基于因子分析和Box-Behnken响应面提高冷冻淮山紫薯球品质

王蓉琳,谢林美,吕 峰

(福建农林大学食品科学学院,福建福州 350002)

甘薯包含红薯、白薯、紫薯等多种品种,营养丰富,且被誉为营养最均衡的保健食品,是我国四大主要农作物之一[1],在农产品加工和粮食生产上占据重要的地位。福建是我国最早种植甘薯的地区,目前甘薯的产量占全国粮食总量的17%左右[2]。紫薯(purple sweet potato,PSP),其营养价值高于普通甘薯,干物质含量达18%～30%,蛋白质含量20%左右,此外还有丰富的花青素、硒元素等[3-6]。淮山(Chinese yam)也叫山药,含有丰富的蛋白质[7]、多糖[8-9]、维生素B族、维生素C、维生素E、胆汁碱和尿囊素等[10-11];且具有健脾益胃、助消化、滋肾益精、益肺止咳、益志安神、降血糖等保健功效。鉴于紫薯、淮山突出的营养功能,许多学者对其功能性成分、加工特性与综合开发利用进行了较为深入的研究[12-17]。

薯丸是福建省的传统地方特色小吃,是以甘薯和糯米粉为主要原料加工而成的淀粉制品,近年来,为了迎合消费者对口味多样化的需求,业内人士对传统薯丸进行产品改良与创新,开发出淮山紫薯球、红薯鸡肉丸[18]、调理甘薯球[19]、紫薯鱼丸[20-21]等不同风味的冷冻调理产品;特别是冷冻淮山紫薯球,融合了紫薯与淮山突出的营养功能,以紫薯、糯米粉为加工薯球外表皮的主原料成分,淮山作为其馅心的主原料成分,开发的新型冷冻调理食品,其口感香糯、Q弹、爽甜,深受消费者青睐。但薯丸系列产品在冷冻及冻藏过程中,因外表皮原料生淀粉的持水性不佳,容易产生失水、表面发干、粗糙和萎缩性龟裂[22]等品质劣变,导致食用时口感变硬,失去弹性;此外,冷冻淮山紫薯球在加工过程中,紫薯的花青素对介质pH敏感,容易受pH的影响而色变[23],这些感官品质缺陷严重影响了冷冻淮山紫薯球的商品价值与食用价值,是制约其产业化和规模化生产的重要技术瓶颈。

为避免冷冻淮山紫薯球在加工与冻藏过程中外表皮的品质劣变,本研究通过TPA质构测定结合感官评定,着重探讨了工艺配方对其品质的影响,并采用因子分析与响应面优化其关键工艺配比。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

紫薯、淮山、糯米粉、小麦淀粉、食用油、白糖、泡打粉、乳化剂、炼乳香精 均为食品级,均由福建圣恒食品有限公司提供。

TA-XT plus质构仪 英国Stable Micro System有限公司;ADCI-60-C全自动测色色差仪 北京辰泰克仪器技术有限公司;HWS 26电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司;BS201分析天平 北京赛多利斯天平有限公司;PHB-3 pH计 上海三信仪表厂;BCD-216YH海尔冰箱 青岛海尔股份有限公司;Gtchp4S电磁炉 北球电器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 冷冻淮山紫薯球加工工艺流程与工艺要点

