冻干调味苦瓜脆片填充工艺和质构特性研究

代佳宇，隋佳辰，朱清怡，文连奎（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118）



冻干调味苦瓜脆片填充工艺和质构特性研究

代佳宇，隋佳辰，朱清怡，文连奎*
（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118）

摘要：以新鲜苦瓜为原料，对冻干调味苦瓜脆片填充的配方及加工工艺进行研究。通过单因素试验和正交试验确定了填充工艺的配方，并考察了填充温度、真空度和抽真空的时间对苦瓜脆片质构特性、色泽、感官品质的影响。结果表明：在大豆蛋白10%、麦芽糊精20%、食盐0.3%、木糖醇0.5%的条件下，苦瓜脆片的感官评分为8.87±0.28。在填充温度40℃、真空度0.07 MPa、抽真空的时间20min的条件下，产品色泽（ΔΕ）值为4.61，脆度值为60.89 N，硬度值为133.90 N，感官评分为8.82，产品具有良好的感官品质和质构特性。

关键词：冻干；调味苦瓜脆片；填充工艺；质构特性

苦瓜（Momordica charantia L.）是葫芦科（Cucurbitaceae）苦瓜属植物，又称癞葡萄和锦荔枝，属蔓性一年生蔬菜，在全国各地都有栽培。苦瓜具有很高的营养和药用价值[1]，富含苦瓜多糖、皂苷、多肽等多种活性成分，具有清心明目、解热益气、降血糖及预防肥胖等功能[2]。目前，苦瓜主要作为烹调食用，亦有苦瓜茶等产品[3]。本试验将苦瓜填充营养及调味物质，经真空冷冻干燥加工成冻干调味苦瓜脆片，改善其适口性，提高其附加值和营养价值。

填充工艺对本试验产品的风味、营养和品质具有重要影响。试验中采用质构仪和色差仪，以硬度、脆度、色泽和感官评分作为评价指标[4-6]，得到冻干调味苦瓜脆片填充最佳工艺条件，为苦瓜脆片的产业化生产提供理论参考。

1　材料与方法

1.1材料、仪器与设备

1.1.1材料

苦瓜，购于市场；麦芽糊精、大豆蛋白、食盐、木糖醇均为食品级，市售。

1.1.2仪器与设备

DZF-6050型真空干燥箱：上海基玮试验仪器设备有限公司；TA-XT2i型质构分析仪：英国Stable Micro System公司；CR-400色差仪：柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；LG0.2型真空冷冻干燥机：新阳速冻设备制造有限公司；PC真空干燥器：保定高新区阳光科教仪器厂；其他实验室常用仪器设备。

1.2方法

1.2.1工艺流程

苦瓜去瓤→切片（5 mm）→烫漂、护色→沥干→复合溶液配制→真空填充→沥干→真空冷冻干燥→检测

1.2.2操作要点

1.2.2.1预处理

选用成熟度适中，肉质厚的新鲜苦瓜，洗净、切成5 mm厚片，去瓤籽。将苦瓜片浸入300 mg/kg氯化锌的护绿液中，在95℃温度条件下烫漂3 min。

1.2.2.2填充试验

护色后的苦瓜片沥干后浸入不同质量浓度的复合填充液中，在真空条件下进行处理。以大豆蛋白、麦芽糊精、食盐、木糖醇制作复合填充液。在预试验基础上，确定各因素水平，按照L9（34）正交表设计正交试验，以感官评分为评价指标，最终确定4种填充物料的配比。以100 mL水中加入填充剂质量计量，其正交试验设计因素水平见表1。

表1　调味苦瓜脆片填充液浓度L9（34）正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for filling concentration of flavored bitter gourd crisps

利用最佳填充液浓度配方，采用正交试验优化苦瓜脆片的填充工艺参数，选择温度、真空度、抽真空的时间3个因素，在单因素试验基础上设置3个水平，以苦瓜脆片的色泽、脆度、硬度和感官品质为评价指标，从而得出调味苦瓜脆片填充工艺的最佳参数。正交试验因素水平表见表2。

表2　填充工艺条件正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for filling process conditions

1.2.2.3真空冷冻干燥

填充后的苦瓜片经沥干后，均匀地铺在托盘上，厚度为10 mm，将探头插入中间夹层，预冻温度-28℃，90 min。在工控机Window XP操作系统的界面，设定曲线，开启冻干供液及真空泵，达到设定真空度进行加热，升华开始。当物料温度趋近于加热板的温度45℃时为冻干终点，即得到苦瓜脆片。

1.2.3测定方法

1.2.3.1色泽的测定

采用CR-400色差仪对填充后的苦瓜脆片进行测定，参数模式设定为“L、a、b”，L表示亮暗（黑白）指数，+表示偏白，-表示偏暗；a表示红绿指数，+表示偏红，-表示偏绿；b表示黄蓝指数，+表示偏黄，-表示偏蓝[7]。其中L*、a*、b*为空白组的测定值，“L、a、b”为样品的测定值，通常用总色差ΔΕ=[（L-L*）2+（a-a*）2+（b-b*）2]1/2=[（ΔL2+Δa2+Δb2）]1/2反映整体的色泽变化[8]。由于苦瓜片填充后色泽分布不均匀，试验中将待测苦瓜脆片粉碎，过40目筛后取样，测定L、a、b值。

