黄精休闲果脯的研制与分析

俞根荣,周 滢,冯思敏

(1.杭州梅园食品有限公司,浙江 杭州 311106;2.浙江工业大学 食品科学与工程学院,浙江 杭州 310014)

黄精为百合科黄精属多年生草本植物,是具有较高保健功能的药食同源特性的特色原料。黄精始载于《名医别录》,自古以来就被儒家、道家和养生学家们奉为修仙、养生佳品,有“仙人遗粮”的美誉[1]。现代药理学也证明黄精富含甾体皂苷、多糖、黄酮、氨基酸和微量元素等[2],具有增强免疫力[3]、抗氧化[4]、抗疲劳[5]和调节血糖[6]等多方面的药理作用。目前市场上的黄精产品主要以新鲜黄精、蒸晒的干黄精等初加工产品以及保健品、饮品为主[7],以黄精为原料开发的休闲食品较少。随着经济的飞速发展,消费者越来越重视食品的功能和营养,因此功能性休闲食品的开发与应用也逐渐成为研究的热点。黄精品性温和,有补气养阴、健脾和益肾的功效,可长期食用,无副作用。将黄精制成黄精休闲果脯,其品相、风味新颖,可以丰富人们的饮食选择。

笔者首先采用传统的糖渍工艺研制糖渍黄精,再结合牛轧糖的制备工艺,将糖渍黄精与黄油、棉花糖、乳酪粉等辅料混合,研制黄精休闲果脯。基于质构特性、水分质量分数等指标及感官评定,通过单因素实验和正交实验,确定黄精休闲果脯的最佳生产工艺条件及产品配方。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

干黄精,徽首丰生物科技有限公司;棉花糖,佛山市忆丰食品有限公司;黄油,蒙牛乳业;蔗糖、麦芽糖浆、海藻糖、柠檬酸、精盐、乳酪粉、糖纸,由杭州梅园食品有限公司提供。

1.2 仪器与设备

器具:称量纸、勺子、烧杯、盘子、锅铲、保鲜膜、小刀、一次性手套、密封袋。

仪器:电子天平JJ224BC,常熟市双杰测试仪器厂;101AS型数显不锈钢电热鼓风干燥箱,上海锦屏仪器仪表有限公司通州分公司;WYT型手持糖度计,成都豪创光电仪器有限公司;不粘锅,美的集团;DHG-9030A型电热恒温鼓风干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;立式压力蒸汽灭菌器,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;HH-2数显恒温水浴锅,金坛市江南仪器厂;物性测试仪-TA.XT Plus,英国Stable Micro System公司。

1.3 方 法

1.3.1 工艺流程

黄精休闲果脯的制备工艺流程及制备工艺如图1，2所示。

图1 黄精休闲果脯的制备流程图

图2 黄精休闲果脯的具体制作过程

1.3.2 操作要点

1) 选料。挑选干燥、无腐烂和污渍的干黄精为原料。

2) 预煮复水。将干黄精置于沸水中水煮泡发,使干燥的黄精复水膨胀“熟化”,再置于清水中继续浸泡约24 h,直至黄精充分复水,变得丰满,呈淡黄色,横截面透明,质地变柔软易咀嚼。

3) 第1次糖渍。以糖度计测得糖液的质量分数(简称糖度)为35%的糖液进行第1次糖渍,期间可加入适量柠檬酸调节糖液至合适的酸甜口味,糖渍约24 h。

4) 复煮。加入适量糖与清水,大火煮至糖液的糖度上升至50%左右,糖液沸腾状态下持续煮制一定时间。

5) 第2次糖渍。煮制后控制糖液糖度约为50%,在该糖度下继续糖渍约24 h,可加入适量精盐以提升味感。糖渍至黄精达到均匀的淡黄色,有光泽且口味酸甜可口,捞出沥干。

6) 烘干。沥干后的黄精置于烘箱中,70 ℃左右持续烘干约4～7 h至黄精呈淡黄色,有光泽,表面有黏性但不粘手,质地不过硬也不过黏软,有嚼劲且易咀嚼,取出,即得到糖渍黄精,备用。

7) 混合。不粘锅内加少许黄油,开小火,待黄油完全融化后,加入棉花糖加热融化,加入适量乳酪粉或奶粉搅拌均匀,翻炒棉花糖浆约3 min,将烘干的糖渍黄精与棉花糖糖浆混合,搅拌,使每块黄精都均匀包裹着糖浆。

