微波膨化甘薯鱼糜脆片的加工工艺优化

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(西华大学食品与生物工程学院,四川成都 610039)

三文鱼肉质坚实富有弹性,味道鲜美,色泽呈深橘红色或橘红色[1-3]。因其富含丰富的优质蛋白和多不饱和脂肪酸,近年来受到越来越多消费者的青睐[3]。三文鱼作为刺身的高级食材,在对优质鱼片进行筛选分割后,会余留大量鱼皮、边角鱼肉,这些三文鱼加工副产物具有极高的营养价值。以三文鱼加工副产物为原料,进行产品开发,在实现三文鱼加工副产物资源综合利用的同时,能够提高其商品的附加值。

近年来,休闲膨化食品深受消费者的喜爱,炸薯片[4]、南瓜脆片[5]、香菇脆片[6]、苹果脆片[7]等系列果蔬脆片已出现在各大商场及卖场。但同时,随着人们绿色健康消费意识的提高,传统膨化食品,如炸薯片、果蔬脆片等,因含大量油脂及碳水化合物,渐渐被低脂、低碳水化合物且非油炸的新型膨化食品替代。以鱼肉为主要原料的鱼糜脆片作为新型脆片,含有丰富的蛋白质以及不饱和脂肪酸,营养价值极高,也逐渐受到广大消费者的青睐[8]。甘薯又被称作地瓜、番薯、红薯等,原产于热带美洲,含有丰富的营养成分和生物活性成分,甘薯块茎中必需氨基酸含量较高,尤其赖氨酸及苏氨酸含量较高,且具有生理保健作用和药用价值,被人们视为绿色、健康、营养食品[11]。近年来,在脆片系列产品加工中,微波膨化作为一项新兴技术逐渐替代了传统油炸膨化工艺,利用微波膨化技术加工食品具有加工时间短、最大限度保存食品原有的营养成分、膨化、干燥及杀菌工艺同时完成等优点[12]。因此,将甘薯与鱼糜为原料加工成新型膨化脆片,使该产品动植物营养素均衡互补,能够同时提高三文鱼加工副产物及甘薯的利用价值。

本实验选用三文鱼加工副产物制作而成的鱼糜作为原料,添加甘薯泥与之进行复合,采用微波膨化方式,开发甘薯鱼糜脆片新型膨化食品。通过研究微波功率、膨化时间、植物油添加量、糯米粉添加量以及小苏打与碳酸氢铵添加量等因素对产品感官和质构的影响,并对脆片加工工艺进行正交试验结果优化,确定甘薯鱼糜脆片的最佳加工工艺。本研究以甘薯和鱼糜为原料研发的脆片产品,以期达到满足消费者对动植物营养互补的需求,同时拟解决三文鱼副产物资源综合利用的问题,对三文鱼产业发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

三文鱼加工副产物 由通威(成都)三文鱼有限公司提供;甘薯粉、植物油、姜粉、大蒜粉、蔗糖、食用盐、五香粉、胡椒粉、小苏打(食品级)、食用碳酸氢铵(食品级)、糯米粉、玉米淀粉等 市售。

TB-214型电子分析天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司;C21-WK2102型电磁炉 美的集团有限公司;TA-XT plus型质构仪 英国Stable Micro Systems公司;WM-JT469型微波炉 广东惠而浦家电制品有限公司;家用小型绞肉机 市售。

1.2 实验方法

1.2.1 甘薯鱼糜脆片工艺流程 三文鱼加工副产物→清洗搅碎→擂溃→混料(添加各辅料)→成型→熟化→冷却→切片→微波膨化→冷却包装

1.2.2 操作要点 搅碎:将三文鱼加工副产物清洗后用绞肉机搅碎成鱼糜状。

擂溃:称取定量的鱼糜使用擀面杖进行擂溃,直至鱼糜具有一定黏性为止。

混料:将甘薯蒸熟后捣烂成泥状,取适量水加入小苏打、碳酸氢铵、蔗糖、食盐、姜粉、大蒜粉、五香粉、胡椒粉调制调味液,最后将甘薯泥、玉米淀粉、糯米粉、植物油以及调味液依次加入到已擂溃好的鱼糜中,进行充分搅拌。

