紅棗變溫壓差膨化產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)體系的研究

賈文婷 楊慧 吳洪斌

摘要：以新疆地區(qū)5個(gè)品種的紅棗為原料，采用變溫壓差膨化干燥工藝加工紅棗脆片，利用主成分分析法及層次分析法對(duì)紅棗脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、指標(biāo)測(cè)定方法、綜合評(píng)價(jià)方法等在內(nèi)的紅棗脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)體系，旨在為紅棗脆片的品質(zhì)評(píng)價(jià)及原料品種的加工適宜性研究提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：紅棗脆片;變溫壓差膨化干燥;品質(zhì)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)： TS255.42 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）11-0196-06

收稿日期：2019-07-05

基金項(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技支疆項(xiàng)目（編號(hào)：2013AB020）。

作者簡(jiǎn)介：賈文婷（1987—），女，河北鹿泉人，碩士，助理研究員，主要從事果蔬加工研究。E-mail：4947637@qq.com。

通信作者：金新文，博士，副研究員，主要從事果蔬加工研究。E-mail：@qq.com。 ?紅棗是新疆地區(qū)非常具有優(yōu)勢(shì)特色的林果產(chǎn)品，因其口感好、營(yíng)養(yǎng)豐富而深受喜愛。隨著種植技術(shù)的快速發(fā)展，新疆南疆地區(qū)紅棗產(chǎn)量逐年提高。目前紅棗主要以初加工干燥為主，由于市場(chǎng)供大于求，干棗大量囤積，因此開發(fā)新的棗產(chǎn)品成為迫切需求。近年來，棗片、棗粉、脆棗等產(chǎn)品紛紛上市，其中脆棗和棗片多以油炸方式制成，雖然口感酥脆，但含油量大，對(duì)身體健康有不利的影響，因此，研究營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且口味俱佳的半干棗干制方法非常必要。變溫壓差膨化干燥技術(shù)是近幾年剛興起的一種新型、環(huán)保、節(jié)能，專門用于生產(chǎn)非油炸果蔬脆片的膨化干燥技術(shù)，變溫壓差膨化干燥設(shè)備生產(chǎn)的果蔬脆片是繼油炸果蔬脆片、真空低溫油炸果蔬脆片之后的第3代產(chǎn)品，具有味道鮮美、口感酥脆、營(yíng)養(yǎng)豐富、易于貯存、攜帶方便等特點(diǎn)[1]。目前生產(chǎn)的變溫壓差膨化產(chǎn)品缺乏品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品品質(zhì)參差不齊，為了科學(xué)地建立紅棗變溫壓差膨化脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)體系，并合理篩選紅棗脆片的品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)[2]。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外研究者的研究基礎(chǔ)，影響紅棗脆片的品質(zhì)指標(biāo)主要有以下幾個(gè)方面：紅棗的品種以及紅棗脆片產(chǎn)品的感官、理化、營(yíng)養(yǎng)、加工等品質(zhì)等[3]。其中，感官品質(zhì)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括產(chǎn)品的色澤、膨化度、酥脆度等;理化與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為產(chǎn)品的甜度、含水率、維生素C含量、蛋白質(zhì)含量、纖維素含量等;加工品質(zhì)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為產(chǎn)品的產(chǎn)出比、復(fù)水性以及產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)等[4-5]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取5個(gè)代表性紅棗品種，分別為灰棗、駿棗、哈密大棗、贊皇大棗、冬棗。樣品果均購自水果批發(fā)市場(chǎng)，每個(gè)品種購買10 kg，采用變溫壓差膨化干燥技術(shù)加工制得紅棗脆片后進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

主要的試驗(yàn)設(shè)備有變溫壓差果蔬膨化機(jī)（QDPH10-1，天津市勤德新材料科技有限公司）、去核器（購自超市）、色彩色差計(jì)（三恩馳，廣州德滿億儀器有限公司）、物性分析儀（Ta.XT2i/50，英國(guó)Stable Micro System公司）、水分測(cè)定儀[奧豪斯MB23，奧豪斯儀器（上海）有限公司]、萬分之一電子天平（1702，德國(guó)科恩）、高速萬能粉碎機(jī)（FW，天津市泰斯特儀器有限公司）、掃描電鏡（JSM-6700F，日本電子株式會(huì)社）。

1.3 試驗(yàn)方法

將購買的紅棗原料按照以下技術(shù)路線加工為紅棗脆片：原料清洗→去核→切片→預(yù)干燥→均濕→變溫壓差膨化干燥→冷卻→包裝→成品。其中，變溫壓差膨化干燥的參數(shù)設(shè)定為預(yù)干燥溫度為 60 ℃，烘干4 h至紅棗片含水量為30%左右;在膨化溫度為65 ℃、膨化壓力差為0.2 MPa條件下膨化 30 min，抽真空干燥溫度為60 ℃，抽真空干燥時(shí)間為 120 min。按表1中的方法測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)值[6]。

