β－环状糊精用于复水薇菜尖脱苦工艺的优化

周文倩 李 纯 胡 瑞 赵志峰 卢晓黎

ZHOU Wen－qianLI ChunHU RuiZHAO Zhi－fengLU Xiao－li

（四川大学轻纺与食品学院，四川 成都 610065）

薇菜又名紫萁、牛毛广等，是一种多年生蕨类草本植物［1］。其味道鲜美，营养丰富，具有清热解毒、止血、治疗流感等功效，是一种药食兼用的名贵野菜。薇菜的季节性强［2］，薇菜干为其主要的初加工品。然而，薇菜中含有单宁等苦、涩味成分［3］，特别是其尖部，苦味成分含量高，不易脱除且具有一定的腥味，不为大多数消费者所接受。

传统脱苦方法是将复水后的薇菜直接于清水中浸泡2d，但脱苦效率极低。近年来，亦有文献［4］报道可用碳酸氢钠溶液浸泡薇菜使其脱苦，但长时间、高浓度或高温度的碱液浸泡会对菜体品质造成一定损伤，如组织破皮、变软、残留碱味等［5］。且已有脱苦方法均是对薇菜整体进行处理，未见针对薇菜尖脱苦的系统探讨。因此，本试验采用β－环状糊精对复水薇菜尖脱苦，探讨β－环状糊精的较优脱苦条件，旨在达到良好脱苦效果的同时尽可能降低对薇菜组织的影响，为薇菜产品脱苦技术提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

薇菜干：含水率7%，冕宁县源森林食品有限责任公司；

碳酸氢钠：分析纯，成都市科龙化工试剂厂；

单宁酸：分析纯，天津市博迪化工有限公司；

Folin﹠Ciocalteu’s酚试剂：分析纯，上海如吉生物科技发展有限公司；

β－环状糊精：市售食品添加剂。

1.2 仪器与设备

双光束紫外可见分光光度计：TU－1901型，北京普析通用仪器有限责任公司；

超声波提取器：410HT型，北京亚欧德鹏科技有限公司；

数显恒温水浴锅：HH－4型，常州润华电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

薇菜干→预处理→复水→切制成型（分级）→碳酸氢钠处理→β－环状糊精浸泡处理→脱苦复水微菜尖

1.3.2 复水薇菜尖的制备 称取一定质量的薇菜干，浸泡至复水比为5.2～5.5（复水比＝复水后沥干的薇菜重量／薇菜干的重量）；切制复水薇菜，筛选出薇菜尖，其尖部呈卷曲状、黄绿色，长为2～3cm。

1.3.3 单宁的提取与测定方法 采用超声波辅助提取法［6］提取复水薇菜尖的单宁。将处理后的复水薇菜尖于粉碎机中打碎，准确称取2g，在45℃的条件下，以1∶40（m∶m）的料液比超声浸提45min，超声功率240W，超声频率40kHz。待样品冷却后进行抽滤，制得单宁提取液。

根据文献［7］的方法绘制分光光度法测定单宁含量的标准曲线，并测定单宁含量。按式（1）计算单宁脱除率。

1.3.4 不同脱苦方法的比较 将碳酸氢钠结合β－环状糊精的方法与单独使用碳酸氢钠的方法进行比较。在保证薇菜尖质地与风味品质的基础上，根据预试验确定两方法的具体步骤。

（1）碳酸氢钠结合β－环状糊精处理：称取20g复水薇菜尖，以1∶4（m∶m）的料液比，将其置于30℃，1%碳酸氢钠溶液中浸泡20min后捞出；再以1∶4（m∶m）的料液比将其置于1%β－环状糊精溶液中浸泡，浸泡温度25℃，浸泡时间60min。

（2）单独使用碳酸氢钠处理：称取20g复水薇菜尖，以1∶4（m∶m）的料液比将其置于0.5%碳酸氢钠溶液中浸泡，浸泡温度25℃，浸泡时间80min。

按上述两种方法分别处理复水薇菜尖，每隔10min测定一次样品的单宁含量。

1.3.5 β－环状糊精浓度对复水薇菜尖脱苦效果的影响 通过预试验确定碳酸氢钠前处理为以1∶4（m∶m）的料液比，将复水薇菜尖置于30℃，1%碳酸氢钠溶液中浸泡20min后捞出。

