β－環(huán)狀糊精用于復(fù)水薇菜尖脫苦工藝的優(yōu)化

周文倩 李 純 胡 瑞 趙志峰 盧曉黎

ZHOU Wen－qianLI ChunHU RuiZHAO Zhi－fengLU Xiao－li

（四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院，四川 成都 610065）

薇菜又名紫萁、牛毛廣等，是一種多年生蕨類草本植物［1］。其味道鮮美，營養(yǎng)豐富，具有清熱解毒、止血、治療流感等功效，是一種藥食兼用的名貴野菜。薇菜的季節(jié)性強(qiáng)［2］，薇菜干為其主要的初加工品。然而，薇菜中含有單寧等苦、澀味成分［3］，特別是其尖部，苦味成分含量高，不易脫除且具有一定的腥味，不為大多數(shù)消費(fèi)者所接受。

傳統(tǒng)脫苦方法是將復(fù)水后的薇菜直接于清水中浸泡2d，但脫苦效率極低。近年來，亦有文獻(xiàn)［4］報道可用碳酸氫鈉溶液浸泡薇菜使其脫苦，但長時間、高濃度或高溫度的堿液浸泡會對菜體品質(zhì)造成一定損傷，如組織破皮、變軟、殘留堿味等［5］。且已有脫苦方法均是對薇菜整體進(jìn)行處理，未見針對薇菜尖脫苦的系統(tǒng)探討。因此，本試驗(yàn)采用β－環(huán)狀糊精對復(fù)水薇菜尖脫苦，探討β－環(huán)狀糊精的較優(yōu)脫苦條件，旨在達(dá)到良好脫苦效果的同時盡可能降低對薇菜組織的影響，為薇菜產(chǎn)品脫苦技術(shù)提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

薇菜干：含水率7%，冕寧縣源森林食品有限責(zé)任公司；

碳酸氫鈉：分析純，成都市科龍化工試劑廠；

單寧酸：分析純，天津市博迪化工有限公司；

Folin﹠Ciocalteu’s酚試劑：分析純，上海如吉生物科技發(fā)展有限公司；

β－環(huán)狀糊精：市售食品添加劑。

1.2 儀器與設(shè)備

雙光束紫外可見分光光度計：TU－1901型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

超聲波提取器：410HT型，北京亞歐德鵬科技有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH－4型，常州潤華電器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

薇菜干→預(yù)處理→復(fù)水→切制成型（分級）→碳酸氫鈉處理→β－環(huán)狀糊精浸泡處理→脫苦復(fù)水微菜尖

1.3.2 復(fù)水薇菜尖的制備 稱取一定質(zhì)量的薇菜干，浸泡至復(fù)水比為5.2～5.5（復(fù)水比＝復(fù)水后瀝干的薇菜重量／薇菜干的重量）；切制復(fù)水薇菜，篩選出薇菜尖，其尖部呈卷曲狀、黃綠色，長為2～3cm。

1.3.3 單寧的提取與測定方法 采用超聲波輔助提取法［6］提取復(fù)水薇菜尖的單寧。將處理后的復(fù)水薇菜尖于粉碎機(jī)中打碎，準(zhǔn)確稱取2g，在45℃的條件下，以1∶40（m∶m）的料液比超聲浸提45min，超聲功率240W，超聲頻率40kHz。待樣品冷卻后進(jìn)行抽濾，制得單寧提取液。

根據(jù)文獻(xiàn)［7］的方法繪制分光光度法測定單寧含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并測定單寧含量。按式（1）計算單寧脫除率。

1.3.4 不同脫苦方法的比較 將碳酸氫鈉結(jié)合β－環(huán)狀糊精的方法與單獨(dú)使用碳酸氫鈉的方法進(jìn)行比較。在保證薇菜尖質(zhì)地與風(fēng)味品質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)確定兩方法的具體步驟。

（1）碳酸氫鈉結(jié)合β－環(huán)狀糊精處理：稱取20g復(fù)水薇菜尖，以1∶4（m∶m）的料液比，將其置于30℃，1%碳酸氫鈉溶液中浸泡20min后撈出；再以1∶4（m∶m）的料液比將其置于1%β－環(huán)狀糊精溶液中浸泡，浸泡溫度25℃，浸泡時間60min。

（2）單獨(dú)使用碳酸氫鈉處理：稱取20g復(fù)水薇菜尖，以1∶4（m∶m）的料液比將其置于0.5%碳酸氫鈉溶液中浸泡，浸泡溫度25℃，浸泡時間80min。

按上述兩種方法分別處理復(fù)水薇菜尖，每隔10min測定一次樣品的單寧含量。

1.3.5 β－環(huán)狀糊精濃度對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響 通過預(yù)試驗(yàn)確定碳酸氫鈉前處理為以1∶4（m∶m）的料液比，將復(fù)水薇菜尖置于30℃，1%碳酸氫鈉溶液中浸泡20min后撈出。

