蓮藕素丸加工配方優(yōu)化及風味品質(zhì)分析

摘 要： 以蓮藕、玉米淀粉、面粉等為主要原料，并以感官評價為指標，利用單因素和響應(yīng)面試驗優(yōu)化加工配方。結(jié)果表明：蓮藕素丸的最佳配方（以蓮藕凈重為基準）為：白砂糖0.5％、五香粉0.2％、糯米粉5.0％、大豆分離蛋白1.0％、食鹽1.0％、玉米淀粉5.0％、面粉10.4％，其中面粉添加量對蓮藕素丸感官品質(zhì)影響最大。經(jīng)質(zhì)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的蓮藕素丸內(nèi)部組織緊密度高、口感松軟、咀嚼性和硬度適中，其總體質(zhì)構(gòu)特性優(yōu)于市售同類型產(chǎn)品。通過GC-MS檢測，在蓮藕素丸的鮮樣和熟化蓮藕素丸中分別檢測出35和42種揮發(fā)性風味物質(zhì)，以醛類、醇類和酮類物質(zhì)為主。

關(guān)鍵詞： 蓮藕素丸;感官評價;質(zhì)地;風味物質(zhì)

中圖分類號： TS 972.123.8 文獻標志碼： A 文章編號： 2095-8730（2024）01-0061-06

藕（Nelumbo nucifera Gaertn）為睡蓮科植物蓮的肥大地下莖，又被稱為蓮藕、荷花藕等。蓮藕富含淀粉、蛋白質(zhì)，還含有酚類、生物堿等對人體有益的營養(yǎng)物質(zhì)［1］。蓮藕具有止血涼心、去熱養(yǎng)胃、消淤止血、生肌健脾的功效［2］。

丸子是我國傳統(tǒng)的食品，豬肉丸等各種肉丸廣受消費者喜愛［3］，為豐富丸子食品的風味和營養(yǎng)，各種蔬菜也添加到肉丸中［4-5］。因價格低廉、營養(yǎng)豐富，全素丸子在丸子食品銷售額中所占比重較大。蓮藕素丸產(chǎn)品比較傳統(tǒng)，銷量較大，但各地區(qū)的產(chǎn)品品質(zhì)差異較大，也鮮見優(yōu)化研究。

本試驗以蓮藕、糯米粉、面粉等為主要原料，開發(fā)一種兼具蓮藕營養(yǎng)與風味的純素蓮藕丸子，以優(yōu)化市售蓮藕丸子品質(zhì)。響應(yīng)面優(yōu)化分析是對產(chǎn)品加工工藝優(yōu)化的重要分析方法，已廣泛應(yīng)用到肉制品、飲料、果醬等加工制品工藝優(yōu)化中［6-7］。本研究采用單因素試驗分析加工過程中食鹽、玉米淀粉、面粉對蓮藕素丸的成型狀況以及感官品質(zhì)的影響，并以感官評價為響應(yīng)值，利用Box-Behnken設(shè)計響應(yīng)面試驗，對蓮藕素丸的加工配方進行優(yōu)化。利用質(zhì)構(gòu)儀得出優(yōu)化后蓮藕素丸的質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)，結(jié)合感官評價與市售同類型蓮藕素丸進行比較，并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對新鮮與熟化后蓮藕素丸的風味物質(zhì)進行分析。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與設(shè)備

蓮藕（產(chǎn)地揚州市寶應(yīng)縣，品種美人紅）：江蘇省揚州市大潤發(fā)超市;植物油、食鹽、面粉、玉米淀粉、糯米粉、五香粉、調(diào)味粉等：市售。大豆蛋白、卡拉膠：滕州市香凝生物工程有限責任公司。

YP1002電子天平：邦億精密量儀（上海）有限公司;TA1質(zhì)構(gòu)分析儀：阿美特克（中國）有限公司;Trace DSQ II氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.2 制作方法

清洗：選取新鮮、無破損的蓮藕，清洗時去除表皮及內(nèi)部的泥垢，保證衛(wèi)生、干凈。

預(yù)處理：使用復(fù)合護色劑（0.02％ 維生素C、0.15％枸櫞酸、0.20％NaHCO3）處理清洗后的蓮藕以防止產(chǎn)品褐變，處理后清洗掉殘留液［19］。

