野生苣荬菜護綠工藝及護綠保脆劑復(fù)配優(yōu)化

展宗冰　康三江　張海燕　茍麗娜

摘要：為優(yōu)化苣荬菜（Sonchus brachyotus DC.）護綠工藝條件及護綠保脆劑配方，以野生苣荬菜為材料，采用單因素隨機試驗設(shè)計，研究堿液浸泡及漂燙條件對葉綠素保留率的影響，優(yōu)化苣荬菜護綠工藝條件;同時在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用正交試驗，研究D-異抗壞血酸鈉濃度、植酸鈉濃度、碳酸氫鈉濃度、氯化鈣濃度對苣荬菜葉綠素保留率和硬度的影響，優(yōu)化護綠保脆劑復(fù)配配方。結(jié)果表明，無水碳酸鈉濃度 1.0 g/L，浸泡時間30 min，料液比1∶15，漂燙時間60 s，漂燙溫度92 ℃條件下野生苣荬菜葉綠素保留率最高;最佳護綠保脆劑配方為D-異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度4.0 g/L，植酸鈉質(zhì)量濃度0.1 g/L，碳酸氫鈉質(zhì)量濃度4.0 g/L，氯化鈣質(zhì)量濃度0.8 g/L，此條件下苣荬菜葉綠素保留率和硬度均最高，分別為88.29%和3.62 N。

關(guān)鍵詞：野生苣荬菜（Sonchus brachyotus DC.）;護綠保脆;葉綠素保留率;硬度

中圖分類號：TS255 ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）18-0102-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.18.025 ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Research on the green-maintaining process of wild Sonchus brachyotus DC. and the compound optimization of green and crisp maintaining agent

ZHAN Zong-bing1，KANG San-jiang2，ZHANG Hai-yan2，GOU Li-na2

（1.Gansu Academy of Agricultural Science，Lanzhou 730070，China;

2.Agricultural product storage and processing research Institute，Gansu Academy of Agricultural Science，Lanzhou 730070，China）

Abstract： To get the optimum green-maintaining process and green agent formula，the effect of alkali steeping and blanching conditions on chlorophyll retention rate of wild Sonchus brachyotus DC. were studies by the single factor randomized trial design. Meanwhile， take the chlorophyll retention rate， hardness as indicators， respectively. Based on the results of single factor test， orthogonal test was adopted to optimize the green-maintaining process. Innovative use of D-sodium erythorbate， sodium phytate， sodium bicarbonate， calcium chloride 4 kinds of food-grade additive without heavy metalions for the treatment of green and crisp maintaining agent compatibility optimize test. The results showed that the pre-treated wild Sonchus brachyotus DC. was soaked in an anhydrous sodium carbonate solution with a ratio of solid to liquid of 1∶15 and a concentration of 0.1 g/L for 30 min. Then after blanching for 60 seconds in the color protection solution at a temperature of 92 ℃， the obtained wild Sonchus brachyotus DC. had the best effect of protecting green and crisps. The best formula of the composite green and crisps maintaining agent is： D-sodium ascorbate 4.0 g/L， the concentration of sodium phytate is 0.1 g/L， the concentration of sodium bicarbonate is 4.0 g/L， the concentration of calcium chloride is 0.8 g/L. Under these conditions， the retention rate and hardness of chlorophyll were the highest， which were 88.29% and 3.62 N， respectively.

Key words： wild Sonchus brachyotus DC.; green and crisps maintaining; chlorophyll retention rate; hardness

苣荬菜（Sonchus brachyotus DC.）也稱荬菜、野苦菜、苦葛菜、取麻菜，為菊科（Compositae）苦首菜屬（Sonchus L.）植物苣荬菜的全草，主要分布于中國東北、西北、華北等地[1]。苣荬菜營養(yǎng)豐富，每百克苣荬菜可食部分含維生素C 88 mg，維生素E 2.40 mg，胡蘿卜素3.22 mg，維生素B1 0.09 mg，維生素B2 0.53 mg，膳食纖維1.60 mg，還富含鈣、鎂、錳、硒和鋅等無機元素[2，3]。苣荬菜既可作蔬菜食用，具有較強的清除自由基和抗氧化等的保健功能，又可作藥材，具有降血壓、降膽固醇、降血糖、抗菌、抗腫瘤、治肝和保肝等藥理作用[4-7]?？梢?，苣荬菜是一種營養(yǎng)價值極高的純天然無污染綠色山野菜，具有廣闊的發(fā)展前景，但由于野生苣荬菜存在采收季節(jié)性強、采摘后容易出現(xiàn)失水失綠、且不耐貯運等問題，限制了新鮮產(chǎn)品的開發(fā)和利用。因此，研發(fā)精深加工利用技術(shù)及其控制加工產(chǎn)品質(zhì)量，有利于提高野生苣荬菜的產(chǎn)業(yè)附加值，具有廣闊的發(fā)展前景，成為野生苣荬菜的重點研究內(nèi)容之一。

