低糖香糯桂花甜藕軟罐頭工藝優化研究

鄧源喜，馬 龍，汪張貴，孫蘭萍，曾衛國

（蚌埠學院 生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030）

蓮藕，又稱芙蓉、玉環等，屬睡蓮科，多年生草本水生類果蔬，集營養與保健于一體[1-4].尤其是它的低脂，高碳水化合物的特點，受到越來越多的消費者青睞，具有較高的經濟價值.桂花，又名九里香、金粟等，是我國十大傳統名花之一，也是著名的香料植物，研究表明，桂花既具有健胃化痰、平肝等作用，又具有治痰多咳嗽，閉經腹痛等保健功能[5-9].而我國蓮藕、桂花資源豐富，因此，如何研制開發出更多的桂花、蓮藕食品很值得研究.近年來低糖食品很受消費者歡迎，隨著食品工業的發展，一些功能性甜味料和強力甜味劑越來越廣泛的應用到食品加工中，部分取代了蔗糖，這與它們良好的加工適性與特殊的功能等有著密切的關系，例如低聚糖、麥芽糖、三氯蔗糖等，尤其是低聚糖、麥芽糖，研究表明對人體具有防止血糖增高、防齲齒、預防肥胖等特殊的生理保健功能[10-16].

我國傳統桂花糯米甜藕是以蓮藕、糯米、糖、桂花為主要原料，由作坊式加工而成，具有營養、香甜、方便等特點，一直深受廣大消費者的喜愛.但是，目前桂花甜藕的加工工藝技術和產品質量還存一些問題，例如，在加工和貯藏過程中產品容易褐變，變硬老化，感官品質差，保質期縮短等;此外，產品加工中采用蔗糖或蜂蜜，難免其品種單一，品質參差不齊等.而國內學者目前研究此類產品的也為數很少，因此深入研究產品傳統工藝，通過其工藝改良和創新，開發具有保健營養功能的低糖糯米藕食品，使之逐步達到規范化、規模化、工業化生產要求，這對于提高藕制品加工企業經濟效益，促進蓮藕制品的市場繁榮與發展等具有重要的現實意義[17-20].

2 材料與方法

2.1 材料與設備

蓮藕（購于蚌埠沃爾瑪超市）；桂花（購于蚌埠市家樂福超市）；食用鹽（安徽鹽業總公司生產）；白糖（上海樂購物流有限公司生產）；糯米（購于蚌埠家樂福超市）；甜味劑（三氯蔗糖）、D一異抗壞血酸鈉、檸檬酸、卡拉膠均由實驗室提供；護色劑自配；電子臺秤（余姚紀銘稱重校驗設備有限公司生產）；高壓滅菌鍋；電冰箱（合肥榮事達電冰箱有限公司）等.

2.2 實驗方法

2.2.1 桂花糯米甜藕加工工藝流程

原料挑選及預處理→護色→保脆→灌糯米→熱處理→糖液熬煮→真空熱罐裝→殺菌→冷卻→檢驗→成品.

2.2.2 桂花糯米甜藕加工工序操作重點

(1)原料挑選及預處理：選擇形狀規則、大小適中、無病蟲害、無機械傷的新鮮蓮藕進行清洗、修整、去皮處理.

(2)護色與保脆：將挑選及預處理好的蓮藕分別采用護色液和保脆劑處理.

(3)灌糯米：用不銹鋼刀將經護色和保脆劑處理后的藕較粗端切一藕蓋，往每個藕洞中裝入淘洗干凈的桂花糯米混合物（裝至一至八成滿），蓋上切下的藕蓋，用細線將其扎住.

(4)熱處理：將灌糯米后半成品進行常壓蒸制（9-12min），沸水煮制（4-6min）.

(5)糖液熬煮：將經熱處理后的半成品立即進行混合糖液（自配）煮制（3-4h）.

(6)熱罐裝、殺菌：糖液熬煮后的半成品盡快進行真空熱罐裝與殺菌（121℃10-15min），冷卻后待保溫檢驗及感官評定.

