硫藏雙華李檸檬酸燙漂脫硫工藝參數及其對品質的影響研究

宋 倩,劉春花,王 爽,楊小斌,周愛梅,林日高,劉 欣

(華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642)

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硫藏雙華李檸檬酸燙漂脫硫工藝參數及其對品質的影響研究

宋 倩,劉春花,王 爽,楊小斌,周愛梅*,林日高,劉 欣

(華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642)

以硫藏雙華李果胚為原料,采用檸檬酸對其進行脫硫研究,通過評價脫硫率及果胚的品質(包括色澤、質地),確定其工藝參數。結果顯示:檸檬酸濃度、脫硫溫度和時間都在不同程度上影響SO2脫除率。在一定范圍內,增加檸檬酸濃度、提高脫硫溫度和延長脫硫時間能顯著地提高脫硫效果;但高溫、時間過長會引起果胚果皮破損、硬度下降。正交實驗優化的脫硫工藝參數為:檸檬酸濃度4%、脫硫溫度90 ℃、脫硫時間20 min。該工藝條件下,果胚的SO2脫除率可達88.59%,并且果胚仍然保持著較好的外觀與質地。

雙華李,脫硫,檸檬酸,品質

涼果是以果蔬等為主要原料,經腌制、漂洗、糖(蜜)熬煮或浸漬,添加或不添加食品添加劑和其他輔料,并經曬(烘)等干燥處理加工而成的干態或半干態制品。目前廣式涼果占據全國涼果消費市場的半壁江山[1]。為保證常年生產,廣式涼果加工中常采用硫藏法來腌制浸泡果蔬原料,從而達到殺菌防腐、漂白和防褐變的目的[2]。該方法操作簡便、成本低廉,目前尚無更好的方法可以取代。但如果生產過程中操作不當,如半成品中超量使用亞硫酸鹽,或在制作成品前脫硫不足,就會導致成品SO2嚴重超標。近年來,廣式涼果由于SO2留量超標的事件也時有發生[3-5],由于過量的SO2殘留對人體具有多方面的安全風險[6-7],因此,硫藏果胚在后續的加工過程中必須要選擇合適的降硫技術以除去產品中殘留的過量SO2。我國 《食品添加劑使用衛生標準》明確規定,涼果類食品的SO2殘留量為0.35 g/kg。為使SO2能控制在這一標準范圍內,目前生產企業主要采用漂洗法來脫硫,具體就是采用清水對果胚進行多次反復漂洗,其操作一般是用大量清水浸泡果胚長達10～20 h左右,期間不斷換水,如此反復,耗時長,不僅使得果胚果肉受損,而且脫硫效果并不理想[8]。

SO2和亞硫酸鹽在水中容易生成亞硫酸、酸式亞硫酸根離子和亞硫酸根離子,當溶液pH低于4.5以下,酸式亞硫酸根離子和未解離的亞硫酸占大部分,根據這一化學特性,可以在體系中加入酸以脫除原料中游離的SO2和部分結合型的SO2。目前檸檬酸脫硫均應用于工業煙氣中[9],對于在食品中的應用尤其是硫藏果胚的脫硫研究尚鮮見報道。因此,本研究以其為對象,系統研究檸檬酸燙漂脫硫過程中的各參數對脫硫效果、果坯色澤及質地的影響,為改善現行的脫硫工藝提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

硫藏雙華李果胚 廣東展翠食品有限公司提供;氯化汞、氯化鈉、氨基磺酸銨、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅甲醛、鹽酸副玫瑰苯胺,均為分析純。

UV-1240紫外分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;EZ-SX500N質構儀 島津企業管理(中國)有限公司;Dgd300-V超聲波發生器 深圳寶安石巖欣和達超聲公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 二氧化硫的測定 采用GB/T 5009.34-2003 鹽酸副玫瑰苯胺法[10],二氧化硫脫除率的計算公式為:

式中:y為二氧化硫的脫除率,%;a為樣品初始二氧化硫含量,g/kg;b為樣品經過處理后的二氧化硫含量,g/kg。

1.2.2 樣品中二氧化硫的測定 采用黃葦等[11]的方法,隨機稱取約10 g 樣品,然后加入20 mL四氯汞鈉,浸泡4 h,以少量水濕潤并移入100 mL 容量瓶中,加入亞鐵氰化鉀及乙酸鋅溶液各2.5 mL,最后用水稀釋至刻度,混勻,靜置20 min,過濾,棄去初濾液、濾液備用。準確吸取1 mL濾液,稀釋100倍后,吸取5 mL稀釋液于燒杯中,加入5 mL四氯汞鈉、1 mL氨基磺酸銨溶液(12 g/L)、1 mL甲醛及1 mL鹽酸副玫瑰苯胺溶液,搖勻,放置20 min后測定其吸光度。對照工作曲線y=0.0181x-0.0018,計算二氧化硫含量。

