不同熱加工方式對(duì)胡蘿卜品質(zhì)的影響

卜俊芝，徐迅，唐振興，柏鳳

(浙江旅游職業(yè)學(xué)院 廚藝學(xué)院，浙江 杭州，311231)

胡蘿卜風(fēng)味可口，富含胡蘿卜素、類胡蘿卜素、多酚、纖維素等多種營(yíng)養(yǎng)素，而且價(jià)格低廉，故深受消費(fèi)者青睞[1-2]。生吃胡蘿卜不利于營(yíng)養(yǎng)素的吸收，因?yàn)楹}卜素、類胡蘿卜素是脂溶性的，沒有脂肪而很難被充分吸收[3]。而植物性原料的常規(guī)加工方式清炒、水煮、白灼、蒸制由于加工溫度過高會(huì)改變食材的化學(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致風(fēng)味、顏色和維生素的損失[4]。探究適宜的加工方式對(duì)減少營(yíng)養(yǎng)成分損失、提高產(chǎn)品品質(zhì)及食用安全性是胡蘿卜加工利用的重點(diǎn)問題。

真空低溫?zé)峒庸な菍⒃辖?jīng)真空包裝后，在相對(duì)較低的恒定溫度和較長(zhǎng)時(shí)間下加熱的一種新型加工方法，盡管出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，但從2010年才開始廣泛受到歡迎。真空低溫烹調(diào)具有節(jié)能環(huán)保，操作簡(jiǎn)單易行，能夠最大限度地保留原料的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分，能避免脂肪氧化帶來的不宜人風(fēng)味等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，真空低溫精確的溫度與時(shí)間控制可以量化菜肴制作過程，使烹飪操作規(guī)范化，實(shí)現(xiàn)規(guī)模批量化生產(chǎn)，因而逐漸受到國(guó)外餐飲業(yè)的歡迎[5-7]。真空低溫烹調(diào)所需設(shè)備也可簡(jiǎn)化為真空包裝封口機(jī)和一個(gè)自動(dòng)浸水循環(huán)器，這為真空低溫技術(shù)進(jìn)入家庭提供了可能。近幾年，真空低溫法越來越多地用于加工方便食品，真空包裝食品被美國(guó)國(guó)家食品加工協(xié)會(huì)列為“新一代冷藏食品”[6]。因此，餐飲業(yè)、食品零售業(yè)、健康食品市場(chǎng)、普通家庭等都將成為真空低溫產(chǎn)品的潛在市場(chǎng)。而這種相對(duì)健康營(yíng)養(yǎng)的加工方法在國(guó)內(nèi)才剛剛起步，對(duì)其研究的文獻(xiàn)也較少，主要圍繞在肉類原材料[8-11]，果蔬類食材還未見報(bào)道。因此，本文選取胡蘿卜作為植物性原料代表，采用中西式熱加工常用的水煮和油炒方式作為對(duì)照，與真空低溫加工在產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味方面進(jìn)行了對(duì)比，以期讓這種方便、健康、營(yíng)養(yǎng)的新型加工方法進(jìn)入大眾視野，突破其選材的局限，為國(guó)內(nèi)的真空低溫研究和后續(xù)應(yīng)用提供一些理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料及儀器

新鮮的胡蘿卜購于杭州翠苑菜場(chǎng)，品種為紅芯三號(hào)；β-胡蘿卜素，上海Sigma公司。

DZ-600/2S型真空包裝機(jī)，山東省諸城市利德機(jī)械有限責(zé)任公司；Waters 2996 HPLC配2695 PDA、Waster XTerra C18色譜柱，沃特世科技(上海)有限公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)Food Technology Corporation；ColorQuest XE色差儀，美國(guó)HuterLab公司；Thermo Trace DSQII GC-MS儀器，美國(guó)賽默飛世兒科技公司；UV-1800 型紫外可見分光光度計(jì)，北京瑞利分析儀器公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 熱加工方法

新鮮胡蘿卜去皮后，切成2.5 cm×2.5 cm×1 cm大小規(guī)格(大約10 g左右)，用橄欖油涂抹表面。采用未經(jīng)處理的生樣為對(duì)照組，水煮[4]、油炒[4]和真空低溫[12]加工方式按照表1中經(jīng)優(yōu)化后的方法處理，平行處理3次。中心溫度用金屬溫度探針測(cè)定。生樣和熱加工后的產(chǎn)品一部分用于質(zhì)構(gòu)、色差和感官品評(píng)，另一部分均質(zhì)后存放于-80 ℃冰箱待用。

