凍干輪葉黨參脆片加工工藝

尹春梅，王立芳，高 遠(yuǎn)

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院，吉林 長春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118)

凍干輪葉黨參脆片加工工藝

尹春梅1，王立芳2，高 遠(yuǎn)2

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院，吉林 長春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118)

目的：以輪葉黨參為原料生產(chǎn)凍干輪葉黨參脆片。方法：采用清洗、切分、熱烘脫皮、填充等預(yù)處理后，經(jīng)預(yù)凍結(jié)再進(jìn)行升華干燥。結(jié)果：熱烘脫皮以100℃、20min最佳，升華干燥最佳裝料量為9.4kg/m2，加熱溫度為80-65-45℃，真空室壓力25-100Pa。結(jié)論：按此工藝得到的凍干輪葉黨參脆片產(chǎn)品口感酥脆，香氣濃郁，營養(yǎng)豐富。

凍干；輪葉黨參；脆片；加工工藝

輪葉黨參[Codonopsis lanceolata (Sieb.et zucc.) Trautv.]為桔?？泣h參屬多年生草質(zhì)藤本植物，又名奶參、羊乳、山海螺、四葉參、山胡蘿卜等，可食部分為地下根[1-2]。分布在中國東北、華南、西南地區(qū)及朝鮮、日本、俄羅斯，野生魚山地林緣、樹林下，灌木叢及溪谷間[3-4]。輪葉黨參根中含有碳水化合物、纖維素、維生素及礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分[5-7]。此外，根中還含有α-菠菜菑醇、多糖、齊墩果酸、合歡酸、大葉合歡酸等活性物質(zhì)[8]，具有補(bǔ)虛潤肺、通乳排膿、解毒強(qiáng)身等功效[9-10]。目前主要加工產(chǎn)品為腌制品、熱風(fēng)干制品、速凍品等[9]，很大一部分出口到韓國等地，已經(jīng)成為東北地區(qū)一種重要的出口創(chuàng)匯山野菜資源[3]。

真空冷凍干燥(vacuum freeze-drying)，也稱作冷凍干燥(freeze-drying)，是將新鮮食品預(yù)先凍結(jié)，然后在水的三相點(diǎn)(triple point)壓力以下的真空度下加熱，使冰直接升華為蒸汽并排出，除去水分使產(chǎn)品干燥，達(dá)到保存食品的一種方法[12-13]。與傳統(tǒng)干燥方法相比，真空冷凍干燥不僅能最大限度地保持食品原有的色、香、味、形態(tài)及營養(yǎng)成分，產(chǎn)品還具有比較酥脆的特點(diǎn)[14-16]。

輪葉黨參適于切片加工，采用凍干技術(shù)生產(chǎn)的脆片可直接食用，是一種新型即食方便食品，豐富了輪葉黨參產(chǎn)品的種類，可為輪葉黨參深加工提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

輪葉黨參，采自吉林省安圖縣境內(nèi)，要求鮮嫩、形狀規(guī)則，須根較少，要求長度8～15cm，直徑1～3cm。采收后清洗備用。

麥芽糊精、海藻糖、蔗糖、食鹽均為食品級(jí)市售。

GC-1089型共晶點(diǎn)測(cè)試儀 北京速原中天科技有限公司；Testo650型水分活度測(cè)量儀 德國德圖公司；MB45型水分快速測(cè)定儀 上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司； LC-10A型高效液相色譜儀 日本島津公司；JSYK0-S-433D型氨基酸分析儀 德國塞卡姆公司。

CT615小型切菜機(jī) 廈門英博機(jī)械有限公司；SY-2速凍試驗(yàn)機(jī) 鄭州市亨利制冷設(shè)備有限公司；LG-0.2小型凍干試驗(yàn)機(jī) 沈陽航天新陽速凍設(shè)備制造有限公司；50L-600L型電熱夾層鍋 上?？苿跈C(jī)械設(shè)備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

