红枣核桃汤圆的配方研究和工艺优化
2020-06-02卫丽夙牛晓峰魏巍孟慧芳王愈
卫丽夙,牛晓峰,魏巍,孟慧芳,王愈,*
(1.山西农业大学食品科学与工程学院,山西晋中030801;2.山西省农畜产品加工研究生教育创新中心,山西晋中030801;3.太原六味斋实业有限公司,山西太原030006)
红枣,又名大枣,是传统食品,味道甜美,研究表明,红枣具有养血健脾、补五脏治虚损等功效[1]。红枣自然资源十分丰富,它不仅香甜脆郁,而且所含营养物质十分丰富,除了含较高人体所需的蛋白质、糖、脂肪外,还含有大量人体所需的维生素类以及P,Ca,Fe等矿物质元素[2]。另外还含有多糖、油脂、膳食纤维、蛋白质和氨基酸、鞣质、生物碱等,均是人体所需的重要的营养物质[3]。研究表明,红枣具有促进免疫功能[4]、抗氧化、抗肿瘤[5]等功效。随着人们生活水平的提高,生物活性成分的研究和开发成为最近几年的研究热点。红枣所含的多种人体生理活性物质同时可以保护心脏,消除疲劳,延缓衰老[6]。
核桃又名胡桃,与腰果、榛子、扁桃并称世界四大干果。《太平御览》中有“胡桃本生西羌,外刚内柔,质似古贤,欲以奉贡。”核桃全身都是宝,除其果仁可食用外,核桃枝、核桃叶、核桃花等都可入药[7]。核桃可补肾、固精强腰、温肺定喘、润肠通便[8]。核桃仁含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸及维生素、矿物质等,是一种对人体有补气养血,补肾固精,温肺定喘,乌发健脑的优良干果仁食物[9]。此外,核桃制品也十分丰富,如:核桃酸奶、核桃果冻、核桃油等[10]。
核桃仁和红枣营养丰富,富含多种功能性成分[11-12],红枣核桃汤圆将枣和核桃中的功能性成分结合起来,制成营养丰富、功能性成分更突出的复合食品。
本文研究的红枣核桃汤圆,基本原料红枣与核桃是山西省传统代表的食物之一,其功能性成分多、营养极其丰富,它比单一的普通汤圆更有营养同时还可以达到营养膳食均衡的目的,也有效地提高了红枣、核桃的附加值,且这种食品老少皆宜,其发展前景广阔。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
红枣、核桃:太谷县城家家利超市;糯米粉、食盐、柠檬酸、白砂糖、黄油、食用油、麦芽糊精:厦门市顺和成贸易有限公司;魔芋精粉、瓜尔豆胶(食品级):河南千志商贸有限公司。
1.2 仪器与设备
试验仪器与设备见表1。
表1 试验仪器与设备Table 1 Experimental instruments and equipment
续表1 试验仪器与设备Continue table 1 Experimental instruments and equipment
1.3 工艺流程
原辅料配方及处理→调制馅心→制作粉团→捏皮→包馅→搓圆→装盘→冷冻
1.4 操作要点
1.4.1 红枣预处理
选择没有病虫害、没有腐烂、没有蛀虫、没有霉变,成熟度较高而且颗粒饱满的红枣全部清洗干净、去核、切成小碎丁,一部分运用真空冷冻干燥技术,对其进行干燥,然后再放入烤箱100℃烤50 min左右后用粉碎机将其打成红枣粉,放入冷藏箱备用;另一部分将红枣与白砂糖一起熬煮,煮至没有明显的水分。然后将煮好的红枣放入带有筛孔的不锈钢盆中,用勺子将枣泥与红枣皮分离。将分离后的枣泥放进锅内进一步蒸发水分,直至枣泥成型[13]。
1.4.2 核桃预处理
选择外形个头均匀,外壳白且光洁的核桃,将其去壳后再次筛选,选择果仁饱满,没有特殊气味的核桃仁,将核桃去壳后炒熟,一部分烘干并且进行多次粉碎制成核桃粉备用;另一部分将其捣碎成小颗粒,放入冷藏箱中备用。
1.4.3 改良剂的添加
目前市场上汤圆原料主要为糯米粉,冷冻储藏后容易出现开裂等现象。在此基础上对汤圆进行优化改良,加入改良剂,选择两种改良剂结合,让它们进行优势互补,增强协同作用。弥补缺陷,进而改善产品的品质。