2.2.3 正交實驗方案設計

為了控制桂花糯米糖藕產品品質，本實驗先對影響桂花糯米糖藕產品質量的主要加工工藝進行單因素試驗，通過查閱相關資料，本研究選擇檸檬酸濃度、保脆劑（CaCl2）濃度、復合糖糖煮時間、殺菌條件四個因素做單因素實驗，具體如下：檸檬酸添加量分別為 0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%,0.22%；CaCl2濃度分別為為0.2%、、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，考察保脆時間分別為0min、5min、10min、15min、20min、25min；糖煮時間分別為2.5h、3.0h、3.5h、4.0h、4.5h；殺菌工藝選用 121℃0min、10min、15min、20min、25min.在以上單因素試驗的基礎上，評審小組通過對樣品感官指標評定，評分標準見表1（總分 10分）[19，21-22]，選出每個因素中較優的三個水平進行產品的工藝正交優化試驗，從而得出加工桂花糯米糖藕的最佳工藝參數.

表1 樣品感官指標評定標準

3 結果與分析

3.1 影響桂花糯米甜藕品質關鍵因素的水平選擇

3.1.1 檸檬酸濃度的選擇

表2 樣品組織褐變程度評分標準

由于蓮藕組織中含有多酚氧化酶，易導致鮮切蓮藕的褐變，在糯米藕的去皮工序中，需要護色處理，以防止褐變.通過查閱資料，檸檬酸既可以降低酚酶反應體系pH值，又可以絡合銅輔基,抑制多酚氧化酶活性，能有效控制樣品褐變現象的發生，采用D-異抗壞血酸鈉（0.05%），酸度調節劑檸檬酸和NaCl（1.0%）三者復合效果好[19,23-27].因此，本實驗通過選擇不同濃度檸檬酸與NaCl 1.0%、D-異抗壞血酸鈉0.05%組合,室溫下，復合護色液護色40min，取出瀝水，放置18h后觀察樣品,并進行感官評分，評分標準見表2，以確定檸檬酸最佳濃度,實驗結果見表3所示.

表3 復合護色液不同濃度的檸檬酸的護色效果

根據表2，表3實驗結果可知，復合護色液中隨著檸檬酸濃度的增加,樣品的評分值越高，樣品組織的褐變程度逐漸減小,當檸檬酸濃度0.06%濃度時褐變程度明顯減弱,檸檬酸濃度0.14%時樣品組織的褐變得到較好控制，檸檬酸濃度0.18%時樣品組織的褐變控制效果很好.可見，在復合護色液中檸檬酸加入量0.02～0.18%范圍內，檸檬酸的量越多，褐變抑制效果越好，這種作用在與D-異抗壞血酸鈉、氯化鈉復合使用時較明顯，這可能是競爭性的螯合Cu2+引起的[24-27].

3.1.2 保脆劑濃度的選擇

桂花糯米甜藕在加工中因高壓殺菌、高溫處理易出現質地變軟，硬度下降現象，嚴重影響產品品質，為此采用CaCl2對蓮藕進行保脆處理.在18℃～25℃溫度條件下（固液比1:3），將藕片分別采用CaCl2溶液（濃度為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）進行保脆實驗，通過比較樣品的質地與口味，確定保脆劑的最佳濃度，結果見表4.

表4 不同濃度CaCl2處理的樣品品質比較

由表4知CaCl2濃度對藕制品的質地與口味影響很大，隨其濃度的增加，樣品由爛變軟，脆度增加，當濃度達到0.6%時脆嫩可口，且有藕特有的清香味.原因可能是CaCl2中的Ca2+激活了果膠甲脂酶，提高酶的活性，促使果膠轉化為甲氧基果膠，再與Ca2+作用生成不溶性的果膠酸鈣，并因它的凝膠作用，增強了細胞間的連接，使藕片組織通過與果膠形成鈣橋或加強細胞的纖維結構而達到硬化的目的[28].但是當濃度大于此值則藕香味變淡，且帶有澀味.故綜合樣品質地與口感因素CaCl2的適宜濃度為0.6%左右.

3.1.3 保脆時間的選擇

由3.1.2試驗確定了適宜的保脆劑濃度，在此保脆劑濃度（0.6%CaCl2）的前提下做保脆時間選擇實驗.分別對藕片進行了0min,5min,10min，15min，20min，25min的保脆試驗，結果見表5.

