榄钱为马鞭草科植物白骨壤(Avicennia mavina)的种子,主要生长在我国广西、广东、福建等沿海地区,每年产量约为40 万t[1],其味甘、微苦、性凉,具有清热、利尿、凉血败火的功效,在北部湾地区被广泛食用[2]。榄钱营养成分丰富,具有较高的粗淀粉、可溶性糖、粗纤维含量,而粗蛋白、粗脂肪、果胶含量较低,同时功能成分单宁的含量较高[3]。榄钱的化学成分主要包括黄酮类、酯类、生物碱类、苷类、鞣质、氨基酸和微量元素等,具有利尿、抗菌、抗氧化等作用[4]。榄钱不仅可以加工成餐桌上的美味菜肴,还用于治疗感冒、喉痛和疟疾[4]。
榄钱的可食用部分为其子叶部分,而子叶外部由一层表皮包裹,因此脱皮是食用榄钱的关键步骤。常见的针对果蔬脱皮的方式主要有机械脱皮[5]、蒸汽脱皮[6]、碱液浸泡脱皮[7]和超声辅助脱皮[8]。而目前针对榄钱脱皮技术的比较研究鲜有报道。常用的榄钱脱皮方式为漂烫脱皮,即将榄钱放入沸水中漂烫一定时间后捞出,置于冷水中揉搓去皮。前期通过试验发现蒸汽脱皮与超声辅助脱皮对榄钱具有同样的脱皮效果。
本试验通过沸水漂烫、蒸汽热烫和80 ℃超声辅助3 种方式对榄钱进行脱皮处理,探究其脱皮率、色泽、质地等物理性质,可溶性蛋白质、淀粉、可溶性糖等营养成分及总叶绿素、可溶性单宁、抗坏血酸、类黄酮、总酚等化学成分变化,揭示3 种脱皮方式对榄钱的品质影响,以期为榄钱脱皮和加工过程中的品质调控提供参考。
鲜榄钱:湛江启迪科技园运营管理有限公司,要求果实颜色、大小相近,成熟度等基本一致,无明显病虫害和机械损伤。于采摘当天运回广西康养食品科学与技术重点实验室贮藏于10 ℃冷库备用。试验开始前,将榄钱置于室温下2 h,保证原料初始温度相同。
丙酮、碳酸钠、无水乙醇(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司;蒽酮:天津市科密欧化学试剂有限公司;甲醇、蔗糖、氯化钠(均为分析纯):西陇科学股份有限公司;乙酸乙酯、浓硫酸、没食子酸(均为分析纯):天津市大茂化学试剂厂;福林酚(分析纯):上海源叶生物技术有限公司;可溶性蛋白质含量测定试剂盒、淀粉含量测定试剂盒、抗坏血酸含量测定试剂盒、植物类黄酮测定试剂盒、植物总酚含量测定试剂盒:南京建成生物工程研究所有限公司。
台式高速冷冻离心机(TG18-WS):长沙湘锐离心机有限公司;物性测定仪(TA.XTplus):英国Stablemicro Systems 公司;色彩色差计(CR-400):柯尼卡美能达(中国)投资有限公司;电子天平(PTX-FA110S):福州华志科学仪器有限公司;数控超声波清洗器(KQ5200DV):昆山市超声仪器有限公司;电磁炉(WK2102):美的集团股份有限公司;紫外可见光分光光度计(EVOA300):美国Thermo Fisher Scientific 公司;分析研磨机(A11basic):德国IKA 公司。
1.3.1 3 种脱皮方式处理
沸水漂烫:向沸水中倒入榄钱,水煮3 min,将榄钱捞出转入常温水中准确搅拌1 min,榄钱皮将与果肉分离,未能与果肉分离的视为未脱皮。
蒸汽热烫:在蒸锅中烧开水,待水开有蒸汽后在蒸屉上平整放入榄钱,准确蒸汽加热3 min 后取出,后续操作与沸水漂烫脱皮一致。
80 ℃超声辅助:将榄钱放入80 ℃水温的超声处理器中,设定功率为100 W,准确超声3min,榄钱取出后续操作与沸水漂烫脱皮一致。
榄钱脱皮率(Y,%)计算公式如下。
式中:S1 为已脱皮的榄钱个数;St 为处理的榄钱总数。
