高溫干蒸工藝軟化檳榔及其滅菌效果研究

李 智 徐歡歡 鄧建陽(yáng) 蔣雪薇 李 浩

（1.湖南皇爺食品有限公司，湖南 益陽(yáng) 413000；2.湘潭市檳榔產(chǎn)品技術(shù)研究所，湖南 湘潭 411100；3.長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

檳榔干果普遍采用熏、烘工藝，使得檳榔殼纖維變得干硬，在咀嚼過(guò)程中易對(duì)口腔產(chǎn)生不良刺激［1］，長(zhǎng)期咀嚼易造成口腔傷害。因此，軟硬度是衡量檳榔產(chǎn)品品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)［2］。目前工業(yè)上通常采用化學(xué)法、酶解法和物理法對(duì)檳榔殼進(jìn)行軟化處理，化學(xué)法容易造成化學(xué)物質(zhì)的殘留和環(huán)境的污染［3］；酶解法效果較好，但軟化條件較難掌控，且容易造成檳榔表面及切口起毛，影響成品品質(zhì)［4］；物理法主要用電磁膨化法，其能使檳榔膨松軟化，但能耗高［5］，軟化的籽型過(guò)度膨大影響品相，同時(shí)產(chǎn)品持水能力變差，易失水變干變硬。隨著食用檳榔產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，檳榔殼的軟化已成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中，檳榔原籽經(jīng)常壓蒸煮（95℃左右）復(fù)水后直接進(jìn)入發(fā)制悶香工序［6］，這樣制得的成品較硬，且難將檳榔原籽中的內(nèi)生菌殺死，而檳榔內(nèi)生菌是檳榔產(chǎn)品發(fā)生霉變的主因之一［7，8］。由于檳榔產(chǎn)品中允許添加的防腐劑種類有限，且后續(xù)加工過(guò)程中無(wú)熱殺菌工序，霉變問(wèn)題一直是檳榔加工產(chǎn)業(yè)的一個(gè)瓶頸問(wèn)題。本研究提出一種綠色無(wú)毒的高溫干蒸工藝，擬通過(guò)對(duì)復(fù)水后的檳榔進(jìn)行高溫蒸汽干蒸，破壞其纖維結(jié)構(gòu)，通過(guò)檢測(cè)干蒸前后檳榔殼的硬度、顏色變化及微生物生長(zhǎng)情況，確定最佳處理工藝。在確保檳榔商品品質(zhì)的同時(shí)，殺滅檳榔內(nèi)生菌，減少產(chǎn)品霉變風(fēng)險(xiǎn)，旨為檳榔加工技術(shù)發(fā)展提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

煙果老籽、青果老籽：湖南益陽(yáng)皇爺食品有限公司。

1.2 培養(yǎng)基

細(xì)菌平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基：平板計(jì)數(shù)瓊脂（plate count agar，PCA）［9］；

霉菌酵母計(jì)數(shù)培養(yǎng)基：孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基（rose bengal agar medium，RBAM）［10］。

1.3 主要儀器

電子天平：BL－200S型，中山市衡新電子有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：DHG－9013A型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

水分活度測(cè)量?jī)x：HD－4型，無(wú)錫市華科儀器儀表有限公司；

近紅外水分測(cè)定儀：Spectra Star 2400型，美國(guó) UNITY公司；

TMS－Pro質(zhì)構(gòu)儀：ILC－S 2500N型，美國(guó)FTC公司；

霉菌培養(yǎng)箱：MJX－150B型，天津市泰斯特儀器有限公司；

生化培養(yǎng)箱：SPX－150B型，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 高溫干蒸試驗(yàn)設(shè)計(jì) 取生產(chǎn)線上常壓蒸煮20min的青果老籽和煙果老籽各1 500g，用近紅外水分測(cè)定儀測(cè)定此時(shí)的水分含量，然后將其各分為3等份，分別在不同溫度（105，110，121℃，對(duì)應(yīng)壓力分別為0.01，0.05，0.10MPa）下干蒸10，15，30min。干蒸完畢后取出測(cè)定水分含量，作為輔助參考指標(biāo)，并把蒸好的青果老籽和煙果老籽在50℃下烘至水分含量為28%左右，切開(kāi)去核，測(cè)定檳榔殼硬度等指標(biāo)的變化，并觀察邊口有無(wú)變黑，內(nèi)核有無(wú)變紅等。

