周 葵 李明娟 張雅媛 周 晴

(1. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西 南寧 530007；2. 廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530007)

板栗(CastaneamollissimaBlume)殼斗科栗屬植物，原產(chǎn)于中國[1]。在中國，板栗作為零食小吃、菜肴食用，常以帶殼板栗或板栗仁(去殼板栗)形式進(jìn)行烘烤、蒸煮等高溫熟化。蒸煮是最傳統(tǒng)的板栗食用加工處理技術(shù)，隔水蒸制、浸水煮制分別利用高溫水蒸氣、煮制水實(shí)現(xiàn)熱傳遞以實(shí)現(xiàn)熟化[2]。不同加工方式對板栗的品質(zhì)影響有所差異，例如Li等[3]研究表明以新鮮板栗為對照，將帶殼板栗分別進(jìn)行水煮[100 ℃，m板栗∶V水=1∶2 (g/mL)]、電烤箱烘烤(200 ℃、20 min)、油炸(240 ℃、15 min)后，板栗中淀粉、可溶性蛋白、蔗糖、游離氨基酸、蔗糖及黃酮含量均顯著降低(P<0.05)。李琳玲等[4]研究發(fā)現(xiàn)與翻炒帶殼板栗、調(diào)味烹飪板栗仁的加工處理相比，高溫蒸制板栗罐頭中抗性淀粉保留量最高(93.16%)。闞黎娜[5]以6種產(chǎn)地的帶殼板栗為原料，經(jīng)高壓蒸制(121 ℃、20 min)、烘烤(200 ℃、20 min)后，板栗中營養(yǎng)成分發(fā)生不同改變，且變化程度因品種不同而存在差異。目前國內(nèi)外已有涉及板栗加工方式的研究報(bào)道，但不同熟化方式對帶殼板栗、板栗仁品質(zhì)的系統(tǒng)性研究少。

研究擬以廣西板栗為原料，采用9種典型的方式熟化，即帶殼板栗(烘烤、常壓隔水、常壓浸水、高壓隔水、高壓浸水)、去殼板栗(常壓隔水、常壓浸水、高壓隔水、高壓浸水)。系統(tǒng)分析不同熟化方式對板栗中水分、營養(yǎng)成分(氨基酸、淀粉、直鏈淀粉、可溶性糖)及多酚含量的影響，并結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)、感官評價(jià)，綜合分析較適宜的食用熱處理方式，為板栗在食用或加工中選擇適宜的熟化工序提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

板栗：種植于廣西天峨，廣西天峨五福種業(yè)有限公司；

氫氧化鈉、冰乙酸、碘、碘化鉀、福林酚、碳酸鈉等：分析純，廣西南寧泰諾生物工程有限公司；

氨基酸標(biāo)品：上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；

直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品、葡萄糖、果糖、海藻糖、麥芽糖、蔗糖、巖藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、核糖、乳糖、水蘇糖、棉子糖標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma-Aldrich公司；

淀粉含量檢測試劑盒：北京索萊寶科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

板栗脫殼機(jī)：14刀插電款，南寧輝軒食品機(jī)械有限公司；

不銹鋼蘇泊爾高壓鍋：YW20S1型，浙江蘇泊爾股份有限公司；

烤箱：KN204P型，青島金貝克機(jī)械有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：BG2-140型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；

真空冷凍干燥機(jī)：Pilot 10-15M型，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；

高速中藥粉碎機(jī)：WND-200型，浙江省蘭溪市偉能達(dá)電器有限公司；

紫外分光光度計(jì)：TU-1810型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

氨基酸自動(dòng)分析儀：LA8080型，日本株式會(huì)社日立高新技術(shù)科學(xué)；

飛納臺(tái)式掃描電鏡：Phenom型，荷蘭PHENOM公司；

質(zhì)構(gòu)儀：CT3型，美國Brookfield公司；

離子色譜儀：ICS5000型，配有Thermo ICS5000(Dionex，Thermo Scientific，Waltham，US)離子色譜系統(tǒng)，美國戴安公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理 采用重量法初步剔除病蟲害、霉?fàn)€板栗，隨機(jī)分為三大組，一組采用人工劃十字口，用于帶殼板栗熟化處理；一組采用自動(dòng)板栗脫殼機(jī)進(jìn)行脫殼，脫殼時(shí)間設(shè)為45 s，然后用刀人工去除部分殘留的殼和內(nèi)衣，再進(jìn)行清洗，用于去殼板栗熟化處理；另一組未處理，作為對照組，樣品編號(hào)記為UC。經(jīng)前期預(yù)試驗(yàn)，確定9種熟化方式的參數(shù)。

