工艺技术_槟榔速冻工艺研究

第8卷第3期 2002年9月 冷 饮 与 速 冻 食 品 工 业 Beverage 采用不同浓度的亚硫酸氢钠溶液处理,结果表 明,2. 0 %的亚硫酸氢钠溶液对槟榔处理2030 min ,可以改善解冻后槟榔的色泽,延长货架期;采用不同浓度的 柠檬酸溶液处理,发现以2. 5 %柠檬酸溶液处理15 min效果较好,可以改善解冻后槟榔的色泽;用含2. 5 %的柠 檬酸溶液进行真空封口包装速冻,可以较好地延长槟榔解冻后色泽的保持时间;采用冰柜冻结导致槟榔果实的 硬度明显下降,而液氮速冻则比前者好,特别是用钙处理之后,提高了槟榔果实的硬度,同时液氮速冻可以使槟 榔保持较高的叶绿素含量。 关键词:槟榔;速冻;护色;微波;液氮 Study on Technology of Quick Frozen Areca Fruits DUAN Zhen2hua ,ZHANG Min ,ZHANGJian2feng ,PENGJian (School of Food Science and Technology , Southern Yangtze University , Wuxi 214036 ,China) Abstract :Effects of different treatment technologies , before freezing , on thawed areca fruits were studied in thispaper. Blanching in 0. 5 % sodium bicarbonate solution or water had no effect on prevention of the color change in thawed fruit. In another method called microwave treatment , ,the best result was observed when the fruits were treated for 30 seconds in 446 W microwave oven. The better results were observed when soaking fruits in 2. 0 % sodium sulfite solu2 tion for 20 min or 30 min , or in 2. 5 % citric acid(CA) solution for 15 min. The negative pressure treatment of fruits in the presence of 2. 5 % CA solution ,combined with vacuum sealing gave the best result in retaining thawed fruit col2 or. However ,freezed in icebox caused the larger change of fruit texture than in liquid nitrogen. Key words :areca fruits;quick frozen;protection color ;microwave;liquid nitrogen 0 前 言 槟榔是亚热带植物棕榈科槟榔树的果实,含有 槟榔碱、 脂肪、 氨基酸等有效成分,又有良好的咬嚼 性,因此成为我国海南、 福建、 云南、 台湾等省及东南 亚一带消费者的嗜好品。槟榔树(Areca Catechil L) 属于棕榈科常绿乔木,主要分布于我国的海南和台 湾省,广东、 广西、 云南等地也有少量栽培。槟榔子 含生物碱0. 3 %0. 7 % ,其中以槟榔碱为主,并含 槟榔次碱、 高槟榔碱等。槟榔碱可以使M2胆碱受 体兴奋,引起腺体分泌增加,特别是增加唾液分泌; 槟榔碱是有效的驱虫剂,可以麻痹蛔虫、 钩虫、 姜片 虫、 绦虫等寄生虫,使它们瘫痪;槟榔碱还有抗真菌 作用。此外,槟榔果还有消肿、 行气利尿的作用。 