不同護色預處理對鐵棍山藥熱風干燥特性及品質變化的影響

肖亞冬 楊慧珍 李大婧

摘要：為了研究護色聯合燙漂處理是否能夠提高鐵棍山藥切片干燥速率和干制后品質，采用6種單一或復合護色液對切片鐵棍山藥進行護色，然后通過熱燙處理，分析其熱風干燥后感官和營養品質變化。結果表明：未經護色處理的山藥片干燥時間最短，經護色處理后會在一定程度上提高其前期干燥速率，但總干燥時間變長。經不同護色預處理干燥后山藥片收縮率變大、復水比變小;未經護色預處理干燥后山藥片的總色差值變化最大，且與其他護色處理之間具有顯著性差異（P<0.05），其中熱燙90 s和0.1%檸檬酸+0.1%NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s護色預處理干燥后山藥片色差變化較小。不同護色預處理干燥后山藥片維生素C和多糖含量變化之間無關聯性，未經護色處理干燥后山藥片中維生素C含量最高，多糖含量最低;而經0.1%檸檬酸+0.1%NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s處理后山藥干燥樣品中多糖含量最高。因此，復合護色聯合燙漂處理能夠一定程度改善鐵棍山藥切片干燥后色澤，且多糖含量保留率較高，但維生素C損失較多。

關鍵詞：山藥;護色聯合燙漂預處理;熱風干燥;品質變化;干燥時間;色澤

中圖分類號： TS255.3? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）20-0218-06

山藥，學名薯蕷（Dioscorea oppositifolia L.），是薯蕷科薯蕷屬植物，纏繞草質藤本。而鐵棍山藥是許多山藥品種中的一個，產于河南省，以焦作市溫縣一帶最為有名。因其表皮有像鐵銹一樣的痕跡，故得名鐵棍山藥。山藥營養豐富，含有皂苷、黏液質、糖蛋白、自由氨基酸、多酚氧化酶、煙酸、抗壞血酸及微量元素等，具有很高的食用和營養價值，可預防心血管疾病及肥胖，提高機體免疫力，增強機體消化吸收功能，抗腫瘤，延緩衰老和抗氧化，降血壓等[1-4]。然而，新鮮山藥不耐貯存，容易發霉褐變，因此，可將其進行脫水干燥處理來延長它的保質期。

山藥中含有的多酚類物質在多酚氧化酶（PPO）的催化作用下容易發生褐變，導致其色澤、風味和質地的變化，從而影響山藥干制品的商業價值。當前，有關山藥脫水干燥的研究較多，涉及熱風干燥[5-6]、熱泵干燥[7]、紅外干燥[8]、微波干燥[9]及其他聯合干燥方式[10-12]。其中，熱風干燥因經濟適用且樣品處理量較大，是產業化應用中最為常見的干燥方法。近年來，針對山藥干燥前進行護色處理以提高其干制品品質的研究較少，仍停留在十幾年前，且多數為山藥保鮮或速凍加工護色。韓濤等在切割山藥片的保鮮護色中采用了檸檬酸、維生素C和氯化鈣的復合護色液處理，發現復合護色液對山藥片的色澤能夠起到保護作用[13]。狄建兵等在山藥速凍工藝的研究中采用了混合護色液對山藥片進行處理，結果表明0.3%氯化鈉、1.0%維生素C和0.6%檸檬酸護色效果最佳[14]。然而，目前山藥干制加工過程中的護色較多采用的是熏硫處理，這樣會產生硫超標的問題，影響消費者的身體健康。因此，基于前人的研究，本研究以山藥干燥前護色和提高其后期干燥速率為目的，開展鐵棍山藥片的單一或復合護色液聯合熱燙處理，通過對山藥片干燥前后色澤、熱風干燥曲線及干制品品質分析，獲得山藥片熱風干燥前的較佳護色處理方式，以期為實際生產提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鐵棍山藥購于南京市孝陵衛農貿市場，初始含水率為（72.07±0.43）%。山藥粗細均勻、無病蟲害，清洗去皮后切成厚度為（5.00±0.02） mm 的薄片待用。

