苦菜蔬菜紙加工工藝研究

齊國光，張秀玲，趙 丹，徐媛媛

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，哈爾濱 150030）

苦菜（Sonchus oleraceus L.），為菊科苦菜屬多年生草本植物，又名苦荬菜、苦苣、曲麻菜等，是我國食用歷史悠久的一種野生蔬菜[1]?？嗖藸I養(yǎng)豐富，據(jù)測定，每百克鮮菜中含蛋白質(zhì)1.8 g，糖類4.0 g，食物纖維5.8 g，鈣120 mg，磷52 mg及鋅、銅、鐵、錳等微量元索，以及維生素B1、B2、C、胡蘿卜素、煙酸等。苦菜中含鐵124 mg·hg-1，雄居各蔬菜之首[2]。此外，還含有臘醇、膽堿、酒石酸、苦味素等化學(xué)物質(zhì)[3]?？嗖诉€具有較高的藥用價值和保健功能?！侗静菥V目》中記載，苦菜苦、寒、無毒，有安心益氣、除面目及舌下黃、利小便等功能?，F(xiàn)代中醫(yī)理論認(rèn)為，苦菜可清熱解毒、抗病毒、護(hù)肝明目、提高機(jī)體免疫力等[4]。東北地區(qū)苦菜產(chǎn)量豐富，然而多用于鮮菜銷售，加工產(chǎn)品極少?？墒承允卟税b用紙市場潛力巨大，其產(chǎn)品可用于方便休閑食品、可食性包裝等眾多領(lǐng)域[5]。目前，對蔬菜紙的研究，一直是廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)[6-8]。日本高崎造紙公司研制開發(fā)出用食品加工中廢棄的蘋果渣加入適量的木質(zhì)纖維生產(chǎn)出果渣紙，并用于食品包裝。英國也有報道稱以胡蘿卜為基料，添加適量的增稠劑、增塑劑、抗水劑，制成價廉物美的可食性蔬菜紙，以用作盒裝食品包裝或直接當(dāng)作方便食品食用。我國已成功研制了一些可食性蔬菜包裝紙，例如胡蘿卜紙、馬齒筧保健蔬菜紙等[9]。然而關(guān)于苦菜蔬菜紙方面的研究卻未見報道，本文以苦菜為原料，主要對苦菜蔬菜紙膠黏劑組成、用量及苦菜護(hù)綠進(jìn)行了優(yōu)化研究，初步解決了其成型和護(hù)綠問題，得出較好的成型配方和護(hù)綠配方。為蔬菜的深加工提供新的方法，同時也使蔬菜附加值大大提高。因此，對蔬菜的深加工具有一定意義。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

苦菜（市售）；無水碳酸鈉（化學(xué)純）（北京化學(xué)儀器藥品公司）；乙酸鋅（分析純）（北京化學(xué)儀器藥品公司）；CMC-Na（食品級）（北京化學(xué)儀器藥品公司）；海藻酸鈉（食品級）（北京化學(xué)儀器藥品公司）；可溶性淀粉（食品級）（黑龍江龍港食品有限公司）。

AL104型電子天平（梅特勒-托利多儀器公司）；DGL-2000電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京金紫光儀器儀表銷售公司）；Y802-285型膠體磨上海索譜儀器有限公司）；真空脫氣機(jī)（上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠）；722分光光度計（上海精密儀器科學(xué)公司；多功能攪拌機(jī)CDE-220E（佛山市順德歐科電器有限公司）；紫外可見分光光度計（上海精天電子儀器有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

原料前處理→燙漂→冷卻→打漿→調(diào)配→膠磨→均質(zhì)→脫氣→刮片→干燥→揭紙

1.2.2 操作要點(diǎn)