8) 压块、冷却。将混合好的糖渍黄精用糖衣包裹,整体压制成厚约0.5 mm的薄片,待其冷却后,整体将粘连在一起而不会散落。

9) 成型。将薄片状的糖渍黄精均匀地切成2 cm×2 cm×0.5 mm的小块,得到黄精休闲果脯成品。

10) 封装。将制得的黄精休闲果脯成品分别独立包装。

1.3.3 实验设计

1) 单因素实验

参考前人研究[8]和预实验结果,先以感官评分、质构特性、水分质量分数和颜色变化等为评价指标,研究预煮时间、糖液配比、复煮时间、烘干时间和柠檬酸添加量(以质量分数计)等因素对糖渍黄精的影响;再以感官评定为标准,研究棉花糖添加量、黄油添加量、乳酪粉添加量和棉花糖炒制时间等因素对黄精休闲果脯制备的影响,确定糖渍黄精与棉花糖混合制备黄精休闲果脯时各原料添加比例范围和条件。

2) 正交实验

选取对糖渍黄精品质影响较大的4个因素即预煮时间A、蔗糖与麦芽糖浆质量比B、烘干时间C和柠檬酸添加量D为研究对象[9],在单因素实验确定的适宜范围内选取3个水平,以4因素3水平进行L9(34)正交实验,因素水平表如表1所示。

表1 糖渍黄精研制的正交实验因素水平表

选取对黄精休闲果脯制备影响最大的4个因素即棉花糖的添加量A、黄油添加量B和乳酪粉的添加量C[10]为研究对象,添加量均以100 g糖渍黄精所需材料的质量计,按照表2的正交因素水平表进行实验设计。

表2 黄精休闲果脯制备的正交因素水平表

1.3.4 分析方法

1) 感官评定

参考尚凡贞等[11]的方法采用评分制,组建12人(6男6女)的感官评定小组,按照表3对产品进行感官评定。

表3 感官评定标准表

2) 质构测定

通过压缩实验来分析黄精休闲果脯的硬度、胶黏性、咀嚼性和弹性等质构特性,测定方法依据Zhao等[12]和Singh等[13]的方法并根据黄精产品的实际情况略修改。质构特性用TA-36柱形探头(直径36 mm)在“TPA”模式下测定,测定参数如下:测前速度为2.0 mm/s,测试速度为2.0 mm/s,测后速度为10 mm/s,间隔时间为5 s,压缩距离5 mm,触发力为5g,每批样品进行5次平行实验。

3) 水分测定

基于国家标准GB/T 10782—2006《蜜饯通则》,果脯类蜜饯产品水分质量分数≤35%,检测方法参考GB/T 5009.3—2016第一法规定的方法。

4) 总糖测定

基于国家标准GB/T 10782—2006《蜜饯通则》要求,果脯类蜜饯产品总糖质量分数(以葡萄糖计)≤85%,其检测参考该标准中果脯总糖质量分数的测定方法。

5) 还原糖测定

参考国家标准GB 5009.7—2016《食品安全国家标准食品中还原糖的测定》中第一法规定的直接滴定法测量成品中的还原糖质量分数。

6) 微生物指标的测定

参考GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》中菌落总数的测定方法测定黄精果脯的菌落总数;参考GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》中大肠菌群的测定方法测定黄精果脯的大肠菌群数;参考GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母菌计数》中霉菌和酵母菌的测定方法测定黄精果脯中的霉菌和酵母菌数。

2 实验结果

2.1 预煮时间的影响

2.1.1 对黄精感官品质的影响

将100 g干黄精分别置于适量沸水中煮制0.5,1,1.5,2 h后,黄精质地的感官评定结果如表4所示。

表4 干黄精预煮复水后感官评定结果表

2.1.2 预煮时间对黄精糖渍的影响

在预煮时间不同的干黄精中加入同等质量和质量分数的蔗糖糖液,并用保鲜膜密封容器口,以避免水分蒸发,常温下糖渍24 h,测定糖液糖度的变化,糖度降低越多表明糖液中的糖分向黄精中渗入越多,糖渍效果越好。预煮时间对渗糖的影响如图3所示。