1.4.2 硬度測(cè)定方法 測(cè)試模式：TPA，將TPA圖譜中第1次壓縮曲線的峰值定義為硬度；將第2次壓縮中所檢測(cè)到的樣品恢復(fù)高度和第1次的壓縮變形量的比值定義為彈性；用膠粘性和彈性的乘積表示咀嚼性。探頭：圓柱擠壓探頭；力量感應(yīng)元量程：2 500N；測(cè)試速度：60mm/min；壓縮形變百分比：40%；起始力：0.50N；循環(huán)次數(shù)：Auto，2次；間隔時(shí)間：Auto，3s。

1.4.3 干蒸滅菌效果檢測(cè)

（1）檳榔內(nèi)生菌計(jì)數(shù)方法：采用取核培養(yǎng)法，將干蒸后青果/煙果老籽切開(kāi)，挑取檳榔核經(jīng)計(jì)重稀釋后接種到PCA和RBAM表面，分別在37℃細(xì)菌、28℃霉菌培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5d，計(jì)每克檳榔核的活菌數(shù)；

（2）檳榔活菌計(jì)數(shù)方法：將稀釋到10－1倍的檳榔懸液采用傾注法接種PCA、涂布法接種RBAM中，分別在37℃細(xì)菌、28℃霉菌培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5d，計(jì)每克檳榔的活菌數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 干蒸條件對(duì)檳榔質(zhì)構(gòu)特性和邊口顏色的影響

由表1可知，生產(chǎn)線上復(fù)水的青果老籽水分含量約為43.90%，煙果老籽約為46.60%。復(fù)水青果、煙果在不同溫度（壓力）下蒸煮10，15，30min后均失水約3%～5%，且隨著蒸煮時(shí)間的延長(zhǎng)，水分損失逐漸增加；復(fù)水青果、煙果經(jīng)不同溫度、時(shí)間干蒸后，邊口顏色并未有明顯變黑現(xiàn)象，說(shuō)明高溫干蒸工藝對(duì)檳榔產(chǎn)品的品相沒(méi)有顯著影響。

根據(jù)干蒸處理后的檳榔質(zhì)構(gòu)圖（圖1、2），可以獲得表2。由表2可知，隨著干蒸溫度和時(shí)間的增加，青果老籽、煙果老籽的硬度呈逐漸下降的趨勢(shì)。青果老籽、煙果老籽經(jīng)121℃干蒸30min后硬度分別降到35.70，55.00N，與未干蒸處理相比分別降低了49.90%，59.80%。青果老籽的彈性和咀嚼性在干蒸30min時(shí)出現(xiàn)比干蒸10，15min低的現(xiàn)象，因此，干蒸時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。這是因?yàn)闄壚茪ぶ饕衫w維素、半纖維素、木質(zhì)素組成［11］，高溫會(huì)使檳榔殼緊密的纖維組織迅速分隔，發(fā)生熱解，從而變得疏松和柔軟［12］，但過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫處理會(huì)對(duì)檳榔形態(tài)結(jié)構(gòu)造成破壞。而煙果老籽的彈性在不同干蒸工藝處理后均有提升，可能是煙果初始硬度較高，高溫干蒸條件還未達(dá)到破壞其形態(tài)結(jié)構(gòu)的程度；其中以121℃干蒸30min和110℃干蒸10min后的彈性最佳，但前者咀嚼性過(guò)低，后者咀嚼性過(guò)高，結(jié)合感官評(píng)定結(jié)果，可考慮將高溫干蒸溫度、時(shí)間控制在110～121℃，15min左右。

表1 干蒸條件對(duì)檳榔水分和邊口顏色的影響Table 1 Effect of different dry steam conditions on moisture content and lip color of areca

表1 干蒸條件對(duì)檳榔水分和邊口顏色的影響Table 1 Effect of different dry steam conditions on moisture content and lip color of areca

邊口顏色為烘至28℃測(cè)得；P值由假設(shè)檢驗(yàn)得出，其中P＞0.05表示試驗(yàn)籽與空白籽顏色無(wú)差異，P＜0.05表示試驗(yàn)籽與空白籽顏色有差異。

