安化產(chǎn)野葛營養(yǎng)全粉的研制

王立梅，龔吉軍，2，*

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410004；2.稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實驗室，湖南長沙410004）

安化產(chǎn)野葛營養(yǎng)全粉的研制

王立梅1，龔吉軍1，2，*

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410004；2.稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實驗室，湖南長沙410004）

湖南安化的野葛資源豐富，質(zhì)量雖好，但利用不足，優(yōu)質(zhì)資源浪費嚴(yán)重。通過單因素和正交試驗，確定最佳護色劑，最佳的護色時間、護色溫度以及蒸煮時間。安化野葛切片-熱風(fēng)干燥最佳工藝條件為：抗壞血酸0.35%，檸檬酸0.35%，偏重亞硫酸鈉0.2%；護色時間45min；蒸煮時間24min；烘干溫度55℃。安化產(chǎn)野葛全粉的葛根總黃酮含量達(dá)到7 989.61mg/kg，高于文獻(xiàn)報道的數(shù)據(jù)。安化產(chǎn)野葛全粉營養(yǎng)豐富，品質(zhì)好，具有廣闊的開發(fā)利用前景。

野葛；總色差；碘藍(lán)值；營養(yǎng)全粉

安化位于我國湖南省中部偏北，野葛分布面積達(dá)2 000平方公里，年產(chǎn)量50 t，多生長于山地，資源豐富，品質(zhì)較高。但由于加工技術(shù)的限制，大多停留在最簡單的葛根制品，野葛資源未得到充分利用[1]。這種加工只限于淀粉的提取，僅僅利用其中的一種有效成分，而其余部分丟棄，造成了葛根資源的大量浪費[2]。

葛根是一種常見的藥食同源植物，在我國現(xiàn)存最早藥學(xué)專著：《神農(nóng)本草經(jīng)》中有較詳細(xì)的記載，并將其列為中品[3]。葛根含有豐富的淀粉、膳食纖維、黃酮、氨基酸、微量元素等對人體有益的重要營養(yǎng)成分[4]。現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)研究表明，它具有滋補營養(yǎng)、養(yǎng)顏護膚、延緩衰老、改善骨質(zhì)疏松、調(diào)節(jié)雌激素水平、清除體內(nèi)垃圾，以及改善循環(huán)、降脂減肥、調(diào)節(jié)血壓、抗糖尿病[5]等多種保健功能，還具有醒酒[6]、抗癌和抗氧化[7]的作用。葛根全粉是新鮮葛根的脫水制品，以新鮮葛根為原料，經(jīng)過挑選、清洗、去皮、切片、護色、熱燙、冷卻、烘干和粉碎等工藝過程，得到的包含除葛根表皮外的全部干物質(zhì)的粉末狀產(chǎn)品統(tǒng)稱為葛根全粉[8]。葛根全粉不同于葛根淀粉，后者營養(yǎng)價值較低[9]，而葛根全粉則包含了新鮮葛根除表皮外的全部干物質(zhì)，包括淀粉、糖類、脂肪、纖維、維生素、礦物質(zhì)、黃酮類化合物等，對葛根的利用率高達(dá)80%～90%。

本試驗主要研究了安化產(chǎn)野葛的切片-熱風(fēng)干燥工藝，測定了安化產(chǎn)野葛全粉的主要營養(yǎng)成分及其他產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，以期為安化產(chǎn)野葛全粉的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要材料與試劑

野葛根：采自湖南省安化縣梅城鎮(zhèn)，采摘后用水清洗，帶回實驗室于4℃冰箱儲存；檸檬酸：宜昌市銀海化學(xué)試劑廠；偏重亞硫酸鈉：上海嘉定馬陸化工廠有限公司；抗壞血酸：Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司。所用試劑均為分析純。

1.1.2 主要儀器

AR1140分析天平：奧豪斯（上海）有限公司；DHG-9420A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海比朗儀器有限公司；30CMX5CM 80目分樣篩：長沙思科儀器紗篩廠；HH-8電熱恒溫水浴鍋：上海比朗儀器有限公司；722s型可見分光光度計：上海精密科學(xué)儀器有限公司；WSC-S測色色差計：上海圣科儀器設(shè)備有限公司；BCD-215KCFM冰箱：海爾集團股份有限公司；QE-250粉碎機：浙江屹立工貿(mào)有限公司；Cs-1電子萬用爐：宏業(yè)電熱電器廠。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