1.3.2 色泽的测定
采用色彩色差计测定不同脱皮处理1 h 后样品的色泽变化,依据CIE-L*a*b*表色系统测量榄钱的色泽指数L*、a*、b*。L*表示亮度值;a*表示红绿色,为正值时表示红色,负值时表示绿色;b*表示黄蓝色,为正值时表示黄色,为负值时表示蓝色。每个试验组随机选取10 颗榄钱进行色泽测定,取平均值。
1.3.3 质地的测定
测定采用物性测定仪,参考殷菲胧等[9]的参数,稍作修改。测定条件:探头模式为阻力测试、前期测试速度1.0 mm/s、测试中速度1.0 mm/s、测试后速度1.0 mm/s、触发力5 g、穿透距离6 mm。探头型号为P36。每个处理重复测定10 次。
1.3.4 可溶性糖含量测定
采用蒽酮比色法[10]测定,称取榄钱剪碎后置于研钵中研磨成匀浆,准确称取1.0 g 组织置于试管中,加入10 mL 蒸馏水,于沸水中提取30 min,取出冷却后将滤液滤入100 mL 容量瓶中,加入10 mL 蒸馏水再煮沸提取10 min,过滤装容量瓶中,并用蒸馏水定容至刻度。吸取0.5 mL 提取液加入1.5 mL 蒸馏水,再加入0.5 mL 蒽酮-乙酸乙酯试剂和5.0 mL 浓硫酸,摇匀后立即将试管放入沸水浴中,准确保温1 min,取出后自然冷却至室温。在波长630 nm 下测定吸光度。可溶性糖含量以蔗糖(μg)为标准,制作标准曲线(y=123.11x-5.624 7,R²=0.998 8)。每个试验组重复测定3 次。
1.3.5 总叶绿素含量测定
参考Li 等[11]的方法,略作改动,取2 g 1.3.4 方法中研磨成匀浆的榄钱组织放入50 mL 离心管中,加入乙醇-丙酮混合液20 mL。在室温下暗处提取40 h 后于4 000 r/min、25 ℃下离心10 min,取上清液分别在645 nm 和663 nm 下测定吸光度。榄钱总叶绿素含量(C,μg/g FW)计算公式如下。
式中:D645、D663 分别表示在波长645 nm 和663 nm下测定的吸光度;20.2、8.02 为叶绿素a、叶绿素b 分别在645 nm 和663 nm 下的吸收系数之和。
1.3.6 可溶性单宁含量测定
参考Wei 等[12]的方法,略作改动,称取5 g 1.3.4 方法中研磨成匀浆的榄钱样品加入20 mL 80% 甲醇溶液,充分研磨后转入20 mL 离心管中,5 000 r/min、25 ℃离心10 min,取上清液至50 mL 容量瓶中,再用20 mL 80%甲醇溶液清洗残渣,最后用80%甲醇溶液定容至刻度。吸取1 mL 10 倍稀释的上清液至10 mL刻度试管中,加入6 mL 超纯水,摇匀后加入0.5 mL 1 mol/L 福林酚试剂,摇匀,避光静置3 min 后,加入1 mL 饱和碳酸钠溶液和1.5 mL 超纯水,摇匀,避光条件下静置1 h 后,在725 nm 波长下测定吸光度。可溶性单宁含量以没食子酸(mg/mL)为标准,制作标准曲线(y=0.101 7x-0.004,R²=0.996 5)。每个试验组重复测定3 次。
1.3.7 其他物质含量测定
将榄钱样品经液氮冷冻后,采用分析研磨机研磨成粉末状,并保存于-80 ℃条件下。可溶性蛋白质、淀粉、抗坏血酸、类黄酮、总酚含量均采用相关试剂盒测定。
1.3.8 榄钱脱皮品质综合评价
