鮮切淮山藥防褐變技術

谷絨，萬國福，陶琛昊

江蘇食品藥品職業(yè)技術學院（淮安 223003）

淮山藥（Dioscorea opposita Thunb），別稱淮山、山藥，盛產(chǎn)于廣東、江蘇、安徽等地，為藥食同源植物，營養(yǎng)價值極高，含有大量的蛋白質(zhì)、淀粉、維生素B族、維生素C、維生素E、糖類、17種以上的氨基酸及鐵、鈣、碘、鋅等人體不可缺少的無機鹽和微量元素[1-2]。淮山藥肉質(zhì)細嫩，含有豐富的功能性成分，常食有益氣健脾、增強人體免疫、提高記憶力、延緩衰老的功效[3]。近年來，我國淮山藥種植和加工越來越被受重視，成為農(nóng)村種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、地方經(jīng)濟增收的重要途徑之一[4]。但因淮山藥加工時鮮切極易褐變，嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì)，一直是精深加工過程中的重大技術難題，所以試驗將鮮切淮山藥防褐變技術作為研究重點，為淮山藥后續(xù)加工提供一定的技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料與試劑

淮山藥，淮安產(chǎn)；醋酸鋅、氯化鈣等，均為國產(chǎn)分析純；檸檬酸、L-抗壞血酸、D-異抗壞血酸鈉、氯化鈉等，均為國產(chǎn)食品級添加劑。

1.1.2 儀器設備

CS-580A分光測色儀，杭州彩譜科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 操作流程

淮山藥原料→挑選、清洗→去皮、切片→護色、保脆處理→瀝干→色差測定

1.2.2 操作要點

1) 原料選擇、清洗：選取粗細均勻的新鮮山藥，剔除損傷霉變，清洗待用。

2) 去皮、切片：山藥褐變主要原因是山藥中的酚類物質(zhì)接觸空氣中的氧氣被氧化生成了帶有顏色的醌類物質(zhì)。試驗考慮到金屬對酚類物質(zhì)褐變的影響，去皮、切片統(tǒng)一采用陶瓷刀具，切片厚度約3 mm。

