檳榔加工工序?qū)ζ淅砘再|(zhì)的影響

陳升，龔卓，尹興筍，周春，歐陽(yáng)夢(mèng)云*

1.湖南伍子醉實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 （湘潭 411228）；2.常德市自來(lái)水有限責(zé)任公司 （常德415001）

檳榔（ArecacatechuL.）又名大腹子、仁頻、突門、洗瘴丹、馬金南、國(guó)馬（云南）、青仔（臺(tái)灣）、檳門（廣東）、榔玉等[1]，檳榔分為藥用檳榔（檳榔仁）和食用檳榔（檳榔殼），全球有6億～12億的檳榔食用者[2]，檳榔成為僅次于尼古丁、乙醇和咖啡因的世界第四大嗜好物品[3]。

食用檳榔部分是鮮食，更多的用于加工成休閑嚼塊，咀嚼檳榔可以提神醒腦并給人一種愉悅感[4]。針對(duì)檳榔研究，大多數(shù)是關(guān)于毒性[5-7]和活性物質(zhì)提取[8-10]的研究，在食用檳榔加工工序方面的研究中針對(duì)某一種工序或某一種活性物質(zhì)的研究也較多，如黃群等[11]用蒸汽爆破技術(shù)優(yōu)化檳榔加工工藝，能增加檳榔口味的豐富性、咸味、鮮味并降低苦味，他們還發(fā)現(xiàn)檳榔干果經(jīng)加工處理后檳榔堿含量會(huì)降低[12]。而對(duì)于食用檳榔整個(gè)加工過(guò)程對(duì)其理化性質(zhì)的系統(tǒng)研究較少。

因此，以食用檳榔為研究對(duì)象，探究從檳榔干果到加工成食用檳榔過(guò)程中的理化性質(zhì)。測(cè)定各個(gè)工序檳榔殼中的總多酚、有機(jī)酸、單寧含量及檳榔生物堿等活性成分和檳榔果的水分、硬度等參數(shù)，為提高食用檳榔的品質(zhì)和優(yōu)化工藝提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

各工序檳榔籽（湖南伍子醉實(shí)業(yè)集團(tuán)）。

甲醇（色譜純，美國(guó)天地有限公司）；磷酸二氫鉀（分析純，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)有限公司）；沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品、蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品、奎寧酸標(biāo)準(zhǔn)品、乙酸標(biāo)準(zhǔn)品（上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）；檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)品（北京壇墨）。

1.2 儀器與設(shè)備

101-3AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；Agilent 1260高效液相色譜儀（配VWD紫外檢測(cè)器和CDS2.3色譜工作站，美國(guó)Agilent公司）；ME-204分析天平、MS105DU半微量天平（梅特勒儀器有限公司）；ZWM-BAI-H120超純水機(jī)（湖南中沃水務(wù)環(huán)?？梢杂邢薰荆?；16D033超聲波清洗機(jī)（寧波新芝科技有限公司）；EVOLUTION220分光光度計(jì)（賽默飛科技有限公司）；TD5A型離心機(jī)（平凡科技有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 檳榔的加工

檳榔的加工工藝流程采用黃群等[13]用的工藝。工藝流程：原果—預(yù)發(fā)—汽爆（滅菌）—發(fā)制—烤籽—一次上膠—壓籽—二次上膠—晾籽—切籽—去核→點(diǎn)鹵→晾片。試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定均為挑選同一批次中3個(gè)位置各取600 g，混勻后隨機(jī)作為樣品測(cè)定，做3次平行，取平均值；樣品取回來(lái)后去掉爛籽，放-18 ℃冷凍保存。

1.3.2 檳榔殼中各成分的提取

隨機(jī)選取10顆檳榔去掉核后剪碎，稱取2 g左右，用70%乙醇水（體積比）以1∶30比例浸泡超聲提取3 h，過(guò)濾，得萃取液，用于酚類化合物、單寧和有機(jī)酸及生物堿含量的測(cè)定[3,14]。

1.3.3 水分的測(cè)定

水分的測(cè)定參考GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》[15]。

樣品的測(cè)定：將檳榔用剪刀剪成約2 mm單根細(xì)絲狀，取4.0 g置于皿中，放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，于103 ℃烘烤4 h，取出置于干燥器內(nèi)，放冷至室溫后稱量，放入103 ℃鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，30 min后取出，放冷至室溫稱量，循環(huán)此操作至恒重。