①原料前處理：選擇新鮮沒有腐爛變質(zhì)的苦菜，人工清洗，去除根雜泥土。切分成3～5 cm，便于后期處理。

②燙漂：選擇碳酸鈉和醋酸鋅為護(hù)色劑，于85～100℃條件下燙漂。

③打漿：將經(jīng)燙漂軟化好的原料瀝干水分后，經(jīng)組織搗碎機(jī)破碎后，放入打漿機(jī)中打成糊狀。由于苦菜莖中纖維素較多，為了保證打出的漿均勻，需要提高打漿的強(qiáng)度，增加打漿的時間。每次樣品在打漿機(jī)最高強(qiáng)度下，打漿大約進(jìn)行5 min[10]。

④調(diào)配：選擇CMC-Na，海藻酸鈉和可溶性淀粉為膠粘劑按照一定比例加入苦菜汁中，加入過程要邊攪拌，邊加入，以防止結(jié)塊。

⑤膠磨：將調(diào)配好的漿料過2遍膠體磨，細(xì)化到200目，使菜泥細(xì)膩、均勻，品質(zhì)滑潤。

⑥均質(zhì)：將加入膠黏劑細(xì)化后的漿液，倒入均質(zhì)機(jī)中，再加入一定量的漿料，均質(zhì)轉(zhuǎn)速為l 200 r·min-1，時間2 min。

⑦脫氣：將均質(zhì)好的漿料放入真空脫氣機(jī)中脫氣，壓力為0.08 MPa，直至氣體全部抽出

⑧刮片：將脫氣后的漿料均勻涂在有機(jī)玻璃板上，涂膜厚度為1～1.5 mm，最終制品厚度為0.5～0.7 mm。

⑨干燥：采用干燥條件為[11]：干燥溫度60℃，時間6 h，干燥后最終制品水分含量為4%左右。

1.3 正交試驗(yàn)

1.3.1 護(hù)色正交試驗(yàn)

在對護(hù)綠劑碳酸鈉，乙酸鋅和燙漂時間單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對苦菜蔬菜紙燙漂過程進(jìn)行L9（34）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計，見表1。

1.3.2 膠黏劑正交試驗(yàn)

向苦菜漿液中加入一定量膠黏劑，在對膠黏劑CMC-Na，海藻酸鈉，可溶性淀粉單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上對苦菜紙膠黏劑進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計，見表2。

表1 L9(34)因素水平Table 1 L9(34)factor and level

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計Table 2 Orthogonal experimnet design

1.4 品質(zhì)評定

1.4.1 感官評定

結(jié)果見見表3

選擇10位具有評審經(jīng)驗(yàn)的評審員組成評審小組，主要從外觀色澤，成紙性，粘彈性和易揭性幾方面進(jìn)行評定。采用百分制原則，去掉一個最高分和一個最低分，以評審均值作為產(chǎn)品最終評分。

表3 感官評價評審標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Grade standard of sensory evaluation

1.4.2 理化評定

水分含量測定：按照GB 500912-85檢測標(biāo)準(zhǔn)；干物質(zhì)含量測定：按照GB/T 8858-1988檢測標(biāo)準(zhǔn)；葉綠素含量測定：分光光度法[12]；VC含量測定：含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 護(hù)色條件

2.1.1 堿液濃度與色澤關(guān)系

選擇四種不同濃度的碳酸鈉溶液為護(hù)色劑，于85～100℃條件下，燙漂一定時間后取出，測得葉綠素保存率，結(jié)果如圖1。

圖1 堿液濃度對葉綠素保存率影響Fig.1 Effect of Lye concentration on chlorophyll preservation

由圖1可知，當(dāng)碳酸納濃度小于3 g·L-1時，隨著堿液濃度的提高，葉綠素含量上升。大于3 g·L-1時，葉綠素含量迅速下降。這主要是由于隨著堿液濃度的增加，苦菜中的有機(jī)酸被中和，苦菜表面的蠟質(zhì)遭到破壞。所以當(dāng)碳酸鈉濃度為3 g·L-1時，護(hù)色效果最佳。

