红枣(Zizyphus jujuba)又名中华大枣、枣、胶枣、刺枣,为鼠李科(Rhamnaceae)枣属植物枣树(Ziziphus jujuba Mill)的果实,有“天然维生素丸”的美称[1],是药食同源的果品。红枣的营养成分丰富而全面,据研究分析,红枣(干枣)含水量25%~30%、糖50.3%~86.9%(以还原糖为主)、蛋白质2.92%~4.00%、脂肪0.20%~0.96%、粗纤维1.6%~3.1%等[2-3]。红枣还有许多特殊营养价值,其三萜类化合物分子量一般为400~600(mg/moL),由于化学结构的多样性,具有较广泛的药理活性,是红枣中的特殊营养成分[4],具有抗氧化活性[5]、抗癌[6]、保肝护肝[7]等作用。红枣多糖由多种单糖组成,分子结构复杂,包括中性多糖(jujube date polysaccharide,JDP-N)和酸性多糖(jujube acidic polysaccharide,JDP-A)两种。研究表明红枣多糖具有明显的止咳、祛痰、行血止血、增强免疫等功效[8]。近年来的研究进一步证实,红枣多糖还具有抗衰老、抗艾滋病等生理活性功能。
等外枣是一种等级以外的枣,在新疆指差枣,它个头大,但是肉质少,表面褶皱又深又多。但是作为红枣的次级品,与高等级红枣具有同样的营养成分。根据枣划分等级[9]果肉硬度随等级的降低呈上升趋势,随着色面积的增加基本上呈下降趋势。可食率随等级的降低略呈下降趋势,但差别不大。含水率随等级的降低呈下降趋势。可溶性总糖的含量随等级的增加呈上升趋势,其中可溶性总糖与蔗糖的变化趋势一致,还原糖变化较小。在不同等级的冬枣中,等外枣的含酸量最高,其次为特级果,二级果含酸量最低。
加工工艺方面,鲜枣季节性强,贮藏期短,极易腐烂,造成较大的资源浪费。为了延长鲜果货架期,常采用自然晾晒方式干制果品。在自然晒干过程中,由于阳光直射,造成果品褐变、形状皱缩、功能性物质大量损失等[10]。非油炸食品的传统膨化干燥工艺是热风干燥膨化[11],但传热慢、运行时间长、能耗高、产品复水性能差等,因此推动了微波膨化干燥[12-13]、变温压差膨化干燥[14]、热风-微波联合干燥[15-16]以及低温真空冷冻干燥[17]等食品研究。Gao 等[18]的研究结果表明,微波干燥和冷冻干燥是枣果的最佳干燥技术,其加工出的枣果均含有较高的酚类化合物。微波加热速度快,使得物料水分在短时间内快速蒸发汽化[19];抽真空技术使物料处于低压状态下,可降低沸点。微波真空技术可使物料在低温状态下也能迅速流失水分并使物料形成多孔结构,且微波真空干燥技术具有高效节能、加热均匀、防止氧化、易于控制等特点,非常适合农产品的干燥生产。
本文结合微波膨化技术和抽真空技术,通过响应面优化出等外枣最佳的微波真空膨化加工技术,不仅提高红枣的利用率,还可以延伸枣加工产业链,提高产品附加值。
灰枣级外枣:市售。
电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9245A)、恒温水浴锅(WB100-4F):微波真空低温干燥仪(ORW2.0S-6Z):南京澳润微波科技有限公司;真空泵(2XZ-2):衡水勃基仪器仪表有限公司;质构仪(TA-XT plus):英国Stable Micro Systems 公司;水分测定仪(DHS-16A):上海菁海仪器有限公司。
1.3.1 干枣复水
参考杜雨桐等[20]的方法,并稍作调整。在料液比1∶6(g/mL)、温度60 ℃、时间2 h 的条件下进行干枣复水。
1.3.2 工艺流程
称量原料→复水→去核→预干燥→微波加热→抽真空→冷却→成品→膨化度、含水率、质构测定和感官评价。
1.3.3 检测指标
1.3.3.1 膨化度
采用比容法[21],用小米填埋的方法测定膨化产品的体积。误差不超过0.2 mL。膨化度计算公式如下。
式中:B 为膨化度,%;V 为膨化后的体积,mL;V0为膨化前的体积,mL。
1.3.3.2 含水率含水率根据GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》[22]进行测定。
1.3.3.3 硬度
参考马庆华等[23]的方法,采用质构仪对膨化等外枣进行质构测定,探头选用P/2,测试条件:测前、测中、测后速度分别为1、2、10 mm/s,应变60%,触发力5 g,每项测试测定10 次,为了减少误差,去除数据中的最大值和最小值,取其平均值。
1.3.3.4 感官评价
由新疆农业大学食品科学与药学学院不同年龄、性别的30 名评估者,对膨化等外枣进行感官评价。对外观、色泽、香气、口感4 个项目进行评分,再将每个项目评分乘以权重,相加之和即为感官评分[24]。其中各项目权重为色泽0.3、外观0.2、香气0.2、口感0.3。具体见感官评价标准见表1。
表1 感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria
