即食海带脯加工参数的优化

宁芊，庞杰

(1.福建农林大学 金山学院，福州 350002；2.福建农林大学 食品科学学院，福州 350002)

海带(Laminariajaponica)也叫江白菜，海带科海带属[1]，是人工养殖生产最多的海藻。海带是一种经济价值很高的海藻，在医学、食品、化工等方面都有广泛的应用，有“植物碘库”之称[2]。近年来，福建省依赖临海的地理优势，在海带养殖业上发展迅速，但在海带加工方面，传统的烟渍海带、海带结、海带卷和海带丝等初级加工产品因存在清洗不净极易带沙，海带自身腥味较难除去，成品软烂，口感差等技术问题，已严重阻碍了对海带多元化开发的要求。鉴于此，本研究打破传统的海带腌制方式，将油炸工艺改为通过干燥箱通风干燥的工艺进行处理。本产品最大的特色在于对海带脯采用混合脱腥技术，将不同脱腥原理结合在一起，优势互补，使许多消费者难以接受的海带腥味在工艺优化下得以消除，又保留了海带原有的风味，口感上有较好的咀嚼感，既不失营养，又能开袋即食，不但可以满足现代消费者生活节奏快、饮食要求高的消费需求，也将有助于海带产业的发展，对当前新品开发提供了一定参考价值。

1 材料和方法

1.1 试验材料

干海带、过滤水、包装袋：由福建闽中有机食品有限公司提供；浆水：甘肃天水浆水(总酸度7.5%)。

1.2 试验设备

BS224S电子分析天平 北京赛多利斯科学仪器有限公司；HEGON美的电磁炉 美的有限公司；YXQ-LS-50G高压灭菌锅、GZX-9070MBE数显鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司；HH-6数显恒温水浴锅 江苏金坛市荣华仪器制造有限公司；FK03多功能封口机 温州市鹿达封口机厂；ZTEST质构仪 日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 海带脯生产工艺

干海带→浸泡→清洗→脱腥→硬化→冲洗→水煮→调味→干燥→成型→包装→杀菌→冷却→成品。

1.3.2 干海带复水条件的确定

式中：M前为复水前干海带重量；M后为湿海带沥干后重量。

1.3.3 脱腥液的配制

本实验选择浆水加入生姜的混合脱腥液对海带进行脱腥。由预实验结果可得出，2种因素在单独脱腥时，腥味脱除效果不好，且脱腥液味道残留，两者复配使用时，可有效脱除海带的腥味，同时可以为海带带来一定的清香和脆爽。浆水能很好地掩盖海带脯的腥味，但如果浆水中的酸度过高，不仅影响海带风味，而且所含醋酸会软化海带组织，降低海带脯的硬化处理效果，也会使终产品的整体口感下降。经过多次的预实验，选择总酸度7.5%的甘肃天水浆水，并在每100 mL中分别加入0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 g 生姜，打浆后所得的滤液即为含生姜浓度0.5%～2.5%的浆水生姜混合脱腥液。

1.3.4 海带脯脱腥的单因素选择

本研究采用浆水和生姜的混合溶液作为脱腥液。脱腥液用量以浸没海带为宜，通过采用不同的浆水生姜混合比例、浸泡时间和浸泡温度组合，研究得到对海带脱腥效果最大化的最优配比。

1.3.5 海带脱腥的感官评价方法

采用100分法评定，即由10名合格评价员(经筛选，均具备良好的感官评价行为)进行描述性分析。在开始评价前，对感官评价员进行评价培训，使评价人员能对描述产品感官特征的特定词汇达到高度的统一辨识，在不掺杂个人情绪的情况下，能更客观地对产品进行评价；为提高感官评价的可信度，感官鉴别的时间在14:00～16:00，不能在餐后1 h参与鉴别，感官评价室的温度保持在25 ℃下(常温)进行。在鉴别时应注意避免混杂外来气味并保持口腔清爽，当有情绪影响时不要进行品评，同时，各个品评人员使用的品评方法要相同，包括样品数量、入口方式、样品在口中的停留时间、咀嚼方式等[3]。所有样品均采用3位随机数编码，常温下供评价员进行评价，对每个样品进行单因素评价。脱腥效果评分标准表见表1。

