純天然香椿粉加工工藝研究

李可，李華佳，袁懷瑜，徐瑞，張盈嬌，鐘楊，朱永清

（四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，成都 610066）

純天然香椿粉加工工藝研究

李可，李華佳，袁懷瑜，徐瑞，張盈嬌，鐘楊，朱永清*

（四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，成都 610066）

為篩選出較為合適的香椿成熟葉資源化利用加工香椿粉的方法，分別選用冷凍干燥、熱風(fēng)干燥（50，55，60℃）和微波干燥（1，3 min，功率3 k W）將香椿成熟葉加工成香椿粉，采用CR-400色差儀和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）分別分析加工產(chǎn)品的顏色及揮發(fā)性組分，并利用SPSS對揮發(fā)性組分進(jìn)行相關(guān)性和聚類分析。結(jié)果顯示：通過采用冷凍干燥和50℃熱風(fēng)干燥加工的香椿粉產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)，加工產(chǎn)品的揮發(fā)性組分與原料相似度分別為0.654，0.591。此外，采用50℃熱風(fēng)干燥具有能耗小、設(shè)備簡單、技術(shù)要求低、耗時(shí)較短等優(yōu)點(diǎn)。

香椿粉；色差；氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）；聚類分析；相關(guān)性

香椿以鮮食其嫩芽為主，是一種地區(qū)性和季節(jié)性強(qiáng)的易腐食品［1－3］，因此香椿加工成為調(diào)節(jié)區(qū)域和季節(jié)供應(yīng)的重要手段。目前我國香椿的加工處于初級階段，加工方式有制罐、腌制、速凍、脫水干燥、調(diào)味醬、調(diào)味油等，加工原料也多以香椿嫩芽為主［4－9］。選用香椿嫩芽具有原料成本高、含水量高、產(chǎn)品顏色和香味不穩(wěn)定等問題。隨著香椿加工研究的深入和產(chǎn)品形態(tài)的增加，香椿成熟葉及老葉逐漸受到關(guān)注，余嗣明、侯懷恩、何丹等研究認(rèn)為香椿葉營養(yǎng)較嫩芽高［10－12］，朱永清等研究表明成熟葉和老葉的特征香味化合物比較穩(wěn)定，此外還具有產(chǎn)量大、采收周期長、水分含量低等優(yōu)點(diǎn)。因此，利用香椿葉作為香椿深加工產(chǎn)品的原料具有一定的可行性。

香椿粉作為調(diào)味產(chǎn)品能很好地體現(xiàn)其香味特點(diǎn)，且蔬菜粉制品具有原料利用率高、易運(yùn)易貯、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)［13，14］。蔬菜粉加工過程中的干燥工藝是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對色、香、味的影響較大。本文以香椿粉產(chǎn)品的色澤和香味成分為指標(biāo)，研究不同干燥工藝對“巴山紅”香椿粉加工品質(zhì)的影響，為香椿調(diào)味粉的加工提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇生長于四川省大竹縣的“巴山紅”香椿，根據(jù)朱永清等［15］的研究結(jié)果，選取葉面顏色鮮綠的成熟葉進(jìn)行采摘，清水沖洗后，于蔬菜離心脫水機(jī)中脫水3 min去除表面水分，備用。

1.2 儀器與設(shè)備

GC-2010 GC-MS聯(lián)用儀 日本島津公司；頂空固相微萃取裝置［包括手持式手柄，50／30μm二乙基苯／聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene／polydimethylsiloxane，DVB／PDMS）］萃取頭，20 m L頂空瓶 美國Supelco公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 常州邁科諾儀器有限公司；900超低溫冰箱 美國賽默飛世爾科技公司；DHG-9075A電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達(dá)公司；WBE大型微波爐 南京凱樂電器微波設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 干燥方法及干燥條件的選擇

1.3.1.1 冷凍干燥

樣品預(yù)先在超低溫冰箱（－80℃）冷凍12 h，后置于預(yù)冷的冷凍干燥機(jī)（FD-1D-50冷凍干燥機(jī)）中干燥16 h（樣品編號F），再于超微粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩（每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù)，下同）。

