陳偉
(遼寧經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110122)
甘薯,旋花科,甘薯屬,可以為人體提供均衡的營(yíng)養(yǎng)[1-2],被世界衛(wèi)生組織(WHO)評(píng)定為冠軍蔬菜,且具有極高的食用價(jià)值。以甘薯為原料可制成富含氨基酸、礦物質(zhì)及維生素等營(yíng)養(yǎng)豐富,風(fēng)味獨(dú)特的甘薯原汁飲料[3]。實(shí)際生產(chǎn)中酶促褐變嚴(yán)重影響產(chǎn)品的感觀質(zhì)量,本試驗(yàn)采用微波和添加幾種酶抑制劑結(jié)合法滅酶,得出最佳褐變抑制的工藝條件。
檸檬酸、草酸、VC、L-半胱氨酸、植酸等均為化學(xué)純。
WP700(21)型微波爐:格蘭仕微波爐電器有限公司;SS230-A多功能食物攪拌器:順德市方勝電器實(shí)業(yè)有限公司;離心機(jī)TDL-5-A型:上海安亭科學(xué)儀器廠;UV-1100紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì):北京瑞利分析儀器公司;電子分析天平:北京奧多利斯儀器系統(tǒng)有限公司。
1.3.1 甘薯飲料褐變抑制工藝
甘薯原料→清洗→去皮破碎(規(guī)格為3 mm~5 mm的方塊)→浸泡(甘薯∶褐變抑制劑溶液質(zhì)量比為1∶5)→微波滅酶→打漿→過(guò)濾離心→上清液→測(cè)量
1.3.2 褐變指數(shù)測(cè)定波長(zhǎng)的確定
取2份甘薯試樣20 g,一份未經(jīng)褐變抑制處理直接加100 mL水打漿,另一份加0.40%的檸檬酸溶液100 g浸泡3 h進(jìn)行處理,再中高火微波(600 W)滅酶60 s,然后兩份樣品分別4000 r/min離心10 min,取上清液在在UV-1100紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上390 nm~780 nm范圍內(nèi)分別掃描其吸光度,根據(jù)吸光度圖譜,確定最適測(cè)定波長(zhǎng)。
1.3.3 褐變抑制浸泡時(shí)間的確定
取30份甘薯試樣20 g,加入檸檬酸(0.40%)、草酸(0.4%)、VC(0.03%)、L-Cys(0.04%)、植酸(0.020%)溶液 100 g 分別浸泡 1、2、3、4、5、6 h,再中高火微波滅酶60 s,然后兩份樣品分別4000 r/min離心10 min,取上清液用UV-1100紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)420 nm處測(cè)量其吸光度。
1.3.4 微波滅酶條件的確定
取15份甘薯試樣20 g,加0.40%的檸檬酸溶液100 g浸泡3 h,再分別在350、490、700 W的條件下處理 20、40、60、80、100 s,然后兩份樣品分別 4000 r/min離心10 min,取上清液用UV-1100紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)420 nm處測(cè)量其吸光度。
1.3.5 檸檬酸對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響
取6份甘薯試樣20g,分別加0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0.60%的檸檬酸溶液浸泡3 h,再中高火微波滅酶60 s,然后兩份樣品分別4000 r/min離心10 min,取上清液用UV-1100紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)420 nm處測(cè)量其吸光度。
1.3.6 VC對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響
取6份甘薯試樣20 g,分別加0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%的VC溶液溶液浸泡 3 h,再中高火微波滅酶60 s,然后兩份樣品分別4000 r/min離心10 min,取上清液用UV-1100紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)420 nm處測(cè)量其吸光度。
1.3.7 植酸對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響
取6份甘薯試樣20 g,分別加0.010%、0.015%、0.020%、0.025%、0.030%、0.035%的植酸溶液溶液浸泡3 h,再中高火微波滅酶60 s,然后兩份樣品分別4000 r/min離心10 min,取上清液用UV-1100紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)420 nm處測(cè)量其吸光度。
1.3.8 最佳褐變抑制條件的確定
根據(jù)以上單因素試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù),選擇適當(dāng)?shù)乃阶稣辉囼?yàn),進(jìn)而得到最佳褐變抑制條件。
波長(zhǎng)與甘薯褐變抑制前后吸光度的關(guān)系見(jiàn)圖1。
圖1 測(cè)定波長(zhǎng)與甘薯褐變抑制前后吸光度的關(guān)系Fig.1 The relation between the deter mined wavelength and the asorbency before and after sweet potato brown-restraining
在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi),甘薯的褐變程度越深,其吸光度越大,所以褐變指數(shù)可以用某一波長(zhǎng)下的吸光度大小來(lái)衡量。由圖1可以看出,在390 nm~780 nm可見(jiàn)光范圍內(nèi),甘薯褐變抑制前后的吸光度都是逐漸下降的趨勢(shì),而且在420 nm處其下降趨勢(shì)最明顯,因此褐變指數(shù)采用420 nm處的吸光度來(lái)測(cè)量。
不同浸泡時(shí)間對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響見(jiàn)圖2。
