脫水綠豆芽加工工藝優(yōu)化

黨婭 劉水英 米桂

摘要：【目的】?jī)?yōu)化脫水綠豆芽加工工藝，為綠豆芽及其他芽菜類產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。【方法】以陜西漢中當(dāng)?shù)匦迈r綠豆芽為原料，以感官評(píng)分、色澤、復(fù)水比及成品率等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)脫水綠豆芽加工工藝中漂燙、保脆及熱風(fēng)干燥環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，確定最佳工藝參數(shù)；并測(cè)定分析脫水對(duì)綠豆芽中營養(yǎng)成分含量的影響。【結(jié)果】脫水綠豆芽的最佳加工工藝參數(shù)為：漂燙環(huán)節(jié)漂燙溫度95 ℃、檸檬酸濃度0.20%、漂燙時(shí)間3.0 min；保脆環(huán)節(jié)CaCl2濃度0.4%、浸泡時(shí)間60 min；熱風(fēng)干燥環(huán)節(jié)干燥溫度55 ℃、干燥時(shí)間2.5 h、承載量0.05 g/cm2，經(jīng)優(yōu)化工藝加工后的脫水綠豆芽中各營養(yǎng)成分保存較好，粗纖維和灰分含量基本維持不變。【結(jié)論】采用優(yōu)化后的脫水工藝生產(chǎn)獲得的脫水綠豆芽營養(yǎng)成分可得到最大程度保留，復(fù)水后口感清脆爽口，總體品質(zhì)較好，該工藝可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 綠豆芽；漂燙；保脆；熱風(fēng)干燥；工藝優(yōu)化

中圖分類號(hào)： TS214 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）02-0273-07

0 引言

【研究意義】綠豆是一年生豆科草本植物的種子，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、碳水化合物、鈣、磷、鐵、維生素、膳食纖維等營養(yǎng)成分（常學(xué)東等，2002；賈淑村等，2004）。綠豆在發(fā)芽過程中因淀粉、原果膠酸、蛋白質(zhì)和多肽等被部分水解為葡萄糖、果膠酸和氨基酸而使其營養(yǎng)和功能活性成分加倍（李秀錦等，1994），同時(shí)綠豆中原有的一些影響其營養(yǎng)及風(fēng)味的不利成分也被去除。綠豆芽是一種無膽固醇、低脂肪、高蛋白，并具有健脾開胃、消化積食、清熱解毒等功效的保健蔬菜（張永清，2007）。但其易脆斷、貯藏性較差、易水化變質(zhì)、不適宜長(zhǎng)途運(yùn)輸，若能通過脫水技術(shù)將其加工成兼具食用性、營養(yǎng)性和儲(chǔ)存性的脫水綠豆芽，不僅可以解決上述問題，還對(duì)增加脫水蔬菜品種、豐富綠豆芽深加工產(chǎn)品種類和提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前，綠豆加工方面的研究已有報(bào)道，如袁江蘭等（2001）、張明霞和張浩（2002）以綠豆芽為原料，分別加入菠蘿、蘋果等制成綠豆芽復(fù)合飲料；程彥偉等（2012）、姚鑫淼等（2012）分別以綠豆為原料，進(jìn)行綠豆芽全肉質(zhì)飲料和綠豆衣清爽飲料的開發(fā)研究。關(guān)于脫水綠豆芽的加工，國內(nèi)也有不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。針對(duì)綠豆芽在生產(chǎn)過程中成品率低的問題，杜衛(wèi)華等（2004）對(duì)綠豆芽的前處理工藝進(jìn)行了研究，得到提高產(chǎn)品成品率較佳的前處理方案，即采用5%鹽水漂燙后用20%糊精溶液浸泡處理，最后用5%乳糖和5%食鹽對(duì)綠豆芽進(jìn)行復(fù)合調(diào)理，較好地保持了脫水綠豆芽的色澤和成品率。陸勝民等（2003， 2007）采用麥芽糊精混合液對(duì)新鮮綠豆芽進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)熱風(fēng)干燥得到復(fù)原率在40%以上的脫水綠豆芽；并通過比較不同貯藏溫度、包裝材料及打孔數(shù)和充氣包裝處理對(duì)豆芽褐變和發(fā)粘腐敗的影響，篩選出最佳貯藏包裝條件，使鮮豆芽貨架期得到延長(zhǎng)。劉春燕（2007）以新鮮綠豆芽為原料，將其經(jīng)燙漂、保脆、麥芽糊精混合液浸泡等預(yù)處理后，采用熱風(fēng)干燥加工成具有一定復(fù)原率的脫水蔬菜產(chǎn)品。潘旭琳等（2014）將綠豆芽經(jīng)漂燙、保脆、蔗糖浸泡等預(yù)處理后，采用微波干燥技術(shù)制備脫水綠豆芽成品，優(yōu)化得到微波干燥綠豆芽的最佳條件為：微波功率300 W、裝載量120 g、鋪料厚度4 mm。【本研究切入點(diǎn)】目前針對(duì)脫水綠豆芽加工工藝進(jìn)行系統(tǒng)研究的文獻(xiàn)報(bào)道較少，且保脆環(huán)節(jié)大多采用鹽水、糊精等，未見利用CaCl2進(jìn)行保脆的研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)脫水綠豆芽加工工藝中的漂燙、保脆及熱風(fēng)干燥環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，確定最佳工藝參數(shù)；并測(cè)定分析脫水綠豆芽的營養(yǎng)成分含量，旨在為綠豆芽及其他芽菜類產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

