鈉鹽對(duì)糖漬黑豆軟化效果的影響

趙 蕊,姚鑫淼,盧淑雯,張英蕾,張莉莉,李哲濱,謝學(xué)軍

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所,黑龍江哈爾濱 150086)

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鈉鹽對(duì)糖漬黑豆軟化效果的影響

趙 蕊,姚鑫淼,盧淑雯*,張英蕾,張莉莉,李哲濱,謝學(xué)軍

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所,黑龍江哈爾濱 150086)

為解決糖漬黑豆質(zhì)地堅(jiān)硬的問(wèn)題,本研究采用單因素分析方法,對(duì)比研究6種鈉鹽對(duì)糖漬黑豆的軟化效果,以提高其食用品質(zhì)。以鈉鹽種類(lèi)、添加環(huán)節(jié)和添加量為影響因素,以黑豆硬度和感官特性為目標(biāo)量,篩選出適宜糖漬黑豆加工的鈉鹽種類(lèi),進(jìn)而確定該鈉鹽的添加環(huán)節(jié)以及最佳添加量。結(jié)果表明,在本實(shí)驗(yàn)使用的6種鈉鹽中以碳酸氫鈉對(duì)黑豆的軟化效果最為顯著,碳酸氫鈉能夠提高黑豆的保水性、降低浸漬后的黑豆的硬度和固形物增加率。這些作用以在蒸煮過(guò)程中添加碳酸氫鈉最為顯著,蒸煮過(guò)程中添加0.2%的碳酸氫鈉能夠有效降低黑豆硬度,還可以維持較好口感。本研究結(jié)果為豆類(lèi)食品加工提供參考。

黑豆,鈉鹽,碳酸氫鈉,軟化劑

黑豆是豆科植物大豆的種子,蛋白質(zhì)含量高達(dá)36%～40%,富含人體必需的8種氨基酸,幾乎不含膽固醇,不飽和脂肪酸含量高達(dá)80%以上[1-2]。作為一種健康的黑色食品,黑豆有補(bǔ)腎、強(qiáng)筋、烏發(fā)、解毒功效,經(jīng)常食用可以軟化血管、滋潤(rùn)皮膚、延緩衰老,對(duì)防治“三高”有積極作用[2-3]。黑豆加工食品市場(chǎng)認(rèn)可度高、需求量大,但目前已開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品僅局限于豆奶、豆豉、豆醬等少數(shù)種類(lèi),亟需開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)品以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。糖漬黑豆是一款新型休閑食品,營(yíng)養(yǎng)高口感好,市場(chǎng)前景廣闊。

熟化是豆類(lèi)加工的必要環(huán)節(jié),可以產(chǎn)生風(fēng)味、軟化質(zhì)地、消除抗?fàn)I養(yǎng)因子,滿(mǎn)足食味要求。由于黑豆種皮厚、質(zhì)地致密且果膠含量高,普通蒸煮往往需要3～6 h才能使其充分軟化[4-7];熟化的黑豆在后續(xù)糖漬、干燥等加工環(huán)節(jié)中因脫水使硬度再度增高,影響到終產(chǎn)品的感官品質(zhì)[6]。此外,如果儲(chǔ)存不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致黑豆硬化,需要耗用更多的能源和時(shí)間使其軟化[8]。因此,為了提高黑豆的蒸煮效率和加工品質(zhì),有必要研究其軟化特性,進(jìn)一步提出合理的加工工藝。

目前軟化豆類(lèi)的方法有高壓蒸煮或用鹽溶液浸泡。高壓蒸煮雖然能夠降低硬度、縮短煮制時(shí)間,但會(huì)破壞食物的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味,種皮破損率也提高。另一方面,用鈉鹽浸泡可以促進(jìn)原果膠的溶解,改善豆類(lèi)的蒸煮品質(zhì)[9],Schoeninger V[10]研究了蒸煮條件對(duì)菜豆品質(zhì)的影響,結(jié)果表明用2.3 g/100 mL的碳酸氫鈉溶液浸泡13.1 h可以顯著降低菜豆的硬度、縮短蒸煮時(shí)間并提高食用品質(zhì);Bellido G[11]發(fā)現(xiàn)用碳酸氫鈉、碳酸鈉、磷酸氫二鈉混合物浸泡調(diào)和可以軟化黑豆。

