纯天然香椿粉加工工艺研究

李可，李华佳，袁怀瑜，徐瑞，张盈娇，钟杨，朱永清

（四川省农业科学院农产品加工研究所，成都 610066）

纯天然香椿粉加工工艺研究

李可，李华佳，袁怀瑜，徐瑞，张盈娇，钟杨，朱永清*

（四川省农业科学院农产品加工研究所，成都 610066）

为筛选出较为合适的香椿成熟叶资源化利用加工香椿粉的方法，分别选用冷冻干燥、热风干燥（50，55，60℃）和微波干燥（1，3 min，功率3 k W）将香椿成熟叶加工成香椿粉，采用CR-400色差仪和气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分别分析加工产品的颜色及挥发性组分，并利用SPSS对挥发性组分进行相关性和聚类分析。结果显示：通过采用冷冻干燥和50℃热风干燥加工的香椿粉产品质量最优，加工产品的挥发性组分与原料相似度分别为0.654，0.591。此外，采用50℃热风干燥具有能耗小、设备简单、技术要求低、耗时较短等优点。

香椿粉；色差；气相色谱-质谱法（GC-MS）；聚类分析；相关性

香椿以鲜食其嫩芽为主，是一种地区性和季节性强的易腐食品［1－3］，因此香椿加工成为调节区域和季节供应的重要手段。目前我国香椿的加工处于初级阶段，加工方式有制罐、腌制、速冻、脱水干燥、调味酱、调味油等，加工原料也多以香椿嫩芽为主［4－9］。选用香椿嫩芽具有原料成本高、含水量高、产品颜色和香味不稳定等问题。随着香椿加工研究的深入和产品形态的增加，香椿成熟叶及老叶逐渐受到关注，余嗣明、侯怀恩、何丹等研究认为香椿叶营养较嫩芽高［10－12］，朱永清等研究表明成熟叶和老叶的特征香味化合物比较稳定，此外还具有产量大、采收周期长、水分含量低等优点。因此，利用香椿叶作为香椿深加工产品的原料具有一定的可行性。

香椿粉作为调味产品能很好地体现其香味特点，且蔬菜粉制品具有原料利用率高、易运易贮、应用范围广的优点［13，14］。蔬菜粉加工过程中的干燥工艺是关键环节，对色、香、味的影响较大。本文以香椿粉产品的色泽和香味成分为指标，研究不同干燥工艺对“巴山红”香椿粉加工品质的影响，为香椿调味粉的加工提供了参考。

1 材料与方法

1.1 材料

选择生长于四川省大竹县的“巴山红”香椿，根据朱永清等［15］的研究结果，选取叶面颜色鲜绿的成熟叶进行采摘，清水冲洗后，于蔬菜离心脱水机中脱水3 min去除表面水分，备用。

1.2 仪器与设备

GC-2010 GC-MS联用仪 日本岛津公司；顶空固相微萃取装置［包括手持式手柄，50／30μm二乙基苯／聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene／polydimethylsiloxane，DVB／PDMS）］萃取头，20 m L顶空瓶 美国Supelco公司；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 常州迈科诺仪器有限公司；900超低温冰箱 美国赛默飞世尔科技公司；DHG-9075A电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；CR-400色差仪 日本柯尼卡美能达公司；WBE大型微波炉 南京凯乐电器微波设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 干燥方法及干燥条件的选择

1.3.1.1 冷冻干燥

样品预先在超低温冰箱（－80℃）冷冻12 h，后置于预冷的冷冻干燥机（FD-1D-50冷冻干燥机）中干燥16 h（样品编号F），再于超微粉碎机中粉碎，过100目筛（每个样品3个重复，下同）。

1.3.1.2 热风干燥

使用电热恒温鼓风干燥箱设置3个处理：50℃干燥4.5 h（样品编号T50）、55℃干燥4 h（样品编号T55）、60℃干燥4 h（样品编号T60）。干燥后置于超微粉碎机中粉碎，过100目筛。