表1 脱腥效果评分标准表[4]

1.3.6 海带脯硬化处理条件的确定

称取每份重量为100 g的脱腥海带16份，采用食用级CaCl2在不同浸泡时间和浓度下进行硬化处理。将硬化后的海带用水冲洗4～5遍，之后进行煮制5 min，冷却后用质构仪测定海带脯的硬度，记录实验结果并分析确定最佳硬化条件。

1.3.7 海带脯调味工艺的优化

在根据市面已有类似产品的调味工艺参数上，选取味精、食盐、白糖、辣椒添加量、调味时间等因素进行试验，经30人感官评定后，确定海带脯最佳的调味工艺以及调味时间：白糖5.5%,食盐2.0%，味精1.6%，辣椒1.2%，调味时间15 min。

1.3.8 海带脯的干燥成型

在参考了同为胶体质地的软糖的干燥工艺的基础上，选用干燥箱通风干燥的工艺， 在85～95 ℃下干燥2 h，之后调节温度至55～60 ℃，持续8～10 h，最后成型的产品水分保持在8%～10%。干燥后的海带脯色泽墨绿，形态完整，口感酥脆，保持了海带特有的风味且无腥味。

1.3.9 杀菌工艺的确定

参考冮洁等[5]对即食海带杀菌工艺的研究，对经常温100 ℃下在不同压力和时间下灭菌的产品进行感官和商业无菌检验。

2 结果与分析

2.1 干海带复水条件的确定

准确称取4份100 g干海带，浸泡于500 mL的水中，分别在15,20,25,30 ℃下进行复水。由于海带中的碘乙酸和甘露醇都能溶于水，如果干的海带在水中浸泡数小时以上，碘乙酸就会损失90%左右[6]，甘露醇也大都被溶解，这样就可能降低海带的营养价值，且复水时间过长，也将导致海带脯过度膨胀，影响产品的感官。因此，本试验每隔5 min清洗1次海带，直到海带较好地展开，且易于清洗时，将海带捞出沥干称量，按1.3.2中的公式计算复水倍数。

结果表明：将干海带在15,20,25 ℃下浸泡15 min均易清洗，而在30 ℃时，只需10 min。复水倍数结果见图1。

图1 复水倍数结果

由图1可知，海带在浸泡15 min时复水倍数在4个不同的温度下相差并不显著。通过感官鉴定得出：感官最佳出现在25 ℃ 15 min，故选择干海带复水的适宜温度为20～25 ℃，时间为15 min。

2.2 海带脯脱腥效果的优化

2.2.1 海带脱腥的单因素处理

图2 生姜体积分数对脱腥效果的评分

图3 浸泡时间对脱腥效果的评分

图4 浸泡温度对脱腥效果的评分

由图2～图4可知，随着生姜体积分数、浸泡时间、浸泡温度的变化，对海带脯脱腥效果的感官评分均出现了先升后降的趋势。究其原因，主要是因为适当的生姜体积分数、浸泡时间、浸泡温度能较好地掩盖海带脯的腥味，而当3个单因素继续上升时，虽然海带脯的腥味得到了很好的掩盖，但生姜本身带有辛辣味，随着姜汁浓度的升高，不仅影响海带风味，且由于时间和温度的增加，浆水中的各种酸会软化海带组织，也使海带脯的整体口感下降，之前对海带脯的硬化处理在此失效，感官评分也越来越低，因此设定生姜体积分数的3个水平分别为0.5%,1.0%,1.5%；浸泡时间的3个水平分别为10,20,30 min；浸泡温度的3个水平分别为25,30,35 ℃。