新鮮綠豆芽購自陜西理工學(xué)院風(fēng)景路果蔬批發(fā)市場(chǎng)；檸檬酸、CaCl2均為食品級(jí)，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。主要儀器設(shè)備：AL204分析天平[梅特勒—托利多儀器（上海）有限公司]、HEGON電磁爐[美的電器（廣州）有限公司]、101-3A電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱（爐南電爐烘箱廠）、Kangguang@SC-80C全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 加工工藝流程 綠豆芽→清洗→去除豆殼→漂燙→保脆→熱風(fēng)干燥→成品。

1. 2. 2 漂燙工藝研究

1. 2. 2. 1 單因素試驗(yàn) 稱取清洗瀝干后的綠豆芽5.0 g，分別考察漂燙溫度（80、85、90、95、98 ℃）、漂燙時(shí)間（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 min）、檸檬酸濃度（0、0.05%、0.15%、0.25%、0.35%）對(duì)綠豆芽品質(zhì)的影響。

1. 2. 2. 2 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行漂燙溫度、漂燙時(shí)間、檸檬酸濃度3因素3水平正交試驗(yàn)，以優(yōu)化綠豆芽漂燙工藝。試驗(yàn)因素與水平見表1。

1. 2. 3 保脆工藝研究

1. 2. 3. 1 CaCl2濃度對(duì)綠豆芽脆度的影響 稱取5份10.0 g漂燙后的芽體，在室溫條件下分別置于濃度為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的CaCl2溶液中浸泡50 min，比較綠豆芽脆度。

1. 2. 3. 2 浸泡時(shí)間對(duì)綠豆芽脆度的影響 稱取5份10.0 g漂燙后的芽體，在室溫條件下置于0.4% CaCl2溶液中分別浸泡40、50、60、70、80 min，比較綠豆芽脆度。

1. 2. 4 熱風(fēng)干燥工藝研究

1. 2. 4. 1 單因素試驗(yàn) 將經(jīng)過漂燙、保脆、瀝水后的綠豆芽，以一定承載量（0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/cm2）裝入干燥箱，置于一定溫度（50、55、60、65、70 ℃）下干燥一定時(shí)間（1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h）。以干燥后綠豆芽的復(fù)水比和復(fù)水后感官評(píng)價(jià)的綜合評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇最佳干燥溫度、干燥時(shí)間和承載量。

1. 2. 4. 2 正交試驗(yàn) 在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行干燥溫度、干燥時(shí)間、承載量3因素3水平正交試驗(yàn)，因素與水平如表2所示。

1. 3 品質(zhì)評(píng)定

1. 3. 1 脫水綠豆芽感官評(píng)價(jià) 由食品專業(yè)的120名學(xué)生對(duì)脫水綠豆芽的感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分，以平均分作為最佳脫水條件選擇的依據(jù)。感官評(píng)價(jià)方法：對(duì)漂燙后綠豆芽的顏色、氣味、脆度及保脆后綠豆芽的脆度采用三等級(jí)10分制評(píng)價(jià)，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

