徐 飞, 钮福祥, 朱 红, 岳瑞雪, 孙 建, 张 毅
(江苏徐州甘薯研究中心,江苏徐州 221131)
摘要:以紫色甘薯品种宁紫薯1号为材料,进行复合紫色甘薯条加工的预备试验,结果表明:加入1.2%果冻粉,可赋予产品足够的特性和韧性,便于成形。同时,对影响复合紫色甘薯条质量的含糖量、浓缩比、柠檬酸用量及烘烤温度等主要因素进行研究,通过正交试验确定最佳参数组合:糖的添加量15%、浓缩比1.5 ∶1、柠檬酸用量0.12%,烘烤温度 60 ℃。在该条件下生产出来的复合紫色甘薯条色泽鲜亮,条形饱满而完整,规格统一,富有一定的弹性和韧性,口感筋道,甘薯香味浓郁。
关键词:紫色甘薯条;加工;生产工艺;正交试验
甘薯营养丰富,富含18种氨基酸,其中含有人体必需的8种氨基酸,膳食纤维的含量为米面的10倍,维生素B1和维生素B2是米面的2倍,维生素E为小麦的9.5倍,维生素C和胡萝卜素比小麦高10倍等[1]。此外,甘薯还具有许多生理保健功能。日本国立癌症预防研究所对40 多种蔬菜进行抑癌试验,结果发现甘薯的抑癌效果最好。甘薯是一种理想的碱性食品,可调节人体的酸碱平衡。甘薯中含有丰富的膳食纤维,可预防肠道癌及消化道疾病。紫色甘薯中的花青素有强烈脱除氧自由基的功能,具有防癌、抗癌、抗过敏、抗突变、改善关节柔韧性和血管弹性、调节免疫力等生理功能。可见,紫色甘薯具有更加广阔的开发和应用前景[2-5]。
随着研究的不断深入,甘薯日益凸显的营养价值和保健价值越来越受到人们广泛的关注。“食甘薯热”正在兴起,成为人们追求健康的消费时尚。甘薯食品的加工也如火如荼地开展,形成了丰富多彩的产品面貌,如甘薯条、甘薯片、真空油炸薯片、香脆薯片、速冻甘薯条等产品[6-7]。就甘薯条加工而言,传统甘薯条的生产以薯块切条制作而成,该方法对甘薯原料要求比较高,适宜的品种少,产生的下脚料多,浪费严重。本研究的复合紫色甘薯条是利用甘薯泥进行调配、浓缩、成形、烘烤而成,它改变了甘薯原有的组织结构和加工性能,形成的产品口感筋道,甘薯香味浓郁,形态饱满,突出了紫色甘薯条的营养和色泽特点,增加了产品的新颖性,同时紫色甘薯可与不同肉色甘薯复合,形成丰富的色彩,大大提高产品的商品价值,丰富甘薯产品的面貌,但有关这一方面的研究鲜见报道。复合紫色甘薯条用甘薯泥制作而成,原料利用率高,品种适宜性广,是甘薯加工利用的一条经济途径。
1.1 材料
新鲜紫色甘薯宁紫薯1号,一级白砂糖,果冻粉,柠檬酸;打浆机,60目不锈钢网筛,不锈钢锅,不锈钢铲,不锈钢钢丝刀,烘箱等。
1.2 方法
1.2.1 工艺流程 复合紫色甘薯条生产工艺流程:紫色甘薯→清洗→去皮→护色→切分→熟化→打浆→调配→浓缩→注模→冷却成形→造型→烘烤→整理→包装。
1.2.2 操作要点及基本工艺参数的确定
1.2.2.1 原料的选择 原料食味要好,色泽鲜亮。为便于薯泥浓缩、减少能耗、提高产品出率,原料干率不宜太低,选择干率>23%的高干率品种,如京薯6号、宁紫薯1号、徐紫薯3号、济薯18等都比较适宜。本研究选宁紫薯1号为试验材料,该品种干物率较高,为28%左右,肉色鲜艳,食味佳。
1.2.2.2 护色 宁紫薯1号去皮后应立即进行护色处理,护色液为柠檬酸0.15%[7],亚硫酸钠对花青素有褪色作用,不宜使用。若整个甘薯带皮蒸煮,则无须护色,去皮后放入护色液中。
