再造型复合果蔬脆片配方及干燥工艺研究

（郑州科技学院，河南郑州450064）

休闲食品作为百姓日常生活中的“第4餐”[1]，正向健康、营养、安全方向发展。儿童是祖国的未来，儿童休闲食品的品质与安全，与他们的健康成长息息相关。果蔬脆片是休闲食品中一类比较健康、营养、美味的食品，但目前市售产品一般以单一果蔬为原料，存在营养素不够丰富、均衡的问题，此外，很多果蔬脆片是经油炸脱水制成的，含油量相对较高，容易生成丙烯酰胺等有毒有害物质[2]，长期食用，对儿童健康成长不利。

南瓜，富含南瓜多糖、果胶、β-胡萝卜素、维生素C[3-4]及钾、钙、镁[5]等矿物质元素，与其他瓜菜类植物相比，β-胡萝卜素、锌、铬、锰等含量较高[5-6]。上述营养物质能提高儿童机体免疫力，保护视力[6]，促进上皮细胞生长、分化，促进骨骼发育，降低儿童癌症患病风险[7-11]、降低血脂[12]、促进糖类和蛋白质代谢[5]等作用。梨，肉脆多汁，清甜可口，富含碳水化合物、维生素、矿物质和多酚类物质[13-14]，可以止咳润肺，改善儿童呼吸系统和肺部功能[15]。胡萝卜，有地下“小人参”之称，富含多糖、β-胡萝卜素、维生素C等多种营养功能成分，尤其是果胶等膳食纤维含量很高[16]，是一种价格较低的常见营养食品原料，但生食胡萝卜β-胡萝卜素等营养素吸收不够完全[17]，而且由于主要风味物质是萜烯类化合物，高温下容易产生蒸煮味[18]，导致很多儿童不喜欢熟胡萝卜的风味，限制了胡萝卜在儿童食品加工中的应用。以南瓜、梨、胡萝卜为主要原料、辅以天然风味料，制成复合果蔬营养脆片，可以实现营养、风味及经济效益等多重优化、互补。

干燥是果蔬保存的常见手段，通过去除果蔬中的水分，能有效抑制微生物活动和果蔬本身酶的活性[19]，使果蔬保质期得以延长，常见果蔬干燥技术有热风干燥、红外干燥、真空油炸、微波干燥、真空干燥、真空冷冻干燥、压差膨化干燥[19]等。膨化指利用油炸、挤压、沙炒、焙烤、微波等技术作为熟化工艺，在熟化工艺后，制品体积明显增大，具有一定酥松度的技术[21-22]。果蔬脆片既要追求较长的保存期，又要具有松脆的口感，所以在干燥的同时，必须产生膨化效果，微波、红外加热技术既可以起到脱水干燥的作用，又能使果蔬产生松脆[19，23]的口感。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

成熟南瓜、砀山梨、胡萝卜、金苑牌低筋面粉、一级白砂糖、无碘食盐：市售；黄油：上海高夫龙惠食品有限公司。

1.2 仪器与设备

JA2003A型电子天平：上海精天电子仪器有限公司；PL-4型远红外线食品烤箱：广东恒联食品机械有限公司；WP700L17型格兰仕微波炉：广东省佛山市顺德区格兰仕电器有限公司；XZ-J20A全自动打浆机：广东中山市喜卓电器有限公司；100型锅巴成型机：河北邢台华茂机械厂；101-1AS电热干燥箱：上海百典仪器设备有限公司；TBD-500落地式起酥机：广州市晟远餐饮设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 复合果蔬浆最佳配比的确定

取成熟度适中，无伤痕，无破损的南瓜、胡萝卜、梨，将原料洗净，去皮，去核，切成小块。将南瓜、胡萝卜、梨分别打成浆状备用，果肉颗粒需通过20目筛。胡萝卜、南瓜、梨对脆片呈色呈味有较大影响，采用L9（34）三因素三水平正交试验，以感官指标评价试验结果，标准见表1，通过极差分析确定3种果蔬浆最佳配比。