以脱皮率、可溶性蛋白质含量、淀粉含量、可溶性糖含量、叶绿素含量、可溶性单宁含量、抗坏血酸含量、类黄酮含量、总酚含量为指标,进行加权分析,各指标取相同权重,各占11.1%,计算样品加权分作为榄钱脱皮品质综合评价指标,分数越高品质越佳。以1~9 依次标记9 个指标,单个加权得分(Fi)及样品总加权得分(F)按下列公式计算,由于可溶性单宁含量越小表示涩味越小,因此计算总加权得分时减去可溶性单宁的加权得分。
式中:Fi 为单个指标的加权得分,i=1、2、3、……、9;Fia 为单种脱皮方式处理的样品中i 指标的值;Fih 为3 种脱皮方式处理的榄钱样品中i 指标的最高值。
所有试验均设定3 次平行试验,结果用平均值±标准误差表示,试验结果采用Excel 2010 和SPSS Statistics 24 进行数据处理和分析,采用Origin 2019 绘图。
不同脱皮处理对榄钱脱皮率的影响见图1。
图1 不同脱皮方式对榄钱脱皮率的影响
Fig.1 Effect of different peeling methods on peeling rate of Avicennia marina fruit
由图1 可知,沸水漂烫的脱皮率最高,达90.3%;80 ℃超声辅助处理下的榄钱脱皮率最低,为63.0%,与沸水漂烫及蒸汽热烫处理的榄钱脱皮率均具有显著性差异(P<0.05)。王丽娟等[13]的研究表明热水漂烫能通过影响橘皮力学性质和微观结构增强去皮性能。超声过程中,许多微小气泡的产生与破裂会导致在果皮表面产生较大的压强差,并伴随着强烈的冲击波轰击果皮表面,使果肉果皮便于分离[8]。榄钱沸水漂烫及蒸汽热烫的脱皮效果优于80 ℃超声辅助脱皮,表明榄钱在水的沸点温度下更利于果肉与果皮分离而起到脱皮效果,而沸水漂烫的脱皮效果优于蒸汽热烫的原因可能在于水流的辅助作用。
色差值是评价果实外观色泽的重要指标之一[14]。图2 为不同脱皮方式处理1 h 后的榄钱色泽变化。
图2 不同脱皮方式对榄钱色泽的影响
Fig.2 Effect of different peeling methods on the color of Avicennia marina fruit
由图2(A)可知,肉眼可观测到沸水漂烫及蒸汽热烫处理组榄钱果实颜色翠绿,80 ℃超声辅助后的榄钱颜色偏褐色。由图2(B)可知,与沸水漂烫及蒸汽热烫脱皮处理组相比,采用80 ℃超声辅助脱皮后1 h 的榄钱果肉颜色的ΔL*值、Δa*值及Δb*值均明显下降。沸水漂烫脱皮处理组的ΔL*值、Δa*值及Δb*值均略低于蒸汽热烫脱皮处理组,但二者间无显著差异。导致80 ℃超声辅助脱皮处理组颜色差异的主要原因可能是酶促褐变。组织细胞在超声过程中通常会伴随着细胞壁和细胞膜的破裂[15],导致细胞组分与空气接触而氧化。赵廉诚等[16]的研究发现,90 ℃水温漂烫3 min可有效抑制过氧化物酶活性和老山药黄化。沸水与蒸汽处理3 min 均能有效护色可能与高温条件下酶失活有关,而80 ℃处理3 min 不能有效抑制榄钱细胞内的酶活性,导致酶促褐变。
试验采用硬度、脆度、黏性、咀嚼性来评价榄钱的质地,不同脱皮方式对榄钱质地的影响见表1。
表1 不同脱皮方式对榄钱质地的影响
Table 1 Effect of different peeling methods on texture of Avicennia marina fruit
注:同列不同小写字母表示具有显著性差异(P<0.05)。
