倉素霞+王清章+李瓊
摘要:采用不同去種皮和護色方法進行板栗(Castanea mollissima)去種皮和護色對比和篩選。結果表明,選用85 ℃熱水浸燙5 min去種皮較容易,然后用自來水冷卻10 min,5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na護色液護色30 min,在該處理下得到的板栗仁形態完整,色澤鮮亮,品質較好。
關鍵詞:板栗(Castanea mollissima)仁;去種皮;護色
中圖分類號:TS255 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)03-0662-04
板栗(Castanea mollissima)原產于我國, 屬殼斗科栗屬植物, 素有“干果之王”的美稱, 栽培歷史悠久, 至今有2 500年的歷史[1]。板栗果實營養豐富, 其蛋白質與面粉相似, 脂肪高于大米, 栗果中的氨基酸比玉米、面粉、大米高1.5倍。果實中的維生素C含量比蘋果、梨和桃子高5~10倍[2]。
由于板栗有堅硬的外殼和種皮,所以板栗加工的首道工序是剝殼,去種皮。因為種皮與板栗仁結合緊密,難以分離,所以去種皮成為板栗加工的一道重要工序。我國傳統的板栗去種皮工藝采用熱堿法,但該法處理后的板栗仁顏色不是很理想,而且化學試劑的殘留還會在安全性方面產生不利的影響。目前國內外已有多種板栗脫殼去種皮的專用機械,但是脫殼效率高的設備價格昂貴,中小企業購買有困難,而價格較低的板栗脫殼設備,各種技術指標不過關,不僅板栗仁破損率高,而且加工能量損耗大[3]。去種皮后最突出的問題是板栗仁的褐變問題,目前對抑制板栗仁褐變的護色方法的研究也較多[4-7],但效果不明顯。本試驗通過對多種去種皮和護色方法進行比較和篩選,以期找到最佳的板栗去種皮和護色方法,為最終解決板栗仁加工中的難題提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
板栗:湖北廣水板栗,外果皮紅褐色,子粒均勻,大小50粒/kg左右。
1.2 試驗試劑
維生素C、檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)等均為化學純。
1.3 試驗方法
1.3.1 去種皮方法的確定 挑選沒有蟲害和霉變的板栗,手工去掉殼,然后采用干燥、濕熱、自然風干、微波的方法,不同時間去種皮,以找出最佳的板栗去種皮工藝,具體的設計如下:①用恒溫干燥箱在40、60、80、100 ℃下干燥去種皮,每隔2 min隨機取出去種皮,觀察去種皮難易程度并測定色度;②用濕熱法在65、75、85、95 ℃下分別浸燙0~5 min、5~10 min、10~15 min取出去種皮;③在25~30 ℃下自然風干,分別于2、3、4、5 h觀察去種皮難易程度并測定色度;④采用微波方法,在中火、中高火、高火下依次微波0.2、0.3、0.4、0.5 min觀察去種皮難易程度并測定色度;各處理均取去殼板栗10粒,3次重復。對照為手工去殼、去種皮。
1.3.2 護色工藝的確定 由于板栗去種皮的過程中和去種皮后,極易發生褐變反應,從上述方法中得出效果較好的一種去種皮方法對板栗去種皮,之后進行護色試驗,試驗中各處理均取去殼板栗10粒,3次重復。
將去種皮后的板栗仁放入自來水中(淹沒)冷卻10 min后,分別放入1、2、3、4、5、6、7、8 mg/mL的維生素C、檸檬酸、EDTA-2Na,3種護色液中浸泡30 min,調查不同濃度護色劑對板栗仁護色的效果, 分別測定色度,用b值表示。最終確定各護色劑濃度分別為維生素C 5 mg/mL、檸檬酸5 mg/mL、EDTA-2Na 2 mg/mL。
為了進一步研究護色液的護色效果, 在上面試驗的基礎上,進行L9(34)正交試驗, 研究護色效果,分別測定各處理的色度(b值)。正交試驗因素與水平見表1。
