夾心海苔副產物高值化制備沖調粉

顧涵，王靈昭，*，周玲，畢詩杰，陳康瑞，王珊，吳圣濤，邱春江，顏冬梅

（1.江蘇海洋大學食品科學與工程學院，江蘇連云港 222005；2.江蘇海洋大學江蘇省海洋生物資源與環境重點實驗室，江蘇連云港 222005；3.連云港百鮮屋食品有限公司，江蘇連云港 222199）

夾心海苔是由兩張干紫菜和芯料，經紫菜發送、芯料添加、壓板成型、烘烤、冷卻、切片、去屑、包裝等工序加工而成，其以脆甜香的滋味特點、芯料多樣的產品特點、即食休閑的食用特點深受消費者青睞[1]。紫菜味道鮮美，富含蛋白質、多糖、維生素、礦物質等營養元素[2-5]。但目前在夾心海苔生產過程中切片、去屑、包裝工序產生大量與其營養價值相當的碎料副產物，約占物料切片前質量的8%～10%。這些副產物被作為飼料低價收購或者直接丟棄，沒有得到合理的利用，造成嚴重的資源浪費。

沖調粉是將原料通過預先熟化和制粉技術處理后制成粉狀，再與適量的輔料進行調配混料制成的即食食品[6]。成品沖調粉只需倒入適量熱水沖調成糊狀即可食用。隨著人們生活節奏越來越快，沖調粉也因其便捷性而日益受到學生、老人等消費人群的青睞[7]。但是，目前市售沖調粉多為芝麻糊、豆奶粉、豆漿粉等谷物代餐粉，其多樣性尚需進一步拓展，尤其是將源于海洋的具有特殊營養價值的藻類（如紫菜）開發成方便、營養、美味、優質的沖調粉具有重要價值。前期研究表明，利用紫菜或含有紫菜的海苔制作沖調粉時，需要解決兩個問題：1）產品感官品質優良；2）產品分散性優良，沖調后穩定性高、不易結塊。因此，本文以實現夾心海苔碎料副產物的高值化利用為研究目標，旨在通過特定工藝，將其開發成一款感官品質優良、穩定性高的沖調粉類產品，以期為夾心海苔副產物的高值化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

夾心海苔碎料副產物：連云港百鮮屋食品有限公司；大米、燕麥、炒米、黃豆沖調粉、黑豆沖調粉：市售。

SK-633 三層九盤電烤爐：廣東德焙機械科技有限公司；ZNC-701 超微粉碎機：北京長安科學儀器有限公司；標準檢驗篩：紹興市上虞華豐五金儀器有限公司；TL-5.0 臺式離心機：上海市離心機械研究所。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

利用夾心海苔副產物制備沖調粉的工藝流程如下。

將夾心海苔副產物使用特殊脫腥液進行噴淋，然后置于烤箱中烘烤（135 ℃，8 min），粉碎，得到脫腥后的原料。將大米、燕麥、炒米等輔料分別超微粉碎，置于烤箱中烘烤（135 ℃，10 min），得到預處理后的輔料。將脫腥后的原料和預處理后的輔料按比例充分混合后，進行混料、冷卻、過篩、混料、微波殺菌、包裝，得到沖調粉成品。本文重點研究原輔料成分比例、沖調參數對沖調粉品質的影響。

1.2.2 單因素試驗

為考察原輔料添加量對沖調粉品質的影響，以夾心海苔副產物粉為基準，分別研究藕粉、大米粉、燕麥粉與炒米粉的添加量對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響。

1.2.2.1 不同藕粉添加量對沖調粉品質的影響

固定夾心海苔副產物粉52.5 g、大米粉10 g、燕麥粉10 g、炒米粉7.5 g，研究不同藕粉添加量（10、15、20、25 g 和30 g）對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響。

1.2.2.2 不同大米粉添加量對沖調粉品質的影響

固定夾心海苔副產物粉52.5 g、藕粉20 g、燕麥粉10 g、炒米粉7.5 g，研究不同大米粉添加量（5、10、15、20 g 和25 g）對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響。

1.2.2.3 不同燕麥粉添加量對沖調粉品質的影響

固定夾心海苔副產物粉52.5 g、藕粉20 g、大米粉10 g、炒米粉7.5 g，研究不同燕麥粉添加量（5、10、15、20 g 和25 g）對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響。

1.2.2.4 不同炒米粉添加量對沖調粉品質的影響

固定夾心海苔副產物粉52.5 g、藕粉20 g、大米粉10 g、燕麥粉10 g，研究不同炒米粉添加量（2.5、5.0、7.5、10.0 g 和12.5 g）對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響。

