易开口瓜蒌籽负压入味加工技术研究及品质分析

胡昕迪，朱永全，2，马凯扬，朱 静，李 莹

（1.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏南京 210014；2.江苏海洋大学食品科学与工程学院，江苏连云港 222023；3.徐州泰硕药材种植有限公司，江苏徐州 221000）

瓜蒌又称栝楼、吊瓜，系葫芦科瓜蒌属，是一种营养丰富、雌雄异株、药食两用的功能性食品[1-2]。瓜蒌属植物共有80 余种，主要分布于东南亚及澳大利亚北部；我国拥有40 多种，主要分布在四川、江苏、浙江、湖北、安徽、贵州等地[3-4]。瓜蒌最早出现于《神农本草经》中，其后又被《中国药典》收录。瓜蒌果实具有清肺化痰、滑肠通便、宽胸散结等功效；瓜蒌籽可清肺化痰、滑肠通便；瓜蒌皮对心血管系统和血液循环系统具有较好的保护作用；瓜蒌根即天花粉，是一种有名中药药材，被广泛用于预防治疗冠心病、心绞痛、糖尿病等[5-6]。近年来，随着人们对健康饮食的重视，药食两用的食品受到了市场的青睐。瓜蒌籽因其具有较高营养价值也备受青睐。瓜蒌籽含有16.8%的不饱和脂肪酸、17 种维生素及16 种微量元素，炒熟后味道润绵、脆香特异，被誉为“瓜子之王”，是集休闲、营养、保健于一身的天然药膳食品[7]。当前，瓜蒌籽被作为休闲食品利用，但其加工技术还有待提升，目前的加工工艺会使产品出现口感差、得率低、保质期短等问题。还有少量试制瓜蒌籽油，利用渠道未能打开，其价值未得到充分体现，要加快开展瓜蒌籽深度开发利用研究，拓宽产业链。

负压入味技术能够降低产业能耗、提高生产效率，在食品行业得到广泛应用[8]。其原理是抽真空将料水压入瓜蒌籽仁内，节能方面区别于传统的高温煮制。方铁路等人[9]利用负压入味加工盐焗南瓜子，避免高温煮制并且能保留更多的营养，感官品质好、保质期长、成本低。由此可见，将该技术应用在瓜蒌籽领域将会有较强的市场竞争力。

1 材料与方法

1.1 原料

瓜蒌籽，徐州泰硕药材种植有限公司提供，产于江苏省徐州市铜山区；食盐、红糖、味精、柠檬酸与香辛料等，均为市售并符合食品卫生标准，于2022 年3 月购自南京。

1.2 仪器设备

BSA124S-CW 型电子分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司产品；熬煮锅，龙口市先科仪器公司产品；XK-5026 型真空负压锅，诸城市星科机械有限公司产品；DHG-9240A 型电热恒温鼓风干燥箱，上海飞越实验仪器有限公司产品。

1.3 工艺流程

原料筛选→料水配制→煮制→负压入味→烘烤→炒制→冷却→喷料水→晾干→包装。

1.4 操作要点

1.4.1 原料选择

选取色泽一致、颗粒饱满、大小均匀、无霉斑的瓜蒌籽。

1.4.2 煮制

煮锅中加入一定量的水，将食盐、红糖、柠檬酸、甜味剂与香叶、桂皮、八角、良姜、丁香、小茴香等香辛料放入煮锅中，搅拌均匀，烧开料水后煮制1 h。将煮好的料水中加入瓜蒌籽，再煮沸，在98～100 ℃下煮制1 h。

1.4.3 负压入味

把煮锅中的瓜蒌籽及料水转移至负压锅，密封好负压锅，检查是否漏气，抽真空至设定的压力，保持一定时间后放气，重复负压直至瓜蒌籽入味。

1.4.4 烘烤

将负压入味后的瓜蒌籽放入不锈钢细孔网盘中，静置沥水2 h，放入烘箱100 ℃，烘制2 h，将瓜蒌籽烘干至外干内湿后取出。

1.4.5 炒制

以陶瓷沙为介质，将陶瓷沙炒制加热到100℃，放入瓜蒌籽爆炒至130℃左右，直至瓜蒌籽焦香、易开口后取出。

1.4.6 喷料水

由于瓜蒌籽炒制后水分较低，外壳容易破碎，所以需迅速降温至50～60 ℃，用喷壶在瓜蒌籽表面均匀地喷洒少量料水（纯净水中加入食盐、红糖和0.5%的甜味剂）。

1.4.7 精选装袋

为防止余热造成瓜蒌籽氧化耗败，将炒好的瓜蒌籽要迅速冷却至室温，人工挑去颜色不均匀、破壳的瓜蒌籽和杂质，封口并装袋。

1.5 试验方法

1.5.1 指标测定

水分测定参考GB 5009.3—2016，脂肪测定参考GB 5009.6—2016，过氧化值、酸价、微生物与农药残留的测定及其判定参考GB 19300—2014；霉菌≤25 CFU/g；致病菌不得检出。