1.2.1.1 冷冻淮山紫薯球加工工艺流程

1.2.1.2 冷冻淮山紫薯球加工工艺要点 原料前处理:紫薯、淮山挖除虫眼及黑斑,洗净,块茎大的用刀适当分切,分别蒸熟;捣泥:蒸好的紫薯、淮山,稍稍冷却后,分别去皮,各自捣成细泥,并剔除其中的硬块、纤维,分开存放、冷藏备用;面种糊化:按既定配比称取一定量的小麦淀粉,加水混匀,加热糊化至透明稀糊状;紫薯泥、面种混合:按既定配比将糊化的面种与紫薯泥充分混合、搅拌均匀;冷冻淮山紫薯球外表皮的制备:按既定工艺配方先将泡打粉与糯米粉、白糖充分混匀后,加入到紫薯泥、面种的混合物中,并加水、食用油等辅助材料,充分揉制成光滑不粘手的团状物,控制好其软硬、湿度,即完成紫薯皮的制备,待用;淮山馅的制备:按既定配比将淮山泥与糖、油等其他辅料混合均匀,形成细腻、爽滑的馅料。包馅、成型:按既定配比将淮山馅包入紫薯外表皮中,揉搓成大小均匀的圆球,控制单个产品质量为20±1 g。冷冻:将成型的淮山紫薯球放入-30 ℃冻库冷冻至中心温度降为-18 ℃,并于-18 ℃条件下冻藏。

1.2.2 单因素实验探讨冷冻淮山紫薯球工艺配方 以硬度、弹性和咀嚼性3个质构特性指标结合感官评价,分别探讨紫薯、白糖、小麦淀粉、植物油和泡打粉的添加量对冷冻淮山紫薯球质构与感官品质的影响。以紫薯与糯米粉质量之和为100计,设紫薯的添加量占其中的26%、34%、42%、50%、58%;而其他成分的添加量则均以紫薯与糯米粉质量之和为基准,分别设白糖添加量为4%、6%、8%、10%、12%;油脂添加量为2%、3%、4%、5%、6%,小麦淀粉添加量为3%、4%、5%、6%、7%,泡打粉添加量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。在进行紫薯添加量试验时,其他辅料添加量设为:白糖10%、植物油5%、小麦淀粉6%、泡打粉0.3%,而在进行某一个其他辅料添加量的试验时,已经探讨过的成分添加量均采用试验获得的适宜添加量,其余辅料添加量则同上所设。

1.2.3 因子分析与响应面优化冷冻淮山紫薯球关键工艺配方 基于单因素实验结果,确定紫薯添加量、小麦淀粉添加量、泡打粉添加量为决定冷冻淮山紫薯球外表皮品质的关键影响因素,衡量指标同1.2.2,采用响应面法,结合因子分析优化冷冻淮山紫薯球外表皮关键工艺配比。其因素水平编码见表1。

表1 Box-Behnken响应面因素水平编码设计Table 1 Factors and levels of respons surface test based on Box-Behnken design

1.3 指标检测与方法

1.3.1 冷冻淮山紫薯球的感官评价 冷冻淮山紫薯球产品的感官评价方法参照GB/T 12315-2008(感官分析方法学排序法)进行,选择具有5年以上专业经验的研发与品管人员5名(1名男性和4名女性,年龄30～35岁),感官评价总分为50分,评价指标和分值分别参照张首玉等的方法[24],具体见表2。

表2 冷冻淮山紫薯球感官评价表Table 2 Sensory evaluation index of the frozen purple sweet potato ball with Chinese yam

1.3.2 冷冻淮山紫薯球质构测定 将油炸的冷冻淮山紫薯球熟品进行TPA质构测定:探头P/36R、测前速度5.00 mm/s、测中速度2.00 mm/s、测后速度5.00 mm/s、压缩距离40%、压缩次数2次、两次循环压缩间隔时间5 s、参数获取速度200 pps[25],测定其硬度、弹性和咀嚼性;平行测定3次,取其平均值。

1.3.3 冷冻淮山紫薯球外观色度测定 采用ADCI-60-C全自动测色色差计测定冷冻淮山紫薯球样品的外观色度L*、a*值,其中L*代表亮度[26],范围从0(黑)到100(白),a*代表红绿色调(+a为红色方向,-a为绿色方向),L*、a*值的大小与冷冻淮山紫薯球样品外表皮中花青素的颜色相关,L*、a*值越小,表明淮山紫薯球样品外表皮中花青素的颜色偏紫,色调偏暗,反之,L*、a*值越大,表明淮山紫薯球样品外表皮中花青素的颜色紫红,色调较为明亮鲜艳。