1.3.3 辅料添加量的确定

将面粉、融化黄油、白砂糖、食盐根据试验设计要求加入复合果蔬浆中混合均匀，然后将混合料反复折叠辊压成1.5 mm～2.0 mm厚度的薄片，分切成长约3cm、宽约2 cm的小片，置于远红外烤箱中在上火170℃，下火130℃，20 min条件下干燥膨化，冷却至室温。面粉、黄油、白砂糖、食盐添加量先用单因素试验确定添加范围，再通过L9（34）正交试验运用极差分析优选辅料添加量最佳组合，试验结果用感官指标综合评分见表3。4个单因素试验设计如下：以100 g复合果蔬浆为基准，低筋面粉添加量单因素试验水平设置为40、50、60、70、80、90、100、110 g，其他辅料不再添加，试验结果用感官指标评价，见表2；黄油添加量单因素试验水平设置为 2、4、6、8、10、12、14、16 g，低筋面粉添加量为80 g，白砂糖为10 g，食盐为1.0 g；白砂糖添加量单因素试验水平设置为 2、4、6、8、10、12、14、16 g，低筋面粉添加量为80 g，黄油为10 g，食盐为1.0 g；食盐添加量单因素试验水平设置为 0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 g，低筋面粉添加量为 80 g，白砂糖为10 g，黄油为10 g。对风味辅料添加的试验结果用感官指标评价，标准见表3。

1.3.4 脆片干燥最佳工艺的确定

分别研究微波、远红外和远红外-微波3种工艺对脆片干燥效果的影响，然后对比3种工艺的优劣，选出最佳干燥方法及对应的最佳工艺参数。

具体试验方法为：将制备好的脆片生坯按不同工艺干燥，然后冷却至室温进行感官评价。对微波干燥，采用全面试验确定最佳干燥时间和火力，根据微波炉性能特点，参照谢冬娣等以及王泽南等[24-25]研究成果，时间设置 4 个水平，分别为 30、60、90、120 s，火力设置2个水平：中低火（40%功率输出）、中火（66%功率输出），试验结果用感官指标评价，见表3。对远红外干燥，采用单因素试验分别确定干燥时间和干燥温度，参照李松林等[26]研究结果，时间水平设置为5、10、15、20、25、30、35、40 min，此时上火温度 170 ℃，下火温度130℃；温度水平设置为上火150℃下火110℃、上火160℃下火120℃、上火170℃下火130℃、上火180℃下火140℃、上火190℃下火150℃、上火200℃下火160℃，此时干燥时间为15 min。试验结果用感官指标评价，见表3。对联合干燥，参考阳辛凤等[27]对香蕉脆片干燥工艺的设计方案，先将脆片生坯放到远红外烤箱中干燥至水分质量分数为10%±0.4%[26]，再放入微波炉中置于中低火膨化。远红外干燥时间用单因素试验确定，参考单一远红外干燥试验结果，水平分别设置为 6、8、10、12、14、16 min，此时上火 170 ℃，下火温度130℃，以干燥后水分含量作为评价指标；微波膨化时间用单因素试验确定，参考单一微波干燥试验结果，水平分别设置为 5、10、15、20、25、30 s，火力为中低火，试验结果用感官评价判断，标准见表3。

1.4 指标测定及感官评价标准

1.4.1 脆片水分测定

脆片试样在远红外烤箱中完成第一段干燥后，立即取出置于干燥器中冷却至室温，然后用GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》[28]直接干燥法进行水分测定。

1.4.2 复合果蔬浆配比感官评定

选择12位经过一定感官评价训练的人员组成评分小组[29]，按表1感官评分标准对试样进行综合评分，总分为100分，其中色泽、口感、滋气味各占20、20、60分，按平均分记录最终分值。

1.4.3 面粉添加量试验感官评定

选择12位经过一定感官评价训练的人员组成评分小组[29]，按评分标准对试样进行打分，总分为100分，其中生坯加工性能、脆片外观、脆片口感、脆片风味各占 40、20、20、40 分，取平均分，评分标准见表 2。

