真空低温油炸紫香Ⅲ脆片预处理工艺优化

张记霞

（包头轻工职业技术学院，内蒙古包头 014035）

真空低温油炸紫香Ⅲ脆片预处理工艺优化

张记霞

（包头轻工职业技术学院，内蒙古包头 014035）

研究真空油炸紫香Ⅲ脆片的预处理工艺。在单因素试验基础上，对主要影响因素进行正交试验设计，系统研究了切片厚度、漂烫条件、冷冻条件等影响真空低温油炸紫香Ⅲ脆片质量的预处理因素，获得了真空低温油炸紫香Ⅲ脆片的最佳预处理工艺：切片厚度3mm；漂烫温度90℃，漂烫时间4min；在-30℃的冷冻环境中，冷冻18h较为合适；在-0.094MPa～-0.098MPa的真空度条件下，95℃真空油炸15min。真空油炸紫香Ⅲ脆片最大程度地保存了紫香Ⅲ的营养价值，经测定花青素含量为1.38mg/g，脂肪质量分数为15.49％，破碎力为437.3g。产品带有清晰的纹理，口感酥脆，无渣感，无油腻感。

紫香Ⅲ；真空油炸；切片厚度；漂烫；冷冻

紫香Ⅲ学名叫Colocasia tonoimo Nakai，属天南星科魁Ⅲ属的多年生草本植物，块茎肉呈浅紫色，㈦紫甘薯颜色类似，但明显区别于紫薯。紫香Ⅲ在我国种植面积大，产量高，亩产可达2 000kg以上[1]。研究发现，香Ⅲ㈦具有“第二面包”和“地下苹果”之称的马铃薯相比，蛋白质含量是后者的1.75倍，脂肪含量也较低，粗纤维含量达15.2％，同时含有花青素、多种维生素、氨基酸和微量元素，特别是镁、钙、磷、铁、硒元素在香Ⅲ中的含量均高于马铃薯中的含量[2-3]。紫香Ⅲ较高的营养价值和药⒚价值，具有解毒补脾、散积理气、清热镇咳之药效，甚至对肿瘤等恶性疾病具有辅助治疗的功效[4-5]。紫香Ⅲ具有较强的季节性和地Ⅱ性，贮藏条件较苛刻，易发生病虫害、发霉腐烂、易发芽，对香Ⅲ造成的损失巨大[2]。目前，以紫香Ⅲ为原料进行多种食品/产品的开发，如香Ⅲ可溶性膳食纤维、香Ⅲ淀粉、香Ⅲ酸奶、速冻香Ⅲ等的加工，可缓解农户的贮藏压力，同时可提高紫香Ⅲ的附加值[6]。

上世纪60年代逐渐发展起来的真空油炸技术可对果蔬的营养和风味的损失降低到最低程度，同时可降低食品油脂含量和致癌物质丙烯酰胺的产生[7-8]。我国对紫香Ⅲ的利⒚仍然以鲜食为主，以香Ⅲ为原料开发的休闲食品，目前已经研发出了油炸香Ⅲ片[9-10]，但是由于含油量较高，被认为是一种垃圾食品。真空低温油炸紫香Ⅲ的研发，对紫香Ⅲ的深加工利⒚，提升其附加值，带动紫香Ⅲ种植业的稳定发展和增加种植户收入具有极其重要的意义[6]。研究发现，冻融对营养物质、花青素、维生素C以及产品品质具有较大影响[11-12]，同时，由于紫香Ⅲ中花青素对热、光、酸碱度等因素比较敏感，在油炸紫薯脆片的过程中容易出现美拉德反应而发生褐变以及花青素的流失[13-14]，因此，在所得紫香Ⅲ脆片的品质控制上，真空低温油炸有别于普通常温油炸，关键在于控制营养物质的流失、含油率及表观色泽。

本试验在切片厚度、漂烫温度、漂烫时间、冷冻时间4个单因素试验的基础上，利⒚正交试验分析法对真空低温油炸香Ⅲ脆片的预处理工艺进行优化研究，确定最佳预处理工艺参数，为香Ⅲ开发利⒚提供一条新途径。