斬碎：將蓮藕切成2 cm左右的片狀，放入料理機打碎成小藕丁，大約為0.1 cm×0.1 cm×0.1 cm大小。

攪拌：將全部配料、原料混合均勻。

蒸煮定型：揉搓成圓球狀（直徑2 cm），放入蒸煮鍋中定型5 min后冷卻至室溫。

速凍：在-35 ℃速凍10～15 min后備用。

1.3 單因素試驗

以去皮蓮藕質(zhì)量為基準，固定白砂糖含量0.5％、五香粉含量0.2％、糯米粉含量5.0％、大豆蛋白含量1.0％，分別對食鹽（A）添加量（0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％）、玉米淀粉（B）添加量（1.0％、3.0％、5.0％、7.0％、9.0％）、面粉（C）添加量（5.0％、10.0％、15.0％、20.0％、25.0％）進行單因素試驗。

1.4 響應(yīng)面法設(shè)計

利用Design-Expert10.0.0軟件設(shè)計試驗，采用Box-Behnken Design方法，根據(jù)單因素試驗的結(jié)構(gòu)分析，以感官得分（R1）為響應(yīng)值，得出響應(yīng)面試驗各因素及水平如表1所示。

1.5 感官評價

隨機選取20名師生組成評價小組，經(jīng)培訓(xùn)后對制成的蓮藕丸子進行感官評價，感官評價標準如表2所示，所有操作參考GB 12313—90《風味剖面檢驗》進行。

1.6 質(zhì)構(gòu)分析方法

1.6.1 樣品處理

將制備完成的蓮藕素丸、對照組1和對照組2各取3份，180 ℃油炸熟化5 min，待熟化丸子冷卻至室溫后，按照1 cm厚度進行切片。

1.6.2 質(zhì)構(gòu)測定

質(zhì)構(gòu)分析的測試速度：60.00 mm／s;最大感應(yīng)力：0.7 N;壓縮比：70％。

1.7 揮發(fā)性風味物質(zhì)分析

采用固相微萃取 （Solid Phase Microextraction， SPME） 富集蓮藕丸中的風味化合物。在20 mL樣品瓶中加入5 g蓮藕丸，將萃取針插入樣品瓶中，于55 ℃下富集30 min，風味化合物含量以μg／kg表示。氣相色譜條件：DB-5MS色譜柱，載氣He，流速為0.8 mL／min，分流比[DK（]10∶1[DK）]，進樣口溫度250 ℃。柱升溫程序：初始溫度40 ℃，5 ℃／min升至65 ℃保持3 min;5 ℃／min升至150 ℃保持4 min;10 ℃／min升至210 ℃保持2 min，在250 ℃下進行熱解吸7 min。質(zhì)譜條件：離子源溫度250 ℃，電離方式EI，傳輸線溫度250 ℃，電子能量70 eV，檢測器電壓350 V，質(zhì)量掃面范圍33～300 amu。

內(nèi)標法定量：采用內(nèi)標法對蓮藕丸子揮發(fā)性物質(zhì)進行定量。以1，2-二氯苯為內(nèi)標。蓮藕丸子測定中風味物質(zhì)含量的公式如下：

W=fi×（Ai×cs×VS）/（AS×m）（1）

式中：W為待測組分的含量（μg／Kg）;fi為質(zhì)量矯正因子，記為1;Ai為待測組分的峰面積;cs為內(nèi)標1，2-二氯苯的濃度（μg／μL）;VS是內(nèi)標1，2-二氯苯的體積（μL）;AS為內(nèi)標1，2-二氯苯的峰面積;m是樣品的質(zhì)量。

