低糖天冬蜜饯的工艺比较研究

◎ 陈姣浇，彭 凌，吕向阳，周润芝，朱 艳，文 瑜，唐志康

（1.西南科技大学 生命科学与工程学院，四川 绵阳 621010；2.四川省内江市农科院中药材研究所，四川 内江 641000）

天冬（Asparagus cochinchinensisL.），百合科植物天门冬的块根，含天冬酰胺、瓜氨酸、丝氨酸等近20种氨基酸，低聚糖Ⅰ～Ⅶ，以及多种螺旋甾甙类化合物天冬甙，5-甲氧基-甲基糠醛等[1]。天冬性寒，风味甘甜略带苦，具有滋阴清热、滋润肺、滋补肾的作用，多用于治疗阴虚发热、肺痈、肺干咳、乏力咳嗽、津渴失眠、内热口渴、肠燥便秘及白喉等病症[2]。目前，天冬主要有饮片、饮膏、蜜饯等制品。内江市作为“中国天冬之乡”，拟恢复和扩种天冬，着力打造标准化生产示范基地，大力开发天冬系列新产品，亟待推进新产品研发进程[3]。由于天冬随着种植时间的延长，其人工去皮难度越来越大，且伴随损耗率增加，机械去皮终将取代人工去皮。改善天冬加工产业，降低传统天冬蜜饯的含糖量[4]，革新工艺，对实际生产具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

天冬：采购于内江市东兴区；果葡糖浆、蔗糖、木糖醇、柠檬酸、无水氯化钙、氯化钠、L-抗坏血酸、葡萄糖、氯化镁（AR）、十二水合磷酸氢二钠、氢氧化钠、九水硝酸铝（分析纯≥96.0%）、亚硝酸钠（分析纯≥99.0%）、浓硫酸（分析纯≥99.5%）、氨水、正丁醇、95.0%～98.0%高氯酸及65.0%～71.0%蒽酮、果胶酶（10万U·g-1）、纤维素酶（1万U·g-1）。

1.2 仪器与设备

BSA223S电子天平（0.001 g），赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；UV752紫外分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司；RE52-AA旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；HH-WO-2L升降油浴锅，巩义市予华仪器有限公司；WFJ7200可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；C21-FK2101多功能电磁炉，广东美的生活电器制造有限公司；B-260恒温水浴锅，上海亚荣生化仪器厂；X3-233微波炉，美的X3-233平板式变频光波炉；CJ-040B超声波清洗机，深超洁有限公司；SHB-ⅢA多用循环水真空泵，北京科伟永兴仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱，上海琅杆实验设备有限公司。

1.3 分析方法

1.3.1 去皮处理感官评价

天冬去皮的难易受天冬的生长年份、新鲜度、饱满度等影响，去皮质量反映天冬的损耗率高低，细则见表1。

表1 去皮感官评价表

1.3.2 产品评价

感官评定细则参考GB 14884—2016制定。由专业品评员10人按照表2对天冬蜜饯进行评分，取平均值，并重复验证。

表2 天冬蜜饯感官评定表

1.3.3 成品分析

多糖：采用硫酸-蒽酮法进行含量测定；总黄酮：采用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠在493 nm处比色法测定；总皂苷：采用高氯酸显色法测定，在397 nm处测定吸光值；总糖：参照GB/T 10782—2006执行，A620平均值在标准曲线上查出葡萄糖的含量（µg）；水分：参照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）执行。

1.4 试验设计

1.4.1 工艺流程低糖天冬蜜饯制作工艺流程：天冬→去皮→去芯→硬化、护色→渗糖→干燥→成品→包装。

1.4.2 预处理

选取新鲜饱满的内江天冬，洗净备用。采用不同方式去皮，通过工艺损耗率、感官评分等观测去皮 效果[5-6]。

（1）直接热烫去皮。分别称取50 g的天冬，将其放入沸水中烫漂5 min、10 min、15 min、20 min和25 min，观测热烫时间对去皮效果的影响，并在550 nm下测烫漂液吸光值变化。

（2）碱液去皮。①碱液浓度。分别称取10 g天冬，在70 ℃下，将其放入质量分数为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%和1.3%的NaOH溶液中加热10 min。记录不同浓度热碱的去皮效果。②温度。分别称取10 g天冬，在60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃和100 ℃下，在浓度为0.9%的NaOH溶液中浸泡10 min。记录去皮效果的影响。③时间。分别称取10 g天冬，在70 ℃的0.9% NaOH热碱液中，浸泡5 min、10 min、15 min、20 min和 25 min。观察不同加热时间对去皮的影响。

