懷山藥米果配方研究

王 漫，陳靜慧，黃凱信

（廣東展翠食品股份有限公司，廣東 潮州 521000）

0 引言

山藥，為薯蕷科植物薯蕷的干燥根莖，屬多年纏繞草木植物[1]，其中當(dāng)屬懷山藥品質(zhì)最佳，主產(chǎn)于河南焦作市的溫縣、武陵、博愛、沁陽等地，藥食兼優(yōu)[2]。張重義、薛建平等人[3-4]研究表明，懷山藥中不僅含有較多的淀粉、蛋白質(zhì)及豐富的微量元素，還含有尿囊素、麥角甾醇等；入藥具有健脾、補(bǔ)脾、固腎、益精、助五臟、強(qiáng)筋骨、益氣力之功效[5-10]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，山藥能治療虛弱、消化不良、慢性腸炎、糖尿病等癥[11]。

擠壓膨化技術(shù)是集混合、攪拌、破碎、加熱、殺菌、膨化及成型為一體，能夠?qū)崿F(xiàn)一系列單元連續(xù)操作的新型加工技術(shù)[12]，在高壓、高溫、高剪切力的條件下，物料由粉狀變成粒狀，水分急劇氣化，淀粉發(fā)生糊化、裂解，蛋白質(zhì)變性、重組，纖維發(fā)生部分降解、細(xì)化，致病菌被殺死，物料被膨化后，形成結(jié)構(gòu)疏松、多孔的膨化產(chǎn)品[13-14]。通過該技術(shù)制成的米果等食品口感獨(dú)特、入口易化，備受消費(fèi)者喜愛。

試驗(yàn)以懷山藥粉為主料，玉米粉、大米粉、木薯淀粉為輔料，研究不同輔料添加量對擠壓膨化產(chǎn)品特性的影響，篩選出最佳配方，為生產(chǎn)懷山藥米果提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料

懷山藥粉、玉米粉、大米粉、木薯淀粉，購于當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場。

1.1.2 設(shè)備與儀器

DSE-25型雙螺桿擠壓膨化機(jī)，德國Brabender OHGDuisburg產(chǎn)品；JZT-300型色差計(jì)，上海平軒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；TEX-100N型質(zhì)構(gòu)儀，日本島津公司產(chǎn)品；DHG-9003型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 色差值的測定

將懷山藥米果平鋪于石英皿中，用色差計(jì)選用Lab模式直接測定。

1.2.2水溶性指數(shù)（WSI）的測定[15]

將懷山藥米果磨成60目粉末，準(zhǔn)確稱取1.6～2.0 g樣品，記下讀數(shù)W1，放入質(zhì)量為W2的離心管中，加入25 mL蒸餾水，振蕩，直至樣品粉末完全分散，于30℃條件下水浴30 min，每隔10 min手搖30 s。離心管放置于離心機(jī)中，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心15 min，取出上清液于恒質(zhì)量的玻璃稱量皿中，記下上清液和稱量皿讀數(shù)W3，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)中，120℃干燥至恒質(zhì)量，記下讀數(shù)W5。計(jì)算公式如下：

1.2.3 容重的測定

取完整的樣品用分析天平稱量，記下其質(zhì)量M，然后將樣品于1 500 mL的量杯中，當(dāng)樣品的上表面到達(dá)1 000 mL的刻度線時(shí)，加入顆粒度大于40目的山藥粉，填滿1 000 mL以下剩余空隙，使上表面與刻度線持平。倒出樣品，并記下量杯中山藥粉的體積V，樣品容重計(jì)算公式如下：

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 擠壓膨化工藝參數(shù)

進(jìn)料速度20 kg/h，主機(jī)轉(zhuǎn)速30 Hz，旋切15 Hz。

1.3.2 物料參數(shù)

物料水分16%～17%。

1.3.3 單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以懷山藥粉為主料，分別添加不同比例玉米粉、大米粉、木薯淀粉，通過單因素試驗(yàn)，獲得各輔料較好的添加量，再采用L9（34）正交試驗(yàn)，分析不同比例對產(chǎn)品感官、水溶性指數(shù)和容重的影響，并選擇出最優(yōu)方案。

