加工工藝對真空包裝麻醬調味料品質的影響

王　琳,張單單,鄭德娟,曹雁平

(北京食品營養與人類健康北京高精尖創新中心,北京工商大學,北京市食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京 100048)

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加工工藝對真空包裝麻醬調味料品質的影響

王琳,張單單,鄭德娟,曹雁平*

(北京食品營養與人類健康北京高精尖創新中心,北京工商大學,北京市食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京 100048)

研究加工工藝對麻醬調味料貨架期的影響。利用均勻實驗研究殺菌溫度、殺菌時間、山梨酸鉀、ε-聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、BHA和TBHQ 8個因素對真空包裝麻醬調味料的酸價、過氧化值、水分活度和pH等貨架期品質的影響。用DPS軟件設計15組均勻實驗,優化出最佳的殺菌工藝為:80 ℃殺菌5 min,加入雙乙酸鈉10 g/kg,46 ℃貯藏的貨架期為25周。

麻醬調味料,均勻實驗,真空包裝,酸價,過氧化值,水分活度,pH

復合調味料使用方便快捷,省事省時省成本,受到消費者青睞。國外最早開發復合調味料,如日本味之素生產的青椒肉絲調料、八寶菜調料、麻婆豆腐調料、雞丁香菇湯料,本研究中的麻醬涼面調味料亦屬于復合調味料。目前國內品種仍然較少,且質量良莠不齊,因此近年來許多學者研究復合調味料制品,楊國堂[1]以牛肉及南瓜為原料,對配方和工藝進行優化,研究出了風味獨特的南瓜牛肉醬,并采用真空軟包裝技術,方便了產品的攜帶。

食品在貨架期內的品質變化研究,如何延長食品貨架期和快速預測食品貨架期的方法等都是近年來的研究熱點[2]。復合調味料的品質變化與儲藏溫度有密切的關系[3],真空包裝是比較常用的儲藏技術,可直接影響調味料的儲藏品質,添加劑可以防止食品在貯藏中因氧化而使營養損壞、褐變、褪色等,從而提高樣品穩定性和延長貨架期[4]。

張單單[5]通過單因素實驗和均勻實驗設計,利用偏最小二乘回歸法建立二次多項式回歸方程,確定戊二醛改性明膠耐酶解最佳處理條件。采用均勻實驗設計可縮短實驗周期找到最適的條件,本研究以真空包裝麻醬調味料為研究對象,利用均勻實驗設計的方法找到最佳的殺菌溫度、殺菌時間、防腐劑和抗氧化劑的加入量。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

冉福芝麻醬、白砂糖、食用鹽、和田寬黃豆醬油、龍門米醋、鎮江香醋、味精、料酒均購于北京市錦繡大地批發市場;蔥、姜、蒜粉、辣椒粉、花椒粉、白胡椒粉均購于北京美全食品有限公司;無水乙醚、無水乙醇、無水甲醇、三氯甲烷、石油醚、氯化鐵、鹽酸、氫氧化鉀、硫氰酸鉀均為分析純試劑,購自國藥集團化學試劑有限公司;山梨酸鉀、ε-梨聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、TBHQ(特丁基對苯二酚)、BHA(丁基羥基茴香醚)均為食品級,純度>98%,河南省鄲城東風化工總廠。

ALC-1100.2電子天平北京賽多利斯儀器系統有限公司;S53/54型紫外可見分光光度計上海棱光技術有限公司;JXD-02型超聲浸取裝置北京金星超聲波設備技術有限公司;RE-52C旋轉蒸發器鞏義市予華儀器有限責任公司;AQUA-LAB水活度儀美國培安公司;FE20實驗室pH計梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DZ-260抽真空封口機北京鼎盛日高科技發展有限公司。

