懷山藥罐頭制作工藝研究

婁文娟，孫一帆，李斌

（河南科技學院食品學院，河南新鄉453003）

懷山藥罐頭制作工藝研究

婁文娟，孫一帆，李斌

（河南科技學院食品學院，河南新鄉453003）

針對懷山藥罐頭在加工過程中容易出現的褐變以及化湯變形現象，通過對懷山藥罐頭制作中的護色、預煮、湯汁工藝條件的優化研究，最終得出當檸檬酸、無水氯化鈣、亞硫酸鈉3種護色劑的添加量分別為0.1%、0.5%、0.15%時，能在一定程度上防止懷山藥罐頭發生褐變；最佳預煮條件參數組合為料液比1∶6（g/mL）、溫度90℃、預煮時間3 min。當湯汁配比為白砂糖24%、檸檬酸0.09%、食鹽0.1%時，制作出的懷山藥罐頭酸甜適宜，湯汁透亮。

懷山藥罐頭；護色；預煮；湯汁；風味

懷山藥是我國最早使用的中藥材之一，它味平、甘、無毒，有益補足腎氣、強健筋骨、改善脾胃、止瀉痢、化咳止痰涎、潤澤肌膚、治泄精健忘等功效[1-4]。其藥用價值及抗病機理正逐步被研究人員發現和證實，并越來越受到廣大消費的喜愛，但懷山藥耐藏性差，易褐變。因此，探索一種懷山藥深加工研究的方法勢在必行。本研究旨在解決懷山藥褐變快、風味單一的難題，提高其利用率，促進懷山藥深加工項目的開發，滿足消費者的需要，同時給生產廠家帶來更好的經濟收入。

1 材料與方法

1.1 材料和設備

1.1.1 材料

懷山藥：產地焦作溫縣；白砂糖、檸檬酸（食品級）：天津市風船化學試劑科技有限公司；亞硫酸鈉、愈創木酚（分析純）：天津市河東區紅巖化學試劑廠；食鹽、酒精、無水氯化鈣、過氧化氫：南京化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器

FA2104A型電子分析天平、JJ-1型硬度儀、pHS-3C型pH計：上海精密科學儀器有限公司；5810R型高速離心機：上海博訊實業有限公司；HH-2型恒溫水浴鍋：上海政泓實業有限公司；101-1AB型白度儀：深圳市堅豐電子有限公司；B6-1型電磁爐：佛山市順德區正普電器有限公司。

1.2 懷山藥罐頭生產工藝流程[5-6]

原料選擇→去皮→切塊→護色（硬化）→預煮→漂洗→切分、整理→裝罐→注湯汁→排氣密封、殺菌→冷卻→成品。

1.3 操作要點

1.3.1 護色

將去皮后的懷山藥盡快投入到檸檬酸、氯化鈣和亞硫酸鈉的3種復合溶液中護色。

1.3.2 預煮

將經過護色的懷山藥投入60℃～70℃水中預煮22 min，預煮后迅速冷卻，并洗去懷山藥表面的護色液。將1.5%愈創木酚酒精溶液與3%過氧化氫溶液等量混合，倒入淺盤中。取少量經過預煮、冷卻后的試樣浸入混合液中，記錄懷山藥顏色變化情況。

1.3.3 注湯汁、排氣殺菌與冷卻

將調配好的湯汁煮沸，然后用五層細紗布過濾后裝入，湯汁注到和瓶口水平蓋上蓋。裝好的罐頭加蓋后，先擰緊然后再輕輕松一下，放入沸水中保持沸水在距離瓶口5 cm左右，排氣0.5 h，其目的主要是控制細菌生長，有助于避免將假脹罐誤認為腐敗變質罐[7-8]。然后在沸水中不拿出瓶的情況下用濕毛巾輔助再把瓶蓋擰緊，加水直到把瓶子淹沒，沸水中殺菌0.5 h。殺菌徹底后，將罐頭放入40℃左右溫水，將罐內溫度迅速冷卻到40℃左右。

1.4 試驗方法

1.4.1 單因素試驗設計

1.4.1.1 不同濃度護色劑對懷山藥硬度和白度的影響

以經過護色后的懷山藥硬度[9-10]和白度[11]為檢測指標，將懷山藥投入氯化鈣濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的護色液中1.5 h后取出，在60℃～70℃溫度下預煮20 min后撈出，考察不同氯化鈣濃度對懷山藥硬度和白度的影響，每個樣品分別平行測定3次。同樣的方法來考察不同濃度的亞硫酸鈉和檸檬酸的護色效果。

1.4.1.2 預煮單因素試驗

以多酚氧化酶等失活程度為檢測指標，設定溫度為90℃，預煮時間為3 min，考察料液比分別為1∶2、1 ∶4、1 ∶6、1 ∶8、1 ∶10（g/mL）時的預煮效果；設定預煮時間為 3 min，料液比為 1 ∶6（g/mL），考察溫度分別為60、70、80、90、100℃時，懷山藥的色澤變化情況。同樣地，設定溫度為 90℃，料液比為 1∶6（g/mL），考察預煮時間分別為 1、2、3、4、5min 時，對多酚氧化酶等失活率的影響。

