低糖香糯桂花甜藕软罐头工艺优化研究

邓源喜，马 龙，汪张贵，孙兰萍，曾卫国

（蚌埠学院 生物与食品工程系，安徽 蚌埠 233030）

莲藕，又称芙蓉、玉环等，属睡莲科，多年生草本水生类果蔬，集营养与保健于一体[1-4].尤其是它的低脂，高碳水化合物的特点，受到越来越多的消费者青睐，具有较高的经济价值.桂花，又名九里香、金粟等，是我国十大传统名花之一，也是著名的香料植物，研究表明，桂花既具有健胃化痰、平肝等作用，又具有治痰多咳嗽，闭经腹痛等保健功能[5-9].而我国莲藕、桂花资源丰富，因此，如何研制开发出更多的桂花、莲藕食品很值得研究.近年来低糖食品很受消费者欢迎，随着食品工业的发展，一些功能性甜味料和强力甜味剂越来越广泛的应用到食品加工中，部分取代了蔗糖，这与它们良好的加工适性与特殊的功能等有着密切的关系，例如低聚糖、麦芽糖、三氯蔗糖等，尤其是低聚糖、麦芽糖，研究表明对人体具有防止血糖增高、防龋齿、预防肥胖等特殊的生理保健功能[10-16].

我国传统桂花糯米甜藕是以莲藕、糯米、糖、桂花为主要原料，由作坊式加工而成，具有营养、香甜、方便等特点，一直深受广大消费者的喜爱.但是，目前桂花甜藕的加工工艺技术和产品质量还存一些问题，例如，在加工和贮藏过程中产品容易褐变，变硬老化，感官品质差，保质期缩短等;此外，产品加工中采用蔗糖或蜂蜜，难免其品种单一，品质参差不齐等.而国内学者目前研究此类产品的也为数很少，因此深入研究产品传统工艺，通过其工艺改良和创新，开发具有保健营养功能的低糖糯米藕食品，使之逐步达到规范化、规模化、工业化生产要求，这对于提高藕制品加工企业经济效益，促进莲藕制品的市场繁荣与发展等具有重要的现实意义[17-20].

2 材料与方法

2.1 材料与设备

莲藕（购于蚌埠沃尔玛超市）；桂花（购于蚌埠市家乐福超市）；食用盐（安徽盐业总公司生产）；白糖（上海乐购物流有限公司生产）；糯米（购于蚌埠家乐福超市）；甜味剂（三氯蔗糖）、D一异抗坏血酸钠、柠檬酸、卡拉胶均由实验室提供；护色剂自配；电子台秤（余姚纪铭称重校验设备有限公司生产）；高压灭菌锅；电冰箱（合肥荣事达电冰箱有限公司）等.

2.2 实验方法

2.2.1 桂花糯米甜藕加工工艺流程

原料挑选及预处理→护色→保脆→灌糯米→热处理→糖液熬煮→真空热罐装→杀菌→冷却→检验→成品.

2.2.2 桂花糯米甜藕加工工序操作重点

(1)原料挑选及预处理：选择形状规则、大小适中、无病虫害、无机械伤的新鲜莲藕进行清洗、修整、去皮处理.

(2)护色与保脆：将挑选及预处理好的莲藕分别采用护色液和保脆剂处理.

(3)灌糯米：用不锈钢刀将经护色和保脆剂处理后的藕较粗端切一藕盖，往每个藕洞中装入淘洗干净的桂花糯米混合物（装至一至八成满），盖上切下的藕盖，用细线将其扎住.

(4)热处理：将灌糯米后半成品进行常压蒸制（9-12min），沸水煮制（4-6min）.

(5)糖液熬煮：将经热处理后的半成品立即进行混合糖液（自配）煮制（3-4h）.

(6)热罐装、杀菌：糖液熬煮后的半成品尽快进行真空热罐装与杀菌（121℃10-15min），冷却后待保温检验及感官评定.

