真空油炸哈密瓜脆片加工工艺优化研究

2021-05-20王盼龙李斯颖牛希跃

现代食品 2021年5期

◎ 娄岩，王盼龙，闫琪，李斯颖，牛希跃,2

（1.塔里木大学生命科学学院，新疆阿拉尔 843300；2.南疆特色农产品深加工兵团重点实验室，新疆阿拉尔 843300）

哈密瓜作为新疆的特色水果，广泛分布于新疆东部的吐哈盆地。哈密瓜在新疆的种植历史悠久，早在1 000多年前就有种植哈密瓜的记录[1]。由于哈密瓜的生长周期和地域性等特点，造成了其在成熟期间大批量的涌入市场，容易形成市场的短期积压。哈密瓜含糖量较高，水分含量大，在采后和运输过程中稍加不注意就会发生腐败变质[2]，给采摘后后运输和贮藏都增加了困难，降低了商品价值，造成了大量的经济损失[3]。根据哈密瓜的特性，可通过加工成哈密瓜脆片休闲食品，避免哈密瓜资源的损失，同时也能提高农产品附加值[4]。

低温真空油炸脆片是在真空或负压状态下，保持物料外形及颜色不发生变化的同时，通过低温真空油炸方法将物料中的水分蒸发掉，从而得到含水量在5%左右的制品[5-6]，其不含色素、无防腐剂、富含纤维，是纯天然的休闲食品[7]。哈密瓜脆片的真空油炸技术参数较多，生产工艺较为复杂，需要多重严格把控，否则生产出来的脆片存在松软不酥脆、含油量高、口感油腻及色泽暗淡等问题，严重限制了相关食品企业的发展[8-9]。

本文对哈密瓜脆片生产过程中的切片厚度、填充剂糊精浓度、油炸温度和油炸时间关键参数及控制方法进行研究，最终筛选出最佳工艺参数，以解决果蔬脆片加工中的技术难题，增加新疆哈密瓜产业的利润空间，提升哈密瓜市场的竞争力，促进哈密瓜深加工产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

哈密瓜、食盐，于超市采购；棕榈油，益海嘉里粮油工业有限公司生产；麦芽糊精，河南万邦实业有限公司生产。

1.2 仪器与设备

JS-5型低温真空油炸机（上海劲森轻工机械有限公司）、DWHL-668型超低温冰箱（合肥美菱股份有限公司）、DZF-6210型真空浸渍机（上海一恒科学仪器有限公司）及LE2002E型电子天平（梅特勒-托利多（上海）有限公司）。

1.3 哈密瓜脆片真空油炸工艺

哈密瓜脆片制作工艺：原料→分选、去皮→清洗→切片→漂烫→脱水→浸渍→冷冻→真空油炸→脱油→冷却→包装→成品。

具体制作步骤：①将哈密瓜进行分选、去皮、清洗和切片处理。②将切好的哈密瓜薄片放入1% NaCl溶液中，在90 ℃左右的温度下漂烫5～6 min。③去除哈密瓜切面表面的残留水分。④将哈密瓜切片放入配制好的麦芽糊精中，进行真空充填处理[10]。⑤将经过充填处理的哈密瓜脆片表面擦拭干净，整齐的放入冷冻箱内，进行速冻处理。⑥将速冻好的哈密瓜脆片进行真空油炸处理，最后进行脱油、冷却、包装等处理。

1.4 对真空油炸哈密瓜脆片品质影响的单因素实验

1.4.1 切片厚度工艺参数的确定

以填充剂食用糊精的浓度为25%，真空油炸温度为90 ℃，油炸时间为40 min为基准，哈密瓜切面的厚度分别为2 mm、4 mm、6 mm、8 mm和10 mm，观察切片厚度对真空油炸哈密瓜脆片感官品质的影响。

1.4.2 填充剂浓度工艺参数的确定

以哈密瓜切片厚度为6 mm，真空油炸温度为 90 ℃，油炸时间为40 min为基准，填充剂食用糊精的浓度为15%、20%、25%、30%和35%，观察填充剂浓度对哈密瓜脆片感官品质的影响。

1.4.3 油炸温度工艺参数的确定

以哈密瓜切片厚度为6 mm，食用填充剂的浓度为25%，油炸时间为40 min为基准，真空油炸温度为87 ℃、89 ℃、91 ℃、93 ℃和95 ℃，观察油炸温度对哈密瓜脆片感官品质的影响。

1.4.4 油炸时间工艺参数的确定

以哈密瓜切片厚度为6 mm，食用填充剂的浓度为25%，油炸温度为91 ℃为基准，真空油炸时间为36 min、38 min、40 min、42 min和44 min，观察油炸时间对哈密瓜脆片品质的影响。

1.5 响应面设计

结合单因素试验结果，根据Box-Behnken中心组合设计原理，选取切片厚度、糊精浓度、油炸温度以及油炸时间为自变量，以哈密瓜脆片的感官评分为响应值，采用响应面分析法，通过回归得出自变量与响应函数之间的统计模型[11-12]，响应曲面优化试验的因素水平见表1。

表1 响应曲面试验因素水平表

1.6 哈密瓜脆片感官评定

选取适量样品于白瓷器皿中，通过观察色泽和脆片的整体状态特征，嗅其风味，并取少量的样品放入口中品尝滋味，观察其内部组织形态[13]。感官评价由6人建立的感官评价小组按照表2标准进行。