速冻技术已被国际上公认为最佳的食品贮藏保 鲜技术之一,是在尽可能短的时间内,将食品温度降 至冻结点以下的预期低温1,最大限度地保持天然 01 收稿日期:2002 - 07 - 15 ;修订日期:2002 - 07 - 25. 作者简介:段振华(1965 - ) ,男,江西九江人,博士研究生,工程师,主要从事食品的研究与开发. 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 食品原有的色泽、 风味和营养成分,是果品长期贮藏 保持良好品质的最重要方法2。影响新鲜果品速 冻质量的因素主要有原料性质、 冻前处理工艺、 速冻 过程中影响品质的各种因素和冻后冷藏、 运输、 销售 及解冻方法。不同原料在速冻解冻过程中,出现的 问题有所不同,速冻槟榔经过自然解冻后,其表面的 青绿色常常被黑褐色所代替,而颜色在食品的品质 指标中排在首位,影响消费者对食品选择的第一要 素就是颜色3。因此,在槟榔速冻解冻过程中保持 其颜色是必须首先解决的问题。由于槟榔大多为咬 嚼食用,因此槟榔的质地特别是硬度也是影响槟榔 品质优劣的一个重要因素。 1 材料与方法 1. 1 仪器与设备 1) 海尔 “雪王子” 冰柜:自行研制液氮速冻装 置; 2) BCD2223型电冰箱:伊莱克斯电器(杭州)有 限公司制造; 3) W7001型微波炉:江苏小天鹅集团制造; 4) TM2902C型数字温度测定仪:中外合资漳 州麦特电子有限公司制造; 5) 721可见光分光光度计,上海分析仪器厂制 造; 6) FA1104型电子天平:上海天平仪器厂制造; 7) HH22型数显电热恒温水浴锅:江苏常州国 华电器有限公司制造; 8) TA. XT2I型物性测试仪:英国Stable Micro System公司制造。 1. 2 主要原料 1) 液氮:中国华晶电子集团公司产品; 2) 槟榔:产自台湾省。 1. 3 试验方法 1. 3. 1 工艺流程 原料 挑选 冲洗 捞出沥干 预处理 速冻 冻藏 解冻 品质检测 1. 3. 2 预处理方法 1) 热烫处理试验:将清洗干净的槟榔分别于不 同温度(80 ,90 ,95)的水或0. 5 %碳酸氢钠溶液中 处理不同时间(10 ,15 ,20 s) ,然后立即于冷水中快 速冷却,捞起晾干,预冷后进行速冻。 2) 微波预处理试验:将清洗干净的槟榔分别在 不同的功率条件下进行预处理。试验中发现,如微 波处理过度,将造成槟榔果表面颜色和形态的改变, 处理不足达不到应有的效果。经过反复试验,决定 采用以下条件进行进一步研究:在低档功率下分别 处理0. 5 ,2. 0 ,3. 0 ,4. 0 min ;中档功率下分别处理 30 ,60 ,90 s;高档功率下分别处理10 ,15 ,25 s ,处理 完毕的槟榔投入至冷水中冷却12 min ,捞起晾 干,预冷后进行速冻。 3) 亚硫酸氢钠溶液处理试验:将清洗干净的槟 榔沥干水后,首先用不同质量分数(0. 5 % ,1. 5 %和 2.5 %)的亚硫酸氢钠溶液浸泡处理 5 min ,观察解 冻后槟榔的外观变化;在此基础上,用2. 5 %的亚硫 酸氢钠溶液分别浸泡10 ,20 ,30 min ,研究经不同处 理时间解冻后槟榔品质的变化。 4) 不同浓度的柠檬酸溶液处理对解冻后槟榔 色泽的影响:槟榔经2. 0 %的柠檬酸溶液分别处理 5 ,15 ,25 min后,观察解冻结果。在此试验基础上, 采用不同质量分数(1. 5 %、2. 5 %和3. 5 %)的柠檬 酸溶液处理槟榔15 min ,以观察解冻后槟榔的品质 变化。 5) 不同包装方式对解冻后槟榔品质的影响研 究:将槟榔分别进行不同真空度的包装,其真空度分 别为: - 0. 1 MPa , - 0. 07 MPa , - 0. 04 MPa ,并同 含2. 5 %柠檬酸溶液的包装进行比较,研究槟榔解 冻后的品质变化。 1. 3. 3 速冻解冻试验.经过1. 3. 2预处理和预冷 的槟榔,均放在- 35条件下冻结,冻结25 min。 冻结完成后,在室温下缓慢解冻,观察速冻槟榔的色 泽变化。 1. 3. 4 液氮速冻试验.将清洗干净的槟榔分别用 2. 5 %柠檬酸+ 0. 3 %氯化钙和2. 