咀嚼性2 174.2±371.6b 4 358.2±882.3b 9 894.9±2 480.5a脱皮方式沸水漂烫蒸汽热烫80 ℃超声辅助硬度/N 159.7±15.1b 199.2±39.9b 379.9±37.1a脆度/N 56.7±5.2b 139.7±12.1ab 212.6±45.0a黏性2 642.2±356.6b 4 970.6±1031.6b 13 622.9±2399.5a
由表1 可知,与80 ℃超声辅助处理后的榄钱相比,沸水漂烫后榄钱的硬度、脆度、黏性和咀嚼性均显著下降(P<0.05),而蒸汽热烫与沸水漂烫处理后的榄钱质地无显著差异。由此可知,处理温度对榄钱质地影响较大。高温导致组织质地下降的原因在于使组织内部压力增加,引起细胞结构破损而导致质地下降,且在较高温度下,组织内的果胶、纤维素等结构性多糖会被融化和分解,进而导致组织硬度下降[17]。
可溶性蛋白质是食品中重要营养物质。已有研究显示,可溶性蛋白质可参与多种生理活动,如清除自由基、免疫活化和抗高血压等[18]。不同脱皮方式对榄钱可溶性蛋白质含量的影响见图3。
图3 不同脱皮方式对榄钱可溶性蛋白质含量的影响
Fig.3 Effect of different peeling methods on soluble protein content of Avicennia marina fruit
由图3 可知,不同脱皮方式处理后的榄钱可溶性蛋白质含量具有显著性差异(P<0.05),其中蒸汽热烫处理组含量最高,为1.16 g/L;80 ℃超声辅助处理组含量最低,为0.68 g/L;沸水漂烫处理组的可溶性蛋白质含量为0.87 g/L。处理过程浸于水中的两种脱皮方式处理的榄钱可溶性蛋白质含量均显著低于未浸于水中的蒸汽热烫脱皮,表明榄钱在水中脱皮更容易导致可溶性蛋白质含量损失。夏迎利等[19]采用超声辅助提取法提取牡丹花蕊的可溶性蛋白质,结果表明,超声处理会促进榄钱可溶性蛋白质析出,引起榄钱可溶性蛋白质含量下降。
不同脱皮方式对榄钱淀粉含量的影响见图4。
图4 不同脱皮方式对榄钱淀粉含量的影响
Fig.4 Effect of different peeling methods on starch content of Avicennia marina fruit
由图4 可知,80 ℃超声辅助的榄钱淀粉含量最高,为45.74 mg/g,沸水漂烫处理组与蒸汽热烫处理组的淀粉含量分别为42.11、41.79 mg/g,3 种脱皮方式对榄钱淀粉含量影响均无显著差异。榄钱中淀粉含量较高,可作为碳水化合物的来源。吴姗鸿等[20]表示热处理能有效保持甘薯淀粉含量,可能与热处理阻碍了淀粉水解有关。
可溶性糖指蔗糖、果糖及葡萄糖,在植物体遇到外界胁迫时可溶性糖能起到渗透调节的作用,是植物体内重要的可溶性有机物并与食品风味密切相关[21]。不同脱皮方式对榄钱可溶性糖含量的影响见图5。
图5 不同脱皮方式对榄钱可溶性糖含量的影响
Fig.5 Effect of different peeling methods on soluble sugar content of Avicennia marina fruit
由图5 可知,与沸水漂烫处理组和蒸汽热烫处理组相比,80 ℃超声辅助脱皮后的榄钱可溶性糖含量显著下降(P<0.05),表明采用超声辅助的方式脱皮会导致榄钱可溶性糖损失。智颉等[22]的研究发现超声处理会导致葡萄干的可溶性糖溶出,与本试验结果一致。而陈学玲等[23]研究表明猕猴桃的可溶性糖含量随超声功率的增大和超声时间的延长呈现先增大后减小的趋势,原因在于短时或低功率的超声处理可破坏可溶性糖与猕猴桃组织细胞的紧密结合,使可溶性糖释放速率大于扩散到介质水中的速率,导致可溶性糖含量增大;超声功率过大、时间过长时,会破坏物料组织结构,细胞液中渗透压改变,造成可溶性糖向介质水中扩散速率增大,导致猕猴桃片中的可溶性糖含量降低。因此,本试验采取的100 W 功率超声3 min 可能是通过破坏榄钱的组织结构,使可溶性糖溶出而引起含量下降。