2.2.2 海带脯脱腥优化试验设计因素

根据单因素试验的结果，以生姜体积分数(X1)、浸泡时间(X2)、浸泡温度(X3)为主要因素，各取3个水平，以脱腥的感官评价作为指标，进行试验设计，以确定最佳的脱腥处理条件，具体水平选取和设计见表2。

表2 海带脯脱腥优化试验设计因素水平表

2.2.3 响应面优化试验方案设计

采用混合脱腥液脱腥，对生姜体积分数、浸泡温度以及浸泡时间3个因素，采用Box-Behnken试验设计的方法进一步研究各因素及其交互作用对海带脯脱腥效果的影响，并利用响应面分析方法优化海带脯的脱腥效果。试验设计及结果见表3。

表3 Box-Behnken试验设计与结果

续 表

采用Design Expert 10.0软件对表3中的数据进行回归分析，由此得到回归方程：Y=92.79+3.36X1+1.82X2+0.059X3-0.98X1X2-0.91X1X3-1.41X2X3-6.80X12-6.24X22-2.67X32，回归方程中的方差分析结果见表4。

表4 试验结果极差分析表

注：“**”代表p<0.001，极其显著；“*”代表p<0.05，显著。

由表4可知，各因素对除腥效果的影响顺序为：生姜体积分数>浸泡时间>浸泡温度。生姜体积分数和浸泡时间对海带脯脱腥效果极其显著，而浸泡温度对海带脯的脱腥几乎没有影响。生姜体积分数和浸泡时间之间的交互作用以及浸泡时间和浸泡温度之间的交互作用对海带脯脱腥影响显著。

由表4可知，所建立的模型极其显著，失拟项不显著，表明该回归模型拟合度良好，可以用来预测不同条件对海带脯脱腥效果的影响。

2.2.4 影响因素的效应分析

采用Design Expert 10.0数据分析软件对表4的试验结果进行响应面分析，描绘了对海带脯脱腥效果影响显著的两个因素交互作用关系的响应面曲面图和等高线图，分别见图5和图6。

图5 生姜体积分数与浸泡时间对海带脯脱腥效果影响的响应面图(a)和等高线图(b)

由图5可知，生姜体积分数和浸泡时间对海带脯脱腥效果均呈先上升后下降的趋势。通过等高线的疏密度和形状可以判断2个单因素的相互作用对蛋白质清除率的影响是否显著。由图5可知，生姜体积分数和浸泡时间的交互作用对海带脯脱腥效果影响显著，且海带脯脱腥效果对生姜体积分数更加敏感。

图6 浸泡时间与浸泡温度对海带脯脱腥效果影响的响应面图(a)和等高线图(b)

由图6可知，浸泡时间和浸泡温度对海带脯脱腥效果的影响趋势不同。当浸泡温度一定时，随着浸泡时间的增加，蛋白质清除率先上升后下降。低温时，海带脯脱腥效果随浸泡时间的增加呈先上升后趋于平衡的趋势；而当温度升高到某一程度时，浸泡时间对海带脯脱腥效果的影响不显著。相对于浸泡温度来说，海带脯脱腥效果对浸泡时间更为敏感。

2.2.5 最优海带脯脱腥效果条件的确定及结果验证

采用Design Expert 10.0数据分析软件对表4的试验结果进行综合性优化分析，得到海带脯脱腥效果最优的工艺条件为：生姜体积分数1.12%，浸泡时间21.34 min，浸泡温度29.67 ℃，在此工艺参数下，海带脯的脱腥效果感官评分为95.36。考虑到实际生产操作的可行性，将模型得到的最优脱腥工艺的参数设置为：生姜体积分数1.1%，浸泡时间22 min，浸泡温度30 ℃。将此工艺条件进行试验验证，结果仍旧由原来的10名感官评价人员在相当的条件下进行评价，最终的感官评分为95.12，与理论值接近，进一步证明回归方程是可靠的，可用于代替真实点对试验结果进行分析和预测。