5 %柠檬酸溶液浸 果并真空封口包装,然后在自行研制的液氮速冻装 置中速冻,3 min使槟榔的内部温度达- 25。观 察解冻后槟榔的颜色变化,并进行槟榔质构和叶绿 素的测定。 1.3. 5 质构测定 采用TA. XT2I型物性测试仪 进行槟榔质构测定,探针型号P/ 2N ;穿刺速率2. 0 mm/ s;以最大峰值力(Fmax)作为槟榔果实的硬度指 标。 1. 3. 6 叶绿素含量测定 参照AOAC方法4,用 85 %的丙酮提取,然后用乙醚萃取,萃取后水洗6 8次,待完全去除丙酮后,在乙醚中加入少量无水硫 酸钠去除水分,然后定容,最后测定在642. 5 nm和 660 nm下的吸光度,则: 叶绿素总量= 7. 12A660. 0 nm+ 16. 8A642. 5 nm。 2 结果与分析 2. 1 热烫处理的试验结果与分析 热烫处理是食品贮藏保鲜过程中经常使用的方 11 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 法之一,但是处理过度会明显影响产品品质,特别是 影响食品的感官品质5。而且,不同食品的耐热特 性不同,热烫并非适于所有原料。为了研究槟榔热 烫处理的可行性,将槟榔果实放在不同温度(80 ,90 , 95)的水或0. 5 %的碳酸氢钠溶液中处理不同时 间(10 ,15 ,20 s) ,当从冷却水中捞起晾干后,就可以 发现经过处理的果实表面不同程度地出现白色物 质,而且颜色变黄,这可能是叶绿素受热不稳定形成 了脱镁叶绿素系列降解产物,而脱镁脱植醇叶绿素、 焦脱镁脱植醇叶绿素与脱镁叶绿素的颜色均为黄褐 色6。较高温度和较长时间处理后的样品表面,出 现明显的皱缩现象。为保持槟榔色泽,经过比较,碱 液热烫比水热烫要好。但是综合各方面的因素考 虑,热烫处理作为槟榔速冻的前处理,效果甚微。 2. 2 微波处理的结果与分析 预处理的目的主要是灭菌灭酶。由于微波灭菌 灭酶与一般加热方法相比,具有许多优点,如在相同 的温度下,可以缩短微生物的死亡时间;在相等条件 下,微波灭菌致死温度比通常加热灭菌的温度低。 从生物物理角度分析,组成微生物体的蛋白质和核 酸物质是极性分子,在强大的微波场中被极化,随着 微波场极性的迅速改变,引起分子团的急剧旋转振 动,一方面相互间形成摩擦转化成热而升温,另一方 面蛋白质等大分子变性。因此微波灭菌灭酶比简单 的加热效果好得多,它无需在食品中添加防霉、 防腐 剂,是食品保鲜防腐的有效途径。槟榔果实经微波 预处理后,速冻产品解冻前后的品质变化见表1。 表1 经不同微波处理后槟榔果实的外观特征 微波功率/ W处理时间/ min槟榔经微波预处理后,并经速冻解冻后果实的外观特征 3140. 5冻前青绿色,形态饱满。解冻2 h后,整个表面变成墨绿色,但表皮形态正常。 2. 0冻前青绿色,形态饱满。解冻2 h后,整个表面色泽变暗,但表皮形态正常。 3. 0冻前青绿色,形态饱满。解冻2 h后,表面的大部分色泽呈茄灰色,但表皮形态正常。 4. 0冻前表皮色泽变暗黄,形态正常。解冻2 h后,色泽不如经微波314 W ,3. 0 min的处理后的槟榔组。 4460. 5冻前青绿色,形态饱满。解冻3 h后,色泽稍变暗,形态正常。 1. 0冻前青绿色,形态饱满,但表皮上有白色析出物分布。解冻3 h后,色泽呈暗绿,且表皮上有白色析出物。 1. 5冻前色泽稍变黄,且表皮有纵沟,白色析出物明显。取出解冻3 h后,颜色呈暗黄绿。 据表1 ,在314 W的功率下,对槟榔分别进行了 0. 5 ,2. 0 ,3. 0 ,4. 0 min 4种不同时间的处理,在解冻 1 h过程中,各处理之间没有明显区别,同其它功率 条件所处理的槟榔比,差异不显著;在解冻2 h后, 可以看出3. 0 min处理的效果稍好,但由于颜色太 深而不能接受。在446 W功率下处理的槟榔,在解 冻2 h过程中,槟榔的表面色泽较好,3 h后发现槟 榔颜色开始变化,1. 5 min处理的果表面出现浅纵 沟,而且1 min和1. 5 min处理的样品表面都有白 色析出物分布,比较起来以446 W处理0. 5 min的 效果最好。 2. 3 亚硫酸氢钠溶液对槟榔解冻后品质的影响 由于亚硫酸氢钠的使用受到残留问题的限制, 故首先研究不同质量分数(0. 