1.4.4 粉团工艺的改进
汤圆的粉团质量会影响汤圆的外观和口感,相对于汤圆的传统调制方法:热烫法和蒸煮法[14]。本试验采用新兴的加工工艺方法,对工艺进行改进,即先将一定比例的红枣粉和核桃粉充分搅拌均匀后加入糯米粉中制成调配糯米粉,然后加入魔芋精粉、瓜尔豆胶按一定比例搅拌混合均匀备用,按照糯米粉质量的70%~80%加水继续搅拌均匀制成调配汁水,将其按比例加入调配糯米粉中,等粉团均匀后静置10 min~20 min即可。魔芋精粉和瓜尔豆胶可以形成凝胶,协同增稠,使粉团的组织结构变得紧密,避免了汤圆的开裂,同时二者的价格也较便宜,可以降低汤圆的成本[14]。
1.4.5 馅料的调配
将处理好的核桃仁和枣泥混合,再加入白砂糖、柠檬酸、黄油和复配改良剂来调配馅料,并搅拌均匀后把馅料搓成小圆球,放在冰箱内冷藏备用。
1.4.6 汤圆的加工
加工成规格为20 g/个的汤圆,皮∶馅质量比为3∶1,手工搓圆,然后将制好的汤圆放在托盘上进行速冻[15]。
1.5 方法
1.5.1 单因素试验
1.5.1.1 馅料用量对汤圆品质的影响
馅料用量单因素试验,参照汤圆的工艺流程制作。馅料用量分别为 5.5、6、6.5、7、7.5 g。调配糯米粉用量、调配汁水量分别8 g、5 mL,红枣粉:核桃粉质量比为1∶1。制备红枣核桃汤圆,对汤圆进行质构测定和感官评分。
1.5.1.2 调配糯米粉用量对汤圆品质的影响
调配糯米粉用量单因素试验,参照汤圆的工艺流程制作。调配糯米粉用量分别为 7、7.5、8、8.5、9g。馅料、调配汁水量分别6.5 g、5 mL,红枣粉∶核桃粉为 1∶1。制备红枣核桃汤圆,对汤圆进行质构测定和感官评分。
1.5.1.3 调配汁水量对汤圆品质的影响
调配汁水量单因素试验,参照汤圆的工艺流程制作。调配汁水量分别为 4、4.5、5、5.5、6 mL。馅料用量、调配糯米粉量分别6.5、8 g,红枣粉∶核桃粉为1∶1。制备红枣核桃汤圆,对汤圆进行质构测定和感官评分。
1.5.2 质构的测定
使用质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)模式进行测定,采用P/36R圆柱型探头,设定探头速度1×10-3m/s,压缩率 75%,触发类型 Auto,触发力为 5 g,停留时间1 s,两次测定间隔5 s[16]。参数设定后,放置样品进行检测。探头压缩中心部位,为了保证结果的准确性,每个试样要测试3次,做3次平行测试,结果取它们的平均值。
1.5.3 成品感官评分
邀请10名有相关专业评委,从色泽光泽、弹性、硬度、咀嚼性等方面对成品进行感官评价。评分标准[17]见表2。
1.6 响应面优化试验
参考单因素的试验结果,选取了馅料量、调配糯米粉量、调配汁水量作为响应面分析的因素,以Box-Benhnken中心组合试验设计原则,考察各水平对成品品质的影响,得到最佳的工艺条件[16]。
表2 感官评分的综合评价表Table 2 Comprehensive evaluation form for sensory scores
表3 响应面试验设计影响因素与水平Table 3 Factors and levels of response surface test design
2 结果与分析
2.1 不同馅料用量对产品品质的影响
不同馅料用量对产品品质的影响见图1。
图1 不同馅料用量对产品品质的影响Fig.1 Effect of different fillings on product quality