輪葉黨參→浸泡→清洗→脫皮→切片→填充→裝盤→預(yù)凍→升華干燥→解析干燥→包裝→成品

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 輪葉黨參清洗

先進(jìn)行漂洗沖去外部泥土，再用清水浸泡2～4h，然后用毛刷將表面清洗干凈，工廠可采用小型式清洗機(jī)清洗去泥土。

1.2.2.2 熱力脫皮

由于輪葉黨參根系為多年生，皮層較厚，含水量較低且含有黏多糖類物質(zhì)，采用熱水或蒸汽燙漂不易離皮，由于輪葉黨參活性營養(yǎng)成分為多糖、胡蘿卜素等，具有一定的熱穩(wěn)定性，故采用短時(shí)熱烘法進(jìn)行熱力脫皮。將輪葉黨參平鋪于料盤上，平均厚度3cm，設(shè)置溫度分別為80、100、120℃，時(shí)間為10、15、20、25、30、35、40min。取烘過的輪葉黨參分別用刀劃破表皮，以是否容易離皮撕下確定最佳溫度和時(shí)間。

1.2.2.3 切片

采用電動(dòng)切菜機(jī)將輪葉黨參切成1.5mm厚的薄片。

1.2.2.4 填充

為減少表面蜂窩孔，改善產(chǎn)品外觀狀態(tài)，對(duì)輪葉黨參進(jìn)行填充處理，切片輪葉黨參浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的復(fù)合糖溶液(麥芽糊精:海藻糖＝2:1)，再抽真空至真空度80～85kPa，5～6min。填充液溫度控制在40～45℃。填充時(shí)添加0.1%～0.5%蔗糖或食鹽進(jìn)行調(diào)味。

1.2.2.5 裝盤

將切分后的輪葉黨參裝入料盤，設(shè)不同的裝料量。

1.2.2.6 預(yù)凍結(jié)

采用電阻法測(cè)得輪葉黨參的共晶點(diǎn)為-18～-21℃，故凍結(jié)溫度控制在-28～-32℃之間，凍結(jié)速度1℃/ min，時(shí)間2～2.5h。產(chǎn)品溫度達(dá)到共晶點(diǎn)以下。

1.2.2.7 升華干燥

產(chǎn)品達(dá)到預(yù)凍溫度后，立即開啟真空泵抽真空至干燥室壓力50Pa以下，然后啟動(dòng)加熱開關(guān)，凍干開始。根據(jù)凍干理論，提供升華熱可加速升華，真空室壓力略大有利于傳質(zhì)進(jìn)行，故采用分段加熱方式和循環(huán)壓力法促進(jìn)升華。

升華溫度分前期中期后期，方法為開始時(shí)溫度分別為80、70、60℃，當(dāng)料溫接近0℃時(shí)，加熱溫度下降至中期溫度，當(dāng)料溫升到20℃時(shí)，加熱溫度降為50℃，隨料溫升高再逐步降低加熱溫度至終了溫度45℃，直到凍干結(jié)束。真空度采用循環(huán)壓力法，每組壓力循環(huán)時(shí)間為1h，高低壓分別為0.5h。凍干終點(diǎn)的確定方法是物料溫度趨近于加熱板的溫度，此時(shí)為凍干終點(diǎn)。

真空冷凍干燥主要參數(shù)控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)下的凍干時(shí)間，一般以單位質(zhì)量干燥時(shí)間最短為最佳。本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)進(jìn)行，設(shè)置裝料量、分期加熱溫度、循環(huán)壓力三個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)置三個(gè)水平，因素水平表見表1。

表1 升華干燥L(fēng)9(33)正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for freeze-drying

1.2.2.8 解析干燥

物料溫上升到20℃后，加熱溫度逐步降至50℃以下，此后加熱溫度保持在45℃，此期為解析干燥期，物料的水分以蒸發(fā)的形式向外排出，當(dāng)物料溫度與加熱溫度接近時(shí)干燥結(jié)束。

