夹心海苔副产物高值化制备冲调粉

顾涵，王灵昭，*，周玲，毕诗杰，陈康瑞，王珊，吴圣涛，邱春江，颜冬梅

（1.江苏海洋大学食品科学与工程学院，江苏连云港 222005；2.江苏海洋大学江苏省海洋生物资源与环境重点实验室，江苏连云港 222005；3.连云港百鲜屋食品有限公司，江苏连云港 222199）

夹心海苔是由两张干紫菜和芯料，经紫菜发送、芯料添加、压板成型、烘烤、冷却、切片、去屑、包装等工序加工而成，其以脆甜香的滋味特点、芯料多样的产品特点、即食休闲的食用特点深受消费者青睐[1]。紫菜味道鲜美，富含蛋白质、多糖、维生素、矿物质等营养元素[2-5]。但目前在夹心海苔生产过程中切片、去屑、包装工序产生大量与其营养价值相当的碎料副产物，约占物料切片前质量的8%～10%。这些副产物被作为饲料低价收购或者直接丢弃，没有得到合理的利用，造成严重的资源浪费。

冲调粉是将原料通过预先熟化和制粉技术处理后制成粉状，再与适量的辅料进行调配混料制成的即食食品[6]。成品冲调粉只需倒入适量热水冲调成糊状即可食用。随着人们生活节奏越来越快，冲调粉也因其便捷性而日益受到学生、老人等消费人群的青睐[7]。但是，目前市售冲调粉多为芝麻糊、豆奶粉、豆浆粉等谷物代餐粉，其多样性尚需进一步拓展，尤其是将源于海洋的具有特殊营养价值的藻类（如紫菜）开发成方便、营养、美味、优质的冲调粉具有重要价值。前期研究表明，利用紫菜或含有紫菜的海苔制作冲调粉时，需要解决两个问题：1）产品感官品质优良；2）产品分散性优良，冲调后稳定性高、不易结块。因此，本文以实现夹心海苔碎料副产物的高值化利用为研究目标，旨在通过特定工艺，将其开发成一款感官品质优良、稳定性高的冲调粉类产品，以期为夹心海苔副产物的高值化利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

夹心海苔碎料副产物：连云港百鲜屋食品有限公司；大米、燕麦、炒米、黄豆冲调粉、黑豆冲调粉：市售。

SK-633 三层九盘电烤炉：广东德焙机械科技有限公司；ZNC-701 超微粉碎机：北京长安科学仪器有限公司；标准检验筛：绍兴市上虞华丰五金仪器有限公司；TL-5.0 台式离心机：上海市离心机械研究所。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

利用夹心海苔副产物制备冲调粉的工艺流程如下。

将夹心海苔副产物使用特殊脱腥液进行喷淋，然后置于烤箱中烘烤（135 ℃，8 min），粉碎，得到脱腥后的原料。将大米、燕麦、炒米等辅料分别超微粉碎，置于烤箱中烘烤（135 ℃，10 min），得到预处理后的辅料。将脱腥后的原料和预处理后的辅料按比例充分混合后，进行混料、冷却、过筛、混料、微波杀菌、包装，得到冲调粉成品。本文重点研究原辅料成分比例、冲调参数对冲调粉品质的影响。

1.2.2 单因素试验

为考察原辅料添加量对冲调粉品质的影响，以夹心海苔副产物粉为基准，分别研究藕粉、大米粉、燕麦粉与炒米粉的添加量对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响。

1.2.2.1 不同藕粉添加量对冲调粉品质的影响

固定夹心海苔副产物粉52.5 g、大米粉10 g、燕麦粉10 g、炒米粉7.5 g，研究不同藕粉添加量（10、15、20、25 g 和30 g）对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响。

1.2.2.2 不同大米粉添加量对冲调粉品质的影响

固定夹心海苔副产物粉52.5 g、藕粉20 g、燕麦粉10 g、炒米粉7.5 g，研究不同大米粉添加量（5、10、15、20 g 和25 g）对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响。

1.2.2.3 不同燕麦粉添加量对冲调粉品质的影响

固定夹心海苔副产物粉52.5 g、藕粉20 g、大米粉10 g、炒米粉7.5 g，研究不同燕麦粉添加量（5、10、15、20 g 和25 g）对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响。