1.3.4 硬度和彈性的測(cè)定

將檳榔放置于ENS-PRO型質(zhì)構(gòu)儀的載物臺(tái)上，探頭圓盤TPA擠壓探頭，直徑75 mm。加載程序：測(cè)試前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度1.00 mm/s，觸發(fā)值5.0 g，測(cè)試形變量40%，實(shí)施二次擠壓試驗(yàn)，對(duì)檳榔的硬度、彈性進(jìn)行測(cè)定，每一個(gè)樣品取10顆做平行。

1.3.5 總酚含量檢測(cè)

選用福林酚法[16-19]測(cè)定檳榔中總酚含量。測(cè)定條件：1 mol/L福林酚試液1 mL，10.6%碳酸鈉4 mL，反應(yīng)時(shí)間60 min，于波長(zhǎng)760 nm處測(cè)定吸光度[14]。

樣品的測(cè)定：取1 mL萃取液，稀釋20倍，取1 mL稀釋后的溶液置于20 mL刻度試管中，加入6 mL純水，加1 mL Folin-Denis試劑，用力搖勻，靜置6 min，加入4 mL 10.6%碳酸鈉溶液，補(bǔ)足體積至20 mL，充分混勻，室溫下靜置1 h，于波長(zhǎng)760 nm處測(cè)吸光度（A760）。取1 mL蒸餾水代替萃取液，按照上述程序處理作為空白對(duì)照，以沒(méi)食子酸作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.6 有機(jī)酸含量檢測(cè)

有機(jī)酸含量檢測(cè)參考GB 5009.157—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中有機(jī)酸的測(cè)定》[20]，優(yōu)化后采用的色譜條件[21-24]：色譜柱采用C18色譜柱或性能相當(dāng)；檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm，柱溫30 ℃；流動(dòng)相為甲醇5%-磷酸鹽緩沖液95%，其中磷酸鹽緩沖液0.02 mol/L NaH2PO4；流動(dòng)相流速0.3 mL/min；進(jìn)樣量10 μL；以檸檬酸、乙酸、奎寧酸、蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品做曲線，外標(biāo)法定量測(cè)定有機(jī)酸的含量。

1.3.7 生物堿含量檢測(cè)

選用HPLC法[25-29]測(cè)定檳榔在加工過(guò)程中四種生物堿含量的變化規(guī)律。色譜條件：ZORBAX 300-SCX（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相為乙腈（A）-0.2%磷酸水（45+55，V/V）；檢測(cè)波長(zhǎng)215 nm；柱溫35 ℃；流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量10 μL。

1.3.8 單寧含量檢測(cè)方法

檳榔中單寧含量較高，主要類型是縮合單寧（原花青素），原花青素是影響食物口感（澀味和苦味）的主要成分[30-31]。單寧是酚類化合物的一種，大多數(shù)學(xué)者選用分光光度法測(cè)定其含量[32-34]。

樣品的測(cè)定：取1 mL萃取液置于20 mL磨口刻度試管中，加入3 mL香蘭素-甲醇溶液（質(zhì)量濃度40 g/L）搖勻，加入1.5 mL濃鹽酸再搖勻，20 min后，于波長(zhǎng)500 nm處測(cè)定吸光度（A500），以兒茶素做標(biāo)準(zhǔn)曲線，以純水作為空白對(duì)照。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及各含量的計(jì)算

使用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并進(jìn)行圖形繪制，每組試驗(yàn)重復(fù)3次測(cè)定，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差?？偡雍?、有機(jī)酸含量和生物堿含量（mg/g）均按式（1）計(jì)算。

式中：C為高效液相色譜或紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)測(cè)定的質(zhì)量濃度，μg/mL；V為定容體積，mL；d為稀釋倍數(shù)；m0為原料質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同加工工序中檳榔殼的水分的變化

將檳榔剪碎用直接干燥法測(cè)定水分，結(jié)果如圖1所示。倉(cāng)庫(kù)保存的原果水分在20%左右，經(jīng)預(yù)發(fā)、汽爆和發(fā)制后水分明顯升高，最高達(dá)40%左右，預(yù)發(fā)、汽爆和發(fā)制的工藝流程時(shí)為給檳榔原果增香加甜，此時(shí)的甜味劑和香料都是溶于水中，在此過(guò)程中檳榔原果吸收大量水分?？咀咽菍⒍嘤嗟乃秩コ?，所以此是為給檳榔增香，添加的香料也是溶于水中，因此悶香也會(huì)明顯增加烤完后的籽的水分，壓籽和打表工序基本對(duì)水分沒(méi)有影響，經(jīng)過(guò)晾片后的點(diǎn)鹵籽水分被控制在20%左右，更有利于口感和貨架期的穩(wěn)定。