表1 胡蘿卜的不同熱加工方法Table 1 The different thermal treatments of carrot

1.2.2 熱加工損失率的測(cè)定

稱取生胡蘿卜質(zhì)量，將經(jīng)過水煮、油炒和真空低溫加工的樣品冷卻，用吸水紙輕輕吸去胡蘿卜表面的水或油，稱取其質(zhì)量，熱加工損失率計(jì)算如公式(1)所示：

(1)

式中：R1，熱加工損失率，%；m1，生胡蘿卜質(zhì)量，mg；m2，熱加工的胡蘿卜質(zhì)量，mg。

1.2.3 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

水分按照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》測(cè)定；粗蛋白質(zhì)按照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》測(cè)定；灰分按照GB 5009.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》；總多酚按照GB/T 31740.2—2015《茶制品 第2部分：茶多酚》測(cè)定；總可溶性糖采用蒽酮硫酸法[4]測(cè)定。

β-胡蘿卜素含量測(cè)定：采用高效液相色譜法[13]。樣品前處理：稱取2 g樣品置于50 mL帶塞試管中，分次加入20 mL丙酮+石油醚(20+80)混合液，振搖提取，靜置分層后將上層黃色液體轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中，重復(fù)提取直至提取液無色，合并提取液，于40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，最后加2 mL無水乙醇溶解，過0.22 μm有機(jī)濾膜進(jìn)液相測(cè)定。精密稱定標(biāo)準(zhǔn)品1 mg，用少量二氯甲烷溶解，用丙酮定容至標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL，以此標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成不同濃度梯度,制定標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4 感官品評(píng)

參考文獻(xiàn)制定胡蘿卜的感官評(píng)定方法[14]，對(duì)胡蘿卜的外觀、色澤、質(zhì)地和風(fēng)味4項(xiàng)指標(biāo)制定如表2的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。選出10名有感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的食品專業(yè)人士，評(píng)定前進(jìn)行培訓(xùn)以明確胡蘿卜的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，采用5分制打分。

表2 胡蘿卜的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of carrot

1.2.5 全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis,TPA)

樣品平衡至室溫(20～25 ℃)，用質(zhì)構(gòu)分析儀的TPA模式測(cè)定，用硬度來判斷胡蘿卜的品質(zhì)[14]。

1.2.6 色澤分析

色差儀在使用前是根據(jù)陶瓷基準(zhǔn)光源C進(jìn)行校準(zhǔn)的，然后利用 D65光源測(cè)定胡蘿卜色澤情況，采用國(guó)際照明委員會(huì)推薦使用的LAB表色系統(tǒng)，結(jié)果用L*值、a*值和b*值表示，L*值代表明亮程度，a*值表示紅綠值，a*正為紅度值，a*負(fù)為綠度值；b*表示黃藍(lán)值，b*正為黃度值，b*負(fù)為藍(lán)度值。

1.2.7 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

精確稱取5 g胡蘿卜泥放入頂空瓶中，密封。樣品瓶置于40 ℃預(yù)熱平衡20 min。同樣溫度下CAR/DVB/PDMS三聯(lián)萃取頭萃取20 min，然后按照參考文獻(xiàn)[15]進(jìn)行GC-MS分析。

數(shù)據(jù)分析采用NISTDEMO標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索，利用系列正構(gòu)烷烴測(cè)定各組分RI值，結(jié)合保留指數(shù)(正反匹配度>800)及相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定性分析。采用面積歸一化法進(jìn)行定量分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所測(cè)對(duì)象均平行測(cè)定3次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 19處理，用One-way ANOVA方法進(jìn)行方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示，設(shè)置顯著水平P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱加工方式對(duì)胡蘿卜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