叶绿素是果蔬呈现绿色的主要原因,受光和热影响较大[24]。不同脱皮方式对榄钱总叶绿素含量的影响见图6。
图6 不同脱皮方式对榄钱总叶绿素含量的影响
Fig.6 Effect of different peeling methods on total chlorophyll content of Avicennia marina fruit
由图6 可知,不同脱皮方式处理的榄钱总叶绿素含量之间具有显著性差异(P<0.05),其中80 ℃超声辅助处理组的榄钱总叶绿素含量最高,为2.16 μg/g FW,蒸汽热烫处理的榄钱总叶绿素含量最低,为1.56 μg/g FW。杨慧等[25]的研究发现低温处理(≤80 ℃)可较好保持绿芦笋的质构特性、延缓叶绿素降解。本试验中蒸汽热烫处理组的榄钱总叶绿素含量最低,其原因可能是蒸汽处理时存在一定压力,导致蒸汽温度大于沸水温度而使叶绿素降解。张康逸等[26]研究发现随着过热蒸汽处理时间的延长,青麦仁的叶绿素含量逐渐降低。姚旭博等[27]研究发现蒸汽爆破后烟梗的叶绿素降解产物含量明显上升。
可溶性单宁使口腔黏膜蛋白凝固而引起收敛感觉又称为“涩味”,因此常用可溶性单宁含量作为评价脱涩程度的重要指标[28]。不同脱皮方式对榄钱可溶性单宁含量的影响见图7。
图7 不同脱皮方式对榄钱可溶性单宁含量的影响
Fig.7 Effect of different peeling methods on soluble tannin content of Avicennia marina fruit
由图7 可知,3 种脱皮方式处理的榄钱之间的可溶性单宁含量具有显著性差异(P<0.05),其中蒸汽热烫处理的榄钱可溶性单宁含量最高,为1.25%;80 ℃超声辅助处理的榄钱可溶性单宁含量最低,为0.81%,表明80 ℃超声辅助处理能有效降低榄钱果肉的可溶性单宁含量,脱涩效果最好。
抗坏血酸又称维生素C,是一种热敏性维生素[29]。抗坏血酸对氧气、热和光照较为敏感[30]。不同脱皮方式对榄钱抗坏血酸含量的影响见图8。
图8 不同脱皮方式对榄钱抗坏血酸含量的影响
Fig.8 Effect of different peeling methods on ascorbic acid content of Avicennia marina fruit
由图8 可知,沸水漂烫脱皮的榄钱抗坏血酸含量最高,为88.95 μg/mg,80 ℃超声辅助脱皮的抗坏血酸含量最低,为41.93 μg/mg。蒸汽热烫脱皮榄钱的抗坏血酸含量为64.76 μg/mg,与其他两种脱皮处理均具有显著性差异(P<0.05)。沸水漂烫脱皮的榄钱抗坏血酸含量较高可能是沸水漂烫时隔绝氧气,且沸水起到灭酶效果;蒸汽热烫脱皮抗坏血酸含量较低的原因可能是热烫时榄钱与空气直接接触,导致抗坏血酸被氧化;80 ℃超声辅助脱皮的抗坏血酸含量最低的原因可能是超声波连续冲击使榄钱细胞结构被破坏,并伴随着许多小气泡的产生,使抗坏血酸溶出并被氧化。
类黄酮具有很强的抗氧化功能,影响果蔬的及其加工产品的色泽和风味,还具有抗菌、消炎和抑制癌细胞等功效[31-32]。不同脱皮方式对榄钱类黄酮含量的影响见图9。