切片-熱風(fēng)干燥工藝：野葛→原料挑選→清洗→去皮→切片（厚度10mm～15mm）→護色處理（復(fù)合護色劑）→蒸煮滅酶→熱風(fēng)干燥→粉碎→過篩（80目篩）→野葛全粉[10]

野葛全粉加工基本操作要點：

1）原料挑選、清洗：挑選無霉變、無損傷、無病蟲害的新鮮安化野葛，用自來水洗去附著在葛根表面的泥土雜物。

2）切片：葛根洗凈去皮后，用切片機切成約10mm～15mm厚的葛根片，以縮短熱風(fēng)干燥的時間，切片過程要快速，盡量控制切片時發(fā)生酶促褐變。

3）護色處理：將葛根片置于護色液中浸泡一段時間。

4）蒸煮：護色處理針對非酶褐變，但葛根中含有的多酚氧化酶能催化多酚類物質(zhì)與氧反應(yīng)，發(fā)生酶促褐變。因此通過蒸煮鈍化酶的活性，達(dá)到滅酶效果，從而保持葛根色澤。

5）熱風(fēng)干燥：用熱風(fēng)進(jìn)行干燥處理，根據(jù)葛根片的大小確定干燥時間，最終要求葛根片含水量小于8%。

6）粉碎、過篩：用粉碎機粉碎經(jīng)過熱風(fēng)干燥的葛根片，過80目篩，得成品野葛全粉。

1.2.2 指標(biāo)測定

生產(chǎn)野葛全粉的關(guān)鍵技術(shù)有2點：一是防止細(xì)胞破碎，二是防止褐變，針對這兩點，目前較多以全粉的碘藍(lán)值和色澤作為評價指標(biāo)[11]。

1.2.2.1 總色差（ΔE）值測定

用色差計測出產(chǎn)品的總色差（ΔE），ΔE值表示野葛全粉的褐變程度，ΔE值越小，表明褐變程度越嚴(yán)重，反之褐變就越輕[12]。

1.2.2.2 游離淀粉碘藍(lán)值測定

參照冷明新[13]的方法，稍作改動。取2個50mL容量瓶，加蒸餾水定容，置于65.5℃水浴鍋預(yù)熱。稱取0.25 g野葛全粉于50mL燒杯中，倒入容量瓶中預(yù)熱的蒸餾水，置于65.5℃水浴鍋中攪拌5min，靜置1min后過濾。濾液保持于65.5℃并趁熱吸取1m L于50m L顯色管中，加1mL 0.02mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容至刻度。以空白組對照、調(diào)零，測定樣品在波長650 nm下測吸光度E。

碘藍(lán)值反映野葛全粉中游離淀粉的含量，游離淀粉的量反映野葛全粉的細(xì)胞破損程度。碘藍(lán)值越大，則細(xì)胞破損度大，反之則破損度小。為了保持葛根的風(fēng)味和減少營養(yǎng)成分的流失，加工中應(yīng)盡量減少細(xì)胞的破碎程度[14]。

1.2.2.3 營養(yǎng)成分含量的測定方法

水分的測定采用常壓干燥法；蛋白質(zhì)的測定采用凱氏定氮法；淀粉含量的測定采用酸水解法；粗纖維含量的測定采用酸性洗滌法；灰分含量的測定采用灼燒法；脂肪含量的測定采用索氏提取法[15]。總黃酮含量測定：參照王靖[16]的方法測定。

1.2.3 護色劑的確定

1.2.3.1 不同濃度護色劑對野葛全粉ΔE的影響

將葛根片分別放入0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%濃度的檸檬酸、偏重亞硫酸鈉和抗壞血酸3種護色液中護色1 h，研究不同濃度的3種護色劑對野葛全粉的護色效果，以未經(jīng)過護色處理的全粉作為標(biāo)準(zhǔn)樣，分別測定ΔE值，研究護色效果。

1.2.3.2 不同護色劑組合對野葛全粉ΔE影響

在上一試驗基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究復(fù)合護色劑的護色效果，確定最優(yōu)復(fù)合護色劑組合。以檸檬酸、偏重亞硫酸鈉、抗壞血酸3種護色劑濃度為因素進(jìn)行L9（33）正交試驗，分別測定ΔE值，研究護色效果。

1.2.3.3 護色時間對野葛全粉ΔE的影響

將葛根片浸泡于0.25%偏重亞硫酸鈉中，分別護色15、30、45、60、75、90、105、120min，以沒有經(jīng)過護色處理的野葛全粉為標(biāo)準(zhǔn)樣，分別測定ΔE值，得到不同護色時間對野葛全粉色澤的影響。

