烘烤葵瓜子工艺优化及品质分析

赵俊杰,王燕*

(湖南农业大学 食品科学技术学院,湖南 长沙,410128)

摘 要 葵瓜子经过炒制或者烘烤,口感酥脆,是一种优良的休闲食品,深受广大消费者的喜爱。该研究将蒸煮入味和负压入味2种方法相结合,大大缩短了葵瓜子入味的时间;同时对葵瓜子的配方及加工工艺进行了优化,得到最佳的烘烤葵瓜子工艺(以葵瓜子质量计):料液比1∶4(g∶mL),盐添加量10%,白糖添加量6%,甘草添加量6%,烘烤温度130 ℃, 烘烤时间2 h。烘烤葵瓜子中蛋白含量为19%,脂肪含量为53%,过氧化值和酸价均符合国家的标准,色泽均匀。同时检测出70余种风味物质,包含杂环类(吡嗪、吡咯、吡啶、呋喃)、烷烃类、醛类、酮类、酯类、酸类、醇类等,其中杂环类物质是主要的呈香物质,如2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪等物质,赋予葵瓜子特有香味。

关键词 葵瓜子;烘烤;加工工艺;风味物质

葵瓜子又名葵花籽,是向日葵的果实[1],是现代健康饮食中最受广大人民欢迎的种子之一。向日葵原产于北美洲,后来传入中国,在我国的种植历史已达400年,种植面积十分广泛,在世界上葵瓜子种植也十分广泛,种植地主要是在阿根廷和俄罗斯。葵瓜子既是一种重要的油料作物,其产油量达到10%左右[2];同时葵瓜子也可用来生吃或者烘烤[3],是广受人民喜爱的休闲食品,具有极高的营养价值,其中含有将近60%的脂肪、20%左右的蛋白质和20%左右的碳水化合物,含有较多的微量元素,如钙、铜、硒、磷等,少量的各类维生素和抗氧化活性物质[4]。葵瓜子还具有很多的药用价值,具有抑制高血压、预防老年痴呆、辅助体内的新陈代谢等作用[5]。葵瓜子经过烘烤或炒制之后,制成带有独特风味的休闲食品,其风味和酥脆口感深受人们的喜爱。

葵瓜子一般是经过挑选、清洗、煮制入味、干燥、烘烤或炒制等工艺制得的休闲食品,其中入味和烘烤或炒制是最关键的工艺[6]。传统的瓜子制作方式主要是铁锅炒制、电炉烘烤等,存在入味不充分、风味单一、保质期较短等缺点,已无法满足消费者的需求。如今,瓜子加工方法不断改进,在入味方面已有负压煮制[7]、常温常压煮制、浸泡、炒制入味等方式,还可将蒸煮、干燥、炒制、烘烤工艺相互结合,可制作出不同风味的葵瓜子。本实验为了得到风味更佳的葵瓜子休闲食品,对葵瓜子的加工工艺进行了优化,同时对加工后葵瓜子的营养和贮藏特性进行了研究。本研究对提高葵瓜子的加工水平和品质改进具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

葵瓜子(361型号,无虫害,颗粒饱满),童年记有限公司提供;糖、盐、香料(甘草、八角、桂皮)、自封袋等购自超市;硫酸、盐酸、石油醚、硫酸钾、硫酸铜、硼酸、异丙醇、冰乙酸、三氯甲烷、碘化钾、乙醚、体积分数为95%的乙醇、氢氧化钠、2-硫代巴比妥酸,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

电磁炉、电子天平、不锈钢筛子、KA-6189A真空腌制机,深圳市瑞丰电器有限公司;DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱、DHP-9082型电热恒温培养箱,上海飞越实验仪器有限公司;DE-100G万能高速粉碎机,浙江红景天工贸有限公司;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵、RE-2000B旋转蒸发器,巩仪市中天科技仪器有限公司;VAPODEST50S型Gerhardf全自动凯式定氮仪,德国格哈特公司;食品物性测试仪Texture Analyser,英国Stable Micro Systems 公司;GC-MS,日本岛津公司;DK-98-ⅡA型电热恒温水浴锅,天津市泰斯特仪器有限公司;WL-6C冠亚快速水分测定仪,深圳市冠亚技术科技有限公司;CR-400型色彩色差计,日本柯尼卡美能达公司。

1.3 工艺流程

烘烤葵瓜子的制作工艺如下:

1.4 操作要点

1.4.1 筛选

挑选出质粒饱满、大小均匀、色泽光亮的葵瓜子,没有霉变,无虫咬痕迹,每次称取500 g葵瓜子水洗之后进行试验。

1.4.2 入味

电磁炉上煮制,煮沸之后在加入适量的盐、糖、香辛料(八角5 g、桂皮5 g,甘草适量)等,调小火,煮20 min入味,稍微冷却至50 ℃左右,转移到真空腌制机中,料水一定要没过葵瓜子,以确保入味均匀,抽真空,减压入味20 min。

1.4.3 干燥烘烤

将入味的葵瓜子均匀地平铺在铁丝网上,放入电热鼓风干燥箱中,70 ℃干燥4 h,然后再升温烘烤,烤至葵瓜子有较好的脆度,冷却包装。

1.5 实验方法

1.5.1 单因素试验

以葵瓜子的脆度和感官评分为评价指标对下列参数进行单因素试验,以确定较优的参数范围。

1.5.1.1 料液比

在盐添加量10%、糖添加量6%、甘草添加量6%(均为质量分数,下同)、烘烤时间2 h、烘烤温度130 ℃条件下,考察不同料液比(1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7,g∶mL)对葵瓜子的脆度和感官评分的影响。

1.5.1.2 盐添加量

在料液比1∶4(g∶mL),糖添加量6%、甘草添加量6%、烘烤时间2 h、烘烤温度130 ℃条件下,考察不同盐添加量(8%、10%、12%、14%、16%)对葵瓜子的脆度和感官评分的影响。

1.5.1.3 糖添加量

在料液比1∶4(g∶mL),盐添加量10%、甘草添加量6%、烘烤时间2 h、烘烤温度130 ℃条件下,考察不同糖添加量(2%、4%、6%、8%、10%)对葵瓜子的脆度和感官评分的影响。

1.5.1.4 甘草添加量

在料液比1∶4(g∶mL),盐添加量10%、糖添加量6%、烘烤时间2 h、烘烤温度130 ℃条件下,考察不同甘草添加量(3%、4%、5%、6%、7%)对葵瓜子的脆度和感官评分的影响。

1.5.1.5 烘烤温度

在料液比1∶4(g∶mL),盐添加量10%、糖添加量6%、甘草添加量6%、烘烤时间2 h条件下,考察不同烘烤温度(100、110、120、130、140 ℃)对葵瓜子的脆度和感官评分的影响。

1.5.1.6 烘烤时间

在料液比1∶4(g∶mL),盐添加量10%、糖添加量6%、甘草添加量6%、烘烤温度130 ℃条件下,考察不同烘烤时间(1、1.5、2、2.5、3 h)对葵瓜子的脆度和感官评分的影响。

1.5.2 正交试验设计

对单因素进行显著性分析检验得到P值,一般是P<0.05有显著性,P<0.01是较显著性,P<0.001是极其显著性。由表1的P值可知,单因素对葵瓜子的感官评分影响大小是烘烤时间=烘烤温度>料液比>盐添加量>甘草添加量>糖添加量,对葵瓜子的脆度值影响大小是烘烤时间>烘烤温度>料液比>糖添加量>盐添加量>甘草添加量,其中糖的添加量对烘烤葵瓜子的品质影响不显著。综上,以葵瓜子的感官评分和脆度值为评价指标,选取了烘烤时间、烘烤温度、料液比和盐添加量为自变量,选用3个水平,用L9(34)正交表设计实验(表2)。

表1 单因素主体间效应检验
Table 1 One-way between-subject effect test

源因变量平方和自由度均方FP修正模型感官评分2 090.745a2487.1144.8520.043脆度值 183.220b247.6345.3960.035截距感官评分179.9961179.99610.0260.025脆度值 62.303162.30344.0410.001料液比感官评分624.954156.2388.7020.018脆度值 1.10440.2760.1950.931糖添加量感官评分323.785480.9464.5090.065脆度值 15.44643.8622.730.15盐添加量感官评分501.8814125.476.9890.028脆度值 2.23840.560.3960.805甘草添加量感官评分402.9724100.7435.6110.043脆度值 0.08340.0210.0150.999烘烤时间感官评分866.8734216.71812.0710.009脆度值 99.037424.75917.5020.004烘烤温度感官评分864.044216.0112.0320.009脆度值 70.976417.74412.5430.008误差感官评分89.766517.953脆度值 7.07351.415总计感官评分173 90830脆度值 1 096.31630

