槟榔加工工序对其理化性质的影响

陈升，龚卓，尹兴笋，周春，欧阳梦云*

1.湖南伍子醉实业集团有限公司 （湘潭 411228）；2.常德市自来水有限责任公司 （常德415001）

槟榔（ArecacatechuL.）又名大腹子、仁频、突门、洗瘴丹、马金南、国马（云南）、青仔（台湾）、槟门（广东）、榔玉等[1]，槟榔分为药用槟榔（槟榔仁）和食用槟榔（槟榔壳），全球有6亿～12亿的槟榔食用者[2]，槟榔成为仅次于尼古丁、乙醇和咖啡因的世界第四大嗜好物品[3]。

食用槟榔部分是鲜食，更多的用于加工成休闲嚼块，咀嚼槟榔可以提神醒脑并给人一种愉悦感[4]。针对槟榔研究，大多数是关于毒性[5-7]和活性物质提取[8-10]的研究，在食用槟榔加工工序方面的研究中针对某一种工序或某一种活性物质的研究也较多，如黄群等[11]用蒸汽爆破技术优化槟榔加工工艺，能增加槟榔口味的丰富性、咸味、鲜味并降低苦味，他们还发现槟榔干果经加工处理后槟榔碱含量会降低[12]。而对于食用槟榔整个加工过程对其理化性质的系统研究较少。

因此，以食用槟榔为研究对象，探究从槟榔干果到加工成食用槟榔过程中的理化性质。测定各个工序槟榔壳中的总多酚、有机酸、单宁含量及槟榔生物碱等活性成分和槟榔果的水分、硬度等参数，为提高食用槟榔的品质和优化工艺提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

各工序槟榔籽（湖南伍子醉实业集团）。

甲醇（色谱纯，美国天地有限公司）；磷酸二氢钾（分析纯，中国医药集团有限公司）；没食子酸标准品、儿茶素标准品、苹果酸标准品、奎宁酸标准品、乙酸标准品（上海安谱实验科技股份有限公司）；柠檬酸标准品（北京坛墨）。

1.2 仪器与设备

101-3AB型电热鼓风干燥箱（北京中兴伟业仪器有限公司）；Agilent 1260高效液相色谱仪（配VWD紫外检测器和CDS2.3色谱工作站，美国Agilent公司）；ME-204分析天平、MS105DU半微量天平（梅特勒仪器有限公司）；ZWM-BAI-H120超纯水机（湖南中沃水务环保可以有限公司）；16D033超声波清洗机（宁波新芝科技有限公司）；EVOLUTION220分光光度计（赛默飞科技有限公司）；TD5A型离心机（平凡科技有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 槟榔的加工

槟榔的加工工艺流程采用黄群等[13]用的工艺。工艺流程：原果—预发—汽爆（灭菌）—发制—烤籽—一次上胶—压籽—二次上胶—晾籽—切籽—去核→点卤→晾片。试验指标测定均为挑选同一批次中3个位置各取600 g，混匀后随机作为样品测定，做3次平行，取平均值；样品取回来后去掉烂籽，放-18 ℃冷冻保存。

1.3.2 槟榔壳中各成分的提取

随机选取10颗槟榔去掉核后剪碎，称取2 g左右，用70%乙醇水（体积比）以1∶30比例浸泡超声提取3 h，过滤，得萃取液，用于酚类化合物、单宁和有机酸及生物碱含量的测定[3,14]。

1.3.3 水分的测定

水分的测定参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》[15]。

样品的测定：将槟榔用剪刀剪成约2 mm单根细丝状，取4.0 g置于皿中，放入鼓风干燥箱内，于103 ℃烘烤4 h，取出置于干燥器内，放冷至室温后称量，放入103 ℃鼓风干燥箱内，30 min后取出，放冷至室温称量，循环此操作至恒重。

1.3.4 硬度和弹性的测定

将槟榔放置于ENS-PRO型质构仪的载物台上，探头圆盘TPA挤压探头，直径75 mm。加载程序：测试前速度1.0 mm/s，测试速度1.00 mm/s，触发值5.0 g，测试形变量40%，实施二次挤压试验，对槟榔的硬度、弹性进行测定，每一个样品取10颗做平行。

1.3.5 总酚含量检测

选用福林酚法[16-19]测定槟榔中总酚含量。测定条件：1 mol/L福林酚试液1 mL，10.6%碳酸钠4 mL，反应时间60 min，于波长760 nm处测定吸光度[14]。