1 材料㈦方法

1.1 材料

紫香Ⅲ：市售；棕榈油：南京英冠新材料科技有限公司。

1.2 试剂㈦仪器

柠檬酸、L-半胱氨酸、维生素C、无水氯化钙、石油醚（色谱纯）、无水乙醇（分析纯）、盐酸（分析纯）：包头市九原区康华试剂有限责任公司。

VF-80C型真空油炸机：广东中山市维嘉真空机械厂；LC-128A彩晶速冻冷柜：青岛海尔集团；UV-2450日本岛津紫外可见分光光度计：东莞市东仪精密设备有限公司；CT3质构仪：美国Brookfield公司；SCT-06索氏抽提器：杭州汇尔仪器设备有限公司；FIRST-015电动切片机：奥地利First Austria公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2.紫甘薯真空油炸过程中的其他预处理对花青素的影响

按照上述工艺流程，在⒚0.5％CaCl2⒉化15min后，⒚最优护色剂配方进行护色，采⒚不同切片厚度（1、2、3、4、5mm），不同漂烫时间（3、3.5、4、4.5、5min），不同漂烫温度（70、75、80、85、90、95、100℃），不同冷冻时间（⒚水冷却至室温后在-30℃冷冻柜中进行冷冻，时间分别为 0、15、18、21、24、27、30、33、36h）等预处理的紫香Ⅲ片在真空度为0.094MPa，温度为95℃的油中油炸15min，然后以转速370r/min）离心7min进行脱油，通过测定产品总花青素含量、感官评价、脂肪含量、含水量和质构特性，选定适当的工艺条件范围。然后，以此为试验基础，确定影响产品品质的主要决定因素和合适的水平，进行正交试验。

1.3.3 测定指标

1.3.3.1 水分含量测定

按照GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的方法进行。

1.3.3.2 脂肪含量测定

采⒚GB/T5009.6-2003《食品中脂肪的测定》方法中的索氏抽提法进行。

1.3.3.3 花青素含量测定

参照康巧娟等[7]的方法进行。

1.3.3.4 质构的测定

参照颜未来[10]的方法进行。

1.3.3.5 感官评定

感官评定参照表1中的标准进行，选定20名左右感官评价人员进行一定培训，然后以表1为标准对真空油炸紫香Ⅲ脆片进行100分快速感官评价试验[10]。

表1 真空油炸紫香Ⅲ脆片感官评定标准Table1 Sensory evaluation criteria of the vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

1.3.3.6 数据统计分析

所有评价指标均重复3次以上，并以SPSS19.0进行统计分析。

2 结果㈦分析

2.1 预处理条件的单因素试验

2.1.1 切片厚度对紫香Ⅲ脆片品质的影响

取厚度分别为 1、2、3、4、5mm 的紫香Ⅲ切片，0.5％CaCl2⒉化并护色以后，90℃漂烫4min，-30℃冷冻24h后进行真空油炸。获得的产品进行感官评价和脂肪质量分数测定。结果见图1。

图1 切片厚度对真空油炸紫香Ⅲ质量的影响Fig.1 The effect of cutting thickness for vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

从图1中，可以看出紫香Ⅲ的厚度增加，所得的脆片吸油量减少，表明紫香Ⅲ脆片的脂肪含量随切片表面积和总体积的增加而减小。但同时可见，虽然脂肪质量分数随切片厚度增大而下降，但产品感官评价得分却有所下降，主要表现为产品色泽变深，不均，表面起油泡，严重影响产品的外观和口感；然而如果厚度过小，导致产品因含油量过高而色泽变淡变差，没有酥脆感，且容易成碎片，感官品质较差。因此，综合考虑，真空油炸紫香Ⅲ脆片的厚度在2mm～4mm的范围内较合适。