注:a、b表示使用Alpha=0.05进行计算

表2 L9(34)正交试验因素与水平设计表
Table 2 The dasign of factors and levels of L9(34) orthogonal test

水平因素A(烘烤时间)/hB(烘烤温度)/℃C(料液比)(g∶mL)D(盐添加量)/%11.51101∶38221201∶41032.51301∶512

1.5.3 基本指标测定方法

蛋白质含量测定参照GB/T 5009.5—2016中凯式定氮法;脂肪含量测定参照GB/T 5009.6—2016中索式抽提法;灰分含量测定参照GB/T 5009.4—2016中食品总灰分的测定;水分含量用水分快速测量仪得出;过氧化值测定参照GB/T 5009.227—2016中滴定法;酸价测定参照GB/T 5009.229—2016中冷溶剂指示剂滴定法。

1.5.4 色泽的测定

参照艾静汶等[8]的方法并稍加修改,用色彩色差计进行测量,将葵瓜子进行剥壳,粉碎成粉末,过20目的筛子,放入色差仪的圆形柱测量池中,测试总颜色的变化,颜色指数采用L*a*b*、ΔE色彩空间进行表示:其中L*是烘烤葵瓜子亮度,值越大瓜子的亮度就越大;a*是烘烤葵瓜子红绿色的颜色值,a*值为负数,绝对值越大葵瓜子更显绿色,值为正数,值越大更显红色;b*是烘烤葵瓜子黄蓝色的颜色值,b*为正数,值越大瓜子更显黄色,值为负数,绝对值越大更显蓝色;ΔE是烘烤葵瓜子在一段时间的褐变程度,ΔE值越大,说明烘烤葵瓜子仁这段时间的颜色变化比较明显。据相关研究报道,ΔE值为0~0.5可视为差异微小,0.5~1.5差异略微显著,1.5~3差异相对显著,3~6肉眼可见,超过6的颜色变化的差异极其显著[9]

1.5.5 脆度的测定

原料的处理:把瓜子壳去掉,选取大小均匀,颗粒饱满的瓜子仁用质构仪进行检测。

质构仪质地多面分析(texture profile analysis,TPA)测试条件[10]:取1 000 N的量程,P/36R的探头,操作模式TPA运行程序,测试前速度2 mm/s,测试速度1 mm/s,测试后速度5 mm/s,形变压缩比40%,触发力10 g,两次压缩时间间隔时间5 s,测试数据选取脆度值。

1.5.6 风味物质的检测

样品的处理:将经优化处理后得到的葵瓜子剥壳,粉碎,过20目的筛子,准确称取3~5 g的瓜子粉至20 mL的顶空瓶中,60 ℃恒温预热15 min,将老化后的固相微萃取头65 μm PDMS/DVB萃取头插入顶空瓶中,吸附30 min后取出萃取头,立即插入GC进样口中,解吸3 min,采用GC-MS进行风味物质分析[11]

GC条件:Agilent J&W DB-5 ms色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度250 ℃,不分流进样,载气(He)流速1.2 mL/min;压力61.8 kPa;升温程序:35 ℃保持2 min,以5 ℃/min升温至85 ℃,再以3.5 ℃/min升温至130 ℃,再以5 ℃/min升温至190 ℃,保持2 min。

MS条件:电子电离源;电子能量70 eV;离子源温度200 ℃;传输线温度250 ℃,采用全扫描模式采集信号;质量扫描范围m/z 35~500.

1.5.7 感官评价

感官评价结合张珍林等[12]的方法加以修改,感官评价标准见表3。评定小组由15名食品专业的学生和5名其他专业的学生组成,对葵瓜子的气味、色泽、外观、口感和滋味进行测试评定。要求在感官评价前2 h不吃东西,每2个产品评定间隔5 min,冷水漱口。

表3 烘烤瓜子的感官评价标准
Table 3 Sensory evaluation criteria of roasted seeds

评价项目具体特性描述评分/分具有瓜子特有的香气,香辛料香味适中15~20气味香气不足,香辛料气味较淡,无异味8~14基本无香味,有明显的异味0~7色泽均匀,无异色11~15色泽色泽较均匀,无明显的异色6~10色泽混乱,有明显的异色0~5颗粒形态饱满,无开裂8~10外观颗粒形态较完整,部分轻微开裂4~7颗粒形态不完整,严重开裂0~3干脆,易磕酥脆21~30口感稍有黏性,可以磕开较酥脆11~20黏牙,过硬或者过软,不酥脆0~10咀嚼时有浓郁的瓜子香味,咸味、甜味、香料味适中21~25滋味咀嚼时有淡淡的瓜子香味和香料味,咸味、甜味较好11~20咀嚼时无香味,带有异味,咸味、甜味过重0~10

