張藝凡,王 攀,楊麗媛,白彩彩,李瑞紅,賈銀蘋
(商洛學院 生物醫(yī)藥與食品工程學院,陜西 商洛 726000)
板栗是殼斗科栗屬堅果類植物,為多年生落葉喬木[1],有“鐵桿莊稼”的稱號[2],具有極高的營養(yǎng)價值和藥用價值[3、4],其成分主要是淀粉和可溶性糖為主的多種碳水化合物、多種人體所需的微量元素,以及蛋白質、粗脂肪、維生素、氨基酸等營養(yǎng)成分[5],具養(yǎng)胃健脾,補腎強筋等功效[6~8]。我國是世界板栗生產(chǎn)的大國,栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位[9],約占世界總產(chǎn)量的 60%[10]。我國板栗加工產(chǎn)品較多,但大多數(shù)屬于板栗的初級加工[11],因板栗在深加工過程中常常會遇到諸如去殼、 褐變等難題,嚴重制約著我國板栗深加工產(chǎn)業(yè)化進程[12]。而造成板栗的褐變因素有兩種,即酶促褐變和非酶促褐變。板栗加工中常采用加熱處理使酶失活或添加護色劑,減少褐變的產(chǎn)生[13]。筆者研究以板栗加工中的預煮為對象,通過系統(tǒng)研究檸檬酸、EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸在煮制過程中的護色效果,篩選優(yōu)化煮制過程中的護色劑的最佳配方。以期為板栗熱處理加工中的褐變抑制提供參考。
冷庫貯藏生板栗(購于陜西君威農(nóng)貿(mào)集團);檸檬酸、EDTA-2Na、殼聚糖、抗壞血酸均為分析純(均購于西安晶博生物科技有限公司)
BS110型電子天平(賽多利斯天平公司);DHG-9030A型電熱鼓風干燥箱(上海齊欣科學儀器有限公司); FW80微型粉碎機(天津泰斯特儀器有限公司);SP60系列積分球式分光光度儀(愛色麗(亞太)有限公司)。
1.3.1 護色劑的單因素實驗 取果實飽滿且無霉爛蟲害的冷藏板栗,經(jīng)手工脫殼后,按質量比1∶4(板栗∶護色液)將板栗放入護色液(護色液分別為水、濃度為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0 %的檸檬酸、EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸溶液)中,加熱至100℃處理15 min,立即撈出,用適量冷水將預煮后的板栗仁漂洗2~3次,并測定板栗色度值。
1.3.2 正交試驗設計 在單因素實驗基礎上選擇對板栗預煮護色效果影響較大的因素,設計正交實驗,優(yōu)化護色劑的護色效果。
1.3.3 色度測定 參考趙鳳等人的研究方法[14~17],使用積分球式分光光度儀測定護色處理后的板栗仁,在測定之前,先對分光光度儀進行白板校正和黑板校正,再測定色度值的L、a、b三個值,并計算總色差△E 。
式中: △L、△a、△b分別為處理前、后樣品的亮度差、紅色值差和黃色值差。
2.1.1 檸檬酸添加量對板栗預煮護色效果的影響 由表1可知,檸檬酸的添加對板栗仁的護色效果有明顯影響。由△E值可知,實驗組與空白組之間護色效果差異明顯,且各實驗組之間也存在一定色差,當檸檬酸添加量達到1.0%時,色差最明顯。隨檸檬酸添加量的增大,L值也不斷增大,當檸檬酸濃度為1.0%時L值達到最大(59.95),而未護色的板栗預煮后的L為46.05,亮度提高了約30%;未經(jīng)護色的板栗預煮后因發(fā)生褐變顏色偏紅黃,由a、b值(均為正值)可以看出,添加檸檬酸護色的后板栗黃色程度變化不大,而偏紅色情況明顯改善,a值至少下降約55%。
2.1.2 EDTA-2Na添加量對板栗預煮護色效果的影響 由表2可知,EDTA-2Na的添加對板栗仁的護色效果有明顯影響。由△E值可知,實驗組與空白組之間護色效果有明顯差異,且各實驗組之間也存在一定色差;隨EDTA-2Na添加量的增大,△E值和L值均呈現(xiàn)先增后降的趨勢,當EDTA-2Na添加量為0.40%時,色差最明顯,且L值達到最大(64.21),與空白組相比亮度提高約39%。由a、b值可知,煮制后的板栗仍然偏黃,且變化不大;而經(jīng)EDTA-2Na處理的板栗紅色程度明顯下降,a值至少下降45%。
