真空微油炸杏鲍菇脆片的工艺优化

孙加刚，康雨薇，邵俊锋，章银，戴阳军*

(1.扬州大学 旅游烹饪学院，江苏 扬州 225127；2.江苏旅游职业学院 烹饪科技学院，江苏 扬州 225000;3.常熟理工学院 生物与食品工程学院，江苏 常熟 215500)

杏鲍菇是蛋白质、多糖和必需氨基酸的极佳来源，并且杏鲍菇还具有抗菌、抗氧化、降血脂、降糖活性和免疫调节等多种生理功能，广泛用于保健食品和生物制药领域，深受人们的喜爱。杏鲍菇类制品有很多，例如饮料、发酵制品、罐头食品和干燥制品等，而即食类食品当前又以干燥制品较为流行。干制品的干制方法包括热风干燥、微波干燥、冷冻干燥和真空干燥等[1-2]。真空低温脱水工艺又称真空微油炸，作为新的加工工艺其原理是将真空和脱水作用相结合，在负压状态下对食品进行加工，能够有效地避免高温高油处理下油脂的聚合劣变、食品的褐变反应、含油率高和营养损失等一系列问题。同时膨化可以较好地保留食材原有的色泽和风味，使产品结构疏松多孔、口感酥脆[3-4]。另外，前处理对杏鲍菇脆片有很多的影响，例如乳酸钙能够有效地与半乳糖醛酸和半纤维素相结合，降低呼吸作用，抑制PPO、POD的活性；浸糖可以提高食品的固形物含量，在原料内部均匀分布，从而改善产品的感官品质；速冻能够改变食品内部的水分状态，同时可以改变食物的组织结构，在真空油炸时有利于水汽的均匀扩散，从而保证食物的质感[5]。为优化杏鲍菇脆片的加工工艺，通过单因素试验结合Box-Behnken响应面试验设计来确定其最佳工艺条件[6]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

杏鲍菇、麦芽糖浆、棕榈油：均购于常熟南三环农贸市场；焦亚硫酸钠、柠檬酸、乳酸钙：均符合国家标准GB 2760-2014。

1.2 主要仪器

BSA4202S电子天平 赛多利斯(上海)贸易有限公司；NSR-Ⅱ实验室均质乳化机 上海嫩谷机电设备有限公司；意大利IRINOX EF 20.1速冻柜；真空油炸机 广州旭众食品机械有限公司；TA.XT plus食品物性测定仪 超技仪器技术有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 杏鲍菇脆片的制备流程

杏鲍菇原料的选择→切片→护色→热烫→硬化→浸糖→速冻→真空微油炸→包装→成品。

清洗、去除杏鲍菇表面杂质，切成厚度为6 mm的薄片，将切片用焦亚硫酸钠0.5 g/kg、食品级柠檬酸2 g/kg浸泡10 min进行护色，护色后在95 ℃热水中热烫3 min，用冷水冲洗。将杏鲍菇切片浸泡在乳酸钙溶液中硬化处理48 h；再将其浸泡在糖度为28°的麦芽糖溶液中[7]，速冻处理后进行真空微油炸，油炸用油为棕榈油，真空油炸机设置为：第一次油炸时间15 min，温度为100 ℃，第一次膨化时间10×2 min；第二次油炸时间10 min，温度为85 ℃，第二次膨化时间10×2 min，脱油时间10 min。包装：将做好的杏鲍菇脆片冷却后，密封包装，准备检测。

1.3.2 杏鲍菇脆片预处理的单因素试验设计

1.3.2.1 硬化时乳酸钙浸泡浓度的选择

将杏鲍菇圆片放在不同浓度的乳酸钙溶液中浸泡硬化，乳酸钙溶液浓度分别0.5%、1%、1.5%、2.0%、2.5%，浸泡48 h后，其他因素条件为：糖液浓度28°，浸糖时间3 h，冷冻时间16 h。加工处理后，测定其脆度，并进行感官评分，选择合适乳酸钙溶液浓度的百分比。

1.3.2.2 麦芽糖溶液浸糖时间的选择

将杏鲍菇圆片在糖度28°的麦芽糖溶液中，分别进行1，2，3，4，5 h的浸泡，其他因素条件为：乳酸钙浓度1%，冷冻时间16 h。加工处理后，测定其脆度，并进行感官评分，选出最佳浸糖时间。

1.3.2.3 冷冻时间的选择

将杏鲍菇圆片进行冷冻，时间分别为8，12，16，20，24 h，其他因素条件为：乳酸钙浓度1%，糖液浓度28°，浸糖时间2 h。加工处理后，测定其脆度，并进行感官评分，选择合适冷冻时间。