分别称取5g经碳酸氢钠前处理后的复水薇菜尖，料液比1∶3（m∶m），浸泡温度25℃，浸泡时间90min，测定不同β－环状糊精浓度对复水薇菜尖单宁含量的影响。

1.3.6 料液比对复水薇菜尖脱苦效果的影响 分别称取5g经碳酸氢钠前处理后的复水薇菜尖，β－环状糊精浓度1%，浸泡温度25℃，浸泡时间90min，测定不同料液比对复水薇菜尖脱苦效果的影响。

1.3.7 处理温度对复水薇菜尖脱苦效果的影响 分别称取5g经碳酸氢钠前处理后的复水薇菜尖，β－环状糊精浓度1%，料液比1∶3（m∶m），浸泡时间90min，测定不同处理温度对复水薇菜尖脱苦效果的影响。

1.3.8 处理时间对复水薇菜尖脱苦效果的影响 分别称取5g经碳酸氢钠前处理后的复水薇菜尖，β－环状糊精浓度1%，料液比1∶3（m∶m），处理温度25℃，测定不同处理时间对复水薇菜尖单宁含量的影响。

1.3.9 正交试验 根据单因素试验结果，对β－环状糊精浓度、处理温度、处理时间3因素各取3水平，选用L9（34）正交表进行正交试验，优化复水薇菜尖的脱苦工艺。

2 结果与分析

2.1 单宁标准曲线的绘制

以单宁酸浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线，见图1。

图1 分光光度法测定单宁含量的标准曲线Figure1 Standard curve of tannin content determined by spectrophotometric method

2.2 不同脱苦方法的比较

以碳酸氢钠结合β－环状糊精的方法（方法1）与单独使用碳酸氢钠的方法（方法2）处理复水薇菜尖时，单宁含量动态变化曲线见图2。由图2可知，随着浸泡时间的延长，两方法处理的复水薇菜尖单宁含量均呈逐步下降的趋势，且方法1的下降幅度明显大于方法2，说明方法1的脱苦效率显著高于方法2。

图2 复水薇菜尖脱苦的单宁含量动态变化曲线图Figure2 Dynamic change curve of tannin content of debittering reconstituted Osmunda japonica thunbtip

单宁可分为水解单宁和缩合单宁，其中水解单宁为棓酸或与棓酸有生源关系的酚羧酸与多元醇组成的酯，分子内的酯键在酸、碱或酶的作用下易于水解，产生多元醇及酚羧酸［8］。因此，方法1不仅运用了碳酸氢钠脱除水解单宁，还使用了β－环状糊精包埋一部分缩合单宁；此外碳酸氢钠前处理可软化薇菜组织，适当降低薇菜尖结构的致密性，从而更有利于β－环状糊精渗入菜体组织内部，增强糊精分子对单宁的包埋作用。

2.3 单因素试验结果分析

2.3.1 β－环状糊精浓度对复水薇菜尖脱苦效果的影响

β－环状糊精是由多个吡喃型葡萄糖以α－1，4糖苷键结合成的环状寡糖，其分子形状是略呈锥形的圆环。β－环状糊精的葡萄糖苷基上的羟基均位于外侧，使单体的外表面具有亲水性，而氢和配糖的氧位于内侧，使内腔呈疏水性，其在水溶液中可同时与亲水性物质和疏水性物质结合［9，10］，因此β－环状糊精对单宁等物质具有一定的包埋作用，可消除食品中的苦涩味和异味。一方面，溶液中的β－环状糊精可对已溶出的单宁进行包埋，从而促进单宁的溶出，起增溶作用。另一方面，渗入复水薇菜尖组织结构中的β－环状糊精亦可包埋单宁［9］。所以，β－环状糊精可通过包埋作用达到脱除苦味的效果。

由图3可知，随着β－环状糊精浓度增大，复水薇菜尖的单宁含量呈先下降后上升的趋势。当β－环状糊精浓度为0%～1%时，随着浓度增大，包埋作用增强，单宁含量下降；当β－环状糊精浓度为1%～2%时，随着浓度增加，单宁含量逐渐增大，这可能是因为溶液浓度增大，渗透压升高，浸泡液的渗透压大于薇菜尖细胞内的渗透压，使得薇菜组织出现短暂的脱水，不利于单宁的溶出。当β－环状糊精浓度为1%时，复水薇菜尖的单宁含量最低，脱苦效果较好，此时，复水薇菜尖单宁含量为11.84mg／100g，单宁脱除率为81.78%。

