張藝凡,王 攀,楊麗媛,白彩彩,李瑞紅,賈銀蘋(píng)

(商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西 商洛 726000)

0 引言

板栗是殼斗科栗屬堅(jiān)果類(lèi)植物，為多年生落葉喬木[1]，有“鐵桿莊稼”的稱(chēng)號(hào)[2]，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)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(zhì)、粗脂肪、維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分[5]，具養(yǎng)胃健脾，補(bǔ)腎強(qiáng)筋等功效[6～8]。我國(guó)是世界板栗生產(chǎn)的大國(guó)，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(guó)板栗加工產(chǎn)品較多，但大多數(shù)屬于板栗的初級(jí)加工[11]，因板栗在深加工過(guò)程中常常會(huì)遇到諸如去殼、 褐變等難題，嚴(yán)重制約著我國(guó)板栗深加工產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(hù)色劑，減少褐變的產(chǎn)生[13]。筆者研究以板栗加工中的預(yù)煮為對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)研究檸檬酸、EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸在煮制過(guò)程中的護(hù)色效果，篩選優(yōu)化煮制過(guò)程中的護(hù)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。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

冷庫(kù)貯藏生板栗(購(gòu)于陜西君威農(nóng)貿(mào)集團(tuán))；檸檬酸、EDTA-2Na、殼聚糖、抗壞血酸均為分析純(均購(gòu)于西安晶博生物科技有限公司)

1.2 試驗(yàn)儀器

BS110型電子天平(賽多利斯天平公司)；DHG-9030A型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海齊欣科學(xué)儀器有限公司)； FW80微型粉碎機(jī)(天津泰斯特儀器有限公司)；SP60系列積分球式分光光度儀(愛(ài)色麗(亞太)有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 護(hù)色劑的單因素實(shí)驗(yàn) 取果實(shí)飽滿(mǎn)且無(wú)霉?fàn)€蟲(chóng)害的冷藏板栗，經(jīng)手工脫殼后，按質(zhì)量比1∶4(板栗∶護(hù)色液)將板栗放入護(hù)色液(護(hù)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(yù)煮后的板栗仁漂洗2～3次，并測(cè)定板栗色度值。

1.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上選擇對(duì)板栗預(yù)煮護(hù)色效果影響較大的因素，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化護(hù)色劑的護(hù)色效果。

1.3.3 色度測(cè)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(cè)定護(hù)色處理后的板栗仁，在測(cè)定之前，先對(duì)分光光度儀進(jìn)行白板校正和黑板校正，再測(cè)定色度值的L、a、b三個(gè)值，并計(jì)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 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 檸檬酸添加量對(duì)板栗預(yù)煮護(hù)色效果的影響 由表1可知，檸檬酸的添加對(duì)板栗仁的護(hù)色效果有明顯影響。由△E值可知，實(shí)驗(yàn)組與空白組之間護(hù)色效果差異明顯，且各實(shí)驗(yàn)組之間也存在一定色差，當(dāng)檸檬酸添加量達(dá)到1.0%時(shí)，色差最明顯。隨檸檬酸添加量的增大，L值也不斷增大，當(dāng)檸檬酸濃度為1.0%時(shí)L值達(dá)到最大(59.95)，而未護(hù)色的板栗預(yù)煮后的L為46.05，亮度提高了約30%；未經(jīng)護(hù)色的板栗預(yù)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(hù)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(duì)板栗預(yù)煮護(hù)色效果的影響 由表2可知，EDTA-2Na的添加對(duì)板栗仁的護(hù)色效果有明顯影響。由△E值可知，實(shí)驗(yàn)組與空白組之間護(hù)色效果有明顯差異，且各實(shí)驗(yàn)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(shì)，當(dāng)EDTA-2Na添加量為0.40%時(shí)，色差最明顯，且L值達(dá)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(duì)板栗預(yù)煮護(hù)色效果的影響 由圖3可知，殼聚糖的添加對(duì)板栗仁的護(hù)色效果有明顯影響。由△E值可知，實(shí)驗(yàn)組與空白組之間護(hù)色效果有明顯差異，且各實(shí)驗(yàn)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(shì)，當(dāng)殼聚糖添加量為0.40%時(shí)，色差最明顯，且L值達(dá)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(shí)達(dá)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(jiàn)與未經(jīng)護(hù)色的板栗相比實(shí)驗(yàn)組更加偏黃。

