拐棗氨基酸測(cè)定及其糖的制備工藝

謝 勇，楊 銀，徐智虎，田海勇，施 伽*

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拐棗氨基酸測(cè)定及其糖的制備工藝

謝 勇，楊 銀，徐智虎，田海勇，施 伽*

（銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300）

為了探究拐棗的營(yíng)養(yǎng)成分，采用HPLC法測(cè)定其氨基酸種類及含量，并將其制備成具有拐棗風(fēng)味的糖果。以拐棗和大米花為主原料，考察拐棗糖漿添加量、白砂糖添加量、焦糖化溫度及時(shí)間對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化拐棗糖的加工工藝。結(jié)果顯示：拐棗中的蛋白中含有除絲氨酸、天冬酰胺及谷氨酰胺外的17種氨基酸，氨基酸總量為3 740.9 mg/100g（干重），必需氨基酸含量為1 287.15 mg/100g，占比34.41%；拐棗糖的最優(yōu)工藝為：大米花50 g，白砂糖4.0 g、拐棗糖漿8.4 g、焦糖化溫度247 ℃、焦糖化時(shí)間39 s、甜菊糖苷0.01~0.012 g、花生仁4~5 g，此條件下拐棗糖的平均感官評(píng)分為（88±0.82）分，且感官綜合品質(zhì)較佳。

拐棗； 糖漿； 氨基酸； 焦糖化反應(yīng)； 美拉德反應(yīng)

0．引言

拐棗()，又名枳椇子，俗稱金鉤子、雞腳爪等，為鼠李科枳椇屬（）植物。在貴州省不同區(qū)域均有分布，資源比較豐富。新鮮拐棗肉質(zhì)果梗中含總糖24.9%、還原糖16.8%，葡萄糖8.6%～9.0%、蛋白質(zhì)3.1%～3.5% ，總脂僅占濕重的0.58%[1-2]。此外，拐棗中還有楊梅素、懈皮素、黃酮等生物活性物質(zhì)[3]。Mingchun WANG[4]在研究拐棗多糖在體刺激外免疫活性時(shí)，發(fā)現(xiàn)三種多糖（分子量分別為53、70、235 kDa）均能促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖，并能增強(qiáng)其吞噬作用。

目前，關(guān)于拐棗的研究文獻(xiàn)主要為理化特性、營(yíng)養(yǎng)成分、生物活性及植物栽培技術(shù)研究[4]。主要產(chǎn)品有拐棗醋[5]、拐棗復(fù)合飲料[6]、拐棗復(fù)合果醬[7]等。鮮有將拐棗加工成糖果制品的報(bào)道。鑒于拐棗果實(shí)糖含量較高、脂肪含量較低、風(fēng)味獨(dú)特等特點(diǎn)，將其加工成拐棗糖，為拐棗資源的綜合利用率提供基礎(chǔ)資料。

1．材料與方法

1．1．材料與設(shè)備

1．1．1．材料與試劑

拐棗 銅仁市石阡縣；大米花 馬鞍山尊飛食品廠；白砂糖、花生 均為市售；甜菊糖苷食品級(jí)。

1．1．2 ．儀器與設(shè)備

RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；4寸圓形活底模具，江南烘焙模具廠；Alpha-1860A紫外可見分光光度計(jì)，上海譜元儀器有限公司；PAL-BX/ACID 糖度計(jì)，深圳德優(yōu)平科技有限公司。

1．2．方法

1．2．1 ．氨基酸的測(cè)定

樣品氨基酸的測(cè)定參照J(rèn)Y/T 019-1996 氨基酸分析方法通則，參照GB/T 5009.124-2003食品中氨基酸的測(cè)定。

（1）色譜條件：色譜柱，hypersil ODS C18 4.6×250 mm柱；柱溫：40 ℃；流速：1.00 mL/min；紫外檢測(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)：338 nm；22.5 min時(shí)262 nm；熒光檢測(cè)器：激發(fā)波長(zhǎng)：340 nm，發(fā)射波長(zhǎng)：450 nm；22.5 min時(shí)激發(fā)波長(zhǎng)：266 nm，發(fā)射波長(zhǎng)：305 nm；流動(dòng)相：A：乙酸鈉-三乙胺-四氫呋喃溶液，B：乙酸鈉-乙腈-甲醇溶液。

