香菇脆片真空油炸—真空微波聯合干燥工藝優化

任愛清鄧 珊唐小閑段振華

(1. 賀州學院食品與生物工程學院，廣西 賀州 542899；2. 賀州學院廣西果蔬保鮮和深加工研究人才小高地，廣西 賀州 542899；3. 賀州學院食品科學與工程技術研究院，廣西 賀州 542899)

真空低溫油炸技術是利用水分沸點隨壓力的減小而降低的原理，實現食品在較低的溫度環境下短時間內迅速脫水[1]。與常壓油炸技術相比，真空油炸具有低氧、低溫的特點，可減少營養物質和油脂的氧化[2]，保存產品的自然色澤和風味[3]，減少丙烯酰胺生成[4]和減少營養物質損失[5]，降低產品含油率[6]。

香菇是世界消費量第二大的食用菌，營養豐富且具有多種保健功能，可采用真空油炸技術生產即食香菇脆片[6-7]。而降低真空油炸果蔬脆片含油率是該領域研究的重點內容，其主要措施為：油炸前預處理[8-12](漂燙、浸漬、涂膜、預干燥)、油炸過程中參數優化[13-16]、油炸后處理(真空離心脫油、真空油炸后與其他干燥聯合脫水)[17-18]。油炸食品含油率隨油炸時間的延長而升高[19]，采用聯合干燥技術可以縮短油炸時間，降低真空油炸食品含油率。Zhu等[13]研究證明熱風、真空微波預干燥可以降低真空油炸豌豆的含油率；Su等[14]在微波輔助真空油炸前采用真空紅外預干燥使土豆片的含油率從22.38%下降至13.49%(干基)，適當的預干燥提高了產品的感官品質。不同原料的真空油炸加工參數存在差異[12-15]，前期預試驗證明香菇脆片真空油炸前預干燥處理會造成表面硬化，影響后期脫水。真空微波作為一種高效的果蔬脆片干燥方式[20-24]，可較好地應用于真空油炸后香菇脆片的脫水。

目前，有關真空油炸—真空微波聯合干燥香菇脆片的研究尚未見報道。試驗擬以新鮮香菇為原料，選取油炸時間、真空度和微波功率3個因素，以脂肪含量和破碎力為指標，對真空油炸—真空微波聯合干燥香菇脆片工藝進行優化，為生產低脂肪、高品質的香菇脆片提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮香菇：市售；

海皇牌棕櫚油：凝固溫度24 ℃，益海嘉里(武漢)糧油工業有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平：BL310型，德國SARTORIUS公司；

水浴鍋：DKS-16型，中新醫療儀器有限公司；

真空油炸機：VFII型，煙臺海瑞食品設備有限公司；

真空微波干燥箱：定制，貴陽新奇微波工業有限公司；

物性測定儀：TA.XT plus型，英國 stable microsystems公司；

色差計：CIA-10型，日本柯尼卡美能達控股株式會社；

干燥箱：DHG-9240A型，上海圣科儀器設備有限公司；

脂肪測定儀：SZC-B型，上海纖檢儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 操作流程

新鮮香菇→去柄、切片、清洗→漂燙→真空油炸→真空離心脫油→真空微波 →檢測

操作要點：

(1) 去柄、切片、清洗：挑選菇蓋較厚的新鮮香菇，去柄切成厚度為6 mm的香菇片，清洗后立即漂燙[7]。

(2) 漂燙：90 ℃漂燙3 min。

(3) 真空油炸：真空油炸設備中加入50 L棕櫚油，開啟蒸汽加熱閥門，加熱至油溫80 ℃，打開油炸鍋的密封門，將處理好的500 g香菇片放入油炸籃中，關閉密封門和真空閥門，開啟真空泵，當抽真空至真空度為0.095 MPa 時，放下油炸籃，然后開始真空油炸，設定油炸時間。

(4) 真空離心脫油：油炸結束后，電機會自動將油炸籃提升至脫離油面，脫油轉速300 r/min，脫油時間3 min。脫油結束后，打開真空閥門和密封門，將產品取出后進行聯合干燥試驗。