目前，評價綠色蔬菜及其加工制品在加工過程中質(zhì)量損失的一個重要指標(biāo)就是顏色。而綠色蔬菜的綠色來自于葉綠素，蔬菜加工過程中葉綠素降解是由于加工條件造成葉綠素結(jié)構(gòu)破壞引起的，如光、熱、pH等條件的變化引起組織細胞中葉綠素分解而發(fā)生退色或變色[8-10]。漂燙是果蔬加工中常用的控制酶促褐變預(yù)處理方法[11-13]，適度漂燙能較好地保持蔬菜品質(zhì)，防止酶促褐變，確保產(chǎn)品的良好色澤和感官。添加適當(dāng)?shù)淖o色劑能夠大大提高產(chǎn)品色澤品質(zhì)，目前，在護綠方面應(yīng)用最多的方法是用金屬銅、鋅、鎂鹽護色[14]，但不符合GB/T 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[15]，易造成重金屬污染及超標(biāo)問題，因此應(yīng)慎重選擇安全、高效、無毒的護綠劑。本研究旨在促進山野菜資源的開發(fā)利用和山區(qū)農(nóng)民的經(jīng)濟發(fā)展，為開發(fā)系列苣荬菜山野菜產(chǎn)品提供一定的理論依據(jù)和應(yīng)用參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料與試劑

苣荬菜采自甘肅省天?？h山林間，野生苣荬菜7—8月成熟季節(jié)人工采摘，選擇植株大小均一，色澤均勻，成熟度一致，無傷、蟲、病害。

無水碳酸鈉、植酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、氯化鈉、碳酸氫鈉為食品級;乙醇、石英砂均為分析純。

1.2 ?儀器與設(shè)備

CT3質(zhì)構(gòu)分析儀，美國博勒飛公司;CR-400型色差計，日本柯尼卡公司;UV2400型紫外可見分光光度計，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;TGL-16LM高速冷凍離心機，湖南星科科學(xué)儀器有限公司;BL-2200H型電子天平，日本島津公司。

1.3 ?方法

1.3.1 ?苣荬菜護色工藝流程 ?原料→分選→清洗→切分→堿液浸泡→護色液漂燙→迅速冷卻→空氣中放置24 h后色澤測定。

1.3.2 ?樣品制備 ?取經(jīng)過挑選分揀、去除根部、清洗后的新鮮野生苣荬菜（24 h以內(nèi)采摘）切分為3.0～4.0 cm的小段，按照試驗設(shè)計，將苣荬菜段放置在一定濃度無水碳酸鈉溶液中常溫浸泡一段時間，用流水沖洗干凈，然后在一定的漂燙時間、漂燙溫度下，浸入配制好的護綠液中漂燙后撈出，立即用2～6 ℃的冰水迅速冷卻至中心溫度10 ℃以下即可，撈出瀝水，空氣中室溫放置24 h后測定各項指標(biāo)。

1.3.3 ?堿液浸泡試驗 ?經(jīng)篩選，采用無水碳酸鈉試劑進行苣荬菜堿液浸泡工序。

1）堿液浸泡濃度。稱取5份一定量葉片，料液比為1∶15（m∶V，下同），分別在0、0.5、1.0、1.5、2.0 g/L濃度無水碳酸鈉溶液中浸泡30 min，研究不同堿液濃度對苣荬菜葉綠素保留率的影響。

2）堿液浸泡時間。稱取5份一定量葉片，在料液比為1∶15，無水碳酸鈉濃度為1.0 g/L溶液中，分別浸泡10、20、30、40、50 min，研究不同浸泡時間對苣荬菜葉綠素保留率的影響。

3）堿液浸泡料液比。稱取5份一定量葉片，分別在料液比為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，無水碳酸鈉濃度為1.0 g/L溶液中浸泡30 min，研究不同料液比對苣荬菜葉綠素保留率的影響。