5 %、1. 5 %和2. 5 %) 溶液在5 min内对槟榔的处理,解冻后的护色结果 见表2。 表2 不同浓度的亚硫酸氢钠对解冻后槟榔色泽的影响 亚硫酸氢钠的质量分数/ %解冻3. 5 h后槟榔的色泽 0. 53/ 10槟榔的色泽可以勉强接受 1. 53/ 10槟榔的色泽可以勉强接受 2. 53/ 10槟榔的色泽可以接受 由表2可知,亚硫酸氢钠的处理效果并不理想。 为了考察不同处理时间对槟榔解冻后的外观品质是 否有影响,采用了2. 0 %的亚硫酸氢钠溶液分别处 理10 ,20 ,30 min ,发现槟榔在解冻后2 h ,各种处理 之间没有明显差异,4 h后开始出现明显差异。10 min处理的槟榔表面颜色普遍较深;而20 min处理 的槟榔有50 %以上的颜色为绿色至微深绿,勉强可 以接受;30 min处理的槟榔中有50 %呈浅绿色至绿 色,部分呈深绿色。因此采用20 min和30 min处 理比10 min处理的效果要好。 2. 4 柠檬酸处理对槟榔解冻后的外观影响 槟榔经2. 0 %的柠檬酸溶液分别处理5 ,15 ,25 min后,发现在解冻后3 h ,5 min处理的槟榔表面颜 色普遍较深,而经25 min与15 min处理的槟榔,部 分颜色呈绿色,部分呈深绿色,两者没有明显差异。 在此试验基础上,采用不同质量分数(1. 5 %、2. 5 % 和3. 5 %)的柠檬酸溶液处理槟榔15 min ,以观察解 冻后槟榔的品质变化。槟榔的色泽分级为:鲜绿色, 5分;绿色但光泽比新鲜槟榔稍差,4分;暗绿色,3 分;暗绿色且表皮有皱,2分;茄色,1分;界于两者之 间,酌情加减0. 5分,结果见表3。由表3可知,以 2. 5 %柠檬酸溶液处理15 min效果较好。 21 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 表3 柠檬酸溶液质量分数对槟榔色泽的影响 柠檬酸溶液的质量分数/ % 解冻存放时间/ h 2 3 4 1. 54. 0 3. 5 3. 0 2. 54. 5 4. 0 3. 5 3. 54. 0 3. 5 3. 5 2. 5 不同包装方式对槟榔解冻后品质的影响 将槟榔分别采用3种真空度( - 0. 1 MPa , - 0. 07 MPa , - 0. 04 MPa)进行包装,其解冻后的外 观变化表明,真空度越高,越能保持槟榔果的外观色 泽。但是,真空度高带来不利的影响是果实表面有 皱缩。为此,将槟榔与2. 5 %的柠檬酸溶液混合包 装,观察解冻效果,结果表明这种方法确实比较理 想,比单纯真空包装的效果好得多,解冻4 h后,色 泽基本不变。因此,采用2. 5 %的CA溶液混合包 装,较好地保持了槟榔解冻后的色泽。 2. 6 液氮速冻试验的结果与分析 2. 6. 1 不同速冻方式对解冻后槟榔质构的影响 为了寻求能较好保持解冻后槟榔质构的方法,作者 分别用2. 5 %柠檬酸+ 0. 3 %氯化钙和2. 5 %柠檬酸 溶液浸渍槟榔果并真空封口包装,然后在自行研制 的液氮速冻装置中速冻,3 min内使槟榔内部温度 至- 25。对于质构分析,可采用最大应力、 变形 量、 相对变形量、 功等指标。在本研究中,作者测定 了槟榔解冻4 h后的最大应力,并与新鲜槟榔原料 和经冰柜冻结处理后的槟榔结构作比较,结果见图 13。 图1 新鲜槟榔的质构图 图2 经液氮速冻的槟榔解冻后的质构图 图3 经冰柜速冻的槟榔解冻后的质构图 由图13可知,经冰柜冻结后,槟榔果实的硬 度明显下降,细胞组织结构严重破坏,在质构图上表 现为断裂时有多个峰值存在。而液氮速冻则比前者 好,特别是用钙处理后,使硬度有所提高,由于组织 结合相对较紧密,没有产生分层现象,在质构图上表 现为断裂时仅有一个峰值存在。 2. 6. 2 不同速冻方式对槟榔解冻后叶绿素含量的 影响.见图4。 图4 不同处理方法对槟榔解冻后叶绿素含量的影响 图中液氮速冻 和 分别为经2. 5 %柠檬酸+ 0.3 %氯化钙和2. 5 %柠檬酸溶液处理。在冰柜中 冻结的槟榔解冻4 h后,叶绿素a与b均明显下降, 而液氮速冻则可以保持较高的叶绿素含量。