干燥过程的优化Squid-Laver零食结合模糊综合方法和响应面方法

文摘

本研究的目的是调查的影响,干燥温度(50 - 70°C)和干燥时间(3 - 5 h)的物理特性和质量squid-laver零食(SLS)使用响应面分析与综合评价相结合的方法来优化干燥工艺条件。水分含量、水分活度、颜色( , , )、剪切力和反应总体可接受性进行评估。增加干燥时间和更高的温度显著降低水分含量和水分活度的SLS从9.07%到4.76%,0.136到0.056,分别为( )。没有显著的差异和值在不同的干燥条件。二次效应的观察温度和时间价值和SLS的总体可接受性。剪切力,二次和交互项观察干燥温度和时间对剪切力。总之,推荐最优热用电吹风SLS的温度和时间条件70°C和3 h,分别。

1。介绍

鱿鱼干海鲜很受欢迎在亚洲国家包括中国,韩国,和日本,因为他们的可用性和味道1]。超过10种鱿鱼已经成为主要的渔业和消费者的目标。其中,巨型鱿鱼和霓虹灯飞行鱿鱼是两个最重要的商业物种(2]。通常,鱿鱼不仅消耗而是新鲜产品加工成鱿鱼干储存和/或分布。最近,鱿鱼干被用作许多产品中的常见成分,因为它含有高质量的蛋白质和多不饱和脂肪酸,具有增加对鱿鱼干的需求(3]。棕色海藻紫菜也是一个受欢迎的海洋藻类在许多国家的美食(加西亚萨尔加多et al . 2016年)。它被认为是21世纪的医学食品由于其高矿物质含量,维生素,微量元素和生物活性物质4]。大约1500棕色海藻紫菜物种在自然界发现的和一些已经使用在许多等产品zicai(传统的中国菜),紫菜(一个受欢迎的日本产品)金(传统的韩国食物成分)5]。然而,海藻紫菜主要消耗在干,烤,和经验丰富的形式;很少有海藻紫菜小吃发展,限制了其消费。最近,食用零食和配菜对于那些赖维斯消费增加了。因此,新产品包含鱿鱼干、紫菜、和其他成分,如杏仁,调味料,玉米糖浆应该发达。

一般来说,鱿鱼肉容易变得艰难,困难和碎片干燥后由于其高含量的不溶性myostromin,这限制了消费传统的鱿鱼干老人和婴儿(6]。因此,它是必要的软化鱿鱼干开发一种新的squid-laver零食(SLS)。一些方法包括浸泡在热水中或碱性溶液已报告活或软化干鱿鱼和烹饪(之前被广泛用于软化鱿鱼干1]。然而,这些方法不能应用于低湿度内容零食。因此,在这项研究中,我们使用物理方法磨干鱿鱼和乌贼穿过7网格保持咀嚼性预处理后根据我们的初步试验。

热用电吹风加热材料是应用最广泛的干燥方法,减少材料的含水率(7]。Squid-laver零食有低湿度内容和即食快餐;有必要使用干燥处理步骤,包括使用一个适当的进气温度和干燥时间。响应面方法(RSM)是一个强大的工具来评估不同因素之间的交互作用,确定最佳的反应条件8]。基于模糊集理论的模糊综合评价模型已经被许多研究人员使用在各种环境的地区,土地评估,和其他领域9]。模糊评价方法处理所有的组件根据预先确定的权重,减少模糊性运用隶属函数;因此,灵敏度相当高与其他指数评价技术(10]。本研究的目的是为了优化热用电吹风条件提高SLS用RSM加上质量模糊综合评价方法。

2。材料和方法

2.1。原材料

巨型鱿鱼干在光州从当地市场购买,韩国。每个鱿鱼干的重量大约是90克。调味紫菜是购自造成有限公司(韩国釜山)。干鱿鱼和调味紫菜储存在−20°C到使用。

2.2。预处理的鱿鱼干

鱿鱼干是大约的切成小块厘米用一把锋利的刀,储存在−80°C约5 h硬化。立即冻结后,鱿鱼干磨(DH 200、韩国拖车、有限公司、天安号,韩国)和通过7-mesh屏幕。这些样本存储在−20°C到使用。

2.3。样品制备

SLS是准备使用鱿鱼干,紫菜,切片杏仁、芝麻后,配方表所示1。粘合剂包括玉米糖浆、淀粉、和其他调味料成分如蜂蜜、盐和味精。磨碎的鱿鱼,切片杏仁、芝麻两者之间被海藻盆的表面与粘合剂涂抹均匀。样本切成的样本厘米前干燥(图1)。


