微波膨化奶香味慈姑脆片配方的研究

韦珍珍，唐小闲，3，杨金凤，3，，段振华，3，蒙丽雅

（1.贺州学院广西果蔬保鲜和深加工研究人才小高地，广西 贺州 542899；2.贺州学院食品与生物工程学院，广西 贺州 542899；3.贺州学院食品科学与工程技术研究院，广西 贺州 542899）

慈姑（Sagittaria sagittifolia L.）又称慈菇、茨菰、白地栗、燕尾草，为泽泻科属多年生直立草本植物，水生类蔬菜[1]。我国慈姑资源丰富，栽培地区大多集中在长江流域及其以南等地。慈姑营养丰富，具有食药两用功能，其球茎中含有大量淀粉、碳水化合物、多糖、矿物质、膳食纤维，以及胆碱、酚类等生物活性物质[2]。中医认为慈姑性味苦、甘、微寒，具有凉血止血、止咳通淋、散结解毒等功效[3]，慈姑具有较强的抗氧化能力[4]、抗炎作用[5]。因为慈姑独特的营养价值和药用价值受到了人们广泛关注，但是因慈姑中含有生物碱、苷类和脂类等化合物，因此作鲜食蔬菜食用会略带苦味，不易被大多数所接受。近年来出现了销量、售价双双下降的尴尬局面，严重制约了慈姑产业的发展。

目前国内外对于慈姑的研究主要在慈姑淀粉特性[6]、秋水仙碱的提取[7]、保鲜贮藏[8]、栽培技术[9]等方面，而对于慈姑加工的研究还较少，王静等[10]对油炸型风味慈姑片加工工艺的研究，赵龙[11]对慈姑饮料加工方式进行了研究，王素雅等[12]对速溶慈姑粉工艺的研究。本研究以慈姑为原料，采用微波膨化技术，拟以全脂乳粉、白砂糖、牛奶香精和食盐添加量为主要因素进行正交试验，确定微波膨化奶香味慈姑脆片最佳配方，以期为慈姑加工业提供一定的理论依据，膨化食品朝着绿色、健康、新颖的方向发展。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜慈姑：市售，无斑疤、大小均匀、无机械损伤；食用盐、白砂糖、伊利全脂乳粉：贺州市泰兴连锁超市；鲜奶香精：青岛金兰食品添加剂有限公司。

1.2 主要仪器

G80D20CN1P-D2（S0）微波炉：广东格兰仕微波炉电器制造有限公司；TA·XT PLUS 物性测定仪：英国stable micro systems 公司；BSA124S 分析天平：德国赛多利斯公司；MB-23 水分测定仪：奥豪斯仪器（常州）有限公司；CR-10 型色差仪：日本柯尼卡美能达公司。

1.3 方法

1.3.1 试验工艺流程及操作要点

挑选慈姑→清洗→去皮→切片→调配浸渍液→浸渍调味→沥干、摆盘→微波脆化→冷却→包装→成品

1.3.1.1 原料挑选

对慈姑进行大小分级处理，并去除有损伤、病虫害与有霉变的慈姑。

1.3.1.2 清洗去皮

清洗污泥等杂质后，削皮，清洗干净。

1.3.1.3 切片

采用刀口锋利的刀，对慈姑进行切片，慈姑片厚度控制在（2.5±0.1）mm。

1.3.1.4 调配浸渍液

将配置好的食盐、白砂糖、全脂乳粉、牛奶香精加入到70 ℃100 mL 热水中。将预处理好的慈姑片放入已调好味的料液中浸渍2 h，使味道渗入慈姑片中。

1.3.1.5 沥干、摆盘

将调味后的慈姑片捞出，置于带空格框内沥水，均匀摊开15 min 后将慈姑片摆在玻璃皿上，放入微波盘。

1.3.1.6 微波脆化

设定微波功率和烘烤时间，间隔一定时间将物料翻面，对奶香味慈姑片进行脆化处理，脆片脱水至其干基含水率为8%以下为终点。

1.3.2 单因素试验

慈姑片装量为50 g，以100 mL 水为基准，分别研究不同食盐、全脂乳粉、牛奶香精、白砂糖的添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响，通过脆片的感官评分、b*值、脆度来判断试验结果，感官评分标准见表1，确定各配料较好的添加量进行正交优化试验。

表1 奶香味慈姑脆片感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria for milk-flavored Cigu crisps

1.3.2.1 全脂乳粉添加量对脆片品质的影响

在白砂糖、牛奶香精、食盐的添加量分别为70.0%、0.12%、2.5%条件下，考查全脂乳粉添加量为15.0%、25.0%、35.0%、45.0%、55.0%对感官评分、b*值、脆度的影响，确定全脂乳粉的较佳添加量。

1.3.2.2 白砂糖添加量对脆片品质的影响

在食盐牛奶香精、全脂乳粉、食盐的添加量分别为0.12%、35.0%、2.5%条件下，考查白砂糖添加量为50%、60%、70%、80%、90%，对感官评分、b*值、脆度的影响，确定白砂糖的较佳添加量。

