一种降低椰子片硬度的方法与流程

本发明属于食品加工领域，具体涉及一种降低椰子片硬度的方法。
背景技术：
：椰子(cocosnuciferal.)为多年生常绿乔木，是棕榈科椰子属植物，不仅是热带地区主要景观植物之一，也是热带地区主要的木本油料作物和食品能源作物，更是重要的热带经济作物。我国椰子有2000多年的栽培历史，主产于海南东部沿海，雷州半岛、云南省和台湾省的南部。2016年，海南椰子种植面积近30万亩，占全国种植面积的90％以上，椰子产量2.33亿个，产量占全国的99％。椰子营养与保健价值很高，香味和滋味独特，深受消费者欢迎。椰肉美味可口、营养丰富，新鲜的椰肉椰香四溢，可以用来生产椰奶；干燥后的椰肉可以加工成椰子饼和椰蓉；椰肉中含有丰富的椰子油，可以用来生产椰子油等产品。近年来，椰子脆片产品因其香气浓郁、产品形式独特、营养安全等特点一上市而广受消费者喜爱。然而，椰子脆片咀嚼到最后有一种渣渣的感觉，影响其口感。究其因，与椰肉中的纤维素有关。据研究发现，椰干中纤维素含量2.0％～6.0％左右，而去油及水的椰肉纤维含量为10％～12％，这些纤维素物质与椰肉中的脂肪和蛋白质形成束状纤维结构，组织状态致密坚硬，椰肉的这种结构特性严重影响椰子脆片的口感和脆度，使之有种渣渣而刺喉的感觉。因而，在椰子脆片加工过程中如何将椰肉纤维进行软化，改善和提供椰子脆片的咀嚼愉悦感并减少椰肉纤维对口腔和喉咙的刺激；同时也便于椰肉加工入味，改善椰子脆片产品口感和风味是当今现代化工业化椰子产业发展亟需解决的问题之一。众所周知，椰子脆片是以新鲜椰肉为主原料，以白砂糖及其他食品添加剂为配料，经过切片、混合、配制、包装等传统配方加工而成的。目前，为了改善椰子脆片的口感，有人采用慢速冷冻、快速解冻和微波处理等以改善椰肉的加工特性和口感特征，但是增加了前处理的工序和时间。有人采用将椰肉进行速冻处理，烘干后用于椰子片的加工，虽然提高了椰子片的香味，但同样增加了加工的工序和时间。有人采用添加保脆剂改善椰子片口感，而这种做法不利于健康，而且影响椰子本身的香味特征。还有人采用通过改变传统椰子片的切片方式，使椰肉内部结构发生变化，从而实现改善传统椰子片的脆度和口感的目的。但根据发明人的研究表明，这些方法和手段技术加工出来的椰子片产品质量不稳定，虽然能在不同程度改善椰子片脆度和口感，但效果并不十分理想，特别是椰子片渣渣的感觉并未改善。鉴于此，通过全面分析椰肉成分，找出影响椰肉软硬度的关键要素，找出针对该成分的靶标产品，通过实验进行反复论证，在传统的感官评定基础上，再结合用质构仪的理性分析，综合判定生物酶法结合高压蒸煮法的质构改善与椰肉软化效果。实现既安全、又稳定，工艺改变不大，成本增加不明显，产品质量好的目的。纤维素物质与椰肉中的脂肪和蛋白质形成束状纤维结构，组织状态致密坚硬，除此之外，椰肉中木质素是和纤维素、半纤维素紧密结合一起的，并使得椰肉植物细胞壁硬度和强度增强，也阻止了纤维素的降解。但因为木质素本身很稳定不易被化学降解和生物降解。而目前，针对纤维处理方法，主要有物理处理、化学处理、生物处理。其中物理处理有：水蒸气处理为主、微波处理；化学处理有：苏打、小苏打、碳酸氢铵，氢氧化钠(少)等；生物处理主要就是生物酶制剂等。经发明人前期实验表明，生物酶法成本高，时间长，且经生物酶法所得椰子脆片成品口感有种淡淡的苦涩味；而化学法对设备要求高，影响最终椰子脆片成品的色泽，略微变褐。而利用物理法，即高压蒸煮法，既起到大分子局部降解，同时又相当谨慎避开和不破坏纤维主结构(纤维素)，从而打散复杂的槟榔纤维大组织结构(椰肉纤维的微晶结构)，从而达到蓬松、软化的目的，达到了解决椰子脆片渣渣的感觉和刺喉的问题。此外，在行业中对于柔软度的评价与测定都没有相应的规范与标准，且均以感官品判为主，理化仪器检测并未广泛应用。基于上述理由，特提出本申请。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种降低椰子片硬度的方法，所述方法是物理方法，在现有椰子脆片加工基础上，增加高压蒸煮预处理，解决了现有的椰子片渣渣感觉、口感不好的问题。为了实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种降低椰子片硬度的方法，所述方法具体包括如下步骤：步骤1：原料预处理：将椰子果去椰衣、破壳，去椰子水及种皮后，得到白椰肉，洗净，备用；步骤2，切片：将洗净的椰肉进行切片，切片时要逆着椰肉的束状纤维结构切片，以破坏椰肉的组织结构；步骤3，高压蒸煮：将步骤2获得的椰肉切片与蒸馏水按10～30：1的液料比混合，然后转移至高压蒸煮器中，利用蒸汽控制高压蒸煮器内温度为105～125℃，压力为1.2×105～2.4×105pa，持续蒸煮20～60min；步骤4，熬煮：将经过高压蒸煮好的椰子片与食品调味剂进行熬煮20min～30min；步骤5，烘烤：将熬煮后的椰子片捞出，沥干，放入烘箱中烘烤，低温烘烤至椰子片表面呈现金黄色，然后高温烘烤至色泽均匀且口感香脆，取出，冷却至常温，包装后即得一种香脆的椰子片。