项目色泽外观香气口感评分标准枣皮呈现枣红色,枣内部色泽均匀呈均匀的黄色枣皮呈现暗红色、枣内部焦黄色枣皮表面焦煳、枣内部黄褐色表面平滑颗粒饱满膨化度好颗粒饱满、枣皮略有皱缩枣皮表面皱缩严重膨化度较差枣香特征,清香融合完美略带煳味,鲜枣的香气不浓郁焦煳味明显,没有枣香味酥脆,咬合易断、口感丝滑、酸甜适中酥脆、口感略干、后味略苦口感坚硬且焦苦味浓郁分值7~10 5~<7 2~<5 7~10 5~<7 2~<5 7~10 5~<7 2~<5 7~10 5~<7 2~<5权重0.3 0.2 0.2 0.3
1.3.4 单因素试验
分别对微波功率(70、210、350、490、630 W)、微波时间(1、2、3、4、5 min)、抽真空时间(1、2、3、4、5 min)进行单因素试验,研究各因素对微波真空膨化等外枣膨化度、含水率、硬度和感官评分的影响。
1.3.5 响应面试验
基于单因素试验,根据不同处理条件对膨化度、含水率和硬度的影响,依据Box-Behnken 试验设计原则,选取微波功率、微波时间、抽真空时间3 个因素,采用响应面软件Design-Expert 10.0.3 进行因素水平设计,因素水平见表2。
表2 响应面因素与水平
Table 2 Factors and levels of response surface
水平-1 0 1 A 微波功率/W 210 350 490 B 微波时间/min 2 3 4 C 抽真空时间/min 3 4 5
采用SPSS 26.0 软件对试验数据进行统计分析,数据均以平均值±标准差表示。采用Origin 2021 软件进行绘图。
2.1.1 微波功率对膨化等外枣品质的影响
微波功率对等外枣膨化度、含水率的影响见图1。
图1 微波功率对等外枣膨化度、含水率的影响
Fig.1 Effect of microwave power on expansion degree and moisture content of substandard jujubes
由图1 可知,随着微波功率的增加,等外枣的膨化度整体呈先上升后下降趋势,含水率整体呈下降趋势,当微波功率在350 W 时膨化度达到最高150.76%,含水率在5.58%,与其余微波功率对比均有显著性差异(P<0.05)。当微波功率达到490、630 W 时等外枣出现焦糊碳化现象,故膨化度下降。微波功率对等外枣硬度、感官评分的影响见图2。
图2 微波功率对等外枣硬度、感官评分的影响
Fig.2 Effect of microwave power on hardness and sensory evaluation of substandard jujubes
硬度通常是影响膨化枣口感的最主要因素,它可以反映人们对膨化等外枣的接受程度,口感酥脆、硬度适中、香味扑鼻、色泽红润的膨化等外枣消费者则更容易接受。由图2 可知,硬度随微波功率的增加呈先上升后下降的趋势,在350 W 时硬度达到最大值,显著高于其余微波功率下的硬度(P<0.05)。感官评分随微波功率的增加呈先增大后减小的趋势,当微波功率达到350 W 时感官评分最高,明显高于其余微波功率下的感官评分。当微波功率达到490、630 W 时膨化级外枣表面出现明显的焦黄色,口感和香气均有焦糊味,功率过大影响美观与口感。综上所述,从膨化度、含水率、硬度、感官评分方面综合考虑,选择微波功率为210~490 W 作为后续响应面优化条件。
2.1.2 微波时间对膨化等外枣品质的影响
微波时间对等外枣膨化度、含水率的影响见图3。
图3 微波时间对等外枣膨化度、含水率的影响
Fig.3 Effect of microwave time on expansion degree and moisture content of substandard jujubes
由图3 可知,微波时间在等外枣膨化过程中起着至关重要的作用,加热时间太短,等外枣达不到有密集孔洞的效果,口感湿软;加热时间过长,等外枣表面出现焦褐色,味道发苦。加热时间的控制决定了膨化等外枣的品质。随着微波时间的延长,膨化等外枣的膨化度呈先上升后下降趋势,含水率呈下降趋势,当微波时间为4 min 时膨化度达到最高141.89%,含水率为6.64%,与其余微波时间对比差异显著(P<0.05)。当微波时间为5 min 时级外枣出现焦糊碳化现象,故膨化度下降。微波时间对等外枣硬度、感官评分的影响见图4。
图4 微波时间对等外枣硬度、感官评分影响
Fig.4 Effect of microwave time on hardness and sensory evaluation of substandard jujubes
由图4 可知,硬度随微波时间的延长呈持续上升的趋势,在5 min 时硬度达到最大值,与微波时间1、2、3 min 对比差异显著(P<0.05)。感官评分随微波时间的延长呈先上升后下降的趋势,当微波时间达到3 min时感官评分最高,与其余微波时间对比差异显著(P<0.05);当微波时间达到4、5 min 时膨化等外枣表面出现明显的焦黄色,口感和香气均有焦糊味,微波时间过长影响口感。综上所述,从膨化度、含水率、硬度、感官评分方面综合考虑,选择微波时间为2~4 min 作为后续响应面优化条件。