(1) 帶殼板栗熟化方式：① 烘烤(185 ℃烤箱烘烤30 min)，樣品編號(hào)記為RC；② 常壓隔水熟化(取約500 g板栗置于蒸架上，蒸鍋內(nèi)加水量約3 000 mL，蒸煮45 min)，樣品編號(hào)記為CoN；③ 常壓浸水熟化(取約500 g板栗直接放入蒸鍋中，鍋內(nèi)加水量約1 500 mL，蒸煮30 min)，樣品編號(hào)記為CiN；④ 高壓隔水熟化(取約300 g板栗置于蒸架上，高壓鍋內(nèi)加水量約2 000 mL，蒸煮20 min)，樣品編號(hào)記為CoH；⑤ 高壓浸水熟化(取約500 g板栗直接放入高壓鍋中，鍋內(nèi)加水量約800 mL，蒸煮16 min)，樣品編號(hào)記為CiH。

(2) 去殼板栗熟化方式：① 常壓隔水熟化(取約600 g板栗仁置于蒸架上，蒸鍋內(nèi)加水量約3 000 mL，蒸煮45 min)，樣品編號(hào)記為CKoN；② 常壓浸水熟化(取約600 g板栗仁直接放入蒸鍋中，鍋內(nèi)加水量約1 700 mL，蒸煮25 min)，樣品編號(hào)記為CKiN；③ 高壓隔水熟化(取約350 g板栗仁置于蒸架上，高壓鍋內(nèi)加水量約2 000 mL，蒸煮20 min)，樣品編號(hào)記為CKoH；④ 高壓浸水熟化(取約300 g板栗仁直接放入高壓鍋中，鍋內(nèi)加水量約600 mL，蒸煮10 min)，樣品編號(hào)記為CKiH。

每種熟化方式重復(fù)3次，經(jīng)過上述各熟化方式處理后，帶殼板栗進(jìn)行人工去殼去內(nèi)衣，得到板栗仁樣品。所有樣品一部分直接用于感官評價(jià)、水分及質(zhì)構(gòu)的測定；一部分直接進(jìn)行切片，-18 ℃預(yù)凍約3 d，再進(jìn)行真空冷凍干燥，直至水分含量低于5.0%。將干制后的樣品放入粉碎機(jī)內(nèi)粉碎，過100目篩，用于品質(zhì)指標(biāo)的測定；另一部分直接取板栗仁最中心部位，切成約0.5 cm×0.3 cm×0.1 cm 塊狀，用液氮迅速降溫，-18 ℃預(yù)凍1 d，再進(jìn)行真空冷凍干燥72 h，用于微觀結(jié)構(gòu)的測定。

1.2.2 基本營養(yǎng)成分測定

(1) 水分含量：按GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》執(zhí)行。

(2) 淀粉含量：采用北京索萊寶科技有限公司試劑盒(可見分光光度法)。

(3) 直鏈淀粉含量：采用碘結(jié)合法。

1.2.3 可溶性糖組分測定及甜度值計(jì)算 取10～100 mg 樣品于2.0 mL離心管中，加入700 μL 80%乙醇，50 ℃震蕩2 h。然后再加700 μL H2O稀釋，10 000 r/min 離心3 min。吸取上清液，進(jìn)行離子色譜檢測。

離子色譜檢測條件：采用CarboPacTMPA1(250 mm×4.0 mm)色譜柱；流動(dòng)相為A：H2O，B：100 mmol/L NaOH；進(jìn)樣量為10 μL，流速為1.0 mL/min，柱溫為30 ℃。洗脫梯度：0 minVA相∶VB相=95∶5，9 minVA相∶VB相=95∶5，20 minVA相∶VB相=0∶100，40 minVA相∶VB相=0∶100，40.1 minVA相∶VB相=95∶5，60 minVA相∶VB相=95∶5。