1.3.1.2 熱風(fēng)干燥

使用電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱設(shè)置3個(gè)處理：50℃干燥4.5 h（樣品編號T50）、55℃干燥4 h（樣品編號T55）、60℃干燥4 h（樣品編號T60）。干燥后置于超微粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩。

1.3.1.3 微波干燥

使用設(shè)備最低功率3 k W，設(shè)置2個(gè)處理：微波干燥1 min間隔2 min，重復(fù)20次，總工作時(shí)間60 min，干燥時(shí)間為20 min（樣品編號W1）；微波干燥3 min間隔2 min，重復(fù)6次，總工作時(shí)間30 min，干燥時(shí)間為18 min（W3）。干燥后置于超微粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩。

以上干燥時(shí)間的設(shè)定通過預(yù)實(shí)驗(yàn)獲得（數(shù)據(jù)未列出），均以干燥樣品含水量降低至10%為標(biāo)準(zhǔn)［16］。

1.3.2 香椿粉顏色測定

將香椿粉均勻鋪在直徑60 mm的培養(yǎng)皿中，厚度≥2 mm，采用CR-400色差儀測定樣品的色差。

1.3.3 香椿粉揮發(fā)性組分GC-MS分析

1.3.3.1 香椿葉原料（M）前處理

將新鮮葉片在超低溫冰箱（－80℃）冰凍12 h后，置于粉碎機(jī)中粉碎成漿狀。稱取粉碎后的新鮮香椿葉原料5 g于20 m L樣品瓶中，加入1.5 g NaCl混勻后，于50℃恒溫預(yù)平衡10 min，將老化好的萃取頭插入頂部空間萃取30 min，插入GC-MS進(jìn)樣口解吸5 min。

1.3.3.2 香椿粉前處理

稱取香椿粉2 g于20 mL樣品瓶中，加入0.6 g NaCl混勻后，于50℃恒溫預(yù)平衡10 min，將老化好的萃取頭插入頂部空間萃取30 min，插入GC-MS進(jìn)樣口解吸5 min。

1.3.3.3 色譜條件

采用DB-5毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm），載氣為氦氣，進(jìn)樣方式為不分流，柱流速1 m L／min，進(jìn)樣口溫度250℃；升溫程序：初始溫度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 質(zhì)譜條件

EI＋電離源，電子能量為70 eV，燈絲流量為0.20 mA，離子源溫度為230℃，接口溫度為280℃，溶劑延遲時(shí)間為2 min，掃描范圍為40～400 m／z。

2 結(jié)果與討論

2.1 干燥工藝對香椿粉色澤的影響

顏色是體現(xiàn)香椿粉加工產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要的感官指標(biāo)。L，a，b是代表物體顏色的色度值，也就是該顏色的色空間坐標(biāo)，任何顏色都有唯一的坐標(biāo)值，其中a代表紅綠色，如果a值顯示的是正值說明比標(biāo)準(zhǔn)偏紅，如果顯示0負(fù)值，說明偏綠。

表1 不同干燥工藝加工香椿粉色澤比較Table 1 Color comparison of Toona sinensis powder processed by different drying methods

由表1可知，冷凍干燥樣品、50℃樣品和55℃干燥樣品色差值分別為－11.56，－11.18，10.43，當(dāng)溫度升高至60℃或采用微波干燥時(shí)，其顏色發(fā)生顯著變化見圖1。

圖1 不同干燥工藝條件下香椿粉樣品Fig.1 Toona sinensis powder products processed by different drying methods

說明采用冷凍干燥、50℃和55℃干燥能較好保持產(chǎn)品綠色，而60℃干燥和微波干燥會使香椿粉顏色品質(zhì)較差。

2.2 不同干燥工藝加工產(chǎn)品揮發(fā)性組分分析

香椿，又名香椿頭，是早春上市的樹上蔬菜，除具有藥食兩用功能以外［17－20］，最能體現(xiàn)其名貴特色的就是香椿獨(dú)特濃郁的香味。隨著加工技術(shù)的發(fā)展，相對于其營養(yǎng)成分而言，香椿獨(dú)特的揮發(fā)性組分在加工過程中更容易散失而使產(chǎn)品失去特色，因此揮發(fā)性組分的分析成為評價(jià)香椿加工產(chǎn)品的最主要指標(biāo)之一。本文采用GC-MS測定新鮮成熟葉原料與香椿粉產(chǎn)品中的組分種類，并采用峰面積歸一化法確定各組分相對含量（見表2），通過比較加工產(chǎn)品與原料之間的組分差異，分析干燥工藝對揮發(fā)性組分損失的影響，為香椿粉加工干燥工藝的選擇提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，該方法也較人工感官評價(jià)客觀、精確。