2.1.3 殼聚糖添加量對板栗預煮護色效果的影響 由圖3可知,殼聚糖的添加對板栗仁的護色效果有明顯影響。由△E值可知,實驗組與空白組之間護色效果有明顯差異,且各實驗組之間也存在明顯色差;隨殼聚糖添加量的增大,△E值和L值均呈現(xiàn)先增后降的趨勢,當殼聚糖添加量為0.40%時,色差最明顯,且L值達到最大(65.51),與空白組相比亮度提高約42%;由a、b值可知,隨殼聚糖添加量的增大,a值呈現(xiàn)先減小后增加,且在殼聚糖添加量為0.4%時達到最小(6.09),與空白組相比紅色程度下降約60%;b值整體明顯增大,可見與未經(jīng)護色的板栗相比實驗組更加偏黃。
表1 檸檬酸添加量對板栗仁護色效果的影響
表2 EDTA-2Na添加量對板栗仁護色效果的影響
表3 殼聚糖添加量對板栗仁護色效果的影響
2.1.4 抗壞血酸添加量對板栗預煮護色效果的影響 由圖4可知,抗壞血酸的添加對板栗仁的護色效果有明顯影響。由△E值可知,實驗組與空白組之間護色效果有明顯差異,且各實驗組之間也存在一定色差;隨抗壞血酸添加量的增大,△E值和L值均呈現(xiàn)先增后降的趨勢,當抗壞血酸添加量為0.60%時,色差最明顯,且L值達到最大(67.91),與空白組相比亮度提高約47%;由a、b值可知,隨抗壞血酸添加量的增大,實驗組之間a值雖然變化較小,但與空白組相比紅色程度下仍然至少下降約56%;b值呈現(xiàn)一定的下降趨勢,與未經(jīng)護色的板栗相比實驗組雖然偏黃,但黃色色度逐漸減弱。
由上述實驗可知,檸檬酸、EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸四中護色劑對板栗均有明顯的護色效果,且經(jīng)護色處理后的板栗與未處理的板栗相比,雖更加偏黃,但亮度明顯提升,紅色程度顯著下降,色差明顯;其中四種護色劑對a值均有較大影響,但對板栗的亮度和整體色差而言,EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸均明顯優(yōu)于檸檬酸對其的影響,且考慮到檸檬酸具有很強的酸味,添加檸檬酸會影響板栗后續(xù)的加工及風味,因此,將EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸作為板栗復配護色劑的基本成分。
表4 抗壞血酸添加量對板栗仁護色效果的影響
表5 正交試驗結果與分析
在單因素試驗的基礎上,以EDTA-2Na、殼聚糖、抗壞血酸為因素,設計L9(33)正交實驗,對護色劑進行優(yōu)化復配,以板栗護色最主要的指標 和L為衡量指標,以期得到最佳護色效果。正交實驗因素及水平如表5所示。
由表5可見,復合護色劑基本成分對于板栗護色的亮度值L影響的主次順序為:B>A>C,即對板栗亮度的影響殼聚糖>EDTA-2Na>抗壞血酸;對總色差 影響的主次順序為:B>C>A,即對板栗總色差的影響殼聚糖>抗壞血酸>EDTA-2Na。由K和K'分析可知,板栗復合護色劑護色效果最佳水平組合為A2B2C3,即按質量比1∶4(板栗∶護色液),在100℃,15 min條件下,復合護色劑的最佳配方為EDTA-2Na 0.4%、殼聚糖0.4%、抗壞血酸0.8%時,經(jīng)過護色處理的板栗亮度值L為68.30,與未處理的板栗相比亮度提升約48%,總色差 為24.78,護色效果顯著。
(1)板栗加工煮制過程中,添加EDTA-2Na、檸檬酸、殼聚糖和抗壞血酸進行護色,經(jīng)護色處理的板栗與未處理的板栗相比,更加偏黃,但亮度明顯提升,紅色程度顯著下降,色差明顯,護色效果顯著。
(2)板栗加工煮制過程中,添加EDTA-2Na、檸檬酸、殼聚糖和抗壞血酸進行護色,均對板栗紅色色度有較大影響,但對板栗的亮度和整體色差而言,EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸均明顯優(yōu)于檸檬酸對其的影響。
(3)板栗加工煮制過程中,在質量比1∶4(板栗∶護色液),經(jīng)(100℃,15 min)處理,復合護色劑的最佳配方為EDTA-2Na 0.4%、殼聚糖0.4%、抗壞血酸0.8%時,經(jīng)護色處理的板栗亮度值L為68.30,與未處理的板栗相比亮度提升約48%,總色差 為24.78,護色效果顯著。