1.4 数据与统计分析

采用因子分析对由Box-Behnken响应面试验设计方案所得的冷冻淮山紫薯球质构测定结果与感官评分进行综合处理,得到原始数据的特征值、初始贡献率及累计贡献率;将特征值大于1的作为公因子,其综合因子得分按公式(1)计算[27],再将得到的值带入公式(2)进行规范化处理。

式(1)

式(2)

式(1)中,F为综合因子得分,F1、F2、…、Fn为公因子1、2、3…、n的得分;Y1、Y2、…、Yn为公因子的初始特征值,Y为初始特征值之和。式(2)中,Z为规范化综合因子得分;Fmax值、Fmin值为Fi的最高值、最低值带入式(1)中取得。

采用Microsoft Excel 2003软件处理试验数据,DPS的邓肯新复极差法对各因素的试验数据均值进行显著性检验,显著性界值以P>0.05为不显著,P<0.05为显著,P<0.01为极显著;SPSS 20.0及Design Expert 8.06软件对冷冻淮山紫薯球外表皮关键工艺配比的优化数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 紫薯添加量对冷冻淮山紫薯球感官品质和质构的影响

紫薯淀粉中的直链淀粉比例较高,持水性差,而糯米粉的淀粉95%以上为支链淀粉[28],将紫薯与糯米粉进行合理搭配可以有效改善冷冻淮山紫薯球的品质与口感。

由表3数据得知,冷冻淮山紫薯球样品的硬度、咀嚼性数值最大的均是紫薯使用量为58%的试验组,且极显著(P<0.01)高于其他4组,分别为1043.42、160.83 g;而弹性则最小,为0.55;从感官评价看,该组样品外观形态表面粗糙、无光泽、产品龟裂率10%,品尝时口感偏硬,缺乏Q弹粘糯性,综合评分最低(28分),呈现该结果的原因主要是当紫薯使用量较大,其直链淀粉含量较高,样品在冻藏时因持水性差,容易失水导致表面发干、粗糙和萎缩性龟裂,从而使口感变硬,失去黏弹性。紫薯使用量为42%、50%二试验组样品的3个质构指标值均较为适中,依次分别为硬度843.99、875.33 g,弹性0.62、0.63,咀嚼性139.85、141.10 g,且两两之间均无显著(P>0.05)差异;从感官评价看,该两组样品的外观光滑、有光泽,产品龟裂率<1%,口感细腻、爽滑、Q弹,感官评分相应获得高分(分别为44、45分)。当紫薯与糯米粉配比量适宜时,样品由于含有较多的支链淀粉,冻藏时持水性相对较好,可很好地抑制表面的失水,故样品表面光滑、不容易龟裂,光泽性好,食用时口感较为理想,而紫薯使用量为50%试验组样品的紫薯香味较42%的浓郁;表3的结果显示,客观的质构检测数据与主观的感官评价具有一致性,因此本研究认为当冷冻淮山紫薯球外表皮的紫薯使用量约为50%时,可赋予产品优良的感官品质与质构特性。

表3 紫薯添加量对冷冻淮山紫薯球感官和质构特性的影响Table 3 Effects of the amount of purple sweet potato on the sensory and textural properties of the frozen purple sweet potato ball with chinese

表4 糖添加量对冷冻淮山紫薯球感官和质构特性的影响Table 4 Effects of the amount of sugar on the sensory and textural properties of the frozen purple sweet potato ball with chinese

2.2 糖添加量对冷冻淮山紫薯球感官品质和质构的影响

从表4数据可知,糖的添加量对冷冻淮山紫薯球的质构特性有明显的影响。样品的弹性值随糖添加量的增加而提高;硬度与咀嚼性则随糖添加量的增加而降低。糖添加量8%、10%两组样品的3个质构指标值较为理想,硬度分别为873.75、869.74 g,弹性0.60、0.65,咀嚼性152.85、146.21 g,且两两之间均不存在统计学差异(P>0.05)。

