藕带烫漂工艺的优化

藕带烫漂工艺的优化
作者：何伟，谭茜
来源：《现代食品》 2019年第17期
何?伟，谭?茜
（长沙市食品药品信息与审评认证中心，湖南?长沙?410001）
He?Wei, Tan?Xi
(Changsha Food and Drug Information and Accreditation Center, Changsha?410001, China)
摘?要：为有效解决藕带在加工过程中的褐变及回软问题，本文对前期的烫漂处理进行了工艺优化。

在单因素试验的基础上，选取烫漂温度、时间、缓冲液pH为自变量，以藕带的色泽
（L*值）及脆度为响应值，采用Box-Behnken响应面试验设计方法，研究了单因素及单因素间
的交互作用对藕带色泽及脆度的影响。

通过建立多元回归方程，优化工艺参数，并结合氯化钙
溶液进一步改善藕带的脆度口感。

结果表明，在烫漂温度75 ℃、时间保持2 min、缓冲液
pH=2.4的条件下，藕带能较大程度上改善色泽及脆度，并在1.0%的氯化钙浸泡后能提高藕带的脆度口感。

关键词：藕带；褐变；回软；烫漂工艺；响应面
Abstract：To effectively solve the problem of Browning and softening of lotus root belt during processing, the process optimization of blanching treatment in the early stage was carried out. On the basis of single factor test, temperature, time and pH of buffer were selected as independent variables, and color (L*value) and brittleness of lotus root were taken as response values. Box-behnken test design method was adopted to study the influence of single independent variable and interaction on color and brittleness of lotus root. The brittleness of lotus root was further improved by establishing multiple regression equation, optimizing process parameters and combining calcium chloride solution. Results show that the blanching temperature 75 ℃, time for 2 min, buffer pH=2.4, under the condition of lotus root can largely improve the color and brittleness, and after soaking in 1.0% of the calcium chloride can improve the brittleness of lotus root with taste.
Key words：Lotus root; Browning; Soft; Blanching process; The response surface
中图分类号：TS255.3
1?材料与方法
1.1?材料与仪器
1.1.1?材料
新鲜藕带，市售；其他试剂若无特殊说明，均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2?仪器
CP411电子台秤：奥豪斯仪器（上海）有限公司；CR-10型测色色差计：日本MINNOTA公司；Universal TA质构仪：上海腾拔仪器科技有限公司；WFJ7200型可见光分度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司；H.H.S电热恒温水浴锅：四川中浪科技有限公司。

1.2?方法
1.2.1?原料处理
选择新鲜、无损伤且粗细较均匀的藕带，用清水清洗2遍，去掉藕头和根部，然后进行切分，均匀切分为5 cm长的段状。

经烫漂处理后浸泡在保脆液中
20 min，然后真空包装，常温保存7 d后检测。

1.2.2?色泽的测定
根据参考文献，利用色度的原理，用色差计测定经护色液浸泡后的藕带色泽。

通常用L*值
表示所测样品表面的色泽明亮程度，L*值越大，表明褐变程度越
低；反之，表明褐变程度越高。

每组样品处理3次，测定3个平行。

本方法利用色差计比
较藕带的褐变程度，能较客观的评价样品色泽的差异。

1.2.3?脆度的测定
藕带的保鲜过程中，其口感的脆度是衡量藕带新鲜度的一个重要评价指标。

根据文献的方法，脆度利用质构仪进行测定。

质构仪对藕带的测试为压缩型，测定目标距离6.0 mm。

仪器基
本参数为触发点负载，5 g；测试速度2 mm·s-1；测后速度5 mm·s-1；压缩比例为50%；选
用P/6型探头；循环1次。

测得的最大力Fmax值能基本反应藕带的脆度特性。

1.2.4?PPO相对活性的测定
根据文献方法，并进行适当的调整。

用柠檬酸、醋酸钠、磷酸盐、硼砂配制浓度为0.05 mol·L-1相应pH的缓冲液。

PPO相对活性计算公式见式（1）。

PPO相对活性/%=（各处理组吸光值/同组最佳处理组吸光值）×100（1）
1.3?以烫漂工艺为主的护色保脆条件优化
烫漂处理是果蔬进入深加工前的关键工艺。

其原理是利用高温破坏果蔬内部的氧化酶结构，以抑制其活性，有益于防止果蔬的氧化褐变，而且进一步杀死果蔬表面的微生物，使产品保持
美观的色泽。

因此，对烫漂工艺进行条件优化，以色泽及脆度为评价指标，评价在不同烫漂工
艺下，选择能抑制藕带发生褐变及保持口感脆度的最佳烫漂条件。

1.3.1?烫漂参数单因素试验
固定其他条件不变，分别考察65、75、85 ℃及100 ℃的烫漂温度和1.0、1.5、2.0、2.5 min和3.0 min的烫漂时间对藕带品质的影响，以处理后藕带的色泽及脆度为评价指标；以及
当浓度为0.05 mol·L-1的缓冲液pH在2.5、4.5、6.5、8.5和10.5时，对藕带中多酚氧化酶（PPO）活性的影响。

1.3.2?响应面法优化烫漂工艺
在单因素试验的基础上，确定各影响条件的最佳护色保鲜范围。

利用Design-Expert
8.0.6.1软件对所选因素及浓度范围进行数据拟合，根据Box-Behnken的试验设计原理，以藕
带的色泽及脆度为双响应值，设计3因素3水平的响应面试验，并加以验证。

