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浸泡处理对红芸豆的物理性质及蒸煮品质的影响 李次力 ( 哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江哈尔滨，1 5 0 0 7 6 ) 摘要以红芸豆为原料，探讨不同浸泡温度( 2 5 、4 5 、6 5 ) 对芸豆物理性质及蒸煮品质的影响。结果表明：芸 豆在浸泡过程中，随着浸泡温度升高与时间延长，其吸水率、体积膨胀宰、固形物溶出率等均呈增加的趋势，平衡 吸水率常数则呈下降趋势；浸泡温度的提高有利于达到浸泡平衡及缩短漫泡时间。在加工性能方面，4 5 下浸 泡可显著缩短煮豆时问并提高煮熟红芸豆的品质。 关键词红芸豆，浸泡，物理性质，蒸煮 红芸豆，豆科菜豆属栽培种，学名P 矗口s P o z 越s 硼z g 盘矗sL ，1 年生草本植物。其籽粒含蛋白质 1 7 2 3 ，脂肪1 3 2 6 ，碳水化合物5 6 6 1 ，还含有钙、磷、铁及各种维生素 1 3 。目前，红 芸豆主要分布在拉丁美洲、亚洲和非洲，在我国栽培 的主产区为黑龙江、吉林、云南等省。红芸豆可用作 主食，也用来制豆沙和糕点，嫩豆可作蔬菜，罐头和快 速冷冻后出售。而浸泡处理是豆类加工过程中使用 的重要步骤，豆子在浸泡过程中，除吸水膨胀外，还可 以除去豆内的植酸、单宁及会引起肠胃胀气的水苏 糖、棉籽糖等低聚糖，并可以减少如豆中的亚麻苦苷 等毒素。另外，浸泡处理可导致豆子可溶性蛋白质、 糖类及纤维素等物质溶出。浸泡时，水的渗透压会破 坏豆子的细胞膜，使镁、钙、钠等离子流失 4 卅 。文中 以红芸豆为原料，探讨其在浸泡过程中，浸泡温度与 时间对红芸豆的物理性质及蒸煮品质的影响，为芸豆 产品的加工处理提供一定的理论依据和切实可行的 实施途径。 1材料与方法 1 1 实验材料及试剂 红芸豆( 英国红) ：黑龙江省农科院提供。 1 2 试验仪器与设备 T A X T 2 质构仪：英国M i c r oS t a b l eS y s t e m 公 司I A L C 一2 1 0 3 精密天平；瑞士M e t t l e r _ T o l e d o 公 司；7 2 1 E 分光光度计：上海第三分析仪器厂。 1 3 实验方法 1 l3 1 吸水率测定 第一作者：学士，副教授。 * 哈尔滨市科技攻关计划项目( N o 2 0 0 4 A A 3 C N l 5 8 ) 收穑日期：2 0 0 8 一O l 一0 9 ；改回日期：2 0 0 8 一0 3 2 0 将约2 0 9 芸豆( m ，) 置于2 5 0m L 的烧杯中，加入 5 0m Lp H7 O 的浸泡液，分别置于2 5 、4 5 、6 5 的水 浴中，根据不同的浸泡时间，测定浸泡后的豆质量 ( m ：) ，计算吸水率 7 。 吸水率一堡堕x 1 0 0 ，矩2 1 3 2 体积膨胀率测定 取约2 0g 芸豆置于装有5 0m L 蒸馏水的1 0 0 m L 量筒中读取增加体积( V ，) ，加入不同p H 值的浸 泡液，置于2 5 、4 5 、6 5 的水浴中，根据不同的浸泡时 间，将芸豆取出吸干表面水分，同样置于装有5 0m L 蒸馏水的1 0 0m L 量筒中，读取浸泡后增加体积 ( 耽) ，从而计算其体积膨胀率引。 T ，1 ， 体积膨胀率= 生古旦 1 3 3 固形物溶出率测定 取出不同浸泡处理后的浸泡液1 0 9 ( m 。) ，于 1 1 0 烘箱内烘干至恒重( 仇。) ，计算芸豆浸泡过程中 固形物的溶出率9 1 。 固形物溶出率一堕1 0 0 m 3 1 - 3 4 硬度测定 将不周浸泡处理的芸豆以T P A 模式接上P 5 0 探头，以O 5m m s 的速度挤压每粒豆的中央，同一 处理的样品各测1 0 粒平行后取平均值3 1 0 。 1 3 5 吸水速率与活化能测定 将芸豆的吸水速率结果利用方程式( 1 ) ，求出吸 水系数。 警_ k ( m H 训 ( 1 ) 式中：m 。在时间时芸豆的吸水量( g ) ， 珑H 芸豆的最高含水量( g ) ，k 芸豆的吸水速 垫塑堡笺兰堂蔓! 塑( 星蔓缕塑2 l1 0 1 万方数据 盈臣盂盈巳一! 塑! 垒塑! ! 些兰坐型型! 型型型幽 率，浸泡时间。 将方程式( 1 ) 两边积分则可得到方程式( 2 ) ， l n 堕I 二堡= k f( 2 ) m H 一仇t 式中：m 。最初芸豆的含水量( g ) ( = 0 ) 。 由方程式( 2 ) 中发现，芸豆于一定水温和p H 下 吸水时，当决定m H 值后，利用l n ( 优H 一优o ) ( ，l H 一 优t ) 对作图，求得一直线方程式，并可得斜率k 值。 