微波膨化甘薯魚糜脆片的加工工藝優化

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(西華大學食品與生物工程學院,四川成都 610039)

三文魚肉質堅實富有彈性,味道鮮美,色澤呈深橘紅色或橘紅色[1-3]。因其富含豐富的優質蛋白和多不飽和脂肪酸,近年來受到越來越多消費者的青睞[3]。三文魚作為刺身的高級食材,在對優質魚片進行篩選分割后,會余留大量魚皮、邊角魚肉,這些三文魚加工副產物具有極高的營養價值。以三文魚加工副產物為原料,進行產品開發,在實現三文魚加工副產物資源綜合利用的同時,能夠提高其商品的附加值。

近年來,休閑膨化食品深受消費者的喜愛,炸薯片[4]、南瓜脆片[5]、香菇脆片[6]、蘋果脆片[7]等系列果蔬脆片已出現在各大商場及賣場。但同時,隨著人們綠色健康消費意識的提高,傳統膨化食品,如炸薯片、果蔬脆片等,因含大量油脂及碳水化合物,漸漸被低脂、低碳水化合物且非油炸的新型膨化食品替代。以魚肉為主要原料的魚糜脆片作為新型脆片,含有豐富的蛋白質以及不飽和脂肪酸,營養價值極高,也逐漸受到廣大消費者的青睞[8]。甘薯又被稱作地瓜、番薯、紅薯等,原產于熱帶美洲,含有豐富的營養成分和生物活性成分,甘薯塊莖中必需氨基酸含量較高,尤其賴氨酸及蘇氨酸含量較高,且具有生理保健作用和藥用價值,被人們視為綠色、健康、營養食品[11]。近年來,在脆片系列產品加工中,微波膨化作為一項新興技術逐漸替代了傳統油炸膨化工藝,利用微波膨化技術加工食品具有加工時間短、最大限度保存食品原有的營養成分、膨化、干燥及殺菌工藝同時完成等優點[12]。因此,將甘薯與魚糜為原料加工成新型膨化脆片,使該產品動植物營養素均衡互補,能夠同時提高三文魚加工副產物及甘薯的利用價值。

本實驗選用三文魚加工副產物制作而成的魚糜作為原料,添加甘薯泥與之進行復合,采用微波膨化方式,開發甘薯魚糜脆片新型膨化食品。通過研究微波功率、膨化時間、植物油添加量、糯米粉添加量以及小蘇打與碳酸氫銨添加量等因素對產品感官和質構的影響,并對脆片加工工藝進行正交試驗結果優化,確定甘薯魚糜脆片的最佳加工工藝。本研究以甘薯和魚糜為原料研發的脆片產品,以期達到滿足消費者對動植物營養互補的需求,同時擬解決三文魚副產物資源綜合利用的問題,對三文魚產業發展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

三文魚加工副產物 由通威(成都)三文魚有限公司提供;甘薯粉、植物油、姜粉、大蒜粉、蔗糖、食用鹽、五香粉、胡椒粉、小蘇打(食品級)、食用碳酸氫銨(食品級)、糯米粉、玉米淀粉等 市售。

TB-214型電子分析天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司;C21-WK2102型電磁爐 美的集團有限公司;TA-XT plus型質構儀 英國Stable Micro Systems公司;WM-JT469型微波爐 廣東惠而浦家電制品有限公司;家用小型絞肉機 市售。

1.2 實驗方法

1.2.1 甘薯魚糜脆片工藝流程 三文魚加工副產物→清洗攪碎→擂潰→混料(添加各輔料)→成型→熟化→冷卻→切片→微波膨化→冷卻包裝

1.2.2 操作要點 攪碎:將三文魚加工副產物清洗后用絞肉機攪碎成魚糜狀。

擂潰:稱取定量的魚糜使用搟面杖進行擂潰,直至魚糜具有一定黏性為止。

混料:將甘薯蒸熟后搗爛成泥狀,取適量水加入小蘇打、碳酸氫銨、蔗糖、食鹽、姜粉、大蒜粉、五香粉、胡椒粉調制調味液,最后將甘薯泥、玉米淀粉、糯米粉、植物油以及調味液依次加入到已擂潰好的魚糜中,進行充分攪拌。

