易開(kāi)口瓜蔞籽負(fù)壓入味加工技術(shù)研究及品質(zhì)分析

胡昕迪，朱永全，2，馬凱揚(yáng)，朱 靜，李 瑩

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京 210014；2.江蘇海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇連云港 222023；3.徐州泰碩藥材種植有限公司，江蘇徐州 221000）

瓜蔞又稱栝樓、吊瓜，系葫蘆科瓜蔞屬，是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、雌雄異株、藥食兩用的功能性食品[1-2]。瓜蔞屬植物共有80 余種，主要分布于東南亞及澳大利亞北部；我國(guó)擁有40 多種，主要分布在四川、江蘇、浙江、湖北、安徽、貴州等地[3-4]。瓜蔞最早出現(xiàn)于《神農(nóng)本草經(jīng)》中，其后又被《中國(guó)藥典》收錄。瓜蔞果實(shí)具有清肺化痰、滑腸通便、寬胸散結(jié)等功效；瓜蔞籽可清肺化痰、滑腸通便；瓜蔞皮對(duì)心血管系統(tǒng)和血液循環(huán)系統(tǒng)具有較好的保護(hù)作用；瓜蔞根即天花粉，是一種有名中藥藥材，被廣泛用于預(yù)防治療冠心病、心絞痛、糖尿病等[5-6]。近年來(lái)，隨著人們對(duì)健康飲食的重視，藥食兩用的食品受到了市場(chǎng)的青睞。瓜蔞籽因其具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也備受青睞。瓜蔞籽含有16.8%的不飽和脂肪酸、17 種維生素及16 種微量元素，炒熟后味道潤(rùn)綿、脆香特異，被譽(yù)為“瓜子之王”，是集休閑、營(yíng)養(yǎng)、保健于一身的天然藥膳食品[7]。當(dāng)前，瓜蔞籽被作為休閑食品利用，但其加工技術(shù)還有待提升，目前的加工工藝會(huì)使產(chǎn)品出現(xiàn)口感差、得率低、保質(zhì)期短等問(wèn)題。還有少量試制瓜蔞籽油，利用渠道未能打開(kāi)，其價(jià)值未得到充分體現(xiàn)，要加快開(kāi)展瓜蔞籽深度開(kāi)發(fā)利用研究，拓寬產(chǎn)業(yè)鏈。

負(fù)壓入味技術(shù)能夠降低產(chǎn)業(yè)能耗、提高生產(chǎn)效率，在食品行業(yè)得到廣泛應(yīng)用[8]。其原理是抽真空將料水壓入瓜蔞籽仁內(nèi)，節(jié)能方面區(qū)別于傳統(tǒng)的高溫煮制。方鐵路等人[9]利用負(fù)壓入味加工鹽焗南瓜子，避免高溫煮制并且能保留更多的營(yíng)養(yǎng)，感官品質(zhì)好、保質(zhì)期長(zhǎng)、成本低。由此可見(jiàn)，將該技術(shù)應(yīng)用在瓜蔞籽領(lǐng)域?qū)?huì)有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 材料與方法

1.1 原料

瓜蔞籽，徐州泰碩藥材種植有限公司提供，產(chǎn)于江蘇省徐州市銅山區(qū)；食鹽、紅糖、味精、檸檬酸與香辛料等，均為市售并符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，于2022 年3 月購(gòu)自南京。

1.2 儀器設(shè)備

BSA124S-CW 型電子分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；熬煮鍋，龍口市先科儀器公司產(chǎn)品；XK-5026 型真空負(fù)壓鍋，諸城市星科機(jī)械有限公司產(chǎn)品；DHG-9240A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海飛越實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 工藝流程

原料篩選→料水配制→煮制→負(fù)壓入味→烘烤→炒制→冷卻→噴料水→晾干→包裝。

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 原料選擇

選取色澤一致、顆粒飽滿、大小均勻、無(wú)霉斑的瓜蔞籽。

1.4.2 煮制

煮鍋中加入一定量的水，將食鹽、紅糖、檸檬酸、甜味劑與香葉、桂皮、八角、良姜、丁香、小茴香等香辛料放入煮鍋中，攪拌均勻，燒開(kāi)料水后煮制1 h。將煮好的料水中加入瓜蔞籽，再煮沸，在98～100 ℃下煮制1 h。

1.4.3 負(fù)壓入味

把煮鍋中的瓜蔞籽及料水轉(zhuǎn)移至負(fù)壓鍋，密封好負(fù)壓鍋，檢查是否漏氣，抽真空至設(shè)定的壓力，保持一定時(shí)間后放氣，重復(fù)負(fù)壓直至瓜蔞籽入味。