1.2.2.4 不同炒米粉添加量对冲调粉品质的影响

固定夹心海苔副产物粉52.5 g、藕粉20 g、大米粉10 g、燕麦粉10 g，研究不同炒米粉添加量（2.5、5.0、7.5、10.0 g 和12.5 g）对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响。

1.2.3 响应面优化试验

在单因素试验的基础上，采用Box-Behnken 中心组合试验设计，分别以样品的感官评分和离心沉淀率为响应值，为进一步优化冲调粉配方设计四因素三水平响应面试验，因素水平如表1所示。

表1 响应面试验的因素水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments

1.2.4 冲调参数对冲调粉品质的影响

基于响应面优化试验，针对最佳冲调粉配方形成的成品，分别研究冲调时水温、料液比对冲调粉品质影响，以期确定产品的适宜冲调参数。

1.2.4.1 冲调水温对冲调粉离心沉淀率和冲调稳定性的影响

固定料液比1∶10（g/mL）（冲调粉/水），研究不同冲调温度（60、70、80、90 ℃和100 ℃）分别对冲调粉离心沉淀率、冲调稳定性的影响。

1.2.4.2 料液比对冲调粉结块率和冲调稳定性的影响

固定冲调温度为100 ℃，研究不同料液比[1∶6、1∶8、1∶10、1∶12（g/mL）和1∶14（g/mL）]分别对冲调粉结块率、冲调稳定性的影响。

1.2.5 不同冲调粉的品质比较

选取两种市售冲调粉，与本文的夹心海苔副产物冲调粉进行冲调稳定性、冲调结块率品质方面的比较。

1.2.6 指标分析

1.2.6.1 感官分析

利用模糊数学综合感官评价法能将食品感官属性定量化和数学化，与传统的感官评价法相比，更具客观性和科学性[8-11]。称取夹心海苔副产物冲调粉16 g 于玻璃杯中，加入160 mL 沸水搅均后进行感官评价。感官评价小组由10 名经过培训的专业人员组成[12-15]，感官评价标准[16-20]如表2所示。样品经评价后的数据采用模糊数学评价法[21-25]进行处理，得到样品的感官评分。

表2 冲调粉成品的感官品质评价标准Table 2 Sensory quality evaluation standards for prepared powder products

1.2.6.2 理化分析

1）离心沉淀率：将冲调粉与沸水以1∶10（g/mL）的料液比冲调，然后称取50 g 均匀样品进行离心（3000 r/min，20 min），按公式（1）[6]计算离心沉淀率。

式中：X为离心沉淀率，%；G1为沉淀物质量，g；G2为称取样品的总质量，g。

2）冲调稳定性：称取10 g 冲调粉，置于100 mL 的量筒中并加入100 mL 沸水，搅拌均匀后静置3 min，测量上清液的体积和悬浊液的总体积，按公式（2）[26]计算冲调稳定性。

式中：Y为冲调稳定性，%；h1为上清液的体积，mL；h2为悬浊液的总体积，mL。

3）冲调结块率：称取10 g 冲调粉，置于烧杯中并加入100 mL 沸水，静置10 min 后加水稀释至2 倍体积，然后过20 目筛，将筛上物烘至恒重，按公式（3）计算冲调结块率。冲调结块率越大冲调稳定性越差[27]。

式中：Z为冲调结块率，%；m1为称取冲调粉的质量，g；m2为筛上物的质量，g。

1.3 数据统计分析

采用Design-Expert 8.0.6Trail 软件进行响应面试验设计与数据分析。采用SPSS24.0 和Excel2010 软件进行其他试验数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

在制备夹心海苔副产物冲调粉中，添加藕粉不仅能增加其稳定性，还能起到改善口感的作用。不同藕粉添加量对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响见图1。

图1 不同藕粉添加量对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响Fig.1 Effect of different lotus root powder addition levels on sensory score and centrifugal sedimentation rate of mixing powder

由图1 可知，随着藕粉添加量的增大，产品的感官评分先增加后减少；藕粉添加量为20 g 时感官评分显著高于其他添加量的感官评分（p＜0.05）；离心沉淀率随着藕粉添加量的不断增大而显著降低（p＜0.05），产品稳定性增强。产品在冲调过程中，藕粉中的淀粉膨胀，变成胶糊状体，形成适口的黏稠度，能够增加产品的润滑度，使口感舒适[28]。当藕粉添加量大于20 g 后，产品过于黏稠，感官评分下降。藕粉添加量对产品品质影响较大。综合来看，选择藕粉添加量15、20、25 g进行响应面优化试验。

