靳博俊, 閆雨晨, 魏雅星, 孟安娜, 朱新鵬
(安康學院現代農業與生物科技學院,陜西 安康 725000)
香椿(Toona sinensis)是楝科香椿屬落葉喬木,原產于我國中部及南部,在全國22 個省(自治區、直轄市)均有規模化種植,是我國特有的集食用、藥用、材用為一身的木本植物[1-3]。香椿嫩葉具有獨特的濃郁香味,并且營養價值較高,被譽為樹上蔬菜,是萜類、黃酮、苯丙素、生物堿、酚酸和甾體等的優良來源,這些物質具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤、降血糖和神經保護等生理活性作用[4-6]。由于香椿集美味、營養和生理活性作用為一體,成為廣受人們喜愛的木本蔬菜,具有較高的開發利用價值。
香椿嫩葉是一種季節性較強的食物,食用期只有1 個月左右。而且新鮮的香椿嫩葉含水量高,呼吸作用旺盛,采收后極易出現椿葉脫落、失水萎蔫和腐爛變質等現象,在常溫下存放2~3 d 出現掉葉現象,椿梗發生木質化變化,7 d 幾乎喪失其食用價值[7]。為滿足人們對香椿長期食用消費的需求,增加香椿的經濟效益,需要對香椿進行加工。香椿加工一般需要經過燙漂處理后,再經過一系列加工過程可生產香椿醬、香椿泥、香椿罐頭和速凍香椿等產品。所以,燙漂是香椿加工的重要環節。由于燙漂對香椿加工有重要影響,本研究針對香椿燙漂作用、主要燙漂方法,以及燙漂對香椿品質和成分的影響進行研究,為香椿進一步開發利用提供參考。
燙漂處理是香椿加工的重要工序,燙漂處理的好壞,將直接關系到加工制品的質量。燙漂處理可以排除香椿嫩葉中的空氣,有效減少營養成分及活性成分的氧化損失。適度燙漂可改善食用感官品質,如排除不良風味、軟化組織及使其變得富有彈性。燙漂處理能增加細胞透性,便于加工處理,如可縮短干燥時間。燙漂還可以降低原料中的污染物,并且能減少其表面微生物的總數。香椿在燙漂受熱后多酚氧化酶類可被鈍化,停止其本身的生化活動,從而減少香椿進一步褐變,這在后續速凍和干制中尤為重要[8]。由于香椿中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量相比一般蔬菜高,如果食用前不經過適當處理,將導致亞硝酸鹽攝入過多而威脅人體健康,通過燙漂處理,可以降低香椿中的亞硝酸鹽含量,提高產品的食用安全性[9-11]。
燙漂會造成一部分可溶性物質和熱敏性物質的損失,切分越細、溫度越高、時間越長,損失越多。因此,采用適當的燙漂處理可以有效降低營養物質的損失,既能保證香椿的食用安全,又能保持香椿的食用品質。
燙漂較為常用的方法有熱水燙漂法、蒸汽燙漂法和微波燙漂法。熱水燙漂法是將物料置于一定溫度的熱水中加熱,維持一段時間,達到軟化原料、鈍化酶類和降低不良風味等目的,能夠降低硝酸鹽和亞硝酸鹽含量,有利于食用的安全性。該法由于簡便易行,應用廣泛[12]。但熱水燙漂控制不當,易導致香椿可溶性營養成分的流失、組織變的軟爛及色澤變差。