表1　均勻實驗設計方案

1.2實驗方法

1.2.1樣品制作芝麻醬50 g,鹽25 g,味精7 g,糖350 g,蔥粉20 g,姜粉10 g,蒜粉20 g,醬油500 g,料酒50 g,米醋100 g,香醋 100 g,辣椒粉15 g,花椒粉15 g,白胡椒粉33 g,加入添加劑,實驗組樣品殺菌條件和添加劑加入量按表1所示。充分混勻后分裝100 g/袋,抽真空封口后滅菌。對照組樣品只進行80 ℃,20 min殺菌,不加添加劑。樣品放在46 ℃加速條件下貯藏,每周測定16組樣品的酸價、過氧化值、水分活度、pH,直到貨架期終點。

1.2.2油脂的提取稱取50 g麻醬調味料樣品,放到250 mL燒杯中,加入50 mL石油醚,放到預先設定好的25 ℃,0.45 W/cm2超聲水浴槽中進行油脂萃取,提取過程中不要移動,不能貼壁,45 min后將提取油脂的石油醚倒出,放入30 r/min,30 ℃下旋蒸5 min后石油醚蒸發干凈[6]。

1.2.3麻醬調味料的貯藏醬料混勻分裝、抽真空封口后,在46 ℃條件下進行加速破壞實驗。

1.2.4酸價測定參考GB/T 5009.37-2003[7]。

1.2.5過氧化值測定參考GB/T 5009.37-2003。

1.2.6水分活度測定按照AQUALAB水分活度儀使用說明操作,開機后預熱30 min,用0.950、0.800和0.750的標準液對儀器進行校準,將樣品放入樣品杯,表明鋪平后不超過容積的2/3,平衡一定時間使樣品溫度與顯示室溫溫差小于1 ℃,然后測量并記錄數據[8]。

1.2.7pH測定取1 g樣品稀釋至20 g,混勻后直接測量讀數。

1.2.8均勻實驗設計本實驗利用DPS軟件對殺菌溫度、殺菌時間、山梨酸鉀、ε-聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、TBHQ、BHA 8個因素設計5個水平的15組均勻實驗。殺菌溫度:80～120 ℃,殺菌時間:5～20 ℃,山梨酸鉀:0～1 g/kg,ε-聚賴氨酸:0～0.15 g/kg,雙乙酸鈉:0～10 g/kg,脫氫乙酸鈉:0～0.15 g/kg,TBHQ:0～0.2 g/kg,BHA:0～0.1 g/kg[9]。實驗方案如表1所示,采用偏最小二乘回歸分析8個因素對醬料品質的影響,并選擇可以使樣品貯藏時間最佳的殺菌條件和添加劑加入量[10-11]。

1.3數據處理

實驗各值均為5個平行數據的均值。采用DPSv15.0(杭州睿豐信息技術有限公司)數據處理系統進行均勻實驗因素設計。數據統計結果與分析采用Microsoft Excel 2007和Origin 9.0軟件(美國OriginLab公司)分析。

2　結果與分析

2.1酸價

酸價表示中和1 g化學物質所需的氫氧化鉀的毫克數,是對化合物(例如脂肪酸)或混合物中游離羧酸基團數量的一個計量標準,酸價和過氧化值是衡量油脂氧化程度的一個重要指標[12],酸價值越大表明產品的氧化程度越高,表2為46 ℃條件下貯藏的樣品在1～10周測定結果。

表2　46 ℃貯藏條件下樣品的酸價值(mg/g)

樣品的酸價值變化明顯呈上升趨勢,酸價的變化受環境影響較大,在貯藏過程中不同的殺菌條件和添加劑加入量均對產品酸價值有不同程度地影響。第1周的酸價值范圍在1.4～2.2 mg/g之間波動,對照組在第一周的酸價值低于2.0 mg/g,N5最低為1.488 mg/g,滅菌溫度高于100 ℃或滅菌時間較長的實驗組酸價值明顯高于滅菌溫度低于100 ℃的實驗組,N1、N2、N3、N4、N6、N7、N15的值均高于2.0 mg/g。郭善廣[13]的研究表明加工溫度60 ℃的樣品酸價值低于50 ℃樣品的酸價值是由于樣品中的脂肪酶作用結果,但本實驗的樣品是非發酵類食品,且需要更高的加工溫度。樣品中油脂含量大約25%,水分含量較多,貯藏過程中油脂成分容易分離析出,導致產品氧化酸敗,因此在46 ℃貯藏條件下樣品的酸價迅速增加[14]。