2.1.3 抽真空时间对膨化等外枣品质的影响
抽真空时间对等外枣膨化度、含水率的影响见图5。
图5 抽真空时间对等外枣膨化度、含水率的影响
Fig.5 Effect of vacuum time on expansion degree and moisture content of substandard jujubes
抽真空时间的长短,对膨化等外枣的含水率及膨化度均有一定影响,微波加热后迅速抽真空可以使等外枣中水分达到暴沸状态,水分散出,等外枣迅速膨胀。抽真空时间过短水分散出不充分,等外枣体积萎缩,口感不够酥脆。由图5 可知,随着抽真空时间的延长,膨化等外枣的膨化度呈先上升后下降的趋势,但3、4、5 min 的膨化度无显著性差异,含水率呈下降趋势,当抽真空时间在3 min 时膨化度达到最高150.06%,含水率在7.58%,与抽真空时间为1、2 min对比均有显著性差异(P<0.05)。当抽真空时间为4、5 min 时等外枣内部因暴沸散出的水分已被抽出了大部分,故膨化度和含水率变化不大。抽真空时间对等外枣硬度、感官评分的影响见图6。
图6 抽真空时间对等外枣硬度、感官评分的影响
Fig.6 Effect of vacuum time on hardness and sensory evaluation of substandard jujubes
由图6 可知,硬度随抽真空时间的延长呈持续上升的趋势,在5 min 时硬度达到最大值,与抽真空时间1、2、3、4 min 对比差异显著(P<0.05)。感官评分随抽真空时间的延长整体呈先上升后下降的趋势。当抽真空时间达到3 min 后达到最大值,低于3 min 水分含量过高,膨化枣口感脆度不够,当抽真空时间为3、4、5 min 时等外枣膨化度保持平衡,证明该时间段等外枣外观定型稳固。综上所述,从膨化度、含水率、硬度、感官评分方面综合考虑,选择抽真空时间为3~5 min 作为后续响应面优化条件。
2.2.1 响应面设计及结果
按照设计的因素水平进行试验得到试验数据结果见表3。
表3 响应面优化膨化度、含水率、硬度试验设计与结果
Table 3 Design and results of response surface optimization experiment on expansion degree,moisture content,and hardness
试验号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A 微波功率-1 1-1 1-1 1-1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 B 微波时间-1-1 1 1 0 0 0 0-1 1-1 1 0 0 0 0 0 C 抽真空时间0 0 0 0-1-1 1 1-1-1 1 1 0 0 0 0 0 Y1膨化度/%111.29 109.69 115.63 133.22 102.51 117.64 121.86 114.77 116.75 120.61 124.32 132.52 151.97 151.97 145.74 149.54 149.54 Y2含水率/%18.16 11.48 7.69 10.73 14.04 10.85 10.77 10.97 12.17 11.84 13.08 7.57 3.64 4.70 3.80 4.04 3.16 Y3硬度/g 840.02 1 758.43 2 759.91 457.64 1 711.77 370.01 2 206.82 3 038.73 1 247.44 1 609.34 2 263.72 3 079.70 2 853.23 3 235.61 2 936.3 2 657.48 2 956.79
2.2.2 膨化度、含水率、硬度模型建立与分析
以膨化度、含水率、硬度为响应值进行多元回归拟合,得到二次多项回归模型:Y1=149.75+3A+4.99B+4.5C+4.8AB-5.56AC+1.09BC-20.82A2-11.47B2-14.73C2,Y2=3.87-0.83A-2.13B-0.81C+2.43AB+0.85AC-1.29BC+4.32A2+3.83B2+3.47C2,Y3=2 927.88-236.71A+224.62B+706.3*C-805.17AB+543.42AC+113.52BC-846.05A2-627.83B2-250C2。
对膨化度模型及回归系数进行回归分析,结果见表4。
表4 膨化度模型及回归系数的回归分析结果
