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烫漂处理对香椿品质及成分的影响研究进展

2024-01-21靳博俊闫雨晨魏雅星孟安娜朱新鹏

农业工程 2023年9期
关键词:沸水香椿亚硝酸盐

靳博俊, 闫雨晨, 魏雅星, 孟安娜, 朱新鹏

(安康学院现代农业与生物科技学院,陕西 安康 725000)

0 引言

香椿(Toona sinensis)是楝科香椿属落叶乔木,原产于我国中部及南部,在全国22 个省(自治区、直辖市)均有规模化种植,是我国特有的集食用、药用、材用为一身的木本植物[1-3]。香椿嫩叶具有独特的浓郁香味,并且营养价值较高,被誉为树上蔬菜,是萜类、黄酮、苯丙素、生物碱、酚酸和甾体等的优良来源,这些物质具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、降血糖和神经保护等生理活性作用[4-6]。由于香椿集美味、营养和生理活性作用为一体,成为广受人们喜爱的木本蔬菜,具有较高的开发利用价值。

香椿嫩叶是一种季节性较强的食物,食用期只有1 个月左右。而且新鲜的香椿嫩叶含水量高,呼吸作用旺盛,采收后极易出现椿叶脱落、失水萎蔫和腐烂变质等现象,在常温下存放2~3 d 出现掉叶现象,椿梗发生木质化变化,7 d 几乎丧失其食用价值[7]。为满足人们对香椿长期食用消费的需求,增加香椿的经济效益,需要对香椿进行加工。香椿加工一般需要经过烫漂处理后,再经过一系列加工过程可生产香椿酱、香椿泥、香椿罐头和速冻香椿等产品。所以,烫漂是香椿加工的重要环节。由于烫漂对香椿加工有重要影响,本研究针对香椿烫漂作用、主要烫漂方法,以及烫漂对香椿品质和成分的影响进行研究,为香椿进一步开发利用提供参考。

1 烫漂处理

1.1 烫漂作用

烫漂处理是香椿加工的重要工序,烫漂处理的好坏,将直接关系到加工制品的质量。烫漂处理可以排除香椿嫩叶中的空气,有效减少营养成分及活性成分的氧化损失。适度烫漂可改善食用感官品质,如排除不良风味、软化组织及使其变得富有弹性。烫漂处理能增加细胞透性,便于加工处理,如可缩短干燥时间。烫漂还可以降低原料中的污染物,并且能减少其表面微生物的总数。香椿在烫漂受热后多酚氧化酶类可被钝化,停止其本身的生化活动,从而减少香椿进一步褐变,这在后续速冻和干制中尤为重要[8]。由于香椿中硝酸盐和亚硝酸盐含量相比一般蔬菜高,如果食用前不经过适当处理,将导致亚硝酸盐摄入过多而威胁人体健康,通过烫漂处理,可以降低香椿中的亚硝酸盐含量,提高产品的食用安全性[9-11]。

烫漂会造成一部分可溶性物质和热敏性物质的损失,切分越细、温度越高、时间越长,损失越多。因此,采用适当的烫漂处理可以有效降低营养物质的损失,既能保证香椿的食用安全,又能保持香椿的食用品质。

1.2 主要烫漂方法

烫漂较为常用的方法有热水烫漂法、蒸汽烫漂法和微波烫漂法。热水烫漂法是将物料置于一定温度的热水中加热,维持一段时间,达到软化原料、钝化酶类和降低不良风味等目的,能够降低硝酸盐和亚硝酸盐含量,有利于食用的安全性。该法由于简便易行,应用广泛[12]。但热水烫漂控制不当,易导致香椿可溶性营养成分的流失、组织变的软烂及色泽变差。

蒸汽烫漂法是将物料置于蒸汽上,使物料升温并起到灭酶的作用。但由于物料堆放使内外受热不均匀,烫漂的均匀性差,并且作为间歇操作加工量小。蒸汽烫漂时,物料堆放不宜过厚,并且堆放要疏松,以增大蒸汽与香椿接触的通透性,增加烫漂的均匀性。与热水烫漂相比,蒸汽烫漂法具有升温较快的特点,能使多酚氧化酶快速失活,从而抑制褐变反应[12]。蒸汽烫漂法和热水烫漂有相同的缺点,如果烫漂过度,香椿颜色将由鲜绿变成黄褐色,组织质构软烂,食用和加工品质降低。