1.4.1.3 湯汁調配單因素試驗

以懷山藥罐頭產品的綜合感官評分為檢驗指標，分別考察不同濃度的檸檬酸、白砂糖、食鹽添加量對產品感官質量的影響。

1.4.2 正交試驗設計

1.4.2.1 護色正交試驗設計

為進一步確定最佳護色液配比組合，對氯化鈣濃度、亞硫酸鈉濃度、檸檬酸濃度3個因素進行正交試驗，正交試驗設計見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Different levels of several factors of orthogonal experiment

1.4.2.2 湯汁調配試驗設計

為進一步確定最佳工藝參數組合，對氯化鈣濃度、亞硫酸鈉濃度、檸檬酸濃度3個因素進行正交試驗，正交試驗設計見表2。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 Different levels of several factors of orthogonal experiment

1.4.3 懷山藥罐頭感官評價標準[12-13]

懷山藥罐頭產品感官評價標準如表3所示。

表3 懷山藥罐頭感官評價標準Table 3 Standard of sensory evaluation

2 結果與討論

2.1 護色效果試驗結果

2.1.1 氯化鈣的濃度對護色效果的影響

氯化鈣的濃度對護色效果的影響結果如圖1所示。

圖1 氯化鈣對懷山藥硬度和白度的影響Fig.1 The effect of calcium chloride dosage on hardness and whiteness of the canned yam

由圖1可知，在無水氯化鈣的濃度為0.2%～0.5%范圍時，懷山藥的硬度隨其濃度的增加而增大，當濃度為0.5%時硬度達到最大，而白度隨其濃度的增大先減小后增大。這是由于無水氯化鈣中的Ca2+能與懷山藥細胞壁的果膠酸結和形成果膠酸鈣，從而增加懷山藥組織表面的硬度起到保脆作用，此外還能阻止組織液外流到細胞質與酶類接觸，從而降低懷山藥的褐變程度。當氯化鈣的濃度為0.2%時，測得懷山藥白度最大，此時硬度相對最低，可見二者隨著氯化鈣濃度的增大變化并不一致。

2.1.2 亞硫酸鈉的濃度對護色效果的影響

亞硫酸鈉的濃度對護色效果的影響結果如圖2所示。

圖2 亞硫酸鈉的濃度對懷山藥硬度和白度的影響Fig.2 The effect of sodium sulfite dosage on hardness and whiteness of the canned yam

由圖2可知，亞硫酸鈉的濃度為0.1%～0.25%范圍時，隨著其濃度的逐漸增大，硬度和白度均先增加后減小，當濃度為0.15%時，測得懷山藥的硬度、白度均達到最大值。這是因為亞硫酸鈉作為一種還原劑，能與氧氣發生反應，保護懷山藥中色素不被氧化，從而使得懷山藥色澤鮮明。

2.1.3 檸檬酸的濃度對護色效果的影響

檸檬酸的濃度對護色效果的影響結果如圖3所示。

圖3 檸檬酸的濃度對懷山藥硬度和白度的影響Fig.3 The effect of citric acid dosage on hardness and whiteness of the canned yam

由圖3可知，隨著檸檬酸濃度的逐漸增大，懷山藥硬度先減小后增加，白度先增加后減小，隨后再次增加。出現這種現象的原因是檸檬酸作為一種酸化劑，含有3個不穩定羧基，能降低多酚氧化酶的活性，增強亞硫酸鈉的抗氧化作用，從而防止產品發生褐變。

2.1.4 正交優化試驗結果

正交試驗結果見表4。

表4 正交試驗結果Table 4 Result of orthogonal experiment on quality of yam

由表4可知，根據極差分析結果，各因素對硬度的影響程度主次順序為：無水氯化鈣>檸檬酸>亞硫酸鈉，即無水氯化鈣是主要因素，檸檬酸次之；而影響白度的主次順序為：檸檬酸>無水氯化鈣>亞硫酸鈉，即無水氯化鈣是主要因素，說明無水氯化鈣的影響效果要比其他因素更加顯著。亞硫酸鈉對二者的影響相對來說均最小，但并非意味亞硫酸鈉越多越好，綜合考慮生產成本以及亞硫酸鈉對產品品質的影響，可酌情減少亞硫酸鈉的添加量。依據各因素對硬度、白度的直觀分析結果，以及以護色后的懷山藥硬度為主要檢測指標，白度為輔助指標，最優條件組合為A1B3C3，即檸檬酸濃度為0.1%，無水氯化鈣濃度為0.5%，亞硫酸鈉濃度為0.15%。此護色劑組合處理懷山藥罐頭不僅色澤好，質地也脆嫩。

2.2 預煮試驗結果

2.2.1 預煮溫度對酶失活率的影響

溫度對酶失活率的影響見表5。

表5 溫度對酶失活率的影響Table 5 The effect of different temperature on enzyme inactivation rate