进一步地，上述技术方案，步骤3中所述液料比为16：1。进一步地，上述技术方案，步骤4中所述食品调味剂是20％～30％白砂糖与水比例的溶液，不添加保脆剂或其他任何添加剂。进一步地，上述技术方案，步骤5中所述椰子片的低温烘烤温度为80℃～100℃，烘烤时间为15min～90min；高温烘烤温度为120℃～200℃，烘烤时间为10min～15min。与现有技术相比，本发明涉及的降低椰子片硬度的方法具有如下有益效果：(1)本发明采用的物理高压蒸煮方法在降低椰子片硬度的同时没有改变椰子片膳食纤维晶体的类型，但膳食纤维结晶度从3％降低到<1％，破坏了膳食纤维的部分结晶区域，降低了晶体聚合度。(2)采用本发明方法得到的椰子片单糖中man、glcn、gal和ara分别增加了166.15％、72.35％、64.35％、29.64％，glc、glcua以及galua等其他单糖有所减少，表明高压蒸煮促进了纤维素的水解、聚合体内部葡萄糖单体结构的转变以及果胶的降解；wsc没有变化，whc、ohc分别增加了36.02％和22.21％，说明高压蒸煮使得膳食纤维结构松散，暴露出了更多游离的亲水基和亲油基，使椰子片的口感和品质得到改善，解决了现有的椰子片口感不好的问题。(3)通过本发明方法得到的椰子片不含任何保脆剂或添加剂，保持了椰子片的原汁原味和丰富的营养，适合各类人群食用。(4)本发明方法工艺简单、成本低，可操作性强，有利于产业化推广应用。附图说明图1为实施例1～5得到的香脆椰子片的硬度-蒸煮温度关系对比图；图2为实施例2、实施例6～9得到的香脆椰子片的硬度-蒸煮时间关系对比图；图3为实施例1、实施例10～13得到的香脆椰子片的硬度-料液比关系对比图；图4中(a)、(b)分别为实施例1的椰子片原料以及经高压蒸煮后的椰子片的扫描电镜(sem)图；图5为实施例1的椰子片原料以及经高压蒸煮后的椰子片的x射线衍射(xrd)图谱；图6为实施例1的椰子片原料以及经高压蒸煮后的椰子片的红外光谱(ft-ir)对比图。具体实施方式下面结合实施案例和附图对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施案例。本发明下述实施例涉及的硬度测定方法如下：采用smsta.xtplus质构仪，hdp/bs刀具探头，hdp/3pb夹具，目标类型：距离，目标值10.0mm，触发点负荷10g；测试速度0.5mm/s。硬度是最大压力峰值，单位g。每组重复测定5次，取平均值。实施例1本实施例的一种降低椰子片硬度的方法，包括如下步骤：步骤1：原料预处理：将7～8成熟的椰子果去椰衣、破壳，去椰子水及种皮后，得到白椰肉，洗净，备用；步骤2，切片：将洗净的椰肉切成长度相近的约1.5～1.9mm左右的均匀薄片，切片时要逆着椰肉的束状纤维结构切片，以破坏椰肉的组织结构；步骤3，高压蒸煮：称取步骤2获得的椰肉切片10g，与蒸馏水按10：1的液料比混合，然后转移至手提式压力蒸汽灭菌器中，利用蒸汽控制压力蒸汽灭菌器内温度为105℃，压力为1.2×105～2.4×105pa，持续蒸煮30min，蒸煮结束后，取出；步骤4，熬煮：将经过高压蒸煮好的椰子片与食品调味剂混合后熬煮20min，食品调味剂是20％～30％白砂糖与水比例的溶液；步骤5，烘烤：将熬煮后的椰子片捞出，沥干，放入烘箱中烘烤，先在80℃下干燥60min，翻面后继续干燥10min，然后进行高温烘烤，在烘箱中面火、底火均为130℃，焙烤15min，冷却，真空包装，得到香脆椰子片，置于干燥通风处备用。实施例2本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例1的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的温度为110℃。实施例3本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例1的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的温度为115℃。实施例4本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例1的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的温度为120℃。