(5) 真空微波：將真空離心脫油后的樣品放入真空微波干燥腔內，設定不同的真空度和功率密度，脫水至產品含水率為5%以下。

1.3.2 單因素試驗

(1) 油炸時間：固定微波真空度為0.085 MPa，微波功率密度為1.5 W/g，考察油炸時間(10，15，20，25，30 min)對香菇脆片破碎力的影響。

(2) 微波真空度：固定油炸時間為20 min，微波功率密度為1.5 W/g，考察微波真空度(0.065，0.075，0.085，0.095 MPa) 對香菇脆片破碎力的影響。

(3) 微波功率密度：固定油炸時間為20 min，微波真空度為0.085 MPa，考察微波功率密度(1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 W/g)對香菇脆片破碎力的影響。

1.3.3 響應面優化 根據單因素試驗結果，以油炸時間、微波真空度和微波功率密度為自變量，根據Box-Benhnken模型中心組合試驗設計原理，以脂肪含量和破碎力為試驗指標，設計三因素三水平響應面試驗優化香菇脆片真空油炸—真空微波聯合干燥工藝條件。

1.3.4 不同加工方法對比 比較兩種香菇脆片產品的含油率、破碎力、感官評分指標。

(1) 真空油炸：油炸溫度80 ℃、真空度0.095 MPa，脫水至含水率5%。

(2) 真空油炸—真空微波：油炸溫度80 ℃、真空度0.095 MPa、油炸時間18.6 min；然后微波真空度0.095 MPa、微波功率密度2.0 W/g，脫水至含水率5%。

1.4 指標測定

1.4.1 含水率 按GB 5009.3—2016執行。

1.4.2 含油率 按GB 5009.6—2016執行。

1.4.3 質構 采用物性測定儀測定香菇脆片的破碎力。將樣品置于測定臺上，不銹鋼探頭以恒定速率10 mm/s與樣品接觸，脆度以出現在下壓探頭第一次沖向樣品過程中坐標圖上的第一個明顯壓力峰值表示，峰值越小表明脆性越好，品質越佳，重復3次取平均值。

1.4.4 色差 利用CIA-10色差計進行測定。以儀器白板為標準，測量香菇脆片的色澤，L代表黑白度從0(黑色)到100(白色)，a代表紅綠色，正值為紅色，負值為綠色，b代表黃藍色，正值為黃色，負值為藍色。重復3次取平均值。

1.4.5 感官評定 感官評定小組以10名專業的經過訓練的人員組成，采用100分制，對香菇脆片的色澤、松脆性、風味、外觀和油膩感進行感官評定。評分越高，產品品質越好。真空油炸香菇脆片的感官評定標準見表1。

1.4.6 數據處理 采用OriginPro 8.5軟件進行繪圖，采用Design Expert 8.0.6分析軟件進行響應面優化數據分析處理。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 油炸時間對香菇脆片破碎力的影響 由圖1可知，香菇脆片破碎力隨油炸時間的延長逐漸減小，當油炸時間≥20 min時，其減小趨勢變得非常緩慢，與Torres等[25]的研究結果一致，故選擇油炸時間20 min作為零水平。真空油炸初期，由于細胞完整性被破壞，細胞自由擴散，細胞粘附減少，導致組織變軟；隨著真空油炸過程的進行，外部細胞的脫水和外殼的形成，使產品變脆。

2.1.2 微波真空度對香菇脆片破碎力的影響 由圖2可知，破碎力隨真空度的提高逐漸降低，當真空度>0.085 MPa時，破碎力下降趨勢變慢，因此選擇油炸真空度0.085 MPa為零水平。

表1 感官評分標準

圖1 油炸時間對香菇脆片破碎力的影響

2.1.3 微波功率密度對香菇脆片破碎力的影響 由圖3可知，當功率密度為1.5 W/g和2.0 W/g時，香菇脆片的破碎力差別不大，但1.5 W/g條件下香菇脆片感官評分高于2.0 W/g，故選擇微波功率密度1.5 W/g為零水平。

2.2 響應面優化試驗

2.2.1 試驗設計及結果分析 在單因素試驗的基礎上，選取油炸時間、微波真空度和微波功率密度3個影響因子，以含油率和破碎力為優化指標，根據Box-Benhnken模型中心組合試驗設計原理，進行三因素三水平響應面優化試驗設計，試驗因素及水平見表2，試驗設計與結果見表3。

圖2 真空度對香菇脆片破碎力的影響

圖3 微波功率密度對香菇脆片破碎力和感官評分的影響

表2 響應面因素及水平

表3 響應面試驗設計與結果

2.2.2 模型的建立及方差分析 軟件分析得到各因素對含油率(Y1)、破碎力(Y2)的二次多項式回歸方程分別為：

(1)

(2)

表4 香菇脆片含油率方差分析?