大米粉在夹心海苔副产物冲调粉中起主要的风味作用，可赋予其特有的米香味。不同大米粉添加量对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响见图2。

图2 不同大米粉添加量对混合粉感官评分和离心沉降速率的影响Fig.2 Effect of different rice powder addition levels on sensory score and centrifugal sedimentation rate of mixing powder

由图2 可知，大米粉添加量为10 g 时，产品的感官评分显著高于其他添加量（p＜0.05）；大米粉添加量为5 g 时，产品的离心沉淀率显著高于其他添加量（p＜0.05）。大米粉添加量增加导致产品口感变得粗糙，感官评分下降[29]。大米粉添加量低于或高于10 g 均导致感官评分显著降低（p＜0.05）。综合来看，选择大米粉添加量5、10、15 g 进行响应面优化试验。

燕麦粉可以有效地补充身体所需要的营养成分、能促进新陈代谢、降低血压、降低血脂，具有多种生理作用。不同燕麦粉添加量对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响见图3。

图3 不同燕麦粉添加量对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响Fig.3 Effect of different oatmeal powder addition levels on sensory score and centrifugal sedimentation rate of mixing powder

由图3 可知，燕麦粉添加量为10 g 时，产品的感官评分显著高于其他添加量（p＜0.05）；燕麦粉添加量为5 g 时，产品的离心沉淀率显著高于其他添加量（p＜0.05）。随着燕麦粉添加量增加，产品黏稠度增加，当超过10 g 时，口感过于黏稠，感官评分下降。侯涛[30]研究发现燕麦麸皮添加量对其他冲调粉感官评分及离心沉淀率有影响，与本研究结果类似。燕麦粉添加量低于10 g 或高于10 g 均导致感官评分显著降低（p＜0.05）。综合来看，选择燕麦粉添加量5、10、15 g 进行响应面优化试验。

炒米粉是由糯米经过煮、炒、碾三道工序后粉碎而成，适量添加可赋予冲调粉特有的焦香味。不同炒米粉添加量对冲调粉感官评分和离心沉淀率的影响见图4。

由图4 可知，炒米粉添加量为7.5 g 时，产品的感官评分显著高于其他添加量（p＜0.05）；炒米粉添加量为2.5 g 时，产品的离心沉淀率显著高于其他添加量（p＜0.05）。炒米粉自身存在焦香味，随着炒米粉含量的增加，产品的焦香味越浓。但是当炒米粉添加量超过7.5 g 时，焦香味变成焦糊味，产品的感官评分下降。燕麦粉的添加量低于7.5 g 或高于7.5 g 均导致感官评分显著降低（p＜0.05）。综合来看，选择炒米粉添加量5.0、7.5、10.0 g 进行响应面优化试验。

2.2 响应面优化试验

响应面试验结果如表3所示。

表3 响应面试验结果Table 3 Result of response surface experiments

利用Design Expert 对响应面试验结果进行回归拟合，得到感官评分和离心沉淀率的回归方程如下。

感官评分=91.20+1.29A-1.99B-0.16C+2.20D-3.90AB-1.85AC-1.80AD-4.05BC-0.17BD+1.03CD-12.24A2-6.08B2-4.33C2-2.87D2。

离心沉淀率=7.46-1.49A-0.18B-0.31C-0.31D+1.13AB+1.58AC+1.05AD-0.13BC+0.017BD-0.25CD+1.96A2+0.20B2+0.52C2+0.23D2。

感官评分和离心沉淀率方差分析见表4 和表5。

表4 感官评分方差分析Table 4 Variance analysis of sensory score

表5 离心沉淀率方差分析Table 5 Variance analysis of centrifugal precipitation rate

由表4、表5 可知，模型的p值均小于0.01，两个二次回归方程模型效果均极显著，且失拟项的影响均不显著，说明未知因素对试验结果的干扰很小[31]。因此，上述两个回归方程拟合度高，均可用于预测和分析藕粉、大米粉、燕麦粉、炒米粉的最佳添加量。由F值可知，影响冲调粉感官评分的因素由高到低的顺序为D＞B＞A＞C，二次项A2、B2、C2、D2及交互项AB、BC对冲调粉感官评分有极显著影响（p＜0.01）；影响冲调粉离心沉淀率的因素由高到低的顺序为A＞D＞C＞B，二次项A2及交互项AB、AC、AD对冲调粉离心沉淀率有极显著影响（p＜0.01）。综合而言，最优的配方是以夹心海苔副产物粉52.5 g 为基准，藕粉、大米粉、燕麦粉、炒米粉的添加量分别为20、10、10 g 和7.5 g。经试验验证，利用该配方制作的冲调粉感官评分91.2±1.4、离心沉淀率（7.46±0.22）%，具有色泽均匀以及冲调后清香味纯正、甜淡适中、口感细腻、流动性好的感官品质，相关技术能够为夹心海苔副产物的高值化利用提供技术支撑。