1.3.3 杏鲍菇脆片的微真空微油炸工艺设计响应面试验

通过单因素试验的结果，将乳酸钙溶液浓度、浸糖时间、冷冻时间作为试验所要考察的变化量，以杏鲍菇脆片的脆度(Y)为响应值，设计成三因素三水平的响应面试验，并采用Minitab 15软件分析处理试验结果[8]。响应面因素水平表见表1。

表1 响应面设计因素水平表Table 1 The factors and levels of response surface design

1.4 杏鲍菇脆片的测定方法与评价标准

1.4.1 杏鲍菇脆片脆度的测定

杏鲍菇脆片在4 ℃下保藏48 h后，用质构仪检测其脆度(同硬度)，选用P25探头进行全质构(TPA)分析，测前速度为4.0 mm/s，测试速度为1 mm/s，测后速度为8.0 mm/s，测试类型为下压，目标模式为形变，目标值为30%，时间为3 s，脆度定义为第一次压缩循环中的最大应力[9]。

1.4.2 感官检验方法

按照Q/FJCX 0001 S-2019《果蔬、食用菌脆片》的感官要求，制定感官评价表。请10名(5名男生，5名女生)接受过训练的、懂相关方面知识的教师和学生进行感官评价。试验样品采用三位随机编号法，感官评分的总分采用百分制，品评人员能够独立客观地对杏鲍菇脆片的感官特性给出分值(酥脆性60%、形态10%、组织10%、口味10%、色泽10%)，计算结果取平均值[10]。感官评价标准见表2。

表2 杏鲍菇脆片评定标准Table 2 The sensory evaluation standard of Pleurotus eryngii crisps

2 结果分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 乳酸钙溶液浓度对产品品质的影响与分析

不同乳酸钙溶液浓度对杏鲍菇脆片酥脆性品质的影响见图1。

图1 不同乳酸钙溶液浓度对杏鲍菇脆片酥脆性工艺的影响Fig.1 The effects of different calcium lactate solution content on the crispiness of Pleurotus eryngii crisps

由图1可知，当硬化的乳酸钙溶液浓度为1%时，杏鲍菇脆片的感官评分最高，杏鲍菇脆片的酥脆性最好(即脆度最小时)，而其他的乳酸钙溶液浓度时感官评分相对较低，膨化度比较小，硬度大，形状皱缩严重。与图2和图3相比，乳酸钙溶液浓度的感官评分曲线和脆度曲线相对平缓一些，由此可见，乳酸钙溶液浓度对杏鲍菇脆片酥脆性工艺具有一定影响，并经数据分析确定其最佳工艺参数为1%。

2.1.2 麦芽糖浆浸泡时间对产品品质的影响与分析

不同麦芽糖浆浸泡时间对杏鲍菇脆片酥脆性品质的影响见图2。

图2 不同浸糖时间对杏鲍菇脆片酥脆性工艺的影响Fig.2 The effects of sugar soaking time on the crispiness of Pleurotus eryngii crisps

由图2可知，随着浸糖时间的延长，杏鲍菇脆片的脆度逐渐下降，其感官评分反而逐渐增加。当浸糖时间达到2 h时，杏鲍菇脆片的感官评分达到最大值，当浸糖时间继续延长，杏鲍菇脆片的脆度明显上升，感官评分急剧下降。可能是糖液浸渍导致杏鲍菇内部固形物过高，限制了样品的恢复能力[11]。试验结果表明，浸糖时间对杏鲍菇脆片酥脆性工艺的影响显著，最佳工艺参数为浸糖时间2 h。

2.1.3 冷冻时间对产品品质的影响与分析

不同冷冻时间对杏鲍菇脆片酥脆性品质的影响见图3。

图3 不同冷冻时间对杏鲍菇脆片酥脆性工艺的影响Fig.3 The effects of different freezing time on the crispiness of Pleurotus eryngii crisps

由图3可知，随着冷冻时间的增加，杏鲍菇脆片的脆度先减小，达到最小值后呈上升趋势，研究表明延长低温的冷冻时间可以促进细胞内水分蒸发，加速干燥，此条件下的杏鲍菇脆片酥脆可口，形状饱满，但冷冻时间超过16 h后，杏鲍菇脆片含水量降低，脆片变硬，严重影响产品的酥脆性，最后得到的5组感官评分相差较大。由此可知，冷冻时间对杏鲍菇脆片酥脆性工艺的影响同样显著，最终确定冷冻时间为16 h。

2.2 杏鲍菇脆片工艺优化试验结果

2.2.1 响应面试验结果

通过单因素试验结果，发现乳酸钙溶液浓度(%)、麦芽糖浆浸泡时间(h)、冷冻时间(h)对杏鲍菇脆片的品质影响较大，采用Box-Behnken试验中心组合的设计原理，设计为三因素三水平方式，共17组试验，其中A，B，C分别代表乳酸钙溶液浓度、麦芽糖浆浸泡时间和冷冻时间。在中心值重复试验，以杏鲍菇脆片的脆度Y(gf)为考察指标(即响应值)，确定最佳工艺条件(经试验证明，杏鲍菇脆片的脆度越小，其酥脆性越好，对杏鲍菇脆片进行综合评价的评分越高)试验设计和分析结果，见表3和表4。