Folin酚試劑，上海麥克林生化科技有限公司;偏磷酸、碳酸鈉、酒石酸鉀鈉，南京化學試劑股份有限公司;氫氧化鈉、乙酸，西隴化工股份有限公司;苯酚，成都市科龍化工試劑廠;無水乙醇、甲醇、葡萄糖、碳酸氫鈉、牛血清白蛋白、濃硫酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁、3，5-二硝基水楊酸、亞硫酸鈉（均為分析純），國藥集團化學試劑有限公司;沒食子酸、L（+）-抗壞血酸、蕓香苷標準品，上海源葉生物科技有限公司;2，6-二氯酚靛酚、考馬斯亮藍G-250，上海藍季科技發展有限公司;結晶酚，北京索萊寶科技有限公司;葡萄糖測定試劑盒，南京建成生物工程公司。

JYC-21ES55C電磁灶，九陽股份有限公司;DHG-9073B5-Ⅲ型電熱恒溫鼓風箱，上海新苗醫療機械制造有限公司;FW100高速萬能粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司;BS-224-S萬分之一分析天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司;CM-700d1 全自動色差計，日本柯尼卡美能達公司;dTrite電子滴定器，北京東南儀誠實驗室設備有限公司;UV-6300型紫外分光光度計，上海美譜達儀器有限公司;KH-7200-DB型數控超聲波清洗器，昆山河床超聲儀器有限公司;HH-8恒溫水浴鍋，金壇市環保儀器廠;H3-16KR臺式高速冷凍離心機，湖南可成儀器設備有限公司;DNP-9052BS-Ⅲ電熱恒溫培養箱，上海新苗醫療器械制造有限公司。

1.2 試驗設計及方法

1.2.1 山藥干燥方法 將切片厚度為（5.00±0.02） mm的山藥片進行不同的護色預處理，然后置于（98±2） ℃熱水中燙漂90 s，之后用流動水冷卻并于通風處瀝干表面水分，之后將200 g山藥片平鋪于網狀托盤（35 cm×45 cm，篩孔直徑為5 mm）內，設定溫度為65 ℃，風速為1 m/s，干燥時間6 h。試驗于2020年8月在江蘇省農業科學院農產品加工研究所3樓理化分析實驗室完成。

1.2.2 不同護色預處理方法 （1）未處理樣品：稱取200 g樣品用流動水清洗干凈。（2）熱燙90 s：稱取200 g樣品置于（98±2） ℃熱水中燙漂護色，之后立即用流動水冷卻至室溫并于通風處瀝干表面水分。（3）0.1%檸檬酸+熱燙90 s：稱取200 g樣品置于質量分數為0.1%的檸檬酸護色液中浸漬 20 min，然后于（98±2） ℃熱水中熱燙處理，之后立即用流動水冷卻至室溫并于通風處瀝干表面水分。（4）0.1%NaCl+熱燙90 s：稱取200 g樣品置于質量分數為0.1%的NaCl護色液中浸漬20 min，然后于（98±2） ℃熱水中熱燙處理，之后立即用流動水冷卻至室溫并于通風處瀝干表面水分。（5）0.1%檸檬酸+0.5%氯化鈣+熱燙90 s：稱取200 g樣品置于質量分數為0.1%檸檬酸+0.5%氯化鈣復合護色液中浸漬20 min，然后于（98±2） ℃熱水中熱燙處理，之后立即用流動水冷卻至室溫并于通風處瀝干表面水分。（6）0.1%NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s：稱取200 g樣品置于質量分數為0.1%NaCl+0.5%氯化鈣復合護色液中浸漬20 min，然后于 （98±2） ℃ 熱水中熱燙處理，之后立即用流動水冷卻至室溫并于通風處瀝干表面水分。（7）0.1%檸檬酸+0.1%NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s：稱取200 g樣品置于質量分數為0.1%檸檬酸+0.1%NaCl+0.5%氯化鈣復合護色液中浸漬20 min，然后于（98±2） ℃熱水中熱燙處理，之后立即用流動水冷卻至室溫并于通風處瀝干表面水分。