分別稱取5g經(jīng)碳酸氫鈉前處理后的復(fù)水薇菜尖，料液比1∶3（m∶m），浸泡溫度25℃，浸泡時間90min，測定不同β－環(huán)狀糊精濃度對復(fù)水薇菜尖單寧含量的影響。

1.3.6 料液比對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響 分別稱取5g經(jīng)碳酸氫鈉前處理后的復(fù)水薇菜尖，β－環(huán)狀糊精濃度1%，浸泡溫度25℃，浸泡時間90min，測定不同料液比對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響。

1.3.7 處理溫度對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響 分別稱取5g經(jīng)碳酸氫鈉前處理后的復(fù)水薇菜尖，β－環(huán)狀糊精濃度1%，料液比1∶3（m∶m），浸泡時間90min，測定不同處理溫度對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響。

1.3.8 處理時間對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響 分別稱取5g經(jīng)碳酸氫鈉前處理后的復(fù)水薇菜尖，β－環(huán)狀糊精濃度1%，料液比1∶3（m∶m），處理溫度25℃，測定不同處理時間對復(fù)水薇菜尖單寧含量的影響。

1.3.9 正交試驗(yàn) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對β－環(huán)狀糊精濃度、處理溫度、處理時間3因素各取3水平，選用L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，優(yōu)化復(fù)水薇菜尖的脫苦工藝。

2 結(jié)果與分析

2.1 單寧標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以單寧酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖1。

圖1 分光光度法測定單寧含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure1 Standard curve of tannin content determined by spectrophotometric method

2.2 不同脫苦方法的比較

以碳酸氫鈉結(jié)合β－環(huán)狀糊精的方法（方法1）與單獨(dú)使用碳酸氫鈉的方法（方法2）處理復(fù)水薇菜尖時，單寧含量動態(tài)變化曲線見圖2。由圖2可知，隨著浸泡時間的延長，兩方法處理的復(fù)水薇菜尖單寧含量均呈逐步下降的趨勢，且方法1的下降幅度明顯大于方法2，說明方法1的脫苦效率顯著高于方法2。

圖2 復(fù)水薇菜尖脫苦的單寧含量動態(tài)變化曲線圖Figure2 Dynamic change curve of tannin content of debittering reconstituted Osmunda japonica thunbtip

單寧可分為水解單寧和縮合單寧，其中水解單寧為棓酸或與棓酸有生源關(guān)系的酚羧酸與多元醇組成的酯，分子內(nèi)的酯鍵在酸、堿或酶的作用下易于水解，產(chǎn)生多元醇及酚羧酸［8］。因此，方法1不僅運(yùn)用了碳酸氫鈉脫除水解單寧，還使用了β－環(huán)狀糊精包埋一部分縮合單寧；此外碳酸氫鈉前處理可軟化薇菜組織，適當(dāng)降低薇菜尖結(jié)構(gòu)的致密性，從而更有利于β－環(huán)狀糊精滲入菜體組織內(nèi)部，增強(qiáng)糊精分子對單寧的包埋作用。

2.3 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1 β－環(huán)狀糊精濃度對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響

β－環(huán)狀糊精是由多個吡喃型葡萄糖以α－1，4糖苷鍵結(jié)合成的環(huán)狀寡糖，其分子形狀是略呈錐形的圓環(huán)。β－環(huán)狀糊精的葡萄糖苷基上的羥基均位于外側(cè)，使單體的外表面具有親水性，而氫和配糖的氧位于內(nèi)側(cè)，使內(nèi)腔呈疏水性，其在水溶液中可同時與親水性物質(zhì)和疏水性物質(zhì)結(jié)合［9，10］，因此β－環(huán)狀糊精對單寧等物質(zhì)具有一定的包埋作用，可消除食品中的苦澀味和異味。一方面，溶液中的β－環(huán)狀糊精可對已溶出的單寧進(jìn)行包埋，從而促進(jìn)單寧的溶出，起增溶作用。另一方面，滲入復(fù)水薇菜尖組織結(jié)構(gòu)中的β－環(huán)狀糊精亦可包埋單寧［9］。所以，β－環(huán)狀糊精可通過包埋作用達(dá)到脫除苦味的效果。

由圖3可知，隨著β－環(huán)狀糊精濃度增大，復(fù)水薇菜尖的單寧含量呈先下降后上升的趨勢。當(dāng)β－環(huán)狀糊精濃度為0%～1%時，隨著濃度增大，包埋作用增強(qiáng)，單寧含量下降；當(dāng)β－環(huán)狀糊精濃度為1%～2%時，隨著濃度增加，單寧含量逐漸增大，這可能是因?yàn)槿芤簼舛仍龃?，滲透壓升高，浸泡液的滲透壓大于薇菜尖細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，使得薇菜組織出現(xiàn)短暫的脫水，不利于單寧的溶出。當(dāng)β－環(huán)狀糊精濃度為1%時，復(fù)水薇菜尖的單寧含量最低，脫苦效果較好，此時，復(fù)水薇菜尖單寧含量為11.84mg／100g，單寧脫除率為81.78%。

