菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片品質(zhì)的影響

張慧哲，劉長(zhǎng)虹*，何彩玲，王運(yùn)香，尚俊杰，鄭磊*

（1.合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.安徽省碭山興達(dá)罐業(yè)食品有限公司，安徽 宿州 235300）

碭山酥梨栽培歷史悠久，是目前中國(guó)栽培面積最大和產(chǎn)量最高的梨品種，其果實(shí)大、皮薄多汁、肉多核小、口感甜脆[1-2]。碭山酥梨具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，包括多種人體所需氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等[3]，可以潤(rùn)肺止咳，消炎降火。菠菜是最常見(jiàn)的蔬菜之一，其富含類(lèi)胡蘿卜素、抗壞血酸、礦物質(zhì)、膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)元素，其中抗壞血酸含量位于蔬菜類(lèi)之首[4]，這些成分在提高人體免疫力、改善膽固醇代謝及預(yù)防心血管疾病等方面有積極的作用。

干燥是果蔬貯藏最有效的加工方法之一，脆片能保持良好的營(yíng)養(yǎng)和感官特性，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。通過(guò)降低干燥過(guò)程中產(chǎn)品的水分含量，可以在很大程度上防止化學(xué)反應(yīng)和微生物降解造成的質(zhì)量損失[5]。然而，干燥產(chǎn)品的特性可能會(huì)受到干燥處理的影響[6]。已有的干燥方式包括微波干燥[7]、真空干燥、紅外干燥[8]等，會(huì)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生較大影響，而真空冷凍干燥已廣泛用于獲得高品質(zhì)、高價(jià)值的脫水果蔬。真空冷凍干燥果蔬脆片，不僅保留了果蔬的色、香，而且具有口感酥脆、熱量低、貨架期長(zhǎng)等特點(diǎn)[9]。目前，市售產(chǎn)品一般以單一果蔬為原料，存在營(yíng)養(yǎng)不均衡的問(wèn)題，而復(fù)合果蔬脆片具有營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)[10]，可改善和平衡產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)，滿(mǎn)足人體對(duì)多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求。

試驗(yàn)采用真空冷凍干燥法制備碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片，考察不同菠菜添加量對(duì)脆片品質(zhì)的影響，分析比較復(fù)合脆片的質(zhì)構(gòu)、色澤、抗氧化成分、膳食纖維、微觀(guān)結(jié)構(gòu)等，旨在為提高復(fù)合脆片產(chǎn)品品質(zhì)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

碭山酥梨、菠菜：市售?？箟难帷l（NO）3、NaOH、濃硫酸（均為分析純）：中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)有限公司；沒(méi)食子酸、蘆?。ň鶠榉治黾儯荷虾０⒗∩萍加邢薰?；2，6-二氯靛酚（純度97%）：麥克林生化科技有限公司；膳食纖維檢測(cè)試劑盒（α-淀粉酶、葡萄糖苷酶、蛋白酶）：Megazyme公司；蒽酮（分析純）：美侖生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SCIENTZ-12N冷凍干燥機(jī)：寧波新芝生物科技有限公司；TA-XT plus物性?xún)x：英國(guó)Stable公司；Regulus 8230掃描電子顯微鏡：日本日立公司；H1650-W紫外分光光度計(jì)：賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司；Q200差示掃描量熱儀：美國(guó)TA公司。

1.3 工藝流程

菠菜、碭山酥梨→清洗→去皮去蒂、切段/片→沸水漂燙2min→打漿→將菠菜漿和梨漿混合重組→100g樣品均勻平鋪在直徑20 cm的圓盤(pán)上攤片→預(yù)凍→凍干。

復(fù)合脆片菠菜添加量分別設(shè)為0%、10%、20%和30%，其中未添加菠菜的脆片設(shè)為對(duì)照組；復(fù)合果蔬漿在-20℃預(yù)凍12 h，真空冷凍干燥24 h，取出，包裝。