而k 和T 的关系可由A r r h e n i u s 方程式表示： k A e 一西8 T( 3 ) l n k = l n A 一( E a R T )( 4 ) 式中：A 一常数，E a 一活化能，R 一气体常数， 8 3 1 4 J m o l e 。K ，T 一温度( 。K ) 。 另由方程式( 4 ) 发现，l n k 对1 T 作图可得1 条 直线方程式，由斜率和截距分别求出E a 和A 值 2 3 ， 可供做浸泡温度对物理性质影响及缩短浸泡时间的 评价参考依据。 1 3 6蒸煮时间比较 将不同浸泡处理并吸干表面水分的芸豆样品置 于1 0 0 的水浴中，煮至以手接触呈软化且入口可食 的程度。每次取2 0 颗作为比较的依据纪录蒸煮时 间7 1 。 1 3 7 感官评价 采用模糊数学法检验不同浸泡处理的样品被蒸 煮后的品质 1 0 。邀请l o 位专家组成评审小组，分别 对产品的感官特性进行评分，其评分标准为组织结构 ( 3 分) 、色泽( 2 分) 、口味( 3 分) 、形状( 2 分) 4 个方 面，并利用加权法计算总分，以1 0 位评审员的平均值 作为各产品最终评分。 缩，当达到吸水率饱和时，大豆的颗粒饱满、表皮光 滑。 图1 红芸豆浸泡过程中吸水率的变化， 2 2 不同浸泡处理对体积膨胀率的影响 图2 的结果可知，红芸豆在浸泡过程中，体积膨 胀率与时间成正比关系，而且浸泡温度升高可以提高 体积膨胀率的变化速率，但当达到饱和吸水率时，体 积膨胀率也趋向于一个平衡常数。在2 5 浸泡8 h 体积膨胀率的平衡常数为1 3 8 ，4 5 浸泡7h 达到 1 1 8 ，而6 5 浸泡5h 体积膨胀率仅为1 0 5 。这可 能是由于在较高温度下浸泡，水分容易进入大豆内部 快速吸水膨胀，但高温条件也会使影响其吸水率的变 化( 降低) ，阻碍颗粒膨胀。 2 结果与讨论 23 2 1 不同浸泡处理对吸水率的影响 由图1 可知，红芸豆的吸水率随着时间延长而增 加，并且在一定时间后达到饱和态。在2 5 和4 5 下浸泡时，芸豆的吸水率增加缓慢，在7h 和6h 进 入平衡吸水饱和态，平衡吸水率为1 2 9 和1 2 6 ；而 6 5 浸泡处理时，达到吸水饱和态只需3h ，平衡吸 水率为1 0 5 。提高浸泡温度，可以使吸水率降低， 图2 红芸豆浸泡过程中体积膨胀率的变化 不同浸泡处理对固形物溶出率的影响 堡 鐾 鏊 眷 时间，h 白质吸收，因此升高温度后可能会使淀粉发生部分糊 图3 芸豆浸泡过程中固形物溶出率的变化 化或蛋白质变性，导致水分难以被吸收，这与K 。n 报 由图3 可知，随着浸泡时间或温度的增大，固形 道嘲的结果相一致。同时，在芸豆浸泡过程中能够观 物溶出率均呈增加的趋势。在2 5 时固形物溶出率 察到，刚开始大豆的表皮快速吸收水分容易发生皱 最低( 只有o 2 8 ) ，浸泡时间延长后固形物溶出率 1 0 2l 窒堕堕里! ：塑丛旦：曼! ! 垒! 垒! 呈箜! ，哥* 螫 爵凄道再雄 万方数据 基本不变。4 5 时固形物溶出率增加到1 6 5 ，在 6 5 时固形物溶出率增加很快，在浸泡7 h 后固形物 溶出率增加变缓，约为3 6 6 。在浸泡过程中，大豆 溶出总固形物主要成分是果胶质、游离淀粉及多糖类 等，K o n 等人 5 3 报道它们的溶出量的多少均受浸泡温 度和时间的影响。 2 4 不同浸泡处理对硬度的影响 在浸泡过程中，大豆细胞壁成分( 如淀粉、蛋白质 及果胶等) 吸水膨胀使其硬度降低变软，同时由于浸 泡时间延长，会破坏大豆细胞膜完整性，导致芸豆在 浸泡过程中硬度发生变化。在图4 中，芸豆的硬度在 浸泡过程中随浸泡时间呈下将趋势，并随浸泡温度的 升高，其硬度变化趋势更为显著。在2 5 浸泡5 h ，硬 度下降趋势变缓，达到基本不变的状态，4 5 和6 5 达到上述状态分别只需3h 和1h ，而且在6 5 时芸 豆浸泡1 h 后其硬度值最小，只有30 1 3 2 7 8g ，这可 能是在较高温度下，吸水迅速，豆子中的淀粉发生糊 化或果胶质流失导致硬度显著减小，这与S e f a D e d e h 等人 4 3 报道的结论相似。 芒 越 路 图4 芸豆浸泡过程中硬度的变化 2 5 不同浸泡处理对吸水特性的影响 根据N a k a m u r a 5 3 提出的方法，由红芸豆浸泡前 后的水分含量，并结合浸泡时间作图( 如图5 所示) 。 由图5 可知，随浸泡温度的升高，其斜率( k 值) 也增 大，并求出的不同浸泡温度下吸水速率k 值( 见表 1 ) 。同时，根据A r r h e n i u s 方程将吸水速率k 值的与 浸泡温度的倒数作图，具体见图6 ，求出浸泡过程中 的活化能E a 为2 0 6 5 k J m o l 。