1.4 分析方法

主要分析方法有主成分分析（principal components analysis，簡(jiǎn)稱PHA）法和層次分析（the analytic hierarchy process，簡(jiǎn)稱AHP）法。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅棗脆片理化指標(biāo)主成分分析

紅棗變溫壓差膨化干燥產(chǎn)品的各項(xiàng)理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果如表2所示。由于評(píng)價(jià)指標(biāo)具有不同的量綱，在數(shù)據(jù)分析前須將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將其轉(zhuǎn)化為無量綱數(shù)據(jù)，以避免結(jié)果產(chǎn)生偏差[7]。通過主成分分析得到紅棗脆片的相關(guān)系數(shù)矩陣、方差貢獻(xiàn)分析表、主成分荷載矩陣、碎石圖分別如表3、表4、表5、圖1所示。數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0軟件。

每個(gè)主成分的方差即特征值，表示對(duì)應(yīng)成分能夠描述原有信息的多少[8]。由表5可以看出，前3個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的特征值累計(jì)百分比達(dá)到93.433%，并且數(shù)據(jù)由11項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)降為3個(gè)彼此不相關(guān)的主成分，達(dá)到了降維的目的。同時(shí)，從表5中可以看出，每個(gè)主成分里各指標(biāo)的重要程度，其中，貢獻(xiàn)較多的指標(biāo)為色澤、脆度、膨化度。

2.2 紅棗脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型的建立

通過主成分分析，影響紅棗脆片產(chǎn)品品質(zhì)的核心指標(biāo)為色澤、脆度、膨化度，這些指標(biāo)分別與紅棗脆片產(chǎn)品的外觀、風(fēng)味、質(zhì)地相對(duì)應(yīng)，采用層次分析法對(duì)核心指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而建立產(chǎn)品的數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型。

2.2.1 紅棗脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)體系分層模型的建立 原料品種以及評(píng)價(jià)指標(biāo)值均會(huì)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生

影響，根據(jù)指標(biāo)間的相互關(guān)系及隸屬層次，綜合建立紅棗脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)體系的分層模型結(jié)構(gòu)（圖2）[9-10]。該模型的層次結(jié)構(gòu)分為3層：第1層為目標(biāo)層（O），即紅棗脆片品質(zhì)情況的綜合排名;第2層為準(zhǔn)則層（C），即影響紅棗脆片品質(zhì)的3項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，記為C=（c1，c2，c3）=（色澤，脆度，膨化度）;第3層為方案層（P），即5個(gè)紅棗原料品種，記為P=（p1，p2，p3，p4，p5）=（灰棗，駿棗，哈密大棗，贊皇大棗，冬棗）。

2.2.2 判斷矩陣的構(gòu)造及結(jié)果 不同指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響具有不同的權(quán)重，按照層次分析法提出的1～9比例標(biāo)度法（表6）以及對(duì)產(chǎn)品各指標(biāo)重要性的定性評(píng)價(jià)[11]，通過加權(quán)計(jì)算得出結(jié)果，如表7所示。

層次分析法的評(píng)價(jià)模型僅在數(shù)學(xué)意義上具有合理性，在實(shí)際應(yīng)用中，消費(fèi)者的期望結(jié)果是否與數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)結(jié)果相一致，還須要通過感官評(píng)價(jià)來驗(yàn)證[12]。

2.3 紅棗脆片感官評(píng)價(jià)

按照5分制確立評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，建立紅棗脆片感官評(píng)價(jià)分析標(biāo)準(zhǔn)（表8），要求評(píng)價(jià)小組成員根據(jù)表8中的評(píng)價(jià)內(nèi)容及評(píng)分范圍對(duì)紅棗脆片進(jìn)行打分[13]。

由10人（A～J）組成紅棗脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)小組，按照表8中所述的各項(xiàng)要求，分別從外觀、質(zhì)地、風(fēng)味、氣味等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，打分結(jié)果如

表9所示。

由表10可以看出，灰棗產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果最佳，綜合得分為4.150，感官評(píng)價(jià)結(jié)果排名最后的為冬棗產(chǎn)品，綜合得分為2.75分。感官評(píng)價(jià)結(jié)果與前面層次分析法建立的數(shù)學(xué)模型相比較結(jié)果非常接近，表示該評(píng)價(jià)模型可以客觀合理地反映紅棗脆片品質(zhì)的優(yōu)劣。

2.4 紅棗膨化產(chǎn)品細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化

結(jié)合數(shù)學(xué)模型及感官評(píng)價(jià)篩選出的最佳試驗(yàn)原料為灰棗，對(duì)其進(jìn)行變溫壓差膨化干燥生產(chǎn)，得到的產(chǎn)品經(jīng)前期處理后，借助掃描電鏡，在放大50倍的條件下觀察其微觀結(jié)構(gòu)，如圖3所示[14]。