1.3.1.3 微波干燥

使用设备最低功率3 k W，设置2个处理：微波干燥1 min间隔2 min，重复20次，总工作时间60 min，干燥时间为20 min（样品编号W1）；微波干燥3 min间隔2 min，重复6次，总工作时间30 min，干燥时间为18 min（W3）。干燥后置于超微粉碎机中粉碎，过100目筛。

以上干燥时间的设定通过预实验获得（数据未列出），均以干燥样品含水量降低至10%为标准［16］。

1.3.2 香椿粉颜色测定

将香椿粉均匀铺在直径60 mm的培养皿中，厚度≥2 mm，采用CR-400色差仪测定样品的色差。

1.3.3 香椿粉挥发性组分GC-MS分析

1.3.3.1 香椿叶原料（M）前处理

将新鲜叶片在超低温冰箱（－80℃）冰冻12 h后，置于粉碎机中粉碎成浆状。称取粉碎后的新鲜香椿叶原料5 g于20 m L样品瓶中，加入1.5 g NaCl混匀后，于50℃恒温预平衡10 min，将老化好的萃取头插入顶部空间萃取30 min，插入GC-MS进样口解吸5 min。

1.3.3.2 香椿粉前处理

称取香椿粉2 g于20 mL样品瓶中，加入0.6 g NaCl混匀后，于50℃恒温预平衡10 min，将老化好的萃取头插入顶部空间萃取30 min，插入GC-MS进样口解吸5 min。

1.3.3.3 色谱条件

采用DB-5毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm），载气为氦气，进样方式为不分流，柱流速1 m L／min，进样口温度250℃；升温程序：初始温度40℃保持2 min，以4℃／min升至200℃保持2 min，以10℃／min升至230℃，保持5 min。

1.3.3.4 质谱条件

EI＋电离源，电子能量为70 eV，灯丝流量为0.20 mA，离子源温度为230℃，接口温度为280℃，溶剂延迟时间为2 min，扫描范围为40～400 m／z。

2 结果与讨论

2.1 干燥工艺对香椿粉色泽的影响

颜色是体现香椿粉加工产品质量的一个重要的感官指标。L，a，b是代表物体颜色的色度值，也就是该颜色的色空间坐标，任何颜色都有唯一的坐标值，其中a代表红绿色，如果a值显示的是正值说明比标准偏红，如果显示0负值，说明偏绿。

表1 不同干燥工艺加工香椿粉色泽比较Table 1 Color comparison of Toona sinensis powder processed by different drying methods

由表1可知，冷冻干燥样品、50℃样品和55℃干燥样品色差值分别为－11.56，－11.18，10.43，当温度升高至60℃或采用微波干燥时，其颜色发生显著变化见图1。

图1 不同干燥工艺条件下香椿粉样品Fig.1 Toona sinensis powder products processed by different drying methods

说明采用冷冻干燥、50℃和55℃干燥能较好保持产品绿色，而60℃干燥和微波干燥会使香椿粉颜色品质较差。

2.2 不同干燥工艺加工产品挥发性组分分析

香椿，又名香椿头，是早春上市的树上蔬菜，除具有药食两用功能以外［17－20］，最能体现其名贵特色的就是香椿独特浓郁的香味。随着加工技术的发展，相对于其营养成分而言，香椿独特的挥发性组分在加工过程中更容易散失而使产品失去特色，因此挥发性组分的分析成为评价香椿加工产品的最主要指标之一。本文采用GC-MS测定新鲜成熟叶原料与香椿粉产品中的组分种类，并采用峰面积归一化法确定各组分相对含量（见表2），通过比较加工产品与原料之间的组分差异，分析干燥工艺对挥发性组分损失的影响，为香椿粉加工干燥工艺的选择提供数据支持。同时，该方法也较人工感官评价客观、精确。

表2 不同干燥方式加工香椿粉样品挥发性组分及其相对含量Table 2 Volatile components and relative content of Toona sinensis powder products processed by different drying methods