1.4 試驗(yàn)指標(biāo)及測(cè)試方法

1.4.1 水分含量測(cè)定

參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法，測(cè)定水分含量。

1.4.2 硬度和脆性測(cè)定

采用物性?xún)x（P/6探頭、速度為1.00 mm/s）對(duì)脆片進(jìn)行測(cè)定[11]，最大峰值表示硬度，峰值積分面積表示脆性。

1.4.3 色澤測(cè)定

采用色差儀對(duì)脆片的L*、a*和b*進(jìn)行測(cè)定，色差用ΔE表示，ΔE越小則脆片與鮮梨的色澤越接近，ΔE通過(guò)下式計(jì)算[12]。

式中：L0*、a0*、b0*為未添加菠菜時(shí)脆片的色度值；L*、a*、b*為復(fù)合脆片的色度值。

1.4.4 可溶性糖含量測(cè)定

可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮-硫酸比色法，參照丁秀玲等[13]的方法，略作修改。將樣品放入盛有沸水的錐形燒瓶中，在沸水浴中加熱10 min，冰水浴冷卻至室溫，過(guò)濾，搖勻。取稀釋液1 mL，加4 mL蒽酮試劑反應(yīng)，測(cè)定620 nm處的吸光度。以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為y=0.006 5x+0.002 3，相關(guān)系數(shù) R2=0.999 2。

式中：A為樣品的吸光度；k為稀釋倍數(shù)；m為樣品質(zhì)量，g。

1.4.5 抗壞血酸含量測(cè)定

抗壞血酸含量測(cè)定參照GB 5009.86—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸的測(cè)定》中的2，6-二氯靛酚滴定法，抗壞血酸含量計(jì)算公式如下。

式中：V、V0分別為滴定樣品和空白消耗2，6-二氯靛酚溶液的體積，mL；T為2，6-二氯靛酚溶液滴定度，mg/mL；A為稀釋倍數(shù)；m為樣品質(zhì)量，g。

1.4.6 總酚含量測(cè)定

總酚含量采用福林酚法[14]測(cè)定。將樣品加入50%乙醇中，渦旋混勻，超聲提取60 min，12 000 r/min離心10 min取上清液，加等體積福林酚及7.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Na2CO3溶液混勻，放于黑暗環(huán)境中反應(yīng)30 min，在760 nm處測(cè)吸光度。以沒(méi)食子酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.004 8x+0.009 2，相關(guān)系數(shù) R2=0.999 6。

1.4.7 總黃酮含量測(cè)定

取適量樣品，加70%乙醇超聲提取30 min，10000r/min離心10min，取1mL上清液，加入300μL的5%NaNO2反應(yīng)6 min，再加入300μL的10%Al（NO3）3反應(yīng)6 min，加4%NaOH溶液2 mL反應(yīng)15 min。在510 nm處測(cè)吸光度[15]。以蘆丁濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.002 3x+0.096 9，相關(guān)系數(shù) R2=0.999 5。

1.4.8 感官評(píng)價(jià)

選10名具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能的人員對(duì)不同菠菜添加量的碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片成品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standard of Dangshan pearspinach composite crisps

1.4.9 膳食纖維含量測(cè)定

稱(chēng)取2份試樣，分散在嗎啉乙磺酸-三（羥甲基）氨基甲烷緩沖液中，依次加入熱穩(wěn)定α-淀粉酶、蛋白酶和淀粉葡萄糖苷酶酶解。抽濾、烘干，記錄殘?jiān)|(zhì)量，分別測(cè)定蛋白質(zhì)和灰分含量。膳食纖維含量計(jì)算方式如下。

式中：mR1和 mR2為殘?jiān)|(zhì)量，g；mP、mA分別為樣品殘?jiān)械鞍踪|(zhì)和灰分質(zhì)量，g；mB為空白質(zhì)量，g；m1和m2為樣品質(zhì)量，g。