本试验的响应面
设计因素水平及编码见表1。

1.4?氯化钙对藕带脆度的影响
在之前的实验基础上，确定好烫漂的最佳工艺条件后，再进一步研究不同浓度氯化钙对藕
带脆度的影响。

根据参考文献[1-6]，确定氯化钙添加范围为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和 2.5%，藕带在保脆剂中浸泡20 min
后，用质构仪测定新鲜藕带的脆度。

1.5?数据统计与分析
每个单因素试验平行处理3次，用Prism 6.0软件处理数据、制作图表，结果用X±SD表示，并用SPSS 24.0软件分析数据显著性，不同字母表示组间具有显著性（p＜0.05）。

响应面结果用Design-Expert 8.0 软件进行参数优化。

2?结果与分析
2.1?烫漂工艺单因素试验结果
为了确定对藕带品质影响较小的最佳烫漂工艺条件，选择了温度、时间及缓冲液的pH这三个因素，分别进行单因素试验，结果见图1与表2。

由图1A、1B可知，对藕带的脆度、色泽影
响最大的是100 ℃烫漂，其次是85 ℃。

在沸水及85 ℃烫漂0～1.5 min，对藕带的护色有正
效应作用，但对藕带的脆度有负效应。

当烫漂的时间持续延长时，藕带的脆度及色泽均呈下滑
趋势。

65 ℃的漂烫时间对藕带脆度影响最小，75 ℃的烫漂效果在短时间内与65 ℃的烫漂效
果无显著差异，但烫漂时间超过3 min时，75 ℃对藕带有回软作用。

而65 ℃及75 ℃条件下，对藕带色泽的影响均呈先上升后下降趋势，在2 min时，75 ℃出现峰值，且高于同一时间下其他组，65 ℃在2.5 min时，出现峰值，但仍低于75 ℃组。

根据对藕带脆度及色泽的影响，选
择了75 ℃下烫漂保持2 min为较佳条件。

在确定了烫漂温度及时间后，探究缓冲液的pH对藕带多酚氧化酶的影响。

从图1C中可知，缓冲液的pH在6.5时，曲线出现峰值，PPO的相对酶活性是所有处理组中最强的。

而随着pH
值的继续增大或减小，对PPO的酶活性产生抑制作用，可显著降低PPO酶活性，这与王晨杰研
究结果一致，一定浓度的酸溶液通过对食源性致病菌的抑制作用，可改善莲藕的色泽和安全性
[7]。

因此，可通过调节pH，抑制PPO酶活力，减少藕带的自身氧化。

通过以上试验，初步确
定烫漂工艺为在75 ℃下保持2 min，且缓冲液的pH
值为2.5。

2.2?烫漂工艺的响应面法优化
2.2.1?Box-Behnken试验设计及结果
根据之前烫漂工艺单因素的试验结果，采用Box-Behnken试验设计，选择烫漂温度、时间、缓冲液的pH为响应因子，以藕带的脆度及色泽为响应值，建立响应面模型。

响应面设计与结果见表3。

2.2.2?响应面分析
以藕带脆度为响应值时，时间和温度的交互作用对响应值影响较大，如图2所示。

以藕带脆为响应值，响应面表现为曲面较陡，等高线为明显的椭圆形，且温度在75 ℃左右，时间在
3 min左右时，藕带的脆度达到最佳，说明烫漂温度和时间是影响藕带口感脆度的重要因素。

而其余两组响应面相对较平缓，说明pH与其他因素的交互作用对藕带脆度的影响较小。

以藕带色泽为响应值时，通过比较响应面曲度及等高线关系，认为时间、温度、pH之间的
交互作用对色泽均有很大的影响。

温度越低，时间越长、pH趋向中性，对藕带的护色效果越不利。

通过Design-Expert 8.0软件分析计算得到最佳的提取工艺条件：烫漂温度74.46 ℃、时
间保持1.92 min、缓冲液pH=2.39，在此条件下，回归方程模型预测的藕带色泽理论值可达到77.39，脆度理论值可达到724.11 g·N-1。

2.2.3?响应面工艺优化及验证
根据Design-Expert软件计算出来的最佳工艺条件，结合实际情况，对工艺条件进行微调，调整为烫漂温度75 ℃、时间保持2 min、缓冲液pH=2.4。

在此条件下，藕带L*值为76.6，脆
度为723 g·N-1，与理论值基本接
近，说明该模型能较好的预测实际值。

2.3?保脆剂对藕带脆度的影响
氯化钙不仅能护色保鲜，还能维持果蔬的质构，保证口感的脆度。

经过前期护色保鲜，已可达到延长货架期的目的，但口感仍是个关键问题，藕带的特色在于口感的脆度，因此对藕带的保脆进行了研究。

氯化钙的添加量为1.0%时，对藕带的保脆效果最佳，随着添加浓度再继续加大，藕带的脆度值逐渐下降，如图3所示。

说明一定量的氯化钙对藕带的保脆效果是有正效应的，而过量的氯化钙可能是因为浸泡后，藕带的内部空隙与表面有一定的处理溶液残留，水分活度较高，使组织回软，无法保证其脆度值。

氯化钙添加量过高则不能保证品质，过低又不足以达到保脆效果。

3?结论
本研究在单因素试验的基础上，选取较优的因素水平对藕带的烫漂工艺进行3因素3水平的Box-Behnken响应面试验，建立了以色泽与脆度的响应值和各个因素之间的数学模型，并求得此数学模型的最优组合。

根据实际试验情况，得到的最佳工艺条件为烫漂温度75 ℃、时间保持2 min、缓冲液pH=2.4，在此条件下，能最大程度上提高藕带的L*值及脆度值，且与理论预测值基本一致。

上述工艺的藕带，可在保证色泽及基本口感的基础上延长其货架期，还可直接按不同风味进行调味后作为即食食品。

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