由表2可知，香椿鲜叶中主要挥发性组分包括噻吩类、萜烯类、醛类、醇类、酯类、醚类、吡嗪类等，其中以噻吩类、醛类和萜烯类为主，在加工过程中损失最明显的为噻吩类化合物、硫化丙烯及一些低沸点的物质，萜烯类、醛类等物质受影响较小。随着干燥温度的升高，挥发性物质的损失也较严重，在冷冻干燥和50℃热风干燥条件下能较好地保持噻吩类、萜烯类和醛类等主要组分的相对含量。

2.3 不同干燥工艺香椿粉挥发性组分聚类分析

以香椿原料及香椿粉中的49种挥发性物质作为变量，采用组间连接法对1个新鲜原料和6种不同干燥工艺加工产品的挥发性物质进行聚类分析，度量标准是平方欧氏距离的相似性测度，分析结果见图2。

图2 基于平方欧氏距离的相似性测度构建的聚类分析树状图Fig.2 Cluster analysis tree pattern of similarity measures constructed by squared euclidean distance

由图2可知，当横坐标为25时，样品被分为新鲜原料和加工香椿粉2个集群，该聚类结果表明香椿叶在干燥的过程中挥发性组分的种类和含量发生了比较显著的变化，说明通过加工后，香味物质不可避免地有所损失；当距离为7时加工香椿粉又被分为2个亚群，冷冻干燥与50，55℃热风干燥聚为一支，微波干燥和60℃热风干燥聚为一支，说明冷冻干燥与50，55℃热风干燥之间香气组分比较接近，微波干燥和60℃热风干燥之间产品香气组分较为接近。

2.4 不同干燥工艺香椿粉挥发性组分相关性分析

Perason相关系数代表变量之间的相关程度，是说明两组数据之间相关性的统计分析指标。为了进一步比较不同干燥工艺之间的优劣，本文以香椿新鲜叶片为参照，利用SPSS统计软件分析不同干燥工艺加工的香椿粉挥发组分的种类和相对含量与加工原料间的相关性系数，评估加工产品品质，结果见表3。

表3 不同干燥方式香椿粉样品挥发性组分相关性分析Table 3 Correlation analysis of volatile constituents of Toona sinensis powder products processed by different drying methods

香椿原料和加工产品比较发现（见表3），经不同干燥工艺加工后，其样品的组分和含量都发生了较显著的变化，其中冷冻干燥和50℃热风干燥对挥发性成分损失的影响最小，相关系数分别为0.654，0.591，当温度提高至55，60℃时，挥发性组分的相关性系数显著降低，说明50～55℃为香椿粉干燥工艺的临界温度，高于55℃产品的风味会发生较大变化。从不同加工方法之间比较可知，50，55℃与冷冻干燥样品相关性较高，Pearson相关系数分别为0.835，0.748，而60℃与微波干燥W1和W2之间相关性较高，相关系数分别为0.783，0.866。结合表2和图1结果可知，当温度超过55℃时，会显著影响香椿粉挥发性组分的种类和含量。这是因为微波干燥和热风干燥都是产热的加工方式，而香椿中很多香气成分容易受到高温的影响而散失，较高的干燥温度会导致叶子温度快速升高而使其挥发性组分发生明显变化，因此温度是影响挥发性组分变化的最主要因素，选择控制加工温度小于等于50℃，能够较好地保持香椿原有的风味。

综合考虑，控制香椿粉干燥温度是保证产品品质最关键的因素，50℃热风干燥的香椿粉不仅色泽好、风味佳，还具有技术门槛低、设备成本低、处理量大、易于工业化生产推广应用等优点。同时，本文所采用的食品质量评价方法具有客观性和精确性的优点，也为食品质量评价描述提供了方法学借鉴。

［1］唐晓珍，李大鹏，孙淑静，等.香椿的贮藏与加工技术［J］.食品加工，2002，23（11）：94-95.

［2］鲍琳，袁玉超，马晓跃，等.不同处理方法对香椿贮藏效果的研究［J］.北方园艺，2006（4）：37-38.

［3］朱永清，袁怀瑜，高佳，等.不同商品包装材料对红香椿MAP保鲜效果的影响［J］.西南农业学报，2014，27（4）：1695-1699.

［4］王清章，王勇.不同干制方法对香椿品质的影响［J］.中国林副特产，2002（1）：40-41.

