紅棗變溫壓差膨化產品品質評價體系的研究

賈文婷 楊慧 吳洪斌

摘要：以新疆地區5個品種的紅棗為原料，采用變溫壓差膨化干燥工藝加工紅棗脆片，利用主成分分析法及層次分析法對紅棗脆片品質評價指標進行數據分析，建立包含基礎數據庫、指標測定方法、綜合評價方法等在內的紅棗脆片品質評價體系，旨在為紅棗脆片的品質評價及原料品種的加工適宜性研究提供理論依據和指導。

關鍵詞：紅棗脆片;變溫壓差膨化干燥;品質評價

中圖分類號： TS255.42 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）11-0196-06

收稿日期：2019-07-05

基金項目：新疆生產建設兵團科技支疆項目（編號：2013AB020）。

作者簡介：賈文婷（1987—），女，河北鹿泉人，碩士，助理研究員，主要從事果蔬加工研究。E-mail：4947637@qq.com。

通信作者：金新文，博士，副研究員，主要從事果蔬加工研究。E-mail：@qq.com。 ?紅棗是新疆地區非常具有優勢特色的林果產品，因其口感好、營養豐富而深受喜愛。隨著種植技術的快速發展，新疆南疆地區紅棗產量逐年提高。目前紅棗主要以初加工干燥為主，由于市場供大于求，干棗大量囤積，因此開發新的棗產品成為迫切需求。近年來，棗片、棗粉、脆棗等產品紛紛上市，其中脆棗和棗片多以油炸方式制成，雖然口感酥脆，但含油量大，對身體健康有不利的影響，因此，研究營養價值高且口味俱佳的半干棗干制方法非常必要。變溫壓差膨化干燥技術是近幾年剛興起的一種新型、環保、節能，專門用于生產非油炸果蔬脆片的膨化干燥技術，變溫壓差膨化干燥設備生產的果蔬脆片是繼油炸果蔬脆片、真空低溫油炸果蔬脆片之后的第3代產品，具有味道鮮美、口感酥脆、營養豐富、易于貯存、攜帶方便等特點[1]。目前生產的變溫壓差膨化產品缺乏品質評價標準，產品品質參差不齊，為了科學地建立紅棗變溫壓差膨化脆片品質評價體系，并合理篩選紅棗脆片的品質評價指標[2]。根據目前國內外研究者的研究基礎，影響紅棗脆片的品質指標主要有以下幾個方面：紅棗的品種以及紅棗脆片產品的感官、理化、營養、加工等品質等[3]。其中，感官品質的主要評價指標包括產品的色澤、膨化度、酥脆度等;理化與營養品質的主要評價指標為產品的甜度、含水率、維生素C含量、蛋白質含量、纖維素含量等;加工品質的主要評價指標為產品的產出比、復水性以及產品的微觀結構等[4-5]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取5個代表性紅棗品種，分別為灰棗、駿棗、哈密大棗、贊皇大棗、冬棗。樣品果均購自水果批發市場，每個品種購買10 kg，采用變溫壓差膨化干燥技術加工制得紅棗脆片后進行試驗。

1.2 試驗設備

主要的試驗設備有變溫壓差果蔬膨化機（QDPH10-1，天津市勤德新材料科技有限公司）、去核器（購自超市）、色彩色差計（三恩馳，廣州德滿億儀器有限公司）、物性分析儀（Ta.XT2i/50，英國Stable Micro System公司）、水分測定儀[奧豪斯MB23，奧豪斯儀器（上海）有限公司]、萬分之一電子天平（1702，德國科恩）、高速萬能粉碎機（FW，天津市泰斯特儀器有限公司）、掃描電鏡（JSM-6700F，日本電子株式會社）。

1.3 試驗方法

將購買的紅棗原料按照以下技術路線加工為紅棗脆片：原料清洗→去核→切片→預干燥→均濕→變溫壓差膨化干燥→冷卻→包裝→成品。其中，變溫壓差膨化干燥的參數設定為預干燥溫度為 60 ℃，烘干4 h至紅棗片含水量為30%左右;在膨化溫度為65 ℃、膨化壓力差為0.2 MPa條件下膨化 30 min，抽真空干燥溫度為60 ℃，抽真空干燥時間為 120 min。按表1中的方法測定各項指標值[6]。

1.4 分析方法

主要分析方法有主成分分析（principal components analysis，簡稱PHA）法和層次分析（the analytic hierarchy process，簡稱AHP）法。

2 結果與分析

2.1 紅棗脆片理化指標主成分分析

紅棗變溫壓差膨化干燥產品的各項理化指標測定結果如表2所示。由于評價指標具有不同的量綱，在數據分析前須將原始數據進行標準化處理，將其轉化為無量綱數據，以避免結果產生偏差[7]。通過主成分分析得到紅棗脆片的相關系數矩陣、方差貢獻分析表、主成分荷載矩陣、碎石圖分別如表3、表4、表5、圖1所示。數據分析采用SPSS 17.0軟件。