表1 檸檬酸添加量對(duì)板栗仁護(hù)色效果的影響

表2 EDTA-2Na添加量對(duì)板栗仁護(hù)色效果的影響

表3 殼聚糖添加量對(duì)板栗仁護(hù)色效果的影響

2.1.4 抗壞血酸添加量對(duì)板栗預(yù)煮護(hù)色效果的影響 由圖4可知，抗壞血酸的添加對(duì)板栗仁的護(hù)色效果有明顯影響。由△E值可知，實(shí)驗(yàn)組與空白組之間護(hù)色效果有明顯差異，且各實(shí)驗(yàn)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(shì)，當(dāng)抗壞血酸添加量為0.60%時(shí)，色差最明顯，且L值達(dá)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(shí)驗(yàn)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(shì)，與未經(jīng)護(hù)色的板栗相比實(shí)驗(yàn)組雖然偏黃，但黃色色度逐漸減弱。

由上述實(shí)驗(yàn)可知，檸檬酸、EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸四中護(hù)色劑對(duì)板栗均有明顯的護(hù)色效果，且經(jīng)護(hù)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(hù)色劑對(duì)a值均有較大影響，但對(duì)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(duì)其的影響，且考慮到檸檬酸具有很強(qiáng)的酸味，添加檸檬酸會(huì)影響板栗后續(xù)的加工及風(fēng)味，因此，將EDTA-2Na、殼聚糖和抗壞血酸作為板栗復(fù)配護(hù)色劑的基本成分。

表4 抗壞血酸添加量對(duì)板栗仁護(hù)色效果的影響

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以EDTA-2Na、殼聚糖、抗壞血酸為因素，設(shè)計(jì)L9(33)正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)護(hù)色劑進(jìn)行優(yōu)化復(fù)配，以板栗護(hù)色最主要的指標(biāo) 和L為衡量指標(biāo)，以期得到最佳護(hù)色效果。正交實(shí)驗(yàn)因素及水平如表5所示。

由表5可見(jiàn)，復(fù)合護(hù)色劑基本成分對(duì)于板栗護(hù)色的亮度值L影響的主次順序?yàn)椋築>A>C，即對(duì)板栗亮度的影響殼聚糖>EDTA-2Na>抗壞血酸；對(duì)總色差 影響的主次順序?yàn)椋築>C>A，即對(duì)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(fù)合護(hù)色劑護(hù)色效果最佳水平組合為A2B2C3，即按質(zhì)量比1∶4(板栗∶護(hù)色液)，在100℃，15 min條件下，復(fù)合護(hù)色劑的最佳配方為EDTA-2Na 0.4%、殼聚糖0.4%、抗壞血酸0.8%時(shí)，經(jīng)過(guò)護(hù)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(hù)色效果顯著。

3 結(jié)論

(1)板栗加工煮制過(guò)程中，添加EDTA-2Na、檸檬酸、殼聚糖和抗壞血酸進(jìn)行護(hù)色，經(jīng)護(hù)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(hù)色效果顯著。

(2)板栗加工煮制過(guò)程中，添加EDTA-2Na、檸檬酸、殼聚糖和抗壞血酸進(jìn)行護(hù)色，均對(duì)板栗紅色色度有較大影響，但對(duì)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(duì)其的影響。

(3)板栗加工煮制過(guò)程中，在質(zhì)量比1∶4(板栗∶護(hù)色液)，經(jīng)(100℃，15 min)處理，復(fù)合護(hù)色劑的最佳配方為EDTA-2Na 0.4%、殼聚糖0.4%、抗壞血酸0.8%時(shí)，經(jīng)護(hù)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(hù)色效果顯著。