成分	百分比(%)

经验丰富的紫菜	20.50
磨碎的鱿鱼	25.79
杏仁片	12.65
干芝麻	2.53
粘合剂	38.53

高果糖玉米糖浆	17.10
蜂蜜	7.58
更好的	5.06
盐	0.51
味精	0.1
蜡状粉末	7.58

2.4。干燥过程的实验设计

热用电吹风实验是设计基于双重中心合成设计RSM(设计专家8.0.6试用版)。独立的变量(热空气温度:50 - 70°)(干燥时间:3 - 5 h)根据初步试验,而反应含水率(),水活动(),剪切力(),(),(),(),总体可接受性()。表2显示了干燥过程的实验设计。


运行	干燥条件下		符号编码
运行	温度(°C)	时间(小时)	1	2

	50	5	−1	1
	60	4	0	0
	70年	3	1	−1
	45.86	4	−1.414	0
	50	3	−1	−1
	74.14	4	1.414	0
	60	5.41	0	1.414
	60	4	0	0
	60	4	0	0
	60	2.59	0	−1.414
	70年	5	1	1
	60	4	0	0
	60	4	0	0

2.5。水分含量

烘箱法被用来确定SLS的水分含量(11]。

2.6。水活动

水分活度的SLS是直接测量使用thermoconstanter (th - 2000, Novasina Lachen,瑞士)在25°C被金正日et al。12]。

2.7。颜色

SLS表面的颜色是用铬酸(美能达,cr - 300,大阪,日本),和CIE颜色值(轻),(红色),(黄色)记录。

2.8。剪切力

SLS的剪切力是衡量使用纹理分析器(500 N,茨威格GmbH & Co . KG,乌尔姆,德国)与Warner-Bratzler剪切刀片断头台探针。探测器是通过SLS的中心和负载细胞,进行预测的速度,和测试速度是5克,1.0 mm / s,分别和0.5毫米/秒(13,14]。所需的剪切力是最大的力量打破SLS。

2.9。总体可接受性

感官评价对SLS是由15个小组成员描述Norajit et al。15)做了一些调整。与会人员食品科学与技术的学生,Chonnam国立大学,包括47%的男性和53%的女性。整体感官特征进行评估基于级规模(7优秀,4,和1很差)。

2.10。模糊综合评价

模糊综合评价是常用的技术来解决问题,涉及非线性约束函数。样本的方法旨在解决序列问题的解决方案覆盖原问题的解决方案(16]。评估每个响应的贡献包括含水量、水分活度、颜色、剪切力,和总体可接受性,综合评价()和成员价值()使用。的值的总体可接受性, ,计算使用(1),而水分含量、水分活度,和计算使用(2)。在哪里和的最大和最小值的响应变量,响应变量的数量根据含水量,水活动,总体可接受性,剪切力, , ,和 ,和是实验运行的数量从1到13。

这些反应,水分被设置为最重要的因素和水活动作为第二个最重要的因素。通过考虑SLS即食快餐,总体可接受性被认为是第三个最重要的因素。剪切力是设置为第四个最重要的因素,其次是颜色( , ,和)。的总和的权重系数应该是1。因此,权重系数()的水分含量、水活动,总体可接受性,剪切力, , ,和分别为0.30,0.25,0.20,0.10,0.05,0.05,和0.05,分别17,18]。综合评价指数()计算使用在哪里是综合评价指数,会员价值,响应变量的数量根据含水量,水活动,总体可接受性,剪切力, , ,和 ,和是实验运行的数量从1到13。

2.11。统计分析

所有测量进行了一式三份。实验数据统计分析使用设计专家8.0.6软件(美国明尼阿波利斯MN state-Ease, Inc .)。一个二阶多项式模型被用来预测响应变量基于多元线性回归分析。方程如下所示: 在哪里是预测因变量,是一个常数,固定的反应实验的中心点,然后呢 , , ,和是线性,二次,分别和相互作用系数。和是独立的变量。

回归分析的模型表示为(4为每个反应)和重要条款进行评估多元回归和方差(方差分析)分析,分别。此外,模型的适当使用模型检查分析,缺乏适合测试,纯粹的错误,分析(19,20.]。