这是因 为液氮速冻能实现低温深冷的超速冻,明显地提高 了冷冻食品的品质,从而延长食品的保鲜贮藏期。 5 结 论 1) 热烫处理作为槟榔速冻的前处理,效果甚 微。而不同功率的微波处理结果表明,在446 W功 率下处理30 s的效果较好。 2) 对槟榔果实采用不同质量分数的亚硫酸氢 钠溶液和不同的处理时间进行处理,发现2. 0 %亚 硫酸氢钠溶液对槟榔进行2030 min的处理,可以 改善解冻后槟榔的色泽,延长解冻后槟榔果的货架 期。 3) 通过研究不同质量分数的柠檬酸溶液和不 (下转第16页) 31 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 表3 复合胶用量与粘度的关系 添加量及种类 室温20 下 的粘度/ dPas 在- 20 下冷冻 2 d后的粘度/ dPas 黄原胶0. 4 %3. 80175. 0 复合胶0. 1 %110. 0700. 0 复合胶0. 2 %260. 01200. 0 复合胶0. 3 %300. 01300. 0 复合胶0. 4 %凝结,没有流动性。凝 结。 复合胶0. 3 % , 卡拉胶0. 1 %。 已成凝胶。固态,变硬。 由表3可知,复合胶含量从0. 1 %增至0. 2 % , 粘度快速增加,而复合胶含量由0. 2 %增至0. 3 % 时,粘度值的变化趋于平稳。由此,可以认为0. 2 % 复合胶的添加量为最佳。最后,确定复合胶的添加 量为0. 2 % ,改变溶液的pH值,观察其粘度的变化, 见图3。 图3 pH值与粘度的关系 由图3可知,随着pH值的增加,复合胶的粘度 逐渐下降,在pH为34时,复合胶的粘度最高。 天然果汁制作的果馅,其溶液一般呈弱酸性,即pH 值为35 ,因此在制作过程中不必刻意调节pH值。 而在碱性环境中 (pH 值810) ,魔芋精粉的胶粘性 已被破坏,与黄原胶无协同作用,所以粘度下降。 4 结 语 作者利用黄原胶与魔芋精粉的协同作用进行复 配,通过试验确认最佳添加量,即,黄原胶与魔芋精 粉的质量比为11 ,添加量为0. 2 % ,使添加天然果 汁的果馅(pH 3 5) 在低温下仍能保持良好状态, 大大提高了冻-融稳定性,避免了果馅变硬、 结冰现 象。利用这一试验结果,可开发更多夹心、 包馅的冷 冻食品,为消费者提供新款天然果馅冷冻食品。 参考文献: 1赵大健,刁虎欣,刘知林.黄原胶分子结构与性能J .精细石油 化工,1986(1) :811. 2沈悦玉,杨湘庆.魔芋胶的特征和魔芋凝胶食品J .食品科学, 1995(6) :1419. 3陈运中.魔芋精粉与黄原胶的协同增效作用及应用研究J .食 品科学,1999(9) :1214. (上接第9页) 关注的是优化G262a的发酵条件以及改善糖和糖酯 的分离技术,这将有助于提高该法的效率。因此,需 要对G262a形成过程中的生物化学和生理学机制进 行详细地研究以简化该操作。而快速分析、 良好的 反应控制以及适时地终止反应,也是双酶2化学联合 法合成三氯蔗糖所必需的。同时,以蔗糖为原料经 微生物发酵作用,直接生成S262a的方法相当诱人, 在这方面值得研究。 参考文献: 1郑建仙编著.功能性食品甜味剂 M.北京:中国轻工业出版 社,1997. 2郑建仙主编.低能量食品M.北京:中国轻工业出版社,2001 3 JONES J D ,et al. Biological method for protection of 62position of sucrose and its use in synthesis of disaccharide high2intensity sweet2 enerJ . Biotech and Bioen,1992(39) :203210. (上接第13页) 同处理时间对解冻后槟榔品质的影响,发现2. 5 % 柠檬酸溶液处理15 min效果较好,可以改善解冻后 槟榔的色泽。 4) 用含2. 5 %的柠檬酸溶液进行真空封口包装 速冻,可以较好地延长槟榔解冻后色泽的维持时间。 5) 采用冰柜冻结,导致槟榔果实的硬度明显下 降,而液氮速冻则比前者好,特别是用钙处理后,提 高了槟榔果的