四種不同加工方式對富益生菌胡蘿卜脆片品質的影響分析

陳永芳,李德明

(1.南京旅游職業學院,南京 211100;2.黃山學院,安徽 黃山 245041)

近些年來,功能食品的開發已經成為研究重點,特別是富含益生菌的相關產品[1-2]。益生菌具有改善人體腸道、增強機體免疫力、抗菌、降膽固醇和降血脂等多種生物活性功效,被廣泛應用于食品工業中[3]。目前,益生菌主要用在乳制產品中,產品單一且保質期短,急需開發一些新型的益生菌產品,以滿足市場的需求[4-5]。

胡蘿卜中富含營養物質,具有養顏、抗衰老、提高機體抵抗力等多種生物活性功能[6-7]。果蔬脆片的方便性和酥脆度使得消費者十分喜愛,目前,以干制果蔬固化益生菌的功能性食品研究較少[8]。本研究以益生菌胡蘿卜脆片作為研究材料,研究4種不同的加工方式對益生菌胡蘿卜脆片的活菌數、硬度、脆度、加工時間、維生素C含量、β-胡蘿卜素含量和色度的影響,旨在開發一種富含益生菌的新型功能性食品。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

益生菌胡蘿卜片、蔗糖、植物乳桿菌、瓊脂、氯化鈉、無水硫酸鈣、丙酮、甲醇、氫氧化鉀和草酸。

1.2 試驗儀器

超凈工作臺、電子天平、高速低溫離心機、恒溫水浴鍋、高效液相色譜儀、質構儀、測色色差計、微波真空干燥設備、氣流膨化設備和冷凍干燥機。

1.3 試驗方法

1.3.1 加工方式編號

為了試驗方便,將熱風干燥、真空冷凍干燥、熱風聯合氣流膨化干燥和真空冷凍聯合真空微波干燥分別編號為A、B、C和D,見表1。

表1 不同胡蘿卜脆片加工方式編號Table 1 Number of carrot chips by different processing methods

1.3.2 胡蘿卜脆片中維生素C含量的測定

參考專利CN101750415A對益生菌胡蘿卜脆片中的維生素C含量進行測定[9-10]。

1.3.3 胡蘿卜脆片中β-胡蘿卜素含量的測定

根據參考文獻[11-15]并稍作修改,稱取0.2 g益生菌胡蘿卜脆片,將其磨成粉狀,放于錐形瓶中,再加入20 mL丙酮和10 mL石油醚,放置在室內5 h,加入濃度為10%的氫氧化鉀-甲醇溶液2 mL,在室溫條件下皂化10 h,之后將皂化液用分液漏斗分離,加入正己烷20 mL,搖勻后加入濃度為10%的硫酸銅溶液38 mL,收集上層溶液,在45 ℃條件下加熱,用氮氣吹干,再用2 mL的正己烷溶解,之后采用分光光度計在波長為450 nm的條件下檢測β-胡蘿卜素峰值。

1.3.4 胡蘿卜脆片脆度和硬度的測定

采用質構儀對胡蘿卜脆片的脆度和硬度進行測定,胡蘿卜脆片斷裂時所需的最大力表示硬度;質構儀探頭壓向樣品時,坐標上出現的第一個壓力值表示脆度[16]。

1.3.5 感官評分的測定

邀請10名具有感官評分經驗的人員進行感官評分,其中包括5男5女,根據胡蘿卜脆片的形態、結構質地、色澤、味道和接受度進行感官評分[17],評分指標見表2。

表2 胡蘿卜脆片感官評分指標Table 2 Sensory evaluation indexes of carrot chips

表3 不同干燥方式所需干燥時間的比較Table 3 Comparison of drying time required by different drying methods

2 結果和討論

2.1 4種不同加工方式對益生菌胡蘿卜脆片中活菌數的影響

胡蘿卜中的益生菌通過在真空條件下浸漬,使得胡蘿卜中富含益生菌。由圖1可知,不同干燥方式對胡蘿卜脆片中益生菌活菌數的影響較大[18],但4種加工方式的胡蘿卜脆片中活菌數總數均超過了106CFU/g,滿足國標GB 10765-2010對含菌食品中活菌數的要求。4種干燥方式的益生菌胡蘿卜脆片中的活菌數依次為B(9.5×109CFU/g)>D(9.3×109CFU/g)>A(8.5×109CFU/g)>C(6.2×109CFU/g),即真空冷凍干燥>真空冷凍聯合真空微波干燥>熱風干燥>熱風聯合氣流膨化干燥。真空冷凍干燥一般用于熱敏性食品的干燥,是富含益生菌食品干燥最常見的一種方式,該方式是一種耗時長且昂貴的干燥方式。真空冷凍聯合真空微波干燥方式的益生菌胡蘿卜脆片中的益生菌含量也明顯高于熱風干燥和熱風聯合氣流膨化干燥兩種方式。

圖1 不同干燥方式對益生菌胡蘿卜脆片中活菌數的影響Fig.1 Effect of different drying methods on the number of viable bacteria in probiotic carrot chips

2.2 4種不同加工方式所需干燥時間的比較

將質量相同的益生菌胡蘿卜脆片干燥至水分含量為5%以下,所需干燥時間見表1。不同干燥方式所需的干燥時間差異較明顯,即B(真空冷凍干燥)>D(真空冷凍聯合真空微波干燥)>A(熱風干燥)>C(熱風聯合氣流膨化干燥)。真空冷凍干燥需要耗費大量的加工時間,生產效率較低,真空冷凍聯合真空微波干燥、熱風干燥和熱風聯合氣流膨化干燥的生產效率明顯高于真空冷凍干燥。