微波烫漂法是利用微波具有热穿透力强的热效应特性,使物料受热。微波烫漂,具有处理均匀、时间短、营养物质损失少及能耗小等优点,近年来被广泛研究与应用[13]。由于不同微波炉内微波场分布不均匀,影响灭酶均匀性,并会使原料产生部分焦化[14]。

新型烫漂方法如真空-蒸汽脉动烫漂、超高压烫漂、欧姆加热烫漂、射频烫漂、红外加热烫漂及超声波协同热烫漂等,尚未见应用于香椿的烫漂处理报道。

2 烫漂对香椿品质及成分的影响

2.1 亚硝酸盐含量

香椿由于风味独特,具有多重生理活性作用而深受人们喜爱,但由于其硝酸盐(经硝酸还原酶作用转化为亚硝酸盐)、亚硝酸盐含量较高又影响到人们的消费。为此,研究人员对香椿中的亚硝酸盐含量的变化进行研究,认为烫漂是降低亚硝酸盐的有效方式。

曹桂敏等[11]对清洗后的香椿,测定亚硝酸盐平均含量34.1 mg/kg,经沸水烫漂后平均含量4.4 mg/kg。用未经处理的香椿炒蛋,亚硝酸盐平均含量83.3 mg/kg,经沸水烫漂后的香椿炒蛋,平均含量1.5 mg/kg。沸水烫漂后的香椿可显著降低亚硝酸盐含量。赵明烨等[15]研究认为,短时间沸水烫漂是较为合理的香椿加工方式,可有效降低香椿中亚硝酸盐含量。徐文博等[16]研究认为,加热5 min 及5%的食盐水浸泡0.5 h 处理香椿,可降低亚硝酸盐的含量。 陈丽娟等[8]研究认为,沸水烫漂可显著降低香椿嫩芽中的亚硝酸盐含量。杜德鱼等[17]研究对比了热水烫漂、蒸汽烫漂、微波烫漂时亚硝酸盐溶出的效果,结果表明,热水烫漂明显优于蒸汽烫漂和微波烫漂,热水烫漂适宜条件为料水比1∶25,烫漂水pH 值6~7,烫漂温度95 °C。宋正蕊[18]对比了新鲜常温、烫漂(沸水)常温、新鲜冷藏及烫漂冷藏处理方法的亚硝酸盐变化,说明经烫漂常温和烫漂冷藏方法处理后香椿中的亚硝酸盐明显低于新鲜常温和新鲜冷藏方法。

丛云霞等[19]对香椿未清洗、清洗后、烫漂后的亚硝酸盐变化进行研究,结果表明,香椿清洗3 遍能去除50%以上亚硝酸盐;烫漂1 min 能去除90%以上的亚硝酸盐。也有研究认为,烫漂香椿时,30 s 可以去除80%左右的亚硝酸盐,45 s 可以去除83.86%的亚硝酸盐[20]。亚硝酸盐是一种易溶性的物质,在热水中溶出更快。因而,烫漂处理可以使亚硝酸盐大量溶出,从而保证香椿的食用安全性。综上所述,香椿的烫漂从去除亚硝酸盐角度,以热水烫漂法为宜,烫漂温度>95 °C、料水比>1∶25、烫漂时间>30 s。