从感官评价可知,随糖添加量的增加,冷冻淮山紫薯球样品的综合感官品质得分不断提高,糖添加量8%、10% 两试验组样品的表面光滑,色泽紫红有光泽,龟裂率均<1%,口感Q弹香糯、咀嚼性好;糖添加量4%、6%两组得分明显较低(32～36分),样品表面略为粗糙,光泽度不足,龟裂率为4%～7%,口感偏硬,弹性、咀嚼性相较一般,甜味偏淡;糖添加量12%组样品较为甜腻,口感偏软。糖具有良好的水溶性与持水性,制作冷冻淮山紫薯球外表皮时,适当添加糖不仅可赋予冷冻淮山紫薯球口感香甜、Q弹黏糯,还可抑制在冷冻和冻藏过程中产品的失水与外表龟裂,提高光泽度。

表5 油脂添加量对冷冻淮山紫薯球感官和质构特性的影响Table 5 Effects of the amount of oil on the sensory and textural properties of the frozen purple sweet potato ball with chinese

结合表4的三个质构指标值与感官评分来看,糖添加量10%组样品的感官评分最高(48分),且3个质构指标值亦最为理想,故本研究认为冷冻淮山紫薯球外表皮糖添加量为10%左右最佳。

2.3 油脂添加量对冷冻淮山紫薯球感官品质和质构的影响

适量的油脂可以改善冷冻淮山紫薯球的食用品质,其疏水性可降低样品在冻藏过程中的失水率[29],抑制其表面龟裂现象;并可使样品原料团在工艺操作中表面光滑不粘手,能较好的成型[30]。

表5中数据显示,硬度、弹性与咀嚼性值最高的为油脂添加量2%试验组的样品,极显著(P<0.01)高于其他组,最低的是油脂添加量6%试验组,极显著(P<0.01)低于其余4组;而油脂添加量4%试验组的3个指标值接近2.1和2.2结果中的相应理想水平,依次分别为(硬度866.17±24.05 g、弹性0.63±0.02、咀嚼性135.35±7.33 g)。

从表5感官评价结果可知,评分最高的亦是油脂添加量4%试验组(48分),极显著(P<0.01)高于其他组,该试验组样品外表光滑有光泽、无龟裂,口感细腻Q弹、有咀嚼性;评分最低的为2%试验组(33分),其外观光泽性较差,龟裂率6%、口感偏硬;油脂添加量5%、6%试验组样品的感官评价尚好,但口感偏软。综合质构特性指标值与感官评分,并考虑成本因素,本研究认为油脂添加量达4%即可有效改善产品的综合感官品质。

2.4 小麦淀粉添加量对冷冻淮山紫薯球感官品质和质构的影响

糊化的小麦淀粉经常在冷冻调理糯米粉类制品中作为“面种”,起黏结和持水作用,抑制产品在冻藏过程中出现龟裂。

表6数据显示,小麦淀粉添加量为5%～7%三组试验样品的硬度、弹性与咀嚼性值均较为理想,且不存在显著差异(P>0.05);而3%、4%试验组样品的硬度(891.31、883.60 g)、咀嚼性(169.13、155.28 g)偏高,弹性不足(0.35、0.59)。表6感官评价结果表明,小麦淀粉添加量为5%～7%三个试验组样品的感官得分均为最高(47分),三组样品的外表均细腻、光滑,龟裂率<0.5%、品尝时口感粘糯Q弹、咀嚼性良好;而3%、4%两试验组样品得分明显偏低(32分、37分),该样品的表面龟裂明显,表面粗糙无光泽、口感偏硬,咀嚼性过强。

表6 小麦淀粉添加量对冷冻淮山紫薯球感官和质构特性的影响Table 6 Effects of the amount of wheat starch on the sensory and textural properties of the frozen purple sweet potato ball with chinese