图3 预煮时间对渗糖的影响

由图3可以看出:预煮0.5 h的黄精糖渍后糖度不降反升,其原因可能是黄精纤维还未软化,黄精内部的水分质量分数较低,黄精仍处于复水阶段,糖液中的水分子相较于蔗糖分子更容易渗入黄精中,所以24 h后糖液质量分数反而升高,也证明干黄精预煮0.5 h,复水不足,降低了黄精的糖渍效果;预煮时间超过0.5 h后,预煮时间越久糖渍后的糖液糖度降低越多,说明在一定时间里,预煮时间影响黄精的复水情况,复水越好的黄精糖渍效果越好。由于预煮1.5 h和2 h的糖液糖度区别不是很大,考虑到能耗问题,选择预煮时间约为1.5 h。

2.2 糖液的影响

2.2.1 糖液配比的选择

糖液是影响果脯制备的重要因素之一,在实验时为选择合适的糖液,分别使用纯蔗糖糖液A,m(蔗糖)∶m(麦芽糖浆)=2∶1的复合糖液B,以及m(蔗糖)∶m(海藻糖)=2∶1的复合糖液C对复水后的黄精进行糖渍。其中,麦芽糖浆是m(麦芽糖)∶m(水)=7∶3的混合液。在糖渍过程中,2次糖渍时间均为24 h,复煮时间为20 min,烘干条件为70 ℃下烘干5 h。不同糖液配比方式对糖渍黄精的影响如表5所示。

表5 不同糖液配比制备的糖渍黄精感官评定表

产品的质构特性是衡量果脯品质好坏的一个重要指标,图4是各组别样品主要质构特性对比图。由图4可知:采用糖液B制备的果脯的硬度、胶着性、咀嚼性都最小,弹性最大,与感官评定结果吻合。果脯成品中还原糖(如葡萄糖、果糖)的质量分数会直接影响果脯的品质,当还原糖所占总糖比例过低时,果脯中白砂糖质量分数高,易结晶析出,导致产品偏白偏硬,出现返砂现象;而当还原糖所占总糖比例过高时,由于葡萄糖、果糖等小分子糖的吸湿性较好,所制得的果脯会偏黏、偏软[14]。复合糖液B为蔗糖和麦芽糖浆的混合液,麦芽糖有抑制晶核生长和增进糖液饱和度的作用,可以抑制蔗糖、葡萄糖结晶析出,从而防止返砂,因此选择蔗糖与麦芽糖浆的混合液B作为黄精果脯糖渍糖液较为合适。

图4 各组别样品的相关质构参数对比图

2.2.2 糖液配比

根据生产经验,当果脯中还原糖质量分数为25%,总糖质量分数为55%～60%时,即还原糖质量分数约占总糖质量分数的40%时,果脯的质地、感官较为理想,且产品易于保存,不易变硬返砂。蔗糖、麦芽糖在酸性条件下受热会发生水解,转化成葡萄糖和果糖,因此降低糖液的pH有助于提高黄精果脯成品中还原糖质量分数。笔者根据生产经验在第1次糖渍时添加0.2%的柠檬酸,有助于复煮时糖的转化,可以调节口味,使果脯成品酸甜适中,糖渍时添加适量精盐可提升味感。

在选定糖液配比的基础上,通过对比黄精果脯成品中还原糖质量分数占总糖质量分数的百分比,来确定糖液糖度为35%和50%时的混合糖液中蔗糖与麦芽糖浆的质量比,其结果如表6所示。

表6 蔗糖与麦芽糖浆的质量比对糖渍黄精中还原糖质量分数的影响

综上所述,使用m(蔗糖)∶m(麦芽糖浆)=2∶1的混合糖液时黄精的糖渍效果最佳,其中柠檬酸添加量约为0.2%,精盐适量。

2.3 复煮时间的影响

不同复煮时间下黄精果脯色泽形态的对比如图5所示,未复煮的黄精果脯呈浅黄色,颜色偏白,口感较硬,纤维感明显。随着复煮时间的增加,黄精果脯颜色逐渐加深;复煮20 min和30 min制得的黄精果脯颜色较均匀,呈饱满的黄色,口感较软,且较有弹性;复煮40 min制得的黄精果脯颜色过深,部分位置呈褐色,口感较软,弹性有所下降。分析褐色出现的原因:黄精中含有较丰富的氨基酸,糖液和黄精多糖在柠檬酸存在条件下受热转化成葡萄糖、果糖等还原糖,复煮时温度逐渐升高,体系内发生美拉德反应,随着加热时间的延长,含氮的棕色大分子聚合物逐渐累积,从而使黄精呈现褐色[15]。口感的变化可能是由于随着复煮时间的延长,渗入黄精中的葡萄糖、果糖等具有更好保湿性的还原糖质量分数有一定程度的升高,有助于烘干时果脯中水分的保持,从而影响果脯的口感[16]。综上所述,高温加热有助于糖液渗入,且有助于蔗糖和麦芽糖发生转化,提高果脯中还原糖质量分数,有助于果脯保持较好的口感。当复煮时长为20～30 min时,果脯中美拉德褐变程度较轻,果脯软硬、弹性适中,品质较为理想,因此选择20～30 min的复煮时长较为合适。

