◎ 石庆安,孟繁龙,黄海健,韦静兰
(广东厨邦食品有限公司,广东 阳江 529500)
鸡粉调味料是以食用盐、味精、鸡肉或鸡骨的粉末或其浓缩抽提物、呈味核苷酸二钠及其他辅料为原料,添加或不添加香辛料、食用香料等增香剂,经混合加工而成,具有鸡的鲜味和香味的复合调味料。鸡粉调味料可用于餐饮调料和各种汤料,由于鲜味相乘的效应,产生更浓郁、美味的复合香味[1]。鸡粉调味料主要在餐饮、家庭厨房场景下使用,因使用环境潮湿、高温,消费者开封使用后,在存放过程中极易吸潮而发生流动性变差、结块等现象,进而引起颜色、风味变化,甚至潮解,极大限制了产品的保质期和食用方便性。
鸡粉吸潮属于物理变化,简单来说是物料在一定温度、湿度环境下,因表面吸附环境中的水分,导致形态发生改变。所以,吸潮是鸡粉行业中普遍存在的一个现象,也是鸡粉生产工艺控制的一大难题。本文重点从生产工艺控制的4个因素分析引起鸡粉吸潮的原因,分别是生产原料、生产工艺、生产环境和包装材料,并对吸潮性评价方法进行阐述,以供同行参考。
调查市面上主流的6家品牌鸡粉(家乐、太太乐、海天、厨邦、佳隆和美极鲜),生产原料主要是食用盐、味精、白砂糖、淀粉、麦芽糊精、鸡油、鸡肉粉、酵母抽提物、食用香精类和调味料粉(粉体)等。其中,普遍使用的食用盐、味精、白砂糖、淀粉、麦芽糊精、酵母抽提物、食用香精类和调味料粉(粉体、膏状)等都属于吸潮性原材料。
研究发现,鸡精配方中对鸡精吸潮量影响最大的因素是白砂糖,其次是味精、食用盐、麦芽糊精、玉米淀粉和其他物质[2]。白砂糖具有多羟基结构,亲水性好,极易吸水潮解。味精和食用盐易溶于水,而且添加量较大,对鸡精吸潮影响较大[2]。也有研究表明,味精吸潮主要是因为其中含有色素和杂质,杂质含量越高,味精含量越低,鸡精产品的吸潮程度就越大[3]。麦芽糊精作为填充物,为制粒成型提供黏度,而酵母抽提物(粉体)作为产品风味原料,这两种物质本身就具有很高的亲水性,添加量的多少决定了对产品吸潮影响的大小。食用香精类和调味料粉原料作为风味原料,兼顾填充物作用,多以淀粉类做载体,因此其中淀粉类物质的含量以及在产品配料中添加量的多少影响产品的吸潮性。
国内关于引进海藻糖改善鸡精产品吸潮性的研究发现,海藻糖在湿度95%以下仍不吸湿,将其引入鸡精配方中进行优化实验得出,在保证吸潮效果最佳和感官改进的前提下,当海藻糖最佳添加量为10%时,对应的玉米淀粉和白砂糖添加量均下降5%,鸡精整体抗吸潮效果明显[2]。
从生产原料上控制鸡粉的吸潮性,不是单纯地对吸潮性原料进行更换或减量,需结合产品感官、营养、安全特点及产品定位,对产品配方中的多种原料进行综合评估。随着消费者越来越重视健康、美味、安全,近年来不断推出低盐减钠、减少添加剂或含有鸡肉营养物质强化的鸡粉调味料新品。因此,企业在新品配方设计阶段,在满足消费升级的需求下,应重点考虑不同原料本身的抗吸潮性。
鸡粉与鸡精的生产工艺相近,但鸡粉的生产工艺相对简单,因为鸡精有制粒干燥环节。鸡粉的工艺流程一般为原料预处理→预混料制备→干燥→搅拌混合→粉碎过筛→包装→成品。笔者结合自己在企业的生产经验,对各工序影响物料吸潮性的控制条件进行了梳理总结。
1.2.1 原料预处理工序
食用盐、味精和白砂糖均为大小不同的颗粒状或针状,因这3种原料添加量较多,需进行粉碎预处理,以控制成品的体态均匀性。粉碎颗粒的大小影响到搅拌混合过程中多种细小粉体物料形成团粒体态,团状颗粒内部越紧密,颗粒与空气中水分接触面积越小,吸潮速率越慢。