分別根據(jù)式(1)和式(2)計(jì)算可溶性糖總含量及甜度值[6-7]。

Tss=CTre+CGal+CGlu+CFru+CSuc+CRaf+CSta+CMal，

(1)

Sw=CTre×0.45+CGal×0.3+CGlu×0.7+CFru×1.75+CSuc×1+CRaf×0.23+CSta×0.22+CMal×0.35，

(2)

式中：

TSS——可溶性糖總含量，μg/mg；

Sw——甜度值；

CTre——海藻糖含量，μg/mg；

CGal——半乳糖含量，μg/mg；

CGlu——葡萄糖含量，μg/mg；

CFru——果糖含量，μg/mg；

CSuc——蔗糖含量，μg/mg；

CRaf——棉子糖含量，μg/mg；

CSta——水蘇糖含量，μg/mg；

CMal——麥芽糖含量，μg/mg。

1.2.4 多酚含量測定 采用Folin-Ciocalteus法[8]。

1.2.5 水解氨基酸測定 采用氨基酸自動(dòng)分析儀測定。

1.2.6 微觀結(jié)構(gòu) 用導(dǎo)電膠將其粘在樣品臺(tái)上，并用氮?dú)夥磸?fù)吹樣品，然后在10 mA的電流下噴金60 s，再裝入掃描電鏡觀察室，在加速電壓為10 kV的情況下觀察并拍照。

1.2.7 質(zhì)構(gòu)測定 去殼板栗直接挑選出完整顆粒；帶殼板栗采用人工去殼去衣的方式，去掉約50%的外殼外衣，然后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試。選取TA39型探頭，采用TPA(Texture Profile Analysis)測試模式。測試速度為1 mm/s，返回速度為1 mm/s，壓縮形變率為30%，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載0.098 N，然后直接從系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)出硬度、黏性數(shù)值。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，按式(3)計(jì)算各成分的變化率。使用IBM SPSS Statistics 21.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析，采用Origin 8.6軟件繪圖。

(3)

式中：

c——變化率，%；

W1——熟化前板栗中該成分含量，%；

W2——熟化后板栗中該成分含量，%。

2 結(jié)果與分析

2.1 熟化方式對板栗營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.1.1 水分含量 新鮮板栗的含水量為45.08%，烹飪方式對板栗中水分含量的影響見表1。帶殼板栗烘烤處理后，水分含量為36.69%，顯著降低了8.39%(P<0.05)，變化率為-18.6%；隔水烹飪帶殼板栗后，水分含量略有下降，但浸水烹飪帶殼板栗均顯著增加板栗中水分含量(P<0.05)。去殼板栗進(jìn)行熟化加工后，水分含量顯著增加(P<0.05)，變化率為6.8%～35.8%，其中浸水熟化后，水分含量最高(59.76%，61.21%)。原因可能是烘烤以空氣為傳熱媒介，板栗中水分在高溫條件下快速揮發(fā)而降低。其他加工方式均以水為傳熱媒介，熱加工破壞了板栗細(xì)胞組織而導(dǎo)致水分降低[9]，但由于板栗與水分、水蒸氣接觸，又會(huì)吸收水，而吸水量又與溫度、時(shí)間、物料形態(tài)等相關(guān)，因此經(jīng)過不同熟化方式加工后，板栗中水分含量呈不同變化。

表1 熟化方式對板栗水分的影響?