样品的测定：取1 mL萃取液，稀释20倍，取1 mL稀释后的溶液置于20 mL刻度试管中，加入6 mL纯水，加1 mL Folin-Denis试剂，用力摇匀，静置6 min，加入4 mL 10.6%碳酸钠溶液，补足体积至20 mL，充分混匀，室温下静置1 h，于波长760 nm处测吸光度（A760）。取1 mL蒸馏水代替萃取液，按照上述程序处理作为空白对照，以没食子酸作标准曲线。

1.3.6 有机酸含量检测

有机酸含量检测参考GB 5009.157—2016《食品安全国家标准食品中有机酸的测定》[20]，优化后采用的色谱条件[21-24]：色谱柱采用C18色谱柱或性能相当；检测波长210 nm，柱温30 ℃；流动相为甲醇5%-磷酸盐缓冲液95%，其中磷酸盐缓冲液0.02 mol/L NaH2PO4；流动相流速0.3 mL/min；进样量10 μL；以柠檬酸、乙酸、奎宁酸、苹果酸标准品做曲线，外标法定量测定有机酸的含量。

1.3.7 生物碱含量检测

选用HPLC法[25-29]测定槟榔在加工过程中四种生物碱含量的变化规律。色谱条件：ZORBAX 300-SCX（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为乙腈（A）-0.2%磷酸水（45+55，V/V）；检测波长215 nm；柱温35 ℃；流速1.0 mL/min；进样量10 μL。

1.3.8 单宁含量检测方法

槟榔中单宁含量较高，主要类型是缩合单宁（原花青素），原花青素是影响食物口感（涩味和苦味）的主要成分[30-31]。单宁是酚类化合物的一种，大多数学者选用分光光度法测定其含量[32-34]。

样品的测定：取1 mL萃取液置于20 mL磨口刻度试管中，加入3 mL香兰素-甲醇溶液（质量浓度40 g/L）摇匀，加入1.5 mL浓盐酸再摇匀，20 min后，于波长500 nm处测定吸光度（A500），以儿茶素做标准曲线，以纯水作为空白对照。

1.4 数据统计及各含量的计算

使用Excel软件对数据进行分析处理，并进行图形绘制，每组试验重复3次测定，试验数据表示为平均值±标准偏差。总酚含量、有机酸含量和生物碱含量（mg/g）均按式（1）计算。

式中：C为高效液相色谱或紫外可见光分光光度计测定的质量浓度，μg/mL；V为定容体积，mL；d为稀释倍数；m0为原料质量，g。

2 结果与分析

2.1 不同加工工序中槟榔壳的水分的变化

将槟榔剪碎用直接干燥法测定水分，结果如图1所示。仓库保存的原果水分在20%左右，经预发、汽爆和发制后水分明显升高，最高达40%左右，预发、汽爆和发制的工艺流程时为给槟榔原果增香加甜，此时的甜味剂和香料都是溶于水中，在此过程中槟榔原果吸收大量水分。烤籽是将多余的水分去除，所以此是为给槟榔增香，添加的香料也是溶于水中，因此闷香也会明显增加烤完后的籽的水分，压籽和打表工序基本对水分没有影响，经过晾片后的点卤籽水分被控制在20%左右，更有利于口感和货架期的稳定。

图1 槟榔加工不同工序中槟榔壳的水分含量

2.2 不同加工工序中籽的硬度的变化

将槟榔利用质构仪进行质构测定，结果如图2所示。槟榔在预发、汽爆、发制后烤籽、闷香、压籽及打表的过程中，硬度表现出来的变化规律呈现先降低后升高再降低的趋势。这可能是因为在预发、汽爆和发制的工艺流程中槟榔的水分不断升高，因此硬度在不断下降，并且汽爆是通过快速泄压的方式进行，该方法破坏槟榔原有的纤维结构，从而导致硬度大幅下降。烤籽工艺对质构影响较大，水分散失导致纤维缩聚结合，导致其坚硬程度再次上升[35]；经一次上胶—压籽—二次上胶流程后槟榔的水分又明显升高，所以槟榔的硬度再次出现下降，最终成品的水分被稍微晾干，因此硬度稍有提高。

图2 槟榔加工不同工序中槟榔的硬度

2.3 不同加工工序中籽的总酚含量的变化

槟榔壳剪碎后经超声萃取，萃取液利用分光光度计测得总酚含量的结果，如图3所示。原果经预发、汽爆及发制后槟榔中的总酚含量呈下降趋势，在发制工序中下降尤为明显，这可能是因为汽爆过后的槟榔果纤维膨胀松软，又经过长时间的高温发制，内含物更容易挥发流失。经烤籽工序后总酚又有所回升，这可能是因为热烘干过程中由于分子热运动加剧，槟榔核的水分逐渐渗入壳中最终经外壳散失，酚类物质在水中有一定溶解性，槟榔核中的酚类物质远多于槟榔壳中的[36]，因此酚类物质也会随水分由核迁移至壳。一次上胶工序跟发制工序类似，因为经过烘烤过后的槟榔壳纤维更加紧实致密，因此总酚含量稍有下降，后续的压籽—二次上胶到成品的工序对总酚含量基本无影响。

