脉冲电场预处理对鲜切莲藕片加工特性影响的研究

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莲藕是我国一种常见的水生根茎类蔬菜,因其爽脆的口感和丰富的营养倍受消费者喜爱;然而目前莲藕多以鲜食为主,加工消费量在总市场规模中占比极低。将莲藕进行鲜切加工后再制成即食性零售食品是一种极佳的生产销售方式,目前生产中通常将漂烫作为加工藕片的预处理方法,虽然一定程度上能够达到初步熟化和增强传质等目的,但也存在能耗高、效率低等问题,严重限制了莲藕产业的扩大发展,未能充分发挥这类农产品在乡村振兴中的重要价值和积极作用。因此,本研究将脉冲电场技术作为藕片腌制和油炸加工前的预处理方法,以期借助这一非热高效的新型加工技术提升加工效率和最终品质。主要研究内容及结果如下:(1)脉冲电场处理参数对脱除鲜切莲藕片中还原糖效果的影响研究为探究脉冲电场预处理对于增强藕片传质能力的影响效果,研究了不同脉冲电场参数(电场强度A、电场频率B和处理时间C)组合处理后藕片中还原糖迁出的情况。首先通过单因素试验确定了各电场参数与藕片中还原糖含量变化趋势的相互关系,并筛选出最佳作用效果的参数区间;借助Box-Benhnken响应面研究方法进行三因素三水平的试验设计,根据试验结果拟合出各电场参数对还原糖含量影响的多元线性回归模型,并通过方差分析判别各因素的影响水平和模型准确性。结果表明,三种因素对减少还原糖含量均具有显著性影响,还原糖含量的预测模型为Y=1.59-0.45×A-(9E-04)×B-0.05×C+0.26×A~2+(1.3E-06)×B~2+(1.78E-03)×C~2,其中模型的R~2为0.92。根据方差分析F值得到三种因素对还原糖含量影响程度的大小次序为:处理时间>电场强度>电场频率,与响应面分析得到的结果一致。模型预测出的脉冲电场最佳预处理参数为:电场强度1.43 k V/cm,电场频率180 Hz,处理时间21 s,此时还原糖含量最低,为0.61 mg/g。(2)脉冲电场预处理对腌制藕片传质动力学的影响研究为探究脉冲电场预处理对藕片腌制过程以及最终品质的影响,通过动力学研究了腌制中的传质过程并结合感官试验进行风味评定。首先对腌制前的鲜切莲藕片进行脉冲电场预处理,跟踪检测藕片在腌制过程中水分含量、Na Cl含量以及总重的变化趋势,借助动力学方程建立各组分含量变化模型;其次,测定腌制过程中体系内Na Cl的转移过程,分析得到腌制渗透平衡曲线;再通过菲克第二定律得到不同试验组样品的有效扩散系数;最后结合质构分析与感官评价试验,综合评价脉冲电场预处理对藕片腌制过程及品质的影响效果。结果表明:经过预处理后的藕片传质能力显著增强,腌制过程中的水分损失和Na Cl吸收均多于对照,且各试验组传质模型的误差较小,表明该模型可准确预测腌制过程中的组分含量变化;同时脉冲电场预处理组样品的传质系数(k2,2.38)和有效扩散系数(De,1.742E-6)均高于对照组样品(k2=1.79,De=9.506E-7),表明其可使腌制体系在更短的时间内达到渗透平衡(0.12,w/w)。通过品质对比发现,脉冲电场预处理组的着色情况和风味更佳。综合分析表明脉冲电场预处理对于改善腌制藕片的加工工艺和最终品质起到了积极的作用效果。(3)脉冲电场预处理对油炸藕片品质的影响研究为探究脉冲电场预处理对油炸藕片品质的影响,通过与高温漂烫预处理组(80°C,3 min)和空白对照组对比,研究了鲜切莲藕片预处理及油炸后的理化性质和品质的变化情况。分别测定了预处理后鲜切莲藕片的细胞活力、微观结构和切削力;以及油炸藕片的含油量、丙烯酰胺含量、脆性和褐变程度等指标。结果表明:经脉冲电场预处理后的鲜切莲藕片,其表面微观结构受到损伤,导致细胞活力显著降低,进行切削时所需的总功同样显著减少。进行油炸处理后,脉冲电场预处理同样能够起到降低含油量(减少15.0%)和丙烯酰胺生成量(减少25.9%)的积极效果;同时减缓了表面褐变程度,增强脆性,从而提升了油炸藕片品质,作用结果略优于高温漂烫预处理组。表明脉冲电场技术完全可以作为一种预处理方法应用于油炸藕片及类似产品的生产加工中,在节约生产资源和降低能耗的同时,进一步地改善了加工工艺以及产品质量。本文提出以脉冲电场技术作为鲜切莲藕片加工的预处理方法,将其应用于腌制和油炸藕片的生产过程中。研究表明其可以有效地起到等同于传统热处理加工的积极效果,同时极大地降低了能耗,避免了资源浪费,显著地优化了生产工艺,改善了最终产品的品质,并有望作为一种实用预处理方法应用于莲藕及类似产品的生产加工中。
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