即食海帶脯加工參數的優化

寧芊，龐杰

(1.福建農林大學 金山學院，福州 350002；2.福建農林大學 食品科學學院，福州 350002)

海帶(Laminariajaponica)也叫江白菜，海帶科海帶屬[1]，是人工養殖生產最多的海藻。海帶是一種經濟價值很高的海藻，在醫學、食品、化工等方面都有廣泛的應用，有“植物碘庫”之稱[2]。近年來，福建省依賴臨海的地理優勢，在海帶養殖業上發展迅速，但在海帶加工方面，傳統的煙漬海帶、海帶結、海帶卷和海帶絲等初級加工產品因存在清洗不凈極易帶沙，海帶自身腥味較難除去，成品軟爛，口感差等技術問題，已嚴重阻礙了對海帶多元化開發的要求。鑒于此，本研究打破傳統的海帶腌制方式，將油炸工藝改為通過干燥箱通風干燥的工藝進行處理。本產品最大的特色在于對海帶脯采用混合脫腥技術，將不同脫腥原理結合在一起，優勢互補，使許多消費者難以接受的海帶腥味在工藝優化下得以消除，又保留了海帶原有的風味，口感上有較好的咀嚼感，既不失營養，又能開袋即食，不但可以滿足現代消費者生活節奏快、飲食要求高的消費需求，也將有助于海帶產業的發展，對當前新品開發提供了一定參考價值。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

干海帶、過濾水、包裝袋：由福建閩中有機食品有限公司提供；漿水：甘肅天水漿水(總酸度7.5%)。

1.2 試驗設備

BS224S電子分析天平 北京賽多利斯科學儀器有限公司；HEGON美的電磁爐 美的有限公司；YXQ-LS-50G高壓滅菌鍋、GZX-9070MBE數顯鼓風干燥箱 上海博迅實業有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋 江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司；FK03多功能封口機 溫州市鹿達封口機廠；ZTEST質構儀 日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 海帶脯生產工藝

干海帶→浸泡→清洗→脫腥→硬化→沖洗→水煮→調味→干燥→成型→包裝→殺菌→冷卻→成品。

1.3.2 干海帶復水條件的確定

式中：M前為復水前干海帶重量；M后為濕海帶瀝干后重量。

1.3.3 脫腥液的配制

本實驗選擇漿水加入生姜的混合脫腥液對海帶進行脫腥。由預實驗結果可得出，2種因素在單獨脫腥時，腥味脫除效果不好，且脫腥液味道殘留，兩者復配使用時，可有效脫除海帶的腥味，同時可以為海帶帶來一定的清香和脆爽。漿水能很好地掩蓋海帶脯的腥味，但如果漿水中的酸度過高，不僅影響海帶風味，而且所含醋酸會軟化海帶組織，降低海帶脯的硬化處理效果，也會使終產品的整體口感下降。經過多次的預實驗，選擇總酸度7.5%的甘肅天水漿水，并在每100 mL中分別加入0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 g 生姜，打漿后所得的濾液即為含生姜濃度0.5%～2.5%的漿水生姜混合脫腥液。

1.3.4 海帶脯脫腥的單因素選擇

本研究采用漿水和生姜的混合溶液作為脫腥液。脫腥液用量以浸沒海帶為宜，通過采用不同的漿水生姜混合比例、浸泡時間和浸泡溫度組合，研究得到對海帶脫腥效果最大化的最優配比。

1.3.5 海帶脫腥的感官評價方法

采用100分法評定，即由10名合格評價員(經篩選，均具備良好的感官評價行為)進行描述性分析。在開始評價前，對感官評價員進行評價培訓，使評價人員能對描述產品感官特征的特定詞匯達到高度的統一辨識，在不摻雜個人情緒的情況下，能更客觀地對產品進行評價；為提高感官評價的可信度，感官鑒別的時間在14:00～16:00，不能在餐后1 h參與鑒別，感官評價室的溫度保持在25 ℃下(常溫)進行。在鑒別時應注意避免混雜外來氣味并保持口腔清爽，當有情緒影響時不要進行品評，同時，各個品評人員使用的品評方法要相同，包括樣品數量、入口方式、樣品在口中的停留時間、咀嚼方式等[3]。所有樣品均采用3位隨機數編碼，常溫下供評價員進行評價，對每個樣品進行單因素評價。脫腥效果評分標準表見表1。

