低糖天麻果脯的加工工藝及保藏方式研究

賀森，李曉霞，張雪，王希付，李澤東，謝鈺松，俞捷，曹冠華

（云南中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，云南昆明650500）

天麻（Gastrodia elata Blume）又名赤箭、定風(fēng)草、合離草，為蘭科天麻屬多年生異養(yǎng)型草本植物。天麻根莖入藥，為我國名貴中藥材之一，富含天麻素，氨基酸，香莢蘭素，蛋白質(zhì)，微量元素，具有抗癲癇，抗悸厥，抗風(fēng)濕，平肝息風(fēng)等功效[1-2]。云南昭通小草壩天麻則為云南道地品種之一，在全國享有盛名。經(jīng)國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)，可作保健品，在臨床和保健食品開發(fā)方面具有重要的價(jià)值[3-4]。將天麻研制成可即食的低糖保健型果脯，拓寬了天麻深加工的種類和渠道，市場發(fā)展前景廣闊。微波滲糖是近幾年發(fā)展起來的新型滲糖方式。使用微波處理果蔬，可使原料受熱均勻，受熱速度快，并可膨化內(nèi)部組織，加速糖液的滲透，最大限度地保持食品原有的品質(zhì)和風(fēng)味[5]。本試驗(yàn)在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上，采用微波滲糖的方法加工低糖天麻果脯，結(jié)合感官評定標(biāo)準(zhǔn)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定低糖天麻果脯的最佳生產(chǎn)工藝條件。在真空包裝的條件下，考察巴氏殺菌處理及貯藏溫度對產(chǎn)品的影響，確定其保藏方式，為天麻果脯以及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮天麻：采自云南省昭通小草壩天麻基地；羧甲基纖維素鈉：武漢佰興生物科技有限公司；檸檬酸、維生素C、木糖醇：河南圣斯德實(shí)業(yè)有限公司；食鹽：云南鹽化股份有限公司；白砂糖、氯化鈣、果葡糖漿：市購，均為食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

KD21C-C2 微波爐：美的微波爐制造有限公司；WGL-125B 電熱鼓風(fēng)干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；DZ-400-2D 真空包裝機(jī)：上海青浦食品包裝機(jī)械廠；YXQ-LS-50SII 立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；MJ 系列恒溫恒濕培養(yǎng)箱：上海一恒科技有限公司；1260 高效液相色譜儀：美國安捷倫科技有限公司；WFZUV-4802H 紫外可見分光光度計(jì)：尤尼柯（上海）儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 低糖天麻果脯的工藝流程

低糖天麻果脯的工藝流程見圖1。

圖1 低糖天麻果脯的制備工藝Fig.1 The preparative process of low-sugar preserved gastrodiae

1.3.2 操作要點(diǎn)

1）原料選擇：選擇大小一致，果實(shí)飽滿，無病蟲害，無霉?fàn)€的新鮮天麻為原料。

2）清洗、去皮切片：用流動水清洗干凈后，手工去皮切成約3 mm 厚的薄片。

3）護(hù)色硬化：硬化劑有保脆作用，還可以增強(qiáng)其耐煮性[6]。將切好的果片放入一定濃度的食鹽、檸檬酸、VC、氯化鈣組成的護(hù)色硬化液中浸泡2 h～3 h。

4）預(yù)煮：可除去天麻中有毒性的生物堿類[7]。用流動水漂洗后，放入95 ℃的熱水中煮15 min，不斷翻動，清洗瀝干。

5）微波火力為中火，時(shí)間35 min，注意滲糖5 min后暫停2 min，防止暴沸。

6）浸糖與瀝糖：將微波后的天麻在糖液中浸漬12 h～16 h，常溫25 ℃放置。浸漬后用95 ℃熱水迅速漂去表面糖液。

7）干燥：40 ℃～60 ℃條件下干燥 8 h～12 h，烘干至果片表面不粘手時(shí)取出。

8）真空包裝：冷卻后的果片分裝至真空包裝袋中包裝，每包規(guī)格為50 g。

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.3.1 單因素試驗(yàn)

參考前人研究和預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，以感官評分為評價(jià)指標(biāo)，研究護(hù)色劑種類、護(hù)色劑濃度、硬化劑濃度、護(hù)色硬化時(shí)間、預(yù)煮時(shí)間、干燥溫度、干燥時(shí)間、微波時(shí)間和糖漬時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響。