2.3 复水海带硬化条件的确定

通过试验设计的方法确定出海带硬化采用的CaCl2的浓度及硬化时间。将硬化后的海带用水冲洗4～5遍，进行煮制10 min，之后进行冷却，再用质构仪来测定海带的硬度，采用感官评定确定口感最佳的一组，试验因素见表5。

表5 不同浸泡时间的硬度

续 表

图7 海带硬度

由图7可知，当CaCl2浓度为1.0%及浸泡时间为10 min时，海带的硬度已十分接近最佳感官硬度。故海带硬化采用的硬化剂(CaCl2)浓度为1.0%及浸泡时间为10 min。

2.4 杀菌条件对产品质感及微生物安全性的影响

利用高压(102.9 kPa，121 ℃)和常压(101.3 kPa，100 ℃)杀菌分别对包装好的海带进行初步感官评定和微生物指标的检测，结果见表6。

表6 不同杀菌处理的结果

由表6可知，在保证产品安全性的大前提下，常压(101.3 kPa，100 ℃)杀菌20 min，在感官鉴定时，其口感、色泽、形状均有较好的表现。综合考虑加热处理对产品各项品质带来的损害，最终确定海带产品杀菌条件为常压(101.3 kPa，100 ℃)杀菌20 min。

3 产品质量指标[7]

3.1 感官指标

色泽为墨绿色，口感香脆,形态完整，无脆片，无腥异味。

3.2 理化指标

8%≤水分≤10%。

3.3 微生物指标

细菌总数≤1000 cfu/g , 大肠菌群≤30 MPN/100 g，霉菌≤100 cfu/g，致病菌未检出， 保质期为12个月。

4 讨论

本文对干海带制作成海带脯的过程中各项关键工艺环节进行了条件的确定和优化，其最终条件为：干海带在20～25 ℃的过滤水中复水15 min时易于清洗。海带本身具有一种特殊的腥臭味，最主要其成分是羧酸类、烷烃类及芳香环基类等物质[8]，为了最大程度地消除这种腥臭味，在综合各种脱除海带腥味方法(酸渍法、包埋法、吸附法、风味掩盖法和微生物发酵法等)后，采用浆水生姜混合液进行酸渍法脱腥。混合脱腥液中的浆水所含的醋酸会和海带中的醛类腥臭成分(多为胺化物)，产生氧化和酯化反应，结合成中性盐，去除了腥味，保留了芳香的低级酯，同时醋酸是有机挥发性的物质，能在后期加工中将部分海带中腥味的主要来源胺类一起挥发掉。而浆水中同时也富含乳酸菌、酵母菌等，在适合的条件下，这些微生物能通过新陈代谢的作用对小分子腥味物质进行发酵处理，将其转化为无腥味的大分子物质，并伴随产生一些令人愉快的风味。而脱腥液中的生姜则含有姜酚、姜醇、姜酮类物质，可以有效清除自由基，从而发挥抗氧化作用[9,10]。

本试验通过研究浆水生姜混合液中生姜的浓度、浸泡时间和浸泡温度3个因素的优化组合，得到对海带脱腥效果的最大化。在后期的海带脯加工中，长时间的风干工艺能很好地将遗留在浆水中的醋酸味道排净。将干海带在1.1%浆水生姜混合脱腥液中浸泡22 min，浸泡温度保持在30 ℃，可达到最好的脱腥效果，其感官评分为95.12；采用1.0% CaCl2(食品级)浸泡10 min，硬度较佳；海带调味的最佳工艺为：白糖5.5%，食盐2.0%.味精1.6%，辣椒1.2%，调味时间为15 min；常压杀菌20 min，在保证杀菌完全的情况下，对产品的质感影响较小。在此工艺条件下制作的即食海带脯，口感脆嫩，咀嚼性好，且各项质量标准都达到相应要求，特别是对海带脯脱腥工艺的优化，使得海带经工业化风干后的产品符合当今市场对休闲食品的需求，也为海带产品的后续开发和研究打下了扎实的基础。