1.2.3 顏色測定 采用JC13-DC-P3A全自動測色色差儀檢測果胚褐變情況。其中L*表示樣品亮度,+表示偏白,-表示偏暗;a*代表樣品紅綠程度,+表示偏紅,-表示偏綠,b*表示樣品紅藍程度;+表示偏黃,-表示偏藍。

1.2.4 質構測定 用EZ-SX500N質構儀測定,采用TPA模式測定。測定條件為,探頭型號:TA5,直徑12.7 mm;測前速率:1 mm/s;測試速率:2 mm/s;測后速率:5 mm/s;下壓距離:5 mm;觸發力大小:5 g[12]。

1.3 實驗設計

1.3.1 單因素實驗 固定溫度80 ℃、時間 15 ℃,考察不同檸檬酸濃度(1%、2%、3%、4%、5%)對果胚二氧化硫殘硫量以及質地色澤的影響。依次將上步所得最佳條件代入,考察不同溫度(60、70、80、90、100 ℃)、時間(5、10 m、15、20、25 min)對果胚二氧化硫殘硫量以及質地色澤的影響。

1.3.2 檸檬酸燙漂脫硫正交實驗 根據上述單因素實驗的結果,選擇檸檬酸濃度、脫硫溫度、脫硫時間為參試因子,正交實驗法優選最佳脫硫工藝條件。正交實驗的因素及水平設計見表1。

表1 因素和水平

Table 1 Factors and levels

水平因素A檸檬酸濃度(%)B水浴溫度(℃)C水浴時間(min)127010238015349020

1.3.3 最佳檸檬酸燙漂脫硫工藝適用條件 采用亞硫酸氫鈉溶液超聲處理雙華李果胚,得到一系列不同初始濃度,用最佳的酸燙漂脫硫進行處理后測二氧化硫殘留量。

1.4 數據統計分析

實驗數據采用Origin 8.5軟件作圖,SPSS Statistics 17.0.1軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 檸檬酸濃度對雙華李果胚中二氧化硫殘留量及色澤、質地的影響 如圖1所示,當檸檬酸濃度在1%～4%范圍內,隨著檸檬酸濃度的增加,雙華李果胚SO2殘留量顯著降低,脫除率明顯增加(p<0.05);當檸檬酸濃度增加到4%時,SO2殘硫量為0.94 g/kg,脫除率達到36.91%;之后再增加檸檬酸濃度,SO2殘留量和脫除率變化不顯著(p>0.05)。

圖1 檸檬酸濃度對雙華李脫硫效果的影響Fig.1 Effects of citric acid concentration on desulfurization rate of Shuanghua Plum

表2 不同檸檬酸濃度對雙華李果胚色澤及質地影響

Table 2 Effects of citric acid concentration on Shuanghua Plum texture and color

檸檬酸濃度(%)質地色澤硬度(g)彈性(mm)咀嚼性(g)L?a?b?12294±202a694±130a1133±151a4964±131c-187±194c3290±382b22246±288a683±107ab1072±236ab4940±185c-251±124c3482±372b32343±134b652±114b947±219c4692±209c-260±197bc3504±214ab42435±145c617±121c899±159d5367±196b-395±231b3640±456ab52529±224d597±137d877±134d5887±250a-416±188a3789±239a

注:不同字母表示在p<0.05水平差異顯著，表3、表4同。

表3 不同脫硫溫度對雙華李果胚色澤和質地影響

Table 3 Effects of temperature on Shuanghua Plum color and texture

溫度(℃)質地色澤硬度(g)彈性(mm)咀嚼性(g)L?a?b?602894±202a994±198a1547±158a5367±196a-290±060c3789±239a702646±188b783±167b799±170b5049±173b-308±103c3640±357ab802244±167c652±214c747±242c4986±170bc-309±126c3471±206abc901849±23d617±256d572±230d4894±144bc-494±066b3424±214bc1001309±124e597±187e533±188e4737±100c-705±046a3276±144c

表2結果表明,在檸檬酸濃度為3%～5%范圍內,隨著檸檬酸濃度增加,雙華李果胚硬度、咀嚼性顯著增大,彈性顯著下降(p<0.05),可能是由于檸檬酸濃度增加到3%時會對果胚造成一定硬化作用而引起。在檸檬酸濃度為4%～5%范圍內,隨著檸檬酸濃度增加,果胚L*值顯著增加(p<0.05),a*、b*值隨檸檬酸濃度增大絕對值變大,說明一定濃度的檸檬酸對雙華李果胚有一定護色效果,且雙華李果胚隨檸檬酸濃度增大而能保持原有的果胚的黃綠色[14]。綜合上述檸檬酸濃度對雙華李果胚脫硫效果以及質地、色澤的影響,選擇最佳的檸檬酸濃度為2%～4%進行實驗。

