β－環狀糊精用于復水薇菜尖脫苦工藝的優化

周文倩 李 純 胡 瑞 趙志峰 盧曉黎

ZHOU Wen－qianLI ChunHU RuiZHAO Zhi－fengLU Xiao－li

（四川大學輕紡與食品學院，四川 成都 610065）

薇菜又名紫萁、牛毛廣等，是一種多年生蕨類草本植物［1］。其味道鮮美，營養豐富，具有清熱解毒、止血、治療流感等功效，是一種藥食兼用的名貴野菜。薇菜的季節性強［2］，薇菜干為其主要的初加工品。然而，薇菜中含有單寧等苦、澀味成分［3］，特別是其尖部，苦味成分含量高，不易脫除且具有一定的腥味，不為大多數消費者所接受。

傳統脫苦方法是將復水后的薇菜直接于清水中浸泡2d，但脫苦效率極低。近年來，亦有文獻［4］報道可用碳酸氫鈉溶液浸泡薇菜使其脫苦，但長時間、高濃度或高溫度的堿液浸泡會對菜體品質造成一定損傷，如組織破皮、變軟、殘留堿味等［5］。且已有脫苦方法均是對薇菜整體進行處理，未見針對薇菜尖脫苦的系統探討。因此，本試驗采用β－環狀糊精對復水薇菜尖脫苦，探討β－環狀糊精的較優脫苦條件，旨在達到良好脫苦效果的同時盡可能降低對薇菜組織的影響，為薇菜產品脫苦技術提供科學的依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

薇菜干：含水率7%，冕寧縣源森林食品有限責任公司；

碳酸氫鈉：分析純，成都市科龍化工試劑廠；

單寧酸：分析純，天津市博迪化工有限公司；

Folin﹠Ciocalteu’s酚試劑：分析純，上海如吉生物科技發展有限公司；

β－環狀糊精：市售食品添加劑。

1.2 儀器與設備

雙光束紫外可見分光光度計：TU－1901型，北京普析通用儀器有限責任公司；

超聲波提取器：410HT型，北京亞歐德鵬科技有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH－4型，常州潤華電器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

薇菜干→預處理→復水→切制成型（分級）→碳酸氫鈉處理→β－環狀糊精浸泡處理→脫苦復水微菜尖

1.3.2 復水薇菜尖的制備 稱取一定質量的薇菜干，浸泡至復水比為5.2～5.5（復水比＝復水后瀝干的薇菜重量／薇菜干的重量）；切制復水薇菜，篩選出薇菜尖，其尖部呈卷曲狀、黃綠色，長為2～3cm。

1.3.3 單寧的提取與測定方法 采用超聲波輔助提取法［6］提取復水薇菜尖的單寧。將處理后的復水薇菜尖于粉碎機中打碎，準確稱取2g，在45℃的條件下，以1∶40（m∶m）的料液比超聲浸提45min，超聲功率240W，超聲頻率40kHz。待樣品冷卻后進行抽濾，制得單寧提取液。

根據文獻［7］的方法繪制分光光度法測定單寧含量的標準曲線，并測定單寧含量。按式（1）計算單寧脫除率。

1.3.4 不同脫苦方法的比較 將碳酸氫鈉結合β－環狀糊精的方法與單獨使用碳酸氫鈉的方法進行比較。在保證薇菜尖質地與風味品質的基礎上，根據預試驗確定兩方法的具體步驟。

（1）碳酸氫鈉結合β－環狀糊精處理：稱取20g復水薇菜尖，以1∶4（m∶m）的料液比，將其置于30℃，1%碳酸氫鈉溶液中浸泡20min后撈出；再以1∶4（m∶m）的料液比將其置于1%β－環狀糊精溶液中浸泡，浸泡溫度25℃，浸泡時間60min。

（2）單獨使用碳酸氫鈉處理：稱取20g復水薇菜尖，以1∶4（m∶m）的料液比將其置于0.5%碳酸氫鈉溶液中浸泡，浸泡溫度25℃，浸泡時間80min。

按上述兩種方法分別處理復水薇菜尖，每隔10min測定一次樣品的單寧含量。

1.3.5 β－環狀糊精濃度對復水薇菜尖脫苦效果的影響 通過預試驗確定碳酸氫鈉前處理為以1∶4（m∶m）的料液比，將復水薇菜尖置于30℃，1%碳酸氫鈉溶液中浸泡20min后撈出。

分別稱取5g經碳酸氫鈉前處理后的復水薇菜尖，料液比1∶3（m∶m），浸泡溫度25℃，浸泡時間90min，測定不同β－環狀糊精濃度對復水薇菜尖單寧含量的影響。

1.3.6 料液比對復水薇菜尖脫苦效果的影響 分別稱取5g經碳酸氫鈉前處理后的復水薇菜尖，β－環狀糊精濃度1%，浸泡溫度25℃，浸泡時間90min，測定不同料液比對復水薇菜尖脫苦效果的影響。