2.2 色泽

香椿嫩芽按颜色基本可分为紫香椿和绿香椿,紫香椿在烫漂时紫或红色会褪去,颜色变深绿;绿香椿烫漂时会由嫩绿变为深绿色。杜德鱼等[17]研究了烫漂对香椿色泽的影响,红油香椿(紫香椿的一种)烫漂处理后,香椿的亮度增加,色泽呈鲜绿色。用色差计比较颜色变化,热水烫漂香椿的色泽明显优于蒸汽烫漂和微波烫漂。WANG C 等[21]认为,热水烫漂比蒸汽烫漂和微波烫漂的颜色得到了较好的保留。程菁菁等[22]对经沸水烫漂、直接冷冻和液氮速冻预处理的香椿,经低温贮藏 270 d 后用色差计比较,以烫漂处理的香椿嫩叶亮度最高。但从颜色整体情况看,直接冷冻香椿绿色变化最大,而液氮速冻香椿的绿色保存最好,烫漂香椿经长期贮藏颜色会出现泛黄现象。从叶绿素变化来看,液氮速冻香椿叶绿素含量显著高于直接冷冻和烫漂香椿(P<0.05),说明温度对叶绿素变化有较大影响,但长期低温贮藏时,未做任何预处理的直接冷冻香椿叶绿素含量明显低于烫漂香椿。马正强等[23]研究了香椿在85、90、95 和100 °C 下的烫漂处理叶绿素和颜色变化规律,结果表明,香椿叶绿素和颜色对热的稳定性较差,并且温度愈高,叶绿素降解越快,颜色变化程度越大;而且随温度的提高和烫漂时间的延长,香椿颜色的变化大大加快。香椿叶绿素和颜色的热降解符合一级反应动力学模型,叶绿素含量与颜色变化呈显著线性关系。这些研究表明,烫漂处理中适当降低温度及缩短处理时间,可以降低叶绿素的损失,有助于保护香椿色泽。

色泽是香椿品质的重要因素之一,在烫漂时同时进行护色处理,是保持香椿品质的重要措施。香椿颜色变化的主要原因,一是酶促褐变,包括酚类物质在多酚氧化酶的作用下发生颜色变化;二是因为叶绿素较不稳定,对光、热、酸和碱等敏感,容易被破坏,从而使其他色素颜色显现出来。柯乐芹[24]以新采摘的香椿为材料,以食盐、锌、铜盐为护绿剂,分别选择3、-6 和-18 °C 对其进行贮藏,结果表明,香椿采用0.05% Na2CO3溶液进行烫漂处理,冷却后置于5%的食盐和0.05% CaCl2护色液中,在-18 °C 进行存放,经过长达半年的贮藏,仍能保持良好的鲜绿色。烫漂后香椿的色泽,对需要保留一定香椿外形和色泽的加工产品(如香椿酱、香椿罐头、速冻香椿等)的商品价值影响较大,所以应控制香椿色泽不发生过度的褐变。控制色泽的变化,主要是控制好烫漂的工艺条件,如温度尽可能低、时间尽可能短,还可采取添加护色剂进行护色。

2.3 挥发性风味物质

香椿具有独特的风味,是人们喜爱香椿的重要原因。香椿中的风味物质复杂,产地和种源不同,风味物质有差异,这些风味物质有醇类、酯类、吡嗪类、酮类、萜类化合物、有机硫化物、醛类、酸类和酚类等[25-27]。杨慧等[28]研究表明,香椿嫩芽经过沸水烫漂后,挥发性成分种类增多,呈刺激性气味的化合物如含硫物质相对含量减少,烯类等呈柔和气味增加,提升了香椿的香味品质。程菁菁等[22]指出,含硫类(主要为噻吩类)赋予香椿刺激性香辛风味,萜烯类使香椿具有花香、果香等愉悦气味,醇类、酯类和酮类起到修饰香椿整体风味的作用;对烫漂、直接冷冻和液氮速冻预处理的香椿进行比较,在挥发性成分保留方面,烫漂香椿处理>液氮处理>直接冷冻。WANG C等[21]在比较热水烫漂、蒸汽烫漂和微波烫漂后,认为热水烫漂比蒸汽烫漂和微波烫漂的特征香气保留率较高。ZHAI X T[29]研究发现,烫漂过程中硫化合物、醛类、醇( E ) - 2 -己烯- 1 -醇和酚类会快速损失。这些研究说明,烫漂对香椿的风味物质有着复杂的影响,易挥发成分减少,有的成分则在加热过程中因反应生成而增加,但烫漂能够改善香椿的食用感官品质。