表5 不同保脆處理時間的效果比較

由表5可以看出，樣品經過0.6%CaCl2溶液保脆5min～25min處理后，硬度由軟變硬，通過對比發現保脆10min較好，樣品軟硬適度，低于或高于此值效果都不好.綜合評定CaCl2的保脆時間為10min.

3.1.4 糖煮時間對蓮藕制品的影響

表6 不同糖煮時間的品質比較

因不同糖煮時間影響到成品的色、香、味等品質，通過查閱大量文獻資料和前期試驗成果，采用自配混合糖（麥芽糖20%、三氯蔗糖0.008%、低聚異麥芽糖1.6%）與檸檬酸（0.06%）的組合對樣品進行糖煮.實驗結果見表6.由表6可知，樣品經過2.0～4.0h不同時間的糖液熬煮，樣品感官品質發生明顯改變，當樣品經3.5h糖液熬煮處理后色、香、味、形俱佳.

3.1.5 殺菌條件對蓮藕制品保藏的影響

桂花糯米甜藕屬低酸性食品，要采用高溫（121℃）殺菌，才能保證產品在常溫下能夠保藏.但是不同的殺菌時間會對樣品的顏色、味道、貨架期等產生重要的影響，殺菌時間過長會使樣品品質差；殺菌時間過短，易出現敗壞現象，貨架期短；所以選擇殺菌時要盡可能減少時間，實驗設計如表7所示，保溫實驗條件為產品放置36±0.1℃的恒溫箱中9天，然后觀察樣品變化）.

由實驗結果表7可知，樣品分別采用0min～25min 121℃殺菌處理后，樣品品質和保溫后脹袋情況有較明顯的變化.比較發現樣品采用10min 121℃殺菌處理條件好，既盡量保存其營養素，保持產品品質，又能徹底殺菌達到商業無菌的條件，產品的貯藏期得到了保證.

表7 不同殺菌時間對品質的影響

3.2 桂花糯米甜藕工藝條件的優化

表8 正交因素水平表

為確定桂花糯米甜藕的最佳工藝參數,根據單因素試驗結果，本階段設計了正交優化實驗，評價指標為感官品質，實驗設計見表8.

3.2.1 極差分析法

由表9極差分析可以看出,ABCD四個因素對桂花糯米甜藕樣品感官品質影響程度大小為A>B>C>D,可見，主要影響因素為保脆劑的濃度,次要因素為糖煮時間和檸檬酸添加量，殺菌條件影響程度最小.桂花糯米甜藕的最佳工藝組合為A2B2C2D1，即CaCl2濃度為0.6%，檸檬酸濃度為0.14%，糖煮時間為3.5h，殺菌條件為121℃、10min.感官評分表見表1.

3.2.2 方差分析法

由于實驗存在誤差，用直觀分析法無法區別實驗結果的不同是由各因素水平的變化還是實驗誤差造成的，因此需要對實驗結果做方差分析.通過查閱F值表可知：F0.10(2,2)=9.000,F0.05(2,2)=19.000.由表10可知：FD

表9 桂花糯米糖藕工藝條件極差分析

表10 桂花糯米甜藕工藝條件的方差分析

3.3 桂花糯米甜藕的驗證性試驗

由3.2內容知，當試驗工藝參數分別為CaCl2濃度為0.6%，檸檬酸濃度為0.14%，糖煮時間為3.5h，殺菌條件為121℃、10min時，產品質量好，為確保工藝參數的可重復性，故要針對此優化工藝條件進行重復試驗3次.試驗結果表明，在此優化條件下加工的產品感官評分為平均分為9.3(滿分10分)，產品軟硬適中，滲糖均勻，色香味好.

4 結論

通過正交優化試驗，確定了產品復合護色所需檸檬酸濃度為0.14%（NaCl 1.0%,D-異抗壞血酸鈉0.05%），保脆劑CaCl2濃度為0.6%，保脆處理10min；采用混合糖（麥芽糖漿20%、三氯蔗糖0.008%、低聚異麥芽糖1.6%）并添加0.60%檸檬酸進行糖液熬煮3.5h；殺菌條件121℃ 10min.在此條件下加工的香糯桂花甜藕產品品質好，保質期較長.

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