1.5.2 工艺参数试验

负压压力、负压次数、烘炒温度与时间均采用单因素试验对工艺参数进行研究，以确定较优的参数范围。

1.5.3 料液配方正交试验

通过对甜咸酸等调味原料的选择，确定瓜蒌籽最佳配方，以食盐、红糖、柠檬酸与甜味剂添加量为因素，分别选择不同的添加量进行四因素三水平正交试验[10]，确定最佳配比。

L9（34）正交试验因素与水平设计见表1。

1.5.4 瓜蒌籽烘炒前后的扫描电镜分析

取烘炒前后的瓜蒌籽样品，将瓜蒌籽剥壳，取其瓜蒌籽仁沿中线剥开，剥开的截面部分朝上，用导电胶固定，喷金30 s，保存于干燥容器内。将测试样品放置于扫描电子显微镜中观察，选取具有代表性的截面形貌进行保存。

1.5.5 风味物质的检测[11]

样品的处理：将2 种不同入味方式的瓜蒌籽剥壳粉碎，过20 目的筛子，准确称取5 g 瓜蒌籽粉末至20 mL 的顶空瓶中，于60 ℃下恒温预热15 min，做检测前准备，采用GC-MC 联用仪进行风味物质分析。色谱条件：HP-5MS 弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度250 ℃；不分流模式进样；载气为高纯度He；流速1.0 mL/min；程序升温：柱初温40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min 升至160 ℃，保持1 min 再以10 ℃/min 升至250 ℃，保持5 min。质谱条件：GC－MS 接口温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电离方式：电子电离；电子能量70 eV；质量扫描范围质荷比（m/z） = 30～550。

1.5.6 感官评价

瓜蒌籽品质检验采用感官评定法进行评定，评定小组成员由15 人组成，对瓜蒌籽的色泽、气味、口感、外观和滋味进行测试评定[12]。感官评价前2 h不吃东西，12 h 内禁止饮酒，品评前需冷水漱口，每2 个样品评定之间需间隔5 min。

感官评分标准见表2。

表2 感官评分标准

1.6 数据处理与分析

每个试验均重复进行3 次，取平均值，采用Microsoft Excel 2010、SPSS20.0 软件统计分析数据，使用GraphPad Prism 9 软件作图，试验结果均以均数±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 负压入味对瓜蒌籽的影响

考虑到负压入味是一个循序渐进的过程，负压压力越高入味越快[13]。选取负压压强分别为0.06，0.08，0.10 MPa，经试验发现负压压强为0.08 MPa 和0.10 MPa时的效果比0.06 MPa 效果好[14]。第1 次负压8 min后，瓜蒌籽含水率为28.4% （0.06 MPa） ＜35.1%（0.08 MPa）） ＜37.8%（0.10 MPa）。放气后，第2 次负压8 min，瓜蒌籽含水率在0.06 MPa 时为34.9%，在0.08 MPa 和0.10 MPa 时瓜蒌籽含水率均在44%左右。放气后第3 次负压8 min，瓜蒌籽含水率是47.2%（0.08 MPa） 和46.3%（0.10 MPa），均比0.06 MPa 时的含水率高，但0.08 MPa 和0.10 MPa 第3 次负压后的含水率和第2 次负压后的含水率差异不大。从后续工艺结果看，负压2 次能达到效果，且负压压强为0.08 MPa 和0.10 MPa 的效果无明显差异。因此，最终工艺选择负压压力0.08 MPa，压2 次每次8 min。

负压对瓜蒌籽含水率的影响见图1。

图1 负压对瓜蒌籽含水率的影响

2.2 不同烘烤时间下瓜蒌籽的水分含量

瓜蒌籽产品质量与水分含量相关，水分含量高则炒制时间长，降低瓜蒌籽品质；若水分含量过低，瓜蒌籽受热快，壳内部产生的水蒸气少，不足以膨胀开壳，不易开口[15]。因此，需要探究不同烘烤时间下的水分含量对瓜蒌籽品质的影响。将入味后的瓜蒌籽放入不锈钢漏网中沥干，设定烘箱100 ℃研究不同时间段的水分含量，每20 min 测定一次瓜蒌籽水分含量。当烘烤时间为120 min 时，水分含量12%左右，此时外干内湿，炒出的瓜蒌籽品质及口感最好。