1.3 指標測定

1.3.1 水分含量 按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中的方法測定鐵棍山藥新鮮樣品和干燥后樣品中的水分含量。

1.3.2 色澤 采用手持式全自動色差計測定山藥片的色差，以儀器白板色澤為標準，對山藥片鮮樣和干燥樣進行色差變化的測量。其中L*值（lightness，亮度），其值在0～100之間，0表示黑色，100表示白色。a*值（redness，紅色度），“+”值表示偏紅，“-”值表示偏綠，值越大表示偏向越嚴重;b*值（yellowness，黃色度），“+”表示被測物偏黃，“-”值表示被測物偏藍，值越大表示偏向越嚴重。ΔE為總色差，表示山藥片干燥前后色澤的變化，其計算如公式（1）所示：

1.3.3 維生素C含量 按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中第三法2，6-二氯靛酚滴定法對山藥片鮮樣和干燥后樣品中維生素C的含量進行測定。本研究中對上述方法稍作修改，具體為：分別將冷凍干燥和不同護色處理熱風干燥后山藥片進行打粉，稱取粉末樣品（2.50±0.01） g，用20 mL偏磷酸溶液溶解后轉移至50 mL容量瓶至燒杯中無殘渣，然后用偏磷酸溶液定容至50 mL，之后搖勻過濾。準確吸取10 mL濾液于50 mL錐形瓶中，用標定過的2，6-二氯靛酚溶液滴定，直至溶液呈粉紅色15 s不褪色為止。同時做空白試驗。維生素C含量計算如公式（2）所示：

式中：X為樣品中維生素C含量，單位mg/100 g;V為滴定試樣所消耗2，6-二氯靛酚溶液的體積，單位為mL;V0為滴定空白所消耗2，6-二氯靛酚溶液的體積，單位為mL;T為2，6-二氯靛酚溶液的滴定度，即每毫升2，6-二氯靛酚溶液相當于抗壞血酸的毫克數（mg/mL）;A為稀釋倍數;m為試驗質量，單位為g。

1.3.4 復水比 將干燥后的山藥片放入蒸餾水中浸泡60 min后，取出放在無風處瀝水20 min，再用濾紙去除表面水分，最后稱重[15]。計算如公式（3）所示：

1.3.6 多糖含量 （1）樣品處理。熱風干燥后經研磨制得的山藥粉，準確稱取1.00 g于50 mL離心管中，加入20 mL 50%（體積分數）的乙醇，超聲輔助浸提 30 min，9 000 r/min離心5 min，移取上清液于 50 mL 容量瓶中，沉淀再次浸提、離心，濾液定容至50 mL。（2）山藥片中多糖測定。采用苯酚-硫酸法[17]，具體方法為：①葡萄糖-總糖標準曲線的制作：準確稱取105 ℃烘干至恒質量的標準葡萄糖0100 0 g于100 mL容量瓶中定容，加入蒸餾水溶解并定容至刻度，搖勻;再移取10 mL于100 mL容量瓶中定容，搖勻，得到0.1 mg/mL的葡萄糖標準溶液。分別移取標準溶液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL于7支試管中，各試管分別加蒸餾水至3.0 mL，再加入6%苯酚溶液1.0 mL，混勻，然后加濃硫酸6.0 mL，充分混合，室溫放置30 min后于490 nm 處測吸光度，同時以蒸餾水按同樣顯色操作作為空白。橫坐標為葡萄糖濃度，縱坐標為吸光度，繪制標準曲線，為y=3.5x+0.151 2（r2=0.998 9）。②樣品測定：將浸提液稀釋10倍，移取0.2 mL樣品液于試管中，加入蒸餾水至3 mL，然后向各試管中加入6%苯酚溶液1.0 mL，搖勻后加 6 mL 濃硫酸溶液混勻，室溫放置30 min后于 490 nm 處測吸光度。根據標準曲線計算總糖含量。