1.2.2.3 原料熟化方式 为便于浓缩,要尽量减少水分的加入,采用蒸汽加热熟化的方法比较好。为缩短蒸熟时间,甘薯可切片后再蒸煮。
1.2.2.4 打泥(打浆) 同样,打泥时也要尽量少加水,以能够连续出料为宜。总用水量是原料净质量的1.5倍。
1.2.2.5 去除粗纤维 粗纤维影响产品外观和口感,打浆时须去除。试验用打浆机不能够去除粗纤维,打浆后须要过60目不锈钢网筛去除粗纤维。生产中,打浆机用孔径为0.6 mm不锈钢网筛即可基本去除粗纤维。
1.2.2.6 调配 配料中除果冻粉(凝胶剂)外,白砂糖和柠檬酸具有调节口感的作用。白砂糖与果冻粉混合溶解后加入薯浆,柠檬酸调配成水溶液,接近浓缩终点时加入。
1.2.2.7 浓缩 浓缩既是去除部分水分的过程,提高干物率,保证产品的饱满形态,同时也是不同配料相互热融合过程,加热浓缩和不断搅拌能够使配料混合均匀。浓缩终点时,用铲子挑起薯泥,有滞留现象,这时薯泥含水量40%左右,既有一定的干物率,又具有一定的流动性,便于注模。
1.2.2.8 注模 浓缩达到终点时,倒入柠檬酸溶液,快速搅拌均匀后,趁热立即注模,以免降温凝固,失去流动性,影响注模。注模后,将表面刮平,静止放置。
1.2.2.9 冷却定型 注模后采用冷水或冷风强制冷却,以凝固定型。冷却速度宜快,以减轻酸的热降解作用,影响凝固效果。冷却定型后,即是甘薯糕。
1.2.2.10 成形 冷却定型后的甘薯糕具有一定的弹性和韧性,可整体从模具中移出,用不锈钢钢丝刀先后2次切成条形,长短尺寸根据需要而定。切条时,动作要轻柔,防止断条。
1.2.2.11 烘烤 烘烤时,切分好的甘薯条,单层摆放于网筛烘具中,避免相互粘连和受热不均。按设定温度烘烤至含水量16%~18%,柔软而有透明感。
1.2.3 预备试验 本研究选用果冻粉为凝冻剂,它是果糕类食品常用的凝冻剂,是复合甘薯条形成的最重要的物质,它的添加量直接影响产品的形成、形态和口感;但添加过多也会影响口感,增加成本。因此,对果冻粉的添加量进行单因素的预备试验,以确定适宜的果冻粉添加量。
1.2.4 正交试验 除以上影响产品质量的工艺因素外,含糖量也会影响产品的口感,适宜的含糖量使产品的风味更加协调;甘薯泥浓缩状态即浓缩比(甘薯浆与浓缩物料重量比),既影响复合紫色甘薯条成形效果,又影响产品的形态;柠檬酸的添加是为了调节口感,使糖酸比适宜,但是柠檬酸对果冻粉有降解作用,对产品成形造成直接影响;温度既影响产品的烘烤状态,又能够加速柠檬酸对果冻粉的降解作用,烘烤温度不适宜,就会严重影响产品的形态和口感。综合考虑以上各因素,确定含糖量(以去皮后的鲜薯质量为基数)、浓缩比、柠檬酸添加量及烘烤温度为正交试验4因素,按表1中3个水平进行正交试验。
表1 复合紫色甘薯条加工工艺的正交试验设计
水平A:加糖量(%)B:浓缩比C:柠檬酸添加量(%)D:烘烤温度(℃)1151.0∶10.08452201.5∶10.12603252.0∶10.1675
2.1 预备试验结果
由表2可以看出,当果冻粉的添加量达到1.0%时,产品凝冻效果好,弹性、韧性足,既不粘连,也便于成形;而低于0.8%时,产品难以成形,韧性不足,口感黏牙。但是,果冻粉含量高,也会影响产品风味,高于1.6%时,产生异味。兼顾弹性和风味两方面因素,选择适宜的果冻粉添加量为1.2%,即为最佳比例。