除浸泡以外,豆類(lèi)加工通常還包括蒸煮、浸漬、干燥等其他環(huán)節(jié),尤其在加熱條件下進(jìn)行的某些環(huán)節(jié)中,鈉鹽的作用可能會(huì)因分子運(yùn)動(dòng)加速而加強(qiáng)。然而在其他加工環(huán)節(jié)中使用鈉鹽對(duì)豆類(lèi)加工品質(zhì)的影響卻少有研究。本研究針對(duì)糖漬加工黑豆質(zhì)地過(guò)硬的問(wèn)題,從食品加工常用的六種鈉鹽中篩選出適宜的添加劑種類(lèi),進(jìn)而確定使用添加劑的加工環(huán)節(jié)及最佳添加量,為黑豆產(chǎn)品的研制提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑大豆品種:丹波黑豆(Glycinemax(L.)merr) 購(gòu)自高郵市匯金雜糧專(zhuān)業(yè)合作社;碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、異抗壞血酸鈉、氯化鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉均為食品級(jí)。

TA.XT plus食品物性測(cè)試儀 英國(guó)SMSTA公司;雷磁PHS-3C型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;電子天平XS204 梅特勒-托利多;電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 原料篩選及清洗→浸泡→煮制→糖漬

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 原料篩選及清洗 選用大小均勻、顆粒飽滿(mǎn)、豆皮完整且無(wú)破損、無(wú)蟲(chóng)眼、無(wú)霉變的丹波黑豆為原料,剔除沙土異物等雜質(zhì),稱(chēng)量后用自來(lái)水沖洗干凈。

1.2.2.2 浸泡 稱(chēng)取(30±0.1) g黑豆,清洗后用150 g蒸餾水或鹽溶液在室溫下浸泡16 h。

1.2.2.3 蒸煮 把浸泡好的黑豆瀝干,加入120 g蒸餾水或鹽溶液煮3 h。

1.2.2.4 浸漬 采用散熱浸漬方式,具體操作為:把煮好的黑豆瀝干,加入120 g 30%蔗糖水溶液或鹽溶液,燒開(kāi)后保持沸騰狀態(tài)10 min,熄火散熱浸漬20 h。繼而用120 g 40%蔗糖溶液散熱浸漬20 h。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.3.1 鈉鹽種類(lèi)對(duì)黑豆蒸煮特性影響實(shí)驗(yàn) 黑豆在室溫下浸泡16 h,然后分別用0.2%(w/w)的碳酸氫鈉、氯化鈉、異抗壞血酸鈉、檸檬酸鈉、六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉溶液進(jìn)行蒸煮,以蒸餾水煮的黑豆作為對(duì)照。選取軟化效果最好的鈉鹽作為本實(shí)驗(yàn)后續(xù)使用的添加劑種類(lèi)。

1.2.3.2 使用鈉鹽的加工環(huán)節(jié)對(duì)糖漬黑豆品質(zhì)影響實(shí)驗(yàn) 選取軟化效果最好的鈉鹽以0.2%(w/w)添加量分別用于浸泡、蒸煮、浸漬環(huán)節(jié)中。以降低糖漬黑豆硬度為目標(biāo),確定使用該添加劑的最適宜的加工環(huán)節(jié)。為了研究添加劑在糖漬黑豆不同加工環(huán)節(jié)的作用效果,以蒸餾水為對(duì)比溶劑,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),如表1所示。

表1 使用鈉鹽的加工環(huán)節(jié)對(duì)糖漬黑豆品質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
Table 1 Experimental design for the effect of processing steps in which sodium salt used on the quality of candied black soybean