1.2.3 響應面優化試驗

在單因素試驗的基礎上，采用Box-Behnken 中心組合試驗設計，分別以樣品的感官評分和離心沉淀率為響應值，為進一步優化沖調粉配方設計四因素三水平響應面試驗，因素水平如表1所示。

表1 響應面試驗的因素水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments

1.2.4 沖調參數對沖調粉品質的影響

基于響應面優化試驗，針對最佳沖調粉配方形成的成品，分別研究沖調時水溫、料液比對沖調粉品質影響，以期確定產品的適宜沖調參數。

1.2.4.1 沖調水溫對沖調粉離心沉淀率和沖調穩定性的影響

固定料液比1∶10（g/mL）（沖調粉/水），研究不同沖調溫度（60、70、80、90 ℃和100 ℃）分別對沖調粉離心沉淀率、沖調穩定性的影響。

1.2.4.2 料液比對沖調粉結塊率和沖調穩定性的影響

固定沖調溫度為100 ℃，研究不同料液比[1∶6、1∶8、1∶10、1∶12（g/mL）和1∶14（g/mL）]分別對沖調粉結塊率、沖調穩定性的影響。

1.2.5 不同沖調粉的品質比較

選取兩種市售沖調粉，與本文的夾心海苔副產物沖調粉進行沖調穩定性、沖調結塊率品質方面的比較。

1.2.6 指標分析

1.2.6.1 感官分析

利用模糊數學綜合感官評價法能將食品感官屬性定量化和數學化，與傳統的感官評價法相比，更具客觀性和科學性[8-11]。稱取夾心海苔副產物沖調粉16 g 于玻璃杯中，加入160 mL 沸水攪均后進行感官評價。感官評價小組由10 名經過培訓的專業人員組成[12-15]，感官評價標準[16-20]如表2所示。樣品經評價后的數據采用模糊數學評價法[21-25]進行處理，得到樣品的感官評分。

表2 沖調粉成品的感官品質評價標準Table 2 Sensory quality evaluation standards for prepared powder products

1.2.6.2 理化分析

1）離心沉淀率：將沖調粉與沸水以1∶10（g/mL）的料液比沖調，然后稱取50 g 均勻樣品進行離心（3000 r/min，20 min），按公式（1）[6]計算離心沉淀率。

式中：X為離心沉淀率，%；G1為沉淀物質量，g；G2為稱取樣品的總質量，g。

2）沖調穩定性：稱取10 g 沖調粉，置于100 mL 的量筒中并加入100 mL 沸水，攪拌均勻后靜置3 min，測量上清液的體積和懸濁液的總體積，按公式（2）[26]計算沖調穩定性。

式中：Y為沖調穩定性，%；h1為上清液的體積，mL；h2為懸濁液的總體積，mL。

3）沖調結塊率：稱取10 g 沖調粉，置于燒杯中并加入100 mL 沸水，靜置10 min 后加水稀釋至2 倍體積，然后過20 目篩，將篩上物烘至恒重，按公式（3）計算沖調結塊率。沖調結塊率越大沖調穩定性越差[27]。

式中：Z為沖調結塊率，%；m1為稱取沖調粉的質量，g；m2為篩上物的質量，g。

1.3 數據統計分析

采用Design-Expert 8.0.6Trail 軟件進行響應面試驗設計與數據分析。采用SPSS24.0 和Excel2010 軟件進行其他試驗數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

在制備夾心海苔副產物沖調粉中，添加藕粉不僅能增加其穩定性，還能起到改善口感的作用。不同藕粉添加量對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響見圖1。

圖1 不同藕粉添加量對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響Fig.1 Effect of different lotus root powder addition levels on sensory score and centrifugal sedimentation rate of mixing powder

由圖1 可知，隨著藕粉添加量的增大，產品的感官評分先增加后減少；藕粉添加量為20 g 時感官評分顯著高于其他添加量的感官評分（p＜0.05）；離心沉淀率隨著藕粉添加量的不斷增大而顯著降低（p＜0.05），產品穩定性增強。產品在沖調過程中，藕粉中的淀粉膨脹，變成膠糊狀體，形成適口的黏稠度，能夠增加產品的潤滑度，使口感舒適[28]。當藕粉添加量大于20 g 后，產品過于黏稠，感官評分下降。藕粉添加量對產品品質影響較大。綜合來看，選擇藕粉添加量15、20、25 g進行響應面優化試驗。