Table 4 Results of regression analysis on expansion degree model and regression coefficient
注:*表示影响显著(P<0.05);**表示影响极显著(P<0.01)。
来源模型A 微波功率B 微波时间C 抽真空时间AB AC BC A2 B2 C2残差失拟项纯误差总和离差平方和4 302.74 72.18 199.3 161.64 92.06 123.43 4.71 1 825.98 553.92 913.85 66.29 40.27 26.03 4 369.04自由度9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 16均方478.08 72.18 199.3 161.64 92.06 123.43 4.71 1 825.98 553.92 913.85 9.47 13.42 6.51 F 值50.48 7.62 21.04 17.07 9.72 13.03 0.50 192.8 58.49 96.49 2.06 P 值<0.000 1 0.028 1 0.002 5 0.004 4 0.016 9 0.008 6 0.503 5<0.000 1 0.000 1<0.000 1 0.247 8显著性***************
从表4 可以看出,该回归模型P<0.01(极显著),其失拟项P=0.247 8>0.05(不显著),说明模型拟合程度良好,可以对回归方程相应回归值进行预测,同时模型回归系数R2=0.984 8,调节后的R2=0.965 3(大于0.800 0),表明96.53%的数据可用该模型解释,说明方程可靠性较高。
F 值的大小是评价各变量对响应值影响程度的重要指标,F 值越大,表明有关模型分量对响应影响贡献度越高。当显著性检验概率P<0.05 时,揭示了该变量对响应值影响显著,具有数理统计意义。通过分析相关数据可以看出,一次项微波时间、抽真空时间对膨化度具有极显著影响(P<0.01),微波功率对膨化度具有显著影响(P<0.05),分析各因素的主效应关系为B>C>A,即微波时间>抽真空时间>微波功率。其二次项交互作用AC 对膨化度具有极显著的影响(P<0.01),AB对膨化度具有显著的影响(P<0.05),BC 对膨化度影响不显著(P>0.05),且二次项交互作用对膨化度影响大小程度为AC>AB>BC。
对含水率模型及回归系数进行回归分析,结果见表5。
表5 含水率模型及回归系数的回归分析结果
Table 5 Results of regression analysis on moisture content model and regression coefficient
注:*表示影响显著(P<0.05);**表示影响极显著(P<0.01)。
来源模型A 微波功率B 微波时间C 抽真空时间AB AC BC A2 B2 C2残差失拟项纯误差总和离差平方和293.51 5.49 36.38 5.3 23.62 2.87 6.71 78.57 61.68 50.69 4.96 3.68 1.28 298.47自由度9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 16均方32.61 5.49 36.38 5.3 23.62 2.87 6.71 78.57 61.68 50.69 0.710 1.23 0.320 F 值46.06 7.76 51.38 7.48 33.36 4.06 9.47 110.97 87.11 71.60 3.83 P 值<0.000 1 0.027 1 0.000 2 0.029 1 0.000 7 0.083 8 0.017 9<0.000 1<0.000 1<0.000 1 0.113 7显著性**************
从表5 可以看出,该回归模型P<0.01(极显著),其失拟项P=0.113 7>0.05(不显著),说明模型拟合程度良好,可以对回归方程相应回归值进行预测,同时模型回归系数R2=0.983 4,调节后的R2=0.962 0(大于0.800 0),表明96.20%的数据可用该模型解释,说明方程可靠性较高。
通过分析相关数据可以看出,一次项微波时间对含水率具有极显著影响(P<0.01),微波功率、抽真空时间对含水率具有显著影响(P<0.05),分析各因素的主效应关系为B>A>C,即微波时间>微波功率>抽真空时间。其二次项交互作用AB 对含水率具有极显著的影响(P<0.01),BC 对含水率具有显著影响(P<0.05),AC对含水率影响不显著(P>0.05),且二次项交互作用对含水率影响大小程度为AB>BC>AC。
对硬度模型及回归系数进行回归分析,结果见表6。
表6 硬度模型及回归系数的回归分析结果
Table 6 Results of regression analysis on hardness model and regression coefficient