3所示。结果与讨论

3.1。选择自变量的水平

在这项研究中,干燥温度(50 - 70°C)和干燥时间(3 - 5 h)选择热用电吹风过程基于我们的初步试验。如果气温太高,干燥时间太长,发生硬化和套管组成。这可能是由于水分从食品表面是干比水更迅速地可以从食物的潮湿的室内扩散粒子(21]。较低的干燥温度和干燥时间短不能有效清除水分达到SLS水平所需的水分。

响应变量的结果,包括水分含量、水分活度、颜色( , , )、剪切力和整体验收报告不同干燥条件下表3。最低是0.8,这表明,合适的数据统计模型(22]。如表所示4,高相关系数解释了实验数据的拟合优度水分的响应面模型,水活动,值、剪切力和总体可接受性。这些反应的三维表面图是作为两个独立变量的函数根据反应的意义。多个响应优化使用综合评价方法(17]。


运行	含水量(%)	水活动				剪切力	总体可接受性

	6.65	0.116	31.12	−0.39	6.81	85.32	3.67
	6.63	0.112	30.33	−0.3	6.22	107.50	3.87
	5.97	0.093	31.59	−0.37	7.49	97.49	4.15
	9.07	0.135	31.04	−0.33	6.97	91.86	3.66
	8.91	0.136	30.76	−0.30	7.07	78.85	3.75
	4.76	0.056	31.07	−0.37	7.38	98.74	3.67
	6.45	0.071	31.24	−0.34	6.96	123.80	3.86
	6.74	0.108	30.17	−0.33	6.70	95.88	4.06
	6.60	0.110	29.09	−0.31	6.05	98.74	3.96
	6.74	0.122	31.16	−0.32	7.35	111.34	3.54
	5.55	0.057	31.82	−0.32	7.55	125.34	3.66
	6.6	0.111	29.44	−0.34	6.76	101.56	4.13
	6.6	0.11	30.61	−0.38	6.47	100.64	4.18


源	:水分含量			:水活动			:剪切力			:			:			:			:整体验收
源	党卫军	价值	价值	党卫军	价值	价值	党卫军	价值	价值	党卫军	价值	价值	党卫军	价值	价值	党卫军	价值	价值	党卫军	价值	价值

模型	14.88	33.30	< 0.0001		153.31	< 0.0001	1533.74	3.60	0.062	5.57	3.89	0.053		3.47	0.064	2.24	7.17	0.011	0.33	2.02	0.193
	12.84	86.21	< 0.0001		524.68	< 0.0001	584.65	6.87	0.034	0.31	1.08	0.334		0.71	0.422	0.38	6.06	0.043	0.02	0.53	0.488
	1.19	8.01	0.020		196.28	< 0.0001	337.23	3.96	0.087	0.06	0.22	0.657		1.03	0.336	0.07	1.13	0.323		0.03	0.969
	0.85	5.68	0.041		6.12	0.043	114.28	1.34	0.285		0.02	0.907		8.67	0.016	0.03	0.41	0.543	0.04	1.10	0.329
					21.34	0.002	188.34	2.21	0.180	2.61	9.10	0.02		21.34	0.002	1.02	16.40	0.005	0.17	5.31	0.055
					23.26	0.001	244.77	2.88	0.134	3.26	11.38	0.012		23.26	0.001	0.97	15.60	0.006	0.14	4.20	0.080
缺乏合适的	1.33	72.05	0.005		9.75	0.026	521.73	9.41	0.028	0.38	0.31	0.005		0.25	0.920	0.07	0.24	0.523	0.17	3.48	0.130
纯粹的错误	0.02						73.92			1.63						0.37			0.06
	0.92			0.99			0.8203			0.735			0.5363			0.8367			0.8905

3.2。水分含量

干SLS的最终水分含量为4.76 -9.07%。最低含水量(4.76%)被发现在74.14°C的干燥温度和干燥时间为4 h,而最大含水量(9.07%)被记录在45.86°C的干燥温度和干燥时间4 h(表3)。3 d图(图2)提出了干燥条件的影响(干燥温度和干燥时间)含水率。基于响应面模型的结果,干燥温度和时间显著影响水分以线性的方式。此外,干燥温度和时间的交互项也被观察到。下面的回归方程描述了过程变量的影响在SLS的水分含量: 负系数的一阶的干燥温度和时间表示,这些变量增加时水分含量减少。我们的结果是按照先前的研究帕蒂尔et al。23)报道,封装潘丹提取的水分含量是降低一阶回归后通过增加进气温度在喷雾干燥。相比之下,纳和将20.)观察到一阶回归和二次条件干燥温度和时间potato-soy含水率在烤箱烤的点心。这些小差异从我们的研究结果可能与品种的样品用于干燥和时间范围。在我们的实验中,两个热的干燥温度和时间用电吹风SLS的含水率降低一阶回归。