表5 香菇脆片破碎力方差分析?

2.2.3 響應面分析 由圖4可知，在試驗取值范圍內，各曲面只有最小值，沒有趨勢拐點。微波真空度與微波功率密度的響應曲面較為平緩，等高線也顯示區域顏色相同，含油率變化跨度很小，說明在油炸時間不變情況下，微波真空度和微波功率密度對產品含油率影響較小；油炸時間與微波真空度、油炸時間與微波功率密度的響應曲面較為陡峭，含油率隨油炸時間的延長而升高，在試驗范圍內可以獲得含油率為最小值的點。

由圖5可知，各因素的交互作用很明顯。微波真空度與微波功率密度的響應曲面較為平緩，等高線也顯示破碎力變化跨度很小，說明微波真空度和微波功率密度 對產品破碎力影響小于油炸時間，在試驗范圍內可以獲得破碎力為最小值的點。

2.2.4 驗證實驗 軟件分析得到含油率最低的油炸參數為真空油炸時間10 min、微波真空度0.088 5 MPa、微波功率密度2.0 W/g，此條件下香菇脆片的含油率為13.10%，破碎力為811.76 g；破碎力最小的油炸參數為真空油炸時間26.6 min、微波真空度0.095 MPa、微波功率密度1.77 W/g，此條件下香菇脆片的含油率為17.11%，破碎力為671.92 g。為獲得含油率較低和破碎力較小的香菇脆片，利用Design Expert 8.0.6分析軟件進行數據分析，得到最佳條件為真空油炸時間18.6 min、微波真空度0.095 MPa、微波功率密度2.0 W/g，此時模型預測的香菇脆片含油率為15.09%，破碎力為704.91 g。對最佳工藝條件進行驗證實驗(n=3)，測得此條件下香菇脆片的含油率為15.18%，破碎力為710.35 g，與預測值比較接近，說明該模型預測香菇脆片真空油炸—真空微波聯合干燥工藝是準確可行的。

2.3 不同加工方法的香菇脆片品質比較

由表6可知，與真空油炸相比，真空油炸—真空微波聯合干燥香菇脆片的破碎力提高了(即脆度降低)5.93%，但含油率降低了29.79%，聯合干燥提高了香菇脆片的L值，感官評分增加了11.38%。實際上，破碎力降低對脆度感官評價沒有明顯影響，聯合干燥由于減少了油炸時間，從而提高了產品的色澤，降低了含油率，減少了油膩感，所以真空油炸—真空微波聯合干燥香菇脆片品質明顯優于真空油炸。

3 結論

對真空油炸—真空微波聯合干燥香菇脆片工藝進行了響應面優化，獲得的最佳聯合干燥工藝為油炸溫度80 ℃、真空度0.095 MPa、油炸時間18.6 min；微波真空度0.095 MPa、微波功率密度2.0 W/g，脫水至含水率5%。此條件下香菇脆片的含油率為15.18%，破碎力為710.35 g，與預測值(15.09%和704.91 g)比較接近。與真空油炸香菇脆片相比，聯合干燥產品破碎力提高了5.93%，但含油率降低了29.79%，感官評分增加了11.38%。試驗從工藝優化角度進行了真空油炸—真空微波聯合干燥香菇脆片研究，未能深入揭示聯合干燥香菇脆片品質形成機理，后續研究將探討果蔬真空油炸—真空微波聯合干燥傳熱傳質規律與香菇脆片品質形成的關系。

圖4 兩因子交互作用對含油率的響應面圖

圖5 兩因子交互作用對破碎力的響應面圖

表6 香菇脆片品質比較?