1.4 數據統計分析

每個樣品平行3次重復3次，利用Origin Pro 2019b軟件作圖;采用SPSS 25.0軟件中ANOVA方差分析，由Duncans多重比較分析均值差異的顯著性，顯著水平P<0.05。

2 結果與分析

2.1 不同護色預處理對山藥片熱風干燥特性的影響

由圖1可知，隨著干燥時間的推進，不同護色預處理后山藥片的濕基含水率逐漸下降。其中，未經護色預處理的山藥片干燥時間最短，在干燥5 h后其水分含量降至5%以下;經熱燙90 s處理的樣品在3.5 h之前的干燥速率最快，其他護色處理方式干燥速率基本一致。經不同護色處理后山藥片在干燥6 h后其含水率高低順序為D>C>E>B>G>F，分別為12.03%、11.89%、11.05%、7.97%、6.74%和5.00%，表明護色預處理后山藥片干燥時間延長，僅0.1%NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s處理能在6 h左右達到干燥終點。這可能是因為在護色處理后均增加了燙漂步驟，雖然使其中的酶失活，但導致山藥結構更加致密，進而出現干燥時間增加的現象。

2.2 不同護色預處理對山藥片收縮率和復水比的影響

由圖2可知，未處理的新鮮山藥干燥后其收縮率最小，添加有0.1%氯化鈉的護色處理方式干燥后收縮率居中，其余處理方式之間無顯著性差異（P<0.05）。

由圖3可知，不同護色處理后對山藥片進行干燥，其復水比具有顯著性差異（P<0.05）。其中，未處理的新鮮山藥干燥后其復水比最大，其次為熱燙90 s后樣品，未添加氯化鈣護色處理的山藥片干制品復水比之間無顯著性差異（P<0.05），檸檬酸與氯化鈣復合護色處理后其復水比最小，剩余處理方式之間無顯著性差異（P<0.05）。

2.3 不同護色預處理對山藥片干燥前和干燥后色澤的影響

由表1可知，不同護色處理后干燥前山藥片之間的總色差無顯著性差異（P<0.05），表明單一或復合護色對山藥片干燥前的色澤并無影響。其中，新鮮山藥片的亮度值最大，而不同護色處理后其亮度值降低，熱燙處理后山藥片L*值最小，其他處理之間L*值無顯著性差異（P<0.05）。同樣地，新鮮山藥片的a*值最高，且具有顯著性差異（P<005），熱燙處理和0.1%檸檬酸聯合熱燙處理的紅綠值之間具有顯著性差異，其余處理與二者之間無顯著性差異（P<0.05）。除新鮮山藥片外，不同護色處理黃藍值之間無顯著性差異（P<0.05）。

由表2可知，未經護色處理山藥片干燥后總色差變化最小，經單一或復合護色處理干燥后山藥片總色差較大，但不同處理之間變化不同，表明不同護色處理對山藥片干燥后色澤具有一定影響。其中，熱燙90 s和0.1%檸檬酸+0.1% NaCl+0.5% CaCl2聯合熱燙護色2種處理的總色差之間無顯著性差異，較其他處理變化稍小，其余4種護色預處理干燥后山藥片總色差之間無顯著性差異（P<005）。不同護色預處理干燥后山藥片色澤指標中變化較大的為b*值，即經護色預處理山藥片干燥后黃度值變大，并且不同處理之間具有顯著性差異（P<0.05）。其中，0.1%檸檬酸聯合熱燙護色處理