表2 果冻粉的添加量对复合甘薯条成形工艺的影响
添加比例(%)影响状况0.60稍有弹性0.80有弹性1.00弹性尚好1.20特性尚好1.40特性好1.60弹性足,稍有异味1.80弹性足,有异味
预备试验结果还表明,单一的果冻粉凝冻特性不受温度变化影响,即在工艺适宜的范围内,温度的变化不会影响果冻粉的凝胶强度。
2.2 正交试验结果
从正交试验结果和极差分析结果(表3)得出,以上4因素对产品质量的影响从大到小依次为C>D>A=B,最佳组合为A1B2C2D2,为试验2号组合,即加糖量15%,浓缩比 1.5 ∶1,柠檬酸添加量0.12%,烘烤温度60 ℃。
2.3 原因分析
2.3.1 柠檬酸添加量的影响 从正交试验结果可看出,柠檬酸添加量是最大的影响因素。柠檬酸不仅用于调节口感,使产品达到适宜的糖酸比,还在于柠檬酸对果冻粉有降解作用,从而影响产品的形态、口感。柠檬酸浓度越大,果冻粉热降解程度越高,成形越困难。另外,受热能够加速柠檬酸对果冻粉的降解作用,尤其在烘烤阶段,时间长(4~6 h)、温度高(最高 75 ℃),稍有不慎,果冻粉降解严重,产品就会失去韧性和形态感,口感黏牙。添加柠檬酸调节pH值,使紫色甘薯中花青素的色泽更加鲜艳。所以,柠檬酸的添加量不仅要适宜,而且还要选择在浓缩终点添加,这样既能改善色泽,又能减轻果冻粉的热降解程度。
表3 复合紫色甘薯条加工工艺的正交试验结果
试验号ABCD感官评分(分)111118921222953133390421239152231896231291731329183213909332192k191.390.390.090.0k290.391.392.792.3k391.091.090.090.3R1.01.02.72.3
注:感官评分包括色泽、形态、口感、风味4个指标,满分共100分,4个指标各25分。
2.3.2 烘烤温度的影响 从极差分析结果可看出,烘烤温度也是对产品质量影响较大的因素。烘烤是水分蒸发的主要动力,温度低,水分蒸发缓慢,效率低;温度高,不仅影响产品色泽,更严重的是能够加速柠檬酸对果冻粉的降解作用,从而使产品失去应有的弹性、口感和饱满的形态。因此,复合紫色甘薯条烘烤温度宜为60 ℃左右,不宜超过65 ℃。
2.3.3 加糖量和浓缩比的影响 为了调节产品口感而添加白砂糖,不同的人的口感嗜好不同,对甜味的要求和和感受不同,白砂糖的添加对工艺和产品感官质量影响较小。浓缩比主要影响产品的饱满度,浓缩比小,水分高,烘烤后产品形态不饱满;浓缩比高,产品状态饱满,但浓缩比太高,就会影响柠檬酸的混合,流动性降低,也不便出料和注模。
3.1 浓缩方式
薯泥的浓缩是复合紫色甘薯条生产工艺中的一个重要环节,浓缩方式不仅影响浓缩物的状态(如色泽、气味、硬度等),还影响产品的质量和生产效率。这里主要讨论2种浓缩方式:(1)夹层锅常压浓缩。浓缩与物料混合同时进行,温度高,便于物料融合,水分蒸发快。随着水分的蒸发,温度逐渐升高,容易发生焦糖和美拉德反应,影响物料色泽。(2)真空浓缩。根据薯泥的特性,采用刮板式真空浓缩锅,不仅能够得到较高的浓缩比,而且能够较好地保持甘薯泥原有的色泽和风味。同时,浓缩时间短、效率高。但是,由于真空降低了物料温度,使物料提前发生凝冻现象,失去流动性,无法进行注模和造形。因此,结合常压和真空浓缩的特点,可按照“常压热混合→真空浓缩→常压热融合→注模”的工艺顺序进行,这样既能提高效率,又能保持产品色泽。
