脫水綠豆芽加工工藝優化

黨婭 劉水英 米桂

摘要：【目的】優化脫水綠豆芽加工工藝，為綠豆芽及其他芽菜類產業化開發提供科學依據。【方法】以陜西漢中當地新鮮綠豆芽為原料，以感官評分、色澤、復水比及成品率等為評價指標，通過單因素試驗和正交試驗對脫水綠豆芽加工工藝中漂燙、保脆及熱風干燥環節進行研究，確定最佳工藝參數；并測定分析脫水對綠豆芽中營養成分含量的影響。【結果】脫水綠豆芽的最佳加工工藝參數為：漂燙環節漂燙溫度95 ℃、檸檬酸濃度0.20%、漂燙時間3.0 min；保脆環節CaCl2濃度0.4%、浸泡時間60 min；熱風干燥環節干燥溫度55 ℃、干燥時間2.5 h、承載量0.05 g/cm2，經優化工藝加工后的脫水綠豆芽中各營養成分保存較好，粗纖維和灰分含量基本維持不變。【結論】采用優化后的脫水工藝生產獲得的脫水綠豆芽營養成分可得到最大程度保留，復水后口感清脆爽口，總體品質較好，該工藝可在實際生產中推廣應用。

關鍵詞： 綠豆芽；漂燙；保脆；熱風干燥；工藝優化

中圖分類號： TS214 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）02-0273-07

0 引言

【研究意義】綠豆是一年生豆科草本植物的種子，富含蛋白質、氨基酸、碳水化合物、鈣、磷、鐵、維生素、膳食纖維等營養成分（常學東等，2002；賈淑村等，2004）。綠豆在發芽過程中因淀粉、原果膠酸、蛋白質和多肽等被部分水解為葡萄糖、果膠酸和氨基酸而使其營養和功能活性成分加倍（李秀錦等，1994），同時綠豆中原有的一些影響其營養及風味的不利成分也被去除。綠豆芽是一種無膽固醇、低脂肪、高蛋白，并具有健脾開胃、消化積食、清熱解毒等功效的保健蔬菜（張永清，2007）。但其易脆斷、貯藏性較差、易水化變質、不適宜長途運輸，若能通過脫水技術將其加工成兼具食用性、營養性和儲存性的脫水綠豆芽，不僅可以解決上述問題，還對增加脫水蔬菜品種、豐富綠豆芽深加工產品種類和提高其經濟價值具有重要意義。【前人研究進展】目前，綠豆加工方面的研究已有報道，如袁江蘭等（2001）、張明霞和張浩（2002）以綠豆芽為原料，分別加入菠蘿、蘋果等制成綠豆芽復合飲料；程彥偉等（2012）、姚鑫淼等（2012）分別以綠豆為原料，進行綠豆芽全肉質飲料和綠豆衣清爽飲料的開發研究。關于脫水綠豆芽的加工，國內也有不少學者對其進行研究。針對綠豆芽在生產過程中成品率低的問題，杜衛華等（2004）對綠豆芽的前處理工藝進行了研究，得到提高產品成品率較佳的前處理方案，即采用5%鹽水漂燙后用20%糊精溶液浸泡處理，最后用5%乳糖和5%食鹽對綠豆芽進行復合調理，較好地保持了脫水綠豆芽的色澤和成品率。陸勝民等（2003， 2007）采用麥芽糊精混合液對新鮮綠豆芽進行預處理，經熱風干燥得到復原率在40%以上的脫水綠豆芽；并通過比較不同貯藏溫度、包裝材料及打孔數和充氣包裝處理對豆芽褐變和發粘腐敗的影響，篩選出最佳貯藏包裝條件，使鮮豆芽貨架期得到延長。劉春燕（2007）以新鮮綠豆芽為原料，將其經燙漂、保脆、麥芽糊精混合液浸泡等預處理后，采用熱風干燥加工成具有一定復原率的脫水蔬菜產品。潘旭琳等（2014）將綠豆芽經漂燙、保脆、蔗糖浸泡等預處理后，采用微波干燥技術制備脫水綠豆芽成品，優化得到微波干燥綠豆芽的最佳條件為：微波功率300 W、裝載量120 g、鋪料厚度4 mm。【本研究切入點】目前針對脫水綠豆芽加工工藝進行系統研究的文獻報道較少，且保脆環節大多采用鹽水、糊精等，未見利用CaCl2進行保脆的研究報道。【擬解決的關鍵問題】通過單因素試驗和正交試驗對脫水綠豆芽加工工藝中的漂燙、保脆及熱風干燥環節進行研究，確定最佳工藝參數；并測定分析脫水綠豆芽的營養成分含量，旨在為綠豆芽及其他芽菜類產業化開發提供科學依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