干燥后山藥片b*值最大，其次為0.1% NaCl聯合熱燙和0.1%檸檬酸+0.1% NaCl+0.5% CaCl2聯合熱燙，而熱燙、0.1%檸檬酸+0.5% CaCl2聯合熱燙和0.1% NaCl+0.5% CaCl2聯合熱燙之間無顯著性差異（P>0.05），值得一提的是未經護色處理后樣品b*值變化最小，但較鮮樣仍有顯著性差異（P<0.05）。不同護色預處理干燥后山藥片L*值與鮮樣之間具有顯著性差異（P<0.05），相互之間無顯著性差異，說明不同護色處理對山藥片干燥后山藥片亮度值無影響。由總色差結果可知，未處理干燥后樣品其色差變化最大，說明不同護色預處理能夠改善山藥片干燥后的色澤變化。

2.4 不同護色預處理后對山藥片營養品質的影響

由圖4可知，未經處理的山藥片干燥后其維生素C含量最高，為（3.96±0.02） g;經護色處理后其維生素C含量顯著下降（P<0.05），原因是維生素C作為一種水溶性成分，在護色浸漬后的燙漂過程中有損失。比較不同護色處理干燥后樣品維生素C含量可知，經0.1%檸檬酸+0.1% NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s處理后樣品維生素C含量最低，其次為0.1%檸檬酸+熱燙90 s處理樣品， 其余護色處理之間維生素C含量無顯著性差異（P>0.05）。

由圖5可知，與維生素C含量不同，未經處理山藥片中檢測到的多糖含量較低，且與含量最低的經0.1% NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s護色處理后樣品之間無顯著性差異（P>0.05）。有趣的是，經0.1%檸檬酸+0.1% NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s處理后山藥干燥樣品中多糖含量最高，為（5651±2.67） g，與維生素C含量變化完全相反，這可能是因為在該復合護色條件下，經一定時間熱風干燥后山藥中多糖更容易被提取出來。從圖5中還可看出，0.1% NaCl+熱燙90 s和0.1%檸檬酸+05%氯化鈣+熱燙90 s護色處理后的山藥干制品中多糖含量與最高值之間無顯著性差異（P>0.05）。

3 結論與討論

采用6種單一或復合護色處理后對鐵棍山藥片進行熱風干燥處理，發現未經護色處理的山藥片干燥時間最短，經護色處理后會在一定程度上提高其前期干燥速率，但總的干燥時間卻變長，原因可能是護色工藝中的燙漂步驟導致淀粉質的山藥片結構更加致密，從而增加了山藥片的干燥時間。由干燥后山藥片的收縮率和復水比可知，經不同護色預處理干燥后山藥片的收縮率變大、復水比變小，說明護色處理對山藥片干制品的這2個指標具有反作用。然而，由山藥片干制品色澤變化可知，未經護色預處理干燥后山藥片其總色差變化最大，且與其他護色處理之間具有顯著性差異，其中熱燙90 s和0.1%檸檬酸+0.1% NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙 90 s 護色預處理干燥后山藥片色差變化較小。說明護色預處理能夠改善山藥片干燥后的色差變化。比較不同護色預處理干燥后山藥片維生素C和多糖含量變化發現，不同營養成分的變化之間并無關聯性，護色處理中的燙漂步驟會使易溶于水的維生素C含量顯著降低，但檢測到的多糖含量則會增加，猜測可能是因為一定程度的熱處理提高了多糖的提取率。然而，經0.1%NaCl+0.5%氯化鈣+熱燙90 s護色處理后山藥片中多糖含量并未提高，其原因有待進一步研究。

綜上可知，一定厚度山藥片的護色預處理對其干燥后的色澤具有一定改善作用，且能提高其活性物質多糖的提取率，但對山藥片其他品質的影響作用并不明顯。因此，在接下來的研究中，需通過對不同厚度、不同熱燙時間及不同濃度的復合護色液組分等開展試驗，并進一步分析山藥片干制品的品質變化，以期獲得商品性更高的山藥片干制品。

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