2.2.3 正交实验方案设计

为了控制桂花糯米糖藕产品品质，本实验先对影响桂花糯米糖藕产品质量的主要加工工艺进行单因素试验，通过查阅相关资料，本研究选择柠檬酸浓度、保脆剂（CaCl2）浓度、复合糖糖煮时间、杀菌条件四个因素做单因素实验，具体如下：柠檬酸添加量分别为 0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%,0.22%；CaCl2浓度分别为为0.2%、、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，考察保脆时间分别为0min、5min、10min、15min、20min、25min；糖煮时间分别为2.5h、3.0h、3.5h、4.0h、4.5h；杀菌工艺选用 121℃0min、10min、15min、20min、25min.在以上单因素试验的基础上，评审小组通过对样品感官指标评定，评分标准见表1（总分 10分）[19，21-22]，选出每个因素中较优的三个水平进行产品的工艺正交优化试验，从而得出加工桂花糯米糖藕的最佳工艺参数.

表1 样品感官指标评定标准

3 结果与分析

3.1 影响桂花糯米甜藕品质关键因素的水平选择

3.1.1 柠檬酸浓度的选择

表2 样品组织褐变程度评分标准

由于莲藕组织中含有多酚氧化酶，易导致鲜切莲藕的褐变，在糯米藕的去皮工序中，需要护色处理，以防止褐变.通过查阅资料，柠檬酸既可以降低酚酶反应体系pH值，又可以络合铜辅基,抑制多酚氧化酶活性，能有效控制样品褐变现象的发生，采用D-异抗坏血酸钠（0.05%），酸度调节剂柠檬酸和NaCl（1.0%）三者复合效果好[19,23-27].因此，本实验通过选择不同浓度柠檬酸与NaCl 1.0%、D-异抗坏血酸钠0.05%组合,室温下，复合护色液护色40min，取出沥水，放置18h后观察样品,并进行感官评分，评分标准见表2，以确定柠檬酸最佳浓度,实验结果见表3所示.

表3 复合护色液不同浓度的柠檬酸的护色效果

根据表2，表3实验结果可知，复合护色液中随着柠檬酸浓度的增加,样品的评分值越高，样品组织的褐变程度逐渐减小,当柠檬酸浓度0.06%浓度时褐变程度明显减弱,柠檬酸浓度0.14%时样品组织的褐变得到较好控制，柠檬酸浓度0.18%时样品组织的褐变控制效果很好.可见，在复合护色液中柠檬酸加入量0.02～0.18%范围内，柠檬酸的量越多，褐变抑制效果越好，这种作用在与D-异抗坏血酸钠、氯化钠复合使用时较明显，这可能是竞争性的螯合Cu2+引起的[24-27].

3.1.2 保脆剂浓度的选择

桂花糯米甜藕在加工中因高压杀菌、高温处理易出现质地变软，硬度下降现象，严重影响产品品质，为此采用CaCl2对莲藕进行保脆处理.在18℃～25℃温度条件下（固液比1:3），将藕片分别采用CaCl2溶液（浓度为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）进行保脆实验，通过比较样品的质地与口味，确定保脆剂的最佳浓度，结果见表4.

表4 不同浓度CaCl2处理的样品品质比较

由表4知CaCl2浓度对藕制品的质地与口味影响很大，随其浓度的增加，样品由烂变软，脆度增加，当浓度达到0.6%时脆嫩可口，且有藕特有的清香味.原因可能是CaCl2中的Ca2+激活了果胶甲脂酶，提高酶的活性，促使果胶转化为甲氧基果胶，再与Ca2+作用生成不溶性的果胶酸钙，并因它的凝胶作用，增强了细胞间的连接，使藕片组织通过与果胶形成钙桥或加强细胞的纤维结构而达到硬化的目的[28].但是当浓度大于此值则藕香味变淡，且带有涩味.故综合样品质地与口感因素CaCl2的适宜浓度为0.6%左右.

3.1.3 保脆时间的选择

由3.1.2试验确定了适宜的保脆剂浓度，在此保脆剂浓度（0.6%CaCl2）的前提下做保脆时间选择实验.分别对藕片进行了0min,5min,10min，15min，20min，25min的保脆试验，结果见表5.