2.3 4種不同加工方式對益生菌胡蘿卜脆片中Vc和胡蘿卜素含量的影響

胡蘿卜中富含維生素C和β-胡蘿卜素,為了保持胡蘿卜本身富含的營養物質,研究不同加工方式對胡蘿卜中維生素C和β-胡蘿卜素含量的影響[19]。由圖2可知,不同加工方式對胡蘿卜中維生素C和β-胡蘿卜素含量的影響較明顯。真空冷凍干燥(B)的胡蘿卜脆片中維生素C和β-胡蘿卜素的含量分別是90 mg/100 g和83 mg/100 g,真空冷凍聯合真空微波干燥(D)的胡蘿卜脆片中維生素C和β-胡蘿卜素含量僅次于真空冷凍干燥,分別是60 mg/100 g和70 mg/100 g。熱風干燥(A)的胡蘿卜脆片中維生素C和β-胡蘿卜素含量最低,分別是33 mg/100 g和42 mg/100 g。胡蘿卜中的維生素C和β-胡蘿卜素在高溫、光照和有氧條件下容易降解。在真空冷凍干燥(B)的條件下,減少了維生素C和β-胡蘿卜素與氧氣的接觸而導致氧化,有效地降低了維生素C和β-胡蘿卜素的損失。熱風干燥是在干燥過程中進行,溫度高且長期暴露在有氧條件下,維生素C和β-胡蘿卜素不斷被氧化而減少。

圖2 不同干燥方式對益生菌胡蘿卜脆片中維生素C和β-胡蘿卜素含量的影響Fig.2 Effects of different drying methods on the content of vitamin C and β-carotene in probiotic carrot chips

2.4 4種不同加工方式對益生菌胡蘿卜硬度和脆度的影響

益生菌胡蘿卜脆片是一種休閑食品,硬度和脆度能夠充分反映其產品品質[20]。由圖3可知,C(熱風聯合氣流膨化干燥)加工的胡蘿卜脆片硬度和脆度最高,分別為7 500 g和4 000 g,干硬程度遠高于其他干燥產品,不適合作為休閑食品。脆度值表示檢測探頭第一次沖向樣品出現脆度點時在縱坐標上顯示的壓力峰值,脆度越小表示食品越脆。由圖3可知,B(真空冷凍干燥)加工方式的胡蘿卜脆片脆度和硬度最低,脆度最好,其次是D(真空冷凍聯合真空微波干燥)和A(熱風干燥)。

圖3 不同干燥方式對益生菌胡蘿卜脆片硬度和脆度的影響Fig.3 Effect of different drying methods on the hardness and crispness of probiotic carrot chips

2.5 4種不同加工方式對益生菌胡蘿卜脆片色澤的影響

顏色是評價干燥果蔬的重要指標之一,胡蘿卜在干燥過程中發生的酶促反應、蛋白質結構變化和焦糖反應等都會影響胡蘿卜的色澤。由表4可知,經過干燥后的胡蘿卜脆片的亮度、紅色度和黃色度均呈現不同程度的增加。B(真空冷凍干燥)加工方式的胡蘿卜脆片的L*(亮度)最高,a*(紅色度)和b*(黃色度)最低,這是由于真空冷凍過程中,細胞中的有色物質溶出,導致胡蘿卜脆片偏白。A(熱風干燥)加工的胡蘿卜脆片的亮度最低,a*(紅色度)和b*(黃色度)最高,這是由于胡蘿卜在熱風干燥的過程中會產生褐變反應。

表4 4種不同干燥方式對益生菌胡蘿卜脆片色澤的影響Table 4 Effects of four different drying methods on the color of probiotic carrot chips

2.6 4種不同加工方式對益生菌胡蘿卜脆片感官評分的影響

由圖4可知,4種不同干燥方式對胡蘿卜脆片感官評分的影響較明顯。其中在色澤、結構質地、形態和接受度幾個方面的影響均較明顯,對其味道的影響不明顯。其中B(真空冷凍干燥)和D(真空冷凍聯合真空微波干燥)兩種加工方式的益生菌胡蘿卜的感官評分較接近,且感官評分高于A(熱風干燥)和C(熱風聯合氣流膨化干燥)兩種加工方式。

圖4 4種不同干燥方式對益生菌胡蘿卜脆片感官評分的影響Fig.4 Effects of four different drying methods on the sensory score of probiotic carrot chips

3 小結

4種加工方式的益生菌胡蘿卜脆片中的益生菌含量均超過106CFU/g,符合含菌制品的活菌數標準,活菌數含量依次為B(9.5×109CFU/g)>D(9.3×109CFU/g)>A(8.5×109CFU/g)>C(6.2×109CFU/g),即真空冷凍干燥>真空冷凍聯合真空微波干燥>熱風干燥>熱風聯合氣流膨化干燥;在4種加工方式中,真空冷凍干燥加工的胡蘿卜脆片中維生素C和β-胡蘿卜素含量最高,分別為90 mg/100 g和83 mg/100 g;真空冷凍干燥加工的胡蘿卜脆片的硬度最低,脆度最好,采用該加工方式的胡蘿卜脆片的亮度最高,黃色和紅色色度值最低,與新鮮的樣品相比較,色差最大;真空冷凍干燥和真空冷凍聯合真空微波干燥兩種加工方式的益生菌胡蘿卜的感官評分較接近,且高于熱風干燥和熱風聯合氣流膨化干燥兩種加工方式。