图5 不同复煮时间下制备的糖渍黄精的色泽形态图

2.4 烘干时间的影响

果脯的水分质量分数是影响果脯硬度、弹性、咀嚼性等质构特性的最主要因素。实验时,为在干燥过程中达到一定的杀菌效果,选择烘干温度为70 ℃,此时烘干时间成为影响果脯品质的一大重要因素,可通过控制果脯成品中水分质量分数来选择烘干时间[17]。图6是不同烘干时间与黄精果脯中水分质量分数的关系以及不同水分质量分数下产品的感官评分。

图6 烘干时间对糖渍果脯水分质量分数及感官评定的影响

由图6可知:随着烘干时间的延长,黄精果脯的水分质量分数不断降低,烘干时长在6 h内时,黄精果脯中水分质量分数随烘干时长的增加下降较快,当烘干时间超过6 h后,水分质量分数随烘干时间的降低趋于平缓。烘干时间为4～4.5 h时,感官评分随烘干时间的增长而升高,烘干时间为4.5～8 h时,感官评分随烘干时间的增长逐渐降低。烘干时间为4～5 h时,感官评分最高,所对应的黄精果脯水分质量分数约为15%～22.5%,品质最佳。

2.5 正交实验

采用正交实验优化糖渍黄精的加工工艺,其中因素为预煮时间A,麦芽糖浆添加量B,烘干时间C,柠檬酸添加量D,正交实验结果如表7所示。

表7 糖渍黄精正交实验结果

R越大表示该因素对感官评定的影响越大。由表7中R可知:各因素对糖渍果脯产品品质的影响顺序为A>B>C>D,即预煮时间>麦芽糖浆添加量>烘干时间>柠檬酸添加量,预煮时间是影响糖渍果脯制备的最重要的因素。通过正交实验得出最优的工艺组合为:A2B3C3D2,即预煮时间为1.5 h,糖液中蔗糖与麦芽糖浆质量比为3∶2,烘干时间为5 h,柠檬酸添加量为0.2%。

根据预实验确定黄精休闲果脯中糖渍黄精与其他辅料的添加比例,采用正交实验确定黄精休闲果脯的最佳配方,因素分别为棉花糖A,黄油B,乳酪粉C,以每100 g黄精休闲果脯所需材料质量计,分析结果如表8所示。

表8 实验结果

由表8可知:影响黄精休闲果脯制备的3个主要因素对成品品质影响的先后顺序为B>A>C。实验表明:最适配方为A2B1C2,即每100 g黄精果脯制备黄精休闲果脯所需棉花糖60 g、黄油15 g、乳酪粉30 g。

2.6 产品的理化和微生物指标

测定所得黄精休闲果脯产品的总糖质量分数、水分质量分数和微生物指标,结果见表9,产品的理化和微生物指标均符合国家标准。

表9 黄精休闲果脯成品理化和微生物指标

3 结 论

通过单因素实验和正交实验优化了糖渍果脯制备的工艺条件和黄精休闲果脯的配方,并对产品品质指标进行测定。研究确定了糖渍果脯制备的最佳工艺条件为干黄精预煮1.5 h,以蔗糖与麦芽糖浆质量比为3∶2,柠檬酸添加量为0.2%制备糖液,第1次糖渍采用糖度为35%的糖液,糖渍24 h,第2次糖渍采用糖度为50%的糖液,糖渍24 h,70 ℃下烘干5 h。黄精休闲果脯的最优配方为用每100 g糖渍黄精制备黄精休闲果脯需棉花糖60 g、黄油15 g、乳酪粉30 g。经测定,产品的水分质量分数、总糖质量分数和微生物指标均符合国家标准。实验制得的黄精休闲果脯具有一定的功能性,又兼具了方便、即食和易储存的优点,且外观、风味新颖,具有一定的创新性,成品的口感佳、品相好,符合现代市场的需求和年轻消费者的喜好。产品制备工艺结合了果脯和牛轧糖的制作工艺,也为黄精及其他药食两用资源的深加工和产品开发提供了新的思路和途径,具有较好的经济效益和社会效益。