［5］陈铁山，朱平凤，严小红，等.风味香椿腌制及调味汤料配方实验［J］.山西林业科技，1999（2）：66-67.

［6］杨猛，黄亚东，范广璞.利用香椿开发功能性液态调味剂的研究［J］.中国调味品，2013，38（4）：71-74.

［7］周建梅，王承男，刘斌，等.香椿芽的速冻保鲜与脱水加工技术［J］.经济林研究，2011，29（2）：101-103.

［8］赵秀兰，赵祥中.香椿芽加工技术［J］.中国调味品，1997（8）：24-25.

［9］丁芳珍.香椿芽的开发和利用［J］.现代农业科技，2010（12）：324-325.

［10］余嗣明，张泽当.香椿叶、芽营养成分含量分析测定［J］.安徽大学学报：自然科学版，1990（4）：90-94.

［11］候怀恩，武雪芬.香椿老叶开发利用价值研究［J］.中国林副特产，1997（2）：17-19.

［12］何丹.8个种源香椿的营养动态变化分析［D］.兰州：甘肃农业大学，2006.

［13］穆彩云，乔长晨，叶宏涛，等.保健苦瓜粉的工艺研究［J］.食品工业科技，2006（6）：108-109.

［14］李婧.蔬菜籽及蔬菜粉加工技术研究［D］.兰州：甘肃农业大学，2010.

［15］朱永清，李可，袁怀瑜，等.“巴山红”香椿不同发育时期挥发性物质分析［J］.食品科学，2016，37（24）：118-123.

［16］张岩，徐玉娟，施英.蔬菜类调味粉的研究进展［J］.中国调味品，2008，33（12）：33-35.

［17］Wang Chengyuan，Lin Kaihuang，Yang Chihen，et al.Toona sinensisextracts induced cell cycle arrest and apoptosis in the human lung large cell carcinoma［J］.The Kaohsiung Journal of Medical Sciences，2010，26（2）：68-75.

［18］Hseu Y C，Chang W H，Chen C H，et al.Antioxidant activities ofToonasinensisleaves extracts using different antioxidant models［J］.Food and Chemical Toxicology，2008，46（1）：105-114.

［19］Chang H L，Hsu H K，Su J H，et al.The fractionatedToona sinensisleaf extract induces apoptosis of human ovarian cancer cells and inhibits tumor growth in a murine xenograft model［J］.Gynecologic Oncology，2006，102（2）：309-314.

［20］Yang H L，Chang W H，Chin Y C，et al.Toona sinensisextracts induces apoptosis via reactive oxygen species in human premyelocytic leukemia cells［J］.Food and Chemical Toxicology，2006，44（12）：1978-1988.

Study on Processing Technology of NaturalToona sinensisPowder

LI Ke，LI Hua-jia，YUAN Huai-yu，XU Rui，ZHANG Ying-jiao，ZHONG Yang，ZHU Yong-qing*
（Institute of Agro-products Processing Science and Technology，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Chengdu 610066，China）

A deep-processing method forToona sinensisis studied with the aims of harmless treatment and resource reuse.Toona sinensisis processed by vacuum freeze-drying，hot air drying（50，55，60℃）and microwave drying（1，3 min，power of 3 k W）respectively，and the color and volatile components of products are detected by CR-400 colorimeter and GC-MS，correlation and cluster analysis of volatile components are studied by SPSS.The results indicate thatToona sinensispowder produced by vacuum freeze-drying and hot air drying under 50℃is superior to that in other ways，the similarity of volatile components of processed products and raw materials is 0.654 and 0.591 respectively.Besides，it has the advantages of less energy consumption，simple equipment，low cost and short time under 50℃hot air drying.

Toona sinensispowder；chromatic aberration；gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）；cluster analysis；correlation

TS255.5

A

10.3969／j.issn.1000-9973.2017.10.025

1000-9973（2017）10-0114-05

2017－04－12 *通讯作者

李可（1987－），男，河南永城人，助理研究员，硕士，研究方向：果蔬贮藏加工；朱永清（1968－），男，四川成都人，副研究员，博士，研究方向：果蔬贮藏加工。