1.2.3.4 蒸煮時間對野葛全粉碘藍(lán)值的影響

將葛根片浸泡于0.25%的偏重亞硫酸鈉中護色1 h，分別蒸煮6、12、18、24、30、36、42、48min，干燥粉碎后得野葛全粉。分別測定8種野葛全粉的碘藍(lán)值，研究不同蒸煮時間對野葛全粉碘藍(lán)值的影響。

1.2.3.5 烘干溫度對野葛全粉碘藍(lán)值的影響

將葛根片在0.25%的偏重亞硫酸鈉中浸泡1 h，蒸煮18min，用電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱分別于25、35、45、55、65、75、85℃條件下烘干，粉碎得野葛全粉，分別測定碘藍(lán)值，研究不同烘干溫度對野葛全粉碘藍(lán)值的影響。

1.2.4 野葛全粉制備工藝優(yōu)化

在上述試驗的基礎(chǔ)上，確定護色劑、護色時間、蒸煮時間、干燥溫度為4個影響因素，進(jìn)一步作L9（34）正交試驗，測定野葛全粉的ΔE值和碘藍(lán)值作為判斷依據(jù)，以得到切片-熱風(fēng)干燥工藝制備野葛全粉的最佳工藝條件。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用PASW Statistics軟件對結(jié)果進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 野葛全粉護色劑確定

2.1.1 不同濃度護色劑對野葛全粉ΔE的影響

不同濃度的3種護色劑對野葛全粉ΔE的影響見圖1。

圖1 不同濃度護色劑與安化產(chǎn)野葛全粉ΔE的關(guān)系Fig.1 Related curve between consistence of color protecting agent andΔE of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

圖1 的結(jié)果表明，3種護色劑對野葛全粉均能起到護色效果。隨著抗壞血酸濃度的提高，ΔE變化不大，濃度為0.3%時，ΔE最大，護色效果最好；偏重亞硫酸鈉不僅能抑制野葛全粉非酶褐變，同時對多酚氧化酶等引起的酶促褐變也有抑制作用。隨偏重亞硫酸鈉濃度增加，ΔE值變化較大，以0.25%為分界點，在0.25%以前，護色效果隨濃度增加而顯著增強，濃度超過0.25%后，隨偏重亞硫酸鈉濃度增加，護色效果反而明顯減弱。可能是由于偏重亞硫酸鈉濃度過高時，溶解了細(xì)胞壁的果膠等物質(zhì)，致使細(xì)胞壁變薄甚至破裂，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)流出，淀粉、黃銅等暴露于空氣中，發(fā)生氧化，導(dǎo)致褐變；檸檬酸的護色效果隨濃度增加而不斷增強，但在0.3%后，ΔE值變化不大，護色效果不再明顯。

2.1.2 不同護色劑組合對野葛全粉ΔE影響

不同護色劑組合對野葛全粉ΔE的影響，正交試驗因素水平見表1，試驗結(jié)果見表2。

表1 正交試驗因素水平設(shè)計表Table1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 正交試驗結(jié)果Table 2 The results of orthogonal experiment

表2的結(jié)果表明，2、8、9號試驗組的護色效果最好。通過極差（R值）分析可知，偏重亞硫酸鈉是影響護色效果的主要因素，其次是檸檬酸和抗壞血酸。上官佳[17]在研究葛根全粉制備工藝時，采用檸檬酸和焦亞硫酸鈉作為護色劑，也認(rèn)為焦亞硫酸鈉的護色效果好于檸檬酸，這與本文的研究結(jié)果相似。但比對ΔE值，本文的最小ΔE值（18.654 7）比文獻(xiàn)[17]的最大值ΔE（16.006 1）還要大，說明本文采用檸檬酸、偏重亞硫酸鈉和抗壞血酸組成的復(fù)合護色劑的護色效果更佳。

2.2 護色時間對野葛全粉ΔE的影響

護色時間對野葛全粉ΔE的影響見圖2。

圖2 不同護色時間與安化產(chǎn)野葛全粉ΔE的關(guān)系Fig.2 Related curve between protecting time and ΔE of powder of wild pueraria produced in Anhua county