研究发现,选取70目、80目、90目和大于90目 颗粒大小的粉末味精,放置在同样环境下(湿度60%)60 d后测定其水分变化,得出70目味精的吸潮量最小,说明颗粒越细的味精,由于其比表面积大,吸潮性能越强,颗粒的大小与吸潮性在一定范围内成反比[4]。
在实际生产中,可通过研究粉碎频率、转速、筛网孔径等设备参数条件,评估粉碎颗粒大小对产品吸潮性的影响程度,从而获得粉碎工序的最佳工艺控制条件。
1.2.2 干燥工序
预混料制备工序需通过添加色素溶液对盐、糖等原料进行上色,下工序进行干燥处理。干燥过程需注意控制工序物料水分含量和干燥后的降温问题。在降温过程中,若物料冷却效果不佳,则会出现以下弊端。①物料中的细小糖粉受热溶解产生黏性,影响后工序物料混合的均匀性。②冷却后剩余热量会传递到搅拌混合、包装等下工序,出现混合搅拌发热、包装料过热等问题,包装成品内部极易出现表面吸潮、假性结块的问题。
1.2.3 搅拌混合工序
该工序主要是将干燥后的物料,按一定次序添加鸡油、鸡肉粉、酵母抽提物、食用香精类或调味粉等,在设备内进行混合,使多种细小物料充分黏结形成均匀的团状颗粒,保证物料不同部位的吸潮特性一致。混合均匀的工艺控制主要考虑混合机性能、物料的物理性质、工艺参数和投料顺序。
(1)混合机性能。对于粉体混合,选择合适的混合机类型非常重要,常见的有单螺杆锥形混合机、双螺杆锥形混合机、卧式螺带混合机和卧式犁刀飞刀混合机等。不同混合机内对粉体产生三维空间的对流、剪切和扩散的混合作用各不相同,因此应根据物料的特性选择合适的混合机性能。例如,锥形混合机适用于以流动性较好为主、且流动性接近的物料;卧式犁刀飞刀混合机适用于以黏性较大为主的物料;卧式螺带混合机适用于微量组分、混合精度要求高的物料[5]。
(2)物料的物理性质。不同物料(如味精、鸡膏、鸡肉粉)的粒径、粒子形态、流动性、黏度和堆密度等均会影响混合效果。粉体粒径和堆密度决定了物料混合过程中分离或混合的趋势。同时,要根据粉体流动性、黏度特性选择合适的混合设备,如流动性较差的粉体,可选择对流混合为主的混合设备[6]。
(3)工艺参数。混合设备工艺参数包括混合机转速、混合机填充率及混合时间等,其中混合填充率必须和转速协同考虑,使两者搭配合理,以获得适宜的物料运动,同时要选择合适的混合时间,才能提高混匀效果[6]。
(4)投料顺序,即各种物料投入混合设备内的方式和顺序。笔者结合实际生产经验,依据物料的物理特性,分阶段投料进行混合,总结出混合均匀的优化方案见表1。
表1 针对不同粉体性质在锥形混合机中的投料顺序优化方案表
从生产工艺流程来看,干燥后半成品暂存、搅拌混合、粉碎过筛、成品料暂存和灌装这5个环节中物料基本处于裸露在空气中的状态,因物料干燥后水分比较低,物料温度基本在25~40 ℃,物料颗粒内部与外部的温湿度不一致,物料流转过程一直吸收空气中的大量水分,因此控制好生产环境的温湿度尤为关键。通过配置中央空调等大型控温控湿设备,将生产环境的温度控制在(25±5)℃,湿度控制在(55±5)%,可降低生产过程中物料的吸潮程度。
为了避免鸡粉等物质在保质期内出现吸潮结块、变色、滋生细菌等问题,包装质量也是不可忽略的一个重要环节。在众多包装材料中,铝箔复合袋、马口铁罐是市面上用量最广、认可度和接受度最高的鸡粉产品包装材料。本文重点从复合袋的包装材料阻隔性能、热封性能、开袋使用方式进行阐述。
1.4.1 包装材料的阻隔性能
玻璃、金属本身的透湿度接近于0,防潮的薄弱环节是封缄及接缝卷边处,金属罐盖或玻璃盖可使用液体高分子密封胶,使封合处形成弹性胶膜,以提高密封度[7]。
