宋 倩,劉春花,王 爽,楊小斌,周愛梅,林日高,劉 欣

(華南農(nóng)業(yè)大學食品學院,廣東廣州 510642)

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硫藏雙華李檸檬酸燙漂脫硫工藝參數(shù)及其對品質(zhì)的影響研究

宋 倩,劉春花,王 爽,楊小斌,周愛梅*,林日高,劉 欣

(華南農(nóng)業(yè)大學食品學院,廣東廣州 510642)

以硫藏雙華李果胚為原料,采用檸檬酸對其進行脫硫研究,通過評價脫硫率及果胚的品質(zhì)(包括色澤、質(zhì)地),確定其工藝參數(shù)。結(jié)果顯示:檸檬酸濃度、脫硫溫度和時間都在不同程度上影響SO2脫除率。在一定范圍內(nèi),增加檸檬酸濃度、提高脫硫溫度和延長脫硫時間能顯著地提高脫硫效果;但高溫、時間過長會引起果胚果皮破損、硬度下降。正交實驗優(yōu)化的脫硫工藝參數(shù)為:檸檬酸濃度4%、脫硫溫度90 ℃、脫硫時間20 min。該工藝條件下,果胚的SO2脫除率可達88.59%,并且果胚仍然保持著較好的外觀與質(zhì)地。

雙華李,脫硫,檸檬酸,品質(zhì)

涼果是以果蔬等為主要原料,經(jīng)腌制、漂洗、糖(蜜)熬煮或浸漬,添加或不添加食品添加劑和其他輔料,并經(jīng)曬(烘)等干燥處理加工而成的干態(tài)或半干態(tài)制品。目前廣式?jīng)龉紦?jù)全國涼果消費市場的半壁江山[1]。為保證常年生產(chǎn),廣式?jīng)龉庸ぶ谐２捎昧虿胤▉黼缰平莨咴?從而達到殺菌防腐、漂白和防褐變的目的[2]。該方法操作簡便、成本低廉,目前尚無更好的方法可以取代。但如果生產(chǎn)過程中操作不當,如半成品中超量使用亞硫酸鹽,或在制作成品前脫硫不足,就會導致成品SO2嚴重超標。近年來,廣式?jīng)龉捎赟O2留量超標的事件也時有發(fā)生[3-5],由于過量的SO2殘留對人體具有多方面的安全風險[6-7],因此,硫藏果胚在后續(xù)的加工過程中必須要選擇合適的降硫技術以除去產(chǎn)品中殘留的過量SO2。我國 《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》明確規(guī)定,涼果類食品的SO2殘留量為0.35 g/kg。為使SO2能控制在這一標準范圍內(nèi),目前生產(chǎn)企業(yè)主要采用漂洗法來脫硫,具體就是采用清水對果胚進行多次反復漂洗,其操作一般是用大量清水浸泡果胚長達10～20 h左右,期間不斷換水,如此反復,耗時長,不僅使得果胚果肉受損,而且脫硫效果并不理想[8]。

SO2和亞硫酸鹽在水中容易生成亞硫酸、酸式亞硫酸根離子和亞硫酸根離子,當溶液pH低于4.5以下,酸式亞硫酸根離子和未解離的亞硫酸占大部分,根據(jù)這一化學特性,可以在體系中加入酸以脫除原料中游離的SO2和部分結(jié)合型的SO2。目前檸檬酸脫硫均應用于工業(yè)煙氣中[9],對于在食品中的應用尤其是硫藏果胚的脫硫研究尚鮮見報道。因此,本研究以其為對象,系統(tǒng)研究檸檬酸燙漂脫硫過程中的各參數(shù)對脫硫效果、果坯色澤及質(zhì)地的影響,為改善現(xiàn)行的脫硫工藝提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

硫藏雙華李果胚 廣東展翠食品有限公司提供;氯化汞、氯化鈉、氨基磺酸銨、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅甲醛、鹽酸副玫瑰苯胺,均為分析純。