1. 4 營養(yǎng)成分及水分分析測(cè)定

分別稱取適量同一批次的綠豆、鮮綠豆芽及按照本研究最佳工藝加工成的脫水綠豆芽，對(duì)3種樣品的粗脂肪、粗纖維、蛋白質(zhì)、灰分等營養(yǎng)成分及水分含量進(jìn)行測(cè)定分析。每種待測(cè)樣平行重復(fù)5次。

采用GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的測(cè)定》中的索氏提取法測(cè)定樣品的粗脂肪含量；分別參照GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測(cè)定》、GB 5009.5-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)——食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》、GB 5009.4-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)——食品中灰分的測(cè)定》、GB/T 8858-1988《水果、蔬菜產(chǎn)品中干物質(zhì)和水分含量測(cè)定方法》測(cè)定樣品中粗纖維、蛋白質(zhì)、灰分和水分含量。

2 結(jié)果與分析

2. 1 漂燙工藝

2. 1. 1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2. 1. 1. 1 漂燙溫度的選擇 從圖1可以看出，在固定漂燙時(shí)間2.0 min、不加檸檬酸的條件下，隨著漂燙溫度的升高，綠豆芽的感官評(píng)分先上升后下降，95 ℃時(shí)評(píng)分最高。這可能是漂燙溫度低于95 ℃時(shí)，隨著漂燙溫度的升高，綠豆芽中褐變酶的活性降低，綠豆芽的感官品質(zhì)逐漸提升；但漂燙溫度過高時(shí)，會(huì)引起綠豆芽中維生素C等部分營養(yǎng)物質(zhì)的損失，破壞新鮮綠豆芽脆嫩的口感，使其組織軟爛，進(jìn)而影響感官品質(zhì)。同時(shí)由表5可知，綠豆芽的白度、復(fù)水比和成品率也隨漂燙溫度的升高呈相同的變化規(guī)律，95 ℃時(shí)均達(dá)最高值，之后略有下降。因此，選擇最佳漂燙溫度為95 ℃。

2. 1. 1. 2 漂燙時(shí)間的選擇 從圖2和表6可以看出，在固定漂燙溫度90 ℃、不加檸檬酸的條件下，隨著漂燙時(shí)間的延長(zhǎng)，綠豆芽的感官評(píng)分、白度和成品率均呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，在2.5 min時(shí)，除復(fù)水比外，其余3項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)最高值，綠豆芽的綜合品質(zhì)優(yōu)于其他漂燙時(shí)間下的品質(zhì)。因此，選擇最佳漂燙時(shí)間為2.5 min。

2. 1. 1. 3 檸檬酸濃度的選擇 從圖3可以看出，在固定漂燙溫度90 ℃、漂燙時(shí)間2.0 min的條件下，隨著檸檬酸濃度的增加，綠豆芽的感官評(píng)分呈先下降后快速上升再緩慢下降的變化趨勢(shì)，當(dāng)檸檬酸濃度為0.15%時(shí)，綠豆芽的感官品質(zhì)最佳，評(píng)分最高。可能原因：檸檬酸濃度小于0.15%條件下，隨著檸檬酸濃度的增加，綠豆芽中褐變酶的活性降低，綠豆芽的感官品質(zhì)逐漸提升，但檸檬酸濃度過高會(huì)破壞綠豆芽的口感，進(jìn)而影響感官評(píng)分。從表7可知，綠豆芽的白度和成品率均隨檸檬酸濃度的增加先上升后下降，復(fù)水比逐漸上升。綜合考慮，選擇最佳檸檬酸濃度為0.15%。

2. 1. 2 正交試驗(yàn)結(jié)果 由表8可知，漂燙工藝中影響綠豆芽品質(zhì)的因素主次順序?yàn)椋浩癄C溫度>檸檬酸濃度>漂燙時(shí)間，3個(gè)因素的最優(yōu)水平組合為A2B3C3，即最佳漂燙工藝為：0.20%檸檬酸溶液中95 ℃漂燙3.0 min。

2. 2 保脆工藝

2. 2. 1 CaCl2濃度的選擇 由圖4可知，在固定浸泡時(shí)間50 min的條件下，浸泡后綠豆芽的脆度評(píng)分隨CaCl2濃度增加呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，當(dāng)CaCl2濃度為0.4%時(shí)，脆度評(píng)分最高，此時(shí)綠豆芽咀嚼時(shí)幾乎無絲狀物，入口有脆感。

