苦菜蔬菜紙加工工藝研究

齊國光，張秀玲，趙 丹，徐媛媛

（東北農業大學食品學院，哈爾濱 150030）

苦菜（Sonchus oleraceus L.），為菊科苦菜屬多年生草本植物，又名苦荬菜、苦苣、曲麻菜等，是我國食用歷史悠久的一種野生蔬菜[1]。苦菜營養豐富，據測定，每百克鮮菜中含蛋白質1.8 g，糖類4.0 g，食物纖維5.8 g，鈣120 mg，磷52 mg及鋅、銅、鐵、錳等微量元索，以及維生素B1、B2、C、胡蘿卜素、煙酸等?？嗖酥泻F124 mg·hg-1，雄居各蔬菜之首[2]。此外，還含有臘醇、膽堿、酒石酸、苦味素等化學物質[3]?？嗖诉€具有較高的藥用價值和保健功能?！侗静菥V目》中記載，苦菜苦、寒、無毒，有安心益氣、除面目及舌下黃、利小便等功能?，F代中醫理論認為，苦菜可清熱解毒、抗病毒、護肝明目、提高機體免疫力等[4]。東北地區苦菜產量豐富，然而多用于鮮菜銷售，加工產品極少?？墒承允卟税b用紙市場潛力巨大，其產品可用于方便休閑食品、可食性包裝等眾多領域[5]。目前，對蔬菜紙的研究，一直是廣泛關注的熱點[6-8]。日本高崎造紙公司研制開發出用食品加工中廢棄的蘋果渣加入適量的木質纖維生產出果渣紙，并用于食品包裝。英國也有報道稱以胡蘿卜為基料，添加適量的增稠劑、增塑劑、抗水劑，制成價廉物美的可食性蔬菜紙，以用作盒裝食品包裝或直接當作方便食品食用。我國已成功研制了一些可食性蔬菜包裝紙，例如胡蘿卜紙、馬齒筧保健蔬菜紙等[9]。然而關于苦菜蔬菜紙方面的研究卻未見報道，本文以苦菜為原料，主要對苦菜蔬菜紙膠黏劑組成、用量及苦菜護綠進行了優化研究，初步解決了其成型和護綠問題，得出較好的成型配方和護綠配方。為蔬菜的深加工提供新的方法，同時也使蔬菜附加值大大提高。因此，對蔬菜的深加工具有一定意義。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

苦菜（市售）；無水碳酸鈉（化學純）（北京化學儀器藥品公司）；乙酸鋅（分析純）（北京化學儀器藥品公司）；CMC-Na（食品級）（北京化學儀器藥品公司）；海藻酸鈉（食品級）（北京化學儀器藥品公司）；可溶性淀粉（食品級）（黑龍江龍港食品有限公司）。

AL104型電子天平（梅特勒-托利多儀器公司）；DGL-2000電熱鼓風干燥箱（北京金紫光儀器儀表銷售公司）；Y802-285型膠體磨上海索譜儀器有限公司）；真空脫氣機（上海市實驗儀器總廠）；722分光光度計（上海精密儀器科學公司；多功能攪拌機CDE-220E（佛山市順德歐科電器有限公司）；紫外可見分光光度計（上海精天電子儀器有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

原料前處理→燙漂→冷卻→打漿→調配→膠磨→均質→脫氣→刮片→干燥→揭紙

1.2.2 操作要點

①原料前處理：選擇新鮮沒有腐爛變質的苦菜，人工清洗，去除根雜泥土。切分成3～5 cm，便于后期處理。

②燙漂：選擇碳酸鈉和醋酸鋅為護色劑，于85～100℃條件下燙漂。

③打漿：將經燙漂軟化好的原料瀝干水分后，經組織搗碎機破碎后，放入打漿機中打成糊狀。由于苦菜莖中纖維素較多，為了保證打出的漿均勻，需要提高打漿的強度，增加打漿的時間。每次樣品在打漿機最高強度下，打漿大約進行5 min[10]。