2.1.2 氨基酸組成比例及含量 如表2所示，新鮮板栗含有17種氨基酸，氨基酸總量、必需氨基酸總量依次為4.57，1.48 g/100 g。不同加工后板栗中氨基酸總量、必需氨基酸總量分別為4.16～4.82，1.30～1.57 g/100 g。與未加工的板栗相比，熟制后板栗中氨基酸總量、必需氨基酸總量相差僅為0.25～0.41，0.09～0.18 g/100 g。

通過計(jì)算必需氨基酸的氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系數(shù)(RC)和比值系數(shù)分(SRC)[10]，綜合評價(jià)不同熱加工對板栗中蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值，具體結(jié)果如表3所示。未加工的板栗中除蛋氨酸+胱氨酸低于WHO/FAO推薦值，其他必需氨基酸均高于推薦值。由表3可知，不同加工后板栗中亮氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為7.76%～8.47%，是WHO/FAO推薦值的1.11～1.21倍。由表4可知，不同加工后板栗中氨基酸的SRC值為63.55～71.97，其中，帶殼板栗經(jīng)常壓隔水蒸制后，SRC值最高，為71.97。與未加工的板栗相比，除了常壓隔水蒸制處理帶殼板栗之外，其余熱加工處理板栗后，SRC值均降低。SRC值越接近100，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值越高[11]。因此，根據(jù)SRC值，帶殼板栗經(jīng)常壓隔水蒸熟后，蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值最高。

表2 不同熟化方式后板栗中氨基酸組成?

表3 不同熟化方式板栗中人體必需氨基酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2.1.3 淀粉、直鏈淀粉含量 烹飪方式對板栗中淀粉、直鏈淀粉含量的影響見表5，未加工的板栗中淀粉、直鏈淀粉含量依次為58.57%，29.47%，所有加工方式均顯著降低淀粉含量、增加直鏈淀粉含量(P<0.05)。原因可能是烹飪處理使板栗中淀粉顆粒受熱分解，使總淀粉含量降低[12]。Bao等[13]研究發(fā)現(xiàn)帶殼板栗經(jīng)蒸制或烘烤后，直鏈淀粉含量顯著增加(P<0.05)。由表5可知，高壓隔水與高壓浸水處理帶殼板栗后，板栗中直鏈淀粉含量無顯著性差異(P>0.05)，但其他浸水加工后板栗中直鏈淀粉含量均顯著高于隔水處理(P<0.05)。

表4 不同熟化方式板栗各氨基酸比值系數(shù)比較

2.1.4 可溶性糖 糖分種類、含量及其構(gòu)成比例是果實(shí)風(fēng)味形成的重要基礎(chǔ)之一[14]。研究采用離子色譜法進(jìn)行板栗中可溶性糖種類、含量的檢測，利用軟件Chromeleon處理色譜數(shù)據(jù)，通過出峰時(shí)間確定目標(biāo)化合物，進(jìn)行定性，同時(shí)采用外標(biāo)法進(jìn)行定量，結(jié)果如圖1、表6所示。由圖1可知，板栗樣品中共檢測到8種可溶性糖(海藻糖、半乳糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、棉子糖、水蘇糖、麥芽糖)，尚未檢測到巖藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、核糖、乳糖。不同熟化方式處理的板栗中可溶性糖的組成及其含量有所差異。由表6可知，與未加工的板栗相比，經(jīng)熟化處理的板栗中果糖含量增加，而半乳糖、葡萄糖、麥芽糖含量降低。原因可能是烹飪處理使板栗受熱，引起糖分解，例如棉子糖、蔗糖受熱分解生成果糖[15-16]，從而引起熟化后板栗中果糖含量升高。

表5 不同熟化方式板栗中淀粉、直鏈淀粉含量?

1. 海藻糖 2. 巖藻糖 3. 鼠李糖 4. 阿拉伯糖 5. 半乳糖 6. 葡萄糖 7. 果糖 8. 核糖 9. 蔗糖 10. 乳糖 11. 棉子糖 12. 水蘇糖 13. 麥芽糖

表6 熟化方式對板栗中可溶性糖的影響?

可溶性糖的總含量、甜度值的具體結(jié)果如圖2所示。與帶殼板栗相比，去殼板栗熟化后可溶性糖總含量及甜度均降低。一方面，淀粉受熱分解引起可溶性糖含量升高；另一方面，板栗在熟制過程中，組織疏松，可溶性糖滲出而導(dǎo)致含量降低[17]?；蛟S由于去殼板栗缺少外殼保護(hù)作用，可溶性糖易滲出導(dǎo)致偏低。在9種加工方式中，帶殼板栗采用常壓隔水蒸煮后，可溶性糖含量最高(125.187 μg/mg)、甜度值最大(121.53)；去殼板栗采用常壓浸水熟化后，可溶性糖含量最低(87.710 μg/mg)、甜度值最大(85.33)。

