig.3 Effect of water temperature on the product

2.1.4 加水量对产品品质的影响 加水量对产品品质的影响如图4所示,加水量为100 mL/100 g基础面粉时,总体感官鉴评得分最高。感官鉴评过程中发现,加水量为100 mL/100 g基础面粉的山药鱼,弹性和咀嚼性均较差,其他指标均表现良好。需要注意的是,面筋结构结合水的程度不同,失水速率也随之改变[6]。

图4 加水量对产品品质的影响Fig.4 Effect of water amount on the product

2.1.5 葱花添加量对产品品质的影响 葱花添加量对产品品质的影响如图5所示,葱花添加量为4.0 g/100 g基础面粉产品感官鉴评得分最高。感官鉴评过程中发现,葱花的添加主要影响莜麦山药鱼成品的风味,对其余各指标的影响均不显著。

表3 正交实验数据分析

Table 3 Analysis of orthogonal test data

实验号因素A莜麦配比B食盐添加(g/100g基础面粉)C加水量(mL/100g基础面粉)D和面水温(℃)感官评分111117262521222841253133376000421237850052231761256231257500731327075083213522509332176250K1232750221875182375225000K2212125212500238875212375K3199250209750222875206750k177583739586079275000k270708708337962570792k366417699177429268917极差(Rj)111674042188336083最优组合A1B1C2D1，影响力分别为加水量>莜薯比>和面水温>食盐添加量

当葱花的添加量为6.0 g/100 g基础面粉时,葱味道完全掩盖了莜麦山药鱼特殊的香味,当葱花添加量为2.0 g/100 g基础面粉时,几乎没有葱的味道。通过实验,在葱花含量为4.0 g/100 g基础面粉时,莜麦山药鱼成品感官品质最优，因此确定葱花添加量为4.0 g/100 g基础面粉。

图5 葱花添加量对产品品质的影响Fig.5 Effect of green onion amount on products

2.2 正交实验结果

各因素对新鲜莜麦山药鱼感官品质的影响如表3所示,正交实验数据分析可知,各因素对产品品质的影响程度依次为加水量>莜薯比>和面水温>食盐添加量,最优组合为A1B1C2D1,即以莜薯比9∶1、食盐添加量2.0 g/100 g基础面粉、加水量100 mL/100 g基础面粉、和面水温90 ℃为最佳配比。按照正交实验得到的最佳配比进行重复实验,制得的产品色泽均一、香气怡人、各指标表现良好,得分为88.31。

2.3 改良莜麦山药鱼与传统莜麦山药鱼的品质比较

工艺的改良对于莜麦山药鱼感官品质的影响如图6所示,以马铃薯雪花粉为原料按照最佳配比制得的山药鱼(以下统称改良山药鱼)与传统山药鱼相比,总体感官评分有所提高,变化差异不显著(p>0.05)。感官鉴评过程中发现,改良山药鱼的光滑度、均一性、硬度、弹性和口道的感官评分增加,颜色、气味、爽滑性和咀嚼性降低,其中,硬度和均一性的变化显著(p<0.05),其余各指标变化均不显著(p>0.05)。除此之外,加工过程中发现除了马铃薯雪花粉的量可以很精确的被控制外,制作过程也较传统做法更便捷,可以得到均一性良好的产品,用时更短耗能更小。因此,马铃薯雪花粉适合用于山药鱼的制作,并且马铃薯雪花粉的使用优化了山药鱼的加工工艺。

图6 改良山药鱼与传统山药鱼的感官评分比较Fig.6 Sensory comparison between the reformative potato fishes and traditional potato fishes

马铃薯雪花粉代替新鲜马铃薯制作山药鱼对产品质构的影响如表4所示,改良山药鱼与传统山药鱼相比,质构分析各指标中硬度、回复性、弹性和咀嚼性均有所加强,黏附性、内聚性和胶黏性均有所下降。其中,原材料的改变对硬度的影响差异极显著(p<0.01);对粘附性、胶粘性和咀嚼性的影响差异均显著(p<0.05);对回复性、内聚性和弹性的影响差异不显著(p>0.05)。

表4 传统山药鱼和改良山药鱼的质构分析比较

Table 4 Texture analysis comparison between the traditional potato fishes and the reformative potato fishes

指标传统山药鱼改良山药鱼硬度(N)14995±163317530±1782a回复性(Rto)035±0007073±0153c粘附性(mJ)393±0219044±0198b内聚性(Rto)039±0064033±0036c弹性(mm)554±0120743±0191c胶黏性(N)6155±07783965±0212b咀嚼性(mJ)22400±620145701±9914b

注:与传统山药鱼对照组比较a<0.01,b<0.05,c>0.05。2.4 冷冻对产品品质的影响

冷冻过程对莜麦山药鱼的影响如图7所示,与新鲜山药鱼(包括冷冻山药鱼在内的所有山药鱼均按照最佳配比制做)感官评分进行比较,-25 ℃冷冻一周后山药鱼的感官鉴评得分仍高于新鲜山药鱼,但冷冻前后感官鉴评总分差异不显著(p>0.05)。感官鉴评过程中观察到,冷冻后山药鱼的均一性、爽滑性、弹性和咀嚼性均有所改善,而颜色、光滑度、气味、硬度和口道的品质均出现小幅度降低。综合分析,冷冻对山药鱼的感官性状有一定的影响,但整体感官性状基本稳定。