圖1 檳榔加工不同工序中檳榔殼的水分含量

2.2 不同加工工序中籽的硬度的變化

將檳榔利用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。檳榔在預(yù)發(fā)、汽爆、發(fā)制后烤籽、悶香、壓籽及打表的過(guò)程中，硬度表現(xiàn)出來(lái)的變化規(guī)律呈現(xiàn)先降低后升高再降低的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樵陬A(yù)發(fā)、汽爆和發(fā)制的工藝流程中檳榔的水分不斷升高，因此硬度在不斷下降，并且汽爆是通過(guò)快速泄壓的方式進(jìn)行，該方法破壞檳榔原有的纖維結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致硬度大幅下降。烤籽工藝對(duì)質(zhì)構(gòu)影響較大，水分散失導(dǎo)致纖維縮聚結(jié)合，導(dǎo)致其堅(jiān)硬程度再次上升[35]；經(jīng)一次上膠—壓籽—二次上膠流程后檳榔的水分又明顯升高，所以檳榔的硬度再次出現(xiàn)下降，最終成品的水分被稍微晾干，因此硬度稍有提高。

圖2 檳榔加工不同工序中檳榔的硬度

2.3 不同加工工序中籽的總酚含量的變化

檳榔殼剪碎后經(jīng)超聲萃取，萃取液利用分光光度計(jì)測(cè)得總酚含量的結(jié)果，如圖3所示。原果經(jīng)預(yù)發(fā)、汽爆及發(fā)制后檳榔中的總酚含量呈下降趨勢(shì)，在發(fā)制工序中下降尤為明顯，這可能是因?yàn)槠^(guò)后的檳榔果纖維膨脹松軟，又經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫發(fā)制，內(nèi)含物更容易揮發(fā)流失。經(jīng)烤籽工序后總酚又有所回升，這可能是因?yàn)闊岷娓蛇^(guò)程中由于分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，檳榔核的水分逐漸滲入殼中最終經(jīng)外殼散失，酚類物質(zhì)在水中有一定溶解性，檳榔核中的酚類物質(zhì)遠(yuǎn)多于檳榔殼中的[36]，因此酚類物質(zhì)也會(huì)隨水分由核遷移至殼。一次上膠工序跟發(fā)制工序類似，因?yàn)榻?jīng)過(guò)烘烤過(guò)后的檳榔殼纖維更加緊實(shí)致密，因此總酚含量稍有下降，后續(xù)的壓籽—二次上膠到成品的工序?qū)偡雍炕緹o(wú)影響。

2.4 不同加工工序中籽的有機(jī)酸含量的變化

檳榔殼剪碎后經(jīng)超聲萃取，萃取液利用高效液相色譜法測(cè)得有機(jī)酸含量的結(jié)果，如圖4所示。從原果到汽爆這3個(gè)工序，檳榔殼中的有機(jī)酸在損失。這可能是因?yàn)闄壚浦杏袡C(jī)酸是水溶性物質(zhì)，預(yù)發(fā)工序中檳榔干果用大量水浸泡達(dá)到濕軟狀態(tài)，有機(jī)酸溶于水中而損失，而在汽爆工序中檳榔被蒸汽完全包裹，再快速泄壓，這個(gè)過(guò)程萃取出一部分有機(jī)酸跟著蒸汽被排出。發(fā)制工序后檳榔殼有機(jī)酸有所提高，這可能是因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí)間的高溫發(fā)制過(guò)程中，檳榔核中的有機(jī)酸通過(guò)分子間運(yùn)動(dòng)和水分的平衡轉(zhuǎn)移到檳榔殼中。經(jīng)高溫烤籽后有機(jī)酸出現(xiàn)降解或揮發(fā)而導(dǎo)致殼中的含量降低[37]。一次上膠工序跟發(fā)制工序類似，因此殼中有機(jī)酸含量又有所回升，壓籽工序是用物理方式對(duì)檳榔籽實(shí)施的強(qiáng)烈擠壓，在此過(guò)程中檳榔核也被強(qiáng)烈地?cái)D壓，因此核里面的內(nèi)容物會(huì)被壓出，轉(zhuǎn)移一部分到檳榔殼中，因此有機(jī)酸含量會(huì)有所提高。后續(xù)二次上膠工序到加工到成品的過(guò)程對(duì)殼中的有機(jī)酸基本沒(méi)有影響。

