“冷蒸”熱處理工藝的研究

宋居易++陳惠++郝德榮

摘要：為探討加熱溫度和加熱時間對“冷蒸”品質的影響，獲取“冷蒸”滅菌的最佳工藝，采用響應面法中的中心組合設計對加熱處理后“冷蒸”的色澤、葡萄糖含量、感官品質進行研究。結果表明，當加熱溫度為79 ℃、加熱時間為20 min 時，“冷蒸”的a*值為0.928，葡萄糖含量為50.80 μg/mL，感官品質為優，與模型預測值基本符合。說明利用響應面法優化加熱滅菌工藝是可行的，加熱時間（20 min）與溫度（79 ℃）組合方案具有實際應用價值，可為加熱滅菌在“冷蒸”貯藏加工中的應用提供理論依據。

關鍵詞：元麥；冷蒸；加熱滅菌；響應面法；中心組合設計

中圖分類號： TS201.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0369-04

元麥即裸大麥，別稱青稞，是大麥的一種類型，系禾本科（Gramineae）大麥屬（Hordeum）谷類植物。元麥含蛋白質10%～13.4%，脂肪1.8%～2.9%，維生素B1、維生素B2、維生素B6的含量也很高，其營養價值優于稻米和面粉，其籽粒中還特別富含β-葡聚糖、食用纖維、母育酚等有益于人類健康的化合物[1]。“冷蒸”是元麥由綠轉黃時制作的一種產品，營養豐富，但其季節性很強，一般只有10 d左右。因此，研究“冷蒸”的保鮮工藝，可以提高其經濟價值、延伸相關產業鏈。

熱力滅菌是最常采用的貯藏保鮮方法的一種，可以有效殺菌和抑制酶活，可以形成風味物質，但是也會導致食品的外觀和營養方面發生不同程度的變化[2]。Rawson等發現熱力處理草莓汁、橘子汁、西瓜汁，會使其營養物質流失和抗壞血酸等生物活性物質降解[3]；Skrede等發現一定的加熱處理會促進果汁中多酚類化合物的氧化而導致褐色物質的產生，破壞產品的色澤[4]。因此，研究者通過優化加熱時間與溫度的組合，得到最佳處理工藝。

本試驗采用響應面法（RSM）中的中心組合設計方法，對加熱處理后“冷蒸”的色澤、葡萄糖含量、感官品質進行分析，從而獲取最佳加熱溫度與時間的組合，為地方特色小吃“冷蒸”的保鮮工藝提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1材料由實驗室制作的“冷蒸”樣品[5]（以蘇裸麥1號為原料）、真空包裝塑料袋（雙面厚度0.18 mm）、葡萄糖標準品均購于Sigma公司，蒽酮試劑、濃硫酸均為普通化學試劑。

1.1.2儀器設備DNP-9162型電熱恒溫培養箱（上海精宏試驗設備有限公司）；WH-3微型旋渦混合儀（上海滬西分析儀器廠）；SCL-1300型垂直流潔凈工作臺（北京賽伯樂實驗儀器有限公司）；新飛BCD-219CHG2B電冰箱（河南新飛電器有限公司）；GB303電子天平（上海梅特勒一托利多集團）；定量移液器（美國熱電公司）；DZQ-260臺式真空包裝機（溫州卓越機電有限公司）；GKC雙列四孔數顯恒溫水浴鍋（上海一科儀器有限公司）；NR110 3nh精密色差計（深圳市三恩馳科有限公司）；752紫外分光光度計（上海圣科儀器設備有限公司）。

1.2方法

1.2.1原料處理稱取樣品100 g，（真空袋雙面厚度0.18 mm）真空包裝（樣品厚度為5～8 mm），置于水浴鍋中進行加熱處理。單因素試驗：（1）溫度為80 ℃，時間分別為10、20、30、40、50 min，選取最佳加熱時間范圍；（2）時間為20 min，溫度分別為65、70、75、80、85 ℃，選取最佳加熱溫度范圍。

1.2.2色澤測定應用精密色差計定量測定顏色。L*值表示亮度，0表示黑色，100表示白色。a*值表示紅綠方向顏色變化，+a*值表示向紅色方向變化，-a*值表示向綠色方向變化。b*值表示黃藍方向變化，+b*值表示向黃色方向變化，-b*值表示向藍色方向變化。在樣品袋表面用記號筆標注5個圈（直徑大于色差計探頭），每個處理再做1次重復[2，6]。

1.2.3葡萄糖的測定采用蒽酮分光光度法[7]進行測定。

1.2.4感官評價評定小組由3位具有3年以上專業經驗的人員組成，自然燈光下進行，每次評定在早上10：00進行，房間溫度控制在22 ℃，對樣品的黏性、咀嚼性、細膩度指標進行評分。評分標準見表1[8]。

1.2.5微生物指標的測定將所得最佳處理的樣品在4 ℃下貯藏30 d后進行微生物指標測定。（1）菌落總數：參照 GB 4789.2—2010《食品衛生微生物學檢驗菌落總數測定》[9]；（2）大腸菌群：參照 GB 4789.3—2010《食品衛生微生物學檢驗大腸菌群計數》[10]；（3）霉菌和酵母：參照 GB4789.15—