蒸汽燙漂法是將物料置于蒸汽上,使物料升溫并起到滅酶的作用。但由于物料堆放使內外受熱不均勻,燙漂的均勻性差,并且作為間歇操作加工量小。蒸汽燙漂時,物料堆放不宜過厚,并且堆放要疏松,以增大蒸汽與香椿接觸的通透性,增加燙漂的均勻性。與熱水燙漂相比,蒸汽燙漂法具有升溫較快的特點,能使多酚氧化酶快速失活,從而抑制褐變反應[12]。蒸汽燙漂法和熱水燙漂有相同的缺點,如果燙漂過度,香椿顏色將由鮮綠變成黃褐色,組織質構軟爛,食用和加工品質降低。
微波燙漂法是利用微波具有熱穿透力強的熱效應特性,使物料受熱。微波燙漂,具有處理均勻、時間短、營養物質損失少及能耗小等優點,近年來被廣泛研究與應用[13]。由于不同微波爐內微波場分布不均勻,影響滅酶均勻性,并會使原料產生部分焦化[14]。
新型燙漂方法如真空-蒸汽脈動燙漂、超高壓燙漂、歐姆加熱燙漂、射頻燙漂、紅外加熱燙漂及超聲波協同熱燙漂等,尚未見應用于香椿的燙漂處理報道。
香椿由于風味獨特,具有多重生理活性作用而深受人們喜愛,但由于其硝酸鹽(經硝酸還原酶作用轉化為亞硝酸鹽)、亞硝酸鹽含量較高又影響到人們的消費。為此,研究人員對香椿中的亞硝酸鹽含量的變化進行研究,認為燙漂是降低亞硝酸鹽的有效方式。
曹桂敏等[11]對清洗后的香椿,測定亞硝酸鹽平均含量34.1 mg/kg,經沸水燙漂后平均含量4.4 mg/kg。用未經處理的香椿炒蛋,亞硝酸鹽平均含量83.3 mg/kg,經沸水燙漂后的香椿炒蛋,平均含量1.5 mg/kg。沸水燙漂后的香椿可顯著降低亞硝酸鹽含量。趙明燁等[15]研究認為,短時間沸水燙漂是較為合理的香椿加工方式,可有效降低香椿中亞硝酸鹽含量。徐文博等[16]研究認為,加熱5 min 及5%的食鹽水浸泡0.5 h 處理香椿,可降低亞硝酸鹽的含量。 陳麗娟等[8]研究認為,沸水燙漂可顯著降低香椿嫩芽中的亞硝酸鹽含量。杜德魚等[17]研究對比了熱水燙漂、蒸汽燙漂、微波燙漂時亞硝酸鹽溶出的效果,結果表明,熱水燙漂明顯優于蒸汽燙漂和微波燙漂,熱水燙漂適宜條件為料水比1∶25,燙漂水pH 值6~7,燙漂溫度95 °C。宋正蕊[18]對比了新鮮常溫、燙漂(沸水)常溫、新鮮冷藏及燙漂冷藏處理方法的亞硝酸鹽變化,說明經燙漂常溫和燙漂冷藏方法處理后香椿中的亞硝酸鹽明顯低于新鮮常溫和新鮮冷藏方法。
叢云霞等[19]對香椿未清洗、清洗后、燙漂后的亞硝酸鹽變化進行研究,結果表明,香椿清洗3 遍能去除50%以上亞硝酸鹽;燙漂1 min 能去除90%以上的亞硝酸鹽。也有研究認為,燙漂香椿時,30 s 可以去除80%左右的亞硝酸鹽,45 s 可以去除83.86%的亞硝酸鹽[20]。亞硝酸鹽是一種易溶性的物質,在熱水中溶出更快。因而,燙漂處理可以使亞硝酸鹽大量溶出,從而保證香椿的食用安全性。綜上所述,香椿的燙漂從去除亞硝酸鹽角度,以熱水燙漂法為宜,燙漂溫度>95 °C、料水比>1∶25、燙漂時間>30 s。