正交試驗得出的最優板栗復合護色液組合與應用到蓮藕護色上較好的護色液[8-9]作對比,找到最好的護色液組合,護色試驗設3個處理:5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na、2.5 mg/mL EDTA+1 mg/mL維生素C+2.5 mg/mL草酸+7 mg/mL半胱氨酸、3 mg/mL L-半胱氨酸+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL維生素C+5mg/mL氯化鈉。護色時間均為10、20、30、40、50、60 min。
1.4 指標測定
色度測定:采用色度測定儀(長春吉大·小天鵝儀器有限公司)測定,色度測定儀直接測定L*、a*、b*,白板校正模式RSIN,觀察面積small,孔徑 9.5 mm,主色度數據CIELAB 10/D65(ASTM)。每組處理重復測定10次,取平均值。系統參數分別為L*、a*和b*,其中b*表示有色物質的顏色偏向,取值范圍是0~60,b值表示黃色,且絕對值越大相應的顏色越深。板栗仁表面為黃色,用b值來表示。
依據去種皮的難易程度進行分級:3級,種皮易剝落,用“++”表示;2級,種皮大部分易剝落,用“+”表示;1級,種皮不易剝落,用“-”表示。
2 結果與分析
2.1 不同方法板栗去種皮的難易程度和對色澤的影響
2.1.1 干燥溫度與時間對板栗去種皮的難易程度和板栗仁色澤的影響 不同的干燥溫度與時間對板栗去種皮難易程度和板栗仁色澤有明顯影響,去種皮難易程度和去種皮后色度值如表2所示,不易去種皮的不測定色度值。采用4種不同的溫度干燥板栗進行去種皮處理,不同的溫度能使種皮完全去掉的時間不一致,隨著溫度的升高,種皮完全脫落的時間縮短,60 ℃時需要30 min,而100 ℃時只需要9 min;從色度b值大小來看,高溫短時間去掉種皮后能較好地保持板栗仁的原有顏色。
2.1.2 濕熱溫度和時間對板栗去種皮的難易和板栗仁色澤的影響 不同的濕熱溫度與時間對板栗去種皮的難易程度和板栗仁色澤有明顯影響,浸泡濕熱去種皮的時間、難易程度和對板栗仁色度b值的測定結果如表3所示。
采用4種不同的溫度濕熱方法進行去種皮處理,不同的溫度使種皮完全去掉的時間不完全一致,板栗仁色度也不相同。溫度為65 ℃時,浸燙5 min的過程中揉搓去種皮,此溫度和時間并不能使板栗種皮完全去掉,延長時間水溫下降并不能使去皮更容易;隨著溫度的升高,種皮脫落的時間縮短,但是板栗仁色度呈不同的變化;當溫度為95 ℃時,去種皮后的板栗仁色度反而不如65 ℃處理時的好,并且浸泡5 min后表面有燙熟的跡象。從b值來看,水溫為85 ℃浸泡5 min處理,板栗種皮很容易去掉,并且種皮去掉后能較好地保持板栗仁的原有顏色。
2.1.3 自然風干對板栗仁去種皮的難易程度和板栗仁色澤的影響 從表4中可以看出,在20~30 ℃的溫度下,去殼后的板栗仁在4 h時能完全去種皮,但去種皮后板栗仁的顏色保持效果不理想。
2.1.4 微波處理對板栗仁去種皮的難易程度和板栗仁色澤的影響 不同的微波溫度與時間對板栗去種皮難易程度和板栗仁色澤有明顯影響,測定結果如表5所示。從表5可以看出,中火在短時間內不易去種皮,當種皮部分脫落時,板栗仁外表有烤熟的特征。高火0.2 min能夠較好地達到去種皮的效果,色度相對保持較好,隨著時間的增長顏色變暗,0.5 min時板栗仁已經半熟,不能保持生鮮的效果。
2.2 正交試驗結果
正交試驗結果見表6。通過方差分析,確定影響板栗色度的因素大小依次為C、A、B,即EDTA-2Na為主要因素, 其次是維生素C, 再次是檸檬酸。得到的最佳板栗護色工藝條件為A2B2C2,即維生素C 5 mg/mL、檸檬酸5 mg/mL、EDTA-2Na 2 mg/mL。
2.3 不同護色方法對板栗仁色澤的影響