表3　46 ℃貯藏條件下樣品的過氧化值(g/100 g)

2.2過氧化值

過氧化值表示1 kg樣品中的活性氧含量,用于說明樣品是否已被氧化而變質。檢測以油脂、脂肪為原料而制作的食品過氧化值來判斷食品質量和變質程度。過氧化值是表示油脂和脂肪酸等被氧化程度的一種指標,是衡量油脂酸敗程度比較敏感的指標,常用于表征油脂中過氧化物的含量。各組樣品的過氧化值測定結果見表3。

貯藏過程中過氧化值不斷升高,在第4周和第5周數值出現明顯下降,第6周開始又呈上升趨勢,這是由于醬料中的油脂含量較高,貯藏過程中的品質變化主要由于油脂的氧化引起。第1周的過氧化值在0.06～0.14 g/100 g之間,不同殺菌條件和添加劑加入量導致有差異。據相關報道稱殺菌條件、防腐劑添加、水分遷移和溫度是影響油脂氧化酸敗的重要因素[15]。研究表明,樣品的過氧化值不僅與殺菌條件和添加劑有關,還與樣品中水分遷移、環境中氧氣含量有關。樣品采用抽真空封口,理論上排除了氧氣的影響,但包裝材料對過氧化值的影響還需要進行深入研究[16]。

表4　46 ℃貯藏條件下樣品的水分活度

表5　46 ℃貯藏條件下樣品的pH

2.3水分活度

水分活度用Aw表示,為溶液中水的蒸氣分壓P與純水蒸氣壓Q的比值,Aw=P/Q,其數值在0～1之間。水分活度已逐漸成為食品、醫藥和生物制品等行業檢測貯藏期品質的重要指標,水分活度對食品保藏具有重要的意義,含水食物的水分活度不同,貯藏期穩定性也不同,各實驗組樣品在貯藏過程中的水分活度值見表4。

貯藏過程中的水分活度逐漸下降,第1周樣品的水分活度主要集中在0.82～0.84之間,N1水分活度最高為0.8424,N10、N12、N13水分活度較低,分別為0.8239、0.8269、0.8253,不同實驗組數值變化的區別并不明顯。貯藏過程中芝麻醬顆粒吸水膨脹之后的粒徑變大,不斷吸收來自食醋和醬油等組分中的水分,導致體系內的水分含量有所降低,水分活度值減小,水分活度呈現下降的趨勢[17]。

2.4pH

pH是表示溶液酸堿度的數值,即所含氫離子濃度的負對數,均勻實驗設計的pH結果如表5所示。

表7　驗證實驗的工藝與驗證結果

隨時間增長,pH總體呈現下降趨勢。各組之間第1周的pH存在差異,由4.330～4.545,N1最小為4.330,N5最大為4.545。各樣品的pH均呈現緩慢下降趨勢。第10周各組分樣品的pH下降到4.100～4.300,其中N2最小為4.100,對照組樣品pH最高為4.350,N5、N12、N14為4.300。而N1與N2的pH總體低于其他樣品的pH,這可能是由于N1與N2的添加劑與滅菌條件的不同,使它們的pH偏低。

2.5均勻實驗

選用酸價、過氧化值作為評價麻醬調味料貨架期的品質指標,根據上海市復合調味料衛生標準,樣品的油脂分離嚴重、過氧化值超過0.25 g/100 g或酸價值超過5 mg/g即可被認定為腐敗樣品[18]。各組樣品的貨架期結果如表6所示。

