高温干蒸工艺软化槟榔及其灭菌效果研究

李 智 徐欢欢 邓建阳 蒋雪薇 李 浩

（1.湖南皇爷食品有限公司，湖南 益阳 413000；2.湘潭市槟榔产品技术研究所，湖南 湘潭 411100；3.长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南 长沙 410004）

槟榔干果普遍采用熏、烘工艺，使得槟榔壳纤维变得干硬，在咀嚼过程中易对口腔产生不良刺激［1］，长期咀嚼易造成口腔伤害。因此，软硬度是衡量槟榔产品品质的一项重要指标［2］。目前工业上通常采用化学法、酶解法和物理法对槟榔壳进行软化处理，化学法容易造成化学物质的残留和环境的污染［3］；酶解法效果较好，但软化条件较难掌控，且容易造成槟榔表面及切口起毛，影响成品品质［4］；物理法主要用电磁膨化法，其能使槟榔膨松软化，但能耗高［5］，软化的籽型过度膨大影响品相，同时产品持水能力变差，易失水变干变硬。随着食用槟榔产业的发展，槟榔壳的软化已成为一个亟待解决的问题。

传统生产过程中，槟榔原籽经常压蒸煮（95℃左右）复水后直接进入发制闷香工序［6］，这样制得的成品较硬，且难将槟榔原籽中的内生菌杀死，而槟榔内生菌是槟榔产品发生霉变的主因之一［7，8］。由于槟榔产品中允许添加的防腐剂种类有限，且后续加工过程中无热杀菌工序，霉变问题一直是槟榔加工产业的一个瓶颈问题。本研究提出一种绿色无毒的高温干蒸工艺，拟通过对复水后的槟榔进行高温蒸汽干蒸，破坏其纤维结构，通过检测干蒸前后槟榔壳的硬度、颜色变化及微生物生长情况，确定最佳处理工艺。在确保槟榔商品品质的同时，杀灭槟榔内生菌，减少产品霉变风险，旨为槟榔加工技术发展提供新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料

烟果老籽、青果老籽：湖南益阳皇爷食品有限公司。

1.2 培养基

细菌平板计数培养基：平板计数琼脂（plate count agar，PCA）［9］；

霉菌酵母计数培养基：孟加拉红琼脂培养基（rose bengal agar medium，RBAM）［10］。

1.3 主要仪器

电子天平：BL－200S型，中山市衡新电子有限公司；

电热鼓风干燥箱：DHG－9013A型，上海一恒科学仪器有限公司；

水分活度测量仪：HD－4型，无锡市华科仪器仪表有限公司；

近红外水分测定仪：Spectra Star 2400型，美国 UNITY公司；

TMS－Pro质构仪：ILC－S 2500N型，美国FTC公司；

霉菌培养箱：MJX－150B型，天津市泰斯特仪器有限公司；

生化培养箱：SPX－150B型，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.4 试验方法

1.4.1 高温干蒸试验设计 取生产线上常压蒸煮20min的青果老籽和烟果老籽各1 500g，用近红外水分测定仪测定此时的水分含量，然后将其各分为3等份，分别在不同温度（105，110，121℃，对应压力分别为0.01，0.05，0.10MPa）下干蒸10，15，30min。干蒸完毕后取出测定水分含量，作为辅助参考指标，并把蒸好的青果老籽和烟果老籽在50℃下烘至水分含量为28%左右，切开去核，测定槟榔壳硬度等指标的变化，并观察边口有无变黑，内核有无变红等。

1.4.2 硬度测定方法 测试模式：TPA，将TPA图谱中第1次压缩曲线的峰值定义为硬度；将第2次压缩中所检测到的样品恢复高度和第1次的压缩变形量的比值定义为弹性；用胶粘性和弹性的乘积表示咀嚼性。探头：圆柱挤压探头；力量感应元量程：2 500N；测试速度：60mm/min；压缩形变百分比：40%；起始力：0.50N；循环次数：Auto，2次；间隔时间：Auto，3s。

1.4.3 干蒸灭菌效果检测

（1）槟榔内生菌计数方法：采用取核培养法，将干蒸后青果/烟果老籽切开，挑取槟榔核经计重稀释后接种到PCA和RBAM表面，分别在37℃细菌、28℃霉菌培养箱中培养3～5d，计每克槟榔核的活菌数；

（2）槟榔活菌计数方法：将稀释到10－1倍的槟榔悬液采用倾注法接种PCA、涂布法接种RBAM中，分别在37℃细菌、28℃霉菌培养箱中培养3～5d，计每克槟榔的活菌数。

2 结果与讨论

2.1 干蒸条件对槟榔质构特性和边口颜色的影响

由表1可知，生产线上复水的青果老籽水分含量约为43.90%，烟果老籽约为46.60%。复水青果、烟果在不同温度（压力）下蒸煮10，15，30min后均失水约3%～5%，且随着蒸煮时间的延长，水分损失逐渐增加；复水青果、烟果经不同温度、时间干蒸后，边口颜色并未有明显变黑现象，说明高温干蒸工艺对槟榔产品的品相没有显著影响。