（2）樣品處理：拐棗經(jīng)除雜、洗凈后，置于恒溫干燥箱中37~40 ℃條件下干燥至恒重，粉碎過篩（80目）、密封、干燥保存，待用。

（3））樣品測(cè)定：稱取上述樣品1.000 g，加入10 mL 5%（v/v）的三氯乙酸沉淀2小時(shí)。吸取一定的量于10 000 rpm/min離心15 min。取一定體積上清液調(diào)pH 2，定容，用0.45 μm微膜過濾，樣品經(jīng)自動(dòng)衍生化反應(yīng)后采用HPLC測(cè)定。

1．2．2．拐棗糖的工藝流程

拐棗預(yù)處理（去籽、去梗、清洗）→冷凍破碎→加水熬煮→過濾、濃縮→添加白砂糖及甜菊糖苷→加熱起泡→添加大米花和花生仁→攪拌混勻→注模擠壓成型→冷卻包裝→成品。

操作要點(diǎn)：

糖漿的制備 稱取預(yù)處理好的拐棗果柄，按1:3（g:ml）的比例加蒸餾水，先浸泡20～30 min，隨后進(jìn)行機(jī)械破碎，用電磁爐上熬煮1～2 h以提取汁液，關(guān)火靜置，待其冷卻至50~60 ℃，用紗布過濾、棄渣、收集濾液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對(duì)汁液進(jìn)行濃縮，去除大量水分，再用糖度計(jì)測(cè)其濃縮的汁液，待糖度為30%～40%時(shí)停止?jié)饪s，即得待用拐棗糖漿。

1．2．3．拐棗糖的感官評(píng)價(jià)

對(duì)拐棗糖的色澤、香味、口感、組織狀態(tài)四個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 拐棗糖的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

Tab. 1 sensory scoring standard of Hovenia dulcis-popcorn candy

1．2．4．單因素實(shí)驗(yàn)

以50 g大米花為基準(zhǔn)，考察白砂糖用量（4.0、4.5、5.0、5.5、6.0 g）、拐棗糖漿用量（6.0、8.0、10.0、12.0、14.0 g）、制糖加熱溫度（100、150、200、250、300 ℃）、糖化起泡時(shí)間（10、20、30、40、50 s）4個(gè)因素對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響，每個(gè)水平3次平行實(shí)驗(yàn)。其他恒定因素均取其中間水平。

1．2．5．拐棗糖的工藝優(yōu)化

利用Design- expert軟件，采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化工藝條件，試驗(yàn)因素水平如表2所示。

1．3．?dāng)?shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin軟件和SPSS軟件處理。

2．結(jié)果與分析

2．1． 拐棗氨基酸的種類及含量

測(cè)定了干燥拐棗中的蛋白氨基酸種類及含量，結(jié)果如表3所示。可知，拐棗蛋白氨基酸種類有17種，拐棗總氨基酸含量為3 740.09 mg/100g，必需氨基酸含量為1 287.15 mg/100g，占總氨基酸含量34.41%，非極性氨基酸占36.24%，極性氨基酸占18.91%，堿性氨基酸占11.09%，酸性氨基酸占33.76%，這說明拐棗的氨基酸含量較高。

2．2．白砂糖添加量的影響

考察了白砂糖用量對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，當(dāng)白砂糖量添加到5 g的時(shí)候，拐棗糖的感官評(píng)價(jià)分值最高，為84.0分。之后，感官評(píng)分呈逐漸下降趨勢(shì)，拐棗糖過甜，凝結(jié)狀態(tài)過于緊密，質(zhì)地堅(jiān)硬，酥脆性變差?？赡苁前咨疤翘砑恿窟^少，焦糖化反應(yīng)及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物生成量較低，拐棗糖色澤較淡，且甜味不足；但添加量過多，非酶褐變比較強(qiáng)烈，初級(jí)產(chǎn)物進(jìn)一步聚合成深色難溶物質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品色澤深暗，質(zhì)地緊密而堅(jiān)硬，彈性及酥脆性較差，甜度較高，有苦澀味。

2．3．拐棗糖漿添加量的影響

考察了白砂糖用量對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，拐棗糖漿添加量為8 g時(shí)，感官評(píng)價(jià)分值最高（86.0分）。再增加用量會(huì)導(dǎo)致感官評(píng)分逐漸降低。白砂糖及拐棗中的單糖與其糖漿中的蛋白質(zhì)、氨基酸等成分在低酸性條件下加熱發(fā)生焦糖化反應(yīng)及美拉德反應(yīng)，生成糠醛及其衍生物，初級(jí)產(chǎn)物繼續(xù)縮合成不溶解的膠體狀類黑精素物質(zhì)，使得拐棗糖色澤呈黑褐色，口感苦澀。