組別浸泡蒸煮浸漬對(duì)照水水水浸泡組溶液水水蒸煮組水溶液水浸漬組水水溶液

1.2.3.3 鈉鹽添加量對(duì)黑豆品質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn) 在最適宜的加工環(huán)節(jié)使用添加劑,在0～0.4%(w/w)的范圍內(nèi)考察添加劑的添加量對(duì)糖漬黑豆前期加工特性的影響。

1.2.4 測(cè)定方法 黑豆硬度測(cè)定方法:剝掉黑豆外皮,使用食品物性測(cè)試儀以36R探頭進(jìn)行測(cè)試,設(shè)置測(cè)試前速率2.0 mm/s,測(cè)試速率0.5 mm/s,數(shù)據(jù)采集速率200 pps,測(cè)試后速率2.0 mm/s,檢測(cè)模式為壓縮距離,力量感元20.0 g,壓縮距離80%。以應(yīng)力-應(yīng)變(時(shí)間)曲線(xiàn)最大峰值(g)表示硬度。取5次測(cè)定的平均值。

固形物增加率:黑豆浸漬過(guò)程中滲入的溶質(zhì)質(zhì)量占黑豆浸漬前質(zhì)量的百分比,計(jì)算公式如下:

式(1)

式中:SG-固形物增加率,%;MO-初始物料質(zhì)量,g;Mt-浸漬t時(shí)刻的物料質(zhì)量,g;W0-物料初始含水率,%Wt-浸漬t時(shí)刻的物料含水率,%。

水分含量測(cè)定:參照GB/T 5009.3-2003測(cè)定。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析方法 利用Excel軟件中可重復(fù)雙因素方差分析方法,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 鈉鹽種類(lèi)對(duì)蒸煮黑豆品質(zhì)的影響

圖1是6種食品中常用的鈉鹽對(duì)蒸煮黑豆硬度和蒸煮液pH的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在蒸煮過(guò)程中添加碳酸氫鈉、檸檬酸鈉或三聚磷酸鈉處理后的黑豆在硬度上有不同程度的降低,尤其是用碳酸氫鈉蒸煮的黑豆硬度下降程度最大(p<0.01),僅為對(duì)照樣品的66.61%,軟化效果優(yōu)于其他鈉鹽種類(lèi)。

由于制作糖漬黑豆時(shí)需要進(jìn)行糖漬處理,而蔗糖在酸性條件下更易于水解生成還原糖,容易發(fā)生流糖的質(zhì)量缺陷[12]。由圖1可見(jiàn),添加不同種類(lèi)鈉鹽的蒸煮液的pH都呈弱酸性,但含有0.2%碳酸氫鈉的蒸煮液pH最接近于中性,顯著高于其他組的pH(p<0.01)。

圖1 鈉鹽種類(lèi)對(duì)蒸煮后黑豆品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of the variety of sodium salts on the characteristics of boiled black bean注:A：對(duì)照;B：碳酸氫鈉;C：氯化鈉;D：異抗壞血酸鈉;E：檸檬酸鈉;F：六偏磷酸鈉;G：三聚磷酸鈉。

圖2 碳酸氫鈉添加環(huán)節(jié)對(duì)黑豆品質(zhì)特性的影響Fig.2 Effect of addition procedures of sodium bicarbonate on the characteristics of black soybean

根據(jù)以上結(jié)果可知,在黑豆蒸煮過(guò)程中,添加碳酸氫鈉后熟化黑豆的硬度最低,有利于后期加工的獲得軟化質(zhì)構(gòu)的糖漬黑豆,提高感官品質(zhì)。因此在黑豆加工中宜將碳酸氫鈉作為軟化黑豆的食品添加劑。

2.2 不同加工環(huán)節(jié)添加碳酸氫鈉對(duì)糖漬黑豆硬度的影響

糖漬黑豆加工有浸泡、蒸煮和浸漬三個(gè)環(huán)節(jié),在每個(gè)環(huán)節(jié)分別添加碳酸氫鈉0.2%(w/w)作為軟化劑,圖2是在不同加工環(huán)節(jié)添加碳酸氫鈉對(duì)糖漬黑豆加工品質(zhì)指標(biāo)的影響規(guī)律。與沒(méi)有使用添加劑的對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組黑豆浸漬后的含水率更高,固形物增加率下降,硬度明顯降低,而且這些改變的程度與使用碳酸氫鈉的加工環(huán)節(jié)密切相關(guān)。