1.3.4 ?漂燙試驗

1）漂燙時間。稱取5份經(jīng)堿液浸泡的一定量葉片，在（92±1） ℃溫度下，分別漂燙20、40、60、80、100 s，研究不同漂燙時間對苣荬菜葉綠素保留率的影響。

2）漂燙溫度。稱取5份經(jīng)堿液浸泡的一定量葉片，分別在（72±1）、（77±1）、（82±1）、（87±1）、（92±1） ℃溫度下（蘭州沸水溫度92 ℃），漂燙60 s，研究不同漂燙溫度對苣荬菜葉綠素保留率的影響。

1.3.5 ?護綠保脆劑配方單因素試驗 ?根據(jù)預(yù)試驗篩選出D-異抗壞血酸鈉、植酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣4種護綠劑，D-異抗壞血酸鈉試驗濃度范圍為0～4.0 g/L，植酸鈉試驗濃度范圍為0～0.20 g/L，碳酸氫鈉試驗濃度范圍為0～4.0 g/L，氯化鈣試驗濃度范圍為0～0.8 g/L進行單因素試驗，考察不同護綠劑不同濃度對苣荬菜葉綠素保留率和硬度的影響。

1.3.6 ?復(fù)合護綠保脆劑配方優(yōu)化試驗 ?以D-異抗壞血酸鈉、植酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣4種試劑對苣荬菜進行護綠保脆試驗，在單因素試驗的基礎(chǔ)上采用L16（44）進行正交試驗，以苣荬菜葉綠素保留率、硬度為評價指標(biāo)，優(yōu)化復(fù)合護綠保脆劑配方。正交試驗因素與水平見表1。

1.4 ?測定項目及方法

1.4.1 ?葉綠素測定 ?采用分光光度法測定處理后樣品的葉綠素含量。在分析天平上稱取0.1 g樣品，剪碎，置研缽中，加入95%乙醇10 mL，加入少量石英砂，研磨成勻漿至葉片組織變白即可，靜置2～3 min，過濾，用少量95%乙醇沖洗研缽3次過濾入容量瓶，最后將濾液用95%乙醇定容至25 mL。以95%乙醇為對照，利用紫外可見分光光度計分別于665 nm和649 nm波長下測定該色素液的吸光度，并根據(jù)公式計算葉綠素總含量，重復(fù)3次取平均值。

葉綠素總量=G×

式中，G為總?cè)~綠素濃度，G=6.10×D665 nm+20.04×D649 nm。

葉綠素保留率（%）=（處理后樣品的葉綠素含量/鮮樣的葉綠素含量）×100

1.4.2 ?硬度測定 ?選擇長度均一、同一部位的苣荬菜段，采用CT3質(zhì)構(gòu)儀進行TPA質(zhì)構(gòu)分析，探頭TA44，夾具TA-TPB，目標(biāo)距離5 mm，觸發(fā)點7 g，測試速度0.5 mm/s，每個處理重復(fù)5次，取平均值[16，17]。

1.5 ?統(tǒng)計學(xué)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS 22.0數(shù)據(jù)分析軟件進行分析處理。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?護綠工藝研究

2.1.1 ?堿液浸泡濃度對苣荬菜葉綠素保留率的影響 ?由圖1可以看出，隨著無水碳酸鈉溶液濃度的增大，苣荬菜中葉綠素保留率隨之增加，當(dāng)濃度為1.0 g/L時，葉綠素保留率最高，為81.15%，隨后逐漸降低。這可能是因為無水碳酸鈉溶液可以中和蔬菜細胞中釋放出來的部分有機酸，減少了苣荬菜中葉綠素的降解，但當(dāng)濃度過高時，苣荬菜組織在堿液的腐蝕作用下解體而促使葉綠素降解。由此表明，苣荬菜堿液浸泡的最佳濃度為1.0 g/L，過低或過高都會影響葉綠素的保存。

由圖2可以看出，堿液浸泡時間對苣荬菜葉綠素保留率影響很大，當(dāng)浸泡時間為30 min時，葉綠素保留率達到最大，為79.43%，隨后隨著浸泡時間的延長逐漸降低。這是因為足夠的浸泡時間有助于苣荬菜葉片對堿液的吸收，從而延緩其葉綠素的降解，但是浸泡時間過長，造成葉片組織破壞，細胞中物質(zhì)流出，促進葉綠素流失。由此表明，只有當(dāng)浸泡時間在30 min時才能起到較好的護色作用，過多或過少都會影響產(chǎn)品的葉綠素保留率。