2.1.2 脫硫溫度對雙華李果胚中二氧化硫殘留及色澤、質地的影響 如圖2所示,當脫硫溫度在60～90 ℃范圍內,隨著溫度的增加,雙華李果胚SO2殘留量顯著降低,脫除率明顯增加(p<0.05);當脫硫溫度增加到90 ℃時,SO2殘硫量為0.59 g/kg,脫除率達到60.74%;之后再增加溫度,SO2殘留量和脫除率變化不顯著(p>0.05)。

圖2 脫硫溫度對雙華李果胚脫硫效果的影響Fig.2 Effects of temperature on desulfurization rate of Shuanghua Plum

表3結果表明,隨著脫硫溫度增加,雙華李果胚硬度、彈性、咀嚼性顯著下降(p<0.05),尤其在溫度達到100 ℃時,果胚硬度下降至13.09 g、彈性下降至5.97 mm、咀嚼性下降至5.33 g,這是由于溫度過高使果胚組織結構破壞導致果肉松軟。當溫度達到80 ℃后,果胚L*值、b*值均顯著下降(p<0.05),說明隨著脫硫溫度逐漸增加,雙華李果胚顏色變深,原有的果胚黃綠色逐漸變暗。在溫度達到100 ℃時,不管是質地特性,還是色澤均受到嚴重影響。過高的溫度不僅破壞了果肉的組織結構、果皮破損而且可能會引起果胚發生褐變引起顏色加深[14]。綜合上述脫硫溫度對雙華李果胚脫硫效果以及色澤質地的影響,選擇脫硫溫度為70～90 ℃進行實驗。

2.1.3 脫硫時間對雙華李果胚中二氧化硫殘留及色澤、質地的影響 如圖3所示,當脫硫時間在5～20 min范圍內,隨著時間的增加,雙華李果胚SO2殘留量顯著降低,脫除率明顯增加(p<0.05);當時間增加到20 min時,SO2殘硫量為0.455 g/kg,脫除率達到69.45%;之后再增加時間,SO2殘留量和脫除率變化不顯著(p>0.05)。這是因為兩相(液相水和固相果胚)之間溶質具有 擴散平衡的趨勢,兩相之間硫化物的濃度差使得雙華李果胚中的硫化物不斷溶出[15]。

圖3 脫硫時間對雙華李脫硫效果的影響Fig.3 Effects of time on desulfurization rate of Shuanghua Plum

表4 不同脫硫時間對雙華李果胚色澤和質地影響

Table 4 Effects of time on Shuanghua Plum color embryo and texture

時間(min)質地色澤硬度(g)彈性(mm)咀嚼性(g)L?a?b?52894±145a1094±148a1647±118a4928±267a-387±127a3555±100b102846±208a1083±127a1599±150a4843±069a-309±034a3519±200b152544±167b952±198b747±222b4883±147a-251±124a3606±179b202249±193c817±236c572±104c4862±147a-237±113a3514±072b252009±164d897±137d533±138d4879±201a-264±150a4098±141a

表6 方差分析

Table 6 Analysis of variance

因素變差平方和(SS)自由度(df)F值F005(2、2)F001(2、2)顯著性A01382200677641999B02352341626331999C0069211999誤差009622

表4結果表明,在脫硫時間15 min內,隨著脫硫時間的增加,果胚質地影響不顯著(p>0.05),在脫硫時間增加到15 min時,雙華李果胚硬度、彈性、咀嚼性顯著下降(p<0.05)。色澤上,脫硫時間增加對果胚L*值、a*值影響不顯著(p>0.05);但當時間增加到25 min時,果胚的b*值增加到40.98,說明在90 ℃條件脫硫時間過長引起果胚輕微褐變。綜合上述脫硫時間對雙華李果胚脫硫效果以及質地和色澤的影響,選擇脫硫時間10～20 min進行實驗。

2.2 正交設計脫除二氧化硫殘留的效果

以浸泡液∶雙華李=5∶1(體積比)的比例浸泡脫硫,期間進行相應的加熱處理后取樣檢測二氧化硫殘留量。

表5 L9(34)正交實驗表

Table 5 Table of L9(34)orthogonal experiment

實驗號A檸檬酸濃度(%)B溫度(℃)C時間(min)D(空列)殘留量(g/kg)11111103±02121222111±02231333058±00142123104±02552231057±00162312078±00973132079±00183213071±00993321032±002K12720286025201920K22390239024702680K31820168019402330k10907095308400640k20797079708230893k30607056006470777R0300039301930253