实施例5本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例1的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的温度为125℃。实施例6本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例2的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的时间为20min。实施例7本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例2的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的时间为40min。实施例8本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例2的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的时间为50min。实施例9本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例2的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中高压蒸煮的时间为60min。实施例10本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例9的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中料液比为1:15。实施例11本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例9的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中料液比为1:20。实施例12本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例9的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中料液比为1:25。实施例13本实施例的降低椰子片硬度的方法与实施例9的方法基本相同，区别仅在于：本实施例步骤3中料液比为1:30。实施例14响应面优化实验设计在实施例1～13单因素实验的基础上，确定蒸煮温度、时间和料液比3个因素的水平值，运用design-expert8.0.6软件进行box-behnken响应面设计和数据分析。具体试验因素与各水平值见表1。表1响应面试验因素及水平(1)二次响应面回归模型的建立与分析以椰子脆片硬度为指标，采用响应面优化工艺的试验结果见表2。表中1-12号是析因试验，13-15号是中心试验。15个试验点为分析因点和零点，其中析因点为自变量取值在x1、x2、x3所构成的三维顶点；零点为区域的中心点，零点试验重复3次，用以估计试验误差。应用designexpert进行回归拟合分析，可得到蒸煮条件与椰子脆片硬度之间的二次多项式模型为：y1＝279.9633-12.624*x1+10.57675*x2+34.555*x3+32.72521*x1*x1-37.00925*x1*x2+5.26225*x1*x3-37.22179*x2*x2+23.59225*x2*x3-61.57079*x3*x3式中，y1为椰子脆片硬度的预测值，x1、x2、x3分别代表温度、时间和液料比的编码值。表2响应面试验设计与结果进一步对该回归模型进行显著性分析，响应面数据的方差分析结果见表3。表3回归方程系数显著性检验表*差异不显著(p＞0.05)，**差异显著(p＜0.05)，***差异极显著(p＜0.01)表4模拟的可信度分析通过分析表4可知负相关系数r2为0.9475，说明模型基本可以合理解释实验中所得椰子脆片硬度的变化，方程拟合程度较好。y的变异系数(cv)较低，为8.954972，说明实验精确度较高，由此可得回归方程符合模型建立。(2)最佳条件的预测及验证试验通过回归模型的预测，得到最佳组合为:蒸煮温度为105℃，蒸煮时间为63.80min，液料比为16.15:1，此时，模型预测椰子片的硬度为349.028g。为检验模型预测的准确性，方便实际操作，将最佳条件调整为：蒸煮温度为105℃，蒸煮时间为64min，液料比为16:1，在此条件下进行3次平行试验进行验证椰子片硬度平均为337.251，与理论预测值37.61％的误差值仅为3.49％。