响应面法优化方便抓饭浸泡工艺

马 欣,李焕荣,于晨晨,李 涛,李贝贝,马兰花,王子荣,*

(1.新疆农业大学食品科学与药学学院,新疆乌鲁木齐 830052;2.新疆农业大学动物科学学院,新疆乌鲁木齐 830052)

响应面法优化方便抓饭浸泡工艺

马 欣1,李焕荣1,于晨晨1,李 涛1,李贝贝2,马兰花1,王子荣1,*

(1.新疆农业大学食品科学与药学学院,新疆乌鲁木齐 830052;2.新疆农业大学动物科学学院,新疆乌鲁木齐 830052)

本实验旨在优化方便抓饭大米的浸泡工艺为工业化生产提供参考。在单因素实验基础上,以浸泡时间、浸泡温度、浸泡水米质量比为自变量,感官评分为响应值,采用响应面法对大米的浸泡工艺进行了优化,考察了浸泡时间、浸泡温度、浸泡水米质量比对方便抓饭质构特性的影响。结果表明,随着浸泡时间和浸泡水米质量比增加,方便抓饭硬度逐渐变小,弹性呈先升高后降低的趋势,粘聚性和粘聚性均呈先降低后升高的趋势。随着浸泡温度升高,方便抓饭硬度、咀嚼性均呈现下降趋势,弹性呈先升高后降低的趋势,粘聚性呈先降低后升高的趋势。当浸泡时间为30 min、浸泡温度为40 ℃、浸泡水米质量比为1.4∶1时,方便抓饭感官评分最高,此时方便抓饭具有浓郁的抓饭香气,形状规整,有嚼劲,粘弹性好,软硬适中,容易被大众接受。

方便抓饭,浸泡,质构特性,响应面,感官评价

抓饭不仅是新疆各族家庭餐桌上的主食,也是招待客人的上等佳品[1-2]。

为了保证抓饭的食用品质,在其生产中的每一个步骤都需要严格把控,而大米浸泡条件尤为重要。大米浸泡过程中米粒吸水量是影响抓饭品质的一个非常重要的环节。米粒吸水量过少,会使得大米内层和外层淀粉糊化不均匀,制作的抓饭硬度大,口感较差,甚至会出现饭粒夹生现象[3]。中谷文子[4]研究表明,吸水量增加能显著降低饭粒硬度,但米粒吸水过量,会使米粒腹部与背部水分吸收存在水分差而引起龟裂,蒸煮时内部淀粉粒从裂纹处涌出使米饭失去原有弹性,甚至米粒出现胀裂现象[5-8]。

目前,关于方便抓饭的报道很少,因此,本文对方便抓饭大米浸泡工艺的优化进行了研究,以便为抓饭的工业化生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

纯净水 新疆石河子娃哈哈有限公司;仓绿长粒香米 新疆北大仓农业科技开发有限公司;植物油、食用盐、白砂糖、胡萝卜、羊肉(后腿肉) 购于新疆友好超市南昌路店。

TA-XT2i 型质构仪 英国Stable Micro System公司;PL203 天平 梅特勒-托利多仪器(上海有限公司);CH2082 格兰仕电磁炉 广东中山市格兰仕生活电器有限公司;11063测温仪 美国DeltaTrak;TD 电子天平 余姚市金诺天平仪器有限公司;DZKW-S-6电热恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 抓饭制作 选用品质良好的原辅料用清水清洗、切丁(胡萝卜尺寸约为0.7 cm×0.7 cm×4 cm;羊肉尺寸约为2 m×2 cm×2 cm),油脂加热(2 min),炒制羊肉、胡萝卜(3 min),再将大米下锅(100 g),煮制后焖制(25 min)冷却后进行真空包装,最后杀菌得到成品。

表3 浸泡时间对方便抓饭质构特性的影响

注:同列中上标字母不同者表示差异显著(p<0.05);表4、表5同。

1.2.2 抓饭大米浸泡工艺单因素实验

1.2.2.1 浸泡时间对方便抓饭感官品质的影响 在浸泡温度40 ℃、浸泡水米质量比1.4∶1条件下,考察不同浸泡时间(10、20、30、40、50 min)对方便抓饭感官品质的影响。

1.2.2.2 浸泡温度对方便抓饭感官品质的影响 在浸泡时间30 min、浸泡水米质量比1.4∶1条件下,考察不同浸泡温度(20、30、40、50、60 ℃)对方便抓饭感官品质的影响。

1.2.2.3 浸泡米水质量比对方便抓饭感官品质的影响 在浸泡时间30 min、浸泡温度40 ℃的条件下,考察不同浸泡水米质量比(1.0∶1、1.2∶1、1.4∶1、1.6∶1、1.8∶1)对方便抓饭感官评分的影响。

1.2.3 响应面实验 在单因素实验的基础上,选择浸泡时间(A)、浸泡温度(B)、浸泡水米质量比(C)为响应因素,以感官评分为响应值进行响应面实验,其因素与水平见表1。采用Design-Export 8.0.6统计软件进行实验分析。

