香菇脆片真空油炸—真空微波联合干燥工艺优化

任爱清邓 珊唐小闲段振华

(1. 贺州学院食品与生物工程学院，广西 贺州 542899；2. 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；3. 贺州学院食品科学与工程技术研究院，广西 贺州 542899)

真空低温油炸技术是利用水分沸点随压力的减小而降低的原理，实现食品在较低的温度环境下短时间内迅速脱水[1]。与常压油炸技术相比，真空油炸具有低氧、低温的特点，可减少营养物质和油脂的氧化[2]，保存产品的自然色泽和风味[3]，减少丙烯酰胺生成[4]和减少营养物质损失[5]，降低产品含油率[6]。

香菇是世界消费量第二大的食用菌，营养丰富且具有多种保健功能，可采用真空油炸技术生产即食香菇脆片[6-7]。而降低真空油炸果蔬脆片含油率是该领域研究的重点内容，其主要措施为：油炸前预处理[8-12](漂烫、浸渍、涂膜、预干燥)、油炸过程中参数优化[13-16]、油炸后处理(真空离心脱油、真空油炸后与其他干燥联合脱水)[17-18]。油炸食品含油率随油炸时间的延长而升高[19]，采用联合干燥技术可以缩短油炸时间，降低真空油炸食品含油率。Zhu等[13]研究证明热风、真空微波预干燥可以降低真空油炸豌豆的含油率；Su等[14]在微波辅助真空油炸前采用真空红外预干燥使土豆片的含油率从22.38%下降至13.49%(干基)，适当的预干燥提高了产品的感官品质。不同原料的真空油炸加工参数存在差异[12-15]，前期预试验证明香菇脆片真空油炸前预干燥处理会造成表面硬化，影响后期脱水。真空微波作为一种高效的果蔬脆片干燥方式[20-24]，可较好地应用于真空油炸后香菇脆片的脱水。

目前，有关真空油炸—真空微波联合干燥香菇脆片的研究尚未见报道。试验拟以新鲜香菇为原料，选取油炸时间、真空度和微波功率3个因素，以脂肪含量和破碎力为指标，对真空油炸—真空微波联合干燥香菇脆片工艺进行优化，为生产低脂肪、高品质的香菇脆片提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜香菇：市售；

海皇牌棕榈油：凝固温度24 ℃，益海嘉里(武汉)粮油工业有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平：BL310型，德国SARTORIUS公司；

水浴锅：DKS-16型，中新医疗仪器有限公司；

真空油炸机：VFII型，烟台海瑞食品设备有限公司；

真空微波干燥箱：定制，贵阳新奇微波工业有限公司；

物性测定仪：TA.XT plus型，英国 stable microsystems公司；

色差计：CIA-10型，日本柯尼卡美能达控股株式会社；

干燥箱：DHG-9240A型，上海圣科仪器设备有限公司；

脂肪测定仪：SZC-B型，上海纤检仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 操作流程

新鲜香菇→去柄、切片、清洗→漂烫→真空油炸→真空离心脱油→真空微波 →检测

操作要点：

(1) 去柄、切片、清洗：挑选菇盖较厚的新鲜香菇，去柄切成厚度为6 mm的香菇片，清洗后立即漂烫[7]。

(2) 漂烫：90 ℃漂烫3 min。

(3) 真空油炸：真空油炸设备中加入50 L棕榈油，开启蒸汽加热阀门，加热至油温80 ℃，打开油炸锅的密封门，将处理好的500 g香菇片放入油炸篮中，关闭密封门和真空阀门，开启真空泵，当抽真空至真空度为0.095 MPa 时，放下油炸篮，然后开始真空油炸，设定油炸时间。

(4) 真空离心脱油：油炸结束后，电机会自动将油炸篮提升至脱离油面，脱油转速300 r/min，脱油时间3 min。脱油结束后，打开真空阀门和密封门，将产品取出后进行联合干燥试验。

