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    養(yǎng)心菜漂燙工藝的研究

    2015-11-05 08:33:21李欣欣張玉潔
    食品工業(yè)科技 2015年12期
    關(guān)鍵詞:齊墩果酸過氧化物

    劉 揚(yáng),李欣欣,張玉潔

    (吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,吉林長春130022)

    養(yǎng)心菜漂燙工藝的研究

    劉揚(yáng),李欣欣*,張玉潔

    (吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,吉林長春130022)

    對不同漂燙條件下養(yǎng)心菜過氧化物酶活性、色澤、質(zhì)構(gòu)、齊墩果酸含量的變化情況進(jìn)行了分析,并通過單因素實(shí)驗(yàn)考察漂燙溫度、時(shí)間以及養(yǎng)心菜切分長度3個(gè)因素對VC含量的影響,再結(jié)合上述各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況選取因素水平。最后,通過Box-Benhnken的中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析優(yōu)化養(yǎng)心菜漂燙工藝,以VC保留率為響應(yīng)值進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:漂燙工藝的最優(yōu)參數(shù)組合為:漂燙溫度90℃、漂燙時(shí)間60s、切分長度8cm,在該工藝條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的養(yǎng)心菜VC保留率為80.01%。

    養(yǎng)心菜,漂燙,VC

    養(yǎng)心菜,學(xué)名景天三七(Sedum aizoon L.),又名費(fèi)菜、土三七、救心菜等,為薔薇目景天科的多年生草本植物,分布于我國東北、華北、華東各地區(qū)[1],其最早載于《救荒本草》,是我國古代醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的一種藥材,其性平、味甘微酸,具有平肝寧心、散瘀止血等功效[2]?,F(xiàn)代研究證明養(yǎng)心菜含有多種活性成分,如齊墩果酸、槲皮苷、谷甾醇、生物堿、果糖、景天庚糖、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)等。其中齊墩果酸有較強(qiáng)的強(qiáng)心、保肝作用,且有降血糖、降血脂、鎮(zhèn)靜的作用,是開發(fā)治療肝病和降血糖等藥物的有效成分[3-5]。因此,養(yǎng)心菜具有很高的醫(yī)療保健功效,是一種具有廣闊開發(fā)前景的藥膳兩用的特色保健蔬菜[6-7]。

    目前,養(yǎng)心菜的深加工尚處起步,作為蔬菜時(shí)又不易保存,因此,造成了鮮葉資源的大量浪費(fèi),也使得其保健功能得不到充分的發(fā)揮和利用。因此有必要對養(yǎng)心菜的預(yù)處理工藝進(jìn)行研究,從而為養(yǎng)心菜的深加工及高品質(zhì)保藏奠定基礎(chǔ)。

    漂燙的主要目的是殺死微生物和破壞酶的活性,防止蔬菜在保藏過程中變色、變味和營養(yǎng)成分的損失,從而提高產(chǎn)品的保質(zhì)期。本文探討了不同漂燙條件下,養(yǎng)心菜品質(zhì)的變化情況,并對漂燙工藝進(jìn)行優(yōu)化,旨在能夠更好地開發(fā)利用養(yǎng)心菜這一優(yōu)質(zhì)植物資源,并為以后的進(jìn)一步研究提供工藝參數(shù)。

    1 材料與方法

    1.1材料與儀器

    養(yǎng)心菜吉林省養(yǎng)源農(nóng)業(yè)開發(fā)公司提供;齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品純度≥99%,上海友思生物技術(shù)有限公司;2,4-二硝基苯肼分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;愈創(chuàng)木酚、過氧化氫、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、香草醛、無水乙醇、冰乙酸、高氯酸、乙酸乙酯、濃硫酸、草酸、硫脲等試劑均為分析純。

    DK-98-1型恒溫水浴鍋津市泰斯特儀器有限公司;T6型紫外分光光度計(jì)北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;JA3003型電子天平上海精天電子儀器有限公司;pHS-25型數(shù)字酸度計(jì)杭州東星儀器設(shè)備廠;SHA-C型水浴恒溫振蕩器金壇市恒豐儀器廠;CT3型質(zhì)構(gòu)儀美國Brookfield公司。

    1.2實(shí)驗(yàn)方法

    1.2.1過氧化物酶的測定采用愈創(chuàng)木酚法[8]。

    滅酶率(%)=[(滅酶前樣品酶活力-滅酶后樣品酶活力)/滅酶前樣品酶活力]×100

    1.2.2色澤評價(jià)將粗細(xì)均勻的養(yǎng)心菜用清水洗干凈,在不同溫度的水中漂燙不同時(shí)間,取出后迅速冷卻,放置在空氣中,24h后進(jìn)行評分,評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