3.2 果冻粉的添加量
在试验条件下,样品处理的批量比较小,各种试验参数都能够严格控制,从而能够获得比较准确的试验结果。在实际生产中,处理批量大,生产连续进行,各种工艺参数很难准确控制,如热浓缩时间、烘烤温度、烘烤时间及配料的计量等参数,会产生一定的波动和误差,可能会影响产品质量。尤其果冻粉会产生热酸降解,工艺操作不慎,受热过度,会加速果冻粉酸降解,影响凝冻效果和产品质量。生产中除严格控制工艺流程和各种技术参数外,还可适当增加果冻粉添加量,以适应生产工艺宽泛性的要求。另外,生产中尽量减少下脚料的产生及下脚料的反复回填利用,以免产生果冻粉降解物的积累,影响产品口感和色泽。
3.3 甘薯泥的再开发利用
紫色甘薯经“熟化→打泥→调配→浓缩→注模→冷却成形→造型→烘烤”等工艺加工而成复合紫色甘薯条,作为中间产物,薯泥还可以用来进一步加工成其他形式的产品,如薯糕、薯枣、香脆薯饼、小薯仔,添加到面粉中制作甘薯挂面等;浓缩薯泥也可作为终端产品直接销售,作面包、饼干、月饼等的馅心料、调味料和薯酱等直接食用[8-10];有的采用酶解法制作紫甘薯泥,用于调配饮料,从而提高溶解性[11];紫色甘薯泥可与其他肉色甘薯泥复合,制作色彩薯条,提高产品的新颖性。薯泥可开发的产品多种多样,深受消费者喜爱。浓缩薯泥作为再加工原料便于储存和运输,可以调节原料在季节和地域上的限制,为甘薯的加工利用开辟更加广泛的途径。
复合甘薯条的生产以宁紫薯1号为材料,最佳技术参数组合为:果冻粉添加量1.2%、加糖量15%、浓缩比1.5 ∶1、柠檬酸添加量0.12%、烘烤温度60 ℃。在此生产工艺条件下,产品色泽鲜艳,条形饱满,口感筋道,甘薯香味浓郁。在产品质量影响因素中,柠檬酸添加量和烘烤温度对产品质量影响较大,而加糖量及浓缩比影响相对较小。为提高效率、保持产品色泽,将甘薯浆混合及浓缩时最好采用常压与真空浓缩相结合的方式进行。在实际生产中,要严格控制热处理过程,减轻和避免果冻粉的热酸降解。甘薯泥作为中间产物和半成品,再开发利用潜力巨大,市场前景广阔。
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收稿日期:2014-08-05
基金项目:国家现代农业产业技术体系建设专项(编号:CARS-11-B-20):江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(14)2005-4]。
作者简介:徐 飞(1965—),男,江苏新沂人,副研究员,从事农产品加工研究。E-mail:xufei_11@126.com。
doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2015.08.087
中图分类号:TS215
文献标志码:A
文章编号:1002-1302(2015)08-0264-03
徐 飞,钮福祥,朱 红,等. 复合紫色甘薯条的生产工艺[J]. 江苏农业科学,2015,43(8):264-266.
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