由圖3可以看出，料液比對苣荬菜葉綠素保留率的影響相對較小，當(dāng)料液比從1∶5增大到至1∶15時，葉綠素損失逐漸減小，葉綠素保留率最高為80.40%，而后隨著料液比的增加，葉綠素保留率變化較小。因此，選擇最佳料液比為1∶15。

2.1.2 ?漂燙條件對苣荬菜葉綠素保留率的影響 ?漂燙是綠色蔬菜加工中葉綠素損失的主要原因。由圖4可知，漂燙時間對苣荬菜葉片葉綠素保留率影響較大，漂燙時間在20～60 s時，葉綠素保留率隨著漂燙時間的增加而增加，漂燙時間為60 s時達到最大值，當(dāng)漂燙時間超過60 s時，葉綠素保留率急劇下降。這是因為漂燙時間過短時，不足以破壞引起苣荬菜葉片褐變的過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）等所致;而漂燙時間過長，苣荬菜葉片組織被破壞，細胞內(nèi)的有機酸成分不再區(qū)域化，加強了與葉綠素的接觸，由于酸的作用，葉綠素發(fā)生脫鎂反應(yīng)生成脫鎂葉綠素，并進一步生成焦脫鎂葉綠素，葉片顏色轉(zhuǎn)變?yōu)殚蠙炀G、甚至褐色。

由圖5可知，較高的漂燙溫度有利于葉綠素的保存。在試驗溫度范圍內(nèi)，隨著漂燙溫度的升高，葉綠素損失逐漸減小，這主要是由于漂燙溫度越高，在相同漂燙時間內(nèi)，苣荬菜葉片內(nèi)酶失活越多所致，故漂燙溫度為92 ℃。

2.2 ?護綠保脆劑配方優(yōu)化試驗

2.2.1 ?單因素試驗 ?不同濃度的D-異抗壞血酸鈉、植酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣對苣荬菜葉綠素保留率的影響見圖6至圖9。

D-異抗壞血酸鈉是一種生物型食品抗氧化、護色劑，可保持食品的色澤，自然風(fēng)味，延長保質(zhì)期。由圖6A可知，當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度小于3.0 g/L時，苣荬菜葉綠素保留率隨著其濃度的增大而逐漸增加，增加至80.14%后趨于平穩(wěn)。由圖6B可知，不同的D-異抗壞血酸鈉濃度對苣荬菜硬度的變化幾乎無影響。

綠色蔬菜變色的主要原因之一是葉綠素的降解，因此護色成為了綠色蔬菜加工中的關(guān)鍵工藝、植酸鈉作為一種從天然植物中提取的安全、多功能的食品添加劑，在果蔬護色中廣泛應(yīng)用。由圖7A可知，苣荬菜葉綠素保留率隨著植酸鈉濃度的增大而升高，當(dāng)濃度為0.10 g/L時，苣荬菜葉綠素保留率最高，達到80.08%，隨后略有降低，但差異不明顯。由圖7B可知，不同濃度的植酸鈉對其硬度的變化影響不大。

碳酸氫鈉是食品中常用的添加劑，因其能使pH上升，可提高蛋白質(zhì)的持水性，促使食品組織細胞軟化，促進澀味成分溶出，并起到保持綠色的作用，常用于食品加工漂燙、去澀味及護色。由圖8A可知，不同碳酸氫鈉濃度對苣荬菜葉綠素保留率的影響較緩，隨著其濃度從0 g/L升高至4.0 g/L，葉綠素保留率從42.78%上升至最高，為68.87%。由圖8B可知，碳酸氫鈉濃度對其硬度的變化影響不大。

鈣處理能夠維持果蔬組織的細胞壁和細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能使其免受破壞，從而保持一定的硬度。由圖9A可知，隨著氯化鈣濃度的增加，苣荬菜葉綠素保留率曲線保持平穩(wěn)變化，說明氯化鈉濃度對其硬度的變化影響不大。由圖9B可知，苣荬菜硬度隨著氯化鈣濃度的增加逐漸升高，當(dāng)氯化鈣濃度為0.8 g/L時，達到最大值3.99 N。