表2 面粉添加量综合评分标准Table 2 Composite evaluation standard on addition of flour

1.4.4 脆片感官评定标准

选择12位经感官训练的人员组成评分小组[29]，按表3评分标准对试样进行打分，取平均分。评分标准总分为100分，其中色泽、组织状态、口感、滋气味各占20、20、30、30 分。

表3 脆片感官评分标准Table 3 Sensory evaluation standard of chip

2 结果与分析

2.1 复合果蔬浆最佳配比

南瓜、胡萝卜、梨浆配比用三因素三水平正交试验确定，因素水平取值及结果见表4。

表4 复合果蔬浆最佳配比试验结果Table 4 Experiment result on the best ratio of fruit-vegetable pulp

由表4可知，胡萝卜、南瓜、梨配比最优方案为A3B3C2，与直观试验结果一致，即胡萝卜、南瓜、梨三者的比例为3∶3∶2时，感官评价得分最高，样品色泽金黄，组织均匀，口感细腻，滋味微甜，清润宜人，气味清爽。通过极差分析，影响复合果蔬浆感官评价结果的主次因素依次为B＞C＞A，即胡萝卜＞梨＞南瓜，胡萝卜浆特有风味明显、色泽鲜艳，对混合浆滋味、色泽影响最大；梨的影响次之，梨浆滋味清甜，适当添加可以掩盖胡萝卜不够宜人的滋味，但添加过多，会导致果浆颜色灰暗，分层、口感粗糙；南瓜色泽鲜艳，风味平和，对复合果蔬浆感官质量影响最小。

2.2 辅料添加量的确定

2.2.1 面粉添加量对脆片的影响

面粉添加量试验结果见图1。

图1 面粉添加量试验结果Fig.1 Experiment result on addition of flour

由图1可知，当面粉添加量达到80 g时，感官综合评分最高，生坯色泽金黄，颜色较均匀，外观较平展，果蔬风味明显、口感较松脆；小于80 g时，生坯因含水量高，不易成型；大于80 g后，添加量越多，生坯质地越硬，辊压越困难，脆片色泽越暗淡，果蔬风味越寡淡、口感的疏松性越差。

2.2.2 黄油添加量对脆片的影响

黄油的适量添加，不仅可以改善脆片营养组成，提高酥脆性，还能改善色泽，赋予脆片诱人的香气和独特的奶香味见图2。

图2 黄油添加量试验结果Fig.2 Experiment result on addition of butter

如图2所示，在单因素试验中，当黄油的添加量为12 g时，脆片感官评分最高，色泽金黄诱人，表面平整，口感松脆可口，并有淡淡宜人奶油味，与果蔬风味协调；大于12 g时，脆片表面气泡越来越多，色泽发暗，奶油味越来越突出，逐渐掩盖了脆片果蔬风味；当添加量小于12 g时，脆片口感偏硬，风味有所下降。

2.2.3 白砂糖添加量对脆片的影响

白砂糖适当添加，可以改善风味，提高脆片酥脆性见图3。

图3 白砂糖添加量试验结果Fig.3 Experiment result on addition of sugar

由图3可知，白砂糖添加量达到10 g时，脆片整体风味较协调，酥脆性好；小于10 g时，脆片的甜味不够明显，风味得分偏低，且口感偏硬；白砂糖添加量大于10 g后，脆片滋味甜腻感增加，减弱了特有的果蔬风味。

2.2.4 食盐添加量对脆片的影响

食盐作为一种重要的调味料，在脆片中能起到调和风味作用，并起到一定的防腐作用见图4。

图4 食盐添加量试验结果Fig.4 Experiment result on addition of salt

由图4可知，当食盐的添加量为1.0 g时，滋味协调，风味浓郁，感官评分较高，被大多数评价者所喜爱；大于1.0 g时，食盐的咸味会越来越明显，使脆片原有风味发生改变，感官评分降幅较大。当食盐添加量小于1.0 g时，添加量越小，产品掩蔽甜腻感的作用越小，对风味影响越小。