浸泡過(guò)程中添加碳酸氫鈉對(duì)黑豆的吸水有一定抑制作用,但經(jīng)過(guò)蒸煮后,在浸泡環(huán)節(jié)使用碳酸氫鈉的黑豆的含水率與對(duì)照組無(wú)顯著性差異(p>0.05)。這是由于含有碳酸氫鈉的浸泡液的滲透壓較高,導(dǎo)致浸泡過(guò)程中黑豆的吸水量減少,在隨后蒸煮的過(guò)程中,蒸煮液是蒸餾水,黑豆內(nèi)有空間再吸收水分。

黑豆的浸漬后含水率以在蒸煮過(guò)程中添加碳酸氫鈉為最高(p<0.05),其次是浸泡組和浸漬組。由于浸漬伴隨滲透脫水的過(guò)程,使用碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)組浸漬后的含水量均明顯高于對(duì)照組,表明碳酸氫鈉可以提高黑豆的保水能力,避免硬度增高。

浸漬后黑豆硬度與其含水率呈負(fù)相關(guān),浸漬后含水率越高的黑豆硬度就越低,而且浸漬后黑豆含水率升高的幅度要顯著小于硬度下降的幅度。對(duì)黑豆在浸泡和蒸煮過(guò)程中分別添加0.2%的碳酸氫鈉溶液,經(jīng)浸漬處理,其含水率分別比對(duì)照組提高了4%和6%,但二者的硬度分別是對(duì)照組的89.09%和62.13%。這是由于碳酸氫鈉通過(guò)離子交換和螯合的機(jī)制,使黑豆的原果膠發(fā)生溶解,降低細(xì)胞間的聯(lián)結(jié)程度,使細(xì)胞分離,有利于水分的快速滲入[7,13],從而起到軟化的作用。因此,在黑豆浸泡、蒸煮或浸漬過(guò)程中添加碳酸氫鈉,不僅提高了黑豆的保水率,還改變黑豆細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

在浸泡、蒸煮、浸漬任一加工環(huán)節(jié)中使用碳酸氫鈉都會(huì)導(dǎo)致浸漬后黑豆中固形物增加率的降低,而且加工環(huán)節(jié)的影響與其對(duì)硬度的影響順序相反,蒸煮組固形物增加率最低,其次是浸泡組和浸漬組,二者固形物增加率相當(dāng),對(duì)照組的固形物增加率最高。碳酸氫鈉對(duì)浸漬后黑豆中固形物增加率的影響可能與其保水性增高有關(guān)。

在浸泡或浸漬環(huán)節(jié)中使用碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)組在浸漬后黑豆的含水率、硬度、固形物增加率方面結(jié)果是相似的,只有在蒸煮過(guò)程中使用碳酸氫鈉對(duì)黑豆品質(zhì)影響最顯著,這是由于果膠分子之間主要以氫鍵連接,而氫鍵在加熱的條件下更容易被破壞,因此加熱能夠加速原果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠[7]。浸泡環(huán)節(jié)作用時(shí)間長(zhǎng),但水溫度低;浸漬環(huán)節(jié)在高溫下的作用時(shí)間短;只有蒸煮環(huán)節(jié)保持長(zhǎng)時(shí)間的高溫,有利于碳酸氫鈉發(fā)揮作用。

