干燥地牯牛中非硫護色工藝的研究

施樹，羅章

（1.重慶旅游職業(yè)學(xué)院，重慶 409000；2.西藏大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院，西藏 林芝 860000）

地牯牛即甘露子（Stachys siebolidii Miquel），又稱地蠶、玉環(huán)、寶塔菜、螺螄菜，為唇形科水蘇屬多年生草本，呈念珠狀或螺螄形塊莖，色乳白。通常在北方加工成醬菜食用，在南方做成泡菜［1］。

地牯牛在貯藏或加工過程中，容易發(fā)生色變，原本純潔的乳白色會變成褐色或者產(chǎn)生黃色斑點，影響產(chǎn)品的美觀。新鮮果蔬在受到機械損傷、凍傷等情況下，組織會受到破壞，極易發(fā)生褐變，大多數(shù)果蔬中含有多酚氧化酶，這種褐變主要是酶促褐變［2－5］。酶促褐變是在有氧條件下，由于多酚氧化酶的作用，酚類物質(zhì)被氧化為醌，醌很快聚合成為褐色物質(zhì)而導(dǎo)致果蔬褐變。褐變使果蔬感官變差，影響銷售，還會導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味下降［6］。為了保證地牯牛加工產(chǎn)品的品質(zhì)，對地牯牛進行護色處理尤為必要。

傳統(tǒng)的護色方法常采用含硫化合物，但在護色過程中含硫化合物會釋放出二氧化硫。因含硫護色劑會引起人們對其安全性的擔(dān)憂而受到限制，目前在果蔬加工中更傾向于使用非硫護色劑進行護色的研究［7－11］。

本文選用非硫護色劑對地牯牛護色工藝進行研究，為地牯牛產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮地牯牛：市購；檸檬酸、氯化鈉、抗壞血酸、氯化鈣：均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州奧華儀器有限公司；DHG-9000電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；Ultra Scan PRO色差儀 美國Stable Misco System 公司。

1.3 護色處理工藝流程

原料挑選→清洗瀝干→切片→護色→漂洗瀝干→干燥→包裝→色差儀檢測。

挑選大小均勻、無機械損傷、無褐變及病蟲害的新鮮地牯牛，清洗干凈表面泥土后置于網(wǎng)篩上瀝干；采用不銹鋼刀具將地牯牛切成厚度為3mm的薄片，切開后的薄片要立即投入準(zhǔn)備好的護色液中。地牯牛薄片在護色液中浸泡護色30min，然后置于網(wǎng)篩上瀝去水滴，放入烘箱于55℃恒溫干燥2.5h。干燥后的地牯牛片用聚乙烯自封袋包裝，用色差儀進行檢測。

1.4 試驗方法

1.4.1 護色劑的單因素試驗

果蔬的護色主要通過抑制酶活性、消耗酚類物質(zhì)和調(diào)節(jié)氧氣含量等途徑來實現(xiàn)。通過參考文獻［12］，本文選擇檸檬酸、氯化鈉、氯化鈣、抗壞血酸作為護色劑，結(jié)合預(yù)試驗，分別配制100mL 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%的氯化鈉溶液，100mL 1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%的抗壞血酸溶液，100mL 0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5% 的 氯 化 鈣 溶 液，100mL 0.1%，0.3%，0.5%，0.7%，0.9%的檸檬酸溶液作為護色液，將地牯牛切片并立即投入到相應(yīng)的護色液中，浸泡30min后撈出晾干，放入55℃的烘箱中恒溫干燥2.5h，取出，測定色差值。每組實驗重復(fù)3次，取平均值。

1.4.2 對照試驗

將地牯牛切片后，立即放入100mL蒸餾水中浸泡30min，撈出后晾干，于55℃的烘箱中恒溫2.5h后測定色差值，作為對照組，試驗重復(fù)3次，取平均值。

1.4.3 護色正交試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗，選取護色效果較好的氯化鈉、氯化鈣和檸檬酸作為正交試驗的3個因素，確定3個水平，設(shè)計L9（34）正交試驗，見表1。按照正交表所確定的試驗組合，依次配制護色液進行護色處理（30min），置于烘箱于55℃恒溫干燥2.5h后測定色差值，每組試驗重復(fù)3次。

表1 L9（34）正交試驗因素水平表Table1 Factors and levels of L9（34）orthogonal test design%

1.5 護色效果評價方法［13－16］

CIELAB表色系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用。依據(jù)CIELAB系統(tǒng)，L＊表示明度變化，其值為0～100，對應(yīng)由黑到白的變化；a＊軸為紅-綠軸，＋a＊表示紅色，－a＊表示綠色；b＊軸為黃-藍軸，＋b＊表示黃色，－b＊表示藍色。地牯牛護色處理和未護色處理產(chǎn)品的顏色可用色差計測定。地牯牛的顏色是白色的，最終產(chǎn)品也要求色澤白凈，所以采用明度的變化△L＊值作為護色效果的評價指標(biāo)，更為符合實際需要，△L＊＝L＊2－L＊1。L＊2：護色處理后產(chǎn)品的色差值，L＊1：空白試驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果及分析

2.1.1 氯化鈉對地牯牛護色效果的影響

圖1 氯化鈉對地牯牛護色效果的影響Fig.1 Effect of sodium chloride treatment on the color protection of Stachys siebolidii