图3 β－环状糊精浓度对复水薇菜尖单宁含量的影响Figure3 Effect ofβ－cyclodextrins concentration on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.2 料液比对复水薇菜尖脱苦效果的影响 由图4可知，随着浸泡液与物料质量比的增大，复水薇菜尖单宁的含量呈缓慢下降的趋势，且当液料比大于4时，单宁含量变化幅度很小，说明料液比对复水薇菜尖单宁含量影响不大，所以选择1∶4（m∶m）为适宜的料液比，此时，复水薇菜尖单宁含量为11.68mg／100g，单宁脱除率为82.03%。

图4 料液比对复水薇菜尖单宁含量的影响Figure4 Effect of ratio of solid to liquid on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.3 处理温度对复水薇菜尖脱苦效果的影响 由图5可知，随着温度上升，复水薇菜尖单宁含量呈逐步下降的趋势，这主要是因为温度升高可促进单宁的溶出，加速包埋作用的进行。当温度为60℃时，单宁含量最低，但由感官评价可知，此时薇菜组织的脆度已有所下降，所以选择50℃为β－环状糊精浸泡液的适宜处理温度，此时，复水薇菜尖单宁含量为7.86mg／100g，单宁脱除率为87.91%。

图5 处理温度对复水薇菜尖单宁含量的影响Figure5 Effect ofβ－cyclodextrins soaking solution temperature on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.3.4 处理时间对复水薇菜尖脱苦效果的影响 由图6可知，随着浸泡时间延长，复水薇菜尖单宁含量呈逐步下降的趋势，且当时间大于100min后，此变化趋势趋于平缓，因此选择100min为β－环状糊精浸泡液适宜的处理时间，此时，复水薇菜尖单宁含量为9.90mg／100g，单宁脱除率为84.77%。

图6 处理时间对复水薇菜尖单宁含量的影响Figure6 Effect ofβ－cyclodextrins soaking solution processing time on the tannin content of reconstituted Osmunda japonica thunbtip

2.4 正交试验结果分析

根据单因素试验的结果，选取对复水薇菜尖脱苦效果影响较大的三因素进行正交试验。以单宁含量为指标，采用L9（34）正交表对复水薇菜尖脱苦工艺进一步优化，正交试验因素水平设计见表1，正交设计及试验结果见表2。

表1 L9（34）正交试验因素水平表Table1 Factors and levels for L9（34）orthogonal array design

由表2可知，3个因素对复水薇菜尖脱苦效果的影响大小依次为β－环状糊精浓度（A）＞处理温度（B）＞处理时间（C）；各因素的最优组合为A2B3C3。分析结果同时显示，3种因素对复水薇菜尖脱苦效果的影响趋势与单因素试验结果所示趋势相同。

正交试验结果的方差分析见表3。

表2 L9（34）正交试验设计及结果Table2 L9（34）orthogonal array design and results

表3 方差分析结果Table3 Results of analysis of variance

由表3可知，A因素即β－环状糊精浓度对试验指标的影响在a＝0.05下达到显著水平，是影响复水薇菜尖脱苦效果的主要因素，而处理温度和处理时间的影响较小，试验最后确定脱苦的较优条件为A2B3C3，即较优脱苦工艺为以1∶4（m∶m）的料液比，将碱法处理后的复水薇菜尖置于55℃，1%β－环状糊精溶液中浸泡105min，捞出沥干。

2.5 验证实验

按上述较优工艺条件进行3次平行试验，测得脱苦后复水薇菜尖单宁含量的平均值为5.71mg／100g，均低于表3中的每一项试验结果，结合感官评价可知，处理后的复水薇菜尖苦味基本消除，腥味略微下降，脆度无明显变化，故A2B3C3为优化脱苦工艺条件。在此工艺条件下，复水薇菜尖单宁脱除率可高达91.22%。

3 结论

以碳酸氢钠结合β－环状糊精浸泡复水薇菜尖可达到较好的脱苦效果。通过单因素试验与正交试验优化得到β－环状糊精的较优脱苦条件为以1∶4（m∶m）的料液比，将碳酸氢钠前处理后的复水薇菜尖置于55℃，1%β－环状糊精溶液中浸泡105min，捞出沥干。该方法的脱苦效果佳，单宁脱除率可高达91.22%。在基本脱除苦味的同时，具有一定的脱腥效果，且对薇菜组织脆度无明显影响，优于碳酸氢钠浸泡法。该工艺的操作步骤相对简单，为即食薇菜产品加工中的原料预处理提供了一种简易可行的方法。

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