1.2.2.9 包裝

將輪葉黨參片按直徑大小進(jìn)行分級(jí)包裝，包裝采用PET/PE復(fù)合薄膜真空袋抽真空密封。

1.2.2.10 成品

成品輪葉黨參脆片具有產(chǎn)品特有的色香味，口感酥脆，微甜或微咸。

1.3 測(cè)定方法

共晶點(diǎn)：共晶點(diǎn)測(cè)試儀；水分活度：水分活度測(cè)量儀；含水量：水分快速測(cè)定儀；VC、胡蘿卜素：高效液相色譜儀；氨基酸：氨基酸分析儀。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫皮結(jié)果與分析

由表2可見，由于80℃條件熱烘40min脫皮效果較好，高溫時(shí)間長表面略有焦化，內(nèi)部水分不易散失，但營養(yǎng)成分容易分解。120℃條件熱烘15min，也可達(dá)到較好的脫皮效果，但是直徑較小的主根皮層熟化過深，直徑偏小的主根焦化嚴(yán)重。故選取100℃下熱烘20min為最佳處理。

表2 熱烘時(shí)間和溫度對(duì)脫皮效果的影響Table 2 Effect of drying time and temperature on peeling efficiency

2.2 升華干燥結(jié)果與分析

表3 升華干燥正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3 Design and results of orthogonal experiments for optimizing freeze-drying processing

從表3可知，裝料量、加熱溫度、循環(huán)壓力三個(gè)因素對(duì)輪葉黨參凍干的影響依次為B＞A＞C，即溫度是影響凍干時(shí)間最大的因素，其次是裝料量，再次是真空室壓力。由于本試驗(yàn)的考察指標(biāo)是單位物料質(zhì)量的最短凍干時(shí)間，故根據(jù)最小K值來確定，最佳組合為A2B3C3。對(duì)此利用該組合進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，得到的單位質(zhì)量凍干時(shí)間為0.81h。故試驗(yàn)的最佳組合為裝料量9.4kg/m2，分段加熱溫度為80-65-45℃，真空室循環(huán)壓力為25-100Pa。

本試驗(yàn)產(chǎn)品為輪葉黨參脆片，在凍干前進(jìn)行填充，由于輪葉黨參本身具有多孔的組織結(jié)構(gòu)，凍干過程中對(duì)溫度提高可明顯促進(jìn)升華的傳質(zhì)，故加熱溫度影響最大；裝料量直接關(guān)系到傳熱和傳質(zhì)的效率，過少有熱量散失，過多則升華負(fù)擔(dān)加劇，故其影響次之；真空室循環(huán)壓力主要關(guān)系到傳質(zhì)的效率，由于輪葉黨參本身的多孔組織，循環(huán)壓力的作用不明顯，故影響最小。

2.3 產(chǎn)品分析

對(duì)得到的凍干輪葉黨參脆片的感官指標(biāo)、理化指標(biāo)和主要營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，結(jié)果見表4～6。

表4 感官分析結(jié)果Table 4 Results for sensory analysis

表5 理化分析結(jié)果Table 5 Results of physical and chemical analysis

表6 輪葉黨參脆片的VC、氨基酸、胡蘿卜素保存率Table 6 Preservation rates of vitamin C, amino acids and carotene in Codonopsis lanceolata chips

3 結(jié) 論

輪葉黨參采用熱烘脫皮方法在100℃熱烘20min效果最佳。輪葉黨參脆片升華干燥最佳工藝參數(shù)：裝料量9.4kg/m2，分段加熱溫度為80-65-45℃，真空室循環(huán)壓力為25-100Pa。

[1]高愿軍. 中國野生植物開發(fā)與加工利用[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 1995: 66.

[2]中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物資源開發(fā)研究所. 中國藥用植物栽培學(xué)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 1992: 168.