2.2.2 ?復(fù)合護綠保脆劑配方優(yōu)化 ?在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用L16（44）正交試驗優(yōu)化苣荬菜復(fù)合護綠保脆劑配方，以苣荬菜葉綠素保留率和硬度作為評價指標(biāo)，結(jié)果見表2，方差分析見表3。

由表3可知，從葉綠素保留率和硬度指標(biāo)的優(yōu)化來看，苣荬菜復(fù)合護綠保脆劑配方最佳組合條件為A4B2C4D4，即D-異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度（A）為4.0 g/L、植酸鈉質(zhì)量濃度（B）為0.1 g/L、碳酸氫鈉質(zhì)量濃度（C）為4.0 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度（D）為0.8 g/L，影響葉綠素保留率的主次因素順序為B>A>C>D，影響硬度的主次因素順序為D>C>B>A。

方差分析結(jié)果表明，植酸鈉對苣荬菜葉綠素保留率的影響極顯著（P<0.01），D-異抗壞血酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣對苣荬菜葉綠素保留率的影響均顯著（P<0.05），氯化鈣對硬度的影響極顯著（P<0.01），其余3個因素不顯著。

2.2.3 ?最佳組合的驗證試驗 ?由于優(yōu)化出的組合試驗中沒有，因此，需要對其進行驗證試驗，得出的最佳配方分別進行驗證試驗，得出葉綠素保留率和硬度結(jié)果見表4。

由驗證試驗可以得出最佳組合為A4B2C3D3，與表4中試驗結(jié)果一致。通過正交試驗及極差分析，D-異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度、植酸鈉質(zhì)量濃度、碳酸氫鈉質(zhì)量濃度、氯化鈣質(zhì)量濃度分別為4.0、0.1、4.0、0.8 g/L。

3 ?小結(jié)與討論

本研究選用的護色方式為一定濃度的堿液浸泡和護色液漂燙，有利于葉綠素的保存。但浸泡和漂燙過度會引起組織的物理破壞以及營養(yǎng)物質(zhì)的損失，因此，研究護綠工藝并優(yōu)化護綠劑配方有利于最大限度地保持苣荬菜的營養(yǎng)和感官品質(zhì)。研究表明，在護綠之前用堿液浸泡葉片，一方面可以中和綠葉蔬菜中少量的磷酸根等陰離子，有利于延遲去鎂葉綠素;另一方面在堿性溶液中，葉綠素會發(fā)生水解反應(yīng)，生成的葉綠醇和葉綠酸鈉均為較穩(wěn)定的綠色化合物，這保護了蔬菜的顏色;其次可以還能破壞綠葉蔬菜表皮的蠟層，有助于增強護綠劑的護綠效果[18-20]。但堿液濃度過大或浸泡時間太長，容易造成細胞組織軟化，造成維生素和其他營養(yǎng)物質(zhì)的流失，降低果蔬的營養(yǎng)品質(zhì)。漂燙可以破壞果蔬組織的氧化酶系統(tǒng)，減少營養(yǎng)物質(zhì)氧化損失，漂燙過程中加入護色劑有利于防止色素氧化和酶褐變反應(yīng)造成產(chǎn)品變色;另外因果蔬在成熟過程中，細胞壁中的果膠和果膠酸鈣在果膠酶的作用下逐步降解，致使果蔬出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散和組織軟化[21，22]，從而導(dǎo)致果蔬的制罐、速凍、干燥等加工性能較差，影響產(chǎn)品的品質(zhì)及感官質(zhì)量，同時，因為苣荬菜葉片較薄，漂燙過程中容易出現(xiàn)組織軟化，氯化鈣有利于提升苣荬菜漂燙后品質(zhì)及感官性狀。

綜上，野生苣荬菜護綠工藝為無水碳酸鈉濃度 1.0 g/L，浸泡時間30 min，料液比1∶15，漂燙時間60 s，漂燙溫度92 ℃，該條件下野生苣荬菜葉綠素保留率最好。單因素試驗和正交試驗優(yōu)化出復(fù)合護綠保脆劑配方的結(jié)果表明，D-異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度4.0 g/L、植酸鈉質(zhì)量濃度0.1 g/L、碳酸氫鈉質(zhì)量濃度4.0 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度0.8 g/L時，苣荬菜葉綠素保留率和硬度均最高，分別為88.29%和3.62 N，實現(xiàn)了野生苣荬菜安全高效護綠的目的。

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