由圖1可知，隨著氯化鈉濃度的增大，△L＊值總體呈增大趨勢，其對地牯牛的護色效果在增加，當(dāng)濃度達到1.50%時，護色效果反而下降。隨著氯化鈉濃度的進一步增加，△L＊值又在增大，說明護色效果又開始逐步增大，但增大的趨勢逐步趨于平緩。這可能是因為，對于引起褐變的酶，氯化鈉能導(dǎo)致其聚合或脫水從而失去活性；再者，在鹽水中氧的含量會降低，這減少了酚類物質(zhì)被氧化的機會，而且鈉離子與多酚氧化酶中的銅離子競爭，也降低了酶的活性，從而起到了阻止地牯牛褐變的作用［17］。

2.1.2 檸檬酸對地牯牛護色效果的影響

圖2 檸檬酸對地牯牛護色效果的影響Fig.2 Effect of citric acid treatment on the color protection of Stachys siebolidii

由圖2可知，在低濃度時，隨著檸檬酸濃度的增大，△L＊值在增大，說明護色效果隨著檸檬酸濃度的增大在增大。當(dāng)檸檬酸濃度在0.7%時△L＊值達到最大，隨后隨著檸檬酸濃度的增加，△L＊值呈下降趨勢，此時隨著濃度的增大，護色效果反而會下降。檸檬酸護色機理的原因可能是，它可以降低pH和氧含量，檸檬酸具有3個羧基，可以和多酚氧化酶的銅輔基螯合使其失活［18，19］。

2.1.3 抗壞血酸對地牯牛護色效果的影響

圖3 抗壞血酸對地牯牛護色效果的影響Fig.3 Effect of ascorbic acid treatment on the color protection of Stachys siebolidii

由圖3可知，抗壞血酸在濃度超過1.0%時，護色效果隨著濃度的增大而降低。說明抗壞血酸在高濃度時會使產(chǎn)品造成褐變，而且肉眼觀察產(chǎn)品出現(xiàn)淡粉色?？箟难嵝枰谝欢ㄋ嵝原h(huán)境下才能起到抑制褐變的作用，抗壞血酸具有很強的還原作用，但它比酚類更容易被氧化褐變［19，20］。所以，正交試驗不選擇抗壞血酸作為護色劑。

2.1.4 氯化鈣對地牯牛護色效果的影響

圖4 氯化鈣對地牯牛護色效果的影響Fig.4 Effect of calcium chloride treatment on the color protection of Stachys siebolidii

由圖4可知，隨著氯化鈣濃度的增加，總體上其對地牯牛的護色效果呈增強的趨勢。氯化鈣可以和氨基酸絡(luò)合生成不溶性化合物，這使得氧化酶失活，從而抑制褐變。再者，氯化鈣可以減少氧氣含量，從而防止褐變的發(fā)生［21］。

2.2 正交試驗實驗結(jié)果及分析

依據(jù)單因素試驗，選擇氯化鈉、氯化鈣和檸檬酸為因素，設(shè)計L9（34）正交試驗，研究地牯牛最佳護色工藝，見表2。

表2 L9（34）正交試驗結(jié)果與極差分析Table2 L9（34）orthogonal test results and range analysis

由表2極差分析可知RA＞RB＞RC，氯化鈣對地牯牛的護色效果最為顯著，其次是檸檬酸，氯化鈉對地牯牛的護色作用相對較弱。即各因素對指標(biāo)的影響主次為：氯化鈣濃度＞檸檬酸濃度＞氯化鈉濃度。但空白實驗極差較大，這可能是由于各因素在護色中具有很強的交互作用所致。

表3 正交試驗方差分析表Table3 Analysis of variance of orthogonal test

由表3方差分析結(jié)果可知，試驗所涉及3個因素對地牯牛的護色效果影響均不顯著，相對來講，氯化鈣和檸檬酸比氯化鈉的顯著性要強，這與極差分析結(jié)果一致。

由正交試驗結(jié)果直觀分析，選最大的△L＊值對應(yīng)的護色劑組，可知護色效果最好的試驗組合應(yīng)為A3B2C1，即氯化鈣濃度為0.4%，檸檬酸濃度為0.5%，氯化鈉濃度為1%，此時復(fù)合護色劑所產(chǎn)生的護色效果是最好的，產(chǎn)品的L＊值為79.78。

3 結(jié)論

本試驗采用氯化鈉、氯化鈣、抗壞血酸和檸檬酸4種非硫護色劑對地牯牛進行護色處理，通過研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的抗壞血酸對地牯牛的護色效果不理想，反而會使產(chǎn)品發(fā)生褐變，白度值降低，a＊值明顯增加，肉眼觀察也可以看出產(chǎn)品顏色出現(xiàn)淡粉色，所以認為高濃度的抗壞血酸不適合地牯牛的護色處理。氯化鈉、氯化鈣和檸檬酸對地牯牛都具有一定的護色效果，相對來講，護色效果：氯化鈣＞檸檬酸＞氯化鈉。通過正交試驗優(yōu)化出對地牯牛產(chǎn)品護色處理的最佳復(fù)合護色劑組合為0.4%的氯化鈣溶液，0.5%的檸檬酸溶液和1%的氯化鈉溶液，護色工藝為將鮮地牯牛切成3mm的薄片，立即浸泡入復(fù)合護色劑30min，然后取出瀝干，再放入55℃的烘箱中恒溫干燥2.5h，產(chǎn)品的褐變最低，其L＊值為79.78。