复合包装袋本身的透湿度有明显差异,通过研究铝箔、镀铝膜、尼龙和聚乙烯等材质的包装袋对水分的阻隔性能发现,在同样的厚度情况下,铝箔袋抗阻隔性能最好。总体来说包装物越厚,对水分的阻隔性能就越强,但包装袋达到一定厚度后,对水分的阻隔性差异就不再明显[4]。
相同测试条件下,包装材料水蒸气透过率 [mg(m²·d)-1]由高到低排序为普通袋(PET/NY/PE)>镀氧化铝袋(PET/Al2O3/NY/PE)>镀氧化硅 袋(PET/SiO2/NY/PE)>铝 箔 袋(PET/AL/NY/PE),其中铝箔袋的水蒸气透过率仅为普通袋的1%,水分和氧气的阻隔性最好且具备遮光特性[8]。
从改进产品外包装的美观度、材料成本、环保等方面来看,高阻隔镀铝薄膜具有极佳的金属光泽、优异的反射性、拉伸强度较好、耐折性好和用铝量少等优点,在软包装上应用可使包装产生夺目的光学效果、装潢效果。但其与铝箔袋相比,水蒸气透过量和氧气透过量较差,经研究综合评估得知,可替代铝箔包装袋作为一种新颖的包装应用于鸡精调味料中[9]。因此,铝箔袋和高阻隔镀铝薄袋的阻隔性能都适合用作鸡精、鸡粉调味料的包装材料。
1.4.2 包装材料热封强度
影响铝箔复合袋的热封强度的主要因素有热封工艺(热封温度、时间、压力)和热封层材料。
热封工艺需根据复合包装袋的材料、结构、厚度、热封部位(纵封或横封)、封口速度和封口压力等数据来设定热封温度,而且要根据实际热封效果,对所设定的操作数据进行细微调整直至相互匹配。
热封层材料选择应厚薄均匀、表面清洁,具有良好的热封性能,尤其是低温热封性能和夹杂物热封性能;鸡粉在包装灌装过程中,封口部位的两面会黏附少量粉末料,因此夹杂物热封性能需重点确认[10]。
1.4.3 开袋使用方式
复合胶袋产品撕开口后进行烹饪使用,后续包装袋一直敞口储存及反复使用,极易发生吸潮。针对开封敞口引起吸潮的问题,市面上有带拉链、自封自立或四封边胶袋可供选择,优点是开封过后,手工压紧自封条,可以降低产品吸潮的速率。
鸡粉调味料的吸潮性能可通过吸潮量、吸潮率、吸潮速率和临界相对湿度进行评价。
将试验样品敞口放置于恒温恒湿箱(温度:25~40 ℃、湿度75%~90%)存放一定时间后进行评价。鸡粉调味料的吸潮量、吸潮率、吸潮速率计算公式如下:
式中:Ym为样品吸潮量,g;Gm为样品吸潮率,%;Vm为样品吸潮速率,%/h;Xn为试验样存放t小时后的水分含量,g;Xo为试验样初始物料质量,g;t为存放时间,h[2-3]。
试验样品与周边环境空气的水蒸气压达到吸湿平衡,吸潮速率为零时,环境湿度为临界相对湿度(Critical Relative Humidity,CRH);不同的颗粒调味料各有其相应的CRH值,故可用CRH值表述其吸湿性大小的指标,即CRH越大,越不易吸湿,CRH值越小,越易吸湿。
检测方法为以相对湿度为横坐标,以吸湿率为纵坐标,绘制吸湿平衡曲线。在吸湿平衡曲线两端绘出两条直线,由其交点画垂直于横坐标的直线,得横坐标的数据即为临界相对湿度[11]。
上述方法同样适用于测试不同原料的吸潮速率、临界相对湿度(CRH),可为选择适合原料、配方设计提供参考指标。
本文主要从生产配方、生产工艺、生产环境、包装材料和吸潮性评价方法等方面对鸡粉调味料吸潮性的工艺控制进行了讨论。产品防潮性能是多因素综合管理的结果体现,要想让产品在消费者使用过程中持续保持流动性好、干爽等良好品质,需做到以下几点。①研究配方中原料及其组合后防潮性能的高低,筛选出合适的原料,在保证产品品质的前提下,获得最佳配方组合。②控制生产工艺,重点控制粉体颗粒大小分布、干燥工序、搅拌混合工艺以及加工环境的温湿度等工艺参数,并选择相匹配的加工设备。③选择防潮性较好的包装材料和方便消费者使用的包装形式。