UV-1240紫外分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;EZ-SX500N質(zhì)構(gòu)儀 島津企業(yè)管理(中國)有限公司;Dgd300-V超聲波發(fā)生器 深圳寶安石巖欣和達超聲公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 二氧化硫的測定 采用GB/T 5009.34-2003 鹽酸副玫瑰苯胺法[10],二氧化硫脫除率的計算公式為:

式中:y為二氧化硫的脫除率,%;a為樣品初始二氧化硫含量,g/kg;b為樣品經(jīng)過處理后的二氧化硫含量,g/kg。

1.2.2 樣品中二氧化硫的測定 采用黃葦?shù)萚11]的方法,隨機稱取約10 g 樣品,然后加入20 mL四氯汞鈉,浸泡4 h,以少量水濕潤并移入100 mL 容量瓶中,加入亞鐵氰化鉀及乙酸鋅溶液各2.5 mL,最后用水稀釋至刻度,混勻,靜置20 min,過濾,棄去初濾液、濾液備用。準確吸取1 mL濾液,稀釋100倍后,吸取5 mL稀釋液于燒杯中,加入5 mL四氯汞鈉、1 mL氨基磺酸銨溶液(12 g/L)、1 mL甲醛及1 mL鹽酸副玫瑰苯胺溶液,搖勻,放置20 min后測定其吸光度。對照工作曲線y=0.0181x-0.0018,計算二氧化硫含量。

1.2.3 顏色測定 采用JC13-DC-P3A全自動測色色差儀檢測果胚褐變情況。其中L*表示樣品亮度,+表示偏白,-表示偏暗;a*代表樣品紅綠程度,+表示偏紅,-表示偏綠,b*表示樣品紅藍程度;+表示偏黃,-表示偏藍。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)測定 用EZ-SX500N質(zhì)構(gòu)儀測定,采用TPA模式測定。測定條件為,探頭型號:TA5,直徑12.7 mm;測前速率:1 mm/s;測試速率:2 mm/s;測后速率:5 mm/s;下壓距離:5 mm;觸發(fā)力大小:5 g[12]。

1.3 實驗設計

1.3.1 單因素實驗 固定溫度80 ℃、時間 15 ℃,考察不同檸檬酸濃度(1%、2%、3%、4%、5%)對果胚二氧化硫殘硫量以及質(zhì)地色澤的影響。依次將上步所得最佳條件代入,考察不同溫度(60、70、80、90、100 ℃)、時間(5、10 m、15、20、25 min)對果胚二氧化硫殘硫量以及質(zhì)地色澤的影響。

1.3.2 檸檬酸燙漂脫硫正交實驗 根據(jù)上述單因素實驗的結(jié)果,選擇檸檬酸濃度、脫硫溫度、脫硫時間為參試因子,正交實驗法優(yōu)選最佳脫硫工藝條件。正交實驗的因素及水平設計見表1。

表1 因素和水平

Table 1 Factors and levels

水平因素A檸檬酸濃度(%)B水浴溫度(℃)C水浴時間(min)127010238015349020

1.3.3 最佳檸檬酸燙漂脫硫工藝適用條件 采用亞硫酸氫鈉溶液超聲處理雙華李果胚,得到一系列不同初始濃度,用最佳的酸燙漂脫硫進行處理后測二氧化硫殘留量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)采用Origin 8.5軟件作圖,SPSS Statistics 17.0.1軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 檸檬酸濃度對雙華李果胚中二氧化硫殘留量及色澤、質(zhì)地的影響 如圖1所示,當檸檬酸濃度在1%～4%范圍內(nèi),隨著檸檬酸濃度的增加,雙華李果胚SO2殘留量顯著降低,脫除率明顯增加(p<0.05);當檸檬酸濃度增加到4%時,SO2殘硫量為0.94 g/kg,脫除率達到36.91%;之后再增加檸檬酸濃度,SO2殘留量和脫除率變化不顯著(p>0.05)。