經(jīng)過水煮、油炒、真空低溫加工，胡蘿卜均有一定的營(yíng)養(yǎng)損失。水煮胡蘿卜的粗蛋白、灰分、總酚、可溶性糖這些可溶性營(yíng)養(yǎng)物損失最大，而且差異顯著(P<0.05)，這可能與營(yíng)養(yǎng)物隨著水煮液而溶出有關(guān)。水煮胡蘿卜的水分含量反而比生胡蘿卜還高，這可能是水分滯留在組織中造成的。油炒胡蘿卜重量損失最大(23.7%)，油炒胡蘿卜水分含量也最低，這可能是油炒方式造成胡蘿卜水分損失較大的結(jié)果。真空低溫胡蘿卜的粗蛋白、可溶性糖含量比油炒胡蘿卜和水煮胡蘿卜都高，而且差異顯著(P<0.05)。油炒胡蘿卜灰分含量最高，這可能與油炒導(dǎo)致較多水分損失使得灰分相對(duì)百分含量增加有關(guān)，也有可能與加熱媒介有關(guān)，因?yàn)橛筒焕诘V物質(zhì)的溶出而更好地保留了礦物質(zhì)。同時(shí)，低溫真空加工胡蘿卜灰分含量較低，這可能與熱加工時(shí)間有關(guān)[16]。這也提醒消費(fèi)者在加熱真空低溫加工半成品時(shí)應(yīng)注意保留真空袋內(nèi)的汁液，減少礦物質(zhì)的損失。

酚類化合物具有良好的清除自由基的能力，能強(qiáng)化血管壁、促進(jìn)腸胃消化、降低血脂肪和增加身體抵抗力。生的胡蘿卜中存在香豆素類和黃酮類等酚類，存在于液泡和細(xì)胞壁中，隨著加熱細(xì)胞被破壞則加速酚類的釋放和氧化[4]。從3種熱加工獲得的胡蘿卜中的總酚含量來看，真空低溫加工胡蘿卜含量最高(34.8%)，油炒次之(31.8%)，水煮最低(22.4%)，存在顯著差異(P<0.05)。楊津利等[4]也發(fā)現(xiàn)水煮后胡蘿卜總酚含量顯著降低。CHIAVARO等[17]也發(fā)現(xiàn)真空低溫加工的胡蘿卜比傳統(tǒng)熱加工的胡蘿卜具有更高的抗氧化活性。因?yàn)檎婵盏蜏嘏腼儾捎谜婵瞻b可減少類與氧氣接觸的機(jī)會(huì)，從而能更好地保留酚類。

胡蘿卜中含有大量的胡蘿卜素，特別是β-胡蘿卜素，人體攝入后可以轉(zhuǎn)化為維生素A，能夠預(yù)防視力減退，使皮膚保持健康，使人體免受自由基的傷害。胡蘿卜素不易溶解于水，但是容易被氧氣和光破壞。從3種熱加工獲得的胡蘿卜中β-胡蘿卜素含量來看，真空低溫加工胡蘿卜含量最高(8.7%)，油炒次之(7.7%)，水煮最低(6.4%)，存在顯著差異(P<0.05)。因?yàn)轭惡}卜素對(duì)光和氧氣敏感，在真空低溫烹飪過程中真空包裝減少了胡蘿卜素暴露在氧氣中的機(jī)率，類胡蘿卜素從而能更好地得到保護(hù)[16]。CHIAVARO等[17]還發(fā)現(xiàn)冷藏貯存5 d的真空低溫加工胡蘿卜存在明顯的β-胡蘿卜素含量增加的情況。

綜合來看，對(duì)比常規(guī)熱加工方法，真空低溫加工更能保留胡蘿卜中的植物化學(xué)物質(zhì)及粗營(yíng)養(yǎng)成分。

表3 生胡蘿卜和不同熱加工方式下胡蘿卜的熱加工損失率和營(yíng)養(yǎng)成分的含量Table 3 Weight losses and nutrient content of raw carrot and processed carrots under different thermal treatments

2.2 不同熱加工方式對(duì)胡蘿卜感官品質(zhì)的影響

感官品評(píng)是指通過人體的感覺器官能夠感受到的品質(zhì)指標(biāo)的總和，它是消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的第一印象，影響著消費(fèi)者的購買欲。本實(shí)驗(yàn)對(duì)3種熱加工胡蘿卜在色、香、味、質(zhì)地四方面進(jìn)行感官品評(píng)，結(jié)果見表4。由表4可知，油炒胡蘿卜在質(zhì)地和色澤方面明顯遜色于真空低溫胡蘿卜，外觀、風(fēng)味方面兩者均接近，而水煮胡蘿卜除了色澤方面分值較高外其他指標(biāo)均低于真空低溫胡蘿卜(P<0.05)。綜合來看，3種熱加工方法中真空低溫加工胡蘿卜獲得了最高的感官品評(píng)分值。