表1 Box-Behnken实验因素与水平

1.2.4 质构特性测定 质地的测定采用质构剖面分析模式(TPA),使用P36R型圆柱形探头,压缩程度为65%,测试前速率5 mm/s,测试速率0.5 mm/s,测试后速率5 mm/s,停留时间3 s。每个样品重复3次平行实验。

1.2.5 感官评价方法 参照GB/T 15682-2008,制定出感官评价标准,挑选本专业教师、研究生10人(5男5女)通过培训组成感官评价小组。感官评价使用百分制,如表2所示[11]。

表2 方便抓饭的感官评价

1.2.6 数据处理 所有测得数据采用Excel统计,使用SPSS 20.0软件进行均值方差分析。

2 结果与分析

2.1 大米浸泡时间对方便抓饭质构特性及感官评价的影响

由表3可知,方便抓饭硬度随着浸泡时间的延长逐渐变小,其中当浸泡时间为40～50 min时,方便抓饭硬度变化最大从1612.825 g下降到1274.854 g。方便抓饭弹性随着浸泡时间延长呈先升高后降低的趋势,而咀嚼性和粘聚性随着浸泡时间延长呈先降低后升高的趋势。当浸泡时间为30 min时,方便抓饭弹性达到最大值,而其咀嚼性和粘聚性达到最小值。

表4 浸泡温度对方便抓饭质构特性的影响

表5 大米浸泡水米质量比对方便抓饭质构特性的影响

图1 浸泡时间对方便抓饭的感官评价的影响Fig.1 Effect of soaking time on sensory evaluation of convenient pilaf

由图1可知,当浸泡时间为30 min时,感官评分达到最高值。说明浸泡时间短,米粒吸水量较少,使制作出来的抓饭质地偏硬或夹生。当浸泡时间达到50 min时,米粒吸水过量,制作出来的抓饭质地过软,米粒黏成块状。因此,较适宜的浸泡时间为30 min。

2.2 大米浸泡温度对方便抓饭质构特性及感官评价的影响

由表4可知,随着浸泡温度的升高,方便抓饭硬度、弹性、咀嚼性、粘聚性变化均显著(p<0.05)。浸泡温度升高,硬度、咀嚼性均呈现下降趋势。当浸泡温度在40～60 ℃时,方便抓饭硬度变化最大,从2046.169 g下降到1428.007 g;方便抓饭咀嚼性随着浸泡温度升高呈降低趋势。当浸泡温度60 ℃时,方便抓饭咀嚼性达到最小值。方便抓饭弹性随着浸泡温度升高呈先升高后降低的趋势(p<0.05);当浸泡温度40 ℃时,方便抓饭弹性达到最大值。方便抓饭粘聚性随浸泡温度的升高呈先降低后升高趋势,当浸泡温度40 ℃时,方便抓饭粘聚性为最小值。

由图2可以看出,当浸泡温度为40 ℃时,方便抓饭的感官评分最高。当浸泡温度为20 ℃时,浸泡温度较低使米粒表层温度跟米粒内核温度相差较小,水分子扩散变慢,米粒吸水少,口感较硬或夹生[12]。当浸泡温度为60 ℃时,米粒表层温度高于米粒内核温度,温差大,水分子渗透快,吸水过量,导致制作出来米粒软烂[13];随着温度的不断增高,米粒细胞壁受到破坏,导致融出物质增多,米粒破碎[14]。因此,较适宜的浸泡温度为40 ℃。

图2 浸泡温度对方便抓饭的感官评价的影响Fig.2 Effect of soaking temperature on sensory evaluation of convenient pilaf

2.3 大米浸泡水米质量比对方便抓饭质构特性及感官评价的影响

由表5可知,随着浸泡水米质量比的增大,方便抓饭硬度、弹性、咀嚼性、粘聚性变化均显著(p<0.05)。方便抓饭硬度随着浸泡水米质量比增大呈现下降趋势(p<0.05)。当浸泡水米质量比为1.6∶1和1.8∶1时,方便抓饭硬度变化不明显,说明当水米质量比达到1.6∶1之后再增大水米质量比大米不会吸水,影响不显著。方便抓饭弹性随着浸泡水米质量比升高呈先升高后降低的趋势(p<0.05),在浸泡水米质量比为1.4∶1时达到最大值。方便抓饭咀嚼性和粘聚性均随着浸泡水米质量比升高呈现先下降后升高的趋势(p<0.05),在浸泡水米质量比为1.4∶1时达到最小值。

由图3可知,当浸泡水米比在1.4∶1的情况下,方便抓饭的感官评价得分最高。当水米质量比为1.0∶1时,方便抓饭的感官评分最低。这是因为低的水米质量比不能使米粒充分吸水,导致方便抓饭夹生或很硬。当浸泡水米质量比为1.6∶1、1.8∶1时,大米的吸水率没有明显变化。因此,较适宜的浸泡水米比为1.4∶1。

图3 浸泡水米比对方便抓饭感官评价的影响Fig.3 Effect of mass ratio of soaking water to rice on sensory evaluation of convenient pilaf