圖1 檸檬酸濃度對雙華李脫硫效果的影響Fig.1 Effects of citric acid concentration on desulfurization rate of Shuanghua Plum

表2 不同檸檬酸濃度對雙華李果胚色澤及質(zhì)地影響

Table 2 Effects of citric acid concentration on Shuanghua Plum texture and color

檸檬酸濃度(%)質(zhì)地色澤硬度(g)彈性(mm)咀嚼性(g)L?a?b?12294±202a694±130a1133±151a4964±131c-187±194c3290±382b22246±288a683±107ab1072±236ab4940±185c-251±124c3482±372b32343±134b652±114b947±219c4692±209c-260±197bc3504±214ab42435±145c617±121c899±159d5367±196b-395±231b3640±456ab52529±224d597±137d877±134d5887±250a-416±188a3789±239a

注:不同字母表示在p<0.05水平差異顯著，表3、表4同。

表3 不同脫硫溫度對雙華李果胚色澤和質(zhì)地影響

Table 3 Effects of temperature on Shuanghua Plum color and texture

溫度(℃)質(zhì)地色澤硬度(g)彈性(mm)咀嚼性(g)L?a?b?602894±202a994±198a1547±158a5367±196a-290±060c3789±239a702646±188b783±167b799±170b5049±173b-308±103c3640±357ab802244±167c652±214c747±242c4986±170bc-309±126c3471±206abc901849±23d617±256d572±230d4894±144bc-494±066b3424±214bc1001309±124e597±187e533±188e4737±100c-705±046a3276±144c

表2結(jié)果表明,在檸檬酸濃度為3%～5%范圍內(nèi),隨著檸檬酸濃度增加,雙華李果胚硬度、咀嚼性顯著增大,彈性顯著下降(p<0.05),可能是由于檸檬酸濃度增加到3%時會對果胚造成一定硬化作用而引起。在檸檬酸濃度為4%～5%范圍內(nèi),隨著檸檬酸濃度增加,果胚L*值顯著增加(p<0.05),a*、b*值隨檸檬酸濃度增大絕對值變大,說明一定濃度的檸檬酸對雙華李果胚有一定護色效果,且雙華李果胚隨檸檬酸濃度增大而能保持原有的果胚的黃綠色[14]。綜合上述檸檬酸濃度對雙華李果胚脫硫效果以及質(zhì)地、色澤的影響,選擇最佳的檸檬酸濃度為2%～4%進行實驗。

2.1.2 脫硫溫度對雙華李果胚中二氧化硫殘留及色澤、質(zhì)地的影響 如圖2所示,當脫硫溫度在60～90 ℃范圍內(nèi),隨著溫度的增加,雙華李果胚SO2殘留量顯著降低,脫除率明顯增加(p<0.05);當脫硫溫度增加到90 ℃時,SO2殘硫量為0.59 g/kg,脫除率達到60.74%;之后再增加溫度,SO2殘留量和脫除率變化不顯著(p>0.05)。

圖2 脫硫溫度對雙華李果胚脫硫效果的影響Fig.2 Effects of temperature on desulfurization rate of Shuanghua Plum

表3結(jié)果表明,隨著脫硫溫度增加,雙華李果胚硬度、彈性、咀嚼性顯著下降(p<0.05),尤其在溫度達到100 ℃時,果胚硬度下降至13.09 g、彈性下降至5.97 mm、咀嚼性下降至5.33 g,這是由于溫度過高使果胚組織結(jié)構(gòu)破壞導致果肉松軟。當溫度達到80 ℃后,果胚L*值、b*值均顯著下降(p<0.05),說明隨著脫硫溫度逐漸增加,雙華李果胚顏色變深,原有的果胚黃綠色逐漸變暗。在溫度達到100 ℃時,不管是質(zhì)地特性,還是色澤均受到嚴重影響。過高的溫度不僅破壞了果肉的組織結(jié)構(gòu)、果皮破損而且可能會引起果胚發(fā)生褐變引起顏色加深[14]。綜合上述脫硫溫度對雙華李果胚脫硫效果以及色澤質(zhì)地的影響,選擇脫硫溫度為70～90 ℃進行實驗。