1.3.3.2 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇對低糖天麻果脯影響較大的硬化劑濃度、干燥溫度、護(hù)色劑濃度和糖漬時(shí)間4 個(gè)因素，以感官評分為評價(jià)指標(biāo)，采用四因素三水平L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化低糖天麻果脯的加工工藝，如下表1 所示。

表1 正交試驗(yàn)表Table 1 Orthogonal test table

1.3.4 低糖天麻果脯的品質(zhì)評定

1.3.4.1 感官指標(biāo)及評分標(biāo)準(zhǔn)

隨機(jī)選取有經(jīng)驗(yàn)品評者10 人，采用百分制評分檢驗(yàn)法，對果脯產(chǎn)品從色澤、滋味和外形三方面進(jìn)行評價(jià)[8]，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3.4.2 產(chǎn)品保藏方式

天麻果脯按表3 所示保藏方案處理，放置30 d 后對其進(jìn)行感官評分和檢測產(chǎn)品的菌落總數(shù)[9]。

1.3.4.3 低糖天麻果脯微生物指標(biāo)的測定

菌落總數(shù)的測定參考GB/T 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》，大腸菌群的測定參考GB/T 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》。

表2 低糖天麻果脯感官評分表Table 2 Sensory evaluation table of low-sugar preserved gastrodiae

表3 天麻果脯的保藏方案Table 3 Preservation scheme of preserved gastrodia

1.3.4.4 低糖天麻果脯水分和總糖含量的測定

水分含量的測定參考GB 5009.3-2016；低糖天麻果脯總糖含量的測定采用蒽酮比色法[10]。

1.3.4.5 低糖天麻果脯天麻素的測定

天麻素（gastrodin）是天麻主要活性成分[11]，是評價(jià)天麻質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的首要指標(biāo)，被《中國藥典》定為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制目標(biāo)成分。本試驗(yàn)采用高效液相色譜法[12]，測定出低糖天麻果脯中天麻素的含量[13]。色譜條件：島津Wondasil C18 色譜柱（4.6 mm×150 mm，5 μm）；檢測波長：220 nm；柱溫25 ℃；流動相乙腈-0.05%磷酸水溶液（3 ∶97）；流速 0.6 mL/min；進(jìn)樣量 10 μL。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Excel 2010、正交設(shè)計(jì)助手IIV3.1 進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 護(hù)色劑種類對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

護(hù)色劑種類對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 護(hù)色劑種類對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of color fixatives on the quality of low-sugar preserved gastrodia

如圖2 所示，感官評分因護(hù)色劑種類的不同而不同。其中檸檬酸作為護(hù)色劑時(shí)感官評分結(jié)果最佳，維生素C 次之，食鹽最差。所以護(hù)色劑選用檸檬酸。

2.1.2 護(hù)色劑濃度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

護(hù)色劑濃度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 護(hù)色劑濃度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of color fixative concentration on the quality of lowsugar preserved gastrodia

根據(jù)2.1.1，選擇檸檬酸作為護(hù)色劑，如圖3 所示，護(hù)色劑濃度在0.1%～0.4%時(shí)，感官評分隨濃度增加而升高，護(hù)色劑濃度在0.4%～1.0%時(shí)，感官評分隨濃度升高而降低。護(hù)色劑濃度在0.2%～0.6%范圍內(nèi)時(shí)，感官評分結(jié)果最佳，其中護(hù)色劑濃度為0.4%時(shí)感官評分結(jié)果最好。

2.1.3 硬化劑濃度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

硬化劑濃度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖4。

如圖4 所示，硬化劑濃度在0.6%～1.0%時(shí)，感官評分隨濃度增加而升高，硬化劑濃度在1.0%～1.6%時(shí)，感官評分隨濃度增加而降低，其中在硬化劑濃度范圍為0.8%～1.2%時(shí)感官評分結(jié)果較好，濃度為1.0%時(shí)感官評分結(jié)果最佳。

2.1.4 護(hù)色硬化時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

護(hù)色硬化時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖5。

圖4 硬化劑濃度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of hardener concentration on the quality of low-sugar preserved gastrodia

圖5 護(hù)色硬化時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of color-protecting hardening time on the quality of low-sugar preserved gastrodia