④調配：選擇CMC-Na，海藻酸鈉和可溶性淀粉為膠粘劑按照一定比例加入苦菜汁中，加入過程要邊攪拌，邊加入，以防止結塊。

⑤膠磨：將調配好的漿料過2遍膠體磨，細化到200目，使菜泥細膩、均勻，品質滑潤。

⑥均質：將加入膠黏劑細化后的漿液，倒入均質機中，再加入一定量的漿料，均質轉速為l 200 r·min-1，時間2 min。

⑦脫氣：將均質好的漿料放入真空脫氣機中脫氣，壓力為0.08 MPa，直至氣體全部抽出

⑧刮片：將脫氣后的漿料均勻涂在有機玻璃板上，涂膜厚度為1～1.5 mm，最終制品厚度為0.5～0.7 mm。

⑨干燥：采用干燥條件為[11]：干燥溫度60℃，時間6 h，干燥后最終制品水分含量為4%左右。

1.3 正交試驗

1.3.1 護色正交試驗

在對護綠劑碳酸鈉，乙酸鋅和燙漂時間單因素試驗基礎上，對苦菜蔬菜紙燙漂過程進行L9（34）正交實驗設計，見表1。

1.3.2 膠黏劑正交試驗

向苦菜漿液中加入一定量膠黏劑，在對膠黏劑CMC-Na，海藻酸鈉，可溶性淀粉單因素試驗基礎上對苦菜紙膠黏劑進行正交試驗設計，見表2。

表1 L9(34)因素水平Table 1 L9(34)factor and level

表2 正交試驗設計Table 2 Orthogonal experimnet design

1.4 品質評定

1.4.1 感官評定

結果見見表3

選擇10位具有評審經驗的評審員組成評審小組，主要從外觀色澤，成紙性，粘彈性和易揭性幾方面進行評定。采用百分制原則，去掉一個最高分和一個最低分，以評審均值作為產品最終評分。

表3 感官評價評審標準Table 3 Grade standard of sensory evaluation

1.4.2 理化評定

水分含量測定：按照GB 500912-85檢測標準；干物質含量測定：按照GB/T 8858-1988檢測標準；葉綠素含量測定：分光光度法[12]；VC含量測定：含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定。

2 結果與分析

2.1 護色條件

2.1.1 堿液濃度與色澤關系

選擇四種不同濃度的碳酸鈉溶液為護色劑，于85～100℃條件下，燙漂一定時間后取出，測得葉綠素保存率，結果如圖1。

圖1 堿液濃度對葉綠素保存率影響Fig.1 Effect of Lye concentration on chlorophyll preservation

由圖1可知，當碳酸納濃度小于3 g·L-1時，隨著堿液濃度的提高，葉綠素含量上升。大于3 g·L-1時，葉綠素含量迅速下降。這主要是由于隨著堿液濃度的增加，苦菜中的有機酸被中和，苦菜表面的蠟質遭到破壞。所以當碳酸鈉濃度為3 g·L-1時，護色效果最佳。

2.1.2 金屬離子與色澤的關系

選擇四種不同濃度的醋酸鋅溶液為護色劑，于85～100℃條件下，燙漂一定時間后取出，測得葉綠素保存率，結果見圖2。由圖2可知，隨著醋酸鋅濃度的增加，溶液pH不斷增大。在微堿性條件下，脫鎂葉綠素容易與金屬離子螯合成結構穩定的葉綠素鹽，當堿液進一步增強時，護色效果隨之下降。所以，當醋酸鋅濃度為0.1 g·L-1時，護色效果最好。

圖2 醋酸鋅添加量對葉綠素保存率影響Fig.2 Effect of Metal ion concentration on chlorophyll preservation

2.1.3 燙漂時間與色澤的關系

選擇新鮮苦菜，分別加入3 g·L-1的碳酸鈉溶液和0.1 g·L-1的醋酸鋅溶液，燙漂不同時間，測定葉綠素含量，燙漂時間為2、4、6和8 min時，葉綠素保存率分別為30.6%、38.2%、36.5%和29.8%。

由此可知，燙漂時間過短，葉綠素酶沒有完全滅活，護色效果不佳。燙漂時間過長，葉綠素受到破壞。燙漂時間為4 min時，護色效果最好。

2.1.4 護色條件優化

結果見表4。

表4 L9(34)苦菜護色試驗結果Table 4 Protecting green on Sonchus oleraceus L.experimentation result L9(34)

護綠方法大致可分為：金屬離子法和堿液護綠法。由于VC不穩定，易于氧化[13]。堿液護綠VC損失率較高，葉綠素損失率較低。本實驗選用不同濃度的碳酸鈉溶液，醋酸鋅溶液為燙漂液，于85～100℃條件下燙漂不同時間，測定葉綠素保存率[14]。在單因素實驗基礎上，通過正交試驗確定最佳熱燙工藝。

由表4可知，對葉綠素保存率影響最大的是醋酸鋅的添加量，其次是燙漂時間，影響最小的是碳酸鈉的添加量。這主要是由于在弱堿條件下，Zn2+可以置換葉綠素中的Mg2+，從而起到護色作用。燙漂時間越長，苦菜組織破壞嚴重，葉綠素大量損失。

以葉綠素保存率為護色標準，苦菜紙最佳熱燙護色組合為A1B1C2即：碳酸鈉用量為1 g·L-1，醋酸鋅用量為0.1 g·L-1，燙漂時間為4 min，不在正交試驗表內。各因素主次關系為B＞C＞A即：醋酸鋅＞燙漂時間＞碳酸鈉