新鮮綠豆芽購自陜西理工學院風景路果蔬批發市場；檸檬酸、CaCl2均為食品級，購自國藥集團化學試劑有限公司。主要儀器設備：AL204分析天平[梅特勒—托利多儀器（上海）有限公司]、HEGON電磁爐[美的電器（廣州）有限公司]、101-3A電熱鼓風恒溫干燥箱（爐南電爐烘箱廠）、Kangguang@SC-80C全自動測色色差計（上海精密科學儀器有限公司）。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 加工工藝流程 綠豆芽→清洗→去除豆殼→漂燙→保脆→熱風干燥→成品。

1. 2. 2 漂燙工藝研究

1. 2. 2. 1 單因素試驗 稱取清洗瀝干后的綠豆芽5.0 g，分別考察漂燙溫度（80、85、90、95、98 ℃）、漂燙時間（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 min）、檸檬酸濃度（0、0.05%、0.15%、0.25%、0.35%）對綠豆芽品質的影響。

1. 2. 2. 2 正交試驗 在單因素試驗的基礎上進行漂燙溫度、漂燙時間、檸檬酸濃度3因素3水平正交試驗，以優化綠豆芽漂燙工藝。試驗因素與水平見表1。

1. 2. 3 保脆工藝研究

1. 2. 3. 1 CaCl2濃度對綠豆芽脆度的影響 稱取5份10.0 g漂燙后的芽體，在室溫條件下分別置于濃度為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的CaCl2溶液中浸泡50 min，比較綠豆芽脆度。

1. 2. 3. 2 浸泡時間對綠豆芽脆度的影響 稱取5份10.0 g漂燙后的芽體，在室溫條件下置于0.4% CaCl2溶液中分別浸泡40、50、60、70、80 min，比較綠豆芽脆度。

1. 2. 4 熱風干燥工藝研究

1. 2. 4. 1 單因素試驗 將經過漂燙、保脆、瀝水后的綠豆芽，以一定承載量（0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/cm2）裝入干燥箱，置于一定溫度（50、55、60、65、70 ℃）下干燥一定時間（1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h）。以干燥后綠豆芽的復水比和復水后感官評價的綜合評分為評價指標，選擇最佳干燥溫度、干燥時間和承載量。

1. 2. 4. 2 正交試驗 在上述單因素試驗的基礎上進行干燥溫度、干燥時間、承載量3因素3水平正交試驗，因素與水平如表2所示。

1. 3 品質評定

1. 3. 1 脫水綠豆芽感官評價 由食品專業的120名學生對脫水綠豆芽的感官品質進行評分，以平均分作為最佳脫水條件選擇的依據。感官評價方法：對漂燙后綠豆芽的顏色、氣味、脆度及保脆后綠豆芽的脆度采用三等級10分制評價，具體評分標準見表3。

1. 4 營養成分及水分分析測定

分別稱取適量同一批次的綠豆、鮮綠豆芽及按照本研究最佳工藝加工成的脫水綠豆芽，對3種樣品的粗脂肪、粗纖維、蛋白質、灰分等營養成分及水分含量進行測定分析。每種待測樣平行重復5次。

采用GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的測定》中的索氏提取法測定樣品的粗脂肪含量；分別參照GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定》、GB 5009.5-2010《食品安全國家標準——食品中蛋白質的測定》、GB 5009.4-2010《食品安全國家標準——食品中灰分的測定》、GB/T 8858-1988《水果、蔬菜產品中干物質和水分含量測定方法》測定樣品中粗纖維、蛋白質、灰分和水分含量。

2 結果與分析

2. 1 漂燙工藝

2. 1. 1 單因素試驗結果

2. 1. 1. 1 漂燙溫度的選擇 從圖1可以看出，在固定漂燙時間2.0 min、不加檸檬酸的條件下，隨著漂燙溫度的升高，綠豆芽的感官評分先上升后下降，95 ℃時評分最高。這可能是漂燙溫度低于95 ℃時，隨著漂燙溫度的升高，綠豆芽中褐變酶的活性降低，綠豆芽的感官品質逐漸提升；但漂燙溫度過高時，會引起綠豆芽中維生素C等部分營養物質的損失，破壞新鮮綠豆芽脆嫩的口感，使其組織軟爛，進而影響感官品質。同時由表5可知，綠豆芽的白度、復水比和成品率也隨漂燙溫度的升高呈相同的變化規律，95 ℃時均達最高值，之后略有下降。因此，選擇最佳漂燙溫度為95 ℃。