表1 脫腥效果評分標準表[4]

1.3.6 海帶脯硬化處理條件的確定

稱取每份重量為100 g的脫腥海帶16份，采用食用級CaCl2在不同浸泡時間和濃度下進行硬化處理。將硬化后的海帶用水沖洗4～5遍，之后進行煮制5 min，冷卻后用質構儀測定海帶脯的硬度，記錄實驗結果并分析確定最佳硬化條件。

1.3.7 海帶脯調味工藝的優化

在根據市面已有類似產品的調味工藝參數上，選取味精、食鹽、白糖、辣椒添加量、調味時間等因素進行試驗，經30人感官評定后，確定海帶脯最佳的調味工藝以及調味時間：白糖5.5%,食鹽2.0%，味精1.6%，辣椒1.2%，調味時間15 min。

1.3.8 海帶脯的干燥成型

在參考了同為膠體質地的軟糖的干燥工藝的基礎上，選用干燥箱通風干燥的工藝， 在85～95 ℃下干燥2 h，之后調節溫度至55～60 ℃，持續8～10 h，最后成型的產品水分保持在8%～10%。干燥后的海帶脯色澤墨綠，形態完整，口感酥脆，保持了海帶特有的風味且無腥味。

1.3.9 殺菌工藝的確定

參考冮潔等[5]對即食海帶殺菌工藝的研究，對經常溫100 ℃下在不同壓力和時間下滅菌的產品進行感官和商業無菌檢驗。

2 結果與分析

2.1 干海帶復水條件的確定

準確稱取4份100 g干海帶，浸泡于500 mL的水中，分別在15,20,25,30 ℃下進行復水。由于海帶中的碘乙酸和甘露醇都能溶于水，如果干的海帶在水中浸泡數小時以上，碘乙酸就會損失90%左右[6]，甘露醇也大都被溶解，這樣就可能降低海帶的營養價值，且復水時間過長，也將導致海帶脯過度膨脹，影響產品的感官。因此，本試驗每隔5 min清洗1次海帶，直到海帶較好地展開，且易于清洗時，將海帶撈出瀝干稱量，按1.3.2中的公式計算復水倍數。

結果表明：將干海帶在15,20,25 ℃下浸泡15 min均易清洗，而在30 ℃時，只需10 min。復水倍數結果見圖1。

圖1 復水倍數結果

由圖1可知，海帶在浸泡15 min時復水倍數在4個不同的溫度下相差并不顯著。通過感官鑒定得出：感官最佳出現在25 ℃ 15 min，故選擇干海帶復水的適宜溫度為20～25 ℃，時間為15 min。

2.2 海帶脯脫腥效果的優化

2.2.1 海帶脫腥的單因素處理

圖2 生姜體積分數對脫腥效果的評分

圖3 浸泡時間對脫腥效果的評分

圖4 浸泡溫度對脫腥效果的評分

由圖2～圖4可知，隨著生姜體積分數、浸泡時間、浸泡溫度的變化，對海帶脯脫腥效果的感官評分均出現了先升后降的趨勢。究其原因，主要是因為適當的生姜體積分數、浸泡時間、浸泡溫度能較好地掩蓋海帶脯的腥味，而當3個單因素繼續上升時，雖然海帶脯的腥味得到了很好的掩蓋，但生姜本身帶有辛辣味，隨著姜汁濃度的升高，不僅影響海帶風味，且由于時間和溫度的增加，漿水中的各種酸會軟化海帶組織，也使海帶脯的整體口感下降，之前對海帶脯的硬化處理在此失效，感官評分也越來越低，因此設定生姜體積分數的3個水平分別為0.5%,1.0%,1.5%；浸泡時間的3個水平分別為10,20,30 min；浸泡溫度的3個水平分別為25,30,35 ℃。