所得的回归方程的最大预测值与验证值非常接近，说明回归方程能较真实地反映各筛选因素的影响，建立的模型与实际情况比较吻合。图1为实施例1～5得到的香脆椰子片的硬度对比图。由图1可知，在蒸煮温度105℃至125℃范围内，椰子脆片的硬度随着温度的升高呈波动上升的趋势，其中在110℃椰子脆片硬度达到最低。图2为实施例2、实施例6～9得到的香脆椰子片的硬度-蒸煮时间关系对比图。由图2可知，在蒸煮时间20min至60min内，椰子脆片的硬度随着时间的增加逐渐减小，在60min时硬度显著降低。图3为实施例1、实施例10～13得到的香脆椰子片的硬度-料液比关系对比图。由图3可知，在料液比1:10至1:30间，椰子脆片的硬度呈现先减小后增加的趋势，在1:10条件下硬度最小。图4中(a)、(b)分别为实施例1的椰子片原料以及经高压蒸煮后的椰子片的扫描电镜(sem)图。如图4(a)所示，放大1000倍下的未经高压蒸煮处理的椰子片的表面不平整，存在褶皱突起，而如图4(b)，相同倍数下高压蒸煮椰子片的表面更加平滑，说明高压蒸煮破坏了椰子片表面的褶皱，初步表明高压蒸煮对椰子片结构有明显影响。图5为实施例1的椰子片原料以及经高压蒸煮后的椰子片的x射线衍射(xrd)图谱。xrd常用于检测晶体结构，并通过计算结晶度反映结晶区所占的比例。如图5显示，高压蒸煮处理椰子片及未经高压蒸煮处理的椰子片原料衍射峰的位置基本一致，在20.22°处存在特征性结晶峰，在40.16°处存在非晶衍射峰，两者峰型相似，说明高压蒸煮没有改变椰子片膳食纤维晶体的类型。从表5可见，与空白椰子片的结晶度(3％)相比，高压蒸煮的椰子片有所降低，结晶度<1％，可能是由于高压蒸煮破坏了膳食纤维的部分结晶区域，晶体结构从有序向无序转变，膳食纤维组织结构松动，降低了聚合度。根据inmaculadanavarro-gonzález等的发现，降低结晶度还可以改善膳食纤维的溶胀力、持水性和持油性。表5高压蒸煮对椰子片结晶度的影响对比表图6为实施例1的椰子片原料以及经高压蒸煮后的椰子片的红外光谱(ftir)对比图。红外吸收光谱能反映物质中基团的存在，推断物质含有的基团及其结构。从图6中可见高压蒸煮椰子片与其对照品的ft-ir吸收峰的位置基本一致，但吸收强度存在一些差异，说明高压蒸煮对椰子片膳食纤维的结构有一定的影响。其中，在3473.22cm-1处存在的中等强度的宽吸收峰为缔合o-h的伸缩振动峰，主要来源于果胶的半乳糖醛酸及半纤维素的葡萄糖醛酸；2923.60cm-1和1376.95cm-1处为-ch3的特征吸收峰，另有2854.18cm-1和1463.73cm-1处分别对应-ch2中碳氢原子间的伸缩振动及弯曲振动峰，723.19cm-1处的峰为-ch2-的面内摇摆振动，以上反映了碳水化合物的基本结构；1747.22cm-1处的强峰反映c＝o结构，1300-1000cm-1范围的峰反映c-o的存在，由此可推断出酯基的存在，其主要来源于酯化的果胶。相较于空白组，高压蒸煮椰子片的红外光谱吸收强度普遍降低，表明对应基团有所减少，可能是由于高压蒸煮破坏了一些基团，也可能使得某些基团发生了转变从而浓度降低。其中3473.22cm-1处峰型的减弱可能是由于果胶被降解使得半乳糖醛酸含量降低、-oh含量降低；而1300-1000cm-1范围的峰吸收强度明显下降也可能是由于果胶的降解减少了酯基的含量，此外，1162.88cm-1处峰形的明显变宽形成了1162.88～937.25cm-1范围的差异，可能是因为产生了缔合作用。实施例1高压蒸煮前后椰子片硬度变化如表6所示。表6高压蒸煮前后椰子片硬度变化对比表样品未经高压蒸煮处理椰子片经过高压蒸煮处理椰子片硬度458.324337.251另外，本发明还对高压蒸煮前后的椰子片的单糖组成及含量进行了测定，具体测试方法如下：参照zhangwm等(zhangwm,zenggl,panyg,etal.propertiesofsolubledietaryfiber-polysaccharidefrompapayapeelobtainedthroughalkalineorultrasound-assistedalkalineextraction[j].carbohydratepolymers,2017,172:102-112.)的方法有所改动，利用配备dad检测器的agilent1100，采用pmp衍生法测定还原性单糖，色谱柱c18，250mm*4.6mm，粒度5μm，柱温30℃，检测波长250nm，流动相a：100mm磷酸钠缓冲液(ph＝6.6)，流动相b：乙腈，流速1ml/min，进样量5μl，采用梯度洗脱，条件为：85％a和15％b持续10min，83％a和17％b持续20min，80％a和20％b持续5min，60％a和40％b持续1min，85％a和15％b持续4min。