1.3.7 處理溫度對復水薇菜尖脫苦效果的影響 分別稱取5g經碳酸氫鈉前處理后的復水薇菜尖，β－環狀糊精濃度1%，料液比1∶3（m∶m），浸泡時間90min，測定不同處理溫度對復水薇菜尖脫苦效果的影響。

1.3.8 處理時間對復水薇菜尖脫苦效果的影響 分別稱取5g經碳酸氫鈉前處理后的復水薇菜尖，β－環狀糊精濃度1%，料液比1∶3（m∶m），處理溫度25℃，測定不同處理時間對復水薇菜尖單寧含量的影響。

1.3.9 正交試驗 根據單因素試驗結果，對β－環狀糊精濃度、處理溫度、處理時間3因素各取3水平，選用L9（34）正交表進行正交試驗，優化復水薇菜尖的脫苦工藝。

2 結果與分析

2.1 單寧標準曲線的繪制

以單寧酸濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線，見圖1。

圖1 分光光度法測定單寧含量的標準曲線Figure1 Standard curve of tannin content determined by spectrophotometric method

2.2 不同脫苦方法的比較

以碳酸氫鈉結合β－環狀糊精的方法（方法1）與單獨使用碳酸氫鈉的方法（方法2）處理復水薇菜尖時，單寧含量動態變化曲線見圖2。由圖2可知，隨著浸泡時間的延長，兩方法處理的復水薇菜尖單寧含量均呈逐步下降的趨勢，且方法1的下降幅度明顯大于方法2，說明方法1的脫苦效率顯著高于方法2。

圖2 復水薇菜尖脫苦的單寧含量動態變化曲線圖Figure2 Dynamic change curve of tannin content of debittering reconstituted Osmunda japonica thunbtip

單寧可分為水解單寧和縮合單寧，其中水解單寧為棓酸或與棓酸有生源關系的酚羧酸與多元醇組成的酯，分子內的酯鍵在酸、堿或酶的作用下易于水解，產生多元醇及酚羧酸［8］。因此，方法1不僅運用了碳酸氫鈉脫除水解單寧，還使用了β－環狀糊精包埋一部分縮合單寧；此外碳酸氫鈉前處理可軟化薇菜組織，適當降低薇菜尖結構的致密性，從而更有利于β－環狀糊精滲入菜體組織內部，增強糊精分子對單寧的包埋作用。

2.3 單因素試驗結果分析

2.3.1 β－環狀糊精濃度對復水薇菜尖脫苦效果的影響

β－環狀糊精是由多個吡喃型葡萄糖以α－1，4糖苷鍵結合成的環狀寡糖，其分子形狀是略呈錐形的圓環。β－環狀糊精的葡萄糖苷基上的羥基均位于外側，使單體的外表面具有親水性，而氫和配糖的氧位于內側，使內腔呈疏水性，其在水溶液中可同時與親水性物質和疏水性物質結合［9，10］，因此β－環狀糊精對單寧等物質具有一定的包埋作用，可消除食品中的苦澀味和異味。一方面，溶液中的β－環狀糊精可對已溶出的單寧進行包埋，從而促進單寧的溶出，起增溶作用。另一方面，滲入復水薇菜尖組織結構中的β－環狀糊精亦可包埋單寧［9］。所以，β－環狀糊精可通過包埋作用達到脫除苦味的效果。

由圖3可知，隨著β－環狀糊精濃度增大，復水薇菜尖的單寧含量呈先下降后上升的趨勢。當β－環狀糊精濃度為0%～1%時，隨著濃度增大，包埋作用增強，單寧含量下降；當β－環狀糊精濃度為1%～2%時，隨著濃度增加，單寧含量逐漸增大，這可能是因為溶液濃度增大，滲透壓升高，浸泡液的滲透壓大于薇菜尖細胞內的滲透壓，使得薇菜組織出現短暫的脫水，不利于單寧的溶出。當β－環狀糊精濃度為1%時，復水薇菜尖的單寧含量最低，脫苦效果較好，此時，復水薇菜尖單寧含量為11.84mg／100g，單寧脫除率為81.78%。

圖3 β－環狀糊精濃度對復水薇菜尖單寧含量的影響Figure3 Effect ofβ－cyclodextrins concentration on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.2 料液比對復水薇菜尖脫苦效果的影響 由圖4可知，隨著浸泡液與物料質量比的增大，復水薇菜尖單寧的含量呈緩慢下降的趨勢，且當液料比大于4時，單寧含量變化幅度很小，說明料液比對復水薇菜尖單寧含量影響不大，所以選擇1∶4（m∶m）為適宜的料液比，此時，復水薇菜尖單寧含量為11.68mg／100g，單寧脫除率為82.03%。

圖4 料液比對復水薇菜尖單寧含量的影響Figure4 Effect of ratio of solid to liquid on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.3 處理溫度對復水薇菜尖脫苦效果的影響 由圖5可知，隨著溫度上升，復水薇菜尖單寧含量呈逐步下降的趨勢，這主要是因為溫度升高可促進單寧的溶出，加速包埋作用的進行。當溫度為60℃時，單寧含量最低，但由感官評價可知，此時薇菜組織的脆度已有所下降，所以選擇50℃為β－環狀糊精浸泡液的適宜處理溫度，此時，復水薇菜尖單寧含量為7.86mg／100g，單寧脫除率為87.91%。