質(zhì)地、顏色和氣味是影響消費(fèi)者對(duì)蔬菜的喜愛和接受度的重要質(zhì)量屬性，在本研究中感官品評(píng)結(jié)合質(zhì)構(gòu)儀、色差儀和氣質(zhì)等精密儀器進(jìn)行了綜合分析，不同熱加工方法獲得的胡蘿卜感官評(píng)價(jià)及色澤、質(zhì)構(gòu)參數(shù)結(jié)果見表4，揮發(fā)性成分總離子色譜圖見圖1，各揮發(fā)性成分及相對(duì)含量見表5。

與生胡蘿卜相比，3種熱加工后的胡蘿卜L*值顯著上升(P<0.05)，a*值顯著下降(P<0.05)，b*值除油炒外其他兩者顯著升高(P<0.05)。RINALDI等[18]也發(fā)現(xiàn)蒸制和真空低溫加工獲得的胡蘿卜a*值普遍下降。蔬菜在高溫作用下，細(xì)胞破壞空氣逸出，水已經(jīng)取代了胡蘿卜中的空氣，使相對(duì)折射率的變化增加了光的散射，使蔬菜看起來更亮了，真空低溫加工的效果則更加明顯[19]。胡蘿卜的顏色主要是由胡蘿卜素的含量以及α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素的順向異構(gòu)化反應(yīng)決定的[18]。胡蘿卜素對(duì)光和熱比較敏感，在熱加工過程中均有所損失，引起了a*值下降。而α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素的順向異構(gòu)化反應(yīng)使得b*值增加，使胡蘿卜的顏色慢慢從紅色呈現(xiàn)出令人愉悅的橙色，本實(shí)驗(yàn)中水煮引起的增幅最顯著(P<0.05)。TREJO等[20]也發(fā)現(xiàn)水煮胡蘿卜與真空低溫胡蘿卜相比，b*更高。CHIAVARO等[17]研究發(fā)現(xiàn)真空低溫胡蘿卜在冷藏時(shí)b*會(huì)更高。綜合來看，真空低溫加工造成的胡蘿卜素?fù)p失最少(P<0.05)，同樣還能增加b*，獲得最佳的色澤效果。

果蔬的質(zhì)地是感官品質(zhì)中最重要的指標(biāo)之一，其品質(zhì)會(huì)在熱處理過程因?yàn)榧?xì)胞壁甲基化果膠多糖的β消除反應(yīng)形成可溶性果膠，而使果蔬變軟[19]。本實(shí)驗(yàn)中3種熱加工方法均造成了胡蘿卜的硬度下降，其中真空低溫加工相對(duì)其他2種熱加工方法，更能保留果蔬的硬度(P<0.05)，這可能與引起原果膠水解的多聚半乳糖醛酸酶在85 ℃的真空低溫加熱下活性下降快有關(guān)。田維娜等[21]也發(fā)現(xiàn)36 ℃以及83 ℃的熱處理使梨棗果實(shí)中的多聚半乳糖醛酸酶活性下降的幅度更大。TANSEY等[22]發(fā)現(xiàn)相比單純熟制，在熱加工前加鈣或鎂鹽預(yù)熱處理會(huì)增加真空低溫胡蘿卜的組織硬度。CHIAVARO等[17]發(fā)現(xiàn)4 ℃冷藏能延遲真空低溫加工胡蘿卜的軟化。說明，真空低溫胡蘿卜經(jīng)冷藏貯存也能獲得較佳的質(zhì)地。

a-生胡蘿卜；b-水煮胡蘿卜；c-油炒胡蘿卜；d-真空低溫烹調(diào)胡蘿卜圖1 生胡蘿卜和水煮、油炒和真空低溫加工胡蘿卜的揮發(fā)性成分總離子流程圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile compounds of raw carrot, boiled carrot, fried carrot and sous vide carrot