香椿嫩芽按顏色基本可分為紫香椿和綠香椿,紫香椿在燙漂時紫或紅色會褪去,顏色變深綠;綠香椿燙漂時會由嫩綠變為深綠色。杜德魚等[17]研究了燙漂對香椿色澤的影響,紅油香椿(紫香椿的一種)燙漂處理后,香椿的亮度增加,色澤呈鮮綠色。用色差計比較顏色變化,熱水燙漂香椿的色澤明顯優于蒸汽燙漂和微波燙漂。WANG C 等[21]認為,熱水燙漂比蒸汽燙漂和微波燙漂的顏色得到了較好的保留。程菁菁等[22]對經沸水燙漂、直接冷凍和液氮速凍預處理的香椿,經低溫貯藏 270 d 后用色差計比較,以燙漂處理的香椿嫩葉亮度最高。但從顏色整體情況看,直接冷凍香椿綠色變化最大,而液氮速凍香椿的綠色保存最好,燙漂香椿經長期貯藏顏色會出現泛黃現象。從葉綠素變化來看,液氮速凍香椿葉綠素含量顯著高于直接冷凍和燙漂香椿(P<0.05),說明溫度對葉綠素變化有較大影響,但長期低溫貯藏時,未做任何預處理的直接冷凍香椿葉綠素含量明顯低于燙漂香椿。馬正強等[23]研究了香椿在85、90、95 和100 °C 下的燙漂處理葉綠素和顏色變化規律,結果表明,香椿葉綠素和顏色對熱的穩定性較差,并且溫度愈高,葉綠素降解越快,顏色變化程度越大;而且隨溫度的提高和燙漂時間的延長,香椿顏色的變化大大加快。香椿葉綠素和顏色的熱降解符合一級反應動力學模型,葉綠素含量與顏色變化呈顯著線性關系。這些研究表明,燙漂處理中適當降低溫度及縮短處理時間,可以降低葉綠素的損失,有助于保護香椿色澤。
色澤是香椿品質的重要因素之一,在燙漂時同時進行護色處理,是保持香椿品質的重要措施。香椿顏色變化的主要原因,一是酶促褐變,包括酚類物質在多酚氧化酶的作用下發生顏色變化;二是因為葉綠素較不穩定,對光、熱、酸和堿等敏感,容易被破壞,從而使其他色素顏色顯現出來。柯樂芹[24]以新采摘的香椿為材料,以食鹽、鋅、銅鹽為護綠劑,分別選擇3、-6 和-18 °C 對其進行貯藏,結果表明,香椿采用0.05% Na2CO3溶液進行燙漂處理,冷卻后置于5%的食鹽和0.05% CaCl2護色液中,在-18 °C 進行存放,經過長達半年的貯藏,仍能保持良好的鮮綠色。燙漂后香椿的色澤,對需要保留一定香椿外形和色澤的加工產品(如香椿醬、香椿罐頭、速凍香椿等)的商品價值影響較大,所以應控制香椿色澤不發生過度的褐變。控制色澤的變化,主要是控制好燙漂的工藝條件,如溫度盡可能低、時間盡可能短,還可采取添加護色劑進行護色。
香椿具有獨特的風味,是人們喜愛香椿的重要原因。香椿中的風味物質復雜,產地和種源不同,風味物質有差異,這些風味物質有醇類、酯類、吡嗪類、酮類、萜類化合物、有機硫化物、醛類、酸類和酚類等[25-27]。楊慧等[28]研究表明,香椿嫩芽經過沸水燙漂后,揮發性成分種類增多,呈刺激性氣味的化合物如含硫物質相對含量減少,烯類等呈柔和氣味增加,提升了香椿的香味品質。程菁菁等[22]指出,含硫類(主要為噻吩類)賦予香椿刺激性香辛風味,萜烯類使香椿具有花香、果香等愉悅氣味,醇類、酯類和酮類起到修飾香椿整體風味的作用;對燙漂、直接冷凍和液氮速凍預處理的香椿進行比較,在揮發性成分保留方面,燙漂香椿處理>液氮處理>直接冷凍。WANG C等[21]在比較熱水燙漂、蒸汽燙漂和微波燙漂后,認為熱水燙漂比蒸汽燙漂和微波燙漂的特征香氣保留率較高。ZHAI X T[29]研究發現,燙漂過程中硫化合物、醛類、醇( E ) - 2 -己烯- 1 -醇和酚類會快速損失。這些研究說明,燙漂對香椿的風味物質有著復雜的影響,易揮發成分減少,有的成分則在加熱過程中因反應生成而增加,但燙漂能夠改善香椿的食用感官品質。