通過對(duì)紅棗變溫壓差膨化前后的產(chǎn)品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，膨化有助于物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的固化，紅棗膨化產(chǎn)品內(nèi)部細(xì)胞呈多孔海綿狀，組織結(jié)構(gòu)疏松，具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)，這賦予產(chǎn)品酥脆的口感[15]。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型與感官評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，篩選出適于加工紅棗變溫壓差膨化干燥產(chǎn)品的品

種為灰棗。通過掃描電鏡觀察，產(chǎn)品經(jīng)變溫壓差膨化干燥后，組織內(nèi)部空腔明顯增大，且孔隙分布較為均勻，結(jié)構(gòu)疏松，呈多孔海綿狀， 在口感上表現(xiàn)為酥脆可口。

在篩選核心指標(biāo)時(shí)，考慮到實(shí)際生產(chǎn)成本的影響，筆者將產(chǎn)出比作為一項(xiàng)核心指標(biāo)，平衡產(chǎn)品品質(zhì)與產(chǎn)量之間的關(guān)系，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)更具有指導(dǎo)意義[16]。如果不考慮實(shí)際生產(chǎn)，僅從品質(zhì)方面評(píng)價(jià)紅棗脆片，核心指標(biāo)的篩選可以進(jìn)一步探討及確定。對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行感官評(píng)價(jià)驗(yàn)證時(shí)，選擇的紅棗原料必須涵蓋不同等級(jí)，在條件允許的情況下，可以通過 擴(kuò)大樣本量的方式驗(yàn)證模型的合理性[17]。在今

后的研究中，可以從更多角度完善感官評(píng)價(jià)分析標(biāo)準(zhǔn)，使評(píng)價(jià)結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確性。根據(jù)該評(píng)價(jià)體系的結(jié)果， 進(jìn)一步分析適宜加工脆片的原料指標(biāo)特性，通過其內(nèi)在規(guī)律性指導(dǎo)今后變溫壓差膨化干燥產(chǎn)品專用原料品種的工作[18]。后續(xù)研究可以進(jìn)一步探索預(yù)處理方式、加工工藝條件等影響脆片產(chǎn)品品質(zhì)的原因，例如生物大分子在膨化過程中各階段的狀態(tài)及如何影響產(chǎn)品的最終品質(zhì)等。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢金峰. 蘋果變溫壓差膨化干燥工藝優(yōu)化研究[J]. 食品科學(xué)，2008，29（11）：213-218.

[2]鄧 紅，王小娟. 不同干燥方法對(duì)蘋果片品質(zhì)的影響[J]. 食品科技，2007，32（2）：84-87.

[3]丁媛媛. 甘薯變溫壓差膨化干燥技術(shù)研究[D]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2011.

[4]陳傳福，李 坤，張培正. 氣流膨化菠蘿脆片的工藝研究[J]. 食品工業(yè)，2008，29（1）：47-49.

[5]葛邦國(guó)，吳茂玉，和法濤，等. 我國(guó)果蔬脆片研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 中國(guó)果菜，2009（6）：46.

[6]弓成林，郭愛民，汪小偉，等. 灰色關(guān)聯(lián)度和層次分析法在葡萄品質(zhì)評(píng)價(jià)上的應(yīng)用[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2002，15（1）：79-82.

[7]劉遵春，包東娥，廖明安. 層次分析法在金花梨果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)上的應(yīng)用[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，34（8）：125-128.

[8]歐庸彬，姚春光，柳 寒，等. 馬鈴薯高代系炸片色澤分析與加工品質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)馬鈴薯，2008，22（5）：274-277.

[9]景英川. 模糊線性回歸模型中的擬合度問題[J]. 山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，16（3）：10-14.

[10]吳謀成. 食品分析與感官評(píng)定[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002：301.

[11]Shyu S L，Hwang L S. Effects of processing conditions on the quality of vacuum fried apple chips[J]. Food Research International，2001，34（2/3）：133-142.

[12]劉 璇，王 沛，畢金峰，等. 基于層次分析法的晚熟品種蘋果脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 食品與機(jī)械，2012，28（5）：46-50.

[13]白沙沙，畢金峰，王 沛，等. 不同品種蘋果果實(shí)品質(zhì)分析[J]. 食品科學(xué)，2012，33（17）：68-72.

[14]白沙沙，畢金峰，王 沛，等. 基于主成分分析的蘋果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)研究[J]. 食品科技，2012，37（1）：54-57.

[15]王 沛，畢金峰，白沙沙，等. 早熟品種蘋果脆片的品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)測(cè)定及相關(guān)性分析[J]. 食品與機(jī)械，2012，28（2）：9-14.

[16]王 沛，劉 璇，畢金峰，等. 基于主成分分析的中早熟蘋果脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2012，12（6）：204-211.

[17]Liu X，Wang P，Bi J F，etal. Quality evaluation of late maturity apple chips based on analytic hierarchy process[J]. Food and Machinery，2012，28（5）：46-50.周 聃，郝貴杰，徐 磊，等. 3種不同來源冷凍蝦仁特性及TPA分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（11）：202-206.