表1 中，在2 5 浸泡 时平衡吸水量为，而6 5 浸泡时平衡吸水量为， 其说明随着浸泡温度的提高，平衡吸水量减小，这可 能是由芸豆中含有的淀粉发生糊化导致吸水率下将， 而且结果与2 1 中吸水率的变化基本一致。吸水率 常数随着温度升高而增大，因此在加工处理芸豆时， 对其浸泡处理若提高浸泡温度，有利于吸水速率加 快，缩短浸泡时间。 时间几 图51 n ( w m w o ) ( w m W t ) 与浸泡温度的关系 謇 童 三 三 图6 吸水率常数与温度倒数的关系 裹l 芸豆在不同温度浸泡下的吸水特性 2 6 不同浸泡处理对蒸煮时间及品质的影响 裹2 不同浸泡处理后蒸煮时闻与品质的分析 表2 的试验结果表明，不同浸泡处理的红芸豆随 着浸泡时间的延长，蒸煮时间明显减少，而且在4 5 时浸泡处理缩短煮豆时间的效果最佳。其中的原因 可能是若温度达到6 5 ，使芸豆中的淀粉糊化而阻 碍传热。同样，红芸豆浸泡处理后，评审员认为其色 泽、风味、组织结构、口感等方面均有显著改善。在 丝堕堡篓丝堂蔓曼塑f 星蔓丝塑! f 1 O S O 5 O 如 仰 f(T参k邑、(o乏T。芭】uI 万方数据 五薯盈图圈! 塑! 垒塑! ! ! 坚型! 垒! ! Q 塑! 型望旦! ! 墅骂 4 5 浸泡处理再蒸煮的豆子感官评分均高于其他温 度的浸泡处理，这可能是在该温度下处理不仅能除去 表面的不良成分，且使表皮的色素及固形物流失一部 分，从而促使水分的渗透及传热 3 6 。 3结 论 芸豆在浸泡过程中，其吸水率、体积膨胀率、固形 物溶出率等会随浸泡温度时间延长而呈增加的趋势， 平衡吸水率常数则呈下降趋势；浸泡温度的提高有利 于达到浸泡平衡及缩短浸泡时间。在加工性能方面， 4 5 下浸泡可显著缩短煮豆时间并提高煮熟红芸豆 的品质。因此，在芸豆产品的加工过程中，有关浸泡 处理对其物理性质及蒸煮品质影响的结果，可以为改 善加工工艺及品质提供参考。 参考文献 1 石彦国，任莉大豆制品工艺学 M 北京：中国轻工 业出版社，1 9 9 3 2A b u G h a n n a mN ，M c K e n n aB H y d r 丑t j o 力k j n e t i c so fr e d k i d n e yb e a n s ( P _ l l 口J z 甜5 伽厶g 诅r i 5L ) J J o u I T l a lo fF o o d S c i e n c e ，1 9 9 7 ，6 2 ( 3 ) ：5 2 0 5 2 3 3K I a m c z y n s k aB ，C z u c h a j o w s k aZ ，B a i kBK C o m p o s i t i o n ， s o a k i n g ，c o o k i n gp r o p e r t i e sa n dt h e m a lc h a r a c t e r i s t i c so f s t a r c ho fc h i c h p e a s ，w “n k l e dp e a sa n ds m o o t hp e a s J I n t e m a t i o m lJ o u m a lo fF o o dS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， 2 0 0 1 ，3 6 ：5 6 3 5 7 2 4S e f a - D e d e hS ，S t a n l e yDW ，V o i s e yPW E f f e c to fs o a k i n gt i m ea n dc o o k i n gc o n d i t i o n so nt e x t u r ea r l d m i c r o s t r u c t u r eo fc o w p e a s ( V i g ，l 口“氕g H i c “z 口口) J J o u m a Io f F o o dS c i e n c e ，1 9 7 8 ，4 3 ：18 3 2 S 18 3 8 S 5K o n E f f e c to fs o a k i n gt e m p e r a t u r eo nc 0 0 k i n ga n dn u t r i - t i o n a lq u a l i t yo fb e a n s J J o u m a lo fF o o ds c i e n c e ，1 9 7 9 ， 4 4 ：13 2 9 13 3 4 6H i n c k sMJ ，M c C a n n e IA ，S t a n l e