2.4 不同加工工序中籽的有机酸含量的变化

槟榔壳剪碎后经超声萃取，萃取液利用高效液相色谱法测得有机酸含量的结果，如图4所示。从原果到汽爆这3个工序，槟榔壳中的有机酸在损失。这可能是因为槟榔中有机酸是水溶性物质，预发工序中槟榔干果用大量水浸泡达到湿软状态，有机酸溶于水中而损失，而在汽爆工序中槟榔被蒸汽完全包裹，再快速泄压，这个过程萃取出一部分有机酸跟着蒸汽被排出。发制工序后槟榔壳有机酸有所提高，这可能是因为在长时间的高温发制过程中，槟榔核中的有机酸通过分子间运动和水分的平衡转移到槟榔壳中。经高温烤籽后有机酸出现降解或挥发而导致壳中的含量降低[37]。一次上胶工序跟发制工序类似，因此壳中有机酸含量又有所回升，压籽工序是用物理方式对槟榔籽实施的强烈挤压，在此过程中槟榔核也被强烈地挤压，因此核里面的内容物会被压出，转移一部分到槟榔壳中，因此有机酸含量会有所提高。后续二次上胶工序到加工到成品的过程对壳中的有机酸基本没有影响。

图4 槟榔加工不同工序中槟榔壳的有机酸含量

2.5 不同加工工序中槟榔壳的生物碱含量的变化

槟榔壳剪碎后经超声萃取，萃取液利用高效液相色谱法测得生物碱含量的结果，如图5所示。原果经预发—汽爆工序后槟榔壳中的生物碱含量在降低。这可能是因为在预发工序加入大量的水在50 ℃浸泡，在此过程中生物碱溶于水中流失，汽爆时快速泄压致使槟榔壳的纤维结构发生了膨化，从而导致一些内容物更容易流失。在发制阶段生物碱有所回升的原因可能是在长时间的高温发制过程中，槟榔核中的生物碱通过分子间运动和水分的平衡转移到槟榔壳中，后经高温烘烤后，壳中的生物碱又跟随水分流失。一次上胶工序跟发制类似，因此生物碱又出现回升。后续压籽到成品的过程槟榔壳中生物碱基本不再发生变化。

图5 槟榔加工不同工序中槟榔壳的生物碱含量

2.6 不同加工工序中槟榔壳的单宁酸含量的变化

槟榔壳剪碎后经超声萃取，萃取液利用分光光度计测得单宁酸含量的结果，单宁属酚类化合物。从图6也可以看出，单宁酸含量变化跟总酚含量变化趋势一致，原果经预发、汽爆及发制后槟榔中的单宁酸的含量呈下降趋势，在发制工序中下降尤为明显，这可能是因为汽爆过后的槟榔籽纤维膨胀松软，又经过长时间的高温发制，内含物更容易挥发流失。经烤籽工序后单宁酸又有所回升，这可能是因为热烘干过程中由于分子热运动加剧，槟榔核的水分逐渐渗入壳中，最终经外壳散失，单宁酸在水中有一定溶解性，因此也会随水分由核迁移至壳。一次上胶工序跟发制工序类似，又因为槟榔果经过烘烤过后的槟榔壳纤维更加紧实致密，因此单宁酸含量仅稍有下降，后续的压籽、二次上胶到成品的工序对槟榔壳中单宁酸含量基本无影响。

图6 槟榔加工不同工序中槟榔壳的单宁酸含量

3 结论与讨论

对食用槟榔的各加工工序的槟榔壳中水分、硬度、总酚、有机酸和生物碱含量的变化规律进行探究，结果发现：槟榔果经原果—预发—汽爆（灭菌）—发制—烤籽— 一次上胶—压籽—二次上胶—晾籽—切籽—去核—点卤—晾片—成品工序后槟榔壳中生物碱含量较原果下降46.7%，降低槟榔的毒害作用[37]；总酚含量下降37.0%，酚类物质中单宁酸的含量下降83.6%，改善槟榔果的酸涩味和苦味；有机酸含量下降47.0%，提升槟榔成品货架期的稳定性；硬度下降77.0%，增加槟榔成品的柔软度和咀嚼感，减少嚼食时对口腔黏膜的刺激，从而降低其对口腔的机械损伤[8]。结果表明，现有工艺对槟榔果理化性质的影响具有一定规律性，研究其规律性有利于提升食用槟榔成品的品质，并为优化改良加工设备及加工工艺参数和降害的研究提供一定理论依据。