結果如表5所示:根據極差分析得到最佳方案為 A3B3C3,即4%檸檬酸、90 ℃脫硫溫度、脫硫時間15 min。由于該方案不在9組正交表中,因此對此條件進行驗證實驗,驗證實驗得到在此最佳條件下脫硫后,雙華李果坯中的SO2殘留量由1.49 g/kg降至 0.27 g/kg,脫除率達到 88.59%,并且雙華李果胚仍然可保持著較好的外觀和質地特性(數據略),表現為亮度略有下降,但硬度、氣味等未見明顯劣變。三因素對應的極差由大到小的順序為 RB>RA>RC,即各因素對脫硫效果的影響,由大到小依次排列為水浴溫度、檸檬酸濃度和水浴時間。值得注意的是,二氧化硫殘留量隨著檸檬酸濃度的增加以及溫度的升高而降低,與單因素實驗的趨勢一致。

2.3 最佳檸檬酸燙漂脫硫工藝適用條件

從表7可以看出,在最佳的脫硫條件下,隨著初始殘硫量的增大,脫除后的殘留量越大,并且在初始殘硫量在1.57 g/kg以下時,此最佳脫硫條件脫硫后雙華李果胚的殘留量能達到國家標準規定涼果蜜餞中允許的最大殘硫量(0.35 g/kg),當殘硫量達到1.57 g/kg及以上時,此方法的脫除率能達到55%以上,但是無法達到國家標準中規定的殘硫量。

表7 不同初始殘硫量濃度脫硫后的殘硫量

Table 7 Sulfur content after desulfurization to different initial concentrations

實驗組初始殘硫量(g/kg)脫硫后殘硫量(g/kg)脫除率(%)1197087±00655842185060±00367573169044±00173964157034±00278345143030±00379026103024±0027670

3 結論

檸檬酸濃度、溫度和時間都不同程度地影響雙華李二氧化硫的脫除率。增加檸檬酸濃度、溫度以及時間都能顯著提高二氧化硫的脫除效果,但存在一定閾值,到達該值后,效果不顯著,并且繼續增加會引起果胚色澤加深和組織破損。

酸燙漂脫硫的優選工藝參數為:4%檸檬酸濃度、水浴溫度90 ℃和水浴時間15 min。經該方法脫硫后,雙華李果胚果肉中二氧化硫脫除率可達88.59%,并且果胚仍然保持著較好的外觀與質地。達到國家標準限量要求,且與傳統脫硫工藝相比,脫硫時間大大縮短。

二氧化硫的脫除率在最優檸檬酸燙漂脫硫條件下,隨著雙華李果胚的初始濃度增加呈先增大后減小的趨勢。當雙華李果胚殘硫量達到1.57 g/kg以上時,采用此脫硫工藝無法達到其國家標準。

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Study on the technical parameters and quality of desulfurization in sulfited Shuanghua Plum by citric acid solution

SONG Qian,LIU Chun-hua,WANG Shuang,YANG Xiao-bin,ZHOU Ai-mei*,LIN Ri-gao,LIU Xin

(College of Food Science of South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

WiththesulfitedShuanghuaPlumbeingusedasmaterial,thedesulfurizationbycitricacidsolutionwasstudiedbyevaluatingthedesulfurizationrateandqualityoffruitembryo(includingcolor,texture)andthetechnicalparametersweredetermined.Resultsshowedthatcitricacidconcentration,temperature,waterbathtimeallhadagreateffectontherateofdesulfurization.Withinacertainrange,highercitricacidconcentrationanddesulfurizationtemperaturecouldsignificantlyimprovethedesulfurizationeffection,buthighertemperatureandlongertimecouldmakepeeldamagedanditspulpsofter.Theoptimalparametersoftheorthogonaldesignfordesulfurizationwere:4%ofcitricacidconcentration,90 ℃ofdesulfurizationtemperature,20minofwaterbathtime.Inthisoptimalcondition,theSO2removalrateoffruitembryothereachesto88.59%andthefruitembryostillmaintainagoodappearanceandtexture.

ShuanghuaPlum;desulfurization;citricacid;quality

2016-04-01

宋倩(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：果蔬加工研究，E-mail：songq0609@163.com。

*通訊作者:周愛梅(1971-)，女，博士，教授，研究方向：水產品及農產品深加工研究，E-mail:zhouam@scau.edu.cn。

廣東省省部產學研結合項目(2013B090600003)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)19-0107-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.012