1.3.2.3 牛奶香精添加量对脆片品质的影响

在白砂糖、全脂乳粉、食盐的添加量分别为70.0%、35.0%、2.5%条件下，考查牛奶香精添加量为0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%对感官评分、b*值、脆度的影响，确定牛奶香精的较佳添加量。

1.3.2.4 食盐添加量对脆片品质的影响

在白砂糖、牛奶香精、全脂乳粉的添加量分别为70.0%、0.12%、35.0%条件下，考查食盐添加量为1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%对感官评分、b*值、脆度的影响，确定食盐的较佳添加量。

1.3.3 正交试验

在单因素试验基础上，选取适度的全脂乳粉、牛奶香精、白砂糖、食盐的添加量梯度，以感官评分、b*值、脆度这3 个指标为判断依据，感官标准见表1。采用L9（34）正交试验对奶香味慈姑脆片进行调味配方的优化试验。正交试验设计的因素及水平见表2。

表2 正交试验设计的因素及水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experimental design

1.3.4 验证试验

在正交试验所得的最佳奶香味慈姑脆片进行调味配方下，进行3 次平行验证试验，与正交试验结果进行比较验证。

1.3.5 含水率的测定

1）初始含水率测定，使用PMB 水分测定仪测定，测得新鲜慈姑片的平均初始含水率为75.0%。

2）干基含水率测定，含水量的测定参照国家标准GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》“食品中水分的测定”，干基含水率按式（1）计算[13-14]：

式中：Mt为干基含水率，g/g；G1为调味慈姑片在任意干燥时刻的总质量，g；G 为绝干物料质量，g。

1.3.6 色泽的测定

利用CR-10 色差仪对慈姑脆片样品的色泽进行测定，测定结果主要以色度参数b*值表示。色差仪的主要色泽参数为b*值。b*值为黄蓝度，b*值为正数时表明色泽偏黄，正越大，颜色偏向越明显；b*为负值时表明色泽偏蓝，负值越小，颜色偏向越大[15]。

1.3.7 松脆度测定

采用TA.XT PLUS 物性测试仪来测定。脆度值以出现在下压探头第一次冲向样品过程中坐标图上的第一个明显压力峰值表示，值越小，表明产品脆性越好[16]。

1.3.8 感官评分

邀请20 位经过一定感官评价训练的人员组成评分小组，按表1 感官评价标准表对试验样品从滋味、色泽、气味3 个方面进行综合评分，最后，按照平均得分记录样品综合评分。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 全脂乳粉添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响

奶粉的香味是奶香味慈姑脆片的主要风味来源，所以全脂乳粉对脆片的品质影响很大，全脂乳粉添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响见图1。

图1 全脂乳粉添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响Fig.1 Effect of the addition of whole milk powder on the quality of milk-flavored Cigu crisps

由图1 可知，随着全脂奶粉添加量的增大，脆片的b*值较稳定，色泽保持浅黄色，脆度值显著降低，脆性增大，脆片的感官评分快速提高，但奶香味不够浓郁；当奶粉含量达到45%时，脆片的b*值增大但变化不明显（p＞0.05），b*为+33.68，色泽淡黄鲜亮，脆度值为1 899.812 g，脆性增大，脆片感官评价得分最高，83.8分，口感松脆可口，奶香味、甜味宜人，且能与慈姑本身的清香协调；当奶粉含量超过45%，脆度值达到最低脆性最好，但b*值较大，脆片较黄，脆片感官评分也逐渐降低，原因是奶粉添加量过多，奶味越来越突出而掩盖脆片中慈姑风味，且慈姑易于焦化。根据实际情况，综合考虑b*值、脆度、感官评分，选取全脂乳粉添加量45%进行正交优化试验。

2.1.2 白砂糖添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响

白砂糖作为甜味剂，可覆盖原料中其他不和谐的味道，对脆片口感调节起着重大的作用。添加适量的白砂糖能降低脆片的水分活度，有利于储藏[17]，白砂糖添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响见图2。

由图2 可知，随着白砂糖的添加，脆片的b*值平稳上升其色泽逐渐变黄，脆片脆度快速降低而感官评分提高，其脆性和滋味、香气不断提高，但脆片中的甜味不够明显，慈姑片仍有苦味；在白砂糖添加量为80%时，b*值和脆度值分别为+33.34 和1 312.481/g，脆片淡黄，色泽鲜亮均匀，口感酥脆，香甜可口，感官评分最高，84.3 分；当白砂糖添加量超过80%时，脆片的脆度趋于平缓，b*值快速上升而感官评分下降明显，脆片更酥脆，但其色泽偏深色，脆片过于甜腻，掩盖了慈姑本身独特的清香，且过量的糖使得部分产品发生焦糖化反应[18]，致使脆片色泽偏暗，影响产品的品质。综合考虑b*值、脆度和感官评分，选取白砂糖添加量80%进行正交优化试验。

2.1.3 牛奶香精添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响

牛奶香精是食用香精的一种，具有厚实的奶香气，水溶性和稳定性良好，可作为调配料添加到焙烤、烘炒、油炸及其他风味食品中，提高其酥脆性，使脆片的口感变得更加丰富。添加适量的牛奶香精可以弥补只添加乳粉的奶制品加工过程中损失掉的香气，并使脆片增添了诱人的奶香味，牛奶香精添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响见图3。