表2 不同干燥方式加工香椿粉樣品揮發(fā)性組分及其相對含量Table 2 Volatile components and relative content of Toona sinensis powder products processed by different drying methods

由表2可知，香椿鮮葉中主要揮發(fā)性組分包括噻吩類、萜烯類、醛類、醇類、酯類、醚類、吡嗪類等，其中以噻吩類、醛類和萜烯類為主，在加工過程中損失最明顯的為噻吩類化合物、硫化丙烯及一些低沸點(diǎn)的物質(zhì)，萜烯類、醛類等物質(zhì)受影響較小。隨著干燥溫度的升高，揮發(fā)性物質(zhì)的損失也較嚴(yán)重，在冷凍干燥和50℃熱風(fēng)干燥條件下能較好地保持噻吩類、萜烯類和醛類等主要組分的相對含量。

2.3 不同干燥工藝香椿粉揮發(fā)性組分聚類分析

以香椿原料及香椿粉中的49種揮發(fā)性物質(zhì)作為變量，采用組間連接法對1個(gè)新鮮原料和6種不同干燥工藝加工產(chǎn)品的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行聚類分析，度量標(biāo)準(zhǔn)是平方歐氏距離的相似性測度，分析結(jié)果見圖2。

圖2 基于平方歐氏距離的相似性測度構(gòu)建的聚類分析樹狀圖Fig.2 Cluster analysis tree pattern of similarity measures constructed by squared euclidean distance

由圖2可知，當(dāng)橫坐標(biāo)為25時(shí)，樣品被分為新鮮原料和加工香椿粉2個(gè)集群，該聚類結(jié)果表明香椿葉在干燥的過程中揮發(fā)性組分的種類和含量發(fā)生了比較顯著的變化，說明通過加工后，香味物質(zhì)不可避免地有所損失；當(dāng)距離為7時(shí)加工香椿粉又被分為2個(gè)亞群，冷凍干燥與50，55℃熱風(fēng)干燥聚為一支，微波干燥和60℃熱風(fēng)干燥聚為一支，說明冷凍干燥與50，55℃熱風(fēng)干燥之間香氣組分比較接近，微波干燥和60℃熱風(fēng)干燥之間產(chǎn)品香氣組分較為接近。

2.4 不同干燥工藝香椿粉揮發(fā)性組分相關(guān)性分析

Perason相關(guān)系數(shù)代表變量之間的相關(guān)程度，是說明兩組數(shù)據(jù)之間相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)分析指標(biāo)。為了進(jìn)一步比較不同干燥工藝之間的優(yōu)劣，本文以香椿新鮮葉片為參照，利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件分析不同干燥工藝加工的香椿粉揮發(fā)組分的種類和相對含量與加工原料間的相關(guān)性系數(shù)，評估加工產(chǎn)品品質(zhì)，結(jié)果見表3。

表3 不同干燥方式香椿粉樣品揮發(fā)性組分相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of volatile constituents of Toona sinensis powder products processed by different drying methods