根據(jù)上述試驗(yàn)選出護(hù)色劑與硬化劑，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行護(hù)色硬化時(shí)間試驗(yàn)，結(jié)果如圖5 所示，護(hù)色硬化時(shí)間在2 h～3 h 時(shí)，感官評分隨時(shí)間增加而升高，護(hù)色硬化時(shí)間在3 h～4 h 時(shí)，感官評分隨時(shí)間增加而降低，其中在護(hù)色硬化時(shí)間為3 h 時(shí)感官評分結(jié)果最佳，所以確定護(hù)色硬化時(shí)間為3 h。

2.1.5 預(yù)煮時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

預(yù)煮時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖6。

圖6 預(yù)煮時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of pre-boiling time on the quality of low-sugar preserved gastrodia

如圖6 所示，預(yù)煮時(shí)間為 5 min～15 min 時(shí)，感官評分隨時(shí)間增加而升高，預(yù)煮時(shí)間為15 min～30 min 時(shí)，感官評分隨時(shí)間增加而降低，其中預(yù)煮時(shí)間為15 min時(shí)，感官評分結(jié)果最佳，因此確定預(yù)煮時(shí)間為15 min。

2.1.6 干燥溫度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

干燥溫度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖7。

圖7 干燥溫度對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.7 Effect of drying temperature on the quality of low-sugar preserved gastrodia

如圖7 所示，干燥溫度為45、50 ℃時(shí)，感官評分隨溫度增加而升高，干燥溫度為55、60、65 ℃時(shí)，感官評分隨溫度增加而降低。其中，在45 ℃～55 ℃范圍內(nèi)，感官評分效果較好，干燥溫度為50 ℃時(shí)感官評分最佳。所以確定干燥溫度為50 ℃。

2.1.7 干燥時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

干燥時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖8。

圖8 干燥時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.8 Effect of drying time on the quality of low-sugar preserved gastrodia

如圖8 所示，干燥時(shí)間在7 h～10 h 時(shí)，感官評分隨時(shí)間的增加而升高，干燥時(shí)間為10 h～12 h 時(shí)，感官評分隨時(shí)間增加而降低。其中，在9 h～11 h 范圍內(nèi)，感官評分結(jié)果最佳。

2.1.8 微波滲糖時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

微波滲糖時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖9。

如圖9 所示，微波滲糖時(shí)間在 20 min～35 min 時(shí)，感官評分隨時(shí)間增加明顯升高，微波滲糖時(shí)間在35 min～40 min 時(shí)，感官評分隨時(shí)間增加明顯降低。其中，微波滲糖時(shí)間為35 min 時(shí)，感官評分最佳，因此確定微波滲糖時(shí)間為35 min。

圖9 微波滲糖時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.9 Effect of microwave sugar permeating time on the quality of low-sugar preserved gastrodia

2.1.9 糖漬時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響

糖漬時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響見圖10。

圖10 糖漬時(shí)間對低糖天麻果脯品質(zhì)的影響Fig.10 Effect of sugar soaking time on the quality of low-sugar preserved gastrodia

如圖10 所示，糖漬時(shí)間在12 h～15 h 時(shí)，感官評分隨時(shí)間的增加而升高，糖漬時(shí)間在15 h～17 h 時(shí)，感官評分隨時(shí)間的增加而降低。在14、15 h 和16 h 時(shí)，感官評分結(jié)果較好。其中，糖漬15 h 時(shí)感官評分效果最佳。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

采用正交試驗(yàn)優(yōu)化低糖天麻果脯的加工工藝，分析結(jié)果如表4 所示。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Orthogonal experimental results

續(xù)表4 正交試驗(yàn)結(jié)果Continue table 4 Orthogonal experimental results

極差越大反映該因素對感官評分的影響越大，分析確定各因素影響為：D＞A＞B＞C，即糖漬時(shí)間＞硬化劑濃度＞干燥溫度＞護(hù)色劑濃度。通過驗(yàn)證試驗(yàn)得出最優(yōu)因素水平組合為A2B1C3D2，硬化劑濃度1.0%、干燥溫度50 ℃、護(hù)色劑濃度0.6%、糖漬時(shí)間15 h。

為了進(jìn)一步判斷上述4 個(gè)因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響是否存在，將正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見表5。

表5 方差分析Table 5 Analysis of variance

從表5 分析可知，糖漬時(shí)間是影響低糖天麻果脯品質(zhì)的最主要因素，硬化劑濃度次之，影響最小的是干燥溫度，這與正交試驗(yàn)的直觀分析結(jié)果相同。根據(jù)正交試驗(yàn)確定的最優(yōu)因素水平組合，低糖天麻果脯再進(jìn)行3 次重復(fù)試驗(yàn)，進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果見表6。