成型:对混料进行手工揉搓,排除内部空气,直至混料无大气孔后揉搓终止;将成型好的面团置于100 ℃蒸锅中热气熟化3 min,熟化过程中需对面团进行翻动。

冷却:将熟化好的面团取出后冷却备用。

切片:将冷却后的面团切成规格为2 cm×2 cm×0.2 cm的小方片。

膨化:采用5种不同微波膨化参数进行膨化,通过感官、硬度及脆度指标分析,确定最佳膨化参数。

1.2.3 微波膨化工艺实验 通过预实验确定甘薯鱼糜脆片原辅料添加比例,即鱼糜添加量为33%,甘薯泥添加量为67%,并以鱼糜与甘薯泥总质量为基准,添加玉米淀粉20%、水20%、蔗糖4%、食盐2%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%。后续实验中原辅料均按上述比例进行添加。

以鱼糜和甘薯泥质量为基准,分别添加水20%、玉米淀粉20%、植物油4%、糯米粉20%、蔗糖5%、食盐2%、小苏打:碳酸氢铵以1∶1添加1%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%,考察微波膨化功率与时间对脆片感官及质构性质的影响,微波膨化参数见表1。

表1 甘薯鱼糜脆片微波膨化参数表Table 1 Microwave puffing parameters of crisps of surimi and sweet potato

1.2.4 单因素实验

1.2.4.1 植物油添加量对脆片感官和质构特性的影响 以鱼糜和甘薯泥质量为基准,分别添加水20%、玉米淀粉20%、糯米粉30%、蔗糖4%、食盐2%、小苏打∶碳酸氢铵(1∶1)添加量1%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%,考察植物油添加量(2%、4%、6%、8%、10%)对脆片感官和质构特性的影响。

1.2.4.2 糯米粉添加量对脆片感官和质构特性的影响 以鱼糜和甘薯泥质量为基准,考察糯米粉添加量(10%、20%、30%、40%、50%)对脆片感官和质构特性的影响,其余物质的添加量同1.2.4.1。

1.2.4.3 小苏打与碳酸氢铵比例对脆片感官和质构特性的影响 以鱼糜和甘薯泥质量为基准,考察小苏打/碳酸氢铵比例(1∶1、1∶2、2∶1)对脆片感官和质构特性的影响,其余物质的添加量同1.2.4.1。

1.2.4.4 小苏打与碳酸氢铵的复合添加量对脆片感官和质构特性的影响 以鱼糜和甘薯泥质量为基准,考察小苏打与碳酸氢铵复合添加量(0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%)对脆片感官和质构特性的影响,其余物质的添加量同1.2.4.1。

1.2.5 正交实验设计 在单因素实验的基础上,设计三因素三水平正交实验,通过对脆片的感官、硬度以及脆度分析,对其配方工艺进行优化,正交因素水平表见表2。

表2 正交实验因素水平表(%)Table 2 Factors and levels table of the orthogonal test(%)

1.2.6 感官评定 由10位(男女各5位)经过训练的评价员组成感官评定小组,根据表3的评分标准,对脆片外观、口感、色泽以及风味等方面进行感官评分,满分为100。评价结束后,将评价人员的评分结果取平均值[8,10]。

表3 甘薯鱼糜脆片感官评价表Table 3 Sensory evaluation of crisps of urimi and sweet potato

1.2.7 质构测定 参考黄燕等[8]的方法,采用TA-XT plus质构仪对脆片硬度、质构进行测定分析。具体测定参数:测量前探头下降速度2 mm/s;测试速度1 mm/s;测试后探头回程速度1 mm/s;下行距离为产品厚度的98%;探头类型P/6;数据的采集数率200.00 pps;硬度、脆度单位为g。每组样品测定6次,取平均值计算。