2．4．焦糖化溫度的影響

考察了焦糖化溫度對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，溫度達(dá)到250 ℃時(shí)，感官評(píng)分最高，繼續(xù)升高溫度，感官評(píng)分逐漸下降。白砂糖在高溫加熱下脫水發(fā)生焦糖化反應(yīng)產(chǎn)生焦糖色素的同時(shí)，焦糖與拐棗中的蛋白質(zhì)或氨基酸發(fā)進(jìn)一步反應(yīng)生成希夫堿，希夫堿經(jīng)Amadori重排形成Amadori產(chǎn)物，這些產(chǎn)物再經(jīng)1,2烯醇化、環(huán)合、脫氫、異構(gòu)化及縮合形成棕色含氮聚合物類黑素[9]，溫度越高，褐變產(chǎn)物的量越多，產(chǎn)品的色澤越深而呈黑褐色，且口感略苦，從而影響了拐棗糖的感官品質(zhì)。

表2 優(yōu)化試驗(yàn)的因素水平

Tab. 2 factors and their levels of optimization experiments

2．5．焦糖化時(shí)間的影響

考察了焦糖化時(shí)間對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，焦糖化時(shí)間在20 s時(shí)，拐棗糖的感官評(píng)分最高，為84分。此時(shí)，所得產(chǎn)品的色澤、香味、口感、組織狀態(tài)均較好。但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)品的感官評(píng)分逐漸降低，拐棗糖的色澤逐漸呈現(xiàn)出深褐色或有大量的焦糊色。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是在一定溫度下，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)過渡，產(chǎn)生了醛類、酮類和類黑精素等令人不愉悅的物質(zhì)[10]，導(dǎo)致拐棗糖的色澤、口感及組織狀態(tài)等感官品質(zhì)均急劇變差。

2．6．單因素試驗(yàn)方差分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用SPSS軟件對(duì)各因素進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果如表4所示。由表4可知，四個(gè)因素均高度顯著。因此，需對(duì)四個(gè)因素進(jìn)一步優(yōu)化處理。

表3 拐棗蛋白氨基酸種類、含量（mg/100 g）及比例（%）

注：“*”表示必需氨基酸。

2．7．拐棗糖工藝優(yōu)化

2．7．1．拐棗糖工藝模型的建立

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇拐棗糖漿添加量（A）、白砂糖添加量（B）、焦糖化溫度（C）及焦糖化時(shí)間（D）4個(gè)顯著性因素，運(yùn)用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化拐棗糖的工藝，結(jié)果如表5所示。

圖1 白砂糖對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響

圖2 拐棗糖漿對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響

圖3 焦糖化溫度對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響

圖4 焦糖化時(shí)間對(duì)拐棗糖感官評(píng)分的影響

表4 單因素實(shí)驗(yàn)方差分析

Tab. 4 variance analysis of single factor tests

注：F0.01（4, 10）=5.99，F(xiàn)0.05（4, 10）=3.48，**表示高度顯著。

由表5及Design-Expert軟件分析，可得拐棗糖加工工藝的回歸模型，并對(duì)該模型的進(jìn)行方差分析，結(jié)果如公式（1）及表6所示。

由表6可知，二次回歸模型是高度顯著的，即拐棗糖感官分值與各因素之間的二次方回歸模型的擬合度較好?；貧w模型中的一次項(xiàng)A，交互項(xiàng)BD，二次項(xiàng)A2、C2、D2為高度顯著項(xiàng)，一次項(xiàng)C，交互項(xiàng)AC為一般顯著項(xiàng)，其他項(xiàng)均不顯著。由此，剔掉回歸模型中的不顯著項(xiàng)，得回歸方程（2）。

表5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

Tab. 5 design and results of response surface optimization test

試驗(yàn)號(hào)ABCD感官評(píng)分 1000082 2100178 3-110067 40-10-170 5010174 6-10-1065 7000085 8-101072 9010-179 10-100170 11000083 12000082 130-11078 140-10184 15001182 160-1-1079 17000084 1801-1069 19001-180 201-10078 2110-1078 22-100-171 2300-1170 2400-1-173 25-1-10074 26101068 27100-170 28011080 29110079