(5) 真空微波：将真空离心脱油后的样品放入真空微波干燥腔内，设定不同的真空度和功率密度，脱水至产品含水率为5%以下。

1.3.2 单因素试验

(1) 油炸时间：固定微波真空度为0.085 MPa，微波功率密度为1.5 W/g，考察油炸时间(10，15，20，25，30 min)对香菇脆片破碎力的影响。

(2) 微波真空度：固定油炸时间为20 min，微波功率密度为1.5 W/g，考察微波真空度(0.065，0.075，0.085，0.095 MPa) 对香菇脆片破碎力的影响。

(3) 微波功率密度：固定油炸时间为20 min，微波真空度为0.085 MPa，考察微波功率密度(1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 W/g)对香菇脆片破碎力的影响。

1.3.3 响应面优化 根据单因素试验结果，以油炸时间、微波真空度和微波功率密度为自变量，根据Box-Benhnken模型中心组合试验设计原理，以脂肪含量和破碎力为试验指标，设计三因素三水平响应面试验优化香菇脆片真空油炸—真空微波联合干燥工艺条件。

1.3.4 不同加工方法对比 比较两种香菇脆片产品的含油率、破碎力、感官评分指标。

(1) 真空油炸：油炸温度80 ℃、真空度0.095 MPa，脱水至含水率5%。

(2) 真空油炸—真空微波：油炸温度80 ℃、真空度0.095 MPa、油炸时间18.6 min；然后微波真空度0.095 MPa、微波功率密度2.0 W/g，脱水至含水率5%。

1.4 指标测定

1.4.1 含水率 按GB 5009.3—2016执行。

1.4.2 含油率 按GB 5009.6—2016执行。

1.4.3 质构 采用物性测定仪测定香菇脆片的破碎力。将样品置于测定台上，不锈钢探头以恒定速率10 mm/s与样品接触，脆度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，峰值越小表明脆性越好，品质越佳，重复3次取平均值。

1.4.4 色差 利用CIA-10色差计进行测定。以仪器白板为标准，测量香菇脆片的色泽，L代表黑白度从0(黑色)到100(白色)，a代表红绿色，正值为红色，负值为绿色，b代表黄蓝色，正值为黄色，负值为蓝色。重复3次取平均值。

1.4.5 感官评定 感官评定小组以10名专业的经过训练的人员组成，采用100分制，对香菇脆片的色泽、松脆性、风味、外观和油腻感进行感官评定。评分越高，产品品质越好。真空油炸香菇脆片的感官评定标准见表1。

1.4.6 数据处理 采用OriginPro 8.5软件进行绘图，采用Design Expert 8.0.6分析软件进行响应面优化数据分析处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 油炸时间对香菇脆片破碎力的影响 由图1可知，香菇脆片破碎力随油炸时间的延长逐渐减小，当油炸时间≥20 min时，其减小趋势变得非常缓慢，与Torres等[25]的研究结果一致，故选择油炸时间20 min作为零水平。真空油炸初期，由于细胞完整性被破坏，细胞自由扩散，细胞粘附减少，导致组织变软；随着真空油炸过程的进行，外部细胞的脱水和外壳的形成，使产品变脆。

2.1.2 微波真空度对香菇脆片破碎力的影响 由图2可知，破碎力随真空度的提高逐渐降低，当真空度>0.085 MPa时，破碎力下降趋势变慢，因此选择油炸真空度0.085 MPa为零水平。

表1 感官评分标准

图1 油炸时间对香菇脆片破碎力的影响

2.1.3 微波功率密度对香菇脆片破碎力的影响 由图3可知，当功率密度为1.5 W/g和2.0 W/g时，香菇脆片的破碎力差别不大，但1.5 W/g条件下香菇脆片感官评分高于2.0 W/g，故选择微波功率密度1.5 W/g为零水平。

2.2 响应面优化试验

2.2.1 试验设计及结果分析 在单因素试验的基础上，选取油炸时间、微波真空度和微波功率密度3个影响因子，以含油率和破碎力为优化指标，根据Box-Benhnken模型中心组合试验设计原理，进行三因素三水平响应面优化试验设计，试验因素及水平见表2，试验设计与结果见表3。