2.1.3 脫硫時間對雙華李果胚中二氧化硫殘留及色澤、質(zhì)地的影響 如圖3所示,當脫硫時間在5～20 min范圍內(nèi),隨著時間的增加,雙華李果胚SO2殘留量顯著降低,脫除率明顯增加(p<0.05);當時間增加到20 min時,SO2殘硫量為0.455 g/kg,脫除率達到69.45%;之后再增加時間,SO2殘留量和脫除率變化不顯著(p>0.05)。這是因為兩相(液相水和固相果胚)之間溶質(zhì)具有 擴散平衡的趨勢,兩相之間硫化物的濃度差使得雙華李果胚中的硫化物不斷溶出[15]。

圖3 脫硫時間對雙華李脫硫效果的影響Fig.3 Effects of time on desulfurization rate of Shuanghua Plum

表4 不同脫硫時間對雙華李果胚色澤和質(zhì)地影響

Table 4 Effects of time on Shuanghua Plum color embryo and texture

時間(min)質(zhì)地色澤硬度(g)彈性(mm)咀嚼性(g)L?a?b?52894±145a1094±148a1647±118a4928±267a-387±127a3555±100b102846±208a1083±127a1599±150a4843±069a-309±034a3519±200b152544±167b952±198b747±222b4883±147a-251±124a3606±179b202249±193c817±236c572±104c4862±147a-237±113a3514±072b252009±164d897±137d533±138d4879±201a-264±150a4098±141a

表6 方差分析

Table 6 Analysis of variance

因素變差平方和(SS)自由度(df)F值F005(2、2)F001(2、2)顯著性A01382200677641999B02352341626331999C0069211999誤差009622

表4結(jié)果表明,在脫硫時間15 min內(nèi),隨著脫硫時間的增加,果胚質(zhì)地影響不顯著(p>0.05),在脫硫時間增加到15 min時,雙華李果胚硬度、彈性、咀嚼性顯著下降(p<0.05)。色澤上,脫硫時間增加對果胚L*值、a*值影響不顯著(p>0.05);但當時間增加到25 min時,果胚的b*值增加到40.98,說明在90 ℃條件脫硫時間過長引起果胚輕微褐變。綜合上述脫硫時間對雙華李果胚脫硫效果以及質(zhì)地和色澤的影響,選擇脫硫時間10～20 min進行實驗。

2.2 正交設計脫除二氧化硫殘留的效果

以浸泡液∶雙華李=5∶1(體積比)的比例浸泡脫硫,期間進行相應的加熱處理后取樣檢測二氧化硫殘留量。

表5 L9(34)正交實驗表

Table 5 Table of L9(34)orthogonal experiment

實驗號A檸檬酸濃度(%)B溫度(℃)C時間(min)D(空列)殘留量(g/kg)11111103±02121222111±02231333058±00142123104±02552231057±00162312078±00973132079±00183213071±00993321032±002K12720286025201920K22390239024702680K31820168019402330k10907095308400640k20797079708230893k30607056006470777R0300039301930253

結(jié)果如表5所示:根據(jù)極差分析得到最佳方案為 A3B3C3,即4%檸檬酸、90 ℃脫硫溫度、脫硫時間15 min。由于該方案不在9組正交表中,因此對此條件進行驗證實驗,驗證實驗得到在此最佳條件下脫硫后,雙華李果坯中的SO2殘留量由1.49 g/kg降至 0.27 g/kg,脫除率達到 88.59%,并且雙華李果胚仍然可保持著較好的外觀和質(zhì)地特性(數(shù)據(jù)略),表現(xiàn)為亮度略有下降,但硬度、氣味等未見明顯劣變。三因素對應的極差由大到小的順序為 RB>RA>RC,即各因素對脫硫效果的影響,由大到小依次排列為水浴溫度、檸檬酸濃度和水浴時間。值得注意的是,二氧化硫殘留量隨著檸檬酸濃度的增加以及溫度的升高而降低,與單因素實驗的趨勢一致。