不同護色方法對板栗仁色度的影響如表7所示。從表7可以看出,不同護色時間中,護色液5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na處理對板栗仁的護色效果最好,3 mg/mL L-半胱氨酸+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL維生素C+5 mg/mL氯化鈉的護色效果次之,護色液2.5 mg/mL EDTA+1mg/mL 維生素C+2.5 mg/mL草酸+7 mg/mL半胱氨酸的護色效果最差。從護色時間上來看,0~30 min以內護色效果好,30 min后隨著護色時間的延長,顏色保持能力下降。
3 討論與結論
3.1 討論
采用4種溫度12個時間段分別進行板栗干燥去種皮,板栗仁從外觀來看,差異主要表現在色澤上。40 ℃干燥36 min時種皮還不能完全去掉,60 ℃、30 min能完全去掉,隨著時間的延長去種皮越容易,但是長時間不利于顏色保持。隨著干燥溫度的提高,去種皮的時間減短。研究認為, 板栗仁褐變主要是由其表層的單寧物質引起的,板栗表層和縫合線處的單寧含量明顯高于子葉心部[7]。本試驗中,干燥過程中表層和縫合線處都比心部容易褐變,這與生吉萍等[7]的研究結果一致。各種方法相比較而言, 高溫短時能相對保持較好的板栗顏色,即100 ℃、6~9 min的干燥處理有利于減輕板栗的褐變。
熱燙溫度過低不易去種皮,在低溫下隨著浸燙時間的加長并沒有使板栗去種皮更容易,且隨著時間的延長去種皮后顏色容易變暗,溫度太高會使板栗仁表面燙熟,顏色明顯變暗,本試驗結果表明85 ℃的水溫、浸燙5 min去皮效果最佳。
采用自然風干的方法去種皮,在20~30 ℃下,去殼后的板栗仁在4 h時基本上能完全去種皮,去皮后板栗仁的顏色保持不理想,可能是去殼后隨著部分種皮的脫落,這部分板栗仁暴露在空氣中與氧氣充分接觸,導致褐變。
微波過程中,板栗中的水分隨著能量傳遞迅速外遷, 板栗仁組織內部的部分結合水轉變為自由水逸出, 導致板栗仁失水收縮, 同時逸出的自由水以一定的壓力作用于內衣, 破壞了板栗仁和內衣間的貼合[10],所以微波去種皮較容易,在本試驗中,不到1 min就可以去掉板栗種皮。但微波容易使板栗仁在一定程度下熟化,并且去種皮后板栗仁顏色不理想,可能是短時間的微波處理催化了多酚氧化酶的活性,導致褐變發生。
不同濃度的護色液對去種皮后的板栗仁的色度有影響,浸泡時間對板栗仁色度變化也有影響。通過正交試驗分析和對比試驗得出,5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na處理的護色效果最好,浸泡30 min的護色效果比較好。
3.2 結論
采用干燥去種皮方法應選用100 ℃加熱6~9 min較理想,采用濕熱去種皮方法應選用85 ℃溫度浸燙不超過5 min,自然風干和微波效果均較理想。采用85 ℃浸燙0~5 min濕熱去種皮效果優于干燥去種皮的護色效果,所以選用85 ℃熱水浸燙5 min,去種皮之后用自來水冷卻10 min,然后用5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na護色液護色30 min,在該處理下得到的板栗仁形態完整,色澤鮮亮,品質較好。
參考文獻:
[1] 王福唐.板栗栽培貯藏與加工[M].北京:農業出版社,1993.
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[4] 陳明之.板栗加工過程的護色技術研究[J]. 食品研究與開發,2006(5):28-29.
[5] 黎繼烈,陳永安,唐松元.板栗產品的褐變及護色方法研究[J]. 林業科技通訊,2001(10):10-12.
[6] 陳季旺,高錫永.清水板栗紅心原因及護色措施[J].鄭州工程學院學報,2001,22(3):58-59.