2.1.2 金屬離子與色澤的關(guān)系

選擇四種不同濃度的醋酸鋅溶液為護(hù)色劑，于85～100℃條件下，燙漂一定時間后取出，測得葉綠素保存率，結(jié)果見圖2。由圖2可知，隨著醋酸鋅濃度的增加，溶液pH不斷增大。在微堿性條件下，脫鎂葉綠素容易與金屬離子螯合成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的葉綠素鹽，當(dāng)堿液進(jìn)一步增強(qiáng)時，護(hù)色效果隨之下降。所以，當(dāng)醋酸鋅濃度為0.1 g·L-1時，護(hù)色效果最好。

圖2 醋酸鋅添加量對葉綠素保存率影響Fig.2 Effect of Metal ion concentration on chlorophyll preservation

2.1.3 燙漂時間與色澤的關(guān)系

選擇新鮮苦菜，分別加入3 g·L-1的碳酸鈉溶液和0.1 g·L-1的醋酸鋅溶液，燙漂不同時間，測定葉綠素含量，燙漂時間為2、4、6和8 min時，葉綠素保存率分別為30.6%、38.2%、36.5%和29.8%。

由此可知，燙漂時間過短，葉綠素酶沒有完全滅活，護(hù)色效果不佳。燙漂時間過長，葉綠素受到破壞。燙漂時間為4 min時，護(hù)色效果最好。

2.1.4 護(hù)色條件優(yōu)化

結(jié)果見表4。

表4 L9(34)苦菜護(hù)色試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Protecting green on Sonchus oleraceus L.experimentation result L9(34)

護(hù)綠方法大致可分為：金屬離子法和堿液護(hù)綠法。由于VC不穩(wěn)定，易于氧化[13]。堿液護(hù)綠VC損失率較高，葉綠素?fù)p失率較低。本實(shí)驗(yàn)選用不同濃度的碳酸鈉溶液，醋酸鋅溶液為燙漂液，于85～100℃條件下燙漂不同時間，測定葉綠素保存率[14]。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)確定最佳熱燙工藝。

由表4可知，對葉綠素保存率影響最大的是醋酸鋅的添加量，其次是燙漂時間，影響最小的是碳酸鈉的添加量。這主要是由于在弱堿條件下，Zn2+可以置換葉綠素中的Mg2+，從而起到護(hù)色作用。燙漂時間越長，苦菜組織破壞嚴(yán)重，葉綠素大量損失。

以葉綠素保存率為護(hù)色標(biāo)準(zhǔn)，苦菜紙最佳熱燙護(hù)色組合為A1B1C2即：碳酸鈉用量為1 g·L-1，醋酸鋅用量為0.1 g·L-1，燙漂時間為4 min，不在正交試驗(yàn)表內(nèi)。各因素主次關(guān)系為B＞C＞A即：醋酸鋅＞燙漂時間＞碳酸鈉

2.2 膠黏劑配方

2.2.1 CMC-Na添加量的確定

結(jié)果見表5。

表5 CMC-Na添加量對苦菜蔬菜紙的影響Table 5 Effect of CMC-Na addition on Sonchus oleraceus L.paper

膠黏劑選擇淀粉添加量為1%，海藻酸鈉添加量為0.6%，分別添加不同百分比例的CMC-Na，主要從最終產(chǎn)品的成紙性和易揭性兩方面進(jìn)行感官評價。由上表5可知，CMC-Na添加量為0.3%和0.4%時，成紙效果都很好，但考慮到紙張易揭性，選擇添加量為0.4%

2.2.2 可溶性淀粉添加量確定

膠黏劑選擇CMC-Na添加量為0.3%，海藻酸鈉添加量為0.6%.分別添加不同百分比的淀粉，比較結(jié)果如表6所示。

表6 可溶性淀粉添加量對苦菜蔬菜紙的影響Table 6 Effect of soluble starch addition on Sonchus oleraceus L.paper

由上表6可知，淀粉添加量為1%和3%時，成紙效果都很好，但考慮到紙張易揭性，選擇添加量為3%。

2.2.3 海藻酸鈉添加量確定

膠黏劑選擇CMC-Na添加量為0.3%，淀粉添加量為1%。分別添加不同百分比的淀粉，比較結(jié)果見表7。

由表7可知，海藻酸鈉加量為0.6%和0.8%時，成紙效果都很好，但考慮到紙張易揭性，選擇添加量為0.6%。

表7 海藻酸鈉添加量對苦菜蔬菜紙的影響Table 7 Effect of sodium alginate addition on Sonchus oleraceus L.paper