表5 不同保脆处理时间的效果比较

由表5可以看出，样品经过0.6%CaCl2溶液保脆5min～25min处理后，硬度由软变硬，通过对比发现保脆10min较好，样品软硬适度，低于或高于此值效果都不好.综合评定CaCl2的保脆时间为10min.

3.1.4 糖煮时间对莲藕制品的影响

表6 不同糖煮时间的品质比较

因不同糖煮时间影响到成品的色、香、味等品质，通过查阅大量文献资料和前期试验成果，采用自配混合糖（麦芽糖20%、三氯蔗糖0.008%、低聚异麦芽糖1.6%）与柠檬酸（0.06%）的组合对样品进行糖煮.实验结果见表6.由表6可知，样品经过2.0～4.0h不同时间的糖液熬煮，样品感官品质发生明显改变，当样品经3.5h糖液熬煮处理后色、香、味、形俱佳.

3.1.5 杀菌条件对莲藕制品保藏的影响

桂花糯米甜藕属低酸性食品，要采用高温（121℃）杀菌，才能保证产品在常温下能够保藏.但是不同的杀菌时间会对样品的颜色、味道、货架期等产生重要的影响，杀菌时间过长会使样品品质差；杀菌时间过短，易出现败坏现象，货架期短；所以选择杀菌时要尽可能减少时间，实验设计如表7所示，保温实验条件为产品放置36±0.1℃的恒温箱中9天，然后观察样品变化）.

由实验结果表7可知，样品分别采用0min～25min 121℃杀菌处理后，样品品质和保温后胀袋情况有较明显的变化.比较发现样品采用10min 121℃杀菌处理条件好，既尽量保存其营养素，保持产品品质，又能彻底杀菌达到商业无菌的条件，产品的贮藏期得到了保证.

表7 不同杀菌时间对品质的影响

3.2 桂花糯米甜藕工艺条件的优化

表8 正交因素水平表

为确定桂花糯米甜藕的最佳工艺参数,根据单因素试验结果，本阶段设计了正交优化实验，评价指标为感官品质，实验设计见表8.

3.2.1 极差分析法

由表9极差分析可以看出,ABCD四个因素对桂花糯米甜藕样品感官品质影响程度大小为A>B>C>D,可见，主要影响因素为保脆剂的浓度,次要因素为糖煮时间和柠檬酸添加量，杀菌条件影响程度最小.桂花糯米甜藕的最佳工艺组合为A2B2C2D1，即CaCl2浓度为0.6%，柠檬酸浓度为0.14%，糖煮时间为3.5h，杀菌条件为121℃、10min.感官评分表见表1.

3.2.2 方差分析法

由于实验存在误差，用直观分析法无法区别实验结果的不同是由各因素水平的变化还是实验误差造成的，因此需要对实验结果做方差分析.通过查阅F值表可知：F0.10(2,2)=9.000,F0.05(2,2)=19.000.由表10可知：FD

表9 桂花糯米糖藕工艺条件极差分析

表10 桂花糯米甜藕工艺条件的方差分析

3.3 桂花糯米甜藕的验证性试验

由3.2内容知，当试验工艺参数分别为CaCl2浓度为0.6%，柠檬酸浓度为0.14%，糖煮时间为3.5h，杀菌条件为121℃、10min时，产品质量好，为确保工艺参数的可重复性，故要针对此优化工艺条件进行重复试验3次.试验结果表明，在此优化条件下加工的产品感官评分为平均分为9.3(满分10分)，产品软硬适中，渗糖均匀，色香味好.

4 结论

通过正交优化试验，确定了产品复合护色所需柠檬酸浓度为0.14%（NaCl 1.0%,D-异抗坏血酸钠0.05%），保脆剂CaCl2浓度为0.6%，保脆处理10min；采用混合糖（麦芽糖浆20%、三氯蔗糖0.008%、低聚异麦芽糖1.6%）并添加0.60%柠檬酸进行糖液熬煮3.5h；杀菌条件121℃ 10min.在此条件下加工的香糯桂花甜藕产品品质好，保质期较长.

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