3) 護色處理[3,5]：采用熱燙和無硫護色液進行浸泡護色處理，冷卻、瀝干。

4) 保脆處理[5-7]：0.2%氯化鈣溶液浸泡處理30 min，瀝干。

5) 褐變度測定：通過分光測色儀測定色差值確定。

1.3 試驗設計

1.3.1 熱燙溫度選擇

將鮮切山藥片分別在50，60，70，80和90 ℃條件下進行4 min熱燙處理，測定色差值進行評價。

1.3.2 熱燙時間選擇

將鮮切山藥片置于60 ℃溫水中，分別熱燙2，4，6，8和10 min，測定色差值進行評價。

1.3.3 護色劑選擇

1.3.3.1 檸檬酸護色效果分析

分別配制0.10%，0.15%，0.20%，0.25%和0.30%的檸檬酸溶液[3]，將鮮切山藥片浸泡1 h，測定色差值進行評價。

1.3.3.2 醋酸鋅護色效果分析

分別配制0.010%，0.015%，0.020%，0.025%和0.030%的醋酸鋅溶液[5]，將鮮切山藥片浸泡1 h，測定色差值進行評價。

1.3.3.3 氯化鈉護色效果分析

分別配制2%，3%，4%，5%和6%的氯化鈉溶液，將鮮切山藥片室溫浸泡1 h，測定色差值進行評價。

1.3.3.4 D-異抗壞血酸鈉護色效果分析

分別配制0.010%，0.015%，0.020%，0.025%和0.030%的D-異抗壞血酸鈉溶液，將鮮切山藥片室溫浸泡1 h，測定色差值進行評價。

1.3.3.5 L-抗壞血酸護色效果分析

分別配制0.015%，0.030%，0.045%，0.060%和0.075%的L-抗壞血酸溶液[3]，將鮮切山藥片室溫浸泡1 h，測定色差值進行評價。

1.3.4 護色劑復配設計

通過5種護色劑護色效果的單因素試驗比較，篩選出三種效果最好的護色劑，進一步進行護色劑復配響應面試驗設計并測定色差值[7]。

1.3.5 復配護色劑的最佳浸泡時間選擇

將鮮切山藥片置于復配組合護色液中，室溫條件下分別浸泡0.5，1.0，1.5，2.0和2.5 h，對比不同浸泡時長后的山藥的色差，確定最佳浸泡時間。

1.4 評價方法

1.4.1 感官評價

試驗從截面顏色、光澤、褐斑數(shù)目、質(zhì)地四方面進行鮮切山藥的護色效果評價。滿分100分，權(quán)重各占25%，10人評價取平均值，結(jié)果保留整數(shù)。感官評價表見表1。

表1 感官評價表

1.4.2 色差值測定

先進行CS-580A分光測色儀黑板、白板值校正，然后再測定護色后的淮山藥片白度，得明度差ΔL，明度差ΔL值越小則表明褐變反應越小，護色效果越好，反之亦然。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱燙溫度選擇

加熱可以鈍化多酚氧化酶從而抑制褐變，但過高的溫度會使鮮切山藥熟化變軟影響品質(zhì)。由圖1可知，當熱燙溫度為50 ℃時，因溫度較低鈍化作用不明顯，明度差ΔL較高，護色效果較差，隨著溫度不斷升高，ΔL逐漸減少并保持水平，護色效果變得穩(wěn)定。再結(jié)合感官評價，試驗最終確定60 ℃為熱燙溫度。

圖1 熱燙溫度對鮮切山藥護色效果的影響

2.2 熱燙時間選擇

由圖2可知，在60 ℃條件下，護色效果隨時延長，感官評價呈現(xiàn)先增后降的趨勢，ΔL先降后趨于平穩(wěn)，護色效果逐漸穩(wěn)定。兩者結(jié)合考慮，試驗確定60℃條件下熱燙時間為6 min。

圖2 熱燙時間對鮮切山藥護色效果的影響

2.3 護色劑選擇

2.3.1 檸檬酸濃度選擇

由圖3可知，隨著護色劑檸檬酸濃度的增加，ΔL呈先降后升趨勢，感官評價呈先增后降趨勢，當檸檬酸濃度為0.25%時，兩指標均達到最佳，護色效果最好。故選檸檬酸濃度為0.25%進行后續(xù)試驗。

2.3.2 醋酸鋅濃度選擇

由圖4可知，隨著護色劑醋酸鋅濃度的增加，鮮切山藥感官評價呈現(xiàn)先增后降的趨勢，但明度差ΔL波動較大，不穩(wěn)定。兩指標結(jié)合考慮，試驗選定醋酸鋅濃度為0.015%進行后續(xù)試驗。

2.3.3 氯化鈉濃度選擇

由圖5可知，隨著護色劑氯化鈉濃度的增加，ΔL呈先降后升趨勢，感官評價呈先增后降趨勢，并且兩指標數(shù)值變化均較大。當氯化鈉濃度為4%時，兩指標均達到最佳，護色效果最好。故選氯化鈉濃度為4%進行后續(xù)試驗。

圖3 檸檬酸濃度對鮮切山藥護色效果的影響

圖4 醋酸鋅濃度對鮮切山藥護色效果的影響

圖5 氯化鈉濃度對鮮切山藥護色效果的影響

2.3.4 D-異抗壞血酸鈉濃度選擇

由圖6可知，隨著護色劑D-異抗壞血酸鈉濃度的增加，ΔL先下降后期平穩(wěn)，感官評價先上升后期平穩(wěn)，且當D-異抗壞血酸鈉濃度為0.02%時，護色效果趨于穩(wěn)定。故選擇D-異抗壞血酸鈉濃度為0.02%進行后續(xù)試驗。