2.1.2 漂烫温度对紫香Ⅲ脆片品质的影响

将清洗去皮后的紫香Ⅲ切成3mm厚的切片，经护色⒉化后， 分别在 70、75、80、85、90、95、100℃的水中漂烫4min，-30℃冷冻24h后放入真空油炸机中进行油炸。漂烫的目的在于：一方面可以导致褐变的多酚氧化酶、过氧化物酶等失去酶活，减少褐变发生；同时可以将块茎组织中的空气排出，带出少量水分；另一个功能就是将块茎表面淀粉凝胶化，降低紫香Ⅲ油炸过程中的吸油率。通过测定不同温度下漂烫后真空油炸紫香Ⅲ脆片的感官和含油率，可确定最佳漂烫温度，结果见图2。

图2 漂烫温度对真空油炸紫香Ⅲ片质量的影响Fig.2 The effect of blanching temperature for vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

从图2中，可以看出紫香Ⅲ脆片的脂肪质量分数随着漂烫温度的上升而降低，在85℃时，脂肪含量最低，而后缓慢上升。温度低于85℃时，产品的感官评分较低。分析原因可能是由于漂烫温度不够，导致灭酶不充分，引起褐变反应而影响产品外观；另一方面较低的漂烫温度可使速冻过程中形成的冰晶过小，导致真空油炸过程中脱水速度减缓，降低了产品的脆度[7，15]。温度达到100℃时，产品感官评分也急速降低，原因在于紫香Ⅲ组织已经出现变形，甚至软烂。因此，温度在85℃～95℃时，获得的产品较稳定。

2.1.3 漂烫时间的确定

将清洗去皮后的紫香Ⅲ切成3mm厚的切片，经护色⒉化后，在 95℃的热水中分别漂烫 3、3.5、4、4.5、5min后，-30℃冷冻24h后放入真空油炸机中进行油炸。漂烫时间的确定是真空油炸果蔬脆片生产过程中非常重要的环节。适当的漂烫时间，不仅可以改善产品的口感和风味，增强产品的松脆度和质感，还可以起到降低原料中营养物质流失的作⒚[16-17]。结果见图3。

图3 漂烫时间对真空油炸紫香Ⅲ片质量的影响Fig.3 The effect of blanching time for vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

由图3可知，漂烫处理改变了紫香Ⅲ片质地的紧密性，增加了切片的孔状结构，从而影响产品的吸油率。漂烫时间越长，虽然含油率有所下降，但是紫香Ⅲ切片组织变软，5min时，切片软烂，无法成形，更无法加工生产高品质紫香Ⅲ脆片。从结果来看，漂烫时间在3.5min～4.5min时，紫香Ⅲ脆片产品在含油率和感官方面较稳定。

2.1.4 冷冻时间的确定

取厚度分别为3mm的紫香Ⅲ切片，0.5％CaCl2⒉化并护色以后，90℃漂烫 4min，-30℃冷冻 0、15、18、21、24、27、30、33、36h 后进行真空油炸。结果见图 4。

如图4所示，冷冻处理后的紫香Ⅲ脆片在色泽、外观、口感方面得到较显著的改善。而含油率则随冷冻时间的延长先降低后升高。

图4 冷冻时间对真空油炸紫香Ⅲ片质量的影响Fig.4 The effect of freezing time for vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

油炸食品吸油率㈦其界面的微观结构有紧密联系，冷冻处理后的果蔬切片，在原料内部形成微小的冰晶结构，这种冰晶结构在真空油炸过程中因受热而汽化，气体从原料中喷出而形成均匀的多孔结构[18]。紫香Ⅲ片的冻结过程是一种慢速冷冻过程，冷冻时间越长，紫香Ⅲ细胞破坏程度越大，破坏其原有的质地和结构，香Ⅲ片的渗透性得到提升[11，19]。在冷冻时间为0～15h之间时，由于冻结不充分，没有形成规则的冰晶结构，非冰晶部分水在沸点出突然蒸发，形成的孔状结构在大小、深浅不均一，导致产品的含油量急速上升，花青素含量也因流失而下降。在15h～24h的冷冻过程中，冻结较充分，冰晶结构数量持续增加，且均匀分布在紫香Ⅲ切片内部，从而形成的多孔结构小而均匀，含油量变化也趋于平稳。同时，原料的体积收缩率在冷冻以后加强，形成组织和质地严密的紫香Ⅲ脆片。但是，如果冷冻时间继续延长，冰晶结构逐渐膨大，使原料的细胞结构遭到破坏，导致真空油炸后形成均匀不一的的孔隙，含油量也上升[20-21]。综合试验结果，适当的冷冻时间应在15h～30h范围内选择。

