冷凍紅薯泥的加工工藝研究

劉 瑩，劉素純，2* ，達海韜，3，許翎捷

(1湖南農業(yè)大學食品科學技術學院，長沙410128;2湖南省發(fā)酵食品工程技術研究中心，長沙410128;3食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，長沙410128;4湖南農業(yè)大學東方科技學院，長沙410128)

紅薯，又名甘薯、地瓜等，為旋花科甘薯屬蔓生性草本植物。中國是世界上最大的甘薯生產國家，紅薯年產量約為1.33億噸，占世界總產量的88%左右［1］。據(jù)統(tǒng)計，我國的甘薯品種資源已達到2 000份左右［2］。我國紅薯的利用分布為:飼料50%，工業(yè)加工15%，直接食用14%，種薯6%，15%因保管貯藏不當而霉爛掉［3］。

近年來，紅薯的營養(yǎng)與保健作用受到充分肯定。研究表明，紅薯不僅富含淀粉和可溶性糖、膳食纖維、氨基酸、維生素、礦質元素等營養(yǎng)物質，還含有多種能維護血液酸堿平衡、防止動脈粥樣硬化、預防衰老、預防糖尿病和肥胖疾病的功能活性成分［4，5］，包括黃酮類化合物和亞麻油酸等揮發(fā)性化學成分以及胰蛋白酶激活劑和抑制劑等［6］。

目前紅薯的加工利用可以概括為淀粉加工、全粉加工、食品加工等［7］。但總體來說，其開發(fā)應用還處于初級階段，加之其加工企業(yè)以中小型企業(yè)居多，工藝簡單，科技含量低，新產品很少被推廣［8］。本研究以紅薯塊根為原料，將新鮮紅薯塊蒸熟后，去皮打成泥，配料成型后速凍冷藏，使該產品作為紅薯加工半成品，最大限度地保留原有紅薯的風味、色澤及營養(yǎng)成分，以符合現(xiàn)代快速生活的節(jié)奏和迎合市場的需求。

1 材料與方法

1.1 材料

紅薯:購于當?shù)剞r貿市場;雞蛋、玉米粉、糯米粉:購于超市;檸檬酸、異抗壞血酸鈉、白砂糖、黃奶油:本實驗室提供。

1.2 紅薯泥制作工藝流程

選擇紅薯→處理→蒸煮→護色配料→壓泥→成型→包裝→冷凍→成品→貯藏。

1.3 紅薯泥制作方法

選用新鮮無腐爛，皮薄，薯心呈橙紅色，無老化組織的紅薯，將其表面清洗，對少量影響品質或不可食用的部分進行削挖處理，瀝干水分后蒸煮，待熟化后取出冷卻，趁熱攪拌直至無較大顆粒，配料處理后按每個50 g揉搓成團，壓扁成型再包裝冷凍，最后放入－24℃的低溫貯藏庫貯藏。

1.4 試驗設計

1.4.1 最佳護色方法研究

試驗進行兩組方法的對比試驗。第1組是原料清洗后進行削皮，然后切分成厚度約10～15 mm的片狀，放入溶有檸檬酸、異抗壞血酸鈉混合配比的護色液中浸泡30 min后蒸煮熟化壓泥;第2組是原料清洗后直接蒸煮熟化壓泥。根據(jù)感官評定方法評定成品色澤，以確定最佳護色方法。

確定第一組護色液配比用量的方法:先固定異抗壞血酸鈉的添加量為0.10%，對檸檬酸進行梯度為0，0.05%，0.15%，0.25%，0.35%，0.45%的單因素試驗，按照感官評定標準(表1)進行評定記分，得出最佳檸檬酸取值。再固定該檸檬酸添加量，對異抗壞血酸鈉進行梯度為0，0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%的單因素試驗，按照感官評定標準(表1)進行評定記分，得出最佳異抗壞血酸鈉取值［9］。