2. 1. 1. 2 漂燙時間的選擇 從圖2和表6可以看出，在固定漂燙溫度90 ℃、不加檸檬酸的條件下，隨著漂燙時間的延長，綠豆芽的感官評分、白度和成品率均呈先上升后下降的變化趨勢，在2.5 min時，除復水比外，其余3項指標均達最高值，綠豆芽的綜合品質優于其他漂燙時間下的品質。因此，選擇最佳漂燙時間為2.5 min。

2. 1. 1. 3 檸檬酸濃度的選擇 從圖3可以看出，在固定漂燙溫度90 ℃、漂燙時間2.0 min的條件下，隨著檸檬酸濃度的增加，綠豆芽的感官評分呈先下降后快速上升再緩慢下降的變化趨勢，當檸檬酸濃度為0.15%時，綠豆芽的感官品質最佳，評分最高。可能原因：檸檬酸濃度小于0.15%條件下，隨著檸檬酸濃度的增加，綠豆芽中褐變酶的活性降低，綠豆芽的感官品質逐漸提升，但檸檬酸濃度過高會破壞綠豆芽的口感，進而影響感官評分。從表7可知，綠豆芽的白度和成品率均隨檸檬酸濃度的增加先上升后下降，復水比逐漸上升。綜合考慮，選擇最佳檸檬酸濃度為0.15%。

2. 1. 2 正交試驗結果 由表8可知，漂燙工藝中影響綠豆芽品質的因素主次順序為：漂燙溫度>檸檬酸濃度>漂燙時間，3個因素的最優水平組合為A2B3C3，即最佳漂燙工藝為：0.20%檸檬酸溶液中95 ℃漂燙3.0 min。

2. 2 保脆工藝

2. 2. 1 CaCl2濃度的選擇 由圖4可知，在固定浸泡時間50 min的條件下，浸泡后綠豆芽的脆度評分隨CaCl2濃度增加呈先上升后下降的變化趨勢，當CaCl2濃度為0.4%時，脆度評分最高，此時綠豆芽咀嚼時幾乎無絲狀物，入口有脆感。

2. 2. 2 浸泡時間的選擇 從圖5可以看出，在固定CaCl2濃度為0.4%的條件下，浸泡后綠豆芽的脆度評分隨著浸泡時間的延長先上升后下降，當浸泡60 min時，脆度評分最高，此時綠豆芽口感脆爽。

2. 3 熱風干燥工藝

2. 3. 1 單因素試驗結果

2. 3. 1. 1 干燥溫度的選擇 從表9和圖6可以看出，在固定承載量0.10 g/cm2、干燥時間3.0 h的條件下，干燥后綠豆芽復水比和復水后感官評分的綜合評分、白度和成品率隨干燥溫度升高呈先上升后下降的變化趨勢，在60 ℃時脫水綠豆芽的品質最佳，綜合評分最高。這可能是因為干燥溫度低于60 ℃時，隨著干燥溫度的升高，綠豆芽的復水比、復水后綠豆芽的顏色和脆性增加，但超過60 ℃后，復水后的脆性降低，顏色逐漸變為褐色，白度和成品率下降，使得綜合評分降低。因此，選擇干燥溫度以60 ℃為宜。

2. 3. 1. 2 干燥時間的選擇 由圖7和表10可以看出，在固定承載量0.10 g/cm2、干燥溫度60 ℃的條件下，干燥后綠豆芽復水比和復水后感官評分的綜合評分隨干燥時間延長也呈先上升后下降的變化趨勢，且2.0～2.5 h的變幅明顯大于1.5～2.0和2.5～3.0 h，干燥時間在3.0 h時，綜合評分最高，脫水綠豆芽的白度和成品率達最大值。因此，干燥時間以3.0 h為宜。

2. 3. 1. 3 承載量的選擇 由圖8可以看出，在固定干燥時間3.0 h、干燥溫度60 ℃條件下，干燥后綠豆芽復水比和復水后感官評分的綜合評分隨承載量增加呈先上升后下降的變化趨勢，在0.10 g/cm2時綜合評分最高。這可能由于承載量小于0.10 g/cm2時，隨著承載量的增加，綠豆芽復水比減小，但復水后的顏色和脆性卻增強；承載量繼續增加，綠豆芽的復水比繼續下降，使綜合評分降低。因此，承載量以0.10 g/cm2為宜。