注:*表示影响显著(P<0.05);**表示影响极显著(P<0.01)。
来源模型A 微波功率B 微波时间C 抽真空时间AB AC BC A2 B2 C2残差失拟项纯误差总和离差平方和14 060 000 448 300 403 600 3 991 000 2 593 000 1 181 000 51 547.16 3 014 000 1 660 000 263 200 366 100 191 800 174 300 14 420 000自由度9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 16均方1 562 000 448 300 403 600 3 991 000 2 593 000 1 181 000 51 547.16 3 014 000 1 660 000 263 200 52 303.2 63 943.07 43 573.3 F 值29.86 8.57 7.72 76.3 49.58 22.58 0.99 57.62 31.73 5.03 1.47 P 值<0.000 1 0.022 1 0.027 4<0.000 1 0.000 2 0.002 1 0.353 9 0.000 1 0.000 8 0.059 8 0.349 9显著性*** * **********
从表6 可以看出,该回归模型极显著(P<0.0001),其失拟项不显著,说明模型拟合程度良好,可以对回归方程相应回归值进行预测,同时模型回归系数R2=0.974 6,调节后的R2=0.942 0,表明94.20% 的数据可用该模型解释,说明方程可靠性较高。
通过分析相关数据可以看出,一次项抽真空时间对硬度具有极显著影响(P<0.01),微波功率、微波时间对硬度具有显著影响(P<0.05),分析各因素的主效应关系为C>A>B,即微波抽真空时间>微波功率>微波时间。其二次项交互作用AB、AC 对硬度具有极显著的影响(P<0.01),BC 对硬度的影响不显著(P>0.05)。
2.2.3 各因素的交互作用
根据回归方程,考察响应面曲面及等高线的形状,分析微波功率、微波时间和抽真空时间对膨化度、含水率的影响。响应面曲面和等高线可以很好地反映自变量之间的相互作用。通过观察响应曲面图的坡度陡峭程度,确定两者对响应值的影响程度,响应面曲面图越陡峭说明两者的交互作用越明显。微波功率(A)、微波时间(B)、抽真空时间(C)对膨化度的影响见图7~图9。
图7 微波功率和微波时间对膨化度的响应曲面和等高线
Fig.7 Response surface and contour plots of microwave power and microwave time on expansion degree
图8 微波功率和抽真空时间对膨化度的响应曲面和等高线
Fig.8 Response surface and contour plots of microwave power and vacuum time on expansion degree
图9 微波时间和抽真空时间对膨化度的响应曲面和等高线
Fig.9 Response surface diagram and contour map of microwave time and vacuum time on expansion degree
由图7 可知,AB 交互曲面中,膨化度的变化坡度随随微波功率的增加呈先增加后降低的趋势,当微波功率较低时,膨化度随微波时间的延长呈先增加后降低的趋势,当微波功率较大时,膨化度随微波功率的增加呈先增加后平缓的趋势,且增加的幅度大于微波功率较低时,由此说明微波功率和微波时间存在显著的交互效应,仅考虑二者交互作用的情况下,在微波功率为297~473 W 时,微波时间为2.5~3.5 min 时,膨化度最大,响应面曲面结果与表4 方差分析结果相符。
由图8 可知,AC 交互曲面中,膨化度的变化坡度随微波功率的增加呈先增加后降低的趋势,当微波功率较低时,膨化度随抽真空时间的延长呈先增加后平缓的趋势,当微波功率较高时,膨化度随抽真空时间的延长呈先增加后降低的趋势,由此说明微波功率和抽真空时间之间存在显著的交互作用,仅考虑二者交互作用的情况下,当微波功率为97~473 W 时,抽真空时间为3.5~4.5 min 时,膨化度最大。曲面图与表4 方差分析的结果相符。
由图9 可知,BC 交互曲面中,膨化度随着微波时间的延长、抽真空时间的延长呈先增加后降低的趋势,仅考虑二者交互作用的情况下,当微波时间为2.5~3.5 min 时,抽真空时间为3.5~4.5 min 时,膨化度最大,曲面图与表4 方差分析的结果也是相符合的。
微波功率(A)、微波时间(B)、抽真空时间(C)对含水率的影响见图10~图12。
图10 微波功率和微波时间对含水率的响应曲面和等高线