圖3 β－環(huán)狀糊精濃度對復(fù)水薇菜尖單寧含量的影響Figure3 Effect ofβ－cyclodextrins concentration on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.2 料液比對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響 由圖4可知，隨著浸泡液與物料質(zhì)量比的增大，復(fù)水薇菜尖單寧的含量呈緩慢下降的趨勢，且當(dāng)液料比大于4時，單寧含量變化幅度很小，說明料液比對復(fù)水薇菜尖單寧含量影響不大，所以選擇1∶4（m∶m）為適宜的料液比，此時，復(fù)水薇菜尖單寧含量為11.68mg／100g，單寧脫除率為82.03%。

圖4 料液比對復(fù)水薇菜尖單寧含量的影響Figure4 Effect of ratio of solid to liquid on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.3 處理溫度對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響 由圖5可知，隨著溫度上升，復(fù)水薇菜尖單寧含量呈逐步下降的趨勢，這主要是因?yàn)闇囟壬呖纱龠M(jìn)單寧的溶出，加速包埋作用的進(jìn)行。當(dāng)溫度為60℃時，單寧含量最低，但由感官評價可知，此時薇菜組織的脆度已有所下降，所以選擇50℃為β－環(huán)狀糊精浸泡液的適宜處理溫度，此時，復(fù)水薇菜尖單寧含量為7.86mg／100g，單寧脫除率為87.91%。

圖5 處理溫度對復(fù)水薇菜尖單寧含量的影響Figure5 Effect ofβ－cyclodextrins soaking solution temperature on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.4 處理時間對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響 由圖6可知，隨著浸泡時間延長，復(fù)水薇菜尖單寧含量呈逐步下降的趨勢，且當(dāng)時間大于100min后，此變化趨勢趨于平緩，因此選擇100min為β－環(huán)狀糊精浸泡液適宜的處理時間，此時，復(fù)水薇菜尖單寧含量為9.90mg／100g，單寧脫除率為84.77%。

圖6 處理時間對復(fù)水薇菜尖單寧含量的影響Figure6 Effect ofβ－cyclodextrins soaking solution processing time on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選取對復(fù)水薇菜尖脫苦效果影響較大的三因素進(jìn)行正交試驗(yàn)。以單寧含量為指標(biāo)，采用L9（34）正交表對復(fù)水薇菜尖脫苦工藝進(jìn)一步優(yōu)化，正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計見表1，正交設(shè)計及試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table1 Factors and levels for L9（34）orthogonal array design

由表2可知，3個因素對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響大小依次為β－環(huán)狀糊精濃度（A）＞處理溫度（B）＞處理時間（C）；各因素的最優(yōu)組合為A2B3C3。分析結(jié)果同時顯示，3種因素對復(fù)水薇菜尖脫苦效果的影響趨勢與單因素試驗(yàn)結(jié)果所示趨勢相同。

正交試驗(yàn)結(jié)果的方差分析見表3。

表2 L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果Table2 L9（34）orthogonal array design and results

表3 方差分析結(jié)果Table3 Results of analysis of variance

由表3可知，A因素即β－環(huán)狀糊精濃度對試驗(yàn)指標(biāo)的影響在a＝0.05下達(dá)到顯著水平，是影響復(fù)水薇菜尖脫苦效果的主要因素，而處理溫度和處理時間的影響較小，試驗(yàn)最后確定脫苦的較優(yōu)條件為A2B3C3，即較優(yōu)脫苦工藝為以1∶4（m∶m）的料液比，將堿法處理后的復(fù)水薇菜尖置于55℃，1%β－環(huán)狀糊精溶液中浸泡105min，撈出瀝干。

2.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按上述較優(yōu)工藝條件進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，測得脫苦后復(fù)水薇菜尖單寧含量的平均值為5.71mg／100g，均低于表3中的每一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合感官評價可知，處理后的復(fù)水薇菜尖苦味基本消除，腥味略微下降，脆度無明顯變化，故A2B3C3為優(yōu)化脫苦工藝條件。在此工藝條件下，復(fù)水薇菜尖單寧脫除率可高達(dá)91.22%。

3 結(jié)論

以碳酸氫鈉結(jié)合β－環(huán)狀糊精浸泡復(fù)水薇菜尖可達(dá)到較好的脫苦效果。通過單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)優(yōu)化得到β－環(huán)狀糊精的較優(yōu)脫苦條件為以1∶4（m∶m）的料液比，將碳酸氫鈉前處理后的復(fù)水薇菜尖置于55℃，1%β－環(huán)狀糊精溶液中浸泡105min，撈出瀝干。該方法的脫苦效果佳，單寧脫除率可高達(dá)91.22%。在基本脫除苦味的同時，具有一定的脫腥效果，且對薇菜組織脆度無明顯影響，優(yōu)于碳酸氫鈉浸泡法。該工藝的操作步驟相對簡單，為即食薇菜產(chǎn)品加工中的原料預(yù)處理提供了一種簡易可行的方法。

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