表3 Box-Behnken设计方案及结果Table 3 Box-Behnken design scheme and results

续 表

2.2.2 响应曲面回归方程分析

对杏鲍菇脆片酥脆性生产工艺模型进行方差分析以及显著性检验，结果见表4。应用Design Expert 8.0软件对表4的试验数据进行多元回归分析，得出杏鲍菇脆片的脆度与3个因素之间的多元二次回归方程：Y(脆度)=1016.79-44.92A-64.70B-82.28C-22.61AB+19.39AC+74.93C+309.59A2+ 67.65B2+218.39C2。

表4 回归方程显著性检验与方差分析Table 4 The significance test and variance analysis of regression equation

由表4可知，模型的P值极显著(P<0.01)，而失拟项显著(P>0.05)，拟合程度良好，说明该回归方程可以很好地描述乳酸钙溶液浓度(A)、浸糖时间(B)和冷冻时间(C)和杏鲍菇脆片脆度的关系；由F值可知，3个因素对杏鲍菇脆片脆度的影响程度依次为C>B>A，其中B、C、A2、C2极显著(P<0.01)，A、BC、B2显著(P<0.05)，AB、AC不显著(P>0.05)。其中失拟项表示模型预测值与实际值不拟合的概率，模型中感官的失拟项P值为0.0530>0.05(不显著)，表示该模型成立。R2=0.9797，说明该模型可以解释响应面中97.97%的可变性可用于杏鲍菇脆片酥脆性生产工艺的优化，而RAdj2=0.9536，二者接近，说明方程预测值与真实值间的相关性很高[12-13]。

2.2.3 响应曲面交互作用分析及优化

为进一步研究各因素之间的交互作用并得到最佳工艺条件，通过Design-Expert 8.0.6绘制响应面3D图进行可视化分析各响应值与相关因素的趋势图，见图4。

在冷冻时间为16 h时，浸糖时间与乳酸钙溶液浓度及其相互作用对杏鲍菇脆片脆度数值的影响见图4中(a)。

(a)

(b)

(c)

由图4中(a)可知，等高线所围成的图形为椭圆形，表明浸糖时间和乳酸钙溶液浓度的交互作用较显著；浸糖时间对应的响应面坡度相对较陡，乳酸钙溶液浓度对应的响应面坡度相对平缓一些，说明浸糖时间对杏鲍菇脆片脆度的影响更明显。同理，图4(b)中，等高线近似圆形表明冷冻时间和乳酸钙溶液浓度两因素之间的交互作用不显著；冷冻时间对应的响应面坡度相对乳酸钙溶液浓度对应的响应面坡度较陡一些，说明冷冻时间对杏鲍菇脆片脆度值的影响比乳酸钙溶液浓度更明显一些。图4(c)中等高线所围成的图形呈椭圆形，由此可得浸糖时间和冷冻时间两因素之间的交互作用较显著，冷冻时间对应的响应面坡度明显较浸糖时间对应的响应面坡度更陡，说明冷冻时间对杏鲍菇脆片脆度值的影响比浸糖时间更明显。

2.2.4 最佳工艺条件确定及验证

根据所建立模型进行参数最优分析，得杏鲍菇脆片预测加工工艺参数为：乳酸钙溶液浓度1.04%，浸糖时间2.22 h，冷冻时间16.44 h，可得杏鲍菇脆片的脆度值996.384 gf的最佳条件，根据实际生产情况将工艺修正为：乳酸钙溶液浓度1%，浸糖时间2 h，冷冻时间16 h[14]。在此工艺参数下，平行3次验证试验并取平均值，得到杏鲍菇脆片脆度为1237.58 gf，与预测值最佳脆度值基本一致，相对误差为2.00%，可见在此模型下能较好地优化真空微油炸杏鲍菇脆片的酥脆性工艺。

3 总结

杏鲍菇脆片的工艺优化主要以脆度和感官评分为测定指标，探讨了制作过程中乳酸钙溶液浓度、浸糖时间和冷冻时间对其质感和感官的影响，通过单因素试验分析和响应面优化，最后确定了最佳配方和工艺参数：乳酸钙溶液的浓度为1%，浸糖时间为2 h，冷冻时间为16 h。采用的循环油炸参数为：第一次油炸时间15 min，温度为100 ℃，第一次膨化时间10×2 min；第二次油炸时间10 min，温度为85 ℃，第二次膨化时间10×2 min，脱油时间10 min，此时得到的杏鲍菇脆片在质感和感官上都有着较好的效果。