由圖2可以看出，當(dāng)護色時間少于60min時，隨時間的延長，護色效果逐漸加強。在60min時，ΔE值最大，護色效果最好，此時得到的野葛全粉色澤最佳。當(dāng)護色時間超過60min后，護色效果顯著下降。其原因可能在于偏重亞硫酸鈉對細(xì)胞壁的破壞，導(dǎo)致淀粉等物質(zhì)流出并氧化褐變[18]。在90min后，護色效果變化不再明顯。

2.3 蒸煮時間對野葛全粉碘藍(lán)值的影響

蒸煮時間對野葛全粉碘藍(lán)值的影響見圖3。

圖3 不同蒸煮時間與野葛全粉碘藍(lán)值的關(guān)系圖Fig.3 Related curve between cooking time and iodine blue value of powder of wild pueraria produced in Anhua county

從圖3可以看出，隨著蒸煮時間的加長，碘藍(lán)值不斷變大，意味著游離的淀粉的含量不斷增多，細(xì)胞破損的程度越來越大。當(dāng)蒸煮時間為6min時，野葛全粉的碘藍(lán)值最小，但此時蒸煮時間過短，葛根中生淀粉的含量很高會導(dǎo)致粉碎困難，沖泡時易結(jié)塊，分散性較差。當(dāng)蒸煮時間為6min～12min時，碘藍(lán)值顯著增加。蒸煮時間為12min～18min時，碘藍(lán)值增加平緩，而18min后，碘藍(lán)值又顯著增加，這是因為在蒸煮過程中，淀粉發(fā)生糊化變形，擠壓細(xì)胞壁，造成細(xì)胞壁破損，使得細(xì)胞中淀粉流出。36min后，碘藍(lán)值基本沒什么變化，這是因為細(xì)胞壁已經(jīng)大部分破裂，淀粉差不多完全流了出來。所以正交試驗時選用12、18、24min三個水平。

2.4 烘干溫度對野葛全粉碘藍(lán)值的影響

烘干溫度對野葛全粉碘藍(lán)值的影響見圖4。

圖4 不同干燥溫度與安化產(chǎn)野葛全粉碘藍(lán)值的關(guān)系Fig.4 Related curve between drying temperature and iodine blue value of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

由圖4可以看出，在55℃以前，野葛全粉的碘藍(lán)值隨著溫度的升高反而減小，這可能是因為當(dāng)烘干溫度較低時，烘干所需要的時間較長，這個過程中可能導(dǎo)致細(xì)胞的破裂，使淀粉游離出來。溫度為55℃后，碘藍(lán)值最小，而后隨溫度升高碘藍(lán)值明顯增大，可能是因為高溫導(dǎo)致細(xì)胞的破裂，使淀粉等游離出來，并且溫度越高，破裂的程度越大，碘藍(lán)值也就越大。正交試驗時選擇45、55、65℃3個水平。

2.5 野葛全粉制備工藝優(yōu)化

正交試驗因素水平見表3，試驗結(jié)果見表4。

表3 正交試驗因素水平表Table3 Factors and levels of orthogonal experiment

表4 正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 4 The design and results of orthogonal experiment

從表4可以看出，4個因素對野葛全粉的碘藍(lán)值都有影響，但R值：D＞C＞B＞A，所以烘干溫度是影響野葛全粉碘藍(lán)值的主要因素，其次是蒸煮時間，護色劑和護色時間為次要因素，最優(yōu)水平組合C3D2。同樣的，對于總色差（ΔE），根據(jù)R值：A＞B＞C＞D，所以影響總色差（ΔE）的主要因素是護色劑跟護色時間，最優(yōu)組合為A2B1。綜合分析可得最佳方案為A2B1C3D2，但實驗結(jié)果顯示7號實驗組為最佳組合。同時，對于野葛全粉的碘藍(lán)值和總色差（ΔE）來說，由K值得到的最佳組合與試驗結(jié)果得到的最佳組合不同，需進(jìn)行驗證性試驗。由表5可以看出，最佳的試驗組合為A3B1C3D2。

表5 驗證性試驗結(jié)果Table5 The results of verifying experiment

正交試驗方差分析見表6。

表6 碘藍(lán)值的方差分析Table 6 Variance analysis of iodine blue value

由表6可以看出，對于野葛全粉來說，烘干溫度對其碘藍(lán)值的影響最大，其次是蒸煮時間、護色時間和護色劑，這與表3中極差分析所得的結(jié)果相合。所有因素的F值均大于F0.01，故對碘藍(lán)值的影響都極顯著（p＜0.01）。