[7] 生吉萍,何樹林,胡小松,等.板栗栗仁褐變及其控制方法研究[J].食品與機械,2000(1):18-19.
[8] 吳光旭,張長峰.復合護色液對鮮切蓮藕護色效果研究[J].食品科技,2006(5):111-113.
[9] 徐曉春,林朝朋,徐齊鉆.幾種保鮮劑處理對切分蓮藕貯藏效果的影響[J].北方園藝,2008(2):242-244.
[10] 王 武,陳從貴,張景強,等.板栗微波爆殼技術及微波裝備設計[J].糧油加工與食品機械,2002(7):44-45.
采用4種不同的溫度濕熱方法進行去種皮處理,不同的溫度使種皮完全去掉的時間不完全一致,板栗仁色度也不相同。溫度為65 ℃時,浸燙5 min的過程中揉搓去種皮,此溫度和時間并不能使板栗種皮完全去掉,延長時間水溫下降并不能使去皮更容易;隨著溫度的升高,種皮脫落的時間縮短,但是板栗仁色度呈不同的變化;當溫度為95 ℃時,去種皮后的板栗仁色度反而不如65 ℃處理時的好,并且浸泡5 min后表面有燙熟的跡象。從b值來看,水溫為85 ℃浸泡5 min處理,板栗種皮很容易去掉,并且種皮去掉后能較好地保持板栗仁的原有顏色。
2.1.3 自然風干對板栗仁去種皮的難易程度和板栗仁色澤的影響 從表4中可以看出,在20~30 ℃的溫度下,去殼后的板栗仁在4 h時能完全去種皮,但去種皮后板栗仁的顏色保持效果不理想。
2.1.4 微波處理對板栗仁去種皮的難易程度和板栗仁色澤的影響 不同的微波溫度與時間對板栗去種皮難易程度和板栗仁色澤有明顯影響,測定結果如表5所示。從表5可以看出,中火在短時間內不易去種皮,當種皮部分脫落時,板栗仁外表有烤熟的特征。高火0.2 min能夠較好地達到去種皮的效果,色度相對保持較好,隨著時間的增長顏色變暗,0.5 min時板栗仁已經半熟,不能保持生鮮的效果。
2.2 正交試驗結果
正交試驗結果見表6。通過方差分析,確定影響板栗色度的因素大小依次為C、A、B,即EDTA-2Na為主要因素, 其次是維生素C, 再次是檸檬酸。得到的最佳板栗護色工藝條件為A2B2C2,即維生素C 5 mg/mL、檸檬酸5 mg/mL、EDTA-2Na 2 mg/mL。
2.3 不同護色方法對板栗仁色澤的影響
不同護色方法對板栗仁色度的影響如表7所示。從表7可以看出,不同護色時間中,護色液5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na處理對板栗仁的護色效果最好,3 mg/mL L-半胱氨酸+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL維生素C+5 mg/mL氯化鈉的護色效果次之,護色液2.5 mg/mL EDTA+1mg/mL 維生素C+2.5 mg/mL草酸+7 mg/mL半胱氨酸的護色效果最差。從護色時間上來看,0~30 min以內護色效果好,30 min后隨著護色時間的延長,顏色保持能力下降。
3 討論與結論
3.1 討論
采用4種溫度12個時間段分別進行板栗干燥去種皮,板栗仁從外觀來看,差異主要表現在色澤上。40 ℃干燥36 min時種皮還不能完全去掉,60 ℃、30 min能完全去掉,隨著時間的延長去種皮越容易,但是長時間不利于顏色保持。隨著干燥溫度的提高,去種皮的時間減短。研究認為, 板栗仁褐變主要是由其表層的單寧物質引起的,板栗表層和縫合線處的單寧含量明顯高于子葉心部[7]。本試驗中,干燥過程中表層和縫合線處都比心部容易褐變,這與生吉萍等[7]的研究結果一致。各種方法相比較而言, 高溫短時能相對保持較好的板栗顏色,即100 ℃、6~9 min的干燥處理有利于減輕板栗的褐變。