2.2 膠黏劑配方

2.2.1 CMC-Na添加量的確定

結果見表5。

表5 CMC-Na添加量對苦菜蔬菜紙的影響Table 5 Effect of CMC-Na addition on Sonchus oleraceus L.paper

膠黏劑選擇淀粉添加量為1%，海藻酸鈉添加量為0.6%，分別添加不同百分比例的CMC-Na，主要從最終產品的成紙性和易揭性兩方面進行感官評價。由上表5可知，CMC-Na添加量為0.3%和0.4%時，成紙效果都很好，但考慮到紙張易揭性，選擇添加量為0.4%

2.2.2 可溶性淀粉添加量確定

膠黏劑選擇CMC-Na添加量為0.3%，海藻酸鈉添加量為0.6%.分別添加不同百分比的淀粉，比較結果如表6所示。

表6 可溶性淀粉添加量對苦菜蔬菜紙的影響Table 6 Effect of soluble starch addition on Sonchus oleraceus L.paper

由上表6可知，淀粉添加量為1%和3%時，成紙效果都很好，但考慮到紙張易揭性，選擇添加量為3%。

2.2.3 海藻酸鈉添加量確定

膠黏劑選擇CMC-Na添加量為0.3%，淀粉添加量為1%。分別添加不同百分比的淀粉，比較結果見表7。

由表7可知，海藻酸鈉加量為0.6%和0.8%時，成紙效果都很好，但考慮到紙張易揭性，選擇添加量為0.6%。

表7 海藻酸鈉添加量對苦菜蔬菜紙的影響Table 7 Effect of sodium alginate addition on Sonchus oleraceus L.paper

2.2.4 膠黏劑配方優化

范素琴等研究了海藻酸鈉對蔬菜紙質構特性的影響[15]。結果表明，海藻酸鈉的用量直接影響到蔬菜紙的質構特性。此外，Alison等在制作蔬菜紙過程中，加入了CMC-Na[16]，成紙效果很好。本實驗選用CMC-Na，可溶性淀粉，海藻酸鈉為膠黏劑，在單因素實驗基礎上，通過正交試驗確定最優膠黏劑配方。結果見表8。

表8 L9(34)膠黏劑配方試驗結果Table 8 Optimum tackiness agent condition experimentation results of L9(34)

從表8中可以看出，海藻酸鈉用量對成紙性影響較大，可溶性淀粉次之，CMC-Na影響最小，這與范素琴的結果一致。膠黏劑最優配方組合為A2B2C3即：CMC-Na用量為0.4%，可溶性淀粉用量為3%，海藻酸鈉用量為0.8%。影響因素主次關系為C＞A＞B即：海藻酸鈉＞CMC-Na＞可溶性淀粉。

3 討論

3.1 膠黏劑

蔬菜中膳食纖維含量較高，膠體物質含量很少，如果不加入膠黏劑，則打成漿狀的蔬菜紙不能成形，因此對膠黏劑的選擇也就格外重要。以往的蔬菜紙加工都采用單一的膠黏劑進行成形，CMC-Na對蔬菜紙的易揭性影響較大，海藻酸鈉對蔬菜紙的成紙性影響較大，而在蔬菜紙加工過程中，加入一定量可溶性淀粉，可起到改善產品品質的作用。本實驗則采用3種膠黏劑組合:CMC-Na、海藻酸鈉和可溶性淀粉，通過正交實驗得出其最佳膠黏配方，使產品品質更加優良。復合膠黏劑的應用彌補了單一膠黏劑的不足，但是不同的蔬菜膠黏劑的選擇和用量差異很大，效果也各不相同。應用更廣泛，效果更穩定的復合膠黏劑的開發是未來發展的方向，也是蔬菜紙工業化生產需要解決的問題之一。

3.2 護綠

防止變色是蔬菜加工過程中一項很重要的工藝，也是衡量產品品質的重要指標。本實驗采用碳酸鈉和醋酸鋅對苦菜進行護綠。堿液能有效阻止酶促褐變的發生，鋅離子在堿性條件下能置換葉綠素中的鎂離子，獲得較好的護色效果。經過優化的護色條件，雖然在護色效果上還不及葉綠素銅鈉等的護色方法，但成本卻相對較低，可以為蔬菜紙規?；a提供可行的護色技術指導。相信隨著研究的進一步深入，成本低，護色效果好的護色技術將會投入生產和使用。

4 結論

4.1 苦菜蔬菜紙最佳條件

碳酸鈉用量為1 g·L-1，醋酸鋅用量為0.1 g·L-1，燙漂時間為4 min。熱燙液溫度為：85～100℃。

4.2 苦菜蔬菜紙膠黏劑最優配方

CMC-Na用量為0.4%，可溶性淀粉用量為3%，海藻酸鈉用量為0.8%。

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