由图1可知,在调配糯米粉用量和调配汁水用量一定的条件下,随着馅料用量的增加,弹性基本没有较大的变动,硬度、咀嚼度在增加,感官评分先增加后减小,当馅料用量为6.5 g时,此时的汤圆的大小颜色均匀,香气扑鼻,口味醇厚,细腻,而且甜度适中,且评分最高。随着馅料用量的增加,汤圆感官评价反而出现下降趋势,原因可能是因为馅料增加,使得调配糯米粉和调配汁水的量无法满足包裹馅料,很容易引起汤圆粉团的破裂[13],最后导致口感下降。所以汤圆馅料的添加量为6.5 g时,感官评分是最高的,弹性达到峰值、硬度和咀嚼度虽然之后还在增加,但在6.5 g时口感最好。所以综合考虑,馅料用量为6.5 g最好,添加太多或者太少,都会使汤圆口感下降。
2.2 不同调配糯米粉用量对产品品质的影响
不同调配糯米粉用量对产品品质的影响见图2。
图2 不同调配糯米粉用量对产品品质的影响Fig.2 Effect of different blended glutinous rice flour dosage on product quality
由图2可知,在馅料用量和调配汁水用量一定的条件下,随着调配糯米粉用量的增加,弹性先增大后减小,在8 g时弹性最佳。调配糯米粉用量越多,粉团会变厚,而汁水量却不能让粉团均匀的黏着,因此弹性下降。同时,随着调配糯米粉用量的增加,硬度、咀嚼度也在增加;感官评分先增加后减小,当调配糯米粉用量为8 g时,此时的汤圆的大小颜色均匀,香气扑鼻,口味醇厚,细腻,而且甜度适中,且评分最高。随着调配糯米粉用量的增加,汤圆感官评价反而出现下降趋势,原因可能是因为调配糯米粉增加,使得粉团变厚,而调配汁水的量不能让粉团均匀的黏着[13],最后导致口感下降。所以汤圆糯米粉的添加量为8 g时,感官评分是最高的,弹性达到峰值、硬度和咀嚼度虽然之后还在增加,但在8 g时口感最好。所以综合考虑,调配糯米粉用量为8 g最好,添加太多或者太少,都会使汤圆口感下降。
2.3 不同调配汁水用量对产品品质的影响
不同调配汁水用量对产品品质的影响见图3。
图3 不同调配汁水用量对产品品质的影响Fig.3 Effect of different blended juices on product quality
由图3可知,在馅料用量和调配糯米粉用量一定的条件下,随着调配汁水用量的增加,弹性一直增大,硬度、咀嚼度先增加后减小,感官评分同样先增加后减小,当其用量为5 mL时,此时的汤圆的大小颜色均匀,香气扑鼻,口味醇厚,细腻,而且甜度适中且评分最高。随着调配汁水量用量的增加,汤圆感官评价反而出现下降趋势,原因可能是因为汁水增加,使得调配糯米粉量不足会使粉团变得黏粘,很容易引起汤圆粉团的破裂[13],最后导致口感下降。所以汤圆调配汁水量为5 mL时,感官评分是最高的,弹性一直增加但在5 mL时最适宜,硬度和咀嚼度达到峰值,但在5 mL时口感最好。所以综合考虑,调配汁水量用量为5 mL时最好,添加太多或者太少,都会使汤圆口感下降。
2.4 响应面优化试验
2.4.1 试验设计
根据Box-Behnken的中心组合试验设计原则,参考单因素试验结果[18],选择A(馅料量)、B(调配糯米粉量)、C(调配汁水量)为考察因素,以感官评分为响应值,进行响应面分析试验[18]。利用Design-Expert 8.0.5b统计软件对数据进行回归分析。
2.4.2 回归模型的建立和分析
组合试验设计及对应结果见表4。
表4 组合试验设计及对应结果Table 4 Combined experimental design and corresponding results
续表4 组合试验设计及对应结果Continue table 4 Combined experimental design and corresponding results
模型和回归方程的方差分析见表5。
表5 模型和回归方程的方差分析Table 5 Analysis of variance of models and regression equation
通过建立回归模型,可知感官评分的回归方程为:
其中A、B、C分别代表馅料用量、调配糯米粉用量、调配汁水用量。对模型进行方差分析,对系数进行显著性检验,由表 5 可知,模型 P<0.000 1(P<0.05,显著),说明感官评分的回归模型有极其显著影响,说明模型的建立是合理的有意义的。失拟项P=0.075 1>0.05,可知有不显著性,说明该模型是稳定的,回归模型建立的方程对试验数据的拟合较好。感官评分的校正系数为R2=0.998 4,表明模型精密度比较好[15],而且试验的误差也小。调整系数为R2Adj=0.996 4,表明模型拟合的状态比较好[15],R2pred=0.979 3,表明模型预测性比较好[15],能很好地预测各因素对感官评分的影响。各因素对响应值影响显著性由F检验判断,P值越小,显著性越高。模型表明:一次项A、B,二次交互项BC,二次项A2、B2、C2对产品感官评分是极显著影响,一次项C,二次交互项AB、AC对产品感官评分是不显著影响,由F值可得,各因素对产品感官评分的影响排序为 A(馅料用量)>B(糯米粉量)>C(调配汁水量)。
2.4.3 响应面优化分析
根据回归方程得出的响应面和等高线图,并结合考虑响应曲面的形状[19],观察各因素之间的影响情况。在响应面图中,各因子对结果的显著性越强,坡度越陡,反之越缓;在等高线图中,等高线图的形状可反映出两因素交互作用的强弱和显著程度趋于圆形表明两因子交互作用弱,趋于椭圆形,表明两因子交互作用强[20]。馅料、糯米粉、调配汁水的不同添加量对汤圆感官评分影响的响应面及等高线图见图4~图6。
图4 馅料量与调配糯米粉量对感官评分的影响Fig.4 Effects of filling and glutinous rice flour on sensory score
图4表示馅料与调配糯米粉交互作用对感官评分的影响。当调配糯米粉用量一定时,随着馅料用量的变化,其感官评分呈现先升高后逐渐降低的趋势;由方差分析表可得P=0.519 7且在等高线图中,图像较趋于圆形,所以可以得到馅料量与调配糯米粉量两个自变量的交互作用不显著。
图5 馅料量与调配汁水量对感官评分的影响Fig.5 Effect of filling volume and juice volume on sensory score
图6 调配糯米粉量与调配汁水量对感官评分的影响Fig.6 Effect of blending glutinous rice flour and juice on sensory score
图5表示馅料与调配汁水量交互作用对感官评分的影响。当调配汁水量一定时,随着馅料用量的变化,其感官评分呈现先升高后逐渐降低的趋势;由方差分析表可得P=0.350 4且在等高线图中,图像较趋于圆形,所以可以得到馅料量与调配汁水量两个自变量的交互作用不显著。
图6表示调配糯米粉与调配汁水量交互作用对感官评分的影响。当调配汁水量一定时,随着调配糯米粉用量的变化,其感官评分呈现先升高后逐渐降低的趋势;由方差分析表可得P=0.002 7且在等高线图中,图像较趋于椭圆形,所以可以得调配汁水量量与调配糯米粉量两个自变量的交互作用极显著。
2.4.4 最佳结果确定及验证
利用Design-Expert 8.0.5b计算回归方程,通过响应面优化试验得到红枣核桃汤圆最佳配方为:红枣粉∶核桃粉质量比=1∶1、馅料量、调配糯米粉量、调配汁水量添加量为6.5 g、8 g、5 mL,在该条件下进行配方验证试验,做2组平行试验,并测定参数,取平均值可得:感官评分为93.74分,参照最优配方制得的红枣核桃汤圆口感细腻,味道醇厚,弹性适宜,硬度适宜,咀嚼性好。
3 结论
本文通过单因素试验分别确定了馅料量、调配糯米粉量、调配汁水量的3个水平,以感官评分为响应值对其进行工艺优化,以及各因素和其交互作用对产品品质的影响。结果表明红枣核桃汤圆的最优配方为红枣粉∶核桃粉质量比=1∶1、馅料量、调配糯米粉量、调配汁水量添加量为6.5 g、8 g、5 mL。此时产品的感官评分为93.74分。在该条件下制得的产品感官评分最高,而且外观完整、香气浓厚、口感好。