1.2.3.2脆度和硬度的测定

用TA-XT2i型质构分析仪测定冻干苦瓜脆片的脆度和硬度[9-10]。具体步骤为：采用物性测定仪，用P35探头进行测试，测前速度为5.0 mm/s，测试速度为0.5 mm/s，测试后返回速度10.0 mm/s，测试压缩比30 %[11-13]。在测试过程中，最大峰值为样品的硬度，其值越大，产品越硬；第一个较明显的峰值为脆度，其值越大，产品脆度越大，脆性程度越低，苦瓜脆片品质越差。

1.2.3.3感官评定

本试验选择10名评价员，根据感官评分表对产品进行评分（见表3）。

表3　产品感官评分表Table 3 Sensory score sheet of the product

根据A. D. Little的风味剖面法及Szczesinak的时间依赖法，依照风味剖面中“外观顺序”的原则，按时间顺序进行评定，即咬第一口阶段、咀嚼阶段、剩余或第三阶段，主要依据产品的酥脆性评分[14]。产品的最终感官评分为真实打分乘以相应的系数。

2　结果与讨论

2.1调味苦瓜脆片的填充液配比的确定

结合文献并且在多次预试验之后，选择大豆蛋白、麦芽糊精、食盐、木糖醇作为填充剂，对调味苦瓜脆片填充物料的添加量进行正交试验，试验结果如表4。

续表4苦瓜脆片填充配方的正交试验结果Continue table 4 Orthogonal test results of filling recipe for bitter gourd crisps

由表4的试验结果分析可知，各因素对调味苦瓜脆片的感官品质影响最显著的是食盐，其次是麦芽糊精，再次是大豆蛋白，最后是木糖醇。根据K值，本试验最优水平组合为A2B1C3D2，即大豆蛋白10 %、麦芽糊精20 %、食盐0.3 %，木糖醇0.5 %。利用该组合进行重复验证试验，得到该条件下冻干苦瓜脆片的感官评分为8.87±0.28。

2.2填充工艺单因素试验结果与分析

2.2.1不同温度对苦瓜脆片质构和感官品质的影响

在真空度0.07 MPa、抽真空时间20 min的条件下，分别考察25、40、55、70、85℃时的填充温度对冻干苦瓜脆片品质的影响。结果见图1。

图1　不同温度对苦瓜脆片质构和感官品质的影响Fig.1 Crispness and sensory score of bitter gourd crisps at different temperature

表4　苦瓜脆片填充配方的正交试验结果Table 4 Orthogonal test results of filling recipe for bitter gourd crisps

由图1可知，随着填充温度的升高，苦瓜脆片的脆度和感官评分变化明显，说明温度对最终产品的品质有很大的影响。在40℃时脆度和感官评分达到最大值而后降低，原因是温度过高时，使得蛋白质变性，分子结构被破坏且体积增大[15-16]，渗透能力下降；麦芽糊精的黏度随温度的增加而减小，易渗透但附着在苦瓜表面的量减少，导致产品营养成分的损失，且苦瓜变软，影响了产品的酥脆性和感官品质。因此填充温度选择在25℃～55℃较好。

2.2.2不同真空度对苦瓜脆片质构和感官品质的影响

在温度40℃、抽真空时间20 min的条件下，分别考察0.01、0.03、0.05、0.07、0.09 MPa时的真空度对冻干苦瓜脆片品质的影响，结果见图2。

图2　不同真空度对苦瓜脆片质构和感官品质的影响Fig.2 Crispness and sensory score of bitter gourd crisps at different vacuum pressure

由图2可知，产品脆度及感官品质均随真空度的升高而升高，而产品的硬度却随之下降。当0.07 MPa时脆度最高而后稍有降低，在较低真空度时产品的脆度较差，硬度较大。这是因为真空度太小，溶液的渗透压较低，不足以使填充剂扩散到苦瓜片内部，而真空度越大，所形成的蒸汽压越大，加大了填充液渗入苦瓜片的速率，进而增加了固形物填充量，使得最终产品的质构酥脆，硬度减小。因此，真空度选择在0.05 MPa～0.09 MPa范围较好。

2.2.3抽真空的时间对苦瓜脆片质构和感官品质的影响

在温度40℃、真空度0.07 MPa的条件下，分别考察10、20、30、40、50 min时的抽真空时间对冻干苦瓜脆片品质的影响，结果见图3。

图3　抽真空的时间对苦瓜脆片质构和感官品质的影响Fig.3 Crispness and sensory score of bitter gourd crisps at different vacuum time