2.2.4 膠黏劑配方優(yōu)化

范素琴等研究了海藻酸鈉對蔬菜紙質(zhì)構(gòu)特性的影響[15]。結(jié)果表明，海藻酸鈉的用量直接影響到蔬菜紙的質(zhì)構(gòu)特性。此外，Alison等在制作蔬菜紙過程中，加入了CMC-Na[16]，成紙效果很好。本實(shí)驗(yàn)選用CMC-Na，可溶性淀粉，海藻酸鈉為膠黏劑，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)確定最優(yōu)膠黏劑配方。結(jié)果見表8。

表8 L9(34)膠黏劑配方試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Optimum tackiness agent condition experimentation results of L9(34)

從表8中可以看出，海藻酸鈉用量對成紙性影響較大，可溶性淀粉次之，CMC-Na影響最小，這與范素琴的結(jié)果一致。膠黏劑最優(yōu)配方組合為A2B2C3即：CMC-Na用量為0.4%，可溶性淀粉用量為3%，海藻酸鈉用量為0.8%。影響因素主次關(guān)系為C＞A＞B即：海藻酸鈉＞CMC-Na＞可溶性淀粉。

3 討論

3.1 膠黏劑

蔬菜中膳食纖維含量較高，膠體物質(zhì)含量很少，如果不加入膠黏劑，則打成漿狀的蔬菜紙不能成形，因此對膠黏劑的選擇也就格外重要。以往的蔬菜紙加工都采用單一的膠黏劑進(jìn)行成形，CMC-Na對蔬菜紙的易揭性影響較大，海藻酸鈉對蔬菜紙的成紙性影響較大，而在蔬菜紙加工過程中，加入一定量可溶性淀粉，可起到改善產(chǎn)品品質(zhì)的作用。本實(shí)驗(yàn)則采用3種膠黏劑組合:CMC-Na、海藻酸鈉和可溶性淀粉，通過正交實(shí)驗(yàn)得出其最佳膠黏配方，使產(chǎn)品品質(zhì)更加優(yōu)良。復(fù)合膠黏劑的應(yīng)用彌補(bǔ)了單一膠黏劑的不足，但是不同的蔬菜膠黏劑的選擇和用量差異很大，效果也各不相同。應(yīng)用更廣泛，效果更穩(wěn)定的復(fù)合膠黏劑的開發(fā)是未來發(fā)展的方向，也是蔬菜紙工業(yè)化生產(chǎn)需要解決的問題之一。

3.2 護(hù)綠

防止變色是蔬菜加工過程中一項(xiàng)很重要的工藝，也是衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)采用碳酸鈉和醋酸鋅對苦菜進(jìn)行護(hù)綠。堿液能有效阻止酶促褐變的發(fā)生，鋅離子在堿性條件下能置換葉綠素中的鎂離子，獲得較好的護(hù)色效果。經(jīng)過優(yōu)化的護(hù)色條件，雖然在護(hù)色效果上還不及葉綠素銅鈉等的護(hù)色方法，但成本卻相對較低，可以為蔬菜紙規(guī)?；a(chǎn)提供可行的護(hù)色技術(shù)指導(dǎo)。相信隨著研究的進(jìn)一步深入，成本低，護(hù)色效果好的護(hù)色技術(shù)將會投入生產(chǎn)和使用。

4 結(jié)論

4.1 苦菜蔬菜紙最佳條件

碳酸鈉用量為1 g·L-1，醋酸鋅用量為0.1 g·L-1，燙漂時間為4 min。熱燙液溫度為：85～100℃。

4.2 苦菜蔬菜紙膠黏劑最優(yōu)配方

CMC-Na用量為0.4%，可溶性淀粉用量為3%，海藻酸鈉用量為0.8%。

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