Fig.10 Response surface diagram and contour map of microwave power and microwave time on moisture content
图11 微波功率和抽真空时间对含水率的响应曲面和等高线
Fig.11 Response surface diagram and contour map of microwave power and vacuum time on moisture content
图12 微波时间和抽真空时间对含水率的响应曲面和等高线
Fig.12 Response surface diagram and contour map of microwave time and vacuum time on moisture content
由图10 可知,AB 交互曲面中,含水率的变化坡度随微波功率的增加呈先降低后缓慢增加的趋势,当微波功率较低时,含水率随微波时间的延长呈先降低后平缓的趋势,当微波功率较高时,含水率随微波时间的延长呈先降低后增加的趋势,且降低的幅度较小,由此说明微波功率和微波时间之间存在显著的交互作用,仅考虑二者交互作用的情况下,当微波功率为280~490 W 时,微波时间为2.5~3.5 min 时,含水率最小。曲面图与表5 方差分析的结果相符。
由图11 可知,AC 交互曲面中,含水率的变化坡度随微波功率、抽真空时间的增加呈先降低后增加的趋势,仅考虑二者交互作用的情况下,当微波功率为280~490 W 时,抽真空时间为3.5~4.5 min 时,含水率最小,曲面图与表5 方差分析的结果也是相符合的。
由图12 可知,BC 交互曲面中,随着微波时间的延长,含水率呈先降低后缓慢增加的趋势,含水率的变化坡度随抽真空时间的延长呈先降低后增加的趋势且当微波时间取值不同时,含水率的变化坡度随微波抽真空时间的延长变化幅度有所差异,说明微波时间和抽真空时间具有较强的交互作用,仅考虑二者交互作用的情况下,当微波时间为2.5~3.5 min,抽真空时间为3.5~4.5 min 时,含水率最小,曲面图与表5 方差分析的结果相符合。
微波功率(A)、微波时间(B)、抽真空时间(C)对硬度的影响见图13~图15。
图13 微波功率和微波时间对硬度的响应曲面和等高线
Fig.13 Response surface and contour plots of microwave power and microwave time on hardness
图14 微波功率和抽真空时间对硬度的响应曲面和等高线
Fig.14 Response surface and contour plots of microwave power and vacuum time on hardness
图15 微波时间和抽真空时间对硬度的响应曲面和等高线
Fig.15 Response surface and contour plots of microwave time and microwave vacuum time on hardness
由图13 可知,AB 交互曲面中,当微波时间较短时,硬度的变化坡度随微波功率的增加呈先增加后缓慢降低的趋势,当微波时间较长时,硬度的变化坡度随微波功率的增加呈先平缓后降低的趋势,当微波功率较低时,随着微波时间的延长,硬度呈先增加后平缓的趋势,当微波功率较高时,随着微波时间的延长,硬度呈先增加后降低的趋势,由此说明微波功率和微波时间之间存在显著的交互效应。
由图14 可知,AC 交互曲面中,硬度的变化坡度随微波功率的增加呈先增加后降低的趋势,硬度随抽真空时间的延长呈线性增加的趋势,且当微波功率不同时,随抽真空时间的延长,硬度增加的幅度有所差异,由此说明微波功率和抽真空时间存在显著的交互作用。
由图15 可知,BC 交互曲面中,硬度的变化坡度随抽真空时间的延长呈先增加后平缓的趋势,硬度随着微波时间的延长呈先增加后缓慢降低的趋势。
2.2.4 验证试验
根据回归方程模型,以膨化度最大值、含水率最小值、硬度为2 500~3 000 g 为优化目标,得到预测的最优工艺条件为微波功率359.859 W、微波时间3.265 min、抽真空时间3.124 min,根据试验实际条件,将条件修正为微波功率360 W、微波时间3.2 min、抽真空时间3.1 min,在此最优条件下经3 次平行试验得到实际膨化度为(151.25±2.15)%,含水率为(3.524±0.856)%、硬度为(2 859.26±52.36)g。
微波真空膨化技术膨化等外枣的最佳制备工艺为为微波功率360 W、微波时间3.2 min、抽真空时间3.1 min。该工艺制作的膨化等外枣红润饱满,口感酥脆,咬合易断、酸甜适中。