1.3 数据处理

采用SPSS 21软件和Oringin 9.0 软件进行数据处理与作图,分析甘薯鱼糜脆片的感官及硬度、脆度特性变化。

2 结果与分析

2.1 微波膨化工艺

不同微波膨化工艺对脆片感官及质构特性的影响如图1所示。由图1A可知,第四组脆片感官得分最高,口感酥脆,硬度适中,色泽均匀有光泽;第一组脆片感官得分最低,该条件下膨化的脆片口感较硬,颜色不均匀且有小气泡。由图1B可以看出,第一组脆片的硬度值最大,且脆度较低,此结果与感官评分相一致;随着微波功率的增大,脆片的硬度值逐渐降低,脆度值缓慢升高,这可能是由于微波功率较低时,产品的膨化属于间歇性膨化,使得产品内部结构更加紧密所致[10]。结合感官与质构结果分析,脆片在微波功率为500 W的条件下膨化120 s后硬度与脆度较好,口感最佳。

图1 不同微波膨化工艺对脆片感官及质构特性的影响Fig.1 Effect of different microwave puffing technologies on sensory and texture of crisps

2.2 单因素实验

2.2.1 植物油添加量对脆片品质的影响 植物油添加量对脆片感官及质构特性的影响见图2(A～B)。由图2(A～B)可知,随着植物油添加量的增加,脆片感官得分呈现波动变化趋势,当植物油添加量为4%时,脆片的感官得分最高,硬度和脆性均较好;当植物油添加量超过8%时,脆片的口感较油腻,硬度和脆性呈明显增加趋势,这可能是由于植物油的加入导致增强了面团的起酥性,而此时硬度已超出人们可接受的硬度范围(6000～9000 g)[8]。因此,植物油添加量以4%最佳。

图2 植物油添加量对脆片感官及质构特性的影响Fig.2 Effect of additive amount of vegetable oil on sensory and texture of crisps

2.2.2 糯米粉添加量对脆片品质的影响 糯米粉添加量对脆片感官及质构特性的影响见图3(A～B)。从图3A中可以看出,随着糯米粉添加量的增加,脆片感官得分先增加后减小,当糯米粉添加量为20%和30%时,脆片的口感较佳,咀嚼性好。由图3B可知,糯米粉添加量为10%时,脆片的硬度较大,脆度适中;随着糯米粉添加量的增加,脆片的硬度和脆性呈现先下降后上升的变化趋势,这可能是由于糯米粉增加到一定量时,面团的黏性逐渐增大,从而导致面团内部结构更为紧密。当添加量为30%时,此时硬度在可接受范围内。综合甘薯鱼糜脆片的感官得分和质构结果分析,糯米粉的添加量以30%为宜。

图3 糯米粉添加量对脆片感官及质构的影响Fig.3 Effect of additive amount of glutinous rice flour on sensory and texture of crisps

2.2.3 小苏打与碳酸氢铵添加比例对脆片品质的影响 小苏打与碳酸氢铵比例对脆片感官及质构的影响见图4(A～B)。从4(A～B)中可以看出,当小苏打与碳酸氢铵添加比为1∶1时,脆片感官得分最低,脆片的硬度与脆度最大;当两者比例为1∶2时,脆片感官得分为最高,外观均匀平整,表面无明显小气泡,口感酥脆,硬度适宜,咀嚼无残渣,其硬度与脆度均下降,此时硬度在感官可接受范围内;当两者添加比例为2∶1时,脆片的硬度增加,脆度下降。因此,小苏打与碳酸氢铵添加比例为1∶2时,对脆片的感官及质构特性效果最好。

图4 小苏打与碳酸氢铵添加比例对脆片感官及质构的影响Fig.4 Effect of adding proportion of sodium bicarbonate and ammonium bicarbonate on sensory and texture of crisps