圖5 處理溫度對復水薇菜尖單寧含量的影響Figure5 Effect ofβ－cyclodextrins soaking solution temperature on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.4 處理時間對復水薇菜尖脫苦效果的影響 由圖6可知，隨著浸泡時間延長，復水薇菜尖單寧含量呈逐步下降的趨勢，且當時間大于100min后，此變化趨勢趨于平緩，因此選擇100min為β－環狀糊精浸泡液適宜的處理時間，此時，復水薇菜尖單寧含量為9.90mg／100g，單寧脫除率為84.77%。

圖6 處理時間對復水薇菜尖單寧含量的影響Figure6 Effect ofβ－cyclodextrins soaking solution processing time on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.4 正交試驗結果分析

根據單因素試驗的結果，選取對復水薇菜尖脫苦效果影響較大的三因素進行正交試驗。以單寧含量為指標，采用L9（34）正交表對復水薇菜尖脫苦工藝進一步優化，正交試驗因素水平設計見表1，正交設計及試驗結果見表2。

表1 L9（34）正交試驗因素水平表Table1 Factors and levels for L9（34）orthogonal array design

由表2可知，3個因素對復水薇菜尖脫苦效果的影響大小依次為β－環狀糊精濃度（A）＞處理溫度（B）＞處理時間（C）；各因素的最優組合為A2B3C3。分析結果同時顯示，3種因素對復水薇菜尖脫苦效果的影響趨勢與單因素試驗結果所示趨勢相同。

正交試驗結果的方差分析見表3。

表2 L9（34）正交試驗設計及結果Table2 L9（34）orthogonal array design and results

表3 方差分析結果Table3 Results of analysis of variance

由表3可知，A因素即β－環狀糊精濃度對試驗指標的影響在a＝0.05下達到顯著水平，是影響復水薇菜尖脫苦效果的主要因素，而處理溫度和處理時間的影響較小，試驗最后確定脫苦的較優條件為A2B3C3，即較優脫苦工藝為以1∶4（m∶m）的料液比，將堿法處理后的復水薇菜尖置于55℃，1%β－環狀糊精溶液中浸泡105min，撈出瀝干。

2.5 驗證實驗

按上述較優工藝條件進行3次平行試驗，測得脫苦后復水薇菜尖單寧含量的平均值為5.71mg／100g，均低于表3中的每一項試驗結果，結合感官評價可知，處理后的復水薇菜尖苦味基本消除，腥味略微下降，脆度無明顯變化，故A2B3C3為優化脫苦工藝條件。在此工藝條件下，復水薇菜尖單寧脫除率可高達91.22%。

3 結論

以碳酸氫鈉結合β－環狀糊精浸泡復水薇菜尖可達到較好的脫苦效果。通過單因素試驗與正交試驗優化得到β－環狀糊精的較優脫苦條件為以1∶4（m∶m）的料液比，將碳酸氫鈉前處理后的復水薇菜尖置于55℃，1%β－環狀糊精溶液中浸泡105min，撈出瀝干。該方法的脫苦效果佳，單寧脫除率可高達91.22%。在基本脫除苦味的同時，具有一定的脫腥效果，且對薇菜組織脆度無明顯影響，優于碳酸氫鈉浸泡法。該工藝的操作步驟相對簡單，為即食薇菜產品加工中的原料預處理提供了一種簡易可行的方法。

1 聶毓琴，馬洪順，韓志武.薇菜壓縮應力松弛與蠕變力學特性研究［J］.農業機械學報，2005，36（4）：89～91.

2 肖簫，何義發.薇菜的生物學特性及薇菜的加工與利用［J］.湖北民族學院學報，2012，30（2）：135～138.

3 蘇潔，張軍翔.葡萄酒圓潤度研究進展［J］.食品與機械，2013，29（2）：238～241.

4 何義發，孫鵬.薇菜預處理及加工技術研究［J］.食品科技，2006，（3）：49～51.

5 李睿，朱薇玲.薇菜干的加工工藝研究［J］.武漢工業學院學報，2004，23（4）：19～21.

6 張志健，李新生，陳銳.橡子單寧脫除技術研究［J］.食品工業科技，2008，29（7）：179～181.

7 王玉美，盧紅梅，王偉.食醋中單寧含量的測定［J］.中國調味品，2009，34（8）：107～108.

8 李春美.柿單寧抗氧化活性及水解工藝研究［D］.武漢：華中農業大學，2009.

9 蔣彩虹，王利，梁智慧，等.β－環狀糊精在脫水蔬菜應用中的研究［J］.山西食品工業，2000（2）：22～29.

10 G Astraya，J C Mejutoa，J Moralesaet，et al.Factors controlling flavors binding constants to cyclodextrins and their applications in foods［J］.Food Research International，2010，43（4）：1 212～1 218.