由圖2可以得出,各褐變抑制劑浸泡時(shí)間在1h~3h時(shí),吸光度呈下降趨勢(shì),說(shuō)明褐變抑制效果呈上升趨勢(shì),而當(dāng)時(shí)間大于3 h時(shí),吸光度下降趨于平緩,已基本達(dá)到抑制效果,因此各褐變抑制劑的最佳浸泡時(shí)間選為3 h。
圖2 不同浸泡時(shí)間對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響Fig.2 The effect of different dipping time on sweet potato beverage′s brown-restraining
不同微波條件對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響見(jiàn)表1。
表1 不同微波條件對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響Table 1 The effect of different microwave′s condition on sweet potato beverage′s brown-restraining
由表1可以看出,采用350 W時(shí),吸光度隨時(shí)間的增加而變小;490 W時(shí),在20 s~80 s之間,吸光度逐漸降低,而100 s時(shí)吸光度卻增大,這一現(xiàn)象主要是加熱過(guò)度導(dǎo)致液體黏度增加,呈半固體狀態(tài),影響吸光度的測(cè)量;700 W時(shí),在20 s~60 s之間,吸光度逐漸降低,而80 s~100 s時(shí)吸光度卻增大,原因同上。3種功率下的最佳褐變抑制條件為350 W、100 s,吸光度為0.498;490 W、80 s,吸光度為 0.456;700 W、60 s,吸光度為0.451。綜合褐變抑制效果和節(jié)省能源的因素,選擇490 W、80 s,吸光度為0.456,又由于490 W、60 s時(shí)的吸光度為0.458,褐變抑制效果基本與490 W、80 s相近,所以選擇微波滅酶的條件為490 W、60 s。
不同檸檬酸用量對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響見(jiàn)圖3。
由圖3可以得出,檸檬酸濃度在0.10%~0.40%之間時(shí),吸光度降低趨勢(shì)明顯,說(shuō)明褐變程度越來(lái)越小,褐變抑制效果越來(lái)越好,而當(dāng)檸檬酸用量大于0.40%時(shí),吸光度下降趨勢(shì)不明顯,說(shuō)明0.40%的檸檬酸已基本達(dá)到抑制效果,所以綜合考慮成本選擇檸檬酸的最適添加量為0.40%,此時(shí)的吸光度為0.422。
圖3 不同檸檬酸用量對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響Fig.3 The effect of different citric acid′s amount on sweet potato beverage′s brown-restraining
不同VC用量對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響見(jiàn)圖4。
圖4 不同VC用量對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響Fig.4 The effect of different Vc′s amount on sweet potato beverage′s brown-restraining
由圖4可知,當(dāng)VC用量在0.01%~0.03%之間時(shí),吸光度明顯下降,當(dāng)用量在0.04%~0.05%之間時(shí),下降趨勢(shì)不明顯,當(dāng)用量為0.06%時(shí),吸光度稍有上升,這可能是由于VC過(guò)量,多余的VC被氧化成脫氫抗壞血酸,易與氨基酸反應(yīng),產(chǎn)生非酶褐變,導(dǎo)致褐變加深。因此最適用量是VC全部用來(lái)作用于多酚氧化酶,產(chǎn)生最佳的褐變控制效果。添加量過(guò)高或過(guò)低,效果都不理想。因此,本試驗(yàn)采用VC的最適添加量為0.03%,此時(shí)的吸光度為0.534。
植酸對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響見(jiàn)圖5。
圖5 植酸對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響Fig.5 The effect of different phytic acid′s amount on sweet potato beverage′s brown-restraining
由圖5可知,當(dāng)植酸用量在0.010%~0.020%之間時(shí),吸光度下降趨勢(shì)十分明顯,但當(dāng)植酸用量大于0.020%時(shí),曲線趨于平緩,所以在用量為0.020%時(shí),吸光度最小,褐變抑制效果最好,因此選用植酸的最適用量為0.020%,此時(shí)的吸光度為0.842。
根據(jù)以上單因素試驗(yàn),綜合選取檸檬酸、VC、植酸用量做三因素三水平試驗(yàn)(見(jiàn)表2),進(jìn)而得到最佳的褐變抑制條件。正交試驗(yàn)極差圖見(jiàn)圖6。
表2 正交試驗(yàn)表Table 2 Orthogonal test table
圖3 不同檸檬酸用量對(duì)甘薯飲料褐變抑制效果的影響Fig.3 The effect of different citric acid′s amount on sweet potato beverage′s brown-restraining
由表 2 可知,極差 RB>RC>RA,表明甘薯飲料褐變抑制條件的影響因素由強(qiáng)到弱依次是VC用量>植酸用量>檸檬酸用量,最佳褐變抑制條件是A2B3C2,即檸檬酸用量為0.40%,VC用量為0.035%,植酸用量為0.020%。
根據(jù)正交試驗(yàn)選擇的最佳工藝條件,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的甘薯汁在420 nm處測(cè)定其吸光度為0.289。
以添加褐變抑制劑和微波結(jié)合滅酶對(duì)甘薯飲料色澤進(jìn)行保護(hù),效果較好。最佳褐變抑制條件是檸檬酸用量為0.40%,VC用量為0.035%,植酸用量為0.020%,浸泡3 h,490 W微波60 s。此工藝可保證甘薯飲料的色澤品質(zhì)。
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