2.3.5 L-抗壞血酸濃度選擇

由圖7可知，隨著護色劑L-抗壞血酸濃度的增加，ΔL呈先降后升趨勢，感官評價呈先增后降趨勢。當L-抗壞血酸濃度為0.06%時，兩指標均達到最佳，護色效果最好。故選L-抗壞血酸濃度為0.06%進行后續(xù)試驗。

圖6 D-異抗壞血酸鈉濃度對鮮切山藥護色效果的影響

圖7 L-抗壞血酸濃度對鮮切山藥護色效果的影響

2.3.6 護色劑復配設計

結(jié)合明度差ΔL和感官評價兩個指標，比較上述5種護色劑的效果，發(fā)現(xiàn)以L-抗壞血酸護色效果為最好，其次是檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉，最后是醋酸鋅和氯化鈉。所以試驗選取L-抗壞血酸、D-異抗壞血酸鈉和檸檬酸三種護劑進行復配設計，以明度差ΔL作為評價指標，運用軟件Design-Expert 8.0進行三因素響應面試驗設計[8-10]。因素水平表見表2，結(jié)果見表3。

將表3結(jié)果代入Design-Expert 8.0.6進行方差分析得回歸方程：Y=+1.44+0.5A+0.28B+0.15C+0.047AB-2.5×10-3AC+0.08BC+0.81A2+1.01B2+0.32C2。其中：Y為明度差ΔL，A為L-抗壞血酸濃度，B為D-異抗壞血酸鈉濃度，C為檸檬酸濃度。對多元回歸方程進行方差析，結(jié)果見表4。

由表4可知，回歸方程的F=0.000 3＜0.01，即檢驗結(jié)果為回歸方程差異極顯著，方程失擬項p=0.181 7＞0.05，即差異不顯著，復相關系數(shù)R2=0.965 8，說明回歸方程擬合程度很好。進一步對回歸方程進行分析，結(jié)果見圖8～圖10。

表2 Box-Behnken試驗因素水平設計

表3 Box-Behnken試驗設計表及其結(jié)果

表4 多元回歸方程方差分析

圖8 L-抗壞血酸與D-異抗壞血酸鈉的復配對鮮切山藥護色效果影響

圖9 L-抗壞血酸與檸檬酸濃的復配對鮮切山藥護色效果影響

圖10 D-異抗壞血酸鈉與檸檬酸的復配對鮮切山藥護色效果影響

根據(jù)方差分析結(jié)果對護色劑復配優(yōu)化，明度差ΔL理論值為1.371 4，最佳配方條件為L-抗壞血酸0.06%、D-異抗壞血酸鈉0.02%、檸檬酸0.24%。進行驗證試驗，取ΔL三次平均值，為1.44，證明了回歸方程的可行性。

2.4 復配護色劑的最佳浸泡時間選擇

由圖11可知，L-抗壞血酸0.06%、D-異抗壞血酸鈉0.02%、檸檬酸0.24%復配后對鮮切山藥片進行不同時間浸泡。隨時間延長，ΔL先下降后期平穩(wěn)，感官評價呈現(xiàn)先上升后期也出現(xiàn)較為平穩(wěn)的趨勢，兩者結(jié)合考慮，當浸泡時間為1.5 h時，護色效果最好。故試驗選擇復配護色劑的最佳浸泡時間為1.5 h。

圖11 復配護色劑不同浸泡時間對鮮切山藥護色效果的影響

3 結(jié)論

山藥中富含多酚類物質(zhì)，極易發(fā)生氧化褐變。通過研究鮮切山藥護色的主要影響因素（熱燙溫度、熱燙時間、護色劑及浸泡時間），運用單因素試驗設計和響應面試驗設計最終確定了護色工藝條件：鮮切山藥片在60 ℃條件下熱燙6 min后冷卻至室溫，再浸泡于含有L-抗壞血酸0.06%、D-異抗壞血酸鈉0.02%、檸檬酸0.24%的混合護色液中1.5 h。用此方法護色得到的淮山藥色澤潤白、質(zhì)地脆嫩、無異味、空氣中較長時間存放不變色。