2.4 营养物质和生理活性物质

烫漂由于水和热的影响,会造成水溶性物质的流失和热敏性物质的损失。因而,需要对温度、时间和料水比等烫漂条件进行控制,达到既能改善感官品质和保证食用安全性,又尽可能减少营养物质和生理活性物质的损失。赵明烨等[15]研究了烫漂对抗坏血酸和多酚的影响,认为长时间热烫对抗坏血酸含量影响相对较大,而香椿多酚在烫漂时间较短时影响较小,烫漂时间>5 min,损失率均>60%。徐文博等[16]研究发现,烫漂时间5 min 及5%的食盐水浸泡0.5 h 相对其他处理(不同食盐浓度和处理时间)维生素C、维生素E、多糖和多酚含量较高,但比新鲜香椿都有不同程度的损失。 陈丽娟等[8]研究表明,沸水烫漂时间对香椿中维生素C 和多酚的含量有相同的变化;在烫漂时间0.5~1.0 min,黄酮含量急剧下降;随着烫漂时间延长,可溶性蛋白含量逐渐降低,但影响相对要小。WANG C 等[21]在对香椿的热水烫漂、蒸汽烫漂和微波烫漂研究中发现,热水烫漂活性成分、抗氧化活性和香气特征得到了较好的保留;3 种烫漂处理下,观察到3 种酚类化合物(没食子酸、槲皮素和山奈酚)呈明显上升趋势。

烫漂导致的成分变化,会影响到抗氧化性能。朱宏等[30]研究发现,总酚含量在100 °C 沸水烫漂前5 min 内明显下降,与烫漂时间呈负相关;5 min时,剩余总酚含量占对照的39.6%;而5~7 min 时,总酚含量变化幅度微小。烫漂过程中,香椿多酚的铁离子还原力和DPPH 自由基清除率在对照水平上下浮动,没有明显升高或降低的趋势,变化幅度均<10%。佀凤为等[31]将香椿芽进行杀青护色,浸入含0.5%小苏打的沸水中烫漂30 s,取出移入0.25%的小苏打冷水中浸泡5 min,再经0.4%明胶溶液脱苦后烘干。将经过每个工序处理的香椿芽提取多酚,进行抗氧化能力检测;结果表明,与新鲜香椿相比,经过3 个工序后,多酚含量累积损失95.2%,DPPH·清除率下降92.0%,亚铁还原能力下降72.6%,超氧阴离子清除能力下降83.3%。袁长梅等[32]研究发现,与新鲜香椿相比,总黄酮、生物碱及总多酚在烫漂后都明显降低,但没食子酸的含量显著增加。沸水烫漂时间1~3 min,提取液对DPPH·清除能力的变化不明显;与新鲜香椿相比,沸水烫漂处理1 和3 min 时香椿FRAP值无明显差异,当沸水烫漂处理5 min 后FRAP值显著降低,说明随着沸水烫漂处理时间的增加,抗氧化作用呈下降趋势。抗氧化性能的这些不同变化,可能与研究中试验设计的烫漂处理方式和条件有关,也与部分酚类物质(没食子酸、槲皮素和山奈酚)不降反升有关。从上述研究结果来看,热水烫漂、蒸汽烫漂和微波烫漂均会造成营养物质和生理活性物质一定的损失,而以热水烫漂的影响相对较小,但热水烫漂时间越长影响越大,抗氧化能力下降。

3 结束语

香椿用于烹饪和加工,经过烫漂处理,食用品质、营养成分和生理活性成分会发生变化,因而研究烫漂对香椿品质的影响具有现实意义。烫漂以热水烫漂为宜,既能改善香椿的食用感官品质,有效降低亚硝酸盐含量保证食用安全性,又能尽可能减少营养物质和生理活性物质的损失。根据香椿加工产品的需要,研究烫漂工艺条件,尤其是添加护色剂等添加物对香椿成分和品质的影响,是研究香椿烫漂的方向。

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