表6　均勻實驗結果

如表6所示,N12、N14的貨架期較對照組樣品長,對照組樣品在46 ℃下的貨架期僅為20周。采用偏最小二乘回歸分析方法對實驗結果分析。以殺菌溫度、殺菌時間、山梨酸鉀、ε-聚賴氨酸、雙乙酸鈉、脫氫乙酸鈉、TBHQ、BHA為變量,借助DPS15.0數據處理系統軟件建立二次多項式回歸模型:

Y=35.4048511+0.652947X1-1.444725X2-3.679113X3-3.970264X4+0.784925X5+0.209552 X6-2.798792X7-3.004948X8-0.359472X120.124433X22+0.170212X32+0.186649X42+0.034565X52-0.062216X62+0.096781X72-0.221214X82+0.067246X1X2-0.078231X1X3-0.127985X1X40.088226X1X5+0.057608X1X6+0.085395X1X7+0.236576X1X8+0.004823X2X3+0.272879X2X4-0.277988X2X5+0.001472X2X6+0.149728X2X7+0.512709X2X8+0.342756X3X4+0.304452X3X5-0.306747X3X6+0.387550X3X7+0.239303X3X8+0.083171X4X5+0.405407X4X6-0.079250X4X7-0.009943X4X8-0.602169X5X6-0.088945X5X7+0.382127X5X8+0.283571X6X7+0.197851X6X8-0.002945X7X8

根據數據處理系統所得出的實驗處理結果給出了最優指標時各因素組合,為了驗證偏最小二乘回歸方程以及實驗的可信程度,在最優組合條件下進行驗證實驗,驗證實驗結果如表7所示。

數據標準化后結果:誤差平方和:0.6664;決定系數:0.9524;PRESS統計量:9.2417。說明該模型與實際實驗擬合較好,方程在給定的實驗范圍有較高的可信度,可用于實際預測。PLS偏最小二乘法回歸系數分析各因素對貨架期影響程度大小的順序為:X5(雙乙酸鈉)>X1(殺菌溫度)>X6(脫氫乙酸鈉)。經擬合得到最佳處理條件為:加入雙乙酸鈉10 g/kg,80 ℃殺菌5 min,在此條件下的貨架期預測值為27周。驗證實驗得到最佳貨架期為25周,對比預測值和實測值相對誤差為7.4%,可以說明偏最小二乘回歸分析所建立的二次回歸模型是可信的。

3　結論

本實驗運用均勻實驗設計軟件,得到的最佳處理條件為:殺菌溫度80 ℃,5 min,雙乙酸鈉10 g/kg,在此條件下的貨架期為貨架期為25周。與未進行工藝優化的對照樣品相比,貨架期延長了25%。

采用均勻實驗設計在多因素多水平的研究過程中,能夠有效減少實驗次數,降低研究周期及成本。通過偏最小二乘回歸分析可以進行加工工藝的各個影響因素分析,為中餐標準化品質的提高提供有力的支持和保證。

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The sterilization conditions and additives on the quality of vacuum packing tahini condiment

WANG Lin,ZHANG Dan-dan,ZHENG De-juan,CAO Yan-ping*

(Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,Beijing Technology & Business University,Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients,Beijing 100048,China)

The effect of process on the shelf-life of tahini condiment was discussed in this study. The factors of sterilization temperature,time,potassium sorbate,poly lysine,double sodium acetate,dehydroacetic acid sodium,BHA,TBHQ,on the shelf-life quality,such as acid value,peroxide value,water activity and pH,were studied by uniform experiment. 15 set of uniform experiment were designed by DPS software. The longest shelf-life was 25 weeks under the condition:sterilization temperature 80 ℃,sterilization time 5 min,double sodium acetate 10 g/kg,storage temperature 46 ℃.

tahini condiment;uniform experiment;vacuum package;acid value;peroxide value;water activity;pH

2016-04-13

王琳(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：食品貨架期預測，E-mail：linwang1110@163.com。

十二五科技支撐重點課題(2014BAD04B06)。

TS205.9

B

1002-0306(2016)16-0273-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.046