2.3 最佳檸檬酸燙漂脫硫工藝適用條件

從表7可以看出,在最佳的脫硫條件下,隨著初始殘硫量的增大,脫除后的殘留量越大,并且在初始殘硫量在1.57 g/kg以下時,此最佳脫硫條件脫硫后雙華李果胚的殘留量能達到國家標準規(guī)定涼果蜜餞中允許的最大殘硫量(0.35 g/kg),當殘硫量達到1.57 g/kg及以上時,此方法的脫除率能達到55%以上,但是無法達到國家標準中規(guī)定的殘硫量。

表7 不同初始殘硫量濃度脫硫后的殘硫量

Table 7 Sulfur content after desulfurization to different initial concentrations

實驗組初始殘硫量(g/kg)脫硫后殘硫量(g/kg)脫除率(%)1197087±00655842185060±00367573169044±00173964157034±00278345143030±00379026103024±0027670

3 結(jié)論

檸檬酸濃度、溫度和時間都不同程度地影響雙華李二氧化硫的脫除率。增加檸檬酸濃度、溫度以及時間都能顯著提高二氧化硫的脫除效果,但存在一定閾值,到達該值后,效果不顯著,并且繼續(xù)增加會引起果胚色澤加深和組織破損。

酸燙漂脫硫的優(yōu)選工藝參數(shù)為:4%檸檬酸濃度、水浴溫度90 ℃和水浴時間15 min。經(jīng)該方法脫硫后,雙華李果胚果肉中二氧化硫脫除率可達88.59%,并且果胚仍然保持著較好的外觀與質(zhì)地。達到國家標準限量要求,且與傳統(tǒng)脫硫工藝相比,脫硫時間大大縮短。

二氧化硫的脫除率在最優(yōu)檸檬酸燙漂脫硫條件下,隨著雙華李果胚的初始濃度增加呈先增大后減小的趨勢。當雙華李果胚殘硫量達到1.57 g/kg以上時,采用此脫硫工藝無法達到其國家標準。

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Study on the technical parameters and quality of desulfurization in sulfited Shuanghua Plum by citric acid solution

SONG Qian,LIU Chun-hua,WANG Shuang,YANG Xiao-bin,ZHOU Ai-mei*,LIN Ri-gao,LIU Xin

(College of Food Science of South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

WiththesulfitedShuanghuaPlumbeingusedasmaterial,thedesulfurizationbycitricacidsolutionwasstudiedbyevaluatingthedesulfurizationrateandqualityoffruitembryo(includingcolor,texture)andthetechnicalparametersweredetermined.Resultsshowedthatcitricacidconcentration,temperature,waterbathtimeallhadagreateffectontherateofdesulfurization.Withinacertainrange,highercitricacidconcentrationanddesulfurizationtemperaturecouldsignificantlyimprovethedesulfurizationeffection,buthighertemperatureandlongertimecouldmakepeeldamagedanditspulpsofter.Theoptimalparametersoftheorthogonaldesignfordesulfurizationwere:4%ofcitricacidconcentration,90 ℃ofdesulfurizationtemperature,20minofwaterbathtime.Inthisoptimalcondition,theSO2removalrateoffruitembryothereachesto88.59%andthefruitembryostillmaintainagoodappearanceandtexture.

ShuanghuaPlum;desulfurization;citricacid;quality

2016-04-01

宋倩(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：果蔬加工研究，E-mail：songq0609@163.com。

*通訊作者:周愛梅(1971-)，女，博士，教授，研究方向：水產(chǎn)品及農(nóng)產(chǎn)品深加工研究，E-mail:zhouam@scau.edu.cn。

廣東省省部產(chǎn)學研結(jié)合項目(2013B090600003)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)19-0107-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.012