1.4.10 熱重分析

將干燥粉末（5 mg～10 mg）放置在密封的鋁盤(pán)中。利用差示掃描量熱儀對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行分析。將密封的含干燥樣品的鋁盤(pán)置于差示掃描量熱儀中，以10℃/min加熱到120℃，然后在120℃穩(wěn)定5 min?？折徨?zhàn)鳛閰⒖?。在運(yùn)行過(guò)程中使用氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w，流速為50 mL/min。使用TA通用分析軟件分析差示掃描量熱儀熱圖數(shù)據(jù)，以確定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（glass transition temperature，Tg）和比熱值變化（Δspecific heat capacity，ΔCp）。

1.4.11 微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)察

用掃描電鏡觀(guān)察樣品的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。將不同處理的樣品固定在樣品臺(tái)上。噴金后，在50×和100×下，觀(guān)察并采集圖像。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，單因素方差分析模型采用Duncan，使用Origin 2015軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片色澤的影響

在干燥過(guò)程中，色澤變化是影響食品質(zhì)量和消費(fèi)者可接受性的主要指標(biāo)之一[16]。菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片色澤的影響如圖1所示。

圖1 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片色澤的影響Fig.1 Effects of spinach addition amount on the color of Dangshan pear-spinach compound crisps

菠菜的加入會(huì)導(dǎo)致顏色發(fā)生顯著變化，未添加菠菜的脆片L*、a*和b*分別為63.51、4.41和-13.40。由圖1可知，隨著菠菜添加量的增加，色差（ΔE）均顯著增加（P<0.05）。L*的變化可能與水分的變化有關(guān)，也可能是由于部分細(xì)胞破裂和紋理變化，導(dǎo)致光吸收率和折射率的變化[12，17]。

2.2 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)是衡量干燥產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片質(zhì)構(gòu)的影響如圖2所示。

圖2 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Effects of spinach addition amount on the texture of Dangshan pear-spinach compound crisps

由圖2可知，與對(duì)照組相比，除菠菜添加量為30%外，菠菜的添加顯著增加了脆片的硬度和脆性（P<0.05），可能是復(fù)合處理影響脆片的微觀(guān)結(jié)構(gòu)特征，使得脆片結(jié)構(gòu)緊密、孔隙均勻、質(zhì)地酥脆，從而導(dǎo)致脆片力學(xué)性能的差異[18]。當(dāng)物料失水時(shí)，內(nèi)外壓力間的不平衡會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞收縮和破壞，并形成更大的孔隙，從而影響脆片的質(zhì)構(gòu)。隨著菠菜添加量的增加，復(fù)合脆片的硬度和脆性均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)。當(dāng)菠菜添加量為30%時(shí)，樣品結(jié)構(gòu)松散、孔隙較少、組織坍塌，硬度和脆度降到最低，分別為4.34 N和62.43 N·s。當(dāng)菠菜添加量為20%時(shí)，復(fù)合脆片的硬度和脆性最高，分別達(dá)到4.72 N和64.94 N·s。

2.3 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片可溶性糖和抗壞血酸含量的影響

不同菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片可溶性糖和抗壞血酸含量的影響如圖3所示。

圖3 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片可溶性糖和抗壞血酸含量的影響Fig.3 Effects of spinach addition amount on content of soluble sugar and ascorbic acid in Dangshan pear-spinach compound crisps

脆片中可溶性糖含量的降低可能與前處理造成的損失有關(guān)。此外，菠菜中可溶性糖含量較低和重組破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成內(nèi)部基質(zhì)的流出同樣對(duì)脆片中可溶性糖含量造成影響。由圖3a可以看出，未添加菠菜的脆片可溶性糖含量為6.27 mg/g，隨著菠菜添加量的增多，復(fù)合脆片中可溶性糖含量顯著降低（P<0.05）。當(dāng)菠菜添加量為30%時(shí)，復(fù)合脆片中可溶性糖含量?jī)H為2.98 mg/g。