表1 速凍紅薯泥感官評定標準Table 1 The sensory evaluation standard of quick－frozen sweet potato mud

1.4.2 產品配料配比研究

為保證產品的風味和組織狀態(tài)成型，試驗探討3種不同配料的配比方法。第1種:在紅薯泥中按一定比例添加糖、奶油、雞蛋;第2種:在紅薯泥中按一定比例添加糖、奶油、玉米粉;第3種:在紅薯泥中按一定比例添加糖、鹽、糯米粉。從3種方法中確定一種最佳方法，然后選取該方法中各單因素的3個較好的水平做正交試驗，以確定產品配料的最佳配比。

確定每種方法中各配料配比用量的方法:通過單因素試驗，即先固定每種方法中任意兩種配料的添加量，再按表中(表2、表3、表4)梯度變化改變第三種配料的配比用量，按照感官評定標準(表1)進行評定記分，以確定其最佳用量，同理依次確定剩余每種配料的最佳用量。

表2 配料配比單因素試驗設計(方法1)Table 2 Test design of single factor experiment for ingredients proportion(the first method)

表3 配料配比單因素試驗設計(方法2)Table 3 Test design of single factor experiment for ingredients proportion(the second method)

表4 配料配比單因素試驗設計(方法3)Table 4 Test design of single factor experiment for ingredients proportion(the third method)

1.4.3 冷凍時間的研究

產品包裝后將數(shù)顯型溫度計的探頭插入紅薯泥中心，然后放入－24℃左右的冰箱中冷凍。每隔2 min記錄顯示溫度，找出溫度變化趨勢規(guī)律，以初步確定冷凍完成時間。

1.5 檢測項目與方法

1.5.1 理化指標

還原糖:直接滴定法［10］，按 GB 5009.7－2010測定。

1.5.2 微生物指標

菌落總數(shù):按GB 4789.2－2010測定;大腸菌群計數(shù):按 GB 4789.3－2010測定;致病菌:按 GB 4789.4－2010測定。

1.5.3 感官評價

根據(jù)評估檢測法，由從事食品學習的同學組成10人評定小組，要求評定人員前12 h不吸煙、不飲酒，不食辛辣等刺激性食物;評定過程中評定人員保持一定距離，不相互交談。按照感官評定標準(表1)進行評定記分。兩個樣品品嘗之間以清水漱口，并間隔10 min。最后填好評分表并簽名，根據(jù)加權值進行匯總計算，各種產品的綜合評分總分為4分。收集所有評定人員的評定結果，進行分析統(tǒng)計。

2 結果與分析

2.1 護色方法的確定

通過護色劑單因素試驗，按照表1的評定標準進行感官評定后得出，護色液中檸檬酸含量在0.15%左右護色效果較好，異抗壞血酸鈉含量在0.10%左右護色效果較好。綜合試驗，兩種護色劑復合使用效果較單種護色劑使用效果好。

通過兩組方法的對比，按照表1的評定標準進行感官評定，結果見表5。

表5 兩組不同護色方法護色效果比較Table 5 Comparison on color－protecting effect between two different methods

由表5可以看出，選擇整個塊根直接蒸煮護色效果較好，還能保證適當?shù)乃趾恳岳诔尚?。雖然護色劑對切分后的薯塊起到一定的護色作用，但相對于未切分直接蒸煮后壓泥形成的薯泥而言，護色效果仍顯遜色。因此，本試驗采用紅薯塊根直接蒸煮，再經(jīng)配料等工序后冷凍。

2.2 產品配料配比的確定

通過對3種不同方法的單因素試驗，確定3種方法各自相對較佳的配比，并參照表1進行感官評定，然后通過3種產品的對比，選出相對較佳的一種方法作下一步的L9(34)正交試驗。

通過試驗得出各種方法的配料配比組成如表6，然后按照表1的評定標準進行感官評定，各種方法的感官評分結果如下:

表6 3種配料方法效果比較Table 6 Comparison on the effect among 3 composition methods

第1種方法中總體感覺雞蛋在產品中的作用不大，加入過多還會導致產品過度濕潤，色澤變淺。奶油可以起到一定的乳化增稠作用，但用量也需要控制好，過多會使產品原有紅薯香味被奶油味掩蓋，其添加量范圍在0.8%～1%內奶油味已經(jīng)比較明顯。第2種方法中加玉米粉在塑形方面可以起到一定作用，彌補一些因原料蒸煮水分過多的現(xiàn)象，但加入玉米粉在紅薯蒸煮壓泥后會出現(xiàn)玉米粉不易蒸熟的現(xiàn)象，可考慮在放入冰箱冷凍前預煮10 min，但這一操作對產品色澤影響較大，而且還可導致口感不均。另外加入玉米粉很可能使再加工時產品易開裂。第3種方法中鹽的加入有味的相互作用的效果，和糖融合使紅薯風味更加鮮美濃郁。糯米粉主要是增稠乳化和塑形的作用，熟化相對玉米粉要容易，但使用量過多會導致產品過度粘稠，顏色變淺，過少則不能達到預期效果。通過3種方法生產出的產品比較，以第3種方法較佳。

試驗確定以第3種方法做進一步的L9(34)正交試驗，設計正交因素水平如表7。

表7 產品配料配比(正交)試驗設計Table 7 Design of an orthogonal test for material proportion

通過L9(34)正交試驗，參照表1進行感官評定得出試驗結果如表8。

表8 產品配料配比L9(34)正交試驗結果Table 8 Results of orthogonal test for material proportion

根據(jù)方差分析結果可以確定最佳水平組合為A2B2C2。按極差大小列出各因素的順序為:B＞C＞A，其中B、C因素對產品質量相對影響較大，A因素對產品質量影響小。

2.3 冷凍時間的確定

冷凍時間是影響產品質量的關鍵因素?？紤]經(jīng)濟實用性，經(jīng)初步試驗得出產品在－24℃的冰箱中冷凍效果良好。采用此法，經(jīng)數(shù)顯型溫度計檢測，得出以下趨勢圖:

圖1 溫度與冷凍時間的關系圖Fig.1 Relationship between temperature and freezing time

由圖1可以看出，溫度在初始階段下降梯度很大，1 h后慢慢趨于緩和，在下降到0℃以后，曲線趨近于一條直線，并以接近0.1℃/min的速度降溫。由此，可以推算出紅薯泥中心溫度從21℃左右下降到－18℃大概需要5 h。冷凍時間的確定既可以保證產品冷凍完全，又可以避免因過度冷凍造成的組織損傷，從而確保產品的正常出品率。

2.4 產品質量指標

2.4.1 理化指標

還原糖:16.61%。

2.4.2 微生物指標

菌落總數(shù):145 CFU/g;大腸菌群:≤30 MPN/100 g;致病菌:未檢出。

2.4.3 感官指標

香味:薯香味濃且自然。

色澤:橙紅色，色澤均勻。

組織:表面光滑，形狀完整無裂縫，內部組織細密。

口感:砂質感，但顆粒較小，口感均勻。

3 結論

(1)最佳護色方法:采用紅薯塊根直接蒸煮。

(2)采用糖、鹽、糯米粉適當配比的效果較好。最佳配料配比(以紅薯泥重計):糖6%，鹽0.4%，糯米粉2%。

(3)薯泥溫度從21℃到－18℃需要5 h左右。

(4)在最佳條件下進行紅薯泥的加工可以最大限度地保證產品的色香味形，降低產品生產成本。

4 討論

(1)本試驗在對兩組護色方法比較后確定塊根直接蒸煮的方法，但蒸煮時間過長，可考慮用微波加熱。

(2)紅薯泥最終的配料配比只是相對于3種試驗設計方法中較佳的組合，還可考慮更多的不同配料配比方法。

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