谷絨，萬國福，陶琛昊

江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院（淮安 223003）

淮山藥（Dioscorea opposita Thunb），別稱淮山、山藥，盛產(chǎn)于廣東、江蘇、安徽等地，為藥食同源植物，營養(yǎng)價(jià)值極高，含有大量的蛋白質(zhì)、淀粉、維生素B族、維生素C、維生素E、糖類、17種以上的氨基酸及鐵、鈣、碘、鋅等人體不可缺少的無機(jī)鹽和微量元素[1-2]。淮山藥肉質(zhì)細(xì)嫩，含有豐富的功能性成分，常食有益氣健脾、增強(qiáng)人體免疫、提高記憶力、延緩衰老的功效[3]。近年來，我國淮山藥種植和加工越來越被受重視，成為農(nóng)村種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、地方經(jīng)濟(jì)增收的重要途徑之一[4]。但因淮山藥加工時(shí)鮮切極易褐變，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)，一直是精深加工過程中的重大技術(shù)難題，所以試驗(yàn)將鮮切淮山藥防褐變技術(shù)作為研究重點(diǎn)，為淮山藥后續(xù)加工提供一定的技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 材料與試劑

淮山藥，淮安產(chǎn)；醋酸鋅、氯化鈣等，均為國產(chǎn)分析純；檸檬酸、L-抗壞血酸、D-異抗壞血酸鈉、氯化鈉等，均為國產(chǎn)食品級(jí)添加劑。

1.1.2 儀器設(shè)備

CS-580A分光測(cè)色儀，杭州彩譜科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 操作流程

淮山藥原料→挑選、清洗→去皮、切片→護(hù)色、保脆處理→瀝干→色差測(cè)定

1.2.2 操作要點(diǎn)

1) 原料選擇、清洗：選取粗細(xì)均勻的新鮮山藥，剔除損傷霉變，清洗待用。

2) 去皮、切片：山藥褐變主要原因是山藥中的酚類物質(zhì)接觸空氣中的氧氣被氧化生成了帶有顏色的醌類物質(zhì)。試驗(yàn)考慮到金屬對(duì)酚類物質(zhì)褐變的影響，去皮、切片統(tǒng)一采用陶瓷刀具，切片厚度約3 mm。

3) 護(hù)色處理[3,5]：采用熱燙和無硫護(hù)色液進(jìn)行浸泡護(hù)色處理，冷卻、瀝干。

4) 保脆處理[5-7]：0.2%氯化鈣溶液浸泡處理30 min，瀝干。

5) 褐變度測(cè)定：通過分光測(cè)色儀測(cè)定色差值確定。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 熱燙溫度選擇

將鮮切山藥片分別在50，60，70，80和90 ℃條件下進(jìn)行4 min熱燙處理，測(cè)定色差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.2 熱燙時(shí)間選擇

將鮮切山藥片置于60 ℃溫水中，分別熱燙2，4，6，8和10 min，測(cè)定色差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.3 護(hù)色劑選擇

1.3.3.1 檸檬酸護(hù)色效果分析

分別配制0.10%，0.15%，0.20%，0.25%和0.30%的檸檬酸溶液[3]，將鮮切山藥片浸泡1 h，測(cè)定色差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.3.2 醋酸鋅護(hù)色效果分析

分別配制0.010%，0.015%，0.020%，0.025%和0.030%的醋酸鋅溶液[5]，將鮮切山藥片浸泡1 h，測(cè)定色差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.3.3 氯化鈉護(hù)色效果分析

分別配制2%，3%，4%，5%和6%的氯化鈉溶液，將鮮切山藥片室溫浸泡1 h，測(cè)定色差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.3.4 D-異抗壞血酸鈉護(hù)色效果分析

分別配制0.010%，0.015%，0.020%，0.025%和0.030%的D-異抗壞血酸鈉溶液，將鮮切山藥片室溫浸泡1 h，測(cè)定色差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.3.5 L-抗壞血酸護(hù)色效果分析

分別配制0.015%，0.030%，0.045%，0.060%和0.075%的L-抗壞血酸溶液[3]，將鮮切山藥片室溫浸泡1 h，測(cè)定色差值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.4 護(hù)色劑復(fù)配設(shè)計(jì)

通過5種護(hù)色劑護(hù)色效果的單因素試驗(yàn)比較，篩選出三種效果最好的護(hù)色劑，進(jìn)一步進(jìn)行護(hù)色劑復(fù)配響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)并測(cè)定色差值[7]。