2. 3. 2 正交試驗結果 根據極差R可知，熱風干燥工藝中，影響脫水綠豆芽品質的因素排序為：干燥溫度>承載量>干燥時間；根據K值得出3個因素的最優水平組合為A1B1C1，與直觀分析得出組合1綜合評分最高（18.9分）的結果一致，即脫水綠豆芽最佳熱風干燥工藝為：在干燥溫度55 ℃、承載量0.05 g/cm2的條件下干燥2.5 h（表11）。

2. 4 營養成分及水分測定結果

由表12可知，將鮮綠豆芽中的水含量計算在內時，鮮綠豆芽加工成脫水綠豆芽的過程中粗纖維和灰分基本維持不變，而粗脂肪、蛋白質均有所下降。這是由于綠豆發芽過程蛋白質部分水解為單糖，粗脂肪也作為供能物質被部分氧化分解，粗纖維和灰分等則未因綠豆芽的脫水加工而損失。

3 討論

漂燙是脫水蔬菜加工的一個重要工藝環節，關系著脫水蔬菜的質量。漂燙既可以降低蔬菜中酶活性、防止蔬菜褐變、減少微生物污染，又能排出部分水分、軟化原料組織，使蔬菜在后續加工及貯藏過程中最大限度地保持營養價值和原有的感官性狀（色澤、風味等）。漂燙環節中影響脫水蔬菜品質的主要因素有護色溶劑（王浩，2004）、漂燙溫度（鐘昔陽等，2005）、漂燙時間（王明空，2006）。本研究通過單因素試驗和正交試驗對這3個因素進行優化，得到脫水綠豆芽漂燙環節的最佳加工工藝參數為：漂燙溫度95 ℃、檸檬酸濃度0.20%、漂燙時間3.0 min，與陸勝民等（2007）加工脫水豆芽采用漂燙溫度90 ℃、檸檬酸濃度0.15%、漂燙時間4 min的漂燙工藝參數相差不明顯；在優化的漂燙工藝條件下，綠豆芽基本無褐變、無豆腥味。

脫水蔬菜加工中常用的保脆劑有CaCl2、CaO、乳酸鈣、海藻酸鈉等，相比之下，CaCl2更安全、經濟、易得，在生產中應用也更廣泛。以含Ca2+的無機鹽作為保脆劑，由于Ca2+能滲透到植物組織中，與果膠酸形成不溶性的果膠酸鹽，從而加強芽體細胞壁的纖維結構，達到保脆的目的（劉樹興等，2002）。同時，用適當的無機鹽處理脫水蔬菜，在其復水環節中由于蔬菜組織中一定濃度無機鹽離子的存在保持了蔬菜組織相對高的滲透壓，從而提高其復水性。本研究通過單因素試驗考察CaCl2濃度和浸泡時間對脫水綠豆芽脆度的影響，結果表明，CaCl2濃度為0.4%、浸泡時間為60 min時，得到的脫水綠豆芽口感脆爽、脆感最佳。

本研究的熱風干燥環節中，當控制承載量為0.05 g/cm2、干燥溫度為55 ℃、干燥時間為2.5 h時，綠豆芽的干燥效果最佳，以干燥溫度對脫水綠豆芽品質的影響最大，與張建軍等（2008）的研究結果一致。由于承載量降低，單位面積的承載量減少、相同干燥效率下所需的干燥溫度及干燥時間均有所降低，此過程縮短了干燥溫度過高及干燥時間過長對脫水綠豆芽顏色的破壞，進而克服了熱風脫水蔬菜存在色澤差、復原率低、食用品質差的缺陷，干燥效率提高，同時脫水綠豆芽的復水比、色澤等總體品質較好。劉春燕（2007）在脫水綠豆芽加工及品質研究的干燥環節采用加權法對干燥溫度及承載量兩個影響因素進行研究，結果表明，干燥溫度60 ℃為最佳。與之相比，本研究所需的干燥溫度雖然僅降低5 ℃，但在實際生產加工中可節省能耗，降低生產成本。

綠豆芽深加工研究發展空間巨大，本研究雖然優化得到脫水綠豆芽漂燙、保脆和熱風干燥工藝，但對綠豆芽熱風干燥脫水過程中存在的褐變現象還未能有效解決，對脫水綠豆芽加工工藝及產品品質評價的標準也有待完善，使其更科學客觀，今后將從這兩方面進行深入分析研究。

4 結論

采用優化后的脫水工藝生產獲得的脫水綠豆芽營養成分可得到最大程度保留，復水后口感清脆爽口，總體品質較好，該工藝可在實際生產中推廣應用。

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（責任編輯 羅 麗）