从表7结果可得，椰子片中主要单糖成分为甘露糖man，葡萄糖glc次之。对比两组数据可知，高压蒸煮处理对椰子片中单糖组成和含量产生了显著的影响：man、glcn、gal和ara在高压蒸煮处理后有所增加，其中，glcn含量上升最显著，增加了166.15％，man、gal、ara依次增加了72.35％、64.35％、29.64％；其余单糖成分在高压蒸煮处理后含量降低，其中glc从47.127mg/g降低到了13.241mg/g，glcua以及galua甚至未检测到液相色谱峰。以上变化表明高压蒸煮可能促进了椰子片中部分纤维素的水解，使得glc流失，含量明显降低，进而造成了glcua的消失；高压蒸煮也可能促进了纤维素及半纤维素聚合体内部葡萄糖单体结构的转变，从而增加了glcn、man、gal的含量；而galua色谱峰缺失的原因很可能是果胶在高压蒸煮处理中被降解消除，与ft-ir中的分析结果有所吻合。表7高压蒸煮对单糖组成与含量的影响对比表本发明还对高压蒸煮前后的椰子片的膳食纤维功能特性进行了测定，具体测试方法如下：(1)样品制备参考gb5009.88-2014对最佳工艺条件下制得的高压蒸煮椰子片与空白椰子片进行脱脂脱糖处理。分别称取适量试样置于漏斗中，按每克试样25ml的比例加入石油醚进行冲洗，连续3次进行脱脂，再按每克试样10ml的比例用85％乙醇溶液冲洗，弃乙醇溶液，连续3次进行脱糖，后置于40℃烘箱内干燥24h，反复粉碎至完全过30目筛，置于干燥器中待用。(2)溶胀力(wsc)测定参照yajunzheng,yanl[22]的方法，分别准确称取0.5g试样置于有刻度的试管中并读取体积，加入20ml蒸馏水，充分混合后室温中静置20h，记录膨胀后的床体积，重复以上操作三次。溶胀力按下式计算:wsc＝(vt-v0)/m0式中：vt为试样膨胀后的床体积，ml；v0为试样干体积，ml；m0为试样干重，g。(3)持水性(whc)测定参照yajunzheng,yanl[22]与张金堂[23]的方法，称取约1g试样与30ml蒸馏水混匀，室温下放置2h后2500r/min离心10min，除去上清液后准确称量湿重，并在电热恒温干燥箱(110℃)中干燥至恒重，得干重，重复以上操作三次。持水性按下式计算：whc＝(mt-m0)/m0式中：mt湿重，g；m0干重，g。(4)持油性(ohc)测定准确称取1g试样，加10ml大豆油，室温超声30min后静置1h，4000r/min离心20min后去除油相[23]，称量并记录吸附油后的试样重量，重复以上操作三次。持油性按下式计算:ohc＝(mt-m0)/m0式中：mt为吸附油后试样重，g；m0为试样干重，g。高压蒸煮处理椰子片及其对照组的溶胀力、持水性、持油性测定结果见表8。高压蒸煮处理椰子片除wsc没有变化外，whc、ohc均显著高于空白，分别增加了36.02％和22.21％，与xrd的预测结果基本一致，与单糖的测定结果中相吻合。推测高压蒸煮使得晶体结构松散，从而暴露出更多游离的亲水基，易与水形成更多的氢键，因此whc显著增强；同时也暴露出更多的亲油基，使得ohc显著增强。wsc没有变化的原因可能是因为没有进行膳食纤维的提取，椰子片中的其他成分对wsc干扰太大，使其没有如xrd的推测增大。表8高压蒸煮对各功能特性的影响wsc，溶胀力；whc，持水性；ohc，持油性。综上所述，本发明通过单因素以及响应面对椰子片高压蒸煮工艺中蒸煮温度、蒸煮时间、液料比单因素和三个因素进行了试验设计并优化，得到高压蒸煮椰子片的最优工艺条件为：蒸煮温度105℃，蒸煮时间64min，液料比16:1；各因子对椰子片硬度的影响程度依次是液料比＞蒸煮温度＞蒸煮时间。通过sem、xrd、ft-ir初步得出高压蒸煮对椰子片结构有明显影响，可能破坏了膳食纤维的部分结晶区域，降低了各基团的浓度。后续测定了单糖组成与含量，推断得出高压蒸煮可能不仅促进了椰子片中部分纤维素的水解，还促进了纤维素和半纤维素聚合体内部葡萄糖单体结构的转变，更甚可能降解、消除了果胶。最后测定了高压蒸煮椰子片的wsc、whc和ohc分别为0.211g/ml、5.891g/g、1.469g/g，其中whc和ohc明显增强，分别增加了36.02％和22.21％，与xrd、ft-ir的分析基本一致，再次印证了高压蒸煮能够促使膳食纤维结构松散，暴露出更多的亲水基和亲油基，有利于增强膳食纤维的水溶性，发挥降低总胆固醇的功能，达到了改性的目的，椰子片品质有所提高。当前第1页1 2 3