    表1 色澤評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The standard for colour evaluation

    1.2.3質(zhì)構(gòu)的測定選取粗細(xì)及長短均勻一致的養(yǎng)心菜嫩莖葉,在不同條件下進(jìn)行漂燙,漂燙完迅速冷卻,采用CT3質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行測試。用質(zhì)構(gòu)儀對養(yǎng)心菜做TPA實(shí)驗(yàn),將探頭穿沖樣品時(shí)受到的最大壓力值作為養(yǎng)心菜的硬度。實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置為:測試前探頭下行速度為4.00mm/s,測試中探頭下行速度和測試后探頭返回速度1.00mm/s,壓后上行速度1.00mm/s,接觸到物體表面后的下行距離為2mm,兩次下壓中間停頓1s,觸發(fā)力0.20N,重復(fù)測定3次。

    1.2.4齊墩果酸含量的測定采用分光光度法測定[9]。

    1.2.4.1標(biāo)樣的配制精密稱取齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品2.0mg,置于10mL容量瓶中,用無水乙醇溶解,然后再加入無水乙醇定容至刻度,搖勻,待用。

    1.2.4.2測定波長的選擇取0.2mL齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品溶液,水浴揮發(fā)干后加入新配制的5%香草醛-冰醋酸溶液0.4mL、高氯酸0.8mL,于60℃水浴振蕩20min后取出,冷卻。再加入乙酸乙酯5mL,并搖勻,靜置10min。于400~800nm的波長段進(jìn)行全波長掃描,確定檢測波長。

    1.2.4.3養(yǎng)心菜樣品中齊墩果酸含量的檢測將養(yǎng)心菜樣品按1.2.4.2的方法,在最佳波長下進(jìn)行檢測,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中齊墩果酸的含量。

    1.2.5VC含量的測定采用2,4-二硝基苯肼比色法[10]。

    1.2.5.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取標(biāo)準(zhǔn)1g/L抗壞血酸0、2、4、8mL,用1%草酸溶液稀釋到100mL,然后分別加2g活性炭于50mL標(biāo)準(zhǔn)稀釋液中,搖振1min,過濾。分別取過濾后的樣品濾液4mL置于試管中,加1%硫脲2mL,2%2,4-二硝基苯肼1mL,置于37℃恒溫水浴中反應(yīng)3h后,將試管放在冰水中,加85%硫酸5mL,在室溫放置30min于波長490nm處測定吸光度,用抗壞血酸的含量做橫坐標(biāo),吸光度做縱坐標(biāo)。

    1.2.5.2樣品的測定稱取10g養(yǎng)心菜,加入2%草酸100mL,在研缽中研成勻漿分別倒入100mL量瓶中,用1%草酸稀釋到刻度,混勻、過濾,以下同1.2.5.1中的方法,以試劑空白為參比,測得吸光度,由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出對應(yīng)VC的含量。

    1.2.6養(yǎng)心菜護(hù)綠條件單因素確定

    1.2.6.1不同漂燙溫度對養(yǎng)心菜VC含量的影響選取粗細(xì)均勻的養(yǎng)心菜嫩莖葉,將其洗凈并切分成5cm的均勻長段,并在75、80、85、90、95、100℃這六個(gè)溫度下分別進(jìn)行漂燙,料液比為1∶15,漂燙時(shí)間設(shè)定為1min,漂燙后取出迅速放入冷水中冷卻,考察不同溫度對養(yǎng)心菜VC含量的影響情況。

    1.2.6.2不同漂燙時(shí)間對養(yǎng)心菜VC含量的影響將漂燙溫度設(shè)定為90℃,按照1.2.6.1的方法對養(yǎng)心菜的漂燙時(shí)間進(jìn)行篩選,漂燙時(shí)間分別為30、60、90、120、150、180s。

    1.2.6.3不同切分對養(yǎng)心菜VC含量的影響將漂燙溫度設(shè)定為90℃,漂燙時(shí)間定為1min,按照1.2.6.1的方法對養(yǎng)心菜的切分長度進(jìn)行篩選,切分長度分別為3、5、7、9、11、13cm。

    1.2.7養(yǎng)心菜護(hù)綠條件的優(yōu)化根據(jù)Box-Benhnken的中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理[11],綜合單因素影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用三因素三水平的響應(yīng)面分析方法對漂燙工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,將實(shí)驗(yàn)的響應(yīng)值取為VC保留率,分析因素與水平見表2。

    表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of RAS test

    1.2.8數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Origin 8.0及Design-Expert 8.0.6數(shù)據(jù)分析軟件處理。

    2 結(jié)果與分析

    2.1漂燙條件與過氧化物酶活性的關(guān)系

    圖1為不同溫度下漂燙不同時(shí)間對養(yǎng)心菜過氧化物酶滅酶率的影響。

    圖1 漂燙時(shí)間對養(yǎng)心菜過氧化物酶活性的影響Fig.1 Influence of blanching time on peroxidase activity of Sedum aizoon L.