1.6 数据处理与分析

每个试验重复3次,取平均值,使用Excel 2019、SPSS 2020软件分析统计数据,使用Orijin 2021软件作图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 料液比对烘烤葵瓜子的影响

烘烤葵瓜子在不同的料液比下的脆性值和感官评分如图1所示。料液比的不同进而引起脆性值和感官评分不同,随着水量的增加,感官评分先增加后减少,这是由于水量的增加导致煮制溶液中盐、糖和香料的浓度降低,使得葵瓜子入味不够充分,风味感知度降低,影响口感,感官评分下降。在料液比(g∶mL)为1∶4时,感官评分最高,口感较好、颜色均匀,有浓厚的香味。葵瓜子仁的脆度值是指瓜子仁在破裂之后,其破碎力度与破碎的时间比值(kg/s),主要是反应葵瓜子的酥脆性。破碎力度越大,脆度值越大,瓜子仁酥脆性越差;脆度值越小,瓜子仁的酥脆性越好。当产品的脆度值主要为3.5~4.5 kg/s,酥脆性影响不大[13]。由图1可知,烘烤葵瓜子的脆度值为3.6~4.3 kg/s,瓜子的酥脆性变化不大。料液比的不同,葵瓜子的口感有很大的区别,葵瓜子的水分经过干燥和烘烤,水分不断流失,瓜子变得酥脆。综上,料液比为1∶4(g∶mL)时,烘烤葵瓜子的口味最佳。

图1 料液比对烘烤葵瓜子的影响
Fig.1 Effect of solid-liquid ratio on roasted sunflower seeds

2.1.2 盐添加量对烘烤葵瓜子的影响

在烘烤葵瓜子的煮制工艺中,加入盐增添葵瓜子烘烤之后的风味。如图2所示,随着盐添加量的不断增加,脆度值先降低后升高,感官评分呈现先增加后降低的趋势。在煮制过程中,咸味不断渗透进瓜子里,盐添加量增加,渗进瓜子的咸味就会增加。葵瓜子干燥和烘烤过程中,随着时间延长,瓜子的水分越来越少,咸味都残留在瓜子里,导致瓜子咸味过重,口感过差,评分较低。盐浓度的过高导致水分流失速度加快,在烘烤过程中可能导致蛋白质变性,瓜子的破碎力度会变大,使得脆度值增加,酥脆性变差。综上,盐添加量为10%时,葵瓜子的口感最佳。

图2 盐添加量对烘烤葵瓜子的影响
Fig.2 Effect of salt addition on roasted sunflower seeds

2.1.3 糖添加量对烘烤葵瓜子的影响

糖和盐一样是调味料,在煮制液中加入糖可以给瓜子增添香味。如图3所示,糖的添加量对烘烤葵瓜子的酥脆性无明显的变化,但感官评价有很大的区别。随着糖添加量的增加,感官评分也增加,糖添加量为6%时,瓜子的感官评分达到最高,随之评分下降。由图3可知,糖的添加量对脆度值影响不大,因此对酥脆性影响不大。总的来说,当糖添加量为6%时,瓜子感官评分最高,风味最佳。

图3 糖添加量对烘烤葵瓜子的影响
Fig.3 Effect of sugar addition on roasted sunflower seeds

2.1.4 甘草添加量对烘烤葵瓜子的影响

甘草是草本植物,药食同源,味甘甜,是一种很好的香辛料,同时它也有很多的药理作用,能够预防肿瘤、血糖高、动脉硬化等疾病,在医药、食品行业应用广泛[14]。将适量的甘草加入煮制液中入味,使得葵瓜子风味多样化。如图4所示,甘草的添加量对葵瓜子的感官评分有很明显的差别,甘草添加量为6%时,感官评分达到90左右,瓜子仁醇香,香料味适中,此后,随着甘草添加量增大,感官评分下降,甘草添加的越多,味道更浓,完全掩盖了瓜子独特的香味。甘草添加量对脆度值无太大的影响,当甘草添加量为6%时,烘烤葵瓜子的感官评分最高,酥脆性很好。