總色差（ΔE）方差分析結(jié)果見表7。

表7 總色差（ΔE）的方差分析Table 7 Variance analysis of color difference（ΔE）

由表7數(shù)據(jù)可以看出，護色時間是影響野葛全粉總色差（ΔE）的最主要因素，護色劑次之，蒸煮時間跟烘干溫度的影響較小，并且所有因素的F值均大于F0.01，故對總色差（ΔE）的都有顯著影響（p＜0.01）。極差分析對野葛全粉總色差影響的主次順序為：護色劑＞護色時間＞烘干溫度＞蒸煮時間，這與方差分析結(jié)果略有不同，但主要影響因素都是護色劑和護色時間。2.6 安化產(chǎn)野葛營養(yǎng)全粉的主要成分

安化產(chǎn)野葛營養(yǎng)全粉營養(yǎng)成分測定，結(jié)果見表8。

表8 安化產(chǎn)野葛營養(yǎng)全粉的主要成分Table 8 Main composition of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

戴卿[19]采用干法制備工藝制得葛根粉，測得各種成分的含量：淀粉32.84%、膳食纖維7.92%和黃酮5.37mg/g，對比可知幾種營養(yǎng)成分含量均低于本文數(shù)據(jù)。特別指出的是，安化產(chǎn)野葛營養(yǎng)全粉中粗纖維和黃酮含量較一般的葛根全粉而言相對較高，這與用于制備葛根全粉的原材料—葛根本身的成分密切相關(guān)。膳食纖維作為人體必需的第七種營養(yǎng)素，對于改善腸功能、降低血脂和膽固醇等有重要作用。黃酮是一種功能性成分，具有多種保健功能。綜上所述，安化產(chǎn)野葛全粉營養(yǎng)豐富、全面，品質(zhì)優(yōu)良，具有很高的營養(yǎng)價值。

香味：具有葛根獨特的清香味，柔和協(xié)調(diào)；狀態(tài)：粉狀或顆粒狀，熱水沖溶后呈均勻透明膠質(zhì)狀；色澤：乳白色、灰白色或黃白色；口感：均勻細(xì)膩無砂齒；雜質(zhì)：無肉眼可見外來雜質(zhì)。

2.7.2 理化指標(biāo)

理化指標(biāo)如表9。

表9 葛根全粉的理化指標(biāo)Table9 Physicochemical indexes of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

2.7.3 微生物指標(biāo)

大腸菌群（MPN/100 g）≤150，致病菌不得檢出。

3 結(jié)論

護色劑、護色時間、蒸煮時間、烘干溫度均能影響野葛全粉的碘藍(lán)值和總色差（ΔE）。切片-熱風(fēng)干燥工藝的最佳工藝條件為：護色劑及濃度為抗壞血酸0.35%、檸檬酸0.35%、偏重亞硫酸鈉0.2%，護色時間45min，蒸煮時間24min，烘干溫度55℃。安化產(chǎn)野葛品質(zhì)優(yōu)良，營養(yǎng)豐富，適合制備營養(yǎng)全粉，具有廣闊的開發(fā)利用前景。

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The Development of Full Nutrition Powder of Wild Pueraria Produced in Anhua

WANG Li-mei1，GONG Ji-jun1，2，*
（1.College of Food Science and Engineering，CSFUT，Changsha 410004，Hunan，China；2.National Engineering Laboratory for Rice and Byproducts Processing，Changsha 410004，Hunan，China）

Anhua county of Hunan Province is rich in pueraria resources，superior quality，but the use ratio is low，the phenomenon of waste is serious.With single fator and orthogonal experiment，ascentain best color protecting agent，best protecting time/temperature and cooking time.The best technology of making slice-hot air drying will be identified as：0.35%ascorbic acid，0.35%citric acid and 0.2%sodium metabisulphite；protecting color time 45 min，cooking time 24 min，drying temperature 55℃.The content of kudzu root flavanone in Anhua Pueraria mirifica was reach to 7 989.61mg/kg，higher than the data reported in literatures. Anhua Pueraria mirifica had rich nutrition and good quality，it had a broad prospect of development and utilization.

pueraria mirifica；total difference of color；iodine blue value；full nutrition powder

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.017

2014-03-04

省重點學(xué)科建設(shè)項目資助；中南林業(yè)科技大學(xué)“十二五”專業(yè)綜合改革試點項目資助

王立梅（1989—），女（漢），在讀碩士研究生，研究方向：森林食品保鮮與加工。

*通信作者：龔吉軍（1972—），男，教授，博士，研究方向：食品安全、森林食品保鮮與加工。