由图3可知，当抽空时间超过20 min时产品品质达到最佳，而后随时间的增加，产品脆度和感官评分逐渐下降。这是因为当时间达到一定值时，苦瓜片内部的空气几乎全部抽出，在破除真空进行真空填充的过程中，苦瓜内能够保持较大的负压有利于填充物料的迅速渗透，继续提高抽真空的时间，从苦瓜片中所能抽出的残存空气量已很少，对真空填充过程中苦瓜内部负压的变化影响不大，且长时间的浸渍，使填充剂黏度降低、渗透效率下降、苦瓜片变得黏软，降低了产品的酥脆性及感官品质。因此，抽真空的时间选择在10min～ 30 min较好。

2.3填充工艺正交试验结果与分析

基于以上单因素试验结果可知，温度、真空度、抽真空的时间对苦瓜脆片的质构及感官品质的影响较为显著，因此初步确定了各因素的水平大小：温度25、40、55℃；真空度0.05、0.07、0.09 MPa；抽真空的时间10、20、30 min。采用正交设计对填充工艺参数进行优化，确定最佳的参数，见表5。

表5　填充工艺的正交试验设计与结果Table 5 Design and results of orthogonal experiments for filling process

由表5可知，若以色泽（ΔΕ）为考察指标，影响苦瓜脆片品质的因素排序为B'＞C'＞A'，即根据最小色差值得出最佳组合为A2'B2'C3'；若以脆度为考察指标，影响苦瓜脆片品质的因素排序为A'＞C'＞B'，即温度＞抽真空的时间＞真空度，最佳组合为A2'B2'C2'；若以感官评分为考察指标，影响苦瓜脆片品质的因素排序为A'＞C'＞B'，即温度＞抽真空的时间＞真空度，最佳组合亦为A2'B2'C2'。采用多指标正交试验综合平衡法，最终确定了试验最佳的组合为A2'B2'C2'，即填充温度为40℃、真空度为0.07 MPa、抽真空的时间20 min，按此最佳参数进行验证试验，此工艺下苦瓜脆片的色泽（ΔΕ）值为4.61，脆度值为60.89 N，硬度值为133.90 N，感官评分为8.82，产品色泽淡绿，香味浓郁，口感酥脆，具有优良的品质。

3　结论

通过对调味苦瓜脆片的填充工艺进行的试验研究，得到如下结论：

1）影响苦瓜脆片品质的主要填充试验因素有各填充物料的添加量、填充温度、真空度、抽真空的时间。

2）在选定的填充环境下，以最终产品的感官评分为指标，得到最佳填充配方：大豆蛋白10 %、麦芽糊精20 %、食盐0.3 %、木糖醇0.5 %，最终苦瓜脆片的感官评分为8.87±0.28。通过建立了单因素试验，研究了填充温度、真空度、抽真空的时间这三个自变量对产品的色泽（ΔΕ）、脆度、硬度三个因变量的影响，经结果分析可知，各因素对产品品质均有重要的影响，进而确定了填充工艺正交试验设计的水平范围。

3）通过正交试验的结果分析，确定调味苦瓜脆片的填充工艺最佳参数：温度40℃，真空度为0.07 MPa，抽真空的时间为20 min，经平行试验反复验证此工艺参数，得到的实际值与理论值较相近，说明该正交试验设计合理，对苦瓜脆片填充工艺参数的筛选有较好的理论指导作用。

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Filling Technology and Texture Properties of Freeze-dried Flavored Bitter Gourd Crisps

DAI Jia-yu，SUI Jia-chen，ZHU Qing-yi，WEN Lian-kui*
（School of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，Jilin，China）

Abstract：This experiment used fresh bitter gourd as raw materials，studied filling recipe and processing technology for freeze-dried flavored bitter gourd crisps.In order to explore the optimal process parameters and the filling formula of bitter gourd crisps，single factor and orthogonal tests were conducted. And studied the effects of filling temperature，vacuum degree and vacuum time for texture characteristics，color and sensory quality of bitter gourd crisps.The results showed that：under the conditions of soy protein 10 %，maltodextrin 20 %，salt 0.3 %，xylitol 0.5 %，sensory score of bitter gourd crisps was 8.87±0.28.The optimal process parameters were filling temperature of 40℃，vacuum degree of 0.07 MPa，vacuuming time of 20 min，color（ΔΕ）value of 4.61，crispness value of 60.89 N，hardness value of 133.90 N，sensory score of 8.82，the excellent sensory quality and higher texture properties of freeze-dried flavored gourd crisps were achieved under the optimal processing conditions.

Key words：freeze-drying；flavored bitter gourd crisps；filling technology；texture properties

收稿日期：2015-02-08

*通信作者:文连奎（1962—），男（汉），教授，博士，主要研究方向：果蔬保鲜与加工工程。

作者简介：代佳宇（1988—），女（汉），在读硕士，研究方向：食品真空冷冻干燥技术。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.032