2.3 冲调参数对冲调粉品质的影响

冲调水温对冲调粉离心沉淀率和冲调稳定性的影响见图5。

图5 冲调水温度对冲调粉离心沉淀率和冲调稳定性的影响Fig.5 Effect of water temperature on centrifugal sedimentation rate and stability of mixing powder

由图5 可知，离心沉淀率和冲调稳定性随着冲调水温的增加而显著降低（p＜0.05）。冲调粉中含有淀粉，高水温使水分子快速扩散，淀粉颗粒更易吸水膨胀而糊化。因此，高水温导致淀粉糊化程度更高，成品冲调后的黏度更大，从而导致离心沉淀率更低、冲调稳定性更高。最佳冲调温度为100℃，即沸水水温。

料液比对冲调粉结块率和冲调稳定性的影响见图6。

图6 料液比对冲调粉结块率和冲调稳定性的影响Fig.6 Effect of material to water ratio on caking rate and stability of mixing powder

由图6 可知，料液比高于1∶12（g/mL）时，结块率随着冲水量的增大而显著减小（p＜0.05），而料液比达到1∶14（g/mL）时，随着料液比的减少，结块率减小的程度不再显著（p＞0.05）。冲水量增加使得粉体与水的接触面增加，从而减少粉体颗粒与颗粒之间的连接，有助于提高粉体的分散性，使结块率降低[27]，但当冲水量达到一定值时，粉体在水中完全分散开，粉体与水接触面趋于稳定，冲水量继续增加则使结块率降低不明显。冲调稳定性随着料液比的降低而增加，其中料液比从1∶10（g/mL）降低到1∶12（g/mL），冲调稳定性发生突跃性增加，从0.26%增加到0.57%，导致样品的冲调稳定性严重降低。因此，料液比降低结块率和提高冲调稳定性之间存在一个平衡点。此外，冲水量过多会导致冲调产品变稀，影响冲调粉的感官品质。综合而言，冲调的料液比为1∶10（g/mL）时，即冲调粉和水的质量体积比1∶10（g/mL）时，冲调效果最优。

2.4 不同冲调粉的品质比较

将本文的夹心海苔副产物冲调粉与市售的黄豆冲调粉、黑豆冲调粉进行冲调稳定性、离心沉淀率、冲调结块率品质方面的比较，结果如表6所示。

表6 不同冲调粉的品质比较Table 6 Comparison of the quality of different mixing powders

由表6 可知，夹心海苔副产物冲调粉的冲调稳定性显著低于市售黄豆冲调粉和市售黑豆冲调粉（p＜0.05），说明本文所研发的冲调粉具有更高的冲调稳定性；对于冲调结块率和离心沉淀率方面，夹心海苔副产物冲调粉均显著低于市售黄豆冲调粉和市售黑豆冲调粉（p＜0.05），说明本文所研发的冲调粉具有更好的分散性，而且其冲调后能够耐受更高的离心力作用而不分层、沉淀，稳定性更优，这有益于其冲调后的输运。

3 结论

本文确定了夹心海苔副产物冲调粉的基本工艺，研究了原辅料成分比例、冲调参数对冲调粉品质的影响。夹心海苔副产物冲调粉的最优配方为夹心海苔副产物粉52.5 g、藕粉添加量20 g、大米粉添加量10 g、燕麦添加量10 g、炒米粉添加量7.5 g。食用前，冲调粉的适宜冲调参数为冲调水温100 ℃（沸水水温）、料液比1∶10（g/mL）（冲调粉/水）。利用最优配方制备的冲调粉的感官品质优良，色泽均匀，冲调后清香味纯正、甜淡适中、口感细腻、流动性好。与市售黄豆冲调粉和黑豆冲调粉相比，本文所研发的夹心海苔副产物冲调粉在水中的分散性更优，冲调后的稳定性更高，其冲调后能够耐受更高的离心力作用而不分层、沉淀。