每個主成分的方差即特征值，表示對應成分能夠描述原有信息的多少[8]。由表5可以看出，前3個主成分對應的特征值累計百分比達到93.433%，并且數據由11項評價指標降為3個彼此不相關的主成分，達到了降維的目的。同時，從表5中可以看出，每個主成分里各指標的重要程度，其中，貢獻較多的指標為色澤、脆度、膨化度。

2.2 紅棗脆片品質評價數學模型的建立

通過主成分分析，影響紅棗脆片產品品質的核心指標為色澤、脆度、膨化度，這些指標分別與紅棗脆片產品的外觀、風味、質地相對應，采用層次分析法對核心指標數據進行分析，從而建立產品的數學評價模型。

2.2.1 紅棗脆片品質評價體系分層模型的建立 原料品種以及評價指標值均會對產品的品質產生

影響，根據指標間的相互關系及隸屬層次，綜合建立紅棗脆片品質評價體系的分層模型結構（圖2）[9-10]。該模型的層次結構分為3層：第1層為目標層（O），即紅棗脆片品質情況的綜合排名;第2層為準則層（C），即影響紅棗脆片品質的3項評價指標，記為C=（c1，c2，c3）=（色澤，脆度，膨化度）;第3層為方案層（P），即5個紅棗原料品種，記為P=（p1，p2，p3，p4，p5）=（灰棗，駿棗，哈密大棗，贊皇大棗，冬棗）。

2.2.2 判斷矩陣的構造及結果 不同指標對產品品質的影響具有不同的權重，按照層次分析法提出的1～9比例標度法（表6）以及對產品各指標重要性的定性評價[11]，通過加權計算得出結果，如表7所示。

層次分析法的評價模型僅在數學意義上具有合理性，在實際應用中，消費者的期望結果是否與數學模型評價結果相一致，還須要通過感官評價來驗證[12]。

2.3 紅棗脆片感官評價

按照5分制確立評分標準，建立紅棗脆片感官評價分析標準（表8），要求評價小組成員根據表8中的評價內容及評分范圍對紅棗脆片進行打分[13]。

由10人（A～J）組成紅棗脆片品質評價小組，按照表8中所述的各項要求，分別從外觀、質地、風味、氣味等方面對產品進行綜合評價，打分結果如

表9所示。

由表10可以看出，灰棗產品的感官評價結果最佳，綜合得分為4.150，感官評價結果排名最后的為冬棗產品，綜合得分為2.75分。感官評價結果與前面層次分析法建立的數學模型相比較結果非常接近，表示該評價模型可以客觀合理地反映紅棗脆片品質的優劣。

2.4 紅棗膨化產品細胞結構的變化

結合數學模型及感官評價篩選出的最佳試驗原料為灰棗，對其進行變溫壓差膨化干燥生產，得到的產品經前期處理后，借助掃描電鏡，在放大50倍的條件下觀察其微觀結構，如圖3所示[14]。

通過對紅棗變溫壓差膨化前后的產品進行微觀結構分析發現，膨化有助于物料內部結構的固化，紅棗膨化產品內部細胞呈多孔海綿狀，組織結構疏松，具有均勻的多孔結構，這賦予產品酥脆的口感[15]。

3 結論與討論

根據數學評價模型與感官評價相結合的方法，篩選出適于加工紅棗變溫壓差膨化干燥產品的品

種為灰棗。通過掃描電鏡觀察，產品經變溫壓差膨化干燥后，組織內部空腔明顯增大，且孔隙分布較為均勻，結構疏松，呈多孔海綿狀， 在口感上表現為酥脆可口。

在篩選核心指標時，考慮到實際生產成本的影響，筆者將產出比作為一項核心指標，平衡產品品質與產量之間的關系，對實際生產更具有指導意義[16]。如果不考慮實際生產，僅從品質方面評價紅棗脆片，核心指標的篩選可以進一步探討及確定。對數學模型進行感官評價驗證時，選擇的紅棗原料必須涵蓋不同等級，在條件允許的情況下，可以通過 擴大樣本量的方式驗證模型的合理性[17]。在今

后的研究中，可以從更多角度完善感官評價分析標準，使評價結果具有更高的準確性。根據該評價體系的結果， 進一步分析適宜加工脆片的原料指標特性，通過其內在規律性指導今后變溫壓差膨化干燥產品專用原料品種的工作[18]。后續研究可以進一步探索預處理方式、加工工藝條件等影響脆片產品品質的原因，例如生物大分子在膨化過程中各階段的狀態及如何影響產品的最終品質等。

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