成型:對混料進行手工揉搓,排除內部空氣,直至混料無大氣孔后揉搓終止;將成型好的面團置于100 ℃蒸鍋中熱氣熟化3 min,熟化過程中需對面團進行翻動。

冷卻:將熟化好的面團取出后冷卻備用。

切片:將冷卻后的面團切成規格為2 cm×2 cm×0.2 cm的小方片。

膨化:采用5種不同微波膨化參數進行膨化,通過感官、硬度及脆度指標分析,確定最佳膨化參數。

1.2.3 微波膨化工藝實驗 通過預實驗確定甘薯魚糜脆片原輔料添加比例,即魚糜添加量為33%,甘薯泥添加量為67%,并以魚糜與甘薯泥總質量為基準,添加玉米淀粉20%、水20%、蔗糖4%、食鹽2%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%。后續實驗中原輔料均按上述比例進行添加。

以魚糜和甘薯泥質量為基準,分別添加水20%、玉米淀粉20%、植物油4%、糯米粉20%、蔗糖5%、食鹽2%、小蘇打:碳酸氫銨以1∶1添加1%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%,考察微波膨化功率與時間對脆片感官及質構性質的影響,微波膨化參數見表1。

表1 甘薯魚糜脆片微波膨化參數表Table 1 Microwave puffing parameters of crisps of surimi and sweet potato

1.2.4 單因素實驗

1.2.4.1 植物油添加量對脆片感官和質構特性的影響 以魚糜和甘薯泥質量為基準,分別添加水20%、玉米淀粉20%、糯米粉30%、蔗糖4%、食鹽2%、小蘇打∶碳酸氫銨(1∶1)添加量1%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%,考察植物油添加量(2%、4%、6%、8%、10%)對脆片感官和質構特性的影響。

1.2.4.2 糯米粉添加量對脆片感官和質構特性的影響 以魚糜和甘薯泥質量為基準,考察糯米粉添加量(10%、20%、30%、40%、50%)對脆片感官和質構特性的影響,其余物質的添加量同1.2.4.1。

1.2.4.3 小蘇打與碳酸氫銨比例對脆片感官和質構特性的影響 以魚糜和甘薯泥質量為基準,考察小蘇打/碳酸氫銨比例(1∶1、1∶2、2∶1)對脆片感官和質構特性的影響,其余物質的添加量同1.2.4.1。

1.2.4.4 小蘇打與碳酸氫銨的復合添加量對脆片感官和質構特性的影響 以魚糜和甘薯泥質量為基準,考察小蘇打與碳酸氫銨復合添加量(0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%)對脆片感官和質構特性的影響,其余物質的添加量同1.2.4.1。

1.2.5 正交實驗設計 在單因素實驗的基礎上,設計三因素三水平正交實驗,通過對脆片的感官、硬度以及脆度分析,對其配方工藝進行優化,正交因素水平表見表2。

表2 正交實驗因素水平表(%)Table 2 Factors and levels table of the orthogonal test(%)

1.2.6 感官評定 由10位(男女各5位)經過訓練的評價員組成感官評定小組,根據表3的評分標準,對脆片外觀、口感、色澤以及風味等方面進行感官評分,滿分為100。評價結束后,將評價人員的評分結果取平均值[8,10]。

表3 甘薯魚糜脆片感官評價表Table 3 Sensory evaluation of crisps of urimi and sweet potato

1.2.7 質構測定 參考黃燕等[8]的方法,采用TA-XT plus質構儀對脆片硬度、質構進行測定分析。具體測定參數:測量前探頭下降速度2 mm/s;測試速度1 mm/s;測試后探頭回程速度1 mm/s;下行距離為產品厚度的98%;探頭類型P/6;數據的采集數率200.00 pps;硬度、脆度單位為g。每組樣品測定6次,取平均值計算。