2.1.5 烘烤温度对烘烤葵瓜子的影响

如图5所示,随着烘烤温度的增加,感官评分先增加后减少,脆度值先降低后增高,酥脆性先增加后减少。在烘烤时间均为2 h条件下,烘烤温度100 ℃,水分蒸发较慢,水分含量偏高,瓜子仁不脆,感官评分很低。随着烘烤温度的升高,瓜子里水分流失速度加快,水分含量降低。同时,温度升高导致蛋白质发生变性,内部空间收缩,蛋白质分子变得紧密,形成一种较硬的稳定的结构,瓜子变得酥脆。当烘烤温度达到130 ℃时,感官评分最高,此时葵瓜子的酥脆性最好。但温度过高,时间过长,瓜子易烤焦糊,硬度增大,不酥脆,入口性较差,感官评分降低。

图4 甘草添加量对烘烤葵瓜子的影响
Fig.4 Effect of licorice addition on roasted sunflower seeds

2.1.6 烘烤时间对烘烤葵瓜子的影响

如图6所示,烘烤1 h的脆度值是12.15 kg/s、感官评分为66,葵瓜子的水分含量偏高,咀嚼偏软,瓜子的香味很淡。葵瓜子在烘烤过程中会发生一系列的反应,产生风味物质,如吡嗪、吡啶等,给瓜子带来香味,烘烤的时间不够,瓜子不够酥脆,含水量较高,风味物质的含量偏低,瓜子的香味很低。烘烤的时间过长,葵瓜子容易烤焦糊,硬度增大,酥脆性变差,瓜子会有焦味。烘烤2 h的葵瓜子,脆度值为5.72 kg/s,评分为85,酥脆性很好,有很浓郁的烘烤的气味。

图5 烘烤温度对葵瓜子的影响
Fig.5 Effect of baking temperature on sunflower seeds

图6 烘烤时间对葵瓜子的影响
Fig.6 Effect of baking time on sunflower seeds

2.2 正交试验结果分析

在单因素的基础上,进行的正交试验结果见表4。

表4 L9(34)正交试验方案及结果分析表
Table 4 L9 (34) orthogonal test scheme and result analysis table

试验编号因素评价指标A(烘烤时间)/hB(烘烤温度)/℃C(料液比)(g∶mL)D(盐添加量)/%脆度值/(kg·s-1)感官评分/分a1.51201∶387.1975.23b1.51301∶4105.3381.15c1.51401∶5125.7766.36d21201∶4105.5781.36e21301∶5124.6976.64f21401∶384.3768.69g2.51201∶5126.5072.45h2.51301∶385.9175.83i2.51401∶4106.3468.75K16.10 6.42 5.82 6.07 脆度值K24.88 5.31 5.75 5.40K36.25 5.49 5.65 5.75 R1.37 1.11 0.17 0.67 K173.76 76.91 72.2672.70 感官评分K275.56 77.8777.09 74.10K372.34 67.93 71.82 74.07 R3.22 9.945.27 1.40

注:K是平均值,R是极值

由表2、表4可知,在糖添加量和甘草添加量均为6%、工艺条件为A2B2C2D2时,即烘烤时间2 h、烘烤温度130 ℃、料液比1∶4(g∶mL)、盐添加量10%的条件下,烘烤葵瓜子酥脆性最好,感官评分最高。由极差分析可知,烘烤时间对葵瓜子的酥脆性影响最显著,烘烤温度对葵瓜子的感官评分影响最显著,正交试验优化了烘烤葵瓜子的工艺。

2.3 基本指标

葵瓜子经过负压浸泡入味和自然浸泡入味之后烘烤得到的烘烤葵瓜子,其基本成分也发生了变化,如表5所示。蛋白质、脂肪的含量分别为19.7%、53.6%,负压入味和自然入味没有显著性的变化;水分含量分别是2.02%和1.95%,烘烤中水分不断蒸发,瓜子逐渐变得酥脆,同时参照GB/T 22165—2008《坚果炒货食品通则》中坚果炒货食品水分含量不得超过15%,此烘烤葵瓜子符合标准。烘烤葵瓜子在煮制、干燥和烘烤过程中温度过高都会促进脂肪氧化[15],但是负压入味灰分含量、过氧化值、酸价都要低于自然入味的瓜子。在相同的时间内,烘烤葵瓜子负压入味比自然入味滋味更浓,料水中的抗氧化物质抑制了脂肪氧化,但都不超过GB 19300—2014《食品安全国家标准 坚果与籽类食品》规定的生瓜子的过氧化值不得超过0.08 g/100 g,熟瓜子的不超过0.8 g/100 g,酸价不超过3 mg/g的标准,符合人们味觉要求;同时负压入味的瓜子感官评分达到88分,显著高于自然入味负压入味,入味时间短,酥脆可口,瓜子仁的风味适中,香味很浓郁。