图2 白砂糖添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响Fig.2 Effect of sugar content on the quality of milk-flavored Cigu crisps

图3 牛奶香精添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响Fig.3 Effect of milk flavor content on the quality of milk flavor arrowhead chips

由图3 可知，随着牛奶香精添加量的增加，脆片的脆度显著减小脆性增大，脆片感官评分迅速提高，但牛奶香精含量小于0.12%，脆片奶香味不足，整体风味欠佳；当牛奶香精含量达0.12 %时，脆度最小，为1 358.616 g，其酥脆性最好，脆片牛奶香味浓郁，与慈姑本身的风味匹配，口感醇厚，感官评分达到最高值，82.8 分；当继续添加牛奶香精，脆片的脆度越来越大其脆性变弱，感官评分急剧下降，脆片牛奶味越来越突出，遮盖了慈姑脆片本身的果蔬风味，使其品质下降。在牛奶香精添加量的增加过程中，b*值曲线保持较稳定的状态，b*值和脆片色泽保持较好，说明牛奶香精的添加量，对脆片的色度的影响不显著。综合考虑b*值、脆度和感官评分，选取牛奶香精添加量0.12%进行正交优化试验。

2.1.4 食盐添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响

食盐作为基本的调味料，在脆片中有协调风味的功效，并具有一定的防腐功能[19]，延长货架期；适量的食盐添加量可使慈姑片的复合介电消耗增加，促进慈姑吸收微波能，从而使膨化速率提高，达到缩短膨化时间的作用[20]，食盐添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响见图4。

图4 食盐添加量对奶香味慈姑脆片品质的影响Fig.4 Effects of salt addition on the quality of milk-flavored Cigu crisps

由图4 可知，食盐添加量在1.5%～2.0%时，b*值增大不明显，脆片色泽保持较好，感官评分快速提高，脆片的脆度平缓减小，脆性增大但较硬，此外，此时的食盐添加量无法掩盖脆片的甜腻感；当食盐添加量达到2.0%时，脆片的脆度值和b*值分别为2 265.376/g和+30.10，脆度仍较大，脆性一般，但慈姑脆片呈淡黄，色泽均匀，滋味协调，奶香味浓郁，感官评分达到最高分，84.1 分；随着食盐量的继续添加，脆片的脆度值斜线减小，脆性增强，但b*值逐渐增大，脆片色泽慢慢偏向黄，脆片的咸味愈发浓烈，对脆片的整体品质有很大影响，感官评分迅速降低，同时，过度的食盐摄入量对人们的健康也构成了一定的威胁。综合考虑b*值、脆度和感官评分，选取食盐添加量2.0%进行正交优化试验。

2.2 正交试验结果分析

在单因素对奶香味慈姑脆片品质影响的试验基础上，采用L9（34）正交表，以脆片的感官评价得分为指标，对奶香味慈姑脆片配方行四因素三水平正交试验，试验结果见表3，脆度方差分析见表4，感官评分方差分析见表5。

表3 奶香味慈姑片调味配方正交试验结果及极差分析Table 3 Orthogonal test results and range analysis of flavoring formula of milk-flavored Cigu tablets

表4 脆度方差分析Table 4 Analysis of variance of brittleness

由表3 极差分析和表4、表5 的方差分析可知，若以脆度为考察指标，影响慈姑脆片脆度的因素排序为C＞D＞B＞A，最优组合为 A3B1C2D2；若以感官评分为考察指标，影响脆片的感官评分的因素排序为B＞C＞D＞A，最佳组合为A3B2C2D2。采用多指标正交试验综合平衡法，最终确定了理论最佳组合为A3B2C2D2，即全脂乳粉添加量为55%，白砂糖添加量80%，牛奶香精添加量0.12%，食盐添加量2%。

表5 感官评分方差分析Table 5 Sensory score variance analysis

2.3 验证试验

根据理论优化所得的最佳配方A3B2C2D2，即全脂乳粉添加量55%，白砂糖添加量80%，牛奶香精添加量0.12%，食盐添加量2%进行验证试验，结果见表6。

表6 最佳工艺验证试验Table 6 Best process verification test

在A3B2C2D2组合下试验，得出微波膨化奶香味慈姑脆片的脆度为1 148.162 g，感官评价得分为90.9 分，两个指标均优于正交试验表中A1B2C2D2的脆度值1 243.265 g 和感官评分90.6 分。所以，可认为A3B2C2D2是最佳配方。

3 结论

本研究在单因素试验的基础上，通过正交试验确定微波膨化奶香味慈姑脆片最佳配方为：全脂乳粉添加量55 %，白砂糖添加量80 %，牛奶香精添加量0.12%，食盐添加量2%。在最佳条件下，微波膨化奶香味慈姑脆片的脆度值1 243.265 g 和感官评分为90.9 分，此时的慈姑脆片色泽鲜亮均匀、酥脆性好、香甜可口、具有慈姑独特风味。