表6 驗(yàn)證結(jié)果Table 6 Verification results

由表6 數(shù)據(jù)可知，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果高于正交試驗(yàn)結(jié)果中評分最高的一組，說明正交試驗(yàn)確定的最佳工藝條件是合理的。

2.3 不同保藏方式對低糖天麻果脯感官和菌落總數(shù)的影響

不同保藏方式對低糖天麻果脯感官和菌落總數(shù)的影響見表7。

表7 不同保藏方式對低糖天麻果脯感官和菌落總數(shù)的影響Table 7 Effects of different preservation methods on sensory perception and aerobic bacterial count of low-sugar preserved gastrodia

如表7 所示，方案1 經(jīng)過巴氏殺菌處理，在4 ℃下貯藏30 d 后產(chǎn)品菌落總數(shù)小于100 CFU/g（未檢出）。方案2 經(jīng)過巴氏殺菌處理，在25 ℃下貯藏30 d 后產(chǎn)品菌落總數(shù)大于方案1。方案3 未經(jīng)巴氏殺菌，在4 ℃下貯藏30 d 后產(chǎn)品菌落總數(shù)大于方案1 和方案2。方案4 未經(jīng)過巴氏殺菌處理和4 ℃保藏，產(chǎn)品腐敗嚴(yán)重，無法進(jìn)行感官評分，故未測定其產(chǎn)品菌落總數(shù)。由此可知，巴氏殺菌和4 ℃保藏更有利于抑制產(chǎn)品的微生物生長。

2.4 低糖天麻果脯成品指標(biāo)

2.4.1 理化和微生物指標(biāo)

低糖天麻果脯成品理化和微生物指標(biāo)見表8。

表8 低糖天麻果脯成品理化和微生物指標(biāo)Table 8 Physico-chemical and microbial indicators of low-sugar preserved gastrodia tuber products

如表8 所示，低糖天麻果脯產(chǎn)品的理化和微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，其中，總糖含量和菌落總數(shù)都優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.2 天麻素含量測定

不同樣品中的天麻素含量見圖11。

圖11 不同樣品中的天麻素含量Fig.11 Gastrodin content in different samples

如圖11 所示，原料為未經(jīng)處理的普通天麻，產(chǎn)品為經(jīng)過工藝處理的低糖天麻果脯，低糖天麻果脯中天麻素含量為0.262%，略低于普通天麻。因此可知，低糖天麻果脯加工過程對天麻素含量有一定影響，損失量為0.38%。

3 討論與結(jié)論

天麻作為云南省重要的藥食兩用資源，在臨床和保健食品開發(fā)方面具有重要的價(jià)值。目前市場以天麻為主要原料的保健食品非常稀少，而隨著生物醫(yī)藥大健康產(chǎn)業(yè)不斷深化和人們對健康產(chǎn)品需求的提高，以天麻為原料的（保健）食品的將會被大量需求。本試驗(yàn)研發(fā)了低糖天麻果脯，助力于云南天麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，符合當(dāng)前大健康產(chǎn)業(yè)的要求。《本經(jīng)逢原》云：“天麻性雖不燥，畢竟風(fēng)劑，若血虛無風(fēng)，火炎頭痛、口干便閉者，不可妄用”，即天麻本身雖然無毒，但作為湯劑忌胡亂服用，而經(jīng)過加工后，可以在一定程度上緩解這一副作用[14-15]。在今天，低糖、無硫、方便、天然成為果脯行業(yè)發(fā)展的方向，尤其是健康安全的低糖無硫果脯成為了今天研究的熱點(diǎn)[16]。低糖保健果脯必將成為未來果脯蜜餞食品加工業(yè)的發(fā)展方向，賦予果脯蜜餞傳統(tǒng)食品新的生命，受到市場和人們的肯定和喜愛。

本研究在傳統(tǒng)制作工藝的基礎(chǔ)上，明確了低糖天麻果脯的最佳制作工藝，即預(yù)煮15 min、0.6%檸檬酸護(hù)色 3 h，1.0%CaCl2硬化 3 h、微波滲糖 35 min、糖漬15 h；50 ℃下干燥10 h，其最佳保藏方式為4 ℃冷藏。