yDW H a r d t 0 _ c o o kd e f e c ti nb l a c kb e a n s s o a k i n ga n dc o o k i n gp r o c e s s e s J J A g r i cF o o dC h e m ，1 9 8 7 ，3 5 ( 4 ) ：5 7 6 5 8 3 7 S a m b u d iH ，B u c k l eKA C h a r a c t e r i s t i c so fw i n g e db 朗n ( P 5 D p o c n r 户砧jt e r n g o 行o Z 0 6 吡j ) s e e d sd u r i n gs o a k i n ga n d b o i l i n g J JS c iF b o dA g c ，1 9 9 1 ，5 7 ：5 8 5 5 9 5 8M a r t i n - C a b r e i a sMA tE s t e n b a nRM 。P e r e zP ，e ta L C h a n g e si np h y s i c o c h e m i c a lp r o p e r t i e so fd r yb e a n s ( P 口s P o z ”st ，”z 譬口r i sL ) d u r i n gI o n g t e 肌s t o r a g e J J A g r i cF o o dC h e m ，1 9 9 7 ，4 5 ( 8 ) ：32 2 3 32 2 7 9B a i kBK ，K l a m c z y n s k aB ，C z u c h a j o w s k aZ P a r t i c I es i z e o fa n s w e e t e da z u k ip a s t ea sr e l a t e dt oc n l t h a ra n dc o o k i n g t i m e 口 J o u m a Io fF ( ) 0 dS c i e n c e ，1 9 9 8 ，6 3 ：3 2 2 3 2 6 1 0 金万浩食品物性学 M 北京：中国科学技术出版社， 1 9 9 1 E f f e c to fS o a k i n gT r e a t m e n to nP h y s i c a lP r o p e r t i e sa n dC o o k i n gQ u a l i t i e so f R e dK i d n e yB e a n s ( P 是a s 秽口Z 醒s ，聪Z g 口以sL ) L iC i l i ( C o l l e g eo fF o o dE n g i n e e r i n g ，H a r b i nU n i v e r s i t yo fC o m m e r c e ，H a r b i n1 5 0 0 7 6 ，C h i n a ) A B S T R A C TI nt h i sp a p e r ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ep h y s i c a la n dc o o k i n gp r o p e r t i e sw e r ei n V e s t i g a t e d d u r i n gs o a k i n gp r o c e s s T h er e s u I ts h o w e dt h a tp e r c e n t a g eo fw a t e ra b s o r p t i o n ，t h eV o l u m es w e l l i n gr a t i o ， a n dt h ep e r c e n t a g eo fs o l i dl o s so fr e dk i d n e yb e a ni n c r e a s e ds t e a d i l yd u r i n gt h es o a k i n gp e r i o d T h e 、喙l u eo f t h eh a r d n e s so fr e dk i d n e ) ，b e a nw e r ed e c r e a s e da st h es o a k i n gt i m ei n c r e a s e d B u tt h ee q u i l i b r i u mD ft h e m o i s t u r ec o n t e n td e c r e a s e d H i g h