表5 生葵瓜子和烘烤葵瓜子品质指标
Table 5 Quality indexes of raw sunflower seeds and roasted sunflower seeds

指标烘烤葵瓜子(负压入味)烘烤葵瓜子(自然入味)蛋白质含量/%19.75±0.04a19.71±0.03a脂含量肪/%53.65±0.26a53.55±0.47a水分含量/%2.02±0.11a1.95±0.25a灰分/[g·(100 g)-1]8.51±0.25a8.66±0.11b过氧化值/[g·(100 g)-1]0.008 0±0.000 95b0.009 2±0.003 2a酸价/[g·(100 g)-1]0.55±0.056a0.58±0.044b脆性值/(kg·s-1)4.55±0.79a4.56±0.88a感官评分/分88.65±3.44b78.54±2.1a

注:同一行肩标小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)

2.4 色泽变化

产品的颜色十分的重要,直接影响消费者的食欲程度。葵瓜子在烘烤过程中会发生美拉德反应,产生褐变,引起瓜子仁在烘烤前后发生变化[16],如表6色度指数所示,瓜子仁在烘烤前后颜色有明显的变化。通过肉眼可以观察到,烤过的葵瓜子颜色明显变黄;由表6可知,与生葵瓜子相比,负压入味和自然入味的L*正数值降低,a*b*正数值都是增大,葵瓜子在烘烤的过程中,瓜子的亮度降低,偏向红色和黄色的程度较深。根据之前的研究报告,由于褐变和变质反应的发展以及坚果的理化变化,在高温或者长期贮藏下的坚果的亮度和红度分别降低和增加[17-18]。负压入味的亮度要较深,偏向红色和黄色的程度比自然入味的要多。瓜子在负压浸泡过程中,料液渗透的程度要深,干燥之后,残留的料水物质较多,影响了瓜子仁的颜色。2种烘烤葵瓜子总的颜色变化ΔE值增加,达到了49.83、45.60,ΔE值差值4.23,颜色变化肉眼可见,与未烘烤的葵瓜子相比超过12,颜色变化极其显著。

表6 烘烤葵瓜子前后颜色色度指数
Table 6 Color chromaticity index of sunflower seeds before and after roasting

色度指数生葵瓜子烘烤葵瓜子(负压入味)烘烤葵瓜子(自然入味)L∗66.33±0.15a54.54±0.2c47.04±0.87ba∗1.61±0.08b5.73±0.54a3.66±0.08cb∗13.97±0.1a26.54±0.59c20.03±0.62aΔE33.46±0.22b49.83±0.29a45.60±0.69c

2.5 烘烤葵瓜子挥发性风味成分的分析

采用GC-MS测定挥发性风味物质,通过顶空固相微萃取装置加热葵瓜子粉末,用固相微萃取头插入装置,进行吸附香味物质,放入GC-MS装置中检测,得到的烘烤葵瓜子(负压入味)挥发性风味成分分析色谱图(图7)。

图7 烘烤葵瓜子粉末挥发性风味物质总离子流图
Fig.7 Total ion current map of volatile flavor compounds of roasted sunflower seeds powder

这些挥发性气味物质主要是通过脂肪的氧化和热降解、美拉德反应以及糖类热降解反应产生的[19],烘烤葵瓜子脂肪、蛋白质含量丰富,风味物质众多。

本研究将GC-MS检测到的挥发性化合物进行分类分析,其归一化的化合物种类总的相对含量如表7所示。两种不同的入味工艺烘烤葵瓜子的风味物质有很大的差异性,负压入味检测出70种挥发性化合物,自然入味检测出41种。相同时间内,自然入味不完全,渗透不均匀,香味物质含量很低,挥发性物质检测不出来。

杂环类化合物是瓜子中主要的呈香物质,其表现为焙烤香和坚果香,负压入味的烘烤葵瓜子杂环类化合物相对含量是自然入味的3倍,为15.55%左右,香味浓郁。自然入味的烘烤葵瓜子醇类、酸类和烷烯烃物质相对含量高于负压入味,可能是负压入味的烘烤葵瓜子料水渗透较深,烘烤之后残留在瓜子中,抑制了脂肪氧化。负压入味的烘烤葵瓜子不仅减少入味的时间,烘烤葵瓜子还有了浓郁的坚果香、焙烤香、青草味等风味。