    由圖1可知,在一定溫度下,養(yǎng)心菜的滅酶率都是隨著漂燙時(shí)間的延長而呈上升趨勢。在75、80、85℃下漂燙1min以內(nèi),達(dá)不到完全鈍化過氧化物酶活性的目的;在90℃下漂燙1min時(shí),養(yǎng)心菜的過氧化物酶滅酶率為95.5%,達(dá)到了鈍化酶的效果;在100℃下,漂燙3min時(shí),過氧化物酶完全失活。由上述實(shí)驗(yàn)可知:養(yǎng)心菜適宜的漂燙溫度為90~100℃,漂燙時(shí)間為1~3min。

    2.2漂燙工藝條件對養(yǎng)心菜色澤的影響

    不同漂燙溫度及時(shí)間對養(yǎng)心菜色澤的影響情況見圖2。

    圖2 漂燙時(shí)間對養(yǎng)心菜色澤的影響Fig.2 Influence of blanching time on colour of Sedum aizoon L.

    由圖2可知,當(dāng)漂燙時(shí)間為60s以內(nèi)時(shí),養(yǎng)心菜的色澤都保持較好為鮮綠色,隨著漂燙溫度和時(shí)間逐漸延長,養(yǎng)心菜的色澤逐漸變差;當(dāng)漂燙時(shí)間小于等于90s時(shí),養(yǎng)心菜的色澤差異不太明顯,當(dāng)漂燙時(shí)間大于90s時(shí),養(yǎng)心菜的色澤評分隨溫度的增加降幅較大,長時(shí)間加熱會(huì)使養(yǎng)心菜都變黃甚至發(fā)褐,失去其食用價(jià)值。由色澤評分可知:養(yǎng)心菜的適宜漂燙時(shí)間為30~90s。

    2.3漂燙工藝條件對養(yǎng)心菜質(zhì)構(gòu)的影響

    在質(zhì)構(gòu)分析的各項(xiàng)參數(shù)中,硬度是評價(jià)果蔬品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo),因此,本文只對硬度的變化情況進(jìn)行分析,結(jié)果見圖3。

    圖3 漂燙時(shí)間對養(yǎng)心菜硬度的影響Fig.3 Influence of blanching time on hardness of Sedum aizoon L.

    由圖3可知,養(yǎng)心菜的硬度是隨著漂燙溫度的升高以及漂燙時(shí)間的延長而下降的。在果蔬的熱燙中,由于傳熱的原因,果蔬的外部組織先被加熱而變軟,內(nèi)部組織要繼續(xù)加熱才被破壞。當(dāng)漂燙溫度為100℃,時(shí)間為180s時(shí),養(yǎng)心菜的硬度值僅為0.15N,這表明養(yǎng)心菜的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到了很大的破壞,失去了食用價(jià)值。因此,在漂燙溫度及時(shí)間的選擇上應(yīng)避免高溫長時(shí)間加熱。

    2.4漂燙工藝條件對養(yǎng)心菜齊墩果酸含量的影響

    經(jīng)過不同漂燙條件處理后的養(yǎng)心菜,測定其齊墩果酸含量,結(jié)果見圖4。

    圖4 漂燙時(shí)間對養(yǎng)心菜齊墩果酸含量的影響Fig.4 Influence of blanching time on contents of oleanolic acid of Sedum aizoon L.