2.4 方便抓饭大米浸泡工艺优化

2.4.1 模型建立与方差分析 根据表6所得的结果,用响应面进行回归分析,得到感官评分与浸泡时间(A)、浸泡温度(B)、浸泡水米质量比(C)三因素的多项回归方程:

表7 回归方程模型方差分析

注:*表示差异显著(p<0.05),**表示差异极显著(p<0.01)。

Y=90.60-3.63A-1.50B-1.38C-1.50AB-2.25AC+0.000BC-9.92A2-9.17B2-10.43C2

对回归模型进行方差分析,其结果见表7。

表6 Box-Behnken实验设计与结果

2.4.2 交互作用 大米浸泡时间、浸泡温度、浸泡水米比之间交互作用如图4～图6所示。

图4 浸泡温度与浸泡时间交互作用响应面及等高线Fig.4 Response surface and contour plots for interaction between soaking temperature and soaking time

图5 浸泡水米比与浸泡时间交互作用响应面及等高线Fig.5 Response surface and contour plots for interaction between mass ratio of soaking water to rice and soaking time

图6 浸泡水米比与浸泡温度交互作用响应面及等高线Fig.6 Response surface and contour plots for interaction between mass ratio of soaking water to rice and soaking temperature

由图4～图6可知,浸泡时间受浸泡温度交互作用的影响,感官得分呈现先上升后下降的趋势,当浸泡时间达到30 min时感官得分最高。

浸泡时间受浸泡水质量米比交互作用的影响,感官得分呈现先上升后下降的趋势,当浸泡时间一定时,随着浸泡水米质量比增加到1.4∶1时,感官得分达最大值。当浸泡水米比为1.0∶1时,评分最低,这是因为低浸泡水米质量比不能使米粒充分吸水,导致方便抓饭夹生或很硬[15-16]。

2.4.3 最佳浸泡工艺参数的确定 通过软件分析,方便抓饭大米浸泡最佳工艺条件为:浸泡时间28.27 min,浸泡温度39.32 ℃,浸泡水米质量比1.39∶1。在最佳浸泡条件下,方便抓饭的感官得分为90.99。考虑到实际情况,方便抓饭大米浸泡最佳工艺参数调整为:浸泡时间30 min,浸泡温度40 ℃,浸泡水米比1.4∶1。在调整最佳浸泡工艺参数下,进行三组实验,感官评分平均值为90,实验结果与理论值偏差不大,该模型可靠。

3 结论

本实验以浸泡时间、浸泡温度、浸泡水米质量比为自变量,感官评分为因变量,采用响应面法对大米的浸泡工艺进行了优化。由响应面实验可知,方便抓饭大米浸泡工艺各因素影响主次为:浸泡时间(A)>浸泡温度(B)>浸泡水米质量比(C)。方便抓饭大米浸泡最佳工艺条件为:浸泡时间30 min,浸泡温度40 ℃,浸泡水米质量比1.4∶1。此时方便抓饭具有浓郁的抓饭香气,米粒分布松散,形状规整,有嚼劲,粘弹性好,软硬适中,容易被大众接受。

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Soaking process of rice of convenient pilaf optimized by response surface method

MA Xin1,LI Huan-rong1,YU Chen-chen1,LI Tao1,LI Bei-bei1,MA Lan-hua1,WANG Zi-rong1,*

(1.College of Food Science and Pharmaceutical Science,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China;2.College of Animal Science,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)

The objective of this study was to optimize the soaking process of convenient pilaf in order to provide the reference for its industrial production. Based on the single factor test,the soaking process of rice of convenient pilaf was optimized by response surface method using the soaking time,soaking temperature and mass ratio of soaking water to rice as independent variables,the sensory evaluation as a response value. The soaking process of rice was optimized by response surface method. The influence of soaking time,soaking temperature,mass ratio of soaking water to rice to the the textural properties of convenient pilaf was inspected. The result showed that,as the increasing of the soaking time,soaking temperature,and also the proportion of rice and water,the hardness of convenient palif is decreasing. The trend of elastic was increasing first,and then decreasing the chewing and cohesiveness decreased first,and then decrease. With the increase of soaking temperature,the hardness and cohesiveness decreased and the elastic decreased first and increased later. The chewing decreased first and increased later. And when the soaking time were 30 minute,soaking temperature were 40 ℃,mass ratio of soaking water to rice were 1.4∶1,the felling of convenient palif was the best. Now,the convenient pilaf with amazing smell,good shape,chewy,good viscoelasticity,moderate hardness,is easy to be accepted by the public.

convenient pilaf;soaking;textural property;response surface;sensory evaluation

2016-09-22

马欣(1994-)男，硕士研究生，研究方向：农畜产品质量安全控制技术，E-mail:13609924328@163.com。

*通讯作者:王子荣(1963-) 男，博士，教授，研究方向：农畜产品质量安全控制技术，E-mail:wangzirong212@126.com。

TS217.2

B

1002-0306(2017)06-0276-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.044