1.3 數據處理

采用SPSS 21軟件和Oringin 9.0 軟件進行數據處理與作圖,分析甘薯魚糜脆片的感官及硬度、脆度特性變化。

2 結果與分析

2.1 微波膨化工藝

不同微波膨化工藝對脆片感官及質構特性的影響如圖1所示。由圖1A可知,第四組脆片感官得分最高,口感酥脆,硬度適中,色澤均勻有光澤;第一組脆片感官得分最低,該條件下膨化的脆片口感較硬,顏色不均勻且有小氣泡。由圖1B可以看出,第一組脆片的硬度值最大,且脆度較低,此結果與感官評分相一致;隨著微波功率的增大,脆片的硬度值逐漸降低,脆度值緩慢升高,這可能是由于微波功率較低時,產品的膨化屬于間歇性膨化,使得產品內部結構更加緊密所致[10]。結合感官與質構結果分析,脆片在微波功率為500 W的條件下膨化120 s后硬度與脆度較好,口感最佳。

圖1 不同微波膨化工藝對脆片感官及質構特性的影響Fig.1 Effect of different microwave puffing technologies on sensory and texture of crisps

2.2 單因素實驗

2.2.1 植物油添加量對脆片品質的影響 植物油添加量對脆片感官及質構特性的影響見圖2(A～B)。由圖2(A～B)可知,隨著植物油添加量的增加,脆片感官得分呈現波動變化趨勢,當植物油添加量為4%時,脆片的感官得分最高,硬度和脆性均較好;當植物油添加量超過8%時,脆片的口感較油膩,硬度和脆性呈明顯增加趨勢,這可能是由于植物油的加入導致增強了面團的起酥性,而此時硬度已超出人們可接受的硬度范圍(6000～9000 g)[8]。因此,植物油添加量以4%最佳。

圖2 植物油添加量對脆片感官及質構特性的影響Fig.2 Effect of additive amount of vegetable oil on sensory and texture of crisps

2.2.2 糯米粉添加量對脆片品質的影響 糯米粉添加量對脆片感官及質構特性的影響見圖3(A～B)。從圖3A中可以看出,隨著糯米粉添加量的增加,脆片感官得分先增加后減小,當糯米粉添加量為20%和30%時,脆片的口感較佳,咀嚼性好。由圖3B可知,糯米粉添加量為10%時,脆片的硬度較大,脆度適中;隨著糯米粉添加量的增加,脆片的硬度和脆性呈現先下降后上升的變化趨勢,這可能是由于糯米粉增加到一定量時,面團的黏性逐漸增大,從而導致面團內部結構更為緊密。當添加量為30%時,此時硬度在可接受范圍內。綜合甘薯魚糜脆片的感官得分和質構結果分析,糯米粉的添加量以30%為宜。

圖3 糯米粉添加量對脆片感官及質構的影響Fig.3 Effect of additive amount of glutinous rice flour on sensory and texture of crisps

2.2.3 小蘇打與碳酸氫銨添加比例對脆片品質的影響 小蘇打與碳酸氫銨比例對脆片感官及質構的影響見圖4(A～B)。從4(A～B)中可以看出,當小蘇打與碳酸氫銨添加比為1∶1時,脆片感官得分最低,脆片的硬度與脆度最大;當兩者比例為1∶2時,脆片感官得分為最高,外觀均勻平整,表面無明顯小氣泡,口感酥脆,硬度適宜,咀嚼無殘渣,其硬度與脆度均下降,此時硬度在感官可接受范圍內;當兩者添加比例為2∶1時,脆片的硬度增加,脆度下降。因此,小蘇打與碳酸氫銨添加比例為1∶2時,對脆片的感官及質構特性效果最好。

圖4 小蘇打與碳酸氫銨添加比例對脆片感官及質構的影響Fig.4 Effect of adding proportion of sodium bicarbonate and ammonium bicarbonate on sensory and texture of crisps

2.2.4 小蘇打與碳酸氫銨復合添加量對脆片品質的影響 小蘇打與碳酸氫銨復合添加量對脆片感官及質構的影響見圖5(A～B)。從圖5(A～B)中可以看出,小蘇打和碳酸氫銨的添加量對脆片的感官得分和質構特性均有較大的影響。從圖5A中可以看出,隨著兩者復合添加量的增大,感官得分先增加后減少,當添加量大于1.2%時,脆片表面已形成較多大小不一的氣泡,且脆片略帶苦味,影響其口感。由圖5B可見,隨著小蘇打與碳酸氫銨復合添加量的增加,甘薯魚糜脆片的脆度和硬度均呈逐漸減小的趨勢,這是由于小蘇打與碳酸氫銨受熱后分解產生CO2氣體使得脆片膨化[8];當其添加量為1%時,脆片的硬度和脆度結果均較佳。綜合感官評價及質構結果分析,當小蘇打和碳酸氫銨復合添加量為1%時,脆片品質最佳。