1.8 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Design Expert數(shù)據(jù)分析軟件進行響應(yīng)面分析，Response Surface軟件選擇Box-Behnken。數(shù)據(jù)用SPSS 22.0軟件進行方差分析，采用Tukey多重比較法進行差異顯著性測定，Plt;0.05表示差異性顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同單因素對蓮藕素丸感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，蓮藕素丸的風味主要受到3個因素的影響，其中食鹽添加量的影響最大。玉米淀粉添加量過多會使丸子質(zhì)地偏硬，咀嚼性增強，過少會使得產(chǎn)品的成型效果降低。面粉添加量過多丸子風味降低，過少不利于成型。根據(jù)單因素實驗，設(shè)計3個因素試驗水平。

2.2 蓮藕素丸響應(yīng)面試驗分析及結(jié)果

蓮藕素丸工藝優(yōu)化響應(yīng)面實驗設(shè)計及結(jié)果見表3。

運用Design expert軟件對表3中得分進行擬合，得回歸方程：

R1=86.031 9+0.097 5A+0.067 5B+0.280 0C+0.060 0AB-0.080 0AC-0.185 0BC-1.483 5A2-1.103 5B2-1.838 5C2。對上述回歸方程進行方差分析，結(jié)果見表4。

由表4可知，所建模型的Plt;0.000 1，失擬項Pgt;0.05，表明該模型具有較高的可靠性。經(jīng)方差分析，面粉、食鹽和玉米淀粉的添加量對蓮藕素丸的感官評分影響效果依次遞減，其中面粉對感官評分的影響極為顯著（Plt;0.05）。

由圖2可知，當固定玉米淀粉用量時，面粉添加量在9％～11％和食鹽添加量在0.9％～1.1％的范圍內(nèi)較合適;當固定面粉用量時，玉米淀粉添加量在4％～5％和食鹽添加量在0.9％～1.1％的范圍內(nèi)較合適;當固定食鹽用量時，玉米淀粉添加量在4％～5％和面粉添加量在9％～11％的范圍內(nèi)較合適。

通過響應(yīng)面試驗分析，得到最優(yōu)配方：食鹽添加量1.016％、玉米淀粉添加量5.050％、面粉添加量10.372％，在此條件下的感官評價預(yù)測值為86.045。數(shù)值取整后經(jīng)實驗驗證，其感官得分為85.70分，與模型預(yù)測值較一致。

2.3 最佳配方蓮藕素丸的質(zhì)構(gòu)分析

蓮藕素丸的質(zhì)構(gòu)分析數(shù)據(jù)見表5。樣品1和樣品2為市場認可的蓮藕丸子產(chǎn)品。蓮藕素丸與兩種產(chǎn)品的內(nèi)聚性相差無幾。樣品2的彈性與蓮藕素丸的彈性在1.500～1.600之間，樣品1為1.975，從實際口感上比較，樣品2與蓮藕素丸的口感較松軟，彈性不及樣品1。蓮藕素丸為咸味丸子，蓮藕風味十足，膠黏性較低不影響其口感與感官評分。蓮藕素丸中藕碎較多，但與市面上的兩款產(chǎn)品相比，咀嚼性相差不多，同時蓮藕風味高于其他兩款產(chǎn)品。樣品1與蓮藕素丸的硬度相近，感官評價結(jié)果相似。綜上所述，根據(jù)響應(yīng)面分析獲得的最佳配方的蓮藕素丸，其質(zhì)構(gòu)方面的特性優(yōu)于市面上在售的同類型產(chǎn)品或與其相近。

2.4 最佳配方蓮藕素丸的風味物質(zhì)測定

通過GC-MS檢測蓮藕素丸鮮樣，共檢測出35種揮發(fā)性風味物質(zhì)，其中主要的風味物質(zhì)包括：7種醛類揮發(fā)性化合物、7種醇類揮發(fā)性化合物，5種酮類揮發(fā)性化合物，酸類、酯類揮發(fā)性化合物各一種。蓮藕素丸油炸熟化后共檢測出42種主要揮發(fā)性風味物質(zhì)包括：15種烴類揮發(fā)性化合物，12種醇類揮發(fā)性化合物，6種醛類揮發(fā)性化合物，3種酮類揮發(fā)性化合物，2種酯類揮發(fā)性化合物，酸類、酚類揮發(fā)性化合物各一種（表6）。