    由圖4可知,在漂燙溫度為75~95℃時(shí),隨著漂燙時(shí)間的增加,養(yǎng)心菜齊墩果酸含量的下降較為緩慢,且漂燙溫度為75~95℃時(shí),養(yǎng)心菜齊墩果酸含量都較為接近,當(dāng)漂燙溫度達(dá)到100℃時(shí),養(yǎng)心菜齊墩果酸含量降幅較大,漂燙時(shí)間達(dá)到180s的時(shí)候,養(yǎng)心菜齊墩果酸含量降到了0.302mg/g,比未經(jīng)漂燙處理的養(yǎng)心菜齊墩果酸含量減少了29.27%,由于齊墩果酸是養(yǎng)心菜特有的也是主要的功能性成分之一,因此在養(yǎng)心菜漂燙工藝的選擇上,應(yīng)盡量避免造成齊墩果酸的大量損失,由此可知:養(yǎng)心菜的適宜漂燙溫度為100℃以下,漂燙時(shí)間應(yīng)控制在180s以內(nèi)。

    2.5漂燙工藝條件的優(yōu)化

    由于漂燙過度會(huì)造成營養(yǎng)流失,在各種營養(yǎng)成分中,VC的穩(wěn)定性最差,因此,一般常以VC的保留情況作為果蔬營養(yǎng)物質(zhì)的保留指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)以切分長度、漂燙的溫度和時(shí)間為因素,以VC保留率為指標(biāo),再結(jié)合過氧化物酶活性、養(yǎng)心菜色澤、硬度及齊墩果酸含量這四個(gè)指標(biāo),對養(yǎng)心菜的漂燙工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。

    2.5.1單因素實(shí)驗(yàn)

    2.5.1.1漂燙溫度漂燙溫度對養(yǎng)心菜VC含量的影響如圖5所示。

    圖5 漂燙溫度對養(yǎng)心菜VC含量的影響Fig.5 Influence of blanching temperature on contents of vitamin c of Sedum aizoon L.

    由圖5可知,養(yǎng)心菜VC含量隨著漂燙溫度的增加而下降,當(dāng)溫度大于90℃時(shí)VC含量明顯下降。綜合漂燙溫度對過氧化物酶等指標(biāo)的影響,將漂燙溫定為90℃對養(yǎng)心菜的漂燙溫度進(jìn)行篩選。

    2.5.1.2漂燙時(shí)間漂燙時(shí)間對養(yǎng)心菜VC含量的影響如圖6所示。

    圖6 漂燙時(shí)間對養(yǎng)心菜Vc含量的影響Fig.6 Influence of blanching time on contents of vitamin c of Sedum aizoon L.

    由圖6可知,養(yǎng)心菜的VC含量隨漂燙時(shí)間的增加而下降。由于,當(dāng)漂燙時(shí)間大于120s時(shí)養(yǎng)心菜的VC含量降幅較大,當(dāng)漂燙時(shí)間小于60s時(shí),養(yǎng)心菜的過氧化物酶活性得不到抑制,因此,控制漂燙溫度在60~120s為宜。在此條件下進(jìn)行處理不僅能起到鈍化養(yǎng)心菜過氧化物酶的目的,也能使養(yǎng)心菜VC的損失達(dá)到較小。

    2.5.1.3養(yǎng)心菜切分長度切分長度對養(yǎng)心菜漂燙后的VC含量的影響如圖7所示。

    圖7 切分長度對養(yǎng)心菜Vc含量的影響Fig.7 Influence of cutting length on contents of vitamin c of Sedum aizoon L.

    由圖7可知,養(yǎng)心菜VC含量隨著切分長度的增加而增大,呈正相關(guān)。但是養(yǎng)心菜的切分長度過長,容易造成漂燙不徹底,且影響產(chǎn)品的包裝;而切分長度太短,則導(dǎo)致VC過度流失。因此,選擇合適的切分長度,對養(yǎng)心菜的加工及保藏有重要作用。本實(shí)驗(yàn)得到的較優(yōu)水平為5~9cm。

    2.5.2響應(yīng)面法優(yōu)化漂燙工藝條件

    2.5.2.1回歸模型的建立及顯著性檢驗(yàn)表3中實(shí)驗(yàn)1~12為析因?qū)嶒?yàn),13~15為中心實(shí)驗(yàn)。15個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分為析因點(diǎn)和零點(diǎn),其中析因點(diǎn)為自變量取值在X1、X2、 X3所構(gòu)成的三維頂點(diǎn),零點(diǎn)為區(qū)域的中心點(diǎn),零點(diǎn)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,用以估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差。

    表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果Table 3 The results of response surface experiments

    利用統(tǒng)計(jì)分析軟件Design-Expert 8.0.6對表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。得到二次多元回歸模型為:Y= 76.06-1.58X1-4.72X2+1.44X3-0.58X1X2-0.63X1X3-0.37X2X3-4.40X12-0.95X22-2.48X32