由圖3b可知，不同菠菜添加量對(duì)抗壞血酸含量的影響較為顯著。抗壞血酸具有不穩(wěn)定性和熱敏性，其降解受溫度、pH值等多種因素的影響[19-20]。另外，在重組過(guò)程中酥梨果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)受到破壞，有利于抗壞血酸的釋放。根據(jù)前人研究，菠菜的抗壞血酸含量較高[21]，脆片樣品中的抗壞血酸含量隨菠菜添加量的增加顯著提高（P<0.05），菠菜添加量20%的樣品中抗壞血酸含量達(dá)到0.95 mg/g，當(dāng)菠菜添加量為30%時(shí)，抗壞血酸含量達(dá)到1.24 mg/g。

2.4 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片總酚和總黃酮含量的影響

酚類(lèi)化合物不僅對(duì)人體健康有益，而且與產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值密切相關(guān)[20]。菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片總酚和總黃酮含量的影響如圖4所示。

圖4 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片總酚和總黃酮含量的影響Fig.4 Effects of spinach addition amount on content of total phenols and flavonoids in Dangshan pear-spinach compound crisps

如圖4a所示，不同菠菜添加量對(duì)脆片總酚含量有顯著影響，僅以酥梨為原料的脆片樣品（菠菜添加量為0%）中總酚含量為2.69 mg/g，而菠菜添加量為10%、20%和30%樣品中的總酚含量分別為3.56、4.48、5.35 mg/g，菠菜的添加顯著（P＜0.05）提高了復(fù)合脆片中的總酚含量?？偡雍康脑黾樱环矫媸遣げ说募尤?，另一方面可能是前處理過(guò)程中機(jī)械或物理破壞造成的細(xì)胞液外流，使得營(yíng)養(yǎng)成分的釋放增加[21]。

與總酚含量變化類(lèi)似，僅以酥梨為原料的脆片樣品總黃酮含量為5.62 mg/g。因新鮮菠菜中總黃酮含量較高[21]，菠菜的添加顯著提高了復(fù)合脆片中的總黃酮含量（P＜0.05），當(dāng)菠菜添加量為10%、20%和30%時(shí)，總黃酮含量是僅以酥梨為原料的脆片總黃酮含量的1.41、1.89和2.31倍。

2.5 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片膳食纖維含量的影響

不同菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片膳食纖維含量的影響如圖5所示。

圖5 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片膳食纖維含量的影響Fig.5 Effects of spinach addition amount on dietary fiber content of Dangshan pear-spinach compound crisps

膳食纖維被稱(chēng)為“第七大營(yíng)養(yǎng)素”，具有調(diào)節(jié)腸道微生物，降低罹患肥胖和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[22]。菠菜屬高纖維食物，在預(yù)防代謝紊亂和增強(qiáng)飽腹感等方面具有重要作用[23]。由圖5可知，不同菠菜添加量的復(fù)合脆片中不溶性膳食纖維含量無(wú)顯著性差異（P＞0.05），但菠菜添加量為20%和30%的樣品中，可溶性膳食纖維含量均顯著提高（P＜0.05），分別為 2.20、3.06 g/100 g。在天然植物細(xì)胞中，纖維素是細(xì)胞壁的骨架，其中分散著半纖維素和木質(zhì)素，導(dǎo)致膳食纖維產(chǎn)量低，功能性差。通過(guò)重組的方式打破細(xì)胞壁，果膠類(lèi)纖維得到釋放，提高了纖維的利用率。

2.6 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片熱重分析的影響

不同菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）和比熱值（ΔCp）的影響如圖6所示。

圖6 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片玻璃化轉(zhuǎn)變的影響Fig.6 Effects of spinach addition amount on the glass transition of Dangshan pear-spinach compound crisps

當(dāng)溫度高于Tg時(shí)，分子激發(fā)增加，導(dǎo)致熱力學(xué)、化學(xué)和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。Tg越高，樣品的貯存穩(wěn)定性越好[24]。與僅以酥梨為原料的脆片樣品相比，添加20%和30%菠菜樣品的 Tg顯著（P＜0.05）提高到 3.80、6.26℃，這有利于脆片在室溫下的貯藏穩(wěn)定性。