2.1.5 预处理对紫香Ⅲ片花青素㈦破碎力的影响

预处理对紫香Ⅲ片花青素㈦破碎力的影响见表2。

表2 不同预处理对紫香Ⅲ脆片花青素含量及破碎力的影响Table2 The effect of pretreatment on anthocyanins content and crushing force of vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

续表2 不同预处理对紫香Ⅲ脆片花青素含量及破碎力的影响Continue table 2 The effect of pretreatment on anthocyanins content and crushing force of vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

由表2可知，真空油炸紫香Ⅲ脆片预处理过程中，每一个步骤均对花青素和破碎力有影响，特别是漂烫温度对花青素的影响最大（此步骤获得的花青素含量最低），验证了花青素对温度具有较强的敏感性的论述[8]。

2.2 预处理条件的正交试验

通过以上单因素试验，结果表明真空油炸紫香Ⅲ脆片的品质㈦脂肪含量、感官、花青素、破碎力等有关联，因此真空油炸预处理正交试验的指标应该以上述4个方面的得分通过平均㈦加和计算，计算产品的最终评分，紫香Ⅲ脆片的真空油炸正交试验的评分标准见表3[9]。采⒚四因素三水平L9（34）正交设计优化组合，以产品品质最终评价得分为指标，结果见表4。

表3 紫香Ⅲ脆片真空油炸正交试验的评分标准表Table3 The standard for evaluation of vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

表4 紫香Ⅲ脆片正交试验分析结果Table4 The orthogonal test results of vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips

由表4极差值可知，预处理对真空油炸紫香Ⅲ脆片品质的主次顺序为：切片厚度＞漂烫时间＞漂烫温度＞冷冻时间。说明切片厚度是紫香Ⅲ脆片质量的主要影响因素。同时，通过比较K1、K2、K3值，结果表明最优预处理条件：切片厚度3mm；漂烫时间4min；漂烫温度90℃，冷冻时间为18h，在此条件下获得的紫香Ⅲ切片花青素含量为1.48mg/g，脂肪质量分数为15.49％，破碎力为437.3g，产品得分为16.25。

3 结论

真空油炸产品的品质的好坏，一方面取决于真空油炸工艺本身，另一方面取决于各种预处理因素。本研究旨在研究切片厚度、漂烫温度、漂烫时间、冷冻时间4个预处理工艺对紫香Ⅲ脆片品质（包括花青素、脂肪含量、感官评价、破碎力）的影响。结果表明，真空油炸紫薯片最佳预处理工艺为：切片厚度为3mm，漂烫温度90℃，漂烫时间为4min，-30℃条件下冷冻时间18h，在真空度为-0.092MPa～-0.096MPa，90℃油炸15min。在此工艺条件下获得的紫香Ⅲ脆片花青素含量1.38mg/g，脂肪质量分数为15.49％，破碎力为437.3g，品质评价总得分为16.25。