表7 泡打粉添加量对冷冻淮山紫薯球感官和质构特性的影响Table 7 Effects of the amount of baking powder on the sensory and textural properties of the frozen purple sweet potato ball with chinese

综合以上分析,并从成本角度考虑,本研究认为5%的小麦淀粉添加量即可有效抑制冷冻淮山紫薯的表面龟裂,改善其口感。

2.5 泡打粉添加量对冷冻淮山紫薯球感官品质和质构的影响

适量添加泡打粉可使冷冻淮山紫薯球产品口感松软、Q弹,但由于其呈弱碱性,添加过多可导致产品的pH呈微弱碱性而使其外表皮中的紫薯花青素的颜色变暗紫,明显影响产品的外观。

由表7数据获悉,冷冻淮山紫薯球的3个质构指标值随泡打粉添加量的增加而极显著(P<0.01)下降;泡打粉添加量为0.2%试验组样品的3个指标值相对较为理想,其硬度为870.25±16.84 g、弹性为0.66±0.01、咀嚼性为141.67±9.70 g。表8色差测定结果表明,随泡打粉添加量的增多,冷冻淮山紫薯球外表皮的颜色逐渐由明亮的紫红转变为暗紫色,0.2%试验组样品的L*值(42.84±0.51)虽低于0.1%(44.66±1.25)的,但无统计学差异(P>0.05),并极显著(P<0.01)高于其他3组;而其a*值(28.22±1.25)显著(P<0.05)低于0.1%试验组的(35.50±0.83),但极显著(P<0.01)高于剩余3组。

表7感官评分显示,泡打粉添加量为0.2%试验组样品的综合评分最高(46分),样品外表呈有光泽的紫红色,口感松软且Q弹;其次为0.1%、0.3%试验组,但前者口感偏硬,后者外观紫色;而其他两组样品不仅口感明显劣于0.1%、0.2%试验组,且颜色暗紫,感官评分较低。

泡打粉添加量的确定,是期望冷冻淮山紫薯球产品在获得松软、Q弹的口感与保持紫薯天然紫红色之间找到平衡点。综合表7、表8的数据可知,泡打粉添加量为0.1%试验组样品的L*、a*值高于其他4组,但口感偏硬,使其感官评分(42分)显著(P<0.05)低于0.2%试验组(46分);后者样品的3个质构指标值较为理想,虽然L*、a*值次于前者,但不影响样品外表呈现光泽的紫红色,综合感官评分最高,故本研究认为泡打粉的理想添加量应控制在0.2%左右。

表8 泡打粉添加量对冷冻淮山紫薯球色度的影响Table 8 Effects of the amount of baking powder on the chromatic of the frozen purple sweet potato ball with chinese

2.6 因子分析与响应面优化冷冻淮山紫薯球关键工艺配方

2.6.1 冷冻淮山紫薯球外表皮关键工艺配比的因子分析 根据单因素实验结果可以看出紫薯添加量A、小麦淀粉量B、泡打粉添加量C对产品品质量的影响显著,本研究将其作为响应面试验因子,进行后续关键工艺配比的优化试验。表9为冷冻淮山紫薯球的外表皮关键工艺配方优化的响应面试验设计及其结果。通过KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)与 Bartlett(巴特利)检验可知,表9结果的KMO检验值为 0.534,满足KMO值大于0.5即可进行因子分析的要求;且Bartlett检验的近似卡方为36.013,df=6,Sig.=0.000,表示冷冻淮山紫薯球的外表皮关键工艺配方优化方案中的各变量间存在相关性,其试验结果适合进行因子分析。

表9 响应面试验设计及试验结果 Table 9 Response surface experimental design and results

表10 冷冻淮山紫薯球品质信息主成分特征值、方差贡献率、累积贡献率列表Table 10 Main components characteristic value,variance contribution rate,cumulative contribution rate of the frozen purple sweet potato ball with Chinese yam’s quality information