1.7 数据处理

试验数据采用Excel 2013及Design-Expert 8.06软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 加工工艺条件对油炸哈密瓜脆片的影响

2.1.1 切片工艺参数对哈密瓜脆片感官品质的影响

哈密瓜脆片的厚度直接影响产品的感官评价，切片厚度过薄，油炸出来的产品易碎，没有咀嚼感，若厚度太厚，炸出来的产品酥脆度差，组织形态过硬。由图1可知，哈密瓜脆片的切片厚度在小于6 mm时，随着切片厚度的增加，感官评分逐渐增加，这主要是因为真空油炸过程中，样品内部蒸发的水分需穿透外部组织才能溢出，较厚的组织会增大水蒸汽的扩散阻力。而且随着油炸时间的延长，样品也会因焦糖化反应而降低感官评分[14]。因此，选定切片厚度为6 mm。

图1 切片厚度对哈密瓜脆片感官品质的影响图

2.1.2 填充剂浓度参数对哈密瓜脆片感官品质的影响

哈密瓜干物质含量较低，在进行油炸脱水过程中，随着水分的蒸发，哈密瓜的组织结构发生坍塌，导致加工过的哈密瓜脆片皱缩，因此，需要添加填充剂，对哈密瓜的组织框架进行干物质填充，否则油炸过后的哈密瓜脆片容易发生皱缩，影响产品的感官品质。由图2可知，当食用糊精的添加量小于25%时，随着食品填充剂食用糊精浓度的增加，脆片感官评分逐渐上升；当填充剂的浓度在高于25%时，脆片的感官评分呈现出缓慢增长的趋势，在浓度＞30%时，脆片感官评分急剧下降，此时脆片在油炸后，产品表面褐变严重，随着填充剂浓度的不断升高，填充剂对哈密瓜组织细胞的填充过饱和，因此填充剂的浓度在25%时，产品的感官品质最佳。

图2 食品填充剂浓度对哈密瓜脆片感官品质的影响图

2.1.3 油炸温度参数对哈密瓜脆片感官品质的影响

由图3可知，真空油炸温度在小于91 ℃时，随着油炸温度的升高，感官评分逐渐上升；温度大于91 ℃时，随着油炸温度的升高，产品的酥性逐渐变差，滋味和口感欠佳，感官评分下降。油炸温度的提高，导致哈密瓜中的淀粉分子发生美拉德褐变，影响了切片的品质[15]。

表2 哈密瓜脆片感官评定标准表

图3 真空油炸温度对哈密瓜脆片感官品质的影响图

2.1.4 油炸时间参数对哈密瓜脆片感官品质的影响

由图4可知，当哈密瓜切片的油炸时间小于38 min 时，随着油炸时间的增加，感官评分逐渐上升；当油炸时间大于38 min时，增加油炸时间感官评分持续下降。原因可能是随着油炸时间的增加，淀粉分子在油炸高温环境下，发生美拉德褐变，导致产品焦褐色严重，影响感观。同时油炸时间过长，组织切片中的含油量增加，因此选定油炸时间为38 min。

图4 真空油炸时间对哈密瓜脆片感官品质的影响图

2.2 响应面优化试验结果与分析

根据表3响应面设计方案及结果，通过Design-Expert 8.06软件进行二次响应面回归分析，得到多元二次响应面回归模型：感官评分=92.68+0.13A-0.18B-0.16C-0.27D-4.17A2-2.24B2-6.91C2-5.68D2+0.15AB-0.30AC-0.050AD-0.30BC-0.30BD-0.33CD。

表3 响应面设计方案及结果表

由表4可知，各因素对感官评分影响的顺序为油炸时间＞填充剂浓度＞油炸温度＞切片厚度。回归模型的P＜0.01，说明该模型具有极高的显著性；二次项A2、B2、C2和D2偏回归系数P＜0.01都达到极显著水平，说明油炸时间、填充剂浓度、油炸温度和切片厚度对真空油炸哈密瓜脆片感官评定具有极显著性影响；交互项AD显著，AB、AC、BC、BD和CD均不显著；模型决定系数=0.972 2，说明模型能解释97.22%响应值的变化，有总变异的2.78%不能用此模型解释；模型的复相关系数为R2=0.986 1，说明该模型拟合度良好，该方程拟合4因素的感官评分是可行的。各因素间的相互作用关系见图5～图10。

表4 回归方程系数显著性检验和方差分析表

图5 切片厚度和填充剂的相互作用图

图6 切片厚度和油炸温度的相互作用图

图7 切片厚度和油炸时间的相互作用图

图8 填充剂浓度和油炸温度的相互作用图

图9 填充剂浓度和油炸时间的相互作用图

图10 油炸时间和油炸温度的相互作用图

2.3 响应面优化结果及验证实验

由响应曲面分析得出真空油炸哈密瓜脆片的最佳工艺条件为切片厚度6.03 mm、填充剂浓度24.81%、油炸温度90.98 ℃油炸时间37.95 min，在该条件下预期感官评分为92.688 5。考虑到实际情况，将最优条件修正为切片厚度6 mm、填充剂浓度25%、油炸温度91 ℃油炸时间38 min。经3次验证实验，得到实验感官评分分别为92.1、92.5、93.1分，测定结果稳定、偏差较小、数据重现性良好，平均值为92.57，与理论预测值接近，充分反映该模型是合理有效的，能够为实际操作提供良好的指导。