單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)/%

2 結(jié)果分析

2.1 輔料種類及配比的確定

以懷山藥粉為基料，分別研究玉米粉、木薯淀粉和大米粉添加量對懷山藥米果品質(zhì)的影響，篩選出最佳添加量。

2.1.1 玉米粉單因素試驗(yàn)

（1）玉米粉添加量對產(chǎn)品色澤的影響。

玉米粉添加量對產(chǎn)品色澤的影響見表2。

由表2可知，玉米粉添加量為20%，40%，50%時(shí)產(chǎn)品的L值較小，差異不顯著；玉米粉添加量為10%和30%時(shí)，產(chǎn)品L*值較大，差異不顯著；40%的添加量時(shí)產(chǎn)品L*值最小，與10%和30%添加量的產(chǎn)品差異顯著。從b*值看，50%添加量時(shí)產(chǎn)品的b*值最小，與其他4組差異顯著。

綜上分析，L*值較小，b*值較大，產(chǎn)品呈現(xiàn)黃色；L*值較大，b*值較小，產(chǎn)品呈現(xiàn)白色。50%玉米粉添加量的產(chǎn)品呈現(xiàn)黃色，40%，20%，10%，30%顏色由黃逐漸轉(zhuǎn)為白色。

（2）玉米粉添加量對產(chǎn)品水溶性的影響。水溶性指標(biāo)是衡量擠壓谷物食品淀粉降解程度的一個(gè)重要指標(biāo)，淀粉分子在擠壓過程中，淀粉受到強(qiáng)烈擠壓摩擦作用而降解使糊化度升高。降解度和糊化度高使產(chǎn)品產(chǎn)生黏牙感。

玉米粉添加量對水溶性指數(shù)影響見圖1。

表2 玉米粉添加量對產(chǎn)品色澤的影響

圖1 玉米粉添加量對水溶性指數(shù)影響

由圖1可知，隨著玉米粉添加量的增加，產(chǎn)品的水溶性指數(shù)總體呈下降趨勢，在40%時(shí)產(chǎn)品水溶性指數(shù)最小，產(chǎn)品糊化度最小，50%和40%添加量時(shí)差異不顯著。

（3）玉米粉添加量對產(chǎn)品容重的影響。產(chǎn)品容重與膨化度成反比，容重越小，膨化度越大。

玉米粉添加量對產(chǎn)品容重的影響見圖2。

圖2 玉米粉添加量對產(chǎn)品容重的影響

由圖2可知，隨著玉米粉添加量的增加，產(chǎn)品的水溶性指數(shù)總體呈先上升后下降趨勢，在10%和40%時(shí)產(chǎn)品容重一致，50%時(shí)產(chǎn)品容重最小，但與10%和40%添加量時(shí)產(chǎn)品容重差異不顯著。

綜合以上指標(biāo)，玉米粉的添加量為40%和50%時(shí)產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)特性較好。

2.1.2 木薯淀粉單因素試驗(yàn)

（1）木薯淀粉添加量對產(chǎn)品色澤的影響。木薯淀粉添加量對產(chǎn)品色澤影響見表3。

表3 木薯淀粉添加量對產(chǎn)品色澤影響

由表3可知，20%和30%添加量時(shí)，產(chǎn)品的b*值最小且差異不顯著；10%，40%，50%添加量時(shí)產(chǎn)品的b*值最大且差異不顯著。因b*值越小，產(chǎn)品顏色越接近黃色，20%和30%添加量時(shí)，產(chǎn)品b*值較小，產(chǎn)品顏色較黃。而隨著木薯淀粉添加量的增加，L*值差異不顯著。

