冻干西瓜皮风味脆片的研制

张婷婷，江月婷

（武夷学院茶与食品学院，福建 南平 354300）

西瓜是夏季解暑止渴的最佳水果，其性味甘寒，具有解暑清热、止渴解烦、促进排尿的功能[1]。西瓜在我国有很大的栽种面积和消费市场，深受广大消费者的青睐。西瓜皮为西瓜果肉食用后的废弃物，约占西瓜全重的30%，含有大量营养物质,包括各种糖类、蛋白质、氨基酸、纤维素、VC和矿物质等[2-3]。据研究，新鲜西瓜皮中总糖含量12.76 g/kg，总酸含量1.21 g/kg，蛋白质含量3.38 g/kg，氮含量0.54 g/kg，锂含量0.41 g/kg，钠含量50.6 mg/kg，钙含量3.3 mg/kg，铁含量0.2 mg/kg，磷含量3.3 mg/kg，还含有多种氨基酸，其中谷氨酸和赖氨酸含量相对较高[4]。西瓜皮还可治疗某些疾病，如维持肾脏健康、减少发生炎症、消除水肿、减少肝病黄疸的发生、预防糖尿病、治疗尿急及口腔溃疡等疾病，同时具有解暑清热、开胃生津等功能[5]，适于各种人群食用。因此，被丢弃的西瓜皮依然具有很高的营养价值及药用价值，我国民间也有将西瓜皮制作成食品的习俗。席冉[6]以西瓜皮为原料，以白萝卜、白菜、橘子皮等为辅料研制了西瓜皮佐餐小菜。田光娟等[7]对西瓜皮采用盐渍的方法进行处理，以糖、盐、醋、酒等作为辅料，以花椒、茴香、八角、味精、香油为调料，研制出不同风味的西瓜皮辣酱。贾娟等[8]以西瓜皮和白糖为主要原料，通过酵母发酵后制成西瓜皮果酒。还有利用西瓜皮提取叶绿素、果胶、L-瓜氨酸等生物活性成分的研究[9-11]。真空冷冻干燥技术能有效保存新鲜食品的色香味以及营养成分，有效避免食品出现热敏化和氧化反应，使食品保存期延长，在保持原料的外观形状完整和脆度方面也有很好的效果，能有效避免食品表面硬化[12-13]。本研究以西瓜皮为原料，采用真空冷冻干燥技术，研制西瓜皮风味脆片，使西瓜皮资源得到有效利用，同时丰富西瓜皮产品的多样性。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 原辅料

新鲜西瓜皮：武夷学院三期水果店；食盐：福建省泉州晶海轻化有限公司；五香粉：海味好美食品有限公司嘉定分公司；柠檬酸（食品级）：潍坊英轩实业有限公司；甜菊糖苷（食品级）：曲阜香洲甜菊制品有限责任公司；酵母抽提物（食品级）：广西一品鲜生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

LY-TP12W12V型电子分析天平：上海西艾爱电子有限公司；HY-809B型电子计价秤：武夷山市恒正农机有限公司；C21-WT2103A型电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；DW-HL388型低温储藏箱：中科美菱低温科技股份有限公司；FD-1D-50型真空冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；DHG-9140A型电热恒温干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；DB-4型不锈钢电热板：江苏天由发展有限公司；SXL-1002型高温电阻炉：上海精宏实验设备有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

西瓜皮→选料、清洗、去绿皮→切片、护色→熟制→冷却、沥干→浸渍调味→冷冻→真空冷冻干燥→成品

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 切片

将挑选、清洗好、去除外层绿皮的西瓜皮进行均匀切片。

1.2.2.2 护色

使用0.1%柠檬酸和1%食盐复合溶液[14]对西瓜皮薄片浸渍30 min，以达到护色作用。

1.2.2.3 熟制

将上述西瓜皮片放入沸水中煮制一定时间。

1.2.2.4 浸渍调味

参照李定金[15]制备山药风味脆片的方法，将食盐、五香粉、甜菊糖苷、酵母抽提物加入200 g水中煮制10 min制备调味液，再将熟制好的200 g西瓜皮薄片放入调味液中浸渍一定时间，使风味物质渗透至西瓜皮薄片中。

1.2.2.5 真空冷冻干燥

将调味好的西瓜皮薄片在-25℃低温储藏箱中冷冻1 h，使西瓜皮冻结，再放入真空冷冻干燥机中冻干得成品。

1.2.3 切片厚度的选择

将西瓜皮分别切为1、3、5、7、9 mm不同厚度的薄片，放入沸水中煮制2 min后冷冻1 h，再放入真空冷冻干燥机中干燥14 h。以西瓜皮薄片熟制后的质地、干燥后的脆感及外观形状三方面为评定指标，确定最佳的切片厚度。