（3）酶解去皮。①料液比。酶浓度0.35%，果胶酶∶纤维素酶=1∶2，酶解温度40 ℃，pH为4， 酶解时间2 h，考察1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和 1∶5（g·mL-1）的料液比对去皮效果的影响。②酶浓度。天冬∶酶解液=1∶3，果胶酶∶纤维素酶=1∶2，酶解温度40 ℃，pH为4，酶解时间2 h，设为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的酶浓度，考察酶浓度对去皮效果的影响。③复合酶配比。料液比=1∶3，酶浓度0.35%，酶解温度40 ℃，pH为4，酶解时间2 h，探讨果胶酶∶纤维素酶分别为1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5和1∶3时，对去皮效果的影响。④酶解温度。料液比=1∶3，酶浓度0.35%，果胶酶∶纤维素酶=1∶2，pH为4，酶解时间2 h，分析酶解温度30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃和50 ℃时，对去皮效果的影响。

（4）冷冻热烫去皮。称取50 g天冬，将洗干净的天冬预先在-18 ℃以下分别速冻30 min、60 min、90 min、120 min和150 min后，放入沸水中烫漂 5～10 min，记录冷冻处理对热烫去皮时间带来的影响效果。

（5）渗糖工艺。天冬蜜饯渗糖前需使用乳酸钙或柠檬酸钙等硬化处理，再用焦亚硫酸钾、异抗坏血酸、植酸等护色[7]，最后采用3种不同渗糖工艺进行效果比较，混合糖液为20%蔗糖+15%果葡糖浆+5%功能性低聚糖。

1.4.3 微波渗糖

①微波功率。料液比为1∶4，处理时间3 min，浸糖时间4 h，考察微波功率（A）分别为100 W、200 W、300 W、400 W和500 W时，对渗糖效果的影响[8-15]。②微波时间。料液比为1∶4，功率为400 W，浸糖时间 4 h，微 波处理时间（B）分别为1 min、3 min、 5 min、7 min和9 min时，对渗糖效果的影响。③料液比。微波功率400 W，处理时间3 min，浸糖时间4 h，考察料液比（C），即天冬∶渗糖液为1∶1、1∶2、1∶3、1∶ 4和1∶5时，对渗糖效果的影响。④浸渍时间。料液比为1∶4，处理时间3 min，功率400 W，考察浸渍时间（D）分别为1 h、2 h、3 h、4 h和5 h时，对渗糖效果的影响。

1.4.4 超声波辅助渗糖

①料液比。超声波功率400 W，处理时间60 min， 浸糖4 h，维持40 ℃，考察料液比即天冬∶渗糖液分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和1∶5时，对渗糖效果的影响。②超声波功率。料液比1∶4，处理时间60 min，浸糖时间4 h，维持40 ℃，考察超声波功率分别为100 W、200 W、300 W、400 W和500 W时，对渗糖效果的影响。③处理时间。超声波功率400 W， 料液比1∶4，维持40 ℃，浸糖时间4 h，考察处 理时间分别为30 min、60 min、90 min、120 min和150 min时，对渗糖效果的影响。④温度。浸糖时间4 h，超声波功率400 W，料液比1∶4，处理时间 60 min，处理温度分别为20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃对渗糖效果的影响[13]。

1.4.5 真空渗糖

①料液比。真空度0.09 MPa，处理时间60 min， 浸糖4 h，维持40 ℃，考察料液比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和1∶5对渗糖效果的影响。②真空度。料液比1∶4，处理时间60 min，浸糖时间4 h，维持40 ℃，考察真空压分别为0.03 MPa、0.06 MPa、 0.09 MPa、0.12 MPa和0.15 MPa对渗糖效果的影响。③处理时间。真空压0.09 MPa，料液比1∶4，维持40 ℃，浸糖时间4 h，考察处理时间分别为30 min、60 min、90 min、120 min和150 min对渗糖效果的影响。④温度。浸糖时间4 h，真空度0.09 MPa，料液比1∶4，处理时间60 min，考察处理温度分别为20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃对渗糖效果的影响[8,10]。

1.4.6 正交优化试验

基于单因素实验比较，筛选出表现较优的工艺进行正交优化试验。将优化实验制取而得成品与当地传统工艺内江蜜饯进行多糖、总皂苷、总黄酮测定。

1.4.7 实验数据统计分析

使用Excel、SPSS 26.0对数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 预处理结果

2.1.1 热烫时间对去皮的影响结果

由图1可知，随着沸水烫漂时间的增长，去皮难易程度降低，损失率减少；当时间达20 min以后时，天冬肉质变软绵，损失率增大，烫漂液中溶出物增加，吸光值增大。

图1 热烫时间对去皮的影响结果图

2.1.2 碱液去皮法的影响结果

由图2可知，碱液浓度的变化与损失率呈一定相关性，当碱液浓度在0.9%～1.3%时，损失速率相对变缓。由图3可知，加热温度与损失率呈一定相关性，当加热温度在80～100 ℃损失速率相对变缓。由图4可知，加热时间在15 min以后，去皮损失率相对趋于稳定，但溶出物不断增大。