1.4.4 烘烤

將負(fù)壓入味后的瓜蔞籽放入不銹鋼細(xì)孔網(wǎng)盤(pán)中，靜置瀝水2 h，放入烘箱100 ℃，烘制2 h，將瓜蔞籽烘干至外干內(nèi)濕后取出。

1.4.5 炒制

以陶瓷沙為介質(zhì)，將陶瓷沙炒制加熱到100℃，放入瓜蔞籽爆炒至130℃左右，直至瓜蔞籽焦香、易開(kāi)口后取出。

1.4.6 噴料水

由于瓜蔞籽炒制后水分較低，外殼容易破碎，所以需迅速降溫至50～60 ℃，用噴壺在瓜蔞籽表面均勻地噴灑少量料水（純凈水中加入食鹽、紅糖和0.5%的甜味劑）。

1.4.7 精選裝袋

為防止余熱造成瓜蔞籽氧化耗敗，將炒好的瓜蔞籽要迅速冷卻至室溫，人工挑去顏色不均勻、破殼的瓜蔞籽和雜質(zhì)，封口并裝袋。

1.5 試驗(yàn)方法

1.5.1 指標(biāo)測(cè)定

水分測(cè)定參考GB 5009.3—2016，脂肪測(cè)定參考GB 5009.6—2016，過(guò)氧化值、酸價(jià)、微生物與農(nóng)藥殘留的測(cè)定及其判定參考GB 19300—2014；霉菌≤25 CFU/g；致病菌不得檢出。

1.5.2 工藝參數(shù)試驗(yàn)

負(fù)壓壓力、負(fù)壓次數(shù)、烘炒溫度與時(shí)間均采用單因素試驗(yàn)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行研究，以確定較優(yōu)的參數(shù)范圍。

1.5.3 料液配方正交試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)甜咸酸等調(diào)味原料的選擇，確定瓜蔞籽最佳配方，以食鹽、紅糖、檸檬酸與甜味劑添加量為因素，分別選擇不同的添加量進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)[10]，確定最佳配比。

L9（34）正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1.5.4 瓜蔞籽烘炒前后的掃描電鏡分析

取烘炒前后的瓜蔞籽樣品，將瓜蔞籽剝殼，取其瓜蔞籽仁沿中線剝開(kāi)，剝開(kāi)的截面部分朝上，用導(dǎo)電膠固定，噴金30 s，保存于干燥容器內(nèi)。將測(cè)試樣品放置于掃描電子顯微鏡中觀察，選取具有代表性的截面形貌進(jìn)行保存。

1.5.5 風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)[11]

樣品的處理：將2 種不同入味方式的瓜蔞籽剝殼粉碎，過(guò)20 目的篩子，準(zhǔn)確稱取5 g 瓜蔞籽粉末至20 mL 的頂空瓶中，于60 ℃下恒溫預(yù)熱15 min，做檢測(cè)前準(zhǔn)備，采用GC-MC 聯(lián)用儀進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)分析。色譜條件：HP-5MS 彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250 ℃；不分流模式進(jìn)樣；載氣為高純度He；流速1.0 mL/min；程序升溫：柱初溫40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min 升至160 ℃，保持1 min 再以10 ℃/min 升至250 ℃，保持5 min。質(zhì)譜條件：GC－MS 接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電離方式：電子電離；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍質(zhì)荷比（m/z） = 30～550。

1.5.6 感官評(píng)價(jià)

瓜蔞籽品質(zhì)檢驗(yàn)采用感官評(píng)定法進(jìn)行評(píng)定，評(píng)定小組成員由15 人組成，對(duì)瓜蔞籽的色澤、氣味、口感、外觀和滋味進(jìn)行測(cè)試評(píng)定[12]。感官評(píng)價(jià)前2 h不吃東西，12 h 內(nèi)禁止飲酒，品評(píng)前需冷水漱口，每2 個(gè)樣品評(píng)定之間需間隔5 min。

感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

每個(gè)試驗(yàn)均重復(fù)進(jìn)行3 次，取平均值，采用Microsoft Excel 2010、SPSS20.0 軟件統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，使用GraphPad Prism 9 軟件作圖，試驗(yàn)結(jié)果均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 負(fù)壓入味對(duì)瓜蔞籽的影響