由圖6b可以看出，菠菜的添加使得樣品比熱值顯著增加（P＜0.05），這表明樣品并非完全符合非晶態(tài)材料的要求，或非晶態(tài)固體成分高于晶態(tài)固體成分[25]。非晶態(tài)固體成分越高，再水化速度越快，越容易結(jié)塊[26]，最終導(dǎo)致脆片質(zhì)量下降，貨架壽命縮短。

2.7 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響

不同菠菜添加量的碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片的掃描電子顯微鏡圖像如圖7所示。

圖7 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響Fig.7 Effects of spinach addition amount on the microstructure of Dangshan pear-spinach compound crisps

切片的微觀(guān)結(jié)構(gòu)變化可能與水分遷移和細(xì)胞破裂有關(guān)，導(dǎo)致細(xì)胞不同程度的收縮和結(jié)構(gòu)塌陷[17]。在菠菜添加量為0%的樣品中觀(guān)察到不均勻的多孔結(jié)構(gòu)和較大的孔徑。菠菜加入后形成多孔結(jié)構(gòu)，細(xì)胞壁輪廓清晰?？紫督Y(jié)構(gòu)的增加和擴(kuò)大有利于內(nèi)部水分的擴(kuò)散和蒸發(fā)。當(dāng)菠菜添加量為30%時(shí)，細(xì)胞壁收縮，孔徑不均勻，細(xì)胞在干燥后粘附而不形成孔隙，結(jié)構(gòu)緊湊[18]。而適量菠菜的加入可以固化細(xì)胞壁并填充細(xì)胞基質(zhì)，減少對(duì)細(xì)胞壁的沖擊力，從而形成較小且均勻的孔隙。其中菠菜添加量為20%時(shí)，微觀(guān)結(jié)構(gòu)顯示其孔隙較多，分布均勻，可能是復(fù)合脆片脆性較高的原因。

2.8 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片感官評(píng)價(jià)的影響

不同菠菜添加量下碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片的感官評(píng)分如表2所示。

表2 菠菜添加量對(duì)碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片感官評(píng)價(jià)的影響Table 2 Effects of spinach addition amount on the sensory quality of Dangshan pear-spinach compound crisps

不含菠菜的復(fù)合脆片組織綿軟，無(wú)咀嚼性，脆片之間互相粘連，影響外觀(guān)和口感。菠菜的加入對(duì)組織、外觀(guān)和口感均有提高作用，在菠菜添加量為20%時(shí)，提高最多，分別為12.13、13.13、19.75分。菠菜添加量為10%和20%時(shí)感官評(píng)價(jià)綜合分值較高，分別為74.50和74.39分。但菠菜添加量達(dá)到30%時(shí)，脆片表面粗糙、口感較差。結(jié)果表明，不同菠菜添加量會(huì)改變脆片的口感，導(dǎo)致樣品的感官特征存在差異[27]。不同菠菜添加量的復(fù)合脆片雖然色澤、風(fēng)味、口感和組織評(píng)分各有差異，但總評(píng)分均在70分以上，可認(rèn)為在可接受范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)選定的理化指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定，比較了不同菠菜添加量下碭山酥梨-菠菜復(fù)合脆片的品質(zhì)。菠菜添加量為20%時(shí)，復(fù)合脆片樣品的硬度和脆性達(dá)到4.72 N和64.94 N·s，感官評(píng)分為組織12.13、外觀(guān)13.13以及口感19.75。與未添加菠菜的酥梨脆片相比，菠菜添加量20%的復(fù)合脆片的總酚、總黃酮、抗壞血酸和膳食纖維含量分別提高了0.66、0.93、2.11、1.60倍。添加適量菠菜的復(fù)合脆片孔壁結(jié)構(gòu)清晰，孔隙增加且分布均勻。綜上所述，添加了菠菜的復(fù)合脆片質(zhì)構(gòu)酥脆、營(yíng)養(yǎng)豐富。