图7 新鲜山药鱼和冷冻山药鱼感官评分比较Fig.7 Sensory score comparison between fresh potato fishes and frozen potato fishes

表5 新鲜山药鱼和冷冻山药鱼的质构比较

Table 5 Texture comparison between fresh potato fishes and frozen potato fishes

指标新鲜莜麦山药鱼冷冻莜麦山药鱼硬度(N)26179±009816326±0178a粘附性(mJ)1347±0081999±0085c内聚性(Rto)0345±00140349±0007c弹性(mm)6247±02626561±0297b胶黏性(N)64815±035491058±099c咀嚼性(mJ)567331±15436424058±3592c回复性(Rto)007±0007006±0007c

注:与新鲜山药鱼对照组比较a<0.01,b<0.05,c>0.05。

冷冻对山药鱼质构指标的影响如表5所示。与新鲜山药鱼相比,经-25 ℃冷冻一周后山药鱼的各项指标中,硬度减小且变化极显著,咀嚼性和恢复性有所降低,粘附性、内聚性、胶黏性均有所升高,其变化均不显著(p>0.05),此外,弹性有所增强且变化显著(p<0.05),但变化幅度较低。玻璃化转变温度是食品贮藏保鲜中保持长时间质构和化学稳定性的重要条件之一,而食品中的各种成分又可影响其玻璃化转变温度[7],因此,或许我们可通过对面团的玻璃化转变温度和其他物质的添加进行研究得到山药鱼的最佳速冻、保存温度,以达到提高速冻产品品质的目的。

3 结论及讨论

一方面,莜麦山药鱼的最佳配比:莜薯比9∶1、加盐量2.0 g/100 g基础面粉、加水量100 mL/100 g基础面粉、加葱量4.0 g/100 g基础面粉,最适水温90 ℃;另一方面,加工过程中对马铃薯添加量和温度的控制更为便捷、准确,说明以马铃薯雪花粉代替新鲜马铃薯加工山药鱼不仅有利于企业对工艺的控制而且优化了山药鱼配方,冷冻后的山药鱼总体感官评分高于新鲜山药鱼,且冷冻过程对山药鱼的感官品质及质构特征影响不显著。

我国对莜麦山药鱼的记录和研究至今为止,草原一丁[8]和林海萍[9]等都对坝上美食的介绍中提及莜麦山药鱼,李晓博[10]对包括莜面鱼鱼、山药鱼儿、莜面饺子及莜面栲栳栳等传统莜麦食品做了简要介绍,张美莉[11]对山药鱼的传统制作方法及食用方法进行了详细说明,但并未对山药鱼的具体加工工艺进行探究,本实验确定了用马铃薯雪花粉代替新鲜马铃薯制作山药鱼的最优加工工艺,并以感官评定为标准与传统山药鱼进行了比较。其次,参照安渊[12]、周杨[13]和宋莲军[14]等人的感官评价标准初次初步建立了针对莜麦山药鱼的感官评分标准,填补了莜麦山药鱼感官评分标准的空缺。

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Process technic optimization and quality analysis of naked oats potato fishes

DONG Xiao-han,ZHOU Qian,DU Jia-feng,HAN Xue,ZHAO Wen*,WANG Jie*

(College of Food Science and Technology,Agricultural University of Hebei/Hebei Agricultural Products Processing Engineering Technology Research Center,Baoding,071001,China)

Potatosnowflakepowderwasusedinnakedoatspotatofishes(hereinafterreferredtoaspotatofishes)makinginsteadoffreshpotatoes,toconfirmtheoptimumprocessconditionsandthetechnics,theeffectsofprocessconditionstothepotatofishes’ssensoryqualitywasstudiedthroughsinglefactorstestsandorthogonaltests.Thecomparisonbetweentestproducts(hereinafterreferredtoasreformativeproduct)andtraditionalproductsandtheeffectsoffrozenproductsweredelvedthroughscoringandtextureanalysis.Resultsshowedthattheformulaconditionsofreformativeproductswere:nakedoatstopotatopowder9∶1,salt2.0gevery100gbasicflour,water100mLevery100gbasicflour,choppedonion4.0gevery100gbasicflour,watertemperature90 ℃;reformativeproductscomparedwithtraditionalpotatofisheshadbettersenseandtexturequality,andshort-termfreezingprocessesonsomesensoryqualitiesoftheproductandthetexturewasnotsignificant.

nakedoats;potatosnowflakepowder;steamsteamingproducts;quick-frozenfoods;texture

2016-04-01

董小涵(1992-)，女，在读硕士，研究方向：食品加工与安全，E-mail:15603260529@163.com。

*通讯作者:赵文(1964-)，女，硕士，教授，研究方向：食品营养与安全，E-mail:13582820221@163.com。 王颉(1957-)，男，博士，教授，研究方向：农产品加工，E-mail:wj591010@163.com。

国家科技支撑计划课题(2014BAD04B10)。

TS217.1

B

1002-0306(2016)19-0244-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.039