大米粉在夾心海苔副產物沖調粉中起主要的風味作用，可賦予其特有的米香味。不同大米粉添加量對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響見圖2。

圖2 不同大米粉添加量對混合粉感官評分和離心沉降速率的影響Fig.2 Effect of different rice powder addition levels on sensory score and centrifugal sedimentation rate of mixing powder

由圖2 可知，大米粉添加量為10 g 時，產品的感官評分顯著高于其他添加量（p＜0.05）；大米粉添加量為5 g 時，產品的離心沉淀率顯著高于其他添加量（p＜0.05）。大米粉添加量增加導致產品口感變得粗糙，感官評分下降[29]。大米粉添加量低于或高于10 g 均導致感官評分顯著降低（p＜0.05）。綜合來看，選擇大米粉添加量5、10、15 g 進行響應面優化試驗。

燕麥粉可以有效地補充身體所需要的營養成分、能促進新陳代謝、降低血壓、降低血脂，具有多種生理作用。不同燕麥粉添加量對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響見圖3。

圖3 不同燕麥粉添加量對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響Fig.3 Effect of different oatmeal powder addition levels on sensory score and centrifugal sedimentation rate of mixing powder

由圖3 可知，燕麥粉添加量為10 g 時，產品的感官評分顯著高于其他添加量（p＜0.05）；燕麥粉添加量為5 g 時，產品的離心沉淀率顯著高于其他添加量（p＜0.05）。隨著燕麥粉添加量增加，產品黏稠度增加，當超過10 g 時，口感過于黏稠，感官評分下降。侯濤[30]研究發現燕麥麩皮添加量對其他沖調粉感官評分及離心沉淀率有影響，與本研究結果類似。燕麥粉添加量低于10 g 或高于10 g 均導致感官評分顯著降低（p＜0.05）。綜合來看，選擇燕麥粉添加量5、10、15 g 進行響應面優化試驗。

炒米粉是由糯米經過煮、炒、碾三道工序后粉碎而成，適量添加可賦予沖調粉特有的焦香味。不同炒米粉添加量對沖調粉感官評分和離心沉淀率的影響見圖4。

由圖4 可知，炒米粉添加量為7.5 g 時，產品的感官評分顯著高于其他添加量（p＜0.05）；炒米粉添加量為2.5 g 時，產品的離心沉淀率顯著高于其他添加量（p＜0.05）。炒米粉自身存在焦香味，隨著炒米粉含量的增加，產品的焦香味越濃。但是當炒米粉添加量超過7.5 g 時，焦香味變成焦糊味，產品的感官評分下降。燕麥粉的添加量低于7.5 g 或高于7.5 g 均導致感官評分顯著降低（p＜0.05）。綜合來看，選擇炒米粉添加量5.0、7.5、10.0 g 進行響應面優化試驗。

2.2 響應面優化試驗

響應面試驗結果如表3所示。

表3 響應面試驗結果Table 3 Result of response surface experiments

利用Design Expert 對響應面試驗結果進行回歸擬合，得到感官評分和離心沉淀率的回歸方程如下。

感官評分=91.20+1.29A-1.99B-0.16C+2.20D-3.90AB-1.85AC-1.80AD-4.05BC-0.17BD+1.03CD-12.24A2-6.08B2-4.33C2-2.87D2。

離心沉淀率=7.46-1.49A-0.18B-0.31C-0.31D+1.13AB+1.58AC+1.05AD-0.13BC+0.017BD-0.25CD+1.96A2+0.20B2+0.52C2+0.23D2。

感官評分和離心沉淀率方差分析見表4 和表5。

表4 感官評分方差分析Table 4 Variance analysis of sensory score

表5 離心沉淀率方差分析Table 5 Variance analysis of centrifugal precipitation rate

由表4、表5 可知，模型的p值均小于0.01，兩個二次回歸方程模型效果均極顯著，且失擬項的影響均不顯著，說明未知因素對試驗結果的干擾很小[31]。因此，上述兩個回歸方程擬合度高，均可用于預測和分析藕粉、大米粉、燕麥粉、炒米粉的最佳添加量。由F值可知，影響沖調粉感官評分的因素由高到低的順序為D＞B＞A＞C，二次項A2、B2、C2、D2及交互項AB、BC對沖調粉感官評分有極顯著影響（p＜0.01）；影響沖調粉離心沉淀率的因素由高到低的順序為A＞D＞C＞B，二次項A2及交互項AB、AC、AD對沖調粉離心沉淀率有極顯著影響（p＜0.01）。綜合而言，最優的配方是以夾心海苔副產物粉52.5 g 為基準，藕粉、大米粉、燕麥粉、炒米粉的添加量分別為20、10、10 g 和7.5 g。經試驗驗證，利用該配方制作的沖調粉感官評分91.2±1.4、離心沉淀率（7.46±0.22）%，具有色澤均勻以及沖調后清香味純正、甜淡適中、口感細膩、流動性好的感官品質，相關技術能夠為夾心海苔副產物的高值化利用提供技術支撐。