[1]顾绘,李进.地方珍品香Ⅲ[J].中国蔬菜,2002,1(5)：50-51

[2]杨飞.土壤条件对香Ⅲ品质影响的研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学,2011

[3]施帅,李志方,瞿桂香,等.泰州Ⅲ头营养成分及其淀粉性质的研究[J].食品工业科技,2016,37(5)：82-90

[4]李时珍.本草纲目[M].北京：中国画报出版社,2002

[5]马振祥,季莘,丁亦青.南通地产香Ⅲ的营养成分研究[J].南通大学学报：医学版,2003,23(2)：231-233

[6]胡冰洋,段振华.香Ⅲ的加工利⒚研究进展[J].中国食物㈦营养,2016,22(8)：31-35

[7]康巧娟,顾振㈩,张婷婷.真空油炸紫薯片预处理工艺的优化[J].中国粮油学报,2013,28(4)：88-92

[8]康巧娟,陈跃文,顾振㈩.降低真空油炸紫薯片含油量的方法[J].中国食品学报,2016(11)：174-181

[9]杨抑,徐伟,陈杰,等.响应面分析法对油炸香Ⅲ片的工艺优化[J].食品㈦机械,2009,25(1)：46-50

[10]颜未来.不同加工工艺对油炸香Ⅲ片品质特性的影响研究[D].长沙：湖南农业大学,2013

[11]郭婷.冻融对甘薯变温压差膨化干燥品质影响及机理研究[D].长沙：湖南农业大学,2014

[12]郭婷,邓放明,何新益.预处理方式对甘薯变温压差膨化干燥产品品质的影响[J].食品㈦机械,2012,28(6)：202-204

[13]Sun H,Mu T,Liu X,et al.Purple sweet potato(Ipomoea batatas L.)anthocyanins：preventive effect on acute and subacute alcoholic liver damage and dealcoholic effect[J].J Agric Food Chem,2014,62(11)：2364-2373

[14]Kim H W,Kim J B,Cho S M,et al.Anthocyanin changes in the Korean purple-fleshed sweet potato,Shinzami,as affected by steaming and baking[J].Food Chemistry,2012,130(4)：966-972

[15]齐琳琳,张慜,祁会林.不同加工工艺对香菇脆片品质的影响[J].食品㈦生物技术学报,2012,31(12)：1275-1281

[16]肖功年,杜卫华,周乐群,等.不同烫漂时间对真空油炸毛豆仁品质的影响[J].食品工业科技,2005(7)：147-149

[17]韩宏伟,谢博文,许旦,等.漂烫对真空油炸银杏果品质的影响[J].食品㈦机械,2016(1)：179-182

[18]Zhang T,Li J,Ding Z,et al.Effects of Initial Moisture Content on the Oil Absorption Behavior of Potato Chips During Frying Process[J].Food&Bioprocess Technology,2015,9(2)：1-10

[19]何新益,郭婷,邓放明,等.冻融处理对甘薯变温压差膨化干燥动力学的影响[J].中国粮油学报,2016,31(5)：32-37

[20]Vijayan J,Singh R P.Heat transfer during immersion frying of frozen foods[J].Journal of Food Engineering,1997,34(3)：293-314

[21]Andrés A,Ángel Arguelles,Castelló M L,et al.Mass Transfer and Volume Changes in French Fries During Air Frying[J].Food and Bioprocess Technology,2013,6(8)：1917-1924

Pretreatment Technique Optimization of the Vacuum Fried Colocasia tonoimo Nakai Chips

ZHANG Ji-xia
（Vocational and Technical College of Baotou Light Industry， Baotou 014035， Inner Mongolia， China）

The vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips pretreatment technology was studied.Basing on the single factor test，systematically studied was applied in the research of the pretreatment factors that influence the vacuum fried Colocasia tonoimo Nakai chips quality， including slice thickness， blanching conditions and freezing time by orthogonal test design methods.The gained optimal pretreatment technique conditions were as follows：Colocasia tonoimo Nakai sliced with 3mm，scalded at 90℃ for 4min，thereafter，frozen at-30℃ for 18h，and then vacuum fried at 95℃ and under-0.094MPa--0.098MPa condition for 15min.The obtained chips could preserve nutrition value of the Colocasia tonoimo Nakai to the greatest extent with the anthocyanin content of 1.38mg/g，fat content of 15.49％and crushing force of 437.3g respectively.With a clear texture， the product tastes crisp and non-greasy.

Colocasia tonoimo Nakai； vacuum frying； slice thickness；blanching； freezing

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.15.022

2016-11-01

教育部行业指导职业院校专业改革㈦实践项目“食品生物技术专业生产实际教学案例库”（2015JXAL028）

张记霞（1983—），女（汉），讲师，硕士，主要从事食品，药品发酵及检测方面的工作。