圖5 小蘇打與碳酸氫銨復合添加量對脆片感官及質構的影響Fig.5 Effect of additive amount of compound agent on sensory and texture of crisps

2.3 正交試驗

在前期單因素實驗的基礎上,由于植物油添加量、糯米粉添加量和復合膨松劑添加量對產品硬度及脆度指標影響較大,因此選取以上三個因素為研究對象,設計三因素三水平正交實驗,進一步確定甘薯魚糜脆片的最佳工藝,正交實驗結果見表4。

表4 正交實驗結果Table 4 Results of orthoganal test

從表4中可以看出,就感官得分而言,各因素的極差大小排序為B>C>A,即糯米粉添加量對脆片感官影響最大,復合膨松劑添加量次之,植物油添加量影響最小,最優組合為A2B2C2。三個因素影響脆片硬度的主次順序為 A>B>C,即植物油添加量>糯米粉添加量>復合膨化劑添加量;由于甘薯魚糜脆片的硬度并非越大越好,因此只對影響硬度的主次因素進行討論。就甘薯魚糜脆片的脆度而言,三因素的排列順序為A>C>B,即植物油添加量>復合膨松劑添加量>糯米粉添加量,最優組合為A3B1C3。

甘薯魚糜脆片的感官得分、硬度和脆度的方差分析見表5。從表5中可以看出,糯米粉添加量是影響脆片感官品質最大的因素,而植物油則是影響脆片質構特性最大的因素,復合膨松劑對脆片的感官品質及質構特性影響較小。故將正交實驗分析結果與方差分析結果綜合考慮后,得到兩組脆片的最佳工藝配方,即A2B2C2和A3B1C3。為選出最佳工藝,將兩組配方進行驗證實驗,結果表明,A2B2C2和A3B1C3加工的脆片感官得分分別為(86.5±1.01)分、(76.1±0.79)分,A2B2C2組的脆片感官品質明顯優于A3B1C3組;同時測得A2B2C2組脆片的硬度值與脆度值分別為(7654.125±123.521)、(8165.365±105.347) g,產品的硬度值在人們可接受范圍內,且外形完整,無開裂現象,無大氣泡,口感酥脆。因此,最終確定甘薯魚糜脆片最佳工藝配方組合為A2B2C2,即植物油添加量為4%,糯米粉添加量為30%,復合膨化劑添加量為1.0%。

表5 正交試驗方差分析表Table 5 Variance analysis of orthogonal test

3 結論

本研究以三文魚加工副產物、甘薯泥為主要原料,加工制備甘薯魚糜脆片,單因素實驗和正交實驗結果分析表明,糯米粉添加量是對脆片感官品質影響最大的因素,而植物油添加量則是對脆片質構特性影響最大的因素,復合膨松劑添加量對脆片的感官品質及質構特性影響較小。甘薯魚糜脆片微波膨化的最佳條件為:微波功率為500 W,膨化時間為120 s;同時確定了產品的最佳配方為魚糜:甘薯泥質量比1∶2、水20%、玉米淀粉30%、糯米粉30%、植物油4%、小蘇打:碳酸氫銨(2∶1)添加量1.0%、姜粉1%、大蒜粉1%、五香粉1%、胡椒粉1%、蔗糖4%、食鹽2%。此配方結合最佳微波膨化條件加工制得的脆片感官得分為(86.5±1.01)分,硬度值與脆度值分別為(7654.125±123.521)、(8165.365±105.347) g,顏色為淡黃色,表面密實無大氣泡,質地均勻無凹陷,無裂縫;口感酥脆不油膩,魚香味與甘薯風味濃郁,具有較好的口感和豐富的營養價值。