[1] 肖波,柳全文,王晓洁,等.红枣关键功能性组分及其生理功能[J].食品研究与开发,2018,39(16):210-214.XIAO Bo, LIU Quanwen, WANG Xiaojie, et al. Crucial functional components and physiological functions of the fruit of Ziziphus jujuba(jujube)[J]. Food Research and Development, 2018, 39(16):210-214.
[2] 吴晗彬,王志勇,袁稼营,等.新疆4 个优质红枣品种果实营养成分评价[J].四川农业大学学报,2023,41(3):416-424,445.WU Hanbin, WANG Zhiyong, YUAN Jiaying, et al. Evaluation of fruit nutritional components of four high-quality jujube cultivars in Xinjiang[J]. Journal of Sichuan Agricultural University, 2023, 41(3):416-424,445.
[3] 刘澜.红枣的营养保健作用及贮藏加工技术探析[J].种子科技,2020,38(6):31-32.LIU Lan. Nutrition and health care function of jujube and its storage and processing technology[J]. Seed Science & Technology,2020,38(6):31-32.
[4] 张文杰,陈锦屏,马娟峰,等.红枣主要活性成分及其药理作用的研究进展[J].农产品加工,2008(10):48-51.ZHANG Wenjie, CHEN Jinping, MA Juanfeng, et al. Research progress on main active components and pharmacological effects of jujube[J].Farm Products Processing,2008(10):48-51.
[5] ZHANG Y L, SUN X, VIDYARTHI S K, et al. Active components and antioxidant activity of thirty-seven varieties of Chinese jujube fruits (Ziziphus jujuba Mill.)[J]. International Journal of Food Properties,2021,24(1):1479-1494.
[6] 朱星宇,郭东起.红枣关键功能成分及其生物活性的研究进展[J].食品研究与开发,2021,42(8):197-201.ZHU Xingyu, GUO Dongqi. Research advancement on key functional components and biological activities of red jujubes[J]. Food Research and Development,2021,42(8):197-201.
[7] ZHANG Y M,QU X Y,GAO H,et al.Quercetin attenuates NLRP3 inflammasome activation and apoptosis to protect INH-induced liver injury via regulating SIRT1 pathway[J].International Immunopharmacology,2020,85:106634.
[8] GUO X F. Effect of jujube date polysaccharide in resisting sports fatigue[J]. Advance Journal of Food Science and Technology, 2015,9(12):939-943.
[9] 王珊.兵团某师红枣品质与安全的评价研究[D].杭州:浙江农林大学,2018.WANG Shan.Evaluation research on quality and safety of jujube in Xinjiang certain division[D].Hangzhou: Zhejiang A & F University,2018.
[10] SLATNAR A,KLANCAR U,STAMPAR F,et al.Effect of drying of figs (Ficus carica L.) on the contents of sugars, organic acids, and phenolic compounds[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(21):11696-11702.