表11 因子载荷矩阵Table 11 Factor matrix

为消除量纲造成的影响,将表9中的各指标值减去其平均值再除以其标准差[31],获得的结果采用SPSS 20.0软件进行因子分析(Factor Analysis,FA)。由表11可以看出,决定公因子1的指标有弹性、感官评分,决定公因子2的指标是硬度、咀嚼性;根据累积贡献率大于85%原则,由表10可看出2个公因子的初始累积贡献率为93.439%,提示提取的2个公因子能够反映冷冻淮山紫薯球试验样品93.439%的品质信息。

将表9标准化后的数据与表11各得分系数相乘可得到各公因子得分;按公式(1)、(2)计算冷冻淮山紫薯球各个试验组的综合因子得分和规范化综合因子得分,分别获得相关的函数如下:

F1=-0.274x1+0.407x2+0.119x3+0.408x4

式(3)

F2=0.371x1+0.133x2+0.791x3+0.129x4

式(4)

F=(0.630F1+0.304F2)/0.934

式(5)

经Microsoft Excel 2003计算可得Fmax、Fmin分别为1.381、-1.966,即可得Z=(F+1.966)/(1.381+1.966),结果见表12。

表12 因子得分值及规范化综合因子得分Table 12 Factor scores and standardized scores

2.6.2 冷冻淮山紫薯球的外表皮关键工艺配比响应面分析

2.6.2.1 回归模型的建立与方差分析 以规范化综合因子得分Z为响应值,利用Design Expert 8.06对表12数据进行多项式回归分析,建立冷冻淮山紫薯球的规范化综合因子得分值Z与紫薯添加量A、小麦淀粉量B、泡打粉添加量C二次多项回归方程:

Z=0.71+0.011A+0.025B+0.043C+0.060AB-4.000E-003AC-7.500E-004BC-0.25A2-0.26B2+0.23C2

表13是对上述回归方程的方差分析及模型系数显著性检验的结果。由表13可知回归模型极显著(P<0.01),说明建立的模型有意义;失拟项F=2.00,P=0.2429>P=0.05,无显著性差异,即模型拟合良好;R2=0.9788说明该模型具有较高的可信度;由回归方程中一次项的F值可以判断各因素对响应值影响的主次顺序为:泡打粉量(C)>小麦淀粉量(B)>紫薯添加量(A);模型的一次项C、交互项AB均为显著(P<0.05);二次项A2、B2、C2均为极显著(P<0.01)。

表13 响应面二次模型及其回归系数的方差分析结果Table 13 Analysis of variance for the response surface quadratic model and regression coefficients

图1 紫薯添加量和小麦淀粉量对冷冻淮山紫薯球 规范化综合因子得分的交互影响Fig.1 Interaction of the amount of purple sweet potato and wheat starch on the standardized scores of the frozen purple sweet potato ball with chinese

2.6.2.2 因素间互作效应分析 由图1a可知,固定泡打粉添加量为0水平,响应面图由黄色渐变到接近蓝色,说明该曲线较为陡峭,规范化综合因子得分Z对A(紫薯添加量)、B(小麦淀粉添加量)的改变较敏感;图1b中,当A=45%,B在5.05%～6.00%的范围内,等高线较密集,表明在此范围内,小麦淀粉量对规范化综合因子得分Z的影响较大;当小麦淀粉添加量在4.00%～5.05%,紫薯添加量在45.00%～50.13%范围内,两因素的交互作用对冷冻淮山紫薯球的规范化综合因子得分影响呈显著(P<0.05)正相关;当小麦淀粉量在5.05%～6.00%范围内,紫薯量在50.13%～55.00%范围内变化时,两因素的交互作用对冷冻淮山紫薯球的规范化综合因子得分影响呈显著(P<0.05)负相关;当紫薯量50.13%、小麦淀粉量为5.05%,规范化综合因子得分达到最大值0.715。