3.3。水活动

可用水资源的数量在一个干燥的产品可以直接和积极影响微生物的稳定性。据报道,微生物生长最佳水活动(aw)值0.98 - -0.99之间,和大多数微生物停止aw < 0.90的速度增长。一些真菌停止生长在aw值低至0.6224]。因此,水是影响微生物腐败的关键参数。在我们的研究中,SLS的aw干燥后范围从0.056到0.136,表明SLS是处于稳定状态(表3)。aw价值最低的是观察到含水率最低,这可能是因为这些参数之间的相关性。基于addison - wesley的结果模型和3 d情节、干燥温度和干燥时间显示显著的线性效应,以及交互项影响干燥温度和干燥时间啊(图3)。回归方程描述干燥温度和时间的影响在aw SLS的测量水平的变量如下: 线性和二次效应为负,表明SLS降低水分活度的增加干燥温度和时间(6)。我们以前的研究结果类似,Šumićet al。25)报道,干燥温度和时间影响的水活动红醋栗在真空干燥后一阶效应模型。在他们的研究中,二次效应也被观察到,但不明显。这可能是由于不同的时间范围选择干燥过程。

3.4。颜色

颜色是一个重要的属性的SLS和有助于消费者偏好。一般来说,颜色是由美拉德反应等化学反应,发生之间自由氨基酸和糖。在我们的实验中,参数的SLS包括颜色 , ,和在热用电吹风过程中测量值。观察低相关系数和值(0.7350和0.5362,分别地。)(表4)。多重回归分析用于评估值,这符合实验数据。响应值的模型是使用以下二次多项式方程表示: 基于(7),积极影响二次干燥温度和时间观察价值。此外,负线性但微不足道的观察干燥时间的影响。的SLS的价值范围从6.05到7.55,最低观察值(6.05)60°C的干燥温度和干燥时间为4 h。的最大值(7.55)被发现在70°C的干燥温度和干燥时间5 h。基于3 d图(图的结果4),值略微降低温度50 - 60°C,其次是增加温度略有增加。的值降低可能是因为海藻紫菜的色素被毁的温度在50 - 60°C,而焦糖化反应发生在样品在高温、干燥引起的增加值(26]。类似的结果为罗德里格斯et al。27]谁发现的颜色参数紫菜干燥后显著降低,黄色的是蓝紫色相比改变了。

3.5。剪切力

剪切力是一个重要参数,显著影响即食快餐产品的质量(28]。在我们的实验中,SLS的剪切力值范围从85.32到125.34 N。最小和最大剪切力值观察50°C的干燥温度和时间5 h和70°C的干燥温度和时间5 h,分别(表3)。方差分析结果对剪切力的响应面模型表明,干燥温度和干燥时间有显著线性SLS对剪切力的影响( )。二次和交互术语干燥温度和时间影响剪切力,但并不显著( )。剪切力的二次多项式方程如下: 积极的干燥温度和时间的一阶项的系数表明,剪切力增加这些变量增加。干燥温度的负二次效应也被观察到。基于(8)干燥温度显示效果大于干燥时间对剪切力由于剪切力的响应面显示更大的改变当干燥温度是不同的。此外,图5显示了SLS的剪切力干燥温度和时间的函数。剪切力明显的干燥温度和时间的增加而增加。也观察到类似的结果Kumar et al。(以前的研究29日)报道,剪切力干秋葵干燥温度的增加而增加。Nketsia-Tabiri和Sefa-Dedeh30.)还指出,咸鱼的剪切力取决于干燥温度和时间。积极的干燥时间的线性和二次效应的剪切力生面条也报道了哈雷et al。31日]。