1.3.5 復(fù)配護(hù)色劑的最佳浸泡時(shí)間選擇

將鮮切山藥片置于復(fù)配組合護(hù)色液中，室溫條件下分別浸泡0.5，1.0，1.5，2.0和2.5 h，對(duì)比不同浸泡時(shí)長后的山藥的色差，確定最佳浸泡時(shí)間。

1.4 評(píng)價(jià)方法

1.4.1 感官評(píng)價(jià)

試驗(yàn)從截面顏色、光澤、褐斑數(shù)目、質(zhì)地四方面進(jìn)行鮮切山藥的護(hù)色效果評(píng)價(jià)。滿分100分，權(quán)重各占25%，10人評(píng)價(jià)取平均值，結(jié)果保留整數(shù)。感官評(píng)價(jià)表見表1。

表1 感官評(píng)價(jià)表

1.4.2 色差值測(cè)定

先進(jìn)行CS-580A分光測(cè)色儀黑板、白板值校正，然后再測(cè)定護(hù)色后的淮山藥片白度，得明度差ΔL，明度差ΔL值越小則表明褐變反應(yīng)越小，護(hù)色效果越好，反之亦然。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱燙溫度選擇

加熱可以鈍化多酚氧化酶從而抑制褐變，但過高的溫度會(huì)使鮮切山藥熟化變軟影響品質(zhì)。由圖1可知，當(dāng)熱燙溫度為50 ℃時(shí)，因溫度較低鈍化作用不明顯，明度差ΔL較高，護(hù)色效果較差，隨著溫度不斷升高，ΔL逐漸減少并保持水平，護(hù)色效果變得穩(wěn)定。再結(jié)合感官評(píng)價(jià)，試驗(yàn)最終確定60 ℃為熱燙溫度。

圖1 熱燙溫度對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

2.2 熱燙時(shí)間選擇

由圖2可知，在60 ℃條件下，護(hù)色效果隨時(shí)延長，感官評(píng)價(jià)呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，ΔL先降后趨于平穩(wěn)，護(hù)色效果逐漸穩(wěn)定。兩者結(jié)合考慮，試驗(yàn)確定60℃條件下熱燙時(shí)間為6 min。

圖2 熱燙時(shí)間對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

2.3 護(hù)色劑選擇

2.3.1 檸檬酸濃度選擇

由圖3可知，隨著護(hù)色劑檸檬酸濃度的增加，ΔL呈先降后升趨勢(shì)，感官評(píng)價(jià)呈先增后降趨勢(shì)，當(dāng)檸檬酸濃度為0.25%時(shí)，兩指標(biāo)均達(dá)到最佳，護(hù)色效果最好。故選檸檬酸濃度為0.25%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.3.2 醋酸鋅濃度選擇

由圖4可知，隨著護(hù)色劑醋酸鋅濃度的增加，鮮切山藥感官評(píng)價(jià)呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，但明度差ΔL波動(dòng)較大，不穩(wěn)定。兩指標(biāo)結(jié)合考慮，試驗(yàn)選定醋酸鋅濃度為0.015%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.3.3 氯化鈉濃度選擇

由圖5可知，隨著護(hù)色劑氯化鈉濃度的增加，ΔL呈先降后升趨勢(shì)，感官評(píng)價(jià)呈先增后降趨勢(shì)，并且兩指標(biāo)數(shù)值變化均較大。當(dāng)氯化鈉濃度為4%時(shí)，兩指標(biāo)均達(dá)到最佳，護(hù)色效果最好。故選氯化鈉濃度為4%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖3 檸檬酸濃度對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

圖4 醋酸鋅濃度對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

圖5 氯化鈉濃度對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

2.3.4 D-異抗壞血酸鈉濃度選擇

由圖6可知，隨著護(hù)色劑D-異抗壞血酸鈉濃度的增加，ΔL先下降后期平穩(wěn)，感官評(píng)價(jià)先上升后期平穩(wěn)，且當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度為0.02%時(shí)，護(hù)色效果趨于穩(wěn)定。故選擇D-異抗壞血酸鈉濃度為0.02%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.3.5 L-抗壞血酸濃度選擇