圖4 檳榔加工不同工序中檳榔殼的有機(jī)酸含量

2.5 不同加工工序中檳榔殼的生物堿含量的變化

檳榔殼剪碎后經(jīng)超聲萃取，萃取液利用高效液相色譜法測(cè)得生物堿含量的結(jié)果，如圖5所示。原果經(jīng)預(yù)發(fā)—汽爆工序后檳榔殼中的生物堿含量在降低。這可能是因?yàn)樵陬A(yù)發(fā)工序加入大量的水在50 ℃浸泡，在此過(guò)程中生物堿溶于水中流失，汽爆時(shí)快速泄壓致使檳榔殼的纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生了膨化，從而導(dǎo)致一些內(nèi)容物更容易流失。在發(fā)制階段生物堿有所回升的原因可能是在長(zhǎng)時(shí)間的高溫發(fā)制過(guò)程中，檳榔核中的生物堿通過(guò)分子間運(yùn)動(dòng)和水分的平衡轉(zhuǎn)移到檳榔殼中，后經(jīng)高溫烘烤后，殼中的生物堿又跟隨水分流失。一次上膠工序跟發(fā)制類似，因此生物堿又出現(xiàn)回升。后續(xù)壓籽到成品的過(guò)程檳榔殼中生物堿基本不再發(fā)生變化。

圖5 檳榔加工不同工序中檳榔殼的生物堿含量

2.6 不同加工工序中檳榔殼的單寧酸含量的變化

檳榔殼剪碎后經(jīng)超聲萃取，萃取液利用分光光度計(jì)測(cè)得單寧酸含量的結(jié)果，單寧屬酚類化合物。從圖6也可以看出，單寧酸含量變化跟總酚含量變化趨勢(shì)一致，原果經(jīng)預(yù)發(fā)、汽爆及發(fā)制后檳榔中的單寧酸的含量呈下降趨勢(shì)，在發(fā)制工序中下降尤為明顯，這可能是因?yàn)槠^(guò)后的檳榔籽纖維膨脹松軟，又經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫發(fā)制，內(nèi)含物更容易揮發(fā)流失。經(jīng)烤籽工序后單寧酸又有所回升，這可能是因?yàn)闊岷娓蛇^(guò)程中由于分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，檳榔核的水分逐漸滲入殼中，最終經(jīng)外殼散失，單寧酸在水中有一定溶解性，因此也會(huì)隨水分由核遷移至殼。一次上膠工序跟發(fā)制工序類似，又因?yàn)闄壚乒?jīng)過(guò)烘烤過(guò)后的檳榔殼纖維更加緊實(shí)致密，因此單寧酸含量?jī)H稍有下降，后續(xù)的壓籽、二次上膠到成品的工序?qū)壚茪ぶ袉螌幩岷炕緹o(wú)影響。

圖6 檳榔加工不同工序中檳榔殼的單寧酸含量

3 結(jié)論與討論

對(duì)食用檳榔的各加工工序的檳榔殼中水分、硬度、總酚、有機(jī)酸和生物堿含量的變化規(guī)律進(jìn)行探究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：檳榔果經(jīng)原果—預(yù)發(fā)—汽爆（滅菌）—發(fā)制—烤籽— 一次上膠—壓籽—二次上膠—晾籽—切籽—去核—點(diǎn)鹵—晾片—成品工序后檳榔殼中生物堿含量較原果下降46.7%，降低檳榔的毒害作用[37]；總酚含量下降37.0%，酚類物質(zhì)中單寧酸的含量下降83.6%，改善檳榔果的酸澀味和苦味；有機(jī)酸含量下降47.0%，提升檳榔成品貨架期的穩(wěn)定性；硬度下降77.0%，增加檳榔成品的柔軟度和咀嚼感，減少嚼食時(shí)對(duì)口腔黏膜的刺激，從而降低其對(duì)口腔的機(jī)械損傷[8]。結(jié)果表明，現(xiàn)有工藝對(duì)檳榔果理化性質(zhì)的影響具有一定規(guī)律性，研究其規(guī)律性有利于提升食用檳榔成品的品質(zhì)，并為優(yōu)化改良加工設(shè)備及加工工藝參數(shù)和降害的研究提供一定理論依據(jù)。