2.2.4 小苏打与碳酸氢铵复合添加量对脆片品质的影响 小苏打与碳酸氢铵复合添加量对脆片感官及质构的影响见图5(A～B)。从图5(A～B)中可以看出,小苏打和碳酸氢铵的添加量对脆片的感官得分和质构特性均有较大的影响。从图5A中可以看出,随着两者复合添加量的增大,感官得分先增加后减少,当添加量大于1.2%时,脆片表面已形成较多大小不一的气泡,且脆片略带苦味,影响其口感。由图5B可见,随着小苏打与碳酸氢铵复合添加量的增加,甘薯鱼糜脆片的脆度和硬度均呈逐渐减小的趋势,这是由于小苏打与碳酸氢铵受热后分解产生CO2气体使得脆片膨化[8];当其添加量为1%时,脆片的硬度和脆度结果均较佳。综合感官评价及质构结果分析,当小苏打和碳酸氢铵复合添加量为1%时,脆片品质最佳。

图5 小苏打与碳酸氢铵复合添加量对脆片感官及质构的影响Fig.5 Effect of additive amount of compound agent on sensory and texture of crisps

2.3 正交试验

在前期单因素实验的基础上,由于植物油添加量、糯米粉添加量和复合膨松剂添加量对产品硬度及脆度指标影响较大,因此选取以上三个因素为研究对象,设计三因素三水平正交实验,进一步确定甘薯鱼糜脆片的最佳工艺,正交实验结果见表4。

表4 正交实验结果Table 4 Results of orthoganal test

从表4中可以看出,就感官得分而言,各因素的极差大小排序为B>C>A,即糯米粉添加量对脆片感官影响最大,复合膨松剂添加量次之,植物油添加量影响最小,最优组合为A2B2C2。三个因素影响脆片硬度的主次顺序为 A>B>C,即植物油添加量>糯米粉添加量>复合膨化剂添加量;由于甘薯鱼糜脆片的硬度并非越大越好,因此只对影响硬度的主次因素进行讨论。就甘薯鱼糜脆片的脆度而言,三因素的排列顺序为A>C>B,即植物油添加量>复合膨松剂添加量>糯米粉添加量,最优组合为A3B1C3。

甘薯鱼糜脆片的感官得分、硬度和脆度的方差分析见表5。从表5中可以看出,糯米粉添加量是影响脆片感官品质最大的因素,而植物油则是影响脆片质构特性最大的因素,复合膨松剂对脆片的感官品质及质构特性影响较小。故将正交实验分析结果与方差分析结果综合考虑后,得到两组脆片的最佳工艺配方,即A2B2C2和A3B1C3。为选出最佳工艺,将两组配方进行验证实验,结果表明,A2B2C2和A3B1C3加工的脆片感官得分分别为(86.5±1.01)分、(76.1±0.79)分,A2B2C2组的脆片感官品质明显优于A3B1C3组;同时测得A2B2C2组脆片的硬度值与脆度值分别为(7654.125±123.521)、(8165.365±105.347) g,产品的硬度值在人们可接受范围内,且外形完整,无开裂现象,无大气泡,口感酥脆。因此,最终确定甘薯鱼糜脆片最佳工艺配方组合为A2B2C2,即植物油添加量为4%,糯米粉添加量为30%,复合膨化剂添加量为1.0%。

表5 正交试验方差分析表Table 5 Variance analysis of orthogonal test

3 结论

本研究以三文鱼加工副产物、甘薯泥为主要原料,加工制备甘薯鱼糜脆片,单因素实验和正交实验结果分析表明,糯米粉添加量是对脆片感官品质影响最大的因素,而植物油添加量则是对脆片质构特性影响最大的因素,复合膨松剂添加量对脆片的感官品质及质构特性影响较小。甘薯鱼糜脆片微波膨化的最佳条件为:微波功率为500 W,膨化时间为120 s;同时确定了产品的最佳配方为鱼糜:甘薯泥质量比1∶2、水20%、玉米淀粉30%、糯米粉30%、植物油4%、小苏打:碳酸氢铵(2∶1)添加量1.0%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%、蔗糖4%、食盐2%。此配方结合最佳微波膨化条件加工制得的脆片感官得分为(86.5±1.01)分,硬度值与脆度值分别为(7654.125±123.521)、(8165.365±105.347) g,颜色为淡黄色,表面密实无大气泡,质地均匀无凹陷,无裂缝;口感酥脆不油腻,鱼香味与甘薯风味浓郁,具有较好的口感和丰富的营养价值。