1.2.4 熟制时间的选择

将西瓜皮切成3 mm薄片，放入沸水中分别煮制1、2、3、4、5 min。以西瓜皮薄片熟制后的质地为评定指标，确定最佳的熟制时间。

1.2.5 调味液配方的单因素试验设计

将最优加工参数加工的西瓜皮薄片通过调味液浸渍1.5 h，冻干后制得的西瓜皮脆片成品，依据表1进行感官评定，以得到的感官评分为评价指标，确定调配液各物料的添加量。以下各物料添加量均以水的用量200 g为基数。

1.2.5.1 食盐添加量的确定

固定五香粉添加量0.15%，甜菊糖苷添加量0.01%，酵母抽提物添加量1.5%，分别考察食盐添加量为1%、2%、3%、4%和5%时对产品感官品质的影响。

1.2.5.2 五香粉添加量的确定

固定食盐添加量3%，甜菊糖苷添加量0.01%，酵母抽提物添加量1.5%，分别考察五香粉添加量为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%时对产品感官品质的影响。

1.2.5.3 甜菊糖苷添加量的确定

固定食盐添加量3%，五香粉添加量0.15%，酵母抽提物的添加量1.5%，分别考察甜菊糖苷添加量0.005%、0.010%、0.015%、0.020%和0.025%时对产品感官品质的影响。

1.2.5.4 酵母抽提物添加量的确定

固定食盐添加量3%，五香粉添加量0.15%，甜菊糖苷添加量0.01%，分别考察酵母抽提物添加量为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%时对产品感官品质的影响。

1.2.6 调味液配方的正交试验设计

依据单因素试验结果，对调味液配方进行正交优化，以感官评分为评价指标，确定最优配方。

1.2.7 浸渍时间的确定

将最优加工参数制得的西瓜皮薄片置于最优调味配方制得的调味液中，分别浸渍0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h。以感官评分为评价指标，确定最佳浸渍时间。

1.2.8 真空冷冻干燥时间的选择

将最优加工参数浸渍好的西瓜皮薄片放入-25℃低温储藏箱中冷冻1 h，再放入真空冷冻干燥机中，分别干燥12、13、14、15、16 h。以干燥后的西瓜皮脆片的脆感为评价指标，确定最佳的干燥时间。

1.2.9 测定项目与方法

1.2.9.1 感官评定

由10名食品专业教师组成感官评价小组，依据表1对西瓜皮风味脆片的气味、外观、质地及滋味进行感官评定，结果取平均值。

表1 西瓜皮风味脆片的感官评定标准Table 1 Sensory evaluation criteria for watermelon rind flavor crisp chips

1.2.9.2 水分含量

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法[16]测定。

1.2.9.3 灰分

参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》中的方法[17]测定。

1.2.10 数据处理

采用Excel 2016软件进行数据的分析处理及作图。

2 结果与分析

2.1 切片厚度的确定

不同切片厚度对西瓜皮脆片品质有较大影响。切片过薄会使熟制后的西瓜皮薄片质地过软，干燥后脆感虽好，但易产生卷曲；切片过厚，虽然不会使脆片干燥后发生卷曲，但质地过硬，且需要延长熟制时间及冻干时间，因此选取适宜的切片厚度尤为重要。

如表2所示，当切片厚度为1 mm时，熟制后的脆片质地过软，脆片干燥后虽脆感佳，但其外观形状发生较大卷曲，个别会产生裂痕；当切片厚度为3 mm时，熟制后的脆片质地软硬适中，脆片干燥后脆感较佳，外观形状完整，稍有卷曲；当切片厚度为5 mm时，熟制后的脆片质地较硬，脆片干燥后脆度较差，外观形状完整且不易卷曲；当切片厚度为7 mm时，熟制后的脆片质地硬，脆片干燥后脆感差，外观形状完整且不发生卷曲；当切片厚度为9 mm时，熟制后的切片质地硬，脆片干燥后脆感差，外观形状完整且无卷曲。综合考虑，最佳切片厚度为3 mm。

表2 切片厚度对西瓜皮脆片感官品质的影响Table 2 Effect of slice thickness on sensory quality of watermelon rind crisp chips