熱燙溫度過低不易去種皮,在低溫下隨著浸燙時間的加長并沒有使板栗去種皮更容易,且隨著時間的延長去種皮后顏色容易變暗,溫度太高會使板栗仁表面燙熟,顏色明顯變暗,本試驗結果表明85 ℃的水溫、浸燙5 min去皮效果最佳。
采用自然風干的方法去種皮,在20~30 ℃下,去殼后的板栗仁在4 h時基本上能完全去種皮,去皮后板栗仁的顏色保持不理想,可能是去殼后隨著部分種皮的脫落,這部分板栗仁暴露在空氣中與氧氣充分接觸,導致褐變。
微波過程中,板栗中的水分隨著能量傳遞迅速外遷, 板栗仁組織內部的部分結合水轉變為自由水逸出, 導致板栗仁失水收縮, 同時逸出的自由水以一定的壓力作用于內衣, 破壞了板栗仁和內衣間的貼合[10],所以微波去種皮較容易,在本試驗中,不到1 min就可以去掉板栗種皮。但微波容易使板栗仁在一定程度下熟化,并且去種皮后板栗仁顏色不理想,可能是短時間的微波處理催化了多酚氧化酶的活性,導致褐變發生。
不同濃度的護色液對去種皮后的板栗仁的色度有影響,浸泡時間對板栗仁色度變化也有影響。通過正交試驗分析和對比試驗得出,5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na處理的護色效果最好,浸泡30 min的護色效果比較好。
3.2 結論
采用干燥去種皮方法應選用100 ℃加熱6~9 min較理想,采用濕熱去種皮方法應選用85 ℃溫度浸燙不超過5 min,自然風干和微波效果均較理想。采用85 ℃浸燙0~5 min濕熱去種皮效果優于干燥去種皮的護色效果,所以選用85 ℃熱水浸燙5 min,去種皮之后用自來水冷卻10 min,然后用5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na護色液護色30 min,在該處理下得到的板栗仁形態完整,色澤鮮亮,品質較好。
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[10] 王 武,陳從貴,張景強,等.板栗微波爆殼技術及微波裝備設計[J].糧油加工與食品機械,2002(7):44-45.
采用4種不同的溫度濕熱方法進行去種皮處理,不同的溫度使種皮完全去掉的時間不完全一致,板栗仁色度也不相同。溫度為65 ℃時,浸燙5 min的過程中揉搓去種皮,此溫度和時間并不能使板栗種皮完全去掉,延長時間水溫下降并不能使去皮更容易;隨著溫度的升高,種皮脫落的時間縮短,但是板栗仁色度呈不同的變化;當溫度為95 ℃時,去種皮后的板栗仁色度反而不如65 ℃處理時的好,并且浸泡5 min后表面有燙熟的跡象。從b值來看,水溫為85 ℃浸泡5 min處理,板栗種皮很容易去掉,并且種皮去掉后能較好地保持板栗仁的原有顏色。
2.1.3 自然風干對板栗仁去種皮的難易程度和板栗仁色澤的影響 從表4中可以看出,在20~30 ℃的溫度下,去殼后的板栗仁在4 h時能完全去種皮,但去種皮后板栗仁的顏色保持效果不理想。
2.1.4 微波處理對板栗仁去種皮的難易程度和板栗仁色澤的影響 不同的微波溫度與時間對板栗去種皮難易程度和板栗仁色澤有明顯影響,測定結果如表5所示。從表5可以看出,中火在短時間內不易去種皮,當種皮部分脫落時,板栗仁外表有烤熟的特征。高火0.2 min能夠較好地達到去種皮的效果,色度相對保持較好,隨著時間的增長顏色變暗,0.5 min時板栗仁已經半熟,不能保持生鮮的效果。
2.2 正交試驗結果
正交試驗結果見表6。通過方差分析,確定影響板栗色度的因素大小依次為C、A、B,即EDTA-2Na為主要因素, 其次是維生素C, 再次是檸檬酸。得到的最佳板栗護色工藝條件為A2B2C2,即維生素C 5 mg/mL、檸檬酸5 mg/mL、EDTA-2Na 2 mg/mL。
2.3 不同護色方法對板栗仁色澤的影響