不同时间段烘烤瓜蒌籽的含水率见表3。

表3 不同时间段烘烤瓜蒌籽的含水率

2.3 扫描电镜观测瓜蒌籽烘炒前后的微结构变化

瓜蒌籽微观结构图见图2。

图2 瓜蒌籽微观结构图

瓜蒌籽微观结构图中的图（a） 和图（d） 清晰地显示出瓜蒌籽的横切面，20 倍扫描电镜下没有明显区别。由图（b） 和图（e） 可以发现未烘炒瓜蒌籽的细胞结构排列整齐、分布规则，烘炒后各细胞之间排列错乱、分布不规则。由图（c） 和图（f） 可以发现未烘炒瓜蒌籽在电子显微镜下能够观测到比较完整的细胞结构，相对饱满。烘炒的瓜蒌籽细胞壁已经被高温破坏，变得干瘪。在高温加热的处理下，细胞破坏程度与加热温度呈现明显的正相关[16]。由于在高温烘炒过程中瓜蒌籽内的水分以气相的形式进行流动，水分受热后快速蒸发导致瓜蒌籽加热后呈现质地疏松和多孔的状态，质地也因此变得松脆[17]。

2.4 烘烤瓜蒌籽挥发性风味成分的分析

为比较负压入味和自然入味烘炒后瓜蒌籽的风味特性，采用GC-MS 联用仪测定其挥发性的风味物质，得到负压入味和普通自然入味烘烤瓜蒌籽挥发性风味成分分析的总离子流图（见图3）。这些挥发性气味物质主要是通过瓜蒌籽的糖类物质热降解，美拉德反应、脂肪氧化及热降解等反应产生，脂肪和蛋白质含量丰富，风味物质居多[18]。2 种工艺制作的瓜蒌籽风味物质也不同，负压入味检测出38 种挥发性化合物，自然入味检测出28 种。相同时间内，煮制入味不完全，渗透不均匀，香味物质种类及含量较负压入味低，挥发性物质相对较少。负压入味瓜蒌籽的芳香族类化合物高于蒸煮入味，且相对含量是自然入味的2 倍，负压入味的瓜蒌籽渗透较深，烘烤之后残留在瓜蒌籽中，抑制了脂肪氧化，且香辛料的风味物质渗入瓜蒌籽仁内，表现为焙烤香和坚果香，香味浓郁[8]。因此，负压入味的瓜蒌籽不仅减少入味的时间，还增加了瓜蒌籽特有的烘烤风味。

负压入味和自然入味挥发性成分分析的总离子流见图3，负压入味及自然入味挥发性成分分类见表4。

3 产品评价

3.1 感官指标

以食盐、红糖、柠檬酸、甜味剂为因素，分别选择不同添加量进行四因素三水平正交试验。

L9（34）正交试验方案及结果分析见表5。

表5 L9（34）正交试验方案及结果分析

由表5 可知，影响瓜蒌籽口感风味的各因素主次关系为柠檬酸添加量（C） ＞甜味剂添加量（D） ＞红糖添加量（B） ＞食盐添加量（A）；R 值比较发现，因素C 对瓜蒌籽品质影响最为显著，因素A 对瓜蒌籽品质影响最小，产品最佳配方中各组分添加量为食盐10%，红糖9%，柠檬酸0.5%，甜味剂0.5%。用此配方进行验证试验，烘烤瓜蒌籽综合评分为88 分。

3.2 基本指标

最佳工艺条件下所得易开口瓜蒌籽制品理化指标见表6。

表6 最佳工艺条件下所得易开口瓜蒌籽制品理化指标

由表6 可知，烘炒后瓜蒌籽水分含量为3.67%，远低于GB/T 22165—2008 中对烘烤类产品水分含量的限值15 g/100 g。其粗脂肪含量为45.12%，以不饱和脂肪酸为主，适量摄入可产生降低血脂、降低胆固醇及预防人体动脉粥样的硬化等功效[19]。瓜蒌籽的酸价为0.590 mg/g≤3 mg/g，过氧化值（以脂肪计）为0.065 g/100 g≤0.5 g/100 g，均符合GB 19300—2014 的要求；农药残留限量符合GB 2763—2021 的规定；甜味剂限量按照GB 2760—2014 执行。经测定，该工艺下的瓜蒌籽的大肠菌群、霉菌及致病菌检测结果均符合要求。

4 结论

将煮制入味和负压入味相结合的方式加工瓜蒌籽，通过单因素试验和正交试验优化得到易开口瓜蒌籽的最佳工艺条件和配方，配方中各组分添加量为食盐10%，红糖9%，柠檬酸0.5%，甜味剂0.5%及适量香辛料，工艺参数为负压压力0.08 MPa，负压2 次，每次8 min。于100 ℃下烘烤2 h，将陶瓷沙炒制加热到100 ℃，放入烘烤好的瓜蒌籽爆炒至130 ℃左右，直至瓜蒌籽焦香易嗑后取出。制备的易开口瓜蒌籽色泽均匀，口感酥脆易开口，具有较高的营养价值，成为深受消费者青睐的休闲食品。负压入味在很大程度上可缩短瓜蒌籽的入味时间，在相同时间内比自然入味的渗透效果更好，风味物质种类和含量更丰富，香味更浓郁，口感更佳。该工艺还能节约能耗，降低成本。由此可见，将该技术应用在瓜蒌籽加工将会有较强的市场竞争力。