試驗(yàn)材料干蒸前水分/%干蒸條件壓力/MPa溫度/℃時(shí)間/干蒸后水分/%邊口顏色min 0.01 105 10 41.90 白，P＞青果老籽 43.90 0.05 0.01 105 15 41.00 白，P＞0.05 0.01 105 30 40.40 白，P＞0.05 0.05 110 10 42.00 白，P＞0.05 0.05 110 15 39.10 白，P＞0.05 0.05 110 30 41.10 白，略帶紅色，P＞0.05 0.10 121 10 42.10 白，P＞0.05 0.10 121 15 40.70 白，略帶紅色，P＞0.05 0.10 121 30 40.20 略白，部分邊口紅色，P＜0.05 0（空白） 0 0 43.90白煙果老籽 46.60 0.01 105 10 44.80 白，P＞0.05 0.01 105 15 43.90 白，P＞0.05 0.01 105 30 43.40 白，P＞0.05 0.05 110 10 44.20 白，P＞0.05 0.05 110 15 41.90 白，P＞0.05 0.05 110 30 42.30 白，略帶紅色，P＞0.05 0.10 121 10 43.20 白，P＞0.05 0.10 121 15 42.80 白，略帶紅色，P＞0.05 0.10 121 30 42.00 略白，部分邊口紅色，P＜0.05 0（空白） 0 0 46.60白

2.2 高溫干蒸對(duì)青果老籽微生物的影響

圖1 不同干蒸條件下青果老籽的TPA對(duì)比圖Figure 1 TPA comparison chart of acera fruit by different conditions of dry steam

圖2 不同干蒸條件下煙果老籽的TPA對(duì)比圖Figure 2 TPA comparison chart of smoked acera by different conditions of dry steam

表2 不同干蒸條件對(duì)檳榔質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effect of different dry steam conditions on textural properties of areca

圖3 高溫干蒸對(duì)青果老籽微生物的影響Figure 3 Effect of high temperature with dry steam on microorganisms of areca

青果老籽由于存放時(shí)間久，加之檳榔本身帶有的內(nèi)生菌，易發(fā)生霉變。高溫干蒸工藝能起到殺滅微生物的作用，其對(duì)青果老籽微生物的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，隨著滅菌溫度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物的數(shù)量越少，抑菌效果越明顯。青果老籽經(jīng)110℃高溫干蒸15min后，取核培養(yǎng)的細(xì)菌總數(shù)＜10CFU/g，霉菌總數(shù)（取核培養(yǎng)/液體涂布）＜10CFU/g；干蒸溫度升至121℃后對(duì)微生物的抑制效果更加明顯，滅菌10min后不同方式培養(yǎng)的細(xì)菌總數(shù)和霉菌總數(shù)＜10CFU/g；而未經(jīng)高溫蒸汽滅菌的青果老籽，微生物數(shù)量明顯高于經(jīng)高溫干蒸處理的樣品。

高溫干蒸有利于殺滅檳榔微生物，研究發(fā)現(xiàn)溫度維持在110℃及以上效果比較顯著。由于青果老籽中的微生物大多為檳榔內(nèi)生菌，加熱處理時(shí)由于檳榔纖維含量高而導(dǎo)致傳熱不均勻且慢，常規(guī)的蒸煮很難將檳榔中的微生物全部殺死［13］，因此，高溫工藝應(yīng)成為檳榔軟化處理工藝的發(fā)展方向。結(jié)合檳榔、檳榔核的減菌情況以及檳榔軟硬度等品質(zhì)指標(biāo)，最佳干蒸時(shí)間確定為15min。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，110℃干蒸15min后的檳榔邊口無(wú)明顯變黑現(xiàn)象，質(zhì)地柔軟有彈性，適用于生產(chǎn)。

2.3 高溫干蒸對(duì)煙果老籽微生物的影響

高溫干蒸對(duì)煙果老籽微生物的影響見(jiàn)圖4。煙果由于處理工藝的不同，原籽所攜帶的微生物比青果原籽低，且隨著干蒸溫度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物的含量越少，可得到與青果老籽相一致的結(jié)論。

圖4 高溫干蒸對(duì)煙果老籽微生物的影響Figure 4 Effect of high temperature with dry steam on microorganisms of smoked areca

3 結(jié)論

（1）采用0.05MPa、110℃、15min高溫干蒸工藝處理檳榔原籽，能起到明顯的軟化效果，經(jīng)處理的樣品邊口無(wú)明顯變黑現(xiàn)象，品質(zhì)良好，且對(duì)檳榔青果和煙果老籽能起到良好的減菌效果。

（2）本研究得出的高溫干蒸處理軟化檳榔纖維技術(shù)安全健康，克服了化學(xué)法和酶法所帶來(lái)的化學(xué)物質(zhì)殘留和品質(zhì)衰變加快問(wèn)題，為食用檳榔產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)提供了一條良好可行的路線；高溫干蒸工藝減菌效果顯著，能大大降低成品檳榔霉變風(fēng)險(xiǎn)，為檳榔行業(yè)綠色、安全防霉技術(shù)的發(fā)展提供了一條新的途徑。

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