不同護色方法對板栗仁色度的影響如表7所示。從表7可以看出,不同護色時間中,護色液5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na處理對板栗仁的護色效果最好,3 mg/mL L-半胱氨酸+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL維生素C+5 mg/mL氯化鈉的護色效果次之,護色液2.5 mg/mL EDTA+1mg/mL 維生素C+2.5 mg/mL草酸+7 mg/mL半胱氨酸的護色效果最差。從護色時間上來看,0~30 min以內護色效果好,30 min后隨著護色時間的延長,顏色保持能力下降。
3 討論與結論
3.1 討論
采用4種溫度12個時間段分別進行板栗干燥去種皮,板栗仁從外觀來看,差異主要表現在色澤上。40 ℃干燥36 min時種皮還不能完全去掉,60 ℃、30 min能完全去掉,隨著時間的延長去種皮越容易,但是長時間不利于顏色保持。隨著干燥溫度的提高,去種皮的時間減短。研究認為, 板栗仁褐變主要是由其表層的單寧物質引起的,板栗表層和縫合線處的單寧含量明顯高于子葉心部[7]。本試驗中,干燥過程中表層和縫合線處都比心部容易褐變,這與生吉萍等[7]的研究結果一致。各種方法相比較而言, 高溫短時能相對保持較好的板栗顏色,即100 ℃、6~9 min的干燥處理有利于減輕板栗的褐變。
熱燙溫度過低不易去種皮,在低溫下隨著浸燙時間的加長并沒有使板栗去種皮更容易,且隨著時間的延長去種皮后顏色容易變暗,溫度太高會使板栗仁表面燙熟,顏色明顯變暗,本試驗結果表明85 ℃的水溫、浸燙5 min去皮效果最佳。
采用自然風干的方法去種皮,在20~30 ℃下,去殼后的板栗仁在4 h時基本上能完全去種皮,去皮后板栗仁的顏色保持不理想,可能是去殼后隨著部分種皮的脫落,這部分板栗仁暴露在空氣中與氧氣充分接觸,導致褐變。
微波過程中,板栗中的水分隨著能量傳遞迅速外遷, 板栗仁組織內部的部分結合水轉變為自由水逸出, 導致板栗仁失水收縮, 同時逸出的自由水以一定的壓力作用于內衣, 破壞了板栗仁和內衣間的貼合[10],所以微波去種皮較容易,在本試驗中,不到1 min就可以去掉板栗種皮。但微波容易使板栗仁在一定程度下熟化,并且去種皮后板栗仁顏色不理想,可能是短時間的微波處理催化了多酚氧化酶的活性,導致褐變發生。
不同濃度的護色液對去種皮后的板栗仁的色度有影響,浸泡時間對板栗仁色度變化也有影響。通過正交試驗分析和對比試驗得出,5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na處理的護色效果最好,浸泡30 min的護色效果比較好。
3.2 結論
采用干燥去種皮方法應選用100 ℃加熱6~9 min較理想,采用濕熱去種皮方法應選用85 ℃溫度浸燙不超過5 min,自然風干和微波效果均較理想。采用85 ℃浸燙0~5 min濕熱去種皮效果優于干燥去種皮的護色效果,所以選用85 ℃熱水浸燙5 min,去種皮之后用自來水冷卻10 min,然后用5 mg/mL維生素C+5 mg/mL檸檬酸+2 mg/mL EDTA-2Na護色液護色30 min,在該處理下得到的板栗仁形態完整,色澤鮮亮,品質較好。
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[8] 吳光旭,張長峰.復合護色液對鮮切蓮藕護色效果研究[J].食品科技,2006(5):111-113.
[9] 徐曉春,林朝朋,徐齊鉆.幾種保鮮劑處理對切分蓮藕貯藏效果的影響[J].北方園藝,2008(2):242-244.
[10] 王 武,陳從貴,張景強,等.板栗微波爆殼技術及微波裝備設計[J].糧油加工與食品機械,2002(7):44-45.