图9 不同脱皮方式对榄钱类黄酮含量的影响
Fig.9 Effect of different peeling methods on flavonoid content of Avicennia marina fruit
由图9 可知,蒸汽热烫脱皮的榄钱类黄酮含量最高,80 ℃超声辅助脱皮处理组含量最低,二者具有显著性差异(P<0.05),与3 种脱皮方式对榄钱可溶性单宁含量的影响趋势相似,表明超声辅助处理会促进类黄酮溶出。有报道采用超声波萃取法有效提取恰玛古中的类黄酮,也从侧面证实超声处理对类黄酮溶出有促进作用[33]。
不同脱皮方式处理对榄钱总酚含量的影响见图10。
图10 不同脱皮方式对榄钱总酚含量的影响
Fig.10 Effect of different peeling methods on total phenols content of Avicennia marina fruit
由图10 可知,沸水漂烫脱皮的榄钱总酚含量最高,蒸汽热烫脱皮次之,80 ℃超声辅助脱皮的榄钱总酚含量最低。3 种脱皮方式处理的榄钱总酚含量之间均具有显著性差异(P<0.05)。已有研究表明,蒸汽爆破时间过长易造成酚类物质降解[34]。本试验中蒸汽热烫脱皮的榄钱总酚含量较低的原因可能由于蒸汽处理时间过长导致酚类物质降解。80 ℃超声辅助脱皮组的总酚含量最低的原因可能是超声波连续冲击使榄钱细胞结构被破坏,使酚类物质溶出。
通过以上分析对3 种脱皮方式处理的榄钱品质优劣有了初步判断,为进一步比较榄钱品质,对相关品质指标进行加权分析。3 种榄钱品质的加权得分见表2。
表2 3 种榄钱品质的加权得分
Table 2 Weighted quality score of three peeled Avicennia marina fruit
脱皮方式沸水漂烫蒸汽热烫80 ℃超声辅助脱皮率100.00 84.87 67.74可溶性蛋白质含量75.08 100.00 59.16淀粉含量92.06 91.37 100.00可溶性糖含量96.51 100.00 83.46叶绿素含量94.97 72.03 100.00可溶性单宁含量93.95 100.00 64.55抗坏血酸含量100.00 72.80 47.14类黄酮含量94.02 100.00 49.83总酚含量100.00 82.35 44.36加权得分73.18 67.04 54.34
由表2 可知,沸水漂烫处理组的加权得分最高,为73.18,其次是蒸汽热烫(67.04),80 ℃超声辅助脱皮组加权得分最低,为54.34。加权分析结果显示沸水漂烫脱皮的榄钱综合品质最好。
试验比较了榄钱不同脱皮方法的脱皮效果和产品品质,研究结果表明,去皮方式明显影响榄钱的理化品质。沸水漂烫处理的脱皮率最高,护色效果较好,质地影响最大,各种营养成分及化学成分损失较少;蒸汽热烫处理的榄钱脱皮率低于沸水漂烫,护色效果、质地、各种营养成分及化学成分含量与沸水漂烫大体相近;80 ℃超声辅助脱皮处理的榄钱脱皮率最低,护色效果最差,质地影响最小,各种营养成分及化学成分含量损失较大,但脱涩效果最好。经过加权分析可知,沸水漂烫脱皮的榄钱综合品质最高。综上,沸水漂烫法处理的榄钱不仅脱皮率高,综合品质也高。今后的研究重点可采用多种方法联合的方式提高榄钱的脱皮率及产品品质,以期进一步优化榄钱的脱皮工艺。
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