綜上分析，木薯淀粉添加量為20%和30%時(shí)產(chǎn)品顏色較理想。

（2）木薯淀粉添加量對產(chǎn)品水溶性的影響。

木薯淀粉添加量對水溶性指數(shù)影響見圖3。

圖3 木薯淀粉添加量對水溶性指數(shù)影響

由圖3可知，隨著木薯淀粉添加量的增加，產(chǎn)品的水溶性指數(shù)總體呈先下降后上升趨勢，在20%和30%時(shí)產(chǎn)品水溶性指數(shù)最小。

（3）木薯淀粉添加量對產(chǎn)品容重的影響。

木薯淀粉添加量對容重影響見圖4。

圖4 木薯淀粉添加量對容重影響

由圖4可知，隨著玉米粉添加量的增加，產(chǎn)品的水溶性指數(shù)總體呈先上升趨勢，在20%最低；10%，30%，40%，50%偏高，且差異顯著。

綜合以上指標(biāo)分析，木薯淀粉添加量在20%時(shí)產(chǎn)品特性較好。

2.1.3 大米粉單因素試驗(yàn)

（1）大米粉添加量對產(chǎn)品色澤的影響。大米粉添加量對產(chǎn)品色澤的影響見表4。

表4 大米粉添加量對產(chǎn)品色澤的影響

由表4可知，10%和20%添加量時(shí)，產(chǎn)品L*值較大且差異不顯著；30%，40%和50%時(shí)產(chǎn)品L*值較小且差異不顯著；10%時(shí)產(chǎn)品值最小且與其他添加量差異顯著。因L*值越大，b*值越小，產(chǎn)品顏色越接近黃色，故10%大米粉添加量時(shí)產(chǎn)品顏色較黃。

綜上分析，10%添加量時(shí)，產(chǎn)品的顏色較為理想。

（2）木薯淀粉添加量對產(chǎn)品水溶性的影響。

木薯淀粉添加量對水溶性指數(shù)的影響見圖5。

圖5 木薯淀粉添加量對水溶性指數(shù)的影響

由圖5可知，隨著木薯淀粉添加量的增加，產(chǎn)品的水溶性指數(shù)總體呈上升趨勢，但差異不明顯，在10%和20%時(shí)產(chǎn)品水溶性指數(shù)最小。

（3）大米粉添加量對產(chǎn)品容重的影響。

大米粉添加量對容重的影響見圖6。

圖6 大米粉添加量對容重的影響

由圖6可知，隨著大米粉添加量的增加，產(chǎn)品的水溶性指數(shù)總體呈緩慢上升趨勢，20%時(shí)產(chǎn)品容重最小，與10%和30%添加量時(shí)差異不顯著，與40%和50%添加量差異顯著。10%，20%，30%添加量時(shí)容重最小，膨化度最大。

綜合以上指標(biāo)分析，10%和20%添加量時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)特性較好。

2.2 配方優(yōu)化試驗(yàn)

通過單因素試驗(yàn)，以懷山藥粉為基料（100%），確定各輔料添加量并進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)，并組織10位消費(fèi)者對產(chǎn)品的感官、水溶性、容重進(jìn)行綜合評價(jià)，以分?jǐn)?shù)為0～100分試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

懷山藥米果膨化正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表5，正交試驗(yàn)結(jié)果分析見表6。

表5 懷山藥米果膨化正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表6可知，最優(yōu)組合為A1B2C2，即最優(yōu)配方為玉米粉添加量40%，木薯淀粉添加量25%，大米粉添加量15%。從R值可以看出，試驗(yàn)因素存在顯著性差異，其主次順序?yàn)锽＞A＞C。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)研究了玉米粉、木薯淀粉和大米粉的添加量對產(chǎn)品L值、b值、容重和水溶性指數(shù)的影響，并通過正交試驗(yàn)選出最優(yōu)配方為以懷山粉為基準(zhǔn)（100%），玉米粉添加量40%，木薯淀粉添加量35%，大米粉添加量15%。此配方制得的膨化懷山粉米果的L值為58.83，b值為14.21，水溶性指數(shù)為32.55%，容重為100.73 g/L，產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良。