燙漂由于水和熱的影響,會造成水溶性物質的流失和熱敏性物質的損失。因而,需要對溫度、時間和料水比等燙漂條件進行控制,達到既能改善感官品質和保證食用安全性,又盡可能減少營養物質和生理活性物質的損失。趙明燁等[15]研究了燙漂對抗壞血酸和多酚的影響,認為長時間熱燙對抗壞血酸含量影響相對較大,而香椿多酚在燙漂時間較短時影響較小,燙漂時間>5 min,損失率均>60%。徐文博等[16]研究發現,燙漂時間5 min 及5%的食鹽水浸泡0.5 h 相對其他處理(不同食鹽濃度和處理時間)維生素C、維生素E、多糖和多酚含量較高,但比新鮮香椿都有不同程度的損失。 陳麗娟等[8]研究表明,沸水燙漂時間對香椿中維生素C 和多酚的含量有相同的變化;在燙漂時間0.5~1.0 min,黃酮含量急劇下降;隨著燙漂時間延長,可溶性蛋白含量逐漸降低,但影響相對要小。WANG C 等[21]在對香椿的熱水燙漂、蒸汽燙漂和微波燙漂研究中發現,熱水燙漂活性成分、抗氧化活性和香氣特征得到了較好的保留;3 種燙漂處理下,觀察到3 種酚類化合物(沒食子酸、槲皮素和山奈酚)呈明顯上升趨勢。
燙漂導致的成分變化,會影響到抗氧化性能。朱宏等[30]研究發現,總酚含量在100 °C 沸水燙漂前5 min 內明顯下降,與燙漂時間呈負相關;5 min時,剩余總酚含量占對照的39.6%;而5~7 min 時,總酚含量變化幅度微小。燙漂過程中,香椿多酚的鐵離子還原力和DPPH 自由基清除率在對照水平上下浮動,沒有明顯升高或降低的趨勢,變化幅度均<10%。佀鳳為等[31]將香椿芽進行殺青護色,浸入含0.5%小蘇打的沸水中燙漂30 s,取出移入0.25%的小蘇打冷水中浸泡5 min,再經0.4%明膠溶液脫苦后烘干。將經過每個工序處理的香椿芽提取多酚,進行抗氧化能力檢測;結果表明,與新鮮香椿相比,經過3 個工序后,多酚含量累積損失95.2%,DPPH·清除率下降92.0%,亞鐵還原能力下降72.6%,超氧陰離子清除能力下降83.3%。袁長梅等[32]研究發現,與新鮮香椿相比,總黃酮、生物堿及總多酚在燙漂后都明顯降低,但沒食子酸的含量顯著增加。沸水燙漂時間1~3 min,提取液對DPPH·清除能力的變化不明顯;與新鮮香椿相比,沸水燙漂處理1 和3 min 時香椿FRAP值無明顯差異,當沸水燙漂處理5 min 后FRAP值顯著降低,說明隨著沸水燙漂處理時間的增加,抗氧化作用呈下降趨勢。抗氧化性能的這些不同變化,可能與研究中試驗設計的燙漂處理方式和條件有關,也與部分酚類物質(沒食子酸、槲皮素和山奈酚)不降反升有關。從上述研究結果來看,熱水燙漂、蒸汽燙漂和微波燙漂均會造成營養物質和生理活性物質一定的損失,而以熱水燙漂的影響相對較小,但熱水燙漂時間越長影響越大,抗氧化能力下降。
香椿用于烹飪和加工,經過燙漂處理,食用品質、營養成分和生理活性成分會發生變化,因而研究燙漂對香椿品質的影響具有現實意義。燙漂以熱水燙漂為宜,既能改善香椿的食用感官品質,有效降低亞硝酸鹽含量保證食用安全性,又能盡可能減少營養物質和生理活性物質的損失。根據香椿加工產品的需要,研究燙漂工藝條件,尤其是添加護色劑等添加物對香椿成分和品質的影響,是研究香椿燙漂的方向。