2. 2. 2 浸泡時(shí)間的選擇 從圖5可以看出，在固定CaCl2濃度為0.4%的條件下，浸泡后綠豆芽的脆度評(píng)分隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)先上升后下降，當(dāng)浸泡60 min時(shí)，脆度評(píng)分最高，此時(shí)綠豆芽口感脆爽。

2. 3 熱風(fēng)干燥工藝

2. 3. 1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2. 3. 1. 1 干燥溫度的選擇 從表9和圖6可以看出，在固定承載量0.10 g/cm2、干燥時(shí)間3.0 h的條件下，干燥后綠豆芽復(fù)水比和復(fù)水后感官評(píng)分的綜合評(píng)分、白度和成品率隨干燥溫度升高呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，在60 ℃時(shí)脫水綠豆芽的品質(zhì)最佳，綜合評(píng)分最高。這可能是因?yàn)楦稍餃囟鹊陀?0 ℃時(shí)，隨著干燥溫度的升高，綠豆芽的復(fù)水比、復(fù)水后綠豆芽的顏色和脆性增加，但超過60 ℃后，復(fù)水后的脆性降低，顏色逐漸變?yōu)楹稚锥群统善仿氏陆担沟镁C合評(píng)分降低。因此，選擇干燥溫度以60 ℃為宜。

2. 3. 1. 2 干燥時(shí)間的選擇 由圖7和表10可以看出，在固定承載量0.10 g/cm2、干燥溫度60 ℃的條件下，干燥后綠豆芽復(fù)水比和復(fù)水后感官評(píng)分的綜合評(píng)分隨干燥時(shí)間延長(zhǎng)也呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，且2.0～2.5 h的變幅明顯大于1.5～2.0和2.5～3.0 h，干燥時(shí)間在3.0 h時(shí)，綜合評(píng)分最高，脫水綠豆芽的白度和成品率達(dá)最大值。因此，干燥時(shí)間以3.0 h為宜。

2. 3. 1. 3 承載量的選擇 由圖8可以看出，在固定干燥時(shí)間3.0 h、干燥溫度60 ℃條件下，干燥后綠豆芽復(fù)水比和復(fù)水后感官評(píng)分的綜合評(píng)分隨承載量增加呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，在0.10 g/cm2時(shí)綜合評(píng)分最高。這可能由于承載量小于0.10 g/cm2時(shí)，隨著承載量的增加，綠豆芽復(fù)水比減小，但復(fù)水后的顏色和脆性卻增強(qiáng)；承載量繼續(xù)增加，綠豆芽的復(fù)水比繼續(xù)下降，使綜合評(píng)分降低。因此，承載量以0.10 g/cm2為宜。

2. 3. 2 正交試驗(yàn)結(jié)果 根據(jù)極差R可知，熱風(fēng)干燥工藝中，影響脫水綠豆芽品質(zhì)的因素排序?yàn)椋焊稍餃囟?承載量>干燥時(shí)間；根據(jù)K值得出3個(gè)因素的最優(yōu)水平組合為A1B1C1，與直觀分析得出組合1綜合評(píng)分最高（18.9分）的結(jié)果一致，即脫水綠豆芽最佳熱風(fēng)干燥工藝為：在干燥溫度55 ℃、承載量0.05 g/cm2的條件下干燥2.5 h（表11）。

2. 4 營養(yǎng)成分及水分測(cè)定結(jié)果

由表12可知，將鮮綠豆芽中的水含量計(jì)算在內(nèi)時(shí)，鮮綠豆芽加工成脫水綠豆芽的過程中粗纖維和灰分基本維持不變，而粗脂肪、蛋白質(zhì)均有所下降。這是由于綠豆發(fā)芽過程蛋白質(zhì)部分水解為單糖，粗脂肪也作為供能物質(zhì)被部分氧化分解，粗纖維和灰分等則未因綠豆芽的脫水加工而損失。