由表5可知，當預煮時間為3 min，料液比為1∶6（g/mL）時，隨著預煮溫度的升高懷山藥的色澤也是由深藍逐漸變淺藍，當溫度達到90℃時，懷山藥色澤在1 min內由淺藍變為無色，說明多酚氧化酶等的活性已被破壞。綜合考慮實際生產成本，選取預煮溫度為90℃。

2.2.2 預煮時間對酶失活率的影響

預煮時間對酶失活率的影響見表6。

表6 預煮時間對酶失活率的影響Table 6 The effect of different precook time on enzyme inactivation rate

由表6可知，當溫度為90℃，料液比為1∶6（g/mL）時，隨著預煮時間的延長色澤由藍色最終變為無色，當預煮時間為3 min時，懷山藥的色澤在1 min內由淺藍變無色，說明多酚氧化酶等的活性已被破壞。

2.2.3 料液比對酶失活率的影響

料液比對酶失活率的影響見表7。

表7 料液比對酶失活率的影響Table 7 The effect of different ratio of solid-liquid on enzyme inactivation rate

由表7可知，當溫度為90℃，時間為3 min時，隨著料液比的逐漸增大，懷山藥色澤變化由藍色到淺藍再到無色，當料液比超過1∶6（g/mL）時，懷山藥色澤由淺藍瞬間變為無色。

2.3 湯汁調配試驗結果

2.3.1 檸檬酸的濃度對湯汁感官評分的影響

不同檸檬酸濃度對懷山藥感官品質的影響見圖4。

圖4 不同檸檬酸濃度對懷山藥感官品質的影響Fig.4 The effect of citric acid dosage on quality of the canned yam

由圖4可知，隨著檸檬酸濃度的增加，感官評分先上升后降低，當濃度增加到0.1%時，感官評分達到最高16分，隨后開始下降。這說明檸檬酸的濃度為0.1%時，懷山藥風味甜酸適中，在濃度為0.06%、0.15%口感偏淡或者偏酸。

2.3.2 白砂糖的濃度對湯汁感官評分的影響

白砂糖濃度對懷山藥感官品質的影響見圖5。

由圖5可知，在白砂糖添加量為12%～36%范圍時，隨著白砂糖濃度的增加，感官評分先升高后降低，當白砂糖添加量超過24%時，感官評分達到最高17.5，這說明當白砂糖的濃度為24%時是一種容易接受的甜度。

2.3.3 食鹽的濃度對湯汁感官評分的影響

食鹽的濃度對湯汁感官評分的影響見圖6。

圖5 白砂糖濃度對懷山藥感官品質的影響Fig.5 The effect of white sugar dosage on quality of the canned yam

圖6 不同食鹽添加量對懷山藥罐頭感官品質的影響Fig.6 The effect of sault dosage on quality of the canned yam

由圖6可知，在0.05%～0.25%范圍內，隨著食鹽添加量的逐漸增多，感官評分先上升后下降，當食鹽添加量為0.1%時，感官評分達到最大。

2.3.4 正交試驗結果

正交試驗結果見表8。

表8 正交試驗結果Table 8 Result of orthogonal experiment on quality of canned yam

由表8可知，根據極差分析結果，各因素對湯汁的影響程度主次順序為：白砂糖>檸檬酸>鹽，即白砂糖是主要因素，檸檬酸次之；綜合考慮生產成本依據各因素對湯汁的直觀分析結果，最優條件組合為A3B2C2，即最佳配比組合為0.15%食鹽、24%白砂糖、0.09%檸檬酸。經驗證試驗得出在此配比組合下，山藥罐頭的感官評分為18分，基本與正交試驗結果一致。

3 結論

最佳的護色條件為：0.1%檸檬酸、0.4%氯化鈣、0.15%亞硫酸鈉的混合溶液護色；最佳的預煮條件為：料液比 1∶6（g/mL）、溫度為 90℃、預煮時間為 3 min；最佳的湯汁條件為：0.15%鹽、24%白砂糖、0.09%檸檬酸。采用常壓水浴加熱殺菌30 min，生產出的懷山藥罐頭不僅味道酸甜濃郁，湯汁透明而且保存時間較長。

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Research on Processing Technology of Canned Yam

LOU Wen-juan，SUN Yi-fan，Li Bin
（School of Food Science，Henan Insitute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）

For preventing browning and distortion phenomenon of Canned yam ，this paper studied on optimization of canned Chinese yam in making color，pre boiling，soup conditions.The results showed that the best nursing color conditions were 0.1%citric acid 0.5%no water calcium chloride 0.15%.The best precooking condition parameters are ratio of the material and liquid 1∶6（g/mL），reaction temperature was 90℃，precook time was 3 min，and the optimal combination of process parameters for ratio of soup additives were white sugar 24%，citric acid 0.09%，salt 0.1% ，which makes a delicious sweet and sour，bright canned yams.

canned yam ；color protecting；precooking；soup；flavor

2016-10-13

河南省高等學校重點科研項目（15A550013）

婁文娟（1989—），女（漢），助理實驗師，碩士，研究方向：功能性食品與食品安全性。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.13.023