2.2.2 海帶脯脫腥優化試驗設計因素

根據單因素試驗的結果，以生姜體積分數(X1)、浸泡時間(X2)、浸泡溫度(X3)為主要因素，各取3個水平，以脫腥的感官評價作為指標，進行試驗設計，以確定最佳的脫腥處理條件，具體水平選取和設計見表2。

表2 海帶脯脫腥優化試驗設計因素水平表

2.2.3 響應面優化試驗方案設計

采用混合脫腥液脫腥，對生姜體積分數、浸泡溫度以及浸泡時間3個因素，采用Box-Behnken試驗設計的方法進一步研究各因素及其交互作用對海帶脯脫腥效果的影響，并利用響應面分析方法優化海帶脯的脫腥效果。試驗設計及結果見表3。

表3 Box-Behnken試驗設計與結果

續 表

采用Design Expert 10.0軟件對表3中的數據進行回歸分析，由此得到回歸方程：Y=92.79+3.36X1+1.82X2+0.059X3-0.98X1X2-0.91X1X3-1.41X2X3-6.80X12-6.24X22-2.67X32，回歸方程中的方差分析結果見表4。

表4 試驗結果極差分析表

注：“**”代表p<0.001，極其顯著；“*”代表p<0.05，顯著。

由表4可知，各因素對除腥效果的影響順序為：生姜體積分數>浸泡時間>浸泡溫度。生姜體積分數和浸泡時間對海帶脯脫腥效果極其顯著，而浸泡溫度對海帶脯的脫腥幾乎沒有影響。生姜體積分數和浸泡時間之間的交互作用以及浸泡時間和浸泡溫度之間的交互作用對海帶脯脫腥影響顯著。

由表4可知，所建立的模型極其顯著，失擬項不顯著，表明該回歸模型擬合度良好，可以用來預測不同條件對海帶脯脫腥效果的影響。

2.2.4 影響因素的效應分析

采用Design Expert 10.0數據分析軟件對表4的試驗結果進行響應面分析，描繪了對海帶脯脫腥效果影響顯著的兩個因素交互作用關系的響應面曲面圖和等高線圖，分別見圖5和圖6。

圖5 生姜體積分數與浸泡時間對海帶脯脫腥效果影響的響應面圖(a)和等高線圖(b)

由圖5可知，生姜體積分數和浸泡時間對海帶脯脫腥效果均呈先上升后下降的趨勢。通過等高線的疏密度和形狀可以判斷2個單因素的相互作用對蛋白質清除率的影響是否顯著。由圖5可知，生姜體積分數和浸泡時間的交互作用對海帶脯脫腥效果影響顯著，且海帶脯脫腥效果對生姜體積分數更加敏感。

圖6 浸泡時間與浸泡溫度對海帶脯脫腥效果影響的響應面圖(a)和等高線圖(b)

由圖6可知，浸泡時間和浸泡溫度對海帶脯脫腥效果的影響趨勢不同。當浸泡溫度一定時，隨著浸泡時間的增加，蛋白質清除率先上升后下降。低溫時，海帶脯脫腥效果隨浸泡時間的增加呈先上升后趨于平衡的趨勢；而當溫度升高到某一程度時，浸泡時間對海帶脯脫腥效果的影響不顯著。相對于浸泡溫度來說，海帶脯脫腥效果對浸泡時間更為敏感。

2.2.5 最優海帶脯脫腥效果條件的確定及結果驗證

采用Design Expert 10.0數據分析軟件對表4的試驗結果進行綜合性優化分析，得到海帶脯脫腥效果最優的工藝條件為：生姜體積分數1.12%，浸泡時間21.34 min，浸泡溫度29.67 ℃，在此工藝參數下，海帶脯的脫腥效果感官評分為95.36?？紤]到實際生產操作的可行性，將模型得到的最優脫腥工藝的參數設置為：生姜體積分數1.1%，浸泡時間22 min，浸泡溫度30 ℃。將此工藝條件進行試驗驗證，結果仍舊由原來的10名感官評價人員在相當的條件下進行評價，最終的感官評分為95.12，與理論值接近，進一步證明回歸方程是可靠的，可用于代替真實點對試驗結果進行分析和預測。