利用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)新鮮胡蘿卜及3種熱加工胡蘿卜的揮發(fā)性成分及其相對(duì)百分含量見表5。如表5所示，新鮮胡蘿卜、水煮胡蘿卜、油炒胡蘿卜、真空低溫胡蘿卜中分別檢出38、40、41、41種化合物，均為碳?xì)漕?、醛類、酯類、芳香烴類、酮類、醇類、含氮雜環(huán)化合物這七類，其中主要揮發(fā)性物質(zhì)均是石竹烯、綠葉烯。新鮮胡蘿卜和3種熱加工獲得的胡蘿卜揮發(fā)性物質(zhì)均以萜烯類化合物為主，均占各自胡蘿卜總揮發(fā)性成分的68%以上。檢出萜烯類物質(zhì)主要有石竹烯(木香、柑橘香以及溫和的丁香氣味)、綠葉烯、蒎烯(松樹樹脂香氣)、甜沒藥烯(柑橘香氣)、萜品烯(柑橘和檸檬香氣)、萜品油烯(青草香氣)等[18]，其中石竹烯所占的比例較大，這與RINALDI等[18]、陳瑞娟等[23]和米瑞芳等[15]的研究結(jié)果一致。醛類物質(zhì)主要有壬醛和辛醛；酯類主要以2-甲基丁酸，3,7-二甲基-2,6-辛二烯酯為主；芳香烴類以1-甲基-4-(1,2,2-三甲基環(huán)戊烷)-苯為主；酮類物質(zhì)較少，只有生胡蘿卜中檢出少量；醇類物質(zhì)主要以辛醇為主；另外還檢測(cè)到少量的含氮雜環(huán)化合物。一般，酯、芳香烴類、醇類閾值較高，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)不大[24]。水煮、油炒、真空低溫加工之后的胡蘿卜中含量較高的風(fēng)味物質(zhì)均為綠葉烯、石竹烯、壬醛，這可能說明3種方式加工后的胡蘿卜特征風(fēng)味相似。本結(jié)果和VARMING等[25]發(fā)現(xiàn)的胡蘿卜特征風(fēng)味物質(zhì)一致。油炒方式風(fēng)味物質(zhì)貢獻(xiàn)者較多，這也和感官評(píng)定結(jié)果中油炒胡蘿卜具有更好的風(fēng)味結(jié)論相一致，同時(shí)低溫烹飪胡蘿卜的風(fēng)味也接近油炒胡蘿卜。

表5 生胡蘿卜和3種熱加工胡蘿卜的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)Table 5 Volatile compounds of raw carrot and processed carrots under different thermal treatments

續(xù)表5

胡蘿卜的特征風(fēng)味與其含大量的萜烯類化合物有關(guān)，使新鮮胡蘿卜呈現(xiàn)新鮮芳香氣味，但是這些化合物很容易在熱加工中失去。萜烯類降低主要是萜烯類在烹調(diào)中發(fā)生了自氧化和Strecker降解，醛類的增加被認(rèn)為是類胡蘿卜素氧化裂解造成的[18]。在本實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)了3種熱加工方法均造成了萜烯類損失，同時(shí)醛類和醇類顯著增加。但是，相對(duì)于水煮、油炒這2種熱加工方法，真空低溫造成的萜烯損失率最小，可能因?yàn)檎婵瞻b阻止了萜烯類和類胡蘿卜素的降解，其降解產(chǎn)物醇類和醛類增加的比例最小也驗(yàn)證這個(gè)猜想。所以，從胡蘿卜的特征風(fēng)味物質(zhì)以及保留類胡蘿卜素的角度來看，真空低溫加工比常規(guī)熱加工方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

新鮮胡蘿卜經(jīng)過水煮、油炒和真空低溫加工，在營(yíng)養(yǎng)及感官品質(zhì)方面均呈現(xiàn)出一定的變化。營(yíng)養(yǎng)方面，真空低溫加工胡蘿卜獲得最高的蛋白質(zhì)、總糖含量，同時(shí)總酚、β-胡蘿卜素?fù)p失率最低。在感官品評(píng)方面，顧客對(duì)真空低溫胡蘿卜偏好性明顯，在外觀、質(zhì)地、風(fēng)味3方面分值顯著高于其他兩者。結(jié)合色差計(jì)、質(zhì)構(gòu)儀和氣質(zhì)等精密儀器分析，表明真空低溫胡蘿卜獲得最高a*值和最佳質(zhì)地，b*略低于水煮胡蘿卜，這和感官品評(píng)結(jié)果符合。氣質(zhì)分析得到熱加工胡蘿卜的主要風(fēng)味貢獻(xiàn)者是綠葉烯、石竹烯和壬醛，同時(shí)表明真空低溫加工能更好地保留胡蘿卜的特征風(fēng)味物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明真空低溫加工是蔬菜的新型熱加工方式，不僅能保留食材營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)，還能減少植物性化學(xué)物(如酚類)的損失，這為開發(fā)真空低溫即食產(chǎn)品或半成品提供了一定的理論參考。當(dāng)然，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之前，還需要對(duì)真空低溫加工產(chǎn)品的工藝優(yōu)化及貨架期品質(zhì)作進(jìn)一步深入研究。