3 討論

漂燙是脫水蔬菜加工的一個(gè)重要工藝環(huán)節(jié)，關(guān)系著脫水蔬菜的質(zhì)量。漂燙既可以降低蔬菜中酶活性、防止蔬菜褐變、減少微生物污染，又能排出部分水分、軟化原料組織，使蔬菜在后續(xù)加工及貯藏過程中最大限度地保持營養(yǎng)價(jià)值和原有的感官性狀（色澤、風(fēng)味等）。漂燙環(huán)節(jié)中影響脫水蔬菜品質(zhì)的主要因素有護(hù)色溶劑（王浩，2004）、漂燙溫度（鐘昔陽等，2005）、漂燙時(shí)間（王明空，2006）。本研究通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)這3個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化，得到脫水綠豆芽漂燙環(huán)節(jié)的最佳加工工藝參數(shù)為：漂燙溫度95 ℃、檸檬酸濃度0.20%、漂燙時(shí)間3.0 min，與陸勝民等（2007）加工脫水豆芽采用漂燙溫度90 ℃、檸檬酸濃度0.15%、漂燙時(shí)間4 min的漂燙工藝參數(shù)相差不明顯；在優(yōu)化的漂燙工藝條件下，綠豆芽基本無褐變、無豆腥味。

脫水蔬菜加工中常用的保脆劑有CaCl2、CaO、乳酸鈣、海藻酸鈉等，相比之下，CaCl2更安全、經(jīng)濟(jì)、易得，在生產(chǎn)中應(yīng)用也更廣泛。以含Ca2+的無機(jī)鹽作為保脆劑，由于Ca2+能滲透到植物組織中，與果膠酸形成不溶性的果膠酸鹽，從而加強(qiáng)芽體細(xì)胞壁的纖維結(jié)構(gòu)，達(dá)到保脆的目的（劉樹興等，2002）。同時(shí)，用適當(dāng)?shù)臒o機(jī)鹽處理脫水蔬菜，在其復(fù)水環(huán)節(jié)中由于蔬菜組織中一定濃度無機(jī)鹽離子的存在保持了蔬菜組織相對(duì)高的滲透壓，從而提高其復(fù)水性。本研究通過單因素試驗(yàn)考察CaCl2濃度和浸泡時(shí)間對(duì)脫水綠豆芽脆度的影響，結(jié)果表明，CaCl2濃度為0.4%、浸泡時(shí)間為60 min時(shí)，得到的脫水綠豆芽口感脆爽、脆感最佳。

本研究的熱風(fēng)干燥環(huán)節(jié)中，當(dāng)控制承載量為0.05 g/cm2、干燥溫度為55 ℃、干燥時(shí)間為2.5 h時(shí)，綠豆芽的干燥效果最佳，以干燥溫度對(duì)脫水綠豆芽品質(zhì)的影響最大，與張建軍等（2008）的研究結(jié)果一致。由于承載量降低，單位面積的承載量減少、相同干燥效率下所需的干燥溫度及干燥時(shí)間均有所降低，此過程縮短了干燥溫度過高及干燥時(shí)間過長(zhǎng)對(duì)脫水綠豆芽顏色的破壞，進(jìn)而克服了熱風(fēng)脫水蔬菜存在色澤差、復(fù)原率低、食用品質(zhì)差的缺陷，干燥效率提高，同時(shí)脫水綠豆芽的復(fù)水比、色澤等總體品質(zhì)較好。劉春燕（2007）在脫水綠豆芽加工及品質(zhì)研究的干燥環(huán)節(jié)采用加權(quán)法對(duì)干燥溫度及承載量?jī)蓚€(gè)影響因素進(jìn)行研究，結(jié)果表明，干燥溫度60 ℃為最佳。與之相比，本研究所需的干燥溫度雖然僅降低5 ℃，但在實(shí)際生產(chǎn)加工中可節(jié)省能耗，降低生產(chǎn)成本。

綠豆芽深加工研究發(fā)展空間巨大，本研究雖然優(yōu)化得到脫水綠豆芽漂燙、保脆和熱風(fēng)干燥工藝，但對(duì)綠豆芽熱風(fēng)干燥脫水過程中存在的褐變現(xiàn)象還未能有效解決，對(duì)脫水綠豆芽加工工藝及產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)也有待完善，使其更科學(xué)客觀，今后將從這兩方面進(jìn)行深入分析研究。

4 結(jié)論

采用優(yōu)化后的脫水工藝生產(chǎn)獲得的脫水綠豆芽營養(yǎng)成分可得到最大程度保留，復(fù)水后口感清脆爽口，總體品質(zhì)較好，該工藝可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）