2.2 熟制时间的确定

对西瓜皮薄片进行熟制，一方面可起到灭酶护色的作用，另一方面可促进后续的浸渍调味，缩短浸渍时间。

不同的熟制时间会影响西瓜皮薄片熟制后的质地。如表3所示，当熟制时间为1 min时，西瓜皮薄片质地较硬，说明熟制程度不够；当熟制时间为2 min时，西瓜皮薄片质地软硬适中，说明熟制程度适中；当熟制时间为3 min时，西瓜皮薄片质地较软，说明熟制程度稍微过度；当熟制时间大于4 min后，则熟制程度过度，西瓜皮过熟。因此，最佳熟制时间为2 min。

表3 熟制时间对西瓜皮薄片质地的影响Table 3 Effect of cooking time on texture of watermelon ind slices

2.3 调味液配方的单因素试验结果

2.3.1 食盐添加量的确定

食盐是食品调味的重要成分，对脆片感官评分的影响如图1所示。

图1 食盐添加量对西瓜皮脆片感官评分的影响Fig.1 Effect of salt addition on sensory score of watermelon rind crisp chips

由图1可知，西瓜皮脆片的感官评分随食盐添加量的增加呈先增后减的趋势。当食盐添加量为2%、3%、4%时，各调味物质作用相对协调，其中食盐添加量为3%时的感官评分最高，为80分。其余添加量时，脆片过淡或过咸，风味不佳。因此，正交试验中选定食盐添加量为2%、3%和4%。

2.3.2 五香粉添加量的确定

五香粉在食物烹饪中被广泛应用，其香味浓郁，宜酌量使用。五香粉对脆片感官评分的影响如图2所示。

由图2可知，随着五香粉添加量的增加，西瓜皮脆片感官评分先升后降。当五香粉添加量为0.10%、0.15%和0.20%时，其与其他调味物质相对协调，风味较好，感官评分均在70分以上。其中添加量为0.15%时，产品感官评分最高，为78分。但当添加量低于0.10%或高于0.20%时，脆片香味过淡或过于浓郁，消费者接受度较低，感官评分较低。因此，正交试验中选定五香粉添加量为0.10%、0.15%和0.20%。

图2 五香粉添加量对西瓜皮脆片感官评分的影响Fig.2 Effect of five-spice powder addition on sensory score of watermelon rind crisp chips

2.3.3 甜菊糖苷添加量的确定

甜菊糖苷属非糖类天然甜味剂，是甜叶菊叶的提取物，甜度为蔗糖的150～200倍，后味少，是最接近砂糖的天然甜味剂。食用后不被吸收，不产生热量，是糖尿病、肥胖病患者良好的天然甜味剂[18]。甜菊糖苷对脆片感官评分的影响如图3所示。

图3 甜菊糖苷添加量对西瓜皮脆片感官评分的影响Fig.3 Effect of stevia glycoside addition on sensory score of watermelon rind crisp chips

由图3可知，随甜菊糖苷添加量的增加，西瓜皮脆片感官评分变化趋势为先升后降。当甜菊糖苷添加量为0.010%时，与其他调味料作用协调，感官评分达到最大值79.9分，其余评分较高的两组添加量为0.005%和0.015%。当甜菊糖苷添加量高于0.015%时脆片有苦涩感，感官评分急速下降，这是由于甜菊糖苷甜度大，浓度高时会有异味感[18]。因此，正交试验中选定甜菊糖苷添加量为0.005%、0.010%和0.015%。

2.3.4 酵母抽提物添加量的确定

酵母提取物是由酵母细胞抽提制得的人体可直接吸收利用的可溶性营养物质与风味物质的浓缩物，属天然增味剂，在食品工业中广泛应用[18]。酵母抽提物对脆片感官评分的影响如图4所示。

图4 酵母抽提物添加量对西瓜皮脆片感官评分的影响Fig.4 Effect of yeast extract addition on sensory score of watermelon rind crisp chips

由图4可知，随着酵母抽提物添加量的增加，西瓜皮脆片的感官评分呈先增后减的变化趋势。当酵母抽提物添加量为1.0%、1.5%、2.0%时，产品感官评分相对较高，其中酵母抽提物添加量为1.5%时，产品感官评分最高，为80分；当酵母抽提物添加量为0.5%时，产品风味不足；酵母抽提物添加量为2.5%时，则鲜味过腻。因此，正交试验中选定酵母抽提物添加量为1.0%、1.5%和2.0%。