表1“冷蒸”感官評價評分標準

評定項目評分標準9～10分6～8分3～5分0～2分黏性很黏較黏一般無咀嚼性較有彈性有彈性一般無細膩度較細膩細膩一般粗糙甜度較甜甜一般無

2010《食品衛生微生物學檢驗霉菌和酵母計數測定》[11]。每個處理設置 2 次重復，3個平行，結果取平均值。

1.2.6數據處理各指標重復測定3次，數據由SPSS 17.0統計分析，圖由Origin 8.0繪制。

2結果與分析

2.1在80 ℃下不同加熱時間對“冷蒸”色澤、葡萄糖含量及感官品質的影響

如圖1所示，對于L*值和b*值來說，5組不同加熱時間處理的樣品無顯著差異（P<0.05）；對于a*值來說，加熱時間為10、20、30 min時的樣品與加熱時間為40、50 min時的樣品間差異顯著（P<0.05）。因此，加熱時間在10～30 min之間時，對“冷蒸”的色澤影響較小。

如圖2所示，不同加熱時間處理會使樣品中葡萄糖含量先增加后降低再增加，但是在10～30 min時間內，樣品中葡萄糖含量基本無顯著差異（P<0.05）。

如表2所示，隨著加熱時間的延長，樣品的黏性、咀嚼性和細膩度均增加；甜度結果與上面葡萄糖含量的檢測結果較一致。青稞中淀粉含量為40.54%～67.68%，平均值為59.25%，普遍含有74%～78%支鏈淀粉，有些含量甚至高達或接近100%[12]，因此易于糊化，增加了樣品的黏性和咀嚼性，提高了其細膩度，改善了樣品的口感。

雖然，加熱時間為40 min和50 min時樣品的黏性、咀嚼性和細膩度較高，但對樣品的色澤和葡萄糖含量影響較大，故綜上所述，加熱時間選擇在10～30 min。

2.2不同加熱溫度加熱20 min對“冷蒸”色澤、葡萄糖含量及感官品質的影響

如圖3所示，對于L*值和b*值來說，5組不同加熱溫度處理之間無顯著差異（P<0.05）；對于a*值來說，加熱溫度為75、80、85 ℃時的樣品與加熱溫度為65、70 ℃時的樣品間差異顯著（P<0.05）。

如圖4所示，不同加熱溫度處理之間均有顯著差異（P<0.05）；加熱處理會使樣品中葡萄糖含量先升高后降低，在加熱溫度為80 ℃時，樣品中葡萄糖含量最高。

如表3所示，隨著加熱溫度的增加，樣品的黏性、咀嚼性和細膩度均增加；甜度先增加后減少。鄭學玲等研究表明，青稞淀粉在60 ℃以下時膨脹力較小，當溫度上升到60 ℃之后其膨脹力明顯增大，而且其成糊溫度在80 ℃左右[13]。

根據以上色澤、葡萄糖含量和感官品質評價的綜合考慮，加熱溫度選擇在75～85 ℃。

2.3響應面優化“冷蒸”的保鮮工藝

2.3.1中心組合設計試驗結果根據單因素試驗結果，將加2.3.2“冷蒸”加熱處理的最佳條件優化為使“冷蒸”在加熱處理中最大程度地保持其色澤、葡萄糖含量和感官品質，利用Design Expert軟件，通過對3個方程模擬尋優，結果如圖5所示。當加熱時間19.89 min、加熱溫度78.75 ℃時，可得到最佳響應值，即a*值為0.94，葡萄糖含量為50.84 μg/mL，感官品質為32.42分。選取加熱溫度79 ℃、加熱時間20 min條件下進行驗證試驗，3次平行試驗結果：a*的均值為0928，相對誤差為0.56%；葡萄糖含量為50.80 μg/mL，相對誤差為0.20%；感官品質為33分，相對誤差為0.20%；這表明響應面法優化“冷蒸”保鮮工藝的方案是可行的。

2.3.3微生物指標測定將加熱溫度79 ℃、加熱時間20 min 條件下得到的樣品在4 ℃貯藏30 d后測定的微生物指標為：細菌總數60 CFU/mL；大腸菌群<3 CFU/mL；霉菌和酵母<20 CFU/mL。根據食品科學與技術協會（IFST）的規定[14]，細菌總數以及酵母和霉菌可接受的最大微生物量分別在 4 lg CFU/mL 和3 lg CFU/mL。所以，此處理的樣品符合規定。

3結論與討論

在單因素試驗基礎上，利用響應面法建立了加熱滅菌處理的溫度和時間與“冷蒸”色澤、可溶性糖含量和感官品質之間關系的二次多項回歸模型，經驗證該模型擬合程度高，準確有效。優化得到的最佳加熱殺菌工藝修正條件為加熱溫度79 ℃、加熱時間20 min。此時獲得的a*值、葡萄糖含量、感官品質得分的實際值與預測值均基本吻合，表明響應面法用于加熱殺菌工藝的優化是可靠的，本研究可為“冷蒸”貯藏加工中的應用提供理論依據。

由本試驗結果可知，適當的加熱處理會提高“冷蒸”的葡萄糖含量和改善感官品質，但是樣品的顏色卻發生了改變。食品發生顏色變化的原因有3種：一是葉綠素被破壞[15-16]；二是發生了非酶褐變[17]；三是酶促褐變[18-20]。本試驗加熱處理溫度較高、處理時間也較長，酶促褐變的可能性較小，因此推測“冷蒸”發生色變的原因為葉綠素遭到破壞或是發生非酶褐變或是兩者皆有，須要以后對此進行試驗驗證來得到其變色的原因。

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