香椿原料和加工產(chǎn)品比較發(fā)現(xiàn)（見表3），經(jīng)不同干燥工藝加工后，其樣品的組分和含量都發(fā)生了較顯著的變化，其中冷凍干燥和50℃熱風(fēng)干燥對揮發(fā)性成分損失的影響最小，相關(guān)系數(shù)分別為0.654，0.591，當(dāng)溫度提高至55，60℃時(shí)，揮發(fā)性組分的相關(guān)性系數(shù)顯著降低，說明50～55℃為香椿粉干燥工藝的臨界溫度，高于55℃產(chǎn)品的風(fēng)味會發(fā)生較大變化。從不同加工方法之間比較可知，50，55℃與冷凍干燥樣品相關(guān)性較高，Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.835，0.748，而60℃與微波干燥W1和W2之間相關(guān)性較高，相關(guān)系數(shù)分別為0.783，0.866。結(jié)合表2和圖1結(jié)果可知，當(dāng)溫度超過55℃時(shí)，會顯著影響香椿粉揮發(fā)性組分的種類和含量。這是因?yàn)槲⒉ǜ稍锖蜔犸L(fēng)干燥都是產(chǎn)熱的加工方式，而香椿中很多香氣成分容易受到高溫的影響而散失，較高的干燥溫度會導(dǎo)致葉子溫度快速升高而使其揮發(fā)性組分發(fā)生明顯變化，因此溫度是影響揮發(fā)性組分變化的最主要因素，選擇控制加工溫度小于等于50℃，能夠較好地保持香椿原有的風(fēng)味。

綜合考慮，控制香椿粉干燥溫度是保證產(chǎn)品品質(zhì)最關(guān)鍵的因素，50℃熱風(fēng)干燥的香椿粉不僅色澤好、風(fēng)味佳，還具有技術(shù)門檻低、設(shè)備成本低、處理量大、易于工業(yè)化生產(chǎn)推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本文所采用的食品質(zhì)量評價(jià)方法具有客觀性和精確性的優(yōu)點(diǎn)，也為食品質(zhì)量評價(jià)描述提供了方法學(xué)借鑒。

［1］唐曉珍，李大鵬，孫淑靜，等.香椿的貯藏與加工技術(shù)［J］.食品加工，2002，23（11）：94-95.

［2］鮑琳，袁玉超，馬曉躍，等.不同處理方法對香椿貯藏效果的研究［J］.北方園藝，2006（4）：37-38.

［3］朱永清，袁懷瑜，高佳，等.不同商品包裝材料對紅香椿MAP保鮮效果的影響［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，27（4）：1695-1699.

［4］王清章，王勇.不同干制方法對香椿品質(zhì)的影響［J］.中國林副特產(chǎn)，2002（1）：40-41.

［5］陳鐵山，朱平鳳，嚴(yán)小紅，等.風(fēng)味香椿腌制及調(diào)味湯料配方實(shí)驗(yàn)［J］.山西林業(yè)科技，1999（2）：66-67.

［6］楊猛，黃亞東，范廣璞.利用香椿開發(fā)功能性液態(tài)調(diào)味劑的研究［J］.中國調(diào)味品，2013，38（4）：71-74.

［7］周建梅，王承男，劉斌，等.香椿芽的速凍保鮮與脫水加工技術(shù)［J］.經(jīng)濟(jì)林研究，2011，29（2）：101-103.

［8］趙秀蘭，趙祥中.香椿芽加工技術(shù)［J］.中國調(diào)味品，1997（8）：24-25.

［9］丁芳珍.香椿芽的開發(fā)和利用［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（12）：324-325.

［10］余嗣明，張澤當(dāng).香椿葉、芽營養(yǎng)成分含量分析測定［J］.安徽大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1990（4）：90-94.

［11］候懷恩，武雪芬.香椿老葉開發(fā)利用價(jià)值研究［J］.中國林副特產(chǎn)，1997（2）：17-19.

［12］何丹.8個(gè)種源香椿的營養(yǎng)動態(tài)變化分析［D］.蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［13］穆彩云，喬長晨，葉宏濤，等.保健苦瓜粉的工藝研究［J］.食品工業(yè)科技，2006（6）：108-109.

［14］李婧.蔬菜籽及蔬菜粉加工技術(shù)研究［D］.蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

［15］朱永清，李可，袁懷瑜，等.“巴山紅”香椿不同發(fā)育時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)分析［J］.食品科學(xué)，2016，37（24）：118-123.

［16］張巖，徐玉娟，施英.蔬菜類調(diào)味粉的研究進(jìn)展［J］.中國調(diào)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 *通訊作者

李可（1987－），男，河南永城人，助理研究員，碩士，研究方向：果蔬貯藏加工；朱永清（1968－），男，四川成都人，副研究員，博士，研究方向：果蔬貯藏加工。