2.3 沖調參數對沖調粉品質的影響

沖調水溫對沖調粉離心沉淀率和沖調穩定性的影響見圖5。

圖5 沖調水溫度對沖調粉離心沉淀率和沖調穩定性的影響Fig.5 Effect of water temperature on centrifugal sedimentation rate and stability of mixing powder

由圖5 可知，離心沉淀率和沖調穩定性隨著沖調水溫的增加而顯著降低（p＜0.05）。沖調粉中含有淀粉，高水溫使水分子快速擴散，淀粉顆粒更易吸水膨脹而糊化。因此，高水溫導致淀粉糊化程度更高，成品沖調后的黏度更大，從而導致離心沉淀率更低、沖調穩定性更高。最佳沖調溫度為100℃，即沸水水溫。

料液比對沖調粉結塊率和沖調穩定性的影響見圖6。

圖6 料液比對沖調粉結塊率和沖調穩定性的影響Fig.6 Effect of material to water ratio on caking rate and stability of mixing powder

由圖6 可知，料液比高于1∶12（g/mL）時，結塊率隨著沖水量的增大而顯著減小（p＜0.05），而料液比達到1∶14（g/mL）時，隨著料液比的減少，結塊率減小的程度不再顯著（p＞0.05）。沖水量增加使得粉體與水的接觸面增加，從而減少粉體顆粒與顆粒之間的連接，有助于提高粉體的分散性，使結塊率降低[27]，但當沖水量達到一定值時，粉體在水中完全分散開，粉體與水接觸面趨于穩定，沖水量繼續增加則使結塊率降低不明顯。沖調穩定性隨著料液比的降低而增加，其中料液比從1∶10（g/mL）降低到1∶12（g/mL），沖調穩定性發生突躍性增加，從0.26%增加到0.57%，導致樣品的沖調穩定性嚴重降低。因此，料液比降低結塊率和提高沖調穩定性之間存在一個平衡點。此外，沖水量過多會導致沖調產品變稀，影響沖調粉的感官品質。綜合而言，沖調的料液比為1∶10（g/mL）時，即沖調粉和水的質量體積比1∶10（g/mL）時，沖調效果最優。

2.4 不同沖調粉的品質比較

將本文的夾心海苔副產物沖調粉與市售的黃豆沖調粉、黑豆沖調粉進行沖調穩定性、離心沉淀率、沖調結塊率品質方面的比較，結果如表6所示。

表6 不同沖調粉的品質比較Table 6 Comparison of the quality of different mixing powders

由表6 可知，夾心海苔副產物沖調粉的沖調穩定性顯著低于市售黃豆沖調粉和市售黑豆沖調粉（p＜0.05），說明本文所研發的沖調粉具有更高的沖調穩定性；對于沖調結塊率和離心沉淀率方面，夾心海苔副產物沖調粉均顯著低于市售黃豆沖調粉和市售黑豆沖調粉（p＜0.05），說明本文所研發的沖調粉具有更好的分散性，而且其沖調后能夠耐受更高的離心力作用而不分層、沉淀，穩定性更優，這有益于其沖調后的輸運。

3 結論

本文確定了夾心海苔副產物沖調粉的基本工藝，研究了原輔料成分比例、沖調參數對沖調粉品質的影響。夾心海苔副產物沖調粉的最優配方為夾心海苔副產物粉52.5 g、藕粉添加量20 g、大米粉添加量10 g、燕麥添加量10 g、炒米粉添加量7.5 g。食用前，沖調粉的適宜沖調參數為沖調水溫100 ℃（沸水水溫）、料液比1∶10（g/mL）（沖調粉/水）。利用最優配方制備的沖調粉的感官品質優良，色澤均勻，沖調后清香味純正、甜淡適中、口感細膩、流動性好。與市售黃豆沖調粉和黑豆沖調粉相比，本文所研發的夾心海苔副產物沖調粉在水中的分散性更優，沖調后的穩定性更高，其沖調后能夠耐受更高的離心力作用而不分層、沉淀。