[3]吳麗花, 樸惠善, 韓春姬. 輪葉黨參化學(xué)與藥理研究進(jìn)展[J]. 中國中醫(yī)藥信息雜志, 2005, 12(10): 97-99.

[4]陳恒沖, 賈超, 馬彬峽, 等. 輪葉黨參質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 中國藥房, 2010, 21(23): 2172-2174.

[5]彭金環(huán), 于元杰. 輪葉黨參研究進(jìn)展[J]. 特產(chǎn)研究, 2009(1): 70-73.

[6]KYUNG C Y, YOL K S, HOON H B. Chemical studies on the alkaloidal constituents of Codonopsis lanceolata[J]. Yakhak Hoechi, 1986, 30 (1): 1-7.

[7]樸奎善, 韓春姬, 申英愛, 等. 輪葉黨參營養(yǎng)成分的研究[J]. 中國野生植物資源, 1998, 17(4): 28-30.

[8]梁志敏, 林喆, 原忠. 輪葉黨參化學(xué)成分研究[J]. 中國中藥雜志, 2007, 32(13): 1363-1364.

[9]都鳳華, 王麗, 謝春陽, 等. 輪葉黨參低鹽制品的研制[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(10): 664-667.

[10]LEE Y G, KIM J Y, LEE J Y, et al. Regulatory effects of Codonopsis lanceolata on macrophage-mediated immune responses[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2007(112): 180-188.

[11]HYUN Y H, HOON B S, KYUNG P Y, et al. Quality control of dried roots of Codonopsis lanceolata[J]. Pharmacog, 2002, 33(2): 85-87.

[12]武治昌, 楊安瑞, 劉志芳, 等. 真空冷凍干燥馬鈴薯片加工工藝[J].食品科技, 2006(1): 37-38.

[13]GEORGE J P, DATTA A K. Development and validation of heat and mass transfer models for freeze-drying of vegetable slices[J]. Journal of Food Engineering, 2002(52): 89-93.

[14]李崇高, 黃建初. 紅蔥真空冷凍干燥工藝技術(shù)的初步研究[J]. 食品科學(xué), 2008, 29(3): 220-224.

[15]RATTI C. Hot air and freeze-drying of high-value foods: a review[J]. Journal of Food Engineering, 2001(49): 311-319.

[16]GHIO S, BARRESI A A, ROVERO G. A comparison of evaporative and conventional freezing prior to freeze-drying of fruits and vegetables[J]. Food and Bioproducts Processing, 2000, 78(4): 187-192.

Preparation Processing for Freeze-dried Chips of Codonopsis lanceolata

YIN Chun-mei1，WANG Li-fang2，GAO Yuan2
(1. College of Traditional Chinese Medicine, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China；2. College of Food Science and Technonlogy, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

Objective: To produce freeze-dried chips using Codonopsis lanceolata as raw material. Methods: The preparation processing of freeze-dried chips of Codonopsis lanceolata includes pretreatment with cleaning, cutting, thermal peeling and filling, pre-freeze and final sublimation-drying. Results: The optimal thermal peeling parameters were treatment temperature of 100 ℃and treatment time of 20 min; the optimal drying parameters were material amount of 9.4 kg/m2, heating temperature of 80-65-45 ℃ and vacuum pressure of 25-100 Pa. Conclusion: The prepared Codonopsis lanceolata chips under these optimal processing conditions have crisp taste, strong aroma and abundant nutrition.

freeze-drying；Codonopsis lanceolata；chips；processing technique

R282.71

B

1002-6630(2010)24-0491-03

2010-09-11

科技部星火計(jì)劃項(xiàng)目(2009GA660002)

尹春梅(1962—)，女，副教授，主要從事藥用植物栽培育種、加工及質(zhì)量評(píng)價(jià)。E-mail：chunmeiy2003@yahoo.com.cn