根据干蒸处理后的槟榔质构图（图1、2），可以获得表2。由表2可知，随着干蒸温度和时间的增加，青果老籽、烟果老籽的硬度呈逐渐下降的趋势。青果老籽、烟果老籽经121℃干蒸30min后硬度分别降到35.70，55.00N，与未干蒸处理相比分别降低了49.90%，59.80%。青果老籽的弹性和咀嚼性在干蒸30min时出现比干蒸10，15min低的现象，因此，干蒸时间不宜过长。这是因为槟榔壳主要由纤维素、半纤维素、木质素组成［11］，高温会使槟榔壳紧密的纤维组织迅速分隔，发生热解，从而变得疏松和柔软［12］，但过长时间的高温处理会对槟榔形态结构造成破坏。而烟果老籽的弹性在不同干蒸工艺处理后均有提升，可能是烟果初始硬度较高，高温干蒸条件还未达到破坏其形态结构的程度；其中以121℃干蒸30min和110℃干蒸10min后的弹性最佳，但前者咀嚼性过低，后者咀嚼性过高，结合感官评定结果，可考虑将高温干蒸温度、时间控制在110～121℃，15min左右。

表1 干蒸条件对槟榔水分和边口颜色的影响Table 1 Effect of different dry steam conditions on moisture content and lip color of areca

表1 干蒸条件对槟榔水分和边口颜色的影响Table 1 Effect of different dry steam conditions on moisture content and lip color of areca

边口颜色为烘至28℃测得；P值由假设检验得出，其中P＞0.05表示试验籽与空白籽颜色无差异，P＜0.05表示试验籽与空白籽颜色有差异。

试验材料干蒸前水分/%干蒸条件压力/MPa温度/℃时间/干蒸后水分/%边口颜色min 0.01 105 10 41.90 白，P＞青果老籽 43.90 0.05 0.01 105 15 41.00 白，P＞0.05 0.01 105 30 40.40 白，P＞0.05 0.05 110 10 42.00 白，P＞0.05 0.05 110 15 39.10 白，P＞0.05 0.05 110 30 41.10 白，略带红色，P＞0.05 0.10 121 10 42.10 白，P＞0.05 0.10 121 15 40.70 白，略带红色，P＞0.05 0.10 121 30 40.20 略白，部分边口红色，P＜0.05 0（空白） 0 0 43.90白烟果老籽 46.60 0.01 105 10 44.80 白，P＞0.05 0.01 105 15 43.90 白，P＞0.05 0.01 105 30 43.40 白，P＞0.05 0.05 110 10 44.20 白，P＞0.05 0.05 110 15 41.90 白，P＞0.05 0.05 110 30 42.30 白，略带红色，P＞0.05 0.10 121 10 43.20 白，P＞0.05 0.10 121 15 42.80 白，略带红色，P＞0.05 0.10 121 30 42.00 略白，部分边口红色，P＜0.05 0（空白） 0 0 46.60白

2.2 高温干蒸对青果老籽微生物的影响

图1 不同干蒸条件下青果老籽的TPA对比图Figure 1 TPA comparison chart of acera fruit by different conditions of dry steam

图2 不同干蒸条件下烟果老籽的TPA对比图Figure 2 TPA comparison chart of smoked acera by different conditions of dry steam

表2 不同干蒸条件对槟榔质构特性的影响Table 2 Effect of different dry steam conditions on textural properties of areca

图3 高温干蒸对青果老籽微生物的影响Figure 3 Effect of high temperature with dry steam on microorganisms of areca

青果老籽由于存放时间久，加之槟榔本身带有的内生菌，易发生霉变。高温干蒸工艺能起到杀灭微生物的作用，其对青果老籽微生物的影响见图3。由图3可知，随着灭菌温度的增加和时间的延长，微生物的数量越少，抑菌效果越明显。青果老籽经110℃高温干蒸15min后，取核培养的细菌总数＜10CFU/g，霉菌总数（取核培养/液体涂布）＜10CFU/g；干蒸温度升至121℃后对微生物的抑制效果更加明显，灭菌10min后不同方式培养的细菌总数和霉菌总数＜10CFU/g；而未经高温蒸汽灭菌的青果老籽，微生物数量明显高于经高温干蒸处理的样品。

高温干蒸有利于杀灭槟榔微生物，研究发现温度维持在110℃及以上效果比较显著。由于青果老籽中的微生物大多为槟榔内生菌，加热处理时由于槟榔纤维含量高而导致传热不均匀且慢，常规的蒸煮很难将槟榔中的微生物全部杀死［13］，因此，高温工艺应成为槟榔软化处理工艺的发展方向。结合槟榔、槟榔核的减菌情况以及槟榔软硬度等品质指标，最佳干蒸时间确定为15min。试验发现，110℃干蒸15min后的槟榔边口无明显变黑现象，质地柔软有弹性，适用于生产。

2.3 高温干蒸对烟果老籽微生物的影响

高温干蒸对烟果老籽微生物的影响见图4。烟果由于处理工艺的不同，原籽所携带的微生物比青果原籽低，且随着干蒸温度的增加和时间的延长，微生物的含量越少，可得到与青果老籽相一致的结论。

图4 高温干蒸对烟果老籽微生物的影响Figure 4 Effect of high temperature with dry steam on microorganisms of smoked areca

3 结论

（1）采用0.05MPa、110℃、15min高温干蒸工艺处理槟榔原籽，能起到明显的软化效果，经处理的样品边口无明显变黑现象，品质良好，且对槟榔青果和烟果老籽能起到良好的减菌效果。

（2）本研究得出的高温干蒸处理软化槟榔纤维技术安全健康，克服了化学法和酶法所带来的化学物质残留和品质衰变加快问题，为食用槟榔产业技术升级提供了一条良好可行的路线；高温干蒸工艺减菌效果显著，能大大降低成品槟榔霉变风险，为槟榔行业绿色、安全防霉技术的发展提供了一条新的途径。

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