    對該模型進(jìn)行方差分析,結(jié)果如表4所示,數(shù)學(xué)模型p<0.0001,表明該響應(yīng)面回歸模型達(dá)到了極顯著水平。而失擬項(xiàng)的p=0.0755,證明失擬項(xiàng)檢驗(yàn)不顯著,而數(shù)學(xué)模型的決定系數(shù)R2=0.9949,調(diào)整決定系數(shù)R2Adj=0.9857,表面該回歸方程對實(shí)驗(yàn)擬合情況較好,可以對養(yǎng)心菜的漂燙條件進(jìn)行分析和預(yù)測。

    表4 回歸模型方差分析結(jié)果Table 4 The ANOVA results of Regression model

    由F檢驗(yàn)可以得到各因素對VC保留率的影響程度大小的順序如下:漂燙時(shí)間>漂燙溫度>切分長度。各因素交互作用的響應(yīng)面如圖8~圖10所示。

    圖8 漂燙溫度與漂燙時(shí)間交互作用Fig.8 Interaction of blanching temperature and blanching time of Sedum aizoon L.

    圖9 漂燙溫度與養(yǎng)心菜切分長度交互作用Fig.9 Interaction of blanching temperature and cutting length of Sedum aizoon L.

    圖10 漂燙時(shí)間與養(yǎng)心菜切分長度交互作用Fig.10 Interaction of blanching time and cutting length of Sedum aizoon L.

    2.5.2.2最佳工藝條件的確定由數(shù)學(xué)模型可知,最佳工藝條件為漂燙溫度88.96℃,漂燙時(shí)間60s,切分長度7.70cm,養(yǎng)心菜VC保留率的預(yù)測值為80.8453%。

    采用優(yōu)化工藝條件進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證,考慮到實(shí)際操作的可行性,將養(yǎng)心菜漂燙的工藝條件在回歸方程得到的理論值基礎(chǔ)上修正為:漂燙溫度90℃,漂燙時(shí)間60s,切分長度8cm。在該工藝條件下進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到的養(yǎng)心菜VC保留率為80.01%,與模擬方程的最佳預(yù)測值基本吻合,說明該模型可以用于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測,采用該工藝可以得到VC保留效果較好的養(yǎng)心菜,且在此條件下處理過的養(yǎng)心菜,測得過氧化物酶殘余酶活僅為3.97%,齊墩果酸含量為0.412mg/g,硬度值為0.400N,色澤為鮮綠色,即各項(xiàng)指標(biāo)均較佳。

    3 結(jié)論

    漂燙是果蔬加工中的一道重要工序,通過漂燙能殺滅養(yǎng)心菜表面附著的蟲卵和微生物、破壞酶活性,防止加工后產(chǎn)品質(zhì)量變劣。實(shí)驗(yàn)表明90℃下漂燙1min基本達(dá)到鈍化養(yǎng)心菜過氧化物酶的效果。若要達(dá)到過氧化物酶完全失活,則需要在100℃下漂燙3min以上,而在此條件下漂燙,養(yǎng)心菜的色澤、硬度都遭到破壞,齊墩果酸及VC含量造成很大的損失。因此,在漂燙條件的選擇上應(yīng)避免高溫長時(shí)間加熱。

    對養(yǎng)心菜的漂燙條件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化得到最佳參數(shù)為:漂燙溫度90℃,漂燙時(shí)間60s,切分長度8cm,在該工藝條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的養(yǎng)心菜VC保留率為80.01%。

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    Study on blanching technics of Sedum aizoon L.

    LIU Yang,LI Xin-xin*,ZHANG Yu-jie
    (Department of Biological and Agricultural Engineering,Jilin University,Changchun 130022,China)

    Effects of different blanching conditions on peroxidase activity,color,texture,contents of oleanolic acid of Sedum aizoon L.were analyzed,and to observe the influence of blanching temperature,time,and cutting length of Sedum aizoon L.as the independent variables on the contents of vitamin C,and combined with the above mentioned indexes selected factor levels.Based on the observation,the experiment was optimized the blanching technology of Sedum aizoon L.by response surface methodology.The response variable was the preservation rate of vitamin C.The study showed:the optimum blanching conditions of Sedum aizoon L.were:blanching temperature was 90℃,blanching time was 60s,cutting length was 8cm.Under optimized conditions,the preservation rate of vitamin C was 80.01%.

    Sedum aizoon L.;blanching;vitamin C

    TS255.3

    B

    1002-0306(2015)12-0216-05

    10.13386/j.issn1002-0306.2015.12.037

    2014-08-14

    劉揚(yáng)(1990-),女,碩士研究生,研究方向:食品科學(xué)與工程。

    李欣欣(1964-),女,博士,副教授,研究方向:食品科學(xué)與工程。

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