2.1.5 多酚含量 不同熟化加工對板栗中多酚含量的影響有所差異，具體數(shù)據(jù)如表7所示。未加工的板栗中多酚含量為1.51 mg GAE/g，所有加工方式均使多酚含量降低，表明烹飪加熱會(huì)破壞酚類物質(zhì)[18]。除了帶殼板栗的高壓隔水與高壓浸水加工對多酚含量無顯著性差異(P>0.05)，其余3種浸水加工后板栗中多酚含量均顯著低于相應(yīng)的隔水烹飪方式(P<0.05)，原因可能是板栗直接與水接觸，而水分的存在會(huì)加劇熱傳遞，導(dǎo)致多酚類物質(zhì)氧化損失[19]或遷移到水中[20]。

圖2 不同熟化方式的板栗中可溶性糖總含量及甜度值雷達(dá)圖

表7 熟化方式對板栗多酚含量的影響?

2.1.6 微觀結(jié)構(gòu) 如圖3所示，生板栗淀粉顆粒完整，可見板栗淀粉顆粒緊密分布于蜂窩狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。不同烹飪加工的板栗無法觀察到完整的淀粉顆粒，原因可能是烹飪加工后淀粉出現(xiàn)了不同程度的糊化。對于5種帶殼板栗熟化處理而言，常壓浸水加工后板栗截面中有較大裂縫，空隙較大。對于4種去殼板栗熟化處理而言，常壓浸水加工后板栗仁的截面中空隙裂縫大。

圖3 不同方式熟化后板栗微觀結(jié)構(gòu)掃描電子顯微鏡圖Figure 3 Scanning electron microscope graph of chestnuts by different cooking methods (280×)

2.1.7 質(zhì)地、感官評分 由表8可知，去殼板栗經(jīng)高壓隔水蒸制后，香氣值最高(1.82分)，常壓浸水煮制的帶殼板栗甜度分值最高(3.62分)，高壓浸水煮制的帶殼板栗質(zhì)地分值最高(4.25分)，而烘烤后帶殼板栗質(zhì)地分值最低(2.02分)。經(jīng)烹飪后，板栗的硬度、黏性值均顯著降低(P<0.05)。其中，烘烤的帶殼板栗硬度最大，為8.9 N；常壓浸水加工的去殼板栗黏性最低，為1.1 mJ。與帶殼板栗相比，去殼板栗的硬度、黏性均較低。

表8 熟化方式對板栗感官評分的影響?

3 結(jié)論

帶殼板栗采用常壓隔水蒸煮后，板栗仍富含17種氨基酸、SRC分值最高(71.97)；除蛋氨酸+胱氨酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1.28%)低于WHO/FAO推薦值(3.5%)外，其余必需氨基酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于推薦值，說明熟化后的板栗中必需氨基酸組成比例合理，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高。

表9 熟化方式對板栗質(zhì)構(gòu)的影響?

不同熟化方式處理后，板栗中淀粉及多酚含量呈降低趨勢、直鏈淀粉含量呈增加趨勢。在熟化加工方式相同的條件下，帶殼處理能有效保留板栗中多酚物質(zhì)，其中帶殼板栗采用常壓隔水蒸煮后，多酚含量最高(1.49 mg GAE/g)。9種典型熱加工方式對板栗中可溶性糖含量及構(gòu)成比例有不同程度的影響，但熟化后板栗中果糖的含量升高，而半乳糖、葡萄糖、麥芽糖的含量均減少。此外，海藻糖、水蘇糖尚未有統(tǒng)一的變化規(guī)律。不同糖種類的相對甜度不同，直接影響產(chǎn)品的食用口感。在9種熟化處理中，帶殼板栗采用常壓隔水蒸煮熟化后，可溶性糖含量最高(125.187 μg/mg)、甜度值最大(121.53)。所以，從蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值、可溶性糖、多酚角度綜合考慮，帶殼板栗經(jīng)常壓隔水熟化，能較好地保持產(chǎn)品品質(zhì)。