2.3 碳酸氫鈉添加量對(duì)蒸煮黑豆硬度的影響

由2.1部分的研究結(jié)果可知,黑豆蒸煮液中添加碳酸氫鈉比其他種類(lèi)的添加劑更有助于降低熟豆的硬度。在黑豆蒸煮過(guò)程中,碳酸氫鈉添加量對(duì)其含水率和硬度的影響如圖3所示,結(jié)果表明,隨碳酸氫鈉添加量的增加,黑豆含水率不斷升高,而黑豆的硬度呈下降趨勢(shì)。當(dāng)碳酸氫鈉添加量達(dá)到0.2%時(shí),黑豆的硬度降至對(duì)照樣的70.55%(p<0.01);當(dāng)添加量從0.2%提高到0.3%時(shí)硬度仍呈顯著降低(相對(duì)于0.2%添加量的硬度,p<0.05);當(dāng)碳酸氫鈉添加量進(jìn)一步提高到0.4%時(shí),硬度再無(wú)顯著下降(p>0.05)。當(dāng)碳酸氫鈉添加量在0.2%及0.2%以下時(shí),溶液為弱酸性,而當(dāng)碳酸氫鈉添加量提高至0.3%時(shí)溶液呈堿性,在長(zhǎng)時(shí)間加熱條件下維生素B容易受到破壞。在口味上,當(dāng)碳酸氫鈉濃度超過(guò)0.2%時(shí),堿味明顯。因此碳酸氫鈉的適宜添加量為0.2%。

圖3 碳酸氫鈉添加量對(duì)蒸煮黑豆品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of additive amount of sodium bicarbonate on the characteristics of boiled black soybean

根據(jù)以上結(jié)果,蒸煮過(guò)程中使用碳酸氫鈉0.2%對(duì)于降低黑豆硬度、提高保水性效果最好,在此添加量下黑豆不僅質(zhì)軟而且口感良好。

3 結(jié)論

糖漬黑豆的生產(chǎn)涉及浸泡、蒸煮、糖漬和干燥環(huán)節(jié)。本研究比較了氯化鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、異抗壞血酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉對(duì)蒸煮黑豆的軟化效果,以碳酸氫鈉的軟化效果最佳。碳酸氫鈉用在浸泡、蒸煮或糖漬任一環(huán)節(jié)中都會(huì)使浸漬后黑豆的含水率提高、硬度和固形物增加率降低。碳酸氫鈉用于蒸煮環(huán)節(jié)時(shí)對(duì)黑豆的軟化效果最為顯著。當(dāng)碳酸氫鈉的添加量為0.2%時(shí),熟化的黑豆不僅獲得理想的硬度而且口感良好。

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Softening effects of sodium salts on the candied black soybean

ZHAO Rui,YAO Xin-miao,LU Shu-wen*,ZHANG Ying-lei,ZHANG Li-li,LI Zhe-bin,XIE Xue-jun

(Food Processing Institute,Helongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150086,China)

To give the solution for the problem of the hard texture of candied black soybean,a single factor analysis method was applied to compare the soften results of sodium salt varieties for the black soybean to improve the texture quality of the product. Six varieties of sodium salt including sodium bicarbonate,sodium citrate,sodium erythorbate,sodium chloride,sodium hexametaphosphate and sodium tripolyphosphate,were selected as addition agents. The variety,addition step and the level of sodium salts were selected as the influencing factors,and the sensory characteristics and hardness of black soybean were selected as the objective factors to determine the reasonable the sodium salt variety for black soybean processed,and develop the addition step and the addition level. The results showed that sodium bicarbonate had the most significant effect on the softening case of black soybean among the six sodium salt varieties. Sodium bicarbonate might improve the water retention capacity of black soybean,and reduce the hardness and the solid addition rate. These effects were significant in the cooking step and 0.2% sodium bicarbonate added in the cooking step could effectively decrease the hardness of black soybean with premium sensory quality. These results can be used as the references for bean processing.

black soybean;sodium salt;sodium bicarbonate;softener

2016-06-01

趙蕊(1982-),女,博士,助理研究員,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工,E-mail:151290185@qq.com。

*通訊作者:盧淑雯(1968-),女,博士,研究員,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工,E-mail:shuwenl@sina.com。

哈爾濱市應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(2015RAQYJ063);黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)博士人員科研啟動(dòng)金項(xiàng)目(201507-46)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)23-0253-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.23.039