图2 真空度对香菇脆片破碎力的影响

图3 微波功率密度对香菇脆片破碎力和感官评分的影响

表2 响应面因素及水平

表3 响应面试验设计与结果

2.2.2 模型的建立及方差分析 软件分析得到各因素对含油率(Y1)、破碎力(Y2)的二次多项式回归方程分别为：

(1)

(2)

表4 香菇脆片含油率方差分析†

表5 香菇脆片破碎力方差分析†

2.2.3 响应面分析 由图4可知，在试验取值范围内，各曲面只有最小值，没有趋势拐点。微波真空度与微波功率密度的响应曲面较为平缓，等高线也显示区域颜色相同，含油率变化跨度很小，说明在油炸时间不变情况下，微波真空度和微波功率密度对产品含油率影响较小；油炸时间与微波真空度、油炸时间与微波功率密度的响应曲面较为陡峭，含油率随油炸时间的延长而升高，在试验范围内可以获得含油率为最小值的点。

由图5可知，各因素的交互作用很明显。微波真空度与微波功率密度的响应曲面较为平缓，等高线也显示破碎力变化跨度很小，说明微波真空度和微波功率密度 对产品破碎力影响小于油炸时间，在试验范围内可以获得破碎力为最小值的点。

2.2.4 验证实验 软件分析得到含油率最低的油炸参数为真空油炸时间10 min、微波真空度0.088 5 MPa、微波功率密度2.0 W/g，此条件下香菇脆片的含油率为13.10%，破碎力为811.76 g；破碎力最小的油炸参数为真空油炸时间26.6 min、微波真空度0.095 MPa、微波功率密度1.77 W/g，此条件下香菇脆片的含油率为17.11%，破碎力为671.92 g。为获得含油率较低和破碎力较小的香菇脆片，利用Design Expert 8.0.6分析软件进行数据分析，得到最佳条件为真空油炸时间18.6 min、微波真空度0.095 MPa、微波功率密度2.0 W/g，此时模型预测的香菇脆片含油率为15.09%，破碎力为704.91 g。对最佳工艺条件进行验证实验(n=3)，测得此条件下香菇脆片的含油率为15.18%，破碎力为710.35 g，与预测值比较接近，说明该模型预测香菇脆片真空油炸—真空微波联合干燥工艺是准确可行的。

2.3 不同加工方法的香菇脆片品质比较

由表6可知，与真空油炸相比，真空油炸—真空微波联合干燥香菇脆片的破碎力提高了(即脆度降低)5.93%，但含油率降低了29.79%，联合干燥提高了香菇脆片的L值，感官评分增加了11.38%。实际上，破碎力降低对脆度感官评价没有明显影响，联合干燥由于减少了油炸时间，从而提高了产品的色泽，降低了含油率，减少了油腻感，所以真空油炸—真空微波联合干燥香菇脆片品质明显优于真空油炸。

3 结论

对真空油炸—真空微波联合干燥香菇脆片工艺进行了响应面优化，获得的最佳联合干燥工艺为油炸温度80 ℃、真空度0.095 MPa、油炸时间18.6 min；微波真空度0.095 MPa、微波功率密度2.0 W/g，脱水至含水率5%。此条件下香菇脆片的含油率为15.18%，破碎力为710.35 g，与预测值(15.09%和704.91 g)比较接近。与真空油炸香菇脆片相比，联合干燥产品破碎力提高了5.93%，但含油率降低了29.79%，感官评分增加了11.38%。试验从工艺优化角度进行了真空油炸—真空微波联合干燥香菇脆片研究，未能深入揭示联合干燥香菇脆片品质形成机理，后续研究将探讨果蔬真空油炸—真空微波联合干燥传热传质规律与香菇脆片品质形成的关系。

图4 两因子交互作用对含油率的响应面图

图5 两因子交互作用对破碎力的响应面图

表6 香菇脆片品质比较†