由圖7可知，隨著護(hù)色劑L-抗壞血酸濃度的增加，ΔL呈先降后升趨勢(shì)，感官評(píng)價(jià)呈先增后降趨勢(shì)。當(dāng)L-抗壞血酸濃度為0.06%時(shí)，兩指標(biāo)均達(dá)到最佳，護(hù)色效果最好。故選L-抗壞血酸濃度為0.06%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖6 D-異抗壞血酸鈉濃度對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

圖7 L-抗壞血酸濃度對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

2.3.6 護(hù)色劑復(fù)配設(shè)計(jì)

結(jié)合明度差ΔL和感官評(píng)價(jià)兩個(gè)指標(biāo)，比較上述5種護(hù)色劑的效果，發(fā)現(xiàn)以L-抗壞血酸護(hù)色效果為最好，其次是檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉，最后是醋酸鋅和氯化鈉。所以試驗(yàn)選取L-抗壞血酸、D-異抗壞血酸鈉和檸檬酸三種護(hù)劑進(jìn)行復(fù)配設(shè)計(jì)，以明度差ΔL作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用軟件Design-Expert 8.0進(jìn)行三因素響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)[8-10]。因素水平表見表2，結(jié)果見表3。

將表3結(jié)果代入Design-Expert 8.0.6進(jìn)行方差分析得回歸方程：Y=+1.44+0.5A+0.28B+0.15C+0.047AB-2.5×10-3AC+0.08BC+0.81A2+1.01B2+0.32C2。其中：Y為明度差ΔL，A為L-抗壞血酸濃度，B為D-異抗壞血酸鈉濃度，C為檸檬酸濃度。對(duì)多元回歸方程進(jìn)行方差析，結(jié)果見表4。

由表4可知，回歸方程的F=0.000 3＜0.01，即檢驗(yàn)結(jié)果為回歸方程差異極顯著，方程失擬項(xiàng)p=0.181 7＞0.05，即差異不顯著，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.965 8，說明回歸方程擬合程度很好。進(jìn)一步對(duì)回歸方程進(jìn)行分析，結(jié)果見圖8～圖10。

表2 Box-Behnken試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)表及其結(jié)果

表4 多元回歸方程方差分析

圖8 L-抗壞血酸與D-異抗壞血酸鈉的復(fù)配對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果影響

圖9 L-抗壞血酸與檸檬酸濃的復(fù)配對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果影響

圖10 D-異抗壞血酸鈉與檸檬酸的復(fù)配對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果影響

根據(jù)方差分析結(jié)果對(duì)護(hù)色劑復(fù)配優(yōu)化，明度差ΔL理論值為1.371 4，最佳配方條件為L-抗壞血酸0.06%、D-異抗壞血酸鈉0.02%、檸檬酸0.24%。進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，取ΔL三次平均值，為1.44，證明了回歸方程的可行性。

2.4 復(fù)配護(hù)色劑的最佳浸泡時(shí)間選擇

由圖11可知，L-抗壞血酸0.06%、D-異抗壞血酸鈉0.02%、檸檬酸0.24%復(fù)配后對(duì)鮮切山藥片進(jìn)行不同時(shí)間浸泡。隨時(shí)間延長，ΔL先下降后期平穩(wěn)，感官評(píng)價(jià)呈現(xiàn)先上升后期也出現(xiàn)較為平穩(wěn)的趨勢(shì)，兩者結(jié)合考慮，當(dāng)浸泡時(shí)間為1.5 h時(shí)，護(hù)色效果最好。故試驗(yàn)選擇復(fù)配護(hù)色劑的最佳浸泡時(shí)間為1.5 h。

圖11 復(fù)配護(hù)色劑不同浸泡時(shí)間對(duì)鮮切山藥護(hù)色效果的影響

3 結(jié)論

山藥中富含多酚類物質(zhì)，極易發(fā)生氧化褐變。通過研究鮮切山藥護(hù)色的主要影響因素（熱燙溫度、熱燙時(shí)間、護(hù)色劑及浸泡時(shí)間），運(yùn)用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)最終確定了護(hù)色工藝條件：鮮切山藥片在60 ℃條件下熱燙6 min后冷卻至室溫，再浸泡于含有L-抗壞血酸0.06%、D-異抗壞血酸鈉0.02%、檸檬酸0.24%的混合護(hù)色液中1.5 h。用此方法護(hù)色得到的淮山藥色澤潤白、質(zhì)地脆嫩、無異味、空氣中較長時(shí)間存放不變色。