2.3 復水海帶硬化條件的確定

通過試驗設計的方法確定出海帶硬化采用的CaCl2的濃度及硬化時間。將硬化后的海帶用水沖洗4～5遍，進行煮制10 min，之后進行冷卻，再用質構儀來測定海帶的硬度，采用感官評定確定口感最佳的一組，試驗因素見表5。

表5 不同浸泡時間的硬度

續 表

圖7 海帶硬度

由圖7可知，當CaCl2濃度為1.0%及浸泡時間為10 min時，海帶的硬度已十分接近最佳感官硬度。故海帶硬化采用的硬化劑(CaCl2)濃度為1.0%及浸泡時間為10 min。

2.4 殺菌條件對產品質感及微生物安全性的影響

利用高壓(102.9 kPa，121 ℃)和常壓(101.3 kPa，100 ℃)殺菌分別對包裝好的海帶進行初步感官評定和微生物指標的檢測，結果見表6。

表6 不同殺菌處理的結果

由表6可知，在保證產品安全性的大前提下，常壓(101.3 kPa，100 ℃)殺菌20 min，在感官鑒定時，其口感、色澤、形狀均有較好的表現。綜合考慮加熱處理對產品各項品質帶來的損害，最終確定海帶產品殺菌條件為常壓(101.3 kPa，100 ℃)殺菌20 min。

3 產品質量指標[7]

3.1 感官指標

色澤為墨綠色，口感香脆,形態完整，無脆片，無腥異味。

3.2 理化指標

8%≤水分≤10%。

3.3 微生物指標

細菌總數≤1000 cfu/g , 大腸菌群≤30 MPN/100 g，霉菌≤100 cfu/g，致病菌未檢出， 保質期為12個月。

4 討論

本文對干海帶制作成海帶脯的過程中各項關鍵工藝環節進行了條件的確定和優化，其最終條件為：干海帶在20～25 ℃的過濾水中復水15 min時易于清洗。海帶本身具有一種特殊的腥臭味，最主要其成分是羧酸類、烷烴類及芳香環基類等物質[8]，為了最大程度地消除這種腥臭味，在綜合各種脫除海帶腥味方法(酸漬法、包埋法、吸附法、風味掩蓋法和微生物發酵法等)后，采用漿水生姜混合液進行酸漬法脫腥?；旌厦撔纫褐械臐{水所含的醋酸會和海帶中的醛類腥臭成分(多為胺化物)，產生氧化和酯化反應，結合成中性鹽，去除了腥味，保留了芳香的低級酯，同時醋酸是有機揮發性的物質，能在后期加工中將部分海帶中腥味的主要來源胺類一起揮發掉。而漿水中同時也富含乳酸菌、酵母菌等，在適合的條件下，這些微生物能通過新陳代謝的作用對小分子腥味物質進行發酵處理，將其轉化為無腥味的大分子物質，并伴隨產生一些令人愉快的風味。而脫腥液中的生姜則含有姜酚、姜醇、姜酮類物質，可以有效清除自由基，從而發揮抗氧化作用[9,10]。

本試驗通過研究漿水生姜混合液中生姜的濃度、浸泡時間和浸泡溫度3個因素的優化組合，得到對海帶脫腥效果的最大化。在后期的海帶脯加工中，長時間的風干工藝能很好地將遺留在漿水中的醋酸味道排凈。將干海帶在1.1%漿水生姜混合脫腥液中浸泡22 min，浸泡溫度保持在30 ℃，可達到最好的脫腥效果，其感官評分為95.12；采用1.0% CaCl2(食品級)浸泡10 min，硬度較佳；海帶調味的最佳工藝為：白糖5.5%，食鹽2.0%.味精1.6%，辣椒1.2%，調味時間為15 min；常壓殺菌20 min，在保證殺菌完全的情況下，對產品的質感影響較小。在此工藝條件下制作的即食海帶脯，口感脆嫩，咀嚼性好，且各項質量標準都達到相應要求，特別是對海帶脯脫腥工藝的優化，使得海帶經工業化風干后的產品符合當今市場對休閑食品的需求，也為海帶產品的后續開發和研究打下了扎實的基礎。