表7 两种工艺的烘烤葵瓜子风味物质
Table 7 Flavor substances of roasted sunflower seeds in two processes

种类烘烤葵瓜子(负压入味)/%烘烤葵瓜子(自然入味)/%醛类 29.91±11.1927.05±11.29酮类 22.36±7.051.48±0.54醇类 2.75±0.764.01±0.31酸类 0.70±0.222.14±1.02酯类 9.85±2.584.87±3.28烷烯烃18.88±4.66555.77±11.01杂环类15.55±1.35 4.7±1.82

3 结论

将蒸煮和负压入味结合起来,通过单因素和正交试验优化得到烘烤葵瓜子的最佳工艺为(以葵瓜子质量计)料液比1∶4(g∶mL),盐添加量10%,糖添加量6%,甘草添加量6%,烘烤时间2 h,烘烤温度130 ℃。由此得到的烘烤葵瓜子蛋白质含量19%左右,脂肪含量53%左右,营养丰富,酥脆可口,是日常生活中必不可少的休闲食品。负压浸泡入味大大缩短了入味的时间,在相同时间内,负压浸泡比自然浸泡料液的渗透效果更好,葵瓜子的色泽更均匀,酥脆可口,负压入味的葵瓜子风味物质众多,香味比自然入味的要浓郁很多,口感更佳。

参考文献

[1] DE OLIVEIRA FILHO J G, EGEA M B.Sunflower seed byproduct and its fractions for food application:An attempt to improve the sustainability of the oil process[J].Journal of Food Science, 2021, 86(5):1 497-1 510.

[2] MOHAMMADI-MOGHADDAM T, FIROOZZARE A, HELALIAN S.The effect of different spices on the moisture content, texture characterizations and consumer preferences of roasted sunflower seeds[J].Food Chemistry:X, 2021, 12:100130.

[3] ADELEKE B S, BABALOLA O O.Oilseed crop sunflower (Helianthus annuus ) as a source of food:Nutritional and health benefits[J].Food Science &Nutrition, 2020, 8(9):4 666-4 684.

[4] S, et al.Corrigendum to “The effect of process parameters and catalyst support preparation methods on the catalytic efficiency in transesterification of sunflower oil over heterogeneous KI/Al2O3-based catalysts for biodiesel production”[J].Fuel, 2022, 315:123246.

[5] 周强. 洽洽香瓜子不同生产工艺及贮藏过程中挥发性成分分析[D].合肥:安徽农业大学,2016.

ZHOU Q.Analysis of volatile components in different production processes and storage of ChaCheer aroma sunflower seeds[D].Hefei:Anhui Agricultural University,2016.

[6] 郭书爱.坚果炒货食品加工技术探讨[J].现代食品,2019(14):68-69;84.

GUO S A.Discussion on processing technology of nuts fried food[J].Modern Food,2019(14):68-69;84.

[7] 方铁路,王景源,李玉岩,等.盐焗南瓜子负压入味加工工艺研究[J].现代食品,2020(8):82-84;89.

FANG T L, WANG J Y, LI Y Y, et al.Study on the processing technology of salt baked pumpkin seeds for taste under negative pressure[J].Modern Food, 2020(8):82-84;89.

[8] 艾静汶,李建强,程三红,等.护色剂及包装工艺对水煮花生贮藏效果的研究[J].粮食与油脂,2021,34(7):70-73;81.

AI J W,LI J Q,CHENG S H, et al.Study on the effect of color protectants and packaging technology on the storage of boiled peanut[J].Cereals &Oils,2021,34(7):70-73;81.

[9] DIBAGAR N, KOWALSKI S J, CHAYJAN R A, et al.Accelerated convective drying of sunflower seeds by high-power ultrasound:Experimental assessment and optimization approach[J].Food and Bioproducts Processing, 2020, 123:42-59.

[10] 郑秀艳,孟繁博,林茂,等.60Co-γ辐照对花生杀菌效果及其品质的影响[J].现代食品科技,2018,34(1):91-96;67.

ZHENG X Y, MENG F B, LIN M, et al.Effects of 60Co γ-irradiation on the sterilization and quality of Arachis hypogaea L.[J].Modern Food Science and Technology,2018,34(1):91-96;67.

[11] 刘云花,胡晖,刘红芝,等.花生饼粕及花生壳烘烤风味分析[J].食品科学,2017,38(2):146-153.