图3 温度变化对碱液去皮的影响结果图

图4 加热时间对热碱去皮效果的影响结果图

2.1.3 酶解去皮法的影响结果

由图5可知，复合酶的料液比与损失率呈现先降后升的趋势，在料液比1∶3时，损失率变化相对最小。由图6可知，复合酶的浓度与损失率呈现负相关，当酶总量在0.4%～0.5%时，其损失率减少明显放缓。由图7可知，复合酶的配比与损失率呈负相关，在配比为1∶2.5左右，损失率明显变缓。由图8可知，当温度在45 ℃左右时，损失率降低明显变缓。

图5 复合酶的料液比对酶解去皮的影响结果图

图6 复合酶的浓度对酶解去皮的影响结果图

图7 复合酶的配比对酶解去皮的影响结果图

图8 复合酶的加热温度对酶解去皮的影响结果图

2.1.4 冷冻处理时间对冷冻热烫去皮的影响

由图9可知冷冻处理时间与损失率呈负相关，经过-18 ℃冷冻处理后的天冬再进行沸水热烫处理，效果优于直接热烫去皮。

图9 冷冻处理时间对冷冻热烫去皮的影响结果图

2.1.5 4种去皮工艺影响的比较

综合上述，比较4种去皮工艺对天冬预处理感官评价和损失率的影响，对天冬预处理影响效果依次为：冷冻处理＞热烫去皮法＞酶解去皮法＞热碱去皮法，其中温度的变化对各处理方法也有着较大的影响。

2.2 不同工艺对天冬渗糖效果的影响

2.2.1 微波处理

根据感官综合评定，渗糖结果如图10，微波处理时不同因素的影响顺序为：浸糖时间＞微波处理时 间＞料液比＞微波功率，梯度3～梯度5表现较好。

图10 微波处理对天冬的渗糖效果图

2.2.2 超声波处理

如图11，超声波处理的不同因素对天冬蜜饯渗糖效果的综合影响次序：温度＞料液比＞超声波功率＞超声波处理时间，梯度3～梯度5表现较好。

图11 超声波辅助处理对天冬的渗糖效果图

2.2.3 真空处理

结合感官综合评分，如图12，真空渗糖处理对天冬蜜饯的影响次序：温度＞真空度＞真空处理时间＞料液比，梯度3～梯度5表现较好。

图12 真空处理处理对天冬的渗糖效果图

根据上述渗糖效果，参照表2，3种渗糖方式对天冬的感官综合评分无显著差异，但微波渗糖有较大的优越性，能使天冬内部水分迅速汽化且形成不易封闭的渗透通道，从而使外部糖液迅速渗透到天冬组织，考虑经济效益以及快速达到渗糖平衡[16-17]， 故本实验最终选择微波渗糖技术，即微波功率A 300～500 W，微波处理时间B在3～5 min，料液比C在1∶3～1∶5，浸糖时间3～5 h，经正交优化试验，确定最优工艺参数。

2.3 正交优化试验

根据单因素实验基础进行L9（34）正交优化试验，正交试验水平因素见表3，试验结果见表4。最优组合均表达A2B1C2D3。即微波功率400 W、微波处理时间 3 min、料液比1∶4，浸糖时间5 h。

表3 正交试验水平因素表

表4 正交试验结果表

对2年生天冬进行低糖蜜制，干燥时间2～4 h后，与内江本地生产且贮藏了半年的高糖蜜饯进行比对分析，结果见表5。由表可知自制低糖蜜饯含糖量较低、不足内江蜜饯的一半，能很好满足健康以及糖尿病患者的需求，且多糖含量较内江蜜饯高，有较好的保健功效，但总黄酮偏低，与加工制品的含水量有关，总体上微波干燥蜜饯品质较好。

表5 自制低糖天冬蜜饯与内江蜜饯的对比分析表

3 结论

不同地域、不同生长年份的天冬存在一定的品质差异，随着生长年份的增加，去皮难度不断增加。本实验通过对直接热烫去皮、碱液去皮、酶解去皮、冷冻热烫等去皮工艺的比较，发现经短期冷冻热烫法优于直接热烫去皮和热碱去皮。但随冷冻时间的延长，天冬质地变得软绵，故冷冻时间应控制在≤150 min，另外去皮时产生的工艺损耗率与温度、浸泡时间、碱液浓度、酶制剂等都有一定相关性。

本实验的微波渗糖处理效果较显著，微波处理时，不同的条件改变都对低糖天冬蜜饯的感官有影响，影响次序为：微波功率＞料液比＞微波处理时间＞浸糖时间；不同条件也会改变低糖天冬蜜饯的含糖量，影响次序为：微波处理时间＞浸糖时间＞微波功率＞料液比。综合考虑优化工艺条件：在料液比为1∶4、浓度为20%蔗糖+15%果脯糖浆+5%功能性低聚糖，400 W微波处理时间3 min，再浸泡糖液5 h。此时低糖天冬蜜饯的含糖量为34.38%～36.70%、多糖120.69～178.96 mg·g-1、总 皂 苷3.88～6.85 mg·g-1，总黄酮0.41～0.53 mg·g-1，水分26.8%～30.2%。基于保留成品口感的考虑，低糖天冬蜜饯含水量较高，故保藏是一个瓶颈问题，有待进一步试验完善。