2.4 调味液配方的正交试验结果

根据单因素试验结果，设计L9(34)四因素三水平正交试验表，如表4所示。

表4 正交试验因素水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal test

R值越大，说明该因素的影响越显著。由表5的R值可知，影响西瓜皮脆片风味的主次顺序为：C（甜菊糖苷添加量）＞A（食盐添加量）＞B（五香粉添加量）＞D（酵母抽提物添加量）。影响感官评分的最主要因素为甜菊糖苷，原因可能为甜菊糖苷甜度高，在浓度高时会有异味感[18]，因此在调味过程中，添加量稍过度，便会产生不愉快的后涩味，影响脆片风味。结果表明，最优调味液配方组合为A2B1C2D1。即食盐添加量为3%、五香粉添加量为0.1%、甜菊糖苷添加量为0.01%、酵母抽提物添加量为1.0%。采用该最优配方制备的西瓜皮脆片感官评分为85分，高于正交试验组合中的最优组。

表5 正交试验结果Table 5 Orthogonal test results

2.5 浸渍时间的确定

不同浸渍时间对西瓜皮脆片的感官品质亦会产生影响，对其产品感官评分的影响如图5所示。

图5 浸渍时间对西瓜皮脆片感官评分的影响Fig.5 Effect of dipping time on sensory score of watermelon rind crisp chips

由图5可知，西瓜皮薄片在调味液中浸渍2.0 h时，产品感官评分最高，风味适中协调；浸渍1.5 h的产品感官评分略低于2.0 h；浸渍2.5 h时，冻干西瓜皮脆片的滋味和气味略过浓郁，消费者接受度不高，感官评分下降。综上所述，西瓜皮薄片的最佳浸渍时间为2 h。

2.6 冻干时间的确定

经最优工艺切片、熟制、浸渍和冷冻后的西瓜皮薄片放入真空冷冻干燥机中，经过不同时间的冻干，西瓜皮脆片的脆感有所差异。

如表6所示，当冻干时间为12 h时，西瓜皮脆片的脆感较差，说明干燥程度不够；冻干时间为13 h时，西瓜皮脆片脆感较好，但不及冻干14 h和15 h的产品脆感好；冻干14 h和15 h的西瓜皮脆片脆感最好，且二者间无明显差异；冻干16 h的脆片，则质地较硬，此时产品脱水过度。因此，从节约时间和成本的角度考虑，最佳冻干时间为14 h。

表6 冻干时间对西瓜皮脆片脆感的影响Table 6 Effect of freeze-drying time on crispness of watermelon rind crisp chips

2.7 成品检验

按照上述最优工艺参数制备西瓜皮风味脆片，并进行成品相关指标检验。

2.7.1 感官检验

经感官检测得出：制得的西瓜皮风味脆片成品风味独特、香气浓郁、外观平整、口感纯正、脆度佳，符合NY/T 1393—2007《脱水蔬菜 茄果类》中“与原料的色泽相近或接近一致；规格均匀一致，无黏结；具有原料特有的气味和滋味，无异味”的感官要求[19]。

2.7.2 理化指标

如表7所示，测得西瓜皮风味脆片成品的水分含量为5.0%，灰分含量为5.8%，符合NY/T 1393—2007《脱水蔬菜 茄果类》[19]的相关要求。

表7 成品的理化指标Table 7 Physico-chemical indexes of finished products

3 结论与讨论

将西瓜皮切片切成3 mm薄片，用0.1%柠檬酸和1%食盐复合护色液对薄片进行30 min护色处理后，将薄片放入沸水中熟制2 min，捞出后冷却沥干。试验结果表明，调味液的最优配方为：以200 g水为基准，将3%食盐、0.1%五香粉、0.01%甜菊糖苷、1%酵母抽提物加入200 g水中煮制10 min。将熟制好的200 g西瓜皮薄片放入调味液中浸渍2 h，捞出沥干后，放入-25℃低温储藏箱中冷冻1 h，再真空冷冻干燥14 h，得到西瓜皮风味脆片。成品风味独特、香气协调适宜、外观平整、口感纯正、脆度佳，水分含量及灰分含量分别为5.0%和5.8%，均符合相关标准。

将西瓜皮变废为宝，对提高西瓜皮利用率和休闲食品的营养价值、减少生活垃圾及环境污染、提高经济效益与社会效益和丰富休闲食品的市场品种有重大意义。利用真空冷冻干燥技术而非油炸的方式来达到脆化的目的，避免了高温、高热量对人体的伤害，最大程度上保留了西瓜皮的营养成分，更利于人体的健康。下一步在该研究结果的基础上，可继续对西瓜皮脆片的卫生指标及货架期进行测定和研究，亦可进一步研发其他风味系列的西瓜皮脆片，加强西瓜皮的综合利用开发。