考慮到負(fù)壓入味是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，負(fù)壓壓力越高入味越快[13]。選取負(fù)壓壓強(qiáng)分別為0.06，0.08，0.10 MPa，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)負(fù)壓壓強(qiáng)為0.08 MPa 和0.10 MPa時(shí)的效果比0.06 MPa 效果好[14]。第1 次負(fù)壓8 min后，瓜蔞籽含水率為28.4% （0.06 MPa） ＜35.1%（0.08 MPa）） ＜37.8%（0.10 MPa）。放氣后，第2 次負(fù)壓8 min，瓜蔞籽含水率在0.06 MPa 時(shí)為34.9%，在0.08 MPa 和0.10 MPa 時(shí)瓜蔞籽含水率均在44%左右。放氣后第3 次負(fù)壓8 min，瓜蔞籽含水率是47.2%（0.08 MPa） 和46.3%（0.10 MPa），均比0.06 MPa 時(shí)的含水率高，但0.08 MPa 和0.10 MPa 第3 次負(fù)壓后的含水率和第2 次負(fù)壓后的含水率差異不大。從后續(xù)工藝結(jié)果看，負(fù)壓2 次能達(dá)到效果，且負(fù)壓壓強(qiáng)為0.08 MPa 和0.10 MPa 的效果無(wú)明顯差異。因此，最終工藝選擇負(fù)壓壓力0.08 MPa，壓2 次每次8 min。

負(fù)壓對(duì)瓜蔞籽含水率的影響見(jiàn)圖1。

圖1 負(fù)壓對(duì)瓜蔞籽含水率的影響

2.2 不同烘烤時(shí)間下瓜蔞籽的水分含量

瓜蔞籽產(chǎn)品質(zhì)量與水分含量相關(guān)，水分含量高則炒制時(shí)間長(zhǎng)，降低瓜蔞籽品質(zhì)；若水分含量過(guò)低，瓜蔞籽受熱快，殼內(nèi)部產(chǎn)生的水蒸氣少，不足以膨脹開(kāi)殼，不易開(kāi)口[15]。因此，需要探究不同烘烤時(shí)間下的水分含量對(duì)瓜蔞籽品質(zhì)的影響。將入味后的瓜蔞籽放入不銹鋼漏網(wǎng)中瀝干，設(shè)定烘箱100 ℃研究不同時(shí)間段的水分含量，每20 min 測(cè)定一次瓜蔞籽水分含量。當(dāng)烘烤時(shí)間為120 min 時(shí)，水分含量12%左右，此時(shí)外干內(nèi)濕，炒出的瓜蔞籽品質(zhì)及口感最好。

不同時(shí)間段烘烤瓜蔞籽的含水率見(jiàn)表3。

表3 不同時(shí)間段烘烤瓜蔞籽的含水率

2.3 掃描電鏡觀測(cè)瓜蔞籽烘炒前后的微結(jié)構(gòu)變化

瓜蔞籽微觀結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2。

圖2 瓜蔞籽微觀結(jié)構(gòu)圖

瓜蔞籽微觀結(jié)構(gòu)圖中的圖（a） 和圖（d） 清晰地顯示出瓜蔞籽的橫切面，20 倍掃描電鏡下沒(méi)有明顯區(qū)別。由圖（b） 和圖（e） 可以發(fā)現(xiàn)未烘炒瓜蔞籽的細(xì)胞結(jié)構(gòu)排列整齊、分布規(guī)則，烘炒后各細(xì)胞之間排列錯(cuò)亂、分布不規(guī)則。由圖（c） 和圖（f） 可以發(fā)現(xiàn)未烘炒瓜蔞籽在電子顯微鏡下能夠觀測(cè)到比較完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，相對(duì)飽滿。烘炒的瓜蔞籽細(xì)胞壁已經(jīng)被高溫破壞，變得干癟。在高溫加熱的處理下，細(xì)胞破壞程度與加熱溫度呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)[16]。由于在高溫烘炒過(guò)程中瓜蔞籽內(nèi)的水分以氣相的形式進(jìn)行流動(dòng)，水分受熱后快速蒸發(fā)導(dǎo)致瓜蔞籽加熱后呈現(xiàn)質(zhì)地疏松和多孔的狀態(tài)，質(zhì)地也因此變得松脆[17]。