LIU Y H, HU H, LIU H Z, et al.Analysis of volatile compounds in roasted peanut shell and peanut cakes by HS-SPME-GC-MS[J].Food Science,2017,38(2):146-153.

[12] 张珍林,韦传宝,殷智超.绿茶魔芋南瓜子配方优化[J].赤峰学院学报(自然科学版),2018,34(5):56-59.

ZHANG Z L, WEI C B, YIN Z C.Optimization of the formula of Amorphophallus pumpkin seed[J].Journal of Chifeng University(Natural Science Edition),2018,34(5):56-59.

[13] SAMAKRADHAMRONGTHAI R S, JANNU T, RENALDI G.Physicochemical properties and sensory evaluation of high energy cereal bar and its consumer acceptability[J].Heliyon, 2021, 7(8):e07776.

[14] 李定金,段振华,张志,等.风味山药脆片脆化工艺的优化[J].食品工业科技,2019,40(7):155-160.

LI D J, DUAN Z H, ZHANG Z, et al.Optimization of the embrittlement process of flavored yam chips[J].Science and Technology of Food Industry, 2019,40(7):155-160.

[15] 李娜,张晨,钟赣生,等.不同品种甘草化学成分、药理作用的研究进展及质量标志物(Q-Marker)预测分析[J].中草药,2021,52(24):7 680-7 692.

LI N, ZHANG C, ZHONG G S, et al.Research progress on chemical constituents and pharmacological effects of different varieties of Glycyrrhizae Radix et Rhizoma and predictive analysis of quality markers[J].Chinese Traditional and Herbal Drugs, 2021, 52(24):7 680-7 692.

[16] JING B Y, GUO R, WANG M Z, et al.Influence of seed roasting on the quality of glucosinolate content and flavor in virgin rapeseed oil[J].LWT, 2020, 126:109301.

[17] 刘玉兰,舒垚,孙国昊,等.花生品种对花生酱风味及综合品质的影响[J].食品科学,2021,42(9):15-21.

LIU Y L,SHU Y,SUN G H,et al.Effects of different varieties of peanuts on the flavor and quality of peanut butter[J].Food Science,2021,42(9):15-21.

[18] HOSSEINI H, YAGHOUBI HAMGINI E, JAFARI S M, et al.Improving the oxidative stability of sunflower seed kernels by edible biopolymeric coatings loaded with rosemary extract[J].Journal of Stored Products Research, 2020, 89:101729.

[19] 周萍萍,黄健花,李佳,等.烘烤条件对葵花籽油风味和品质的影响[J].中国油脂,2013,38(12):1-5.

ZHOU P P, HUANG J H, LI J, et al.Effects of roasting conditions on flavor and quality of sunflower seed oil[J].China Oils and Fats, 2013,38(12):1-5.

Optimization and quality analysis of roasted sunflower seeds

ZHAO Junjie,WANG Yan*

(School of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

ABSTRACT Sunflower seeds are fried or roasted and have a crisp taste. They are an excellent snack food and are deeply loved by consumers. In this study, the two methods of cooking and negative pressure were combined, which greatly shortened the time for sunflower seeds to taste. At the same time, the formula and processing technology of sunflower seeds were optimized, and the best roasting sunflower seeds process (calculated by the weight of sunflower seeds) was obtained, the ratio of solid to liquid was 1∶4, the amount of salt added was 10%, the amount of sugar added was 6%, the amount of licorice added was 6%, the roasting temperature was 130 ℃, and the roasting time was 2 h. The protein content of roasted sunflower seeds was 19%, the fat content was 53%, the peroxide value and acid value were in line with national standards, and the color was uniform. At the same time, more than 70 kinds of flavor substances were detected, including heterocycles (pyrazine, pyrrole, pyridine, and furan), alkanes, aldehydes, ketones, esters, acids, alcohols, and other substances. The main aroma substances, such as 2-methylpyrazine, 2,5-dimethylpyrazine, 2-ethyl-5-methylpyrazine, etc., endowed sunflower seeds with their unique aroma.

Key words roasted sunflower seeds; roast; processing technology; flavor substances

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031986

引用格式:赵俊杰,王燕.烘烤葵瓜子工艺优化及品质分析[J].食品与发酵工业,2023,49(10):237-244.ZHAO Junjie,WANG Yan.Optimization and quality analysis of roasted sunflower seeds[J].Food and Fermentation Industries,2023,49(10):237-244.

第一作者:硕士研究生(王燕教授为通信作者,E-mail:693675748@qq.com)

收稿日期:2022-04-18,改回日期:2022-05-16