[11] 章绍兵. 坚果炒货食品加工技术[M]. 北京: 化学工业出版社,2010.ZHANG Shaobing. Processing technology of roasted seeds and nuts food[M].Beijing:Chemical Industry Press,2010.
[12] WANG L, HOU G G, HSU Y H, et al. Effect of phosphate salts on the Korean non-fried instant noodle quality[J]. Journal of Cereal Science,2011,54(3):506-512.
[13] 吕豪,韩清华,吕为乔,等.果蔬微波干燥与低频超声波协同干燥应用研究进展[J].食品研究与开发,2018,39(11):180-185.LÜ Hao, HAN Qinghua, LÜ Weiqiao, et al. Trends in microwave and low-frequency ultrasonic assisted drying of fruit and vegetables[J].Food Research and Development,2018,39(11):180-185.
[14] 苏慧,郑明珠,蔡丹,等.微波辅助技术在食品工业中的应用研究进展[J].食品与机械,2011,27(2):165-167.SU Hui, ZHENG Mingzhu, CAI Dan, et al. Research progress on application of microwave-assisted heating technology in food industry[J].Food&Machinery,2011,27(2):165-167.
[15] ONWUDE D I, HASHIM N, CHEN G N. Recent advances of novel thermal combined hot air drying of agricultural crops[J]. Trends in Food Science&Technology,2016,57:132-145.
[16] KUMAR C,KARIM M A.Microwave-convective drying of food materials: A critical review[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2019,59(3):379-394.
[17] SCHIFFMANN R F.Microwave processing in the U.S.food industry[J].Food Technology,1992,46(12):50-52.
[18] GAO Q H, WU C S, WANG M, et al. Effect of drying of jujubes(Ziziphus jujuba mill.)on the contents of sugars,organic acids,α-tocopherol, β-carotene, and phenolic compounds[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012,60(38):9642-9648.
[19] WANG L, HOU G G, HSU Y H, et al. Effect of phosphate salts on the Korean non-fried instant noodle quality[J]. Journal of Cereal Science,2011,54(3):506-512.
[20] 杜雨桐,陈恺,承春平,等.真空低温油炸脆枣工艺优化[J].食品研究与开发,2023,44(11):136-144.DU Yutong, CHEN Kai, CHENG Chunping, et al. Optimization of vacuum low-temperature frying of crispy dates[J]. Food Research and Development,2023,44(11):136-144.
[21] 涂德星,焦云鹏,侯亚君,等.荞麦挤压膨化食品的加工工艺[J].食品工业,2020,41(1):124-127.TU Dexing, JIAO Yunpeng, HOU Yajun, et al. Processing technology of buckwheat extruded food[J]. The Food Industry, 2020, 41(1):124-127.
[22] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准食品中水分的测定:GB 5009.3—2016[S].北京:中国标准出版社,2017.National Health and Family Planning Commission of the People 's Republic of China.National food safety standards-Determination of moisture in food: GB 5009.3—2016[S]. Beijing: Standards Press of China,2017.
[23] 马庆华,王贵禧,梁丽松.质构仪穿刺试验检测冬枣质地品质方法的建立[J].中国农业科学,2011,44(6):1210-1217.MA Qinghua, WANG Guixi, LIANG Lisong. Establishment of the detecting method on the fruit texture of Dongzao by puncture test[J].Scientia Agricultura Sinica,2011,44(6):1210-1217.
[24] 曾习, 曾思敏, 龙维贞. 食品感官评价技术应用研究进展[J].中国调味品,2019,44(3):198-200.ZENG Xi, ZENG Simin, LONG Weizhen. Research progress of application of food sensory evaluation technology[J]. China Condiment,2019,44(3):198-200.
Process Optimization of Substandard Jujubes on Microwave Vacuum Puffing
黄蓉,尼格尔热依·亚迪卡尔,韩海霞,等.微波真空膨化加工等外枣工艺优化[J].食品研究与开发,2024,45(18):141-151.
HUANG Rong,NIGARY Yadikar,HAN Haixia,et al. Process Optimization of Substandard Jujubes on Microwave Vacuum Puffing[J].Food Research and Development,2024,45(18):141-151.