2.4 烘烤瓜蔞籽揮發(fā)性風(fēng)味成分的分析

為比較負(fù)壓入味和自然入味烘炒后瓜蔞籽的風(fēng)味特性，采用GC-MS 聯(lián)用儀測(cè)定其揮發(fā)性的風(fēng)味物質(zhì)，得到負(fù)壓入味和普通自然入味烘烤瓜蔞籽揮發(fā)性風(fēng)味成分分析的總離子流圖（見(jiàn)圖3）。這些揮發(fā)性氣味物質(zhì)主要是通過(guò)瓜蔞籽的糖類物質(zhì)熱降解，美拉德反應(yīng)、脂肪氧化及熱降解等反應(yīng)產(chǎn)生，脂肪和蛋白質(zhì)含量豐富，風(fēng)味物質(zhì)居多[18]。2 種工藝制作的瓜蔞籽風(fēng)味物質(zhì)也不同，負(fù)壓入味檢測(cè)出38 種揮發(fā)性化合物，自然入味檢測(cè)出28 種。相同時(shí)間內(nèi)，煮制入味不完全，滲透不均勻，香味物質(zhì)種類及含量較負(fù)壓入味低，揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)較少。負(fù)壓入味瓜蔞籽的芳香族類化合物高于蒸煮入味，且相對(duì)含量是自然入味的2 倍，負(fù)壓入味的瓜蔞籽滲透較深，烘烤之后殘留在瓜蔞籽中，抑制了脂肪氧化，且香辛料的風(fēng)味物質(zhì)滲入瓜蔞籽仁內(nèi)，表現(xiàn)為焙烤香和堅(jiān)果香，香味濃郁[8]。因此，負(fù)壓入味的瓜蔞籽不僅減少入味的時(shí)間，還增加了瓜蔞籽特有的烘烤風(fēng)味。

負(fù)壓入味和自然入味揮發(fā)性成分分析的總離子流見(jiàn)圖3，負(fù)壓入味及自然入味揮發(fā)性成分分類見(jiàn)表4。

3 產(chǎn)品評(píng)價(jià)

3.1 感官指標(biāo)

以食鹽、紅糖、檸檬酸、甜味劑為因素，分別選擇不同添加量進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)。

L9（34）正交試驗(yàn)方案及結(jié)果分析見(jiàn)表5。

表5 L9（34）正交試驗(yàn)方案及結(jié)果分析

由表5 可知，影響瓜蔞籽口感風(fēng)味的各因素主次關(guān)系為檸檬酸添加量（C） ＞甜味劑添加量（D） ＞紅糖添加量（B） ＞食鹽添加量（A）；R 值比較發(fā)現(xiàn)，因素C 對(duì)瓜蔞籽品質(zhì)影響最為顯著，因素A 對(duì)瓜蔞籽品質(zhì)影響最小，產(chǎn)品最佳配方中各組分添加量為食鹽10%，紅糖9%，檸檬酸0.5%，甜味劑0.5%。用此配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，烘烤瓜蔞籽綜合評(píng)分為88 分。

3.2 基本指標(biāo)

最佳工藝條件下所得易開(kāi)口瓜蔞籽制品理化指標(biāo)見(jiàn)表6。

表6 最佳工藝條件下所得易開(kāi)口瓜蔞籽制品理化指標(biāo)

由表6 可知，烘炒后瓜蔞籽水分含量為3.67%，遠(yuǎn)低于GB/T 22165—2008 中對(duì)烘烤類產(chǎn)品水分含量的限值15 g/100 g。其粗脂肪含量為45.12%，以不飽和脂肪酸為主，適量攝入可產(chǎn)生降低血脂、降低膽固醇及預(yù)防人體動(dòng)脈粥樣的硬化等功效[19]。瓜蔞籽的酸價(jià)為0.590 mg/g≤3 mg/g，過(guò)氧化值（以脂肪計(jì)）為0.065 g/100 g≤0.5 g/100 g，均符合GB 19300—2014 的要求；農(nóng)藥殘留限量符合GB 2763—2021 的規(guī)定；甜味劑限量按照GB 2760—2014 執(zhí)行。經(jīng)測(cè)定，該工藝下的瓜蔞籽的大腸菌群、霉菌及致病菌檢測(cè)結(jié)果均符合要求。

4 結(jié)論

將煮制入味和負(fù)壓入味相結(jié)合的方式加工瓜蔞籽，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化得到易開(kāi)口瓜蔞籽的最佳工藝條件和配方，配方中各組分添加量為食鹽10%，紅糖9%，檸檬酸0.5%，甜味劑0.5%及適量香辛料，工藝參數(shù)為負(fù)壓壓力0.08 MPa，負(fù)壓2 次，每次8 min。于100 ℃下烘烤2 h，將陶瓷沙炒制加熱到100 ℃，放入烘烤好的瓜蔞籽爆炒至130 ℃左右，直至瓜蔞籽焦香易嗑后取出。制備的易開(kāi)口瓜蔞籽色澤均勻，口感酥脆易開(kāi)口，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，成為深受消費(fèi)者青睞的休閑食品。負(fù)壓入味在很大程度上可縮短瓜蔞籽的入味時(shí)間，在相同時(shí)間內(nèi)比自然入味的滲透效果更好，風(fēng)味物質(zhì)種類和含量更豐富，香味更濃郁，口感更佳。該工藝還能節(jié)約能耗，降低成本。由此可見(jiàn)，將該技術(shù)應(yīng)用在瓜蔞籽加工將會(huì)有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。