2.6.2.3 验证试验 通过对拟合回归方程求导,得到冷冻淮山紫薯球外表皮的最优关键工艺配方:A(紫薯添加量)=51.52%、B(小麦淀粉量)=4.95%、C(泡打粉添加量)=0.16%,在此条件下冷冻淮山紫薯球规范化综合因子得分为0.779,与表12试验组7的规范化综合因子得分0.776接近。考虑到实际操作的可行性,修正参数后,紫薯添加量52%,小麦淀粉量5%,泡打粉量0.16%。结合其他单因素实验得到的理想参数(糖添加量10%、油脂添加量4%),进行扩大性验证试验,平行重复三次,得到的规范化综合因子的平均得分0.778,与理论预测值(0.779)无统计学差异(P>0.05),对应样品品质优良,外观紫红,表面光滑,龟裂率<0.03%,口感细腻Q弹,爽甜,具有甘薯特有的甜香气味,综合感官评分49,经质构检测,其硬度866.36 g、弹性0.66、咀嚼性144.83 g,表明本研究获得的回归方程是实用可行的。

3 讨论与结论

冷冻淮山紫薯球属于生淀粉类冷冻调理食品,生淀粉的持水性差,在冻藏期间容易失水、导致产品表面发干、粗糙和萎缩性龟裂,因此产品品质与其工艺配方关系密切。主原料紫薯的添加量是决定冷冻淮山紫薯球品质与口感的最主要因素,紫薯添加量过低,产品开发意义不大;反之,紫薯添加量过高,由于其淀粉中的直链淀粉含量较高,直接影响产品的感官品质。泡打粉的添加可赋予产品在油炸时松软、酥糯的口感,但泡打粉呈弱碱性,添加量过高将直接导致产品中的紫薯花青素明显色变,继而明显影响冷冻淮山紫薯球的颜色,故其添加量的确定,必须兼顾产品的口感与颜色。小麦淀粉、糖、植物油的添加,除了具有改善其口感之功能外,更重要的是它们均能显著降低产品在冻藏期间的失水与萎缩性龟裂,但在确定其添加量,要综合考虑产品品质、口感与成本。

本研究基于单因素实验考察紫薯、糖、植物油、小麦淀粉、泡打粉的添加量对冷冻淮山紫薯球品质的影响;采用因子分析和响应面法优化其关键工艺配方,并通过验证试验确定优化的冷冻淮山紫薯球外表皮关键工艺配比为:紫薯添加量占紫薯与糯米粉质量之和中的52%;且以紫薯与糯米粉质量之和为基准,小麦淀粉添加量为其的5%,泡打粉添加量为其的0.16%;此外糖添加量为其的10%、油脂添加量为其的4%,所加工出的冷冻淮山紫薯球产品品质优良,质构指标值理想,其规范化综合因子得分为0.778,平均硬度866.36 g、弹性0.66、咀嚼性144.83 g,感官评分49。优化后的关键工艺配比较好的解决了产品在冷冻及冻藏过程中容易产生的失水、表面发干、粗糙和萎缩性龟裂等品质劣变问题,以及在加工过程中,紫薯的花青素容易受pH的影响而色变的感官品质缺陷问题。

综上所述,本研究通过因子分析将冷冻淮山紫薯球产品的质构特征指标与感官评价结果有机结合,较为有效解决了多指标评价参数难以直观、综合地反映产品质构与感官品质优劣的问题,较全面地考虑了冷冻淮山紫薯球各指标对其综合品质的影响,且获得的优化结果对实际生产具有一定的指导意义。由于目前尚无相关产品通过综合质构特性检测与感官评价进行产品品质的研究报道,本研究在权衡冷冻淮山紫薯球质构特性指标值、口感与外观颜色之间的取舍上还存在一定局限性,而且计算比较繁复,故进一步寻找更便捷、客观的检测手段是本研究需要继续探索的方向。