非熟化蓮藕素丸鑒定出風味物質(zhì)較油炸熟化的少7種。二者鑒定出的相同物質(zhì)有14種。油炸熟化后正辛醛、壬醛、1-辛醇、3-甲基-1-環(huán)戊酮、二甲基環(huán)戊酮、香葉基丙酮、檸檬烯、硝基己烷的含量有所增加，庚醇、（E）-氧化檸檬烯、2，4-癸二烯的含量有所減少，2，4-壬二醛、α-松油醇、2-內(nèi)-芐基醇的含量基本不變。蓮藕素丸的主要風味物質(zhì)來源是蓮藕，同時由于蓮藕素丸中含有香辛料等，所以檢出較多醛類、醇類和烴類物質(zhì)。油炸熟化后的蓮藕素丸很明顯風味較未熟化蓮藕素丸強，具有熟化蓮藕和油炸后的特殊風味，因此鑒定出較多風味物質(zhì)，其中醛類、醇類和烴類物質(zhì)較多。

根據(jù)韓小苗等［8］所做的3種鮮藕的風味物質(zhì)分析，其在鮮藕中分別得到35、28和40種揮發(fā)性化合物，其成分與本實驗相似。對蓮藕的風味采用溶劑萃取法［9］和頂空固相微萃取法［10-11］結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜分析檢測到29～41種成分，以酯類和烴類物質(zhì)為主，還有少量的硫化物，并且油炸熟化等處理方式對風味成分有一定的影響。本產(chǎn)品經(jīng)過油炸熟化之后，外殼酥脆，內(nèi)部蓮藕受熱熟化，因此具有較多且豐富的風味物質(zhì)［12］。

3 結(jié)論

經(jīng)單因素實驗和響應(yīng)面分析得出蓮藕素丸的最佳配方比為（以蓮藕凈重為基準）：白砂糖0.5％、五香粉0.2％、糯米粉5.0％、大豆蛋白1.0％、食鹽1.0％、玉米淀粉5.0％、面粉10.0％，通過TPA分析得出本設(shè)計的蓮藕丸子在質(zhì)構(gòu)方面優(yōu)于或接近于市售蓮藕丸子。GC-MS分析得出蓮藕丸子油炸熟化前后的風味物質(zhì)變化，油炸后蓮藕丸子風味物質(zhì)種類增多，含量增加。

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Formulation optimization and flavor quality analysis of lotus root vegetable balls

CHEN Rongfeng1， JI Qingyang2， QI Xiaohua3， QIAN Chunlu2

Abstract： Lotus root， corn starch， flour， and other ingredients were used as main raw materials， and sensory evaluation as the indicators to optimize the processing formula by using single factor analysis and response surface methodology. The results showed that the optimal formula of lotus root vegetable ball （based on the net weight of lotus root） was： white granulated sugar 0.5％， five-spice powder 0.2％， glutinous rice flour 5.0％， soy protein isolate 1.0％， salt 1.0％， corn starch 5.0％， flour 10.4％， among which， the added amount of flour had the greatest impact on the sensory quality of lotus root vegetable balls. Texture analysis showed that the optimized lotus root vegetable balls had high internal tissue density， soft taste， and moderate chewiness and hardness， and their overall texture characteristics were better than similar products on the market. Through GC-MS detection， 35 and 42 volatile flavor compounds were detected in fresh and cooked lotus root vegetable balls， respectively， with aldehydes， alcohols， and ketones being the main components.

Key words： lotus root vegetable balls， sensory evaluation， texture， flavor substances

（責任編輯：趙 勇）

收稿日期：2023-10-12 *通信作者

基金項目：江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展項目（2020-SJ-003-YD15）;江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目（CX（19）3027）;揚州市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基金項目（YZ2019042）;揚州大學(xué)創(chuàng)新培育基金（135030538）;揚州大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新基金（X20210897）

作者簡介：陳嶸峰，男，上海農(nóng)場生活服務(wù)有限公司中級農(nóng)藝師，主要從事蔬菜栽培、加工及利用工作，E-mail：71117208@qq.com;

千春錄，男，揚州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院副教授，主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究，E-mail：clqian@yzu.edu.cn。