3.6。整体验收

总体可接受性的价值观SLS与不同的烘干温度和时间组合干燥期间展示在表2。最大整体接受度值为4.18的干燥温度60°C和4 h,而最低是3.54 60°C的干燥温度和时间为2.59 h,分别(表3)。基于方差分析的结果对总体可接受性,干燥温度和时间的影响显著的二次模型观察总体可接受性( ),而干燥参数的线性和交互方面并不明显。3 d图显示了干燥温度和时间对总体可接受性的影响如图6。在第4.5 h干燥过程,总体可接受性价值增加而减少干燥过程是持续的,这也可能被解释成剪切力的增加。此外,更高的温度的SLS和创建了一个套管。最后方程显示为编码方面的因素干燥温度和时间的负系数表明,总体可接受性值增加到极限,但减少干燥过程仍在继续。纳和将20.]报道二次温度和时间对整体的影响可接受性的价值观potato-soy零食,以及这些变量大幅增加导致减少总体可接受性值。

3.7。综合评价

在我们的研究中,虽然和值显示低相关系数模型中(< 0.80),他们的体重因素影响其他参数和综合评价指数的值。全面调查的效率SLS的质量,和值也包含在综合评价指数。表5显示会员每个响应变量的值和综合评价指数()。的值响应面设计范围从0.1960到0.7379;最低值被记录在45.86°C的干燥温度和干燥时间4 h,而最大价值被发现在74.14°C的干燥温度和干燥时间为4 h。


运行	水分含量	水活动	总体可接受性	剪切力

	0.5615	0.25	0.2031	1	0.7436	1	0.4933	0.4834
	0.5661	0.3	0.5156	0.4458	0.4542	0	0.8867	0.4596
	0.7193	0.5375	0.9062	0.6959	0.9158	0.7778	0.04	0.6877
	0	0.0125	0.1875	0.8365	0.7143	0.3333	0.3867	0.1960
	0.0371	0	0.3281	1.1617	0.6117	0	0.32	0.2400
	1	1	0.2031	0.6647	0.7252	0.7778	0.1133	0.7379
	0.6079	0.8125	0.5	0.0385	0.7875	0.4444	0.3933	0.5706
	0.5406	0.35	0.8125	0.7361	0.3956	0.3333	0.5667	0.5506
	0.5731	0.325	0.6563	0.6647	0	0.1111	1	0.5065
	0.5406	0.175	0	0.3498	0.7582	0.2222	0.1333	0.2966
	0.8167	0.9875	0.1875	0	1	0.2222	0	0.5905
	0.5731	0.3125	0.9219	0.5942	0.1282	0.4444	0.5267	0.5488
	0.5731	0.325	1	0.6172	0.5568	0.8889	0.72	0.6232

方差分析结果值表中列出6。一个好的确定系数( )。干燥温度和时间显示显著的线性影响价值。此外,干燥温度和时间的交互作用。获得的预测模型值如下: 如图所示(10),干燥温度有更大的影响价值比的干燥时间,因为较高的干燥温度系数估算值。3 d图显示的值随着干燥温度和时间的增加而增加(图7)。王也观察到类似的结果等。17),他发现干燥温度线性影响的综合评价指标豆渣在干燥过程中。


源	党卫军	价值	价值

模型	0.28	18.62	0.0003
	0.22	43.09	0.0001
	0.036	7.04	0.0263
	0.029	5.74	0.0402
缺乏合适的	0.031	1.69	0.3165
纯粹的错误	0.015
	0.8613

3.8。优化热用电吹风的参数

的数值分析和图形优化技术设计专家软件被用于多个响应的同步优化。所有的独立变量维持在一个范围内,而所述目标为每个响应展示在表7。基于解决方案的愿望产生的软件,得到一个最佳的条件,是70°C的干燥温度和干燥时间的3 h预测值为0.6830。含水率、水活动,总体可接受性,剪切力, , ,和SLS样本干在优化条件下展示在表7。根据(10)的实际价值为0.6877,接近预测的价值。


反应	目标	实验值

水分含量(%)	最小化	5.79
水活动	最小化	0.09
	最大化	31.59
	最小化	−0.37
	最小化	7.49
剪切力(N)	最小化	97.49
总体可接受性	最大化	4.15
	最大化	0.69

4所示。结论

的SLS准备鱿鱼干、紫菜和杏仁是使用热用电吹风的过程。干燥温度和干燥时间显著影响响应值包括水分含量、水分活度、颜色、剪切力和总体可接受性。干燥温度有更强的影响比综合评价上的干燥时间。热用电吹风SLS的最佳条件被确定为70°C 3 h。

附加分

实际的应用程序。最近,零食和配菜的海鲜消费增加了;因此,新产品包含鱿鱼干,紫菜,应该开发其他成分。本研究的数据揭示了在食品行业的实际应用值得进一步研究。它将提供有价值的信息由热用电吹风方法开发海鲜小吃。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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