2.2.5 辅料最佳添加量

辅料添加量试验结果见表5。

表5 辅料添加量试验结果Table 5 Experiment result on addition of accessories

续表5 辅料添加量试验结果Continue table 5 Experiment result on addition of accessories

如表5所示，正交试验各因素主次顺序为A＞B＞D＞C，即面粉用量对脆片感官指标影响最大，其次是黄油，再次是食盐，最小的是白砂糖。最优方案为A2B2C3D1，与直观试验结果一致，即面粉75 g，黄油13 g，白砂糖 12 g，食盐 1.0 g。

2.3 脆片干燥最优工艺

2.3.1 微波干燥最优工艺

微波传热速度快，自内而外加热，微波干燥试验结果见表6。

表6 微波干燥试验结果Table 6 Experiment result on microwave drying

由表6试验结果可知，中低火40 s干燥膨化效果最好，此条件下，脆片酥脆性较好，但有轻微焦心现象。中火20 s时，干燥膨化效果次之，酥脆性较好，但脆片焦心更严重。其他工艺条件下制成的脆片感官评分均较低，当时间过长或火力过大时，脆片焦糊明显，而时间过短或火力过小时，试样质地较软，口感粘牙。

2.3.2 远红外干燥最优工艺

远红外干燥时间试验结果见图5、图6。

图5 远红外干燥时间试验结果Fig.5 Experiment result on far infrared drying time

图6 远红外干燥温度试验结果Fig.6 Experiment result on far infrared drying temperature

由图5、图6可知，在远红外干燥温度上火170℃，下火温度130℃，干燥时间15 min时，试样色泽金黄鲜艳、外观平展、口感酥脆、果蔬风味明显，有独特焦香，感官评分最高。干燥时间短或温度低于该条件时，产品质地软，干燥时间长或温度高于该条件时，产品口感酥脆，但色泽偏暗，逐渐焦糊。

2.3.3 远红外-微波联合干燥最优工艺

远红外干燥阶段水分含量见图7。微波干燥阶段感官评分见图8。

图7 远红外干燥阶段水分含量Fig.7 Moisture content of far infrared drying stage

从图7可以看出，远红外干燥最佳时间为12 min，水分接近10%（实际测定结果为10.4±0.3%），小于12 min时，水分减少速度较快，超过12 min后，水分减少速度减慢。从图8可以看出，微波膨化最佳时间为20 s，从曲线变化趋势可以看出，低于20 s时，干燥时间的变化对脆片感官质量影响不大，但超过20 s后，样品焦糊现象越来越明显。

图8 微波干燥阶段感官评分Fig.8 Sensory evaluation of microwave drying stage

2.3.4 脆片干燥最优工艺选择

脆片干燥工艺对比试验结果见表7。

表7 脆片干燥工艺对比试验结果Table 7 Comparative experiment result of chip drying process

由表7可知，通过对比试验，采用远红外干燥工艺得到的脆片样品感官评分最高，远红-微波外联合干燥感官评分次之，但这两种工艺得到的样品感官评价差异不大，微波干燥制成的脆片评分最低。考虑到操作的便捷性、设备投入成本等因素，复合果蔬脆片选择远红外干燥，最优工艺参数为上火温度170℃，下火温度130℃，时间15 min。

3 结论与讨论

以南瓜、梨、胡萝卜为主要原料、辅以天然风味料和天然填充料（面粉），通过打浆、混合、辊压成型、远红外干燥膨化、冷却、包装等工序制成的纯天然复合果蔬营养脆片外观呈平展带有花纹的片状，色泽金黄鲜艳，组织均匀，口感酥脆，滋味香甜，具有宜人的果蔬风味。该脆片所添加的果蔬浆达到50%，是一种营养丰富，低脂低热量，外形美观，酥脆美味，适合少年儿童选用的健康休闲食品。在果蔬脆片干燥膨化过程中，远红外烘烤干燥膨化时间只需15 min，这个试验结果跟一些文献记载中采用微波干燥或微波-热风（或红外）联合干燥的结果略有不同，原因之一可能是辅料中添加了低筋面粉、黄油两种起酥性原料，提高了制品的酥脆性，此外在辊压成型中，借鉴了苏打饼干的反复叠展辊压工艺，也使得脆片的疏松性有所提高。

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