张艺凡,王 攀,杨丽媛,白彩彩,李瑞红,贾银苹

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

0 引言

板栗是壳斗科栗属坚果类植物，为多年生落叶乔木[1]，有“铁杆庄稼”的称号[2]，具有极高的营养价值和药用价值[3、4]，其成分主要是淀粉和可溶性糖为主的多种碳水化合物、多种人体所需的微量元素，以及蛋白质、粗脂肪、维生素、氨基酸等营养成分[5]，具养胃健脾，补肾强筋等功效[6～8]。我国是世界板栗生产的大国，栽培面积和产量均居世界首位[9]，约占世界总产量的 60%[10]。我国板栗加工产品较多，但大多数属于板栗的初级加工[11]，因板栗在深加工过程中常常会遇到诸如去壳、 褐变等难题，严重制约着我国板栗深加工产业化进程[12]。而造成板栗的褐变因素有两种，即酶促褐变和非酶促褐变。板栗加工中常采用加热处理使酶失活或添加护色剂，减少褐变的产生[13]。笔者研究以板栗加工中的预煮为对象，通过系统研究柠檬酸、EDTA-2Na、壳聚糖和抗坏血酸在煮制过程中的护色效果，筛选优化煮制过程中的护色剂的最佳配方。以期为板栗热处理加工中的褐变抑制提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

冷库贮藏生板栗(购于陕西君威农贸集团)；柠檬酸、EDTA-2Na、壳聚糖、抗坏血酸均为分析纯(均购于西安晶博生物科技有限公司)

1.2 试验仪器

BS110型电子天平(赛多利斯天平公司)；DHG-9030A型电热鼓风干燥箱(上海齐欣科学仪器有限公司)； FW80微型粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司)；SP60系列积分球式分光光度仪(爱色丽(亚太)有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 护色剂的单因素实验 取果实饱满且无霉烂虫害的冷藏板栗，经手工脱壳后，按质量比1∶4(板栗∶护色液)将板栗放入护色液(护色液分别为水、浓度为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0 %的柠檬酸、EDTA-2Na、壳聚糖和抗坏血酸溶液)中，加热至100℃处理15 min，立即捞出，用适量冷水将预煮后的板栗仁漂洗2～3次，并测定板栗色度值。

1.3.2 正交试验设计 在单因素实验基础上选择对板栗预煮护色效果影响较大的因素，设计正交实验，优化护色剂的护色效果。

1.3.3 色度测定 参考赵凤等人的研究方法[14～17]，使用积分球式分光光度仪测定护色处理后的板栗仁，在测定之前，先对分光光度仪进行白板校正和黑板校正，再测定色度值的L、a、b三个值，并计算总色差△E 。

式中： △L、△a、△b分别为处理前、后样品的亮度差、红色值差和黄色值差。

2 试验结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 柠檬酸添加量对板栗预煮护色效果的影响 由表1可知，柠檬酸的添加对板栗仁的护色效果有明显影响。由△E值可知，实验组与空白组之间护色效果差异明显，且各实验组之间也存在一定色差，当柠檬酸添加量达到1.0%时，色差最明显。随柠檬酸添加量的增大，L值也不断增大，当柠檬酸浓度为1.0%时L值达到最大(59.95)，而未护色的板栗预煮后的L为46.05，亮度提高了约30%；未经护色的板栗预煮后因发生褐变颜色偏红黄，由a、b值(均为正值)可以看出，添加柠檬酸护色的后板栗黄色程度变化不大，而偏红色情况明显改善，a值至少下降约55%。

2.1.2 EDTA-2Na添加量对板栗预煮护色效果的影响 由表2可知，EDTA-2Na的添加对板栗仁的护色效果有明显影响。由△E值可知，实验组与空白组之间护色效果有明显差异，且各实验组之间也存在一定色差；随EDTA-2Na添加量的增大，△E值和L值均呈现先增后降的趋势，当EDTA-2Na添加量为0.40%时，色差最明显，且L值达到最大(64.21)，与空白组相比亮度提高约39%。由a、b值可知，煮制后的板栗仍然偏黄，且变化不大；而经EDTA-2Na处理的板栗红色程度明显下降，a值至少下降45%。

2.1.3 壳聚糖添加量对板栗预煮护色效果的影响 由图3可知，壳聚糖的添加对板栗仁的护色效果有明显影响。由△E值可知，实验组与空白组之间护色效果有明显差异，且各实验组之间也存在明显色差；随壳聚糖添加量的增大，△E值和L值均呈现先增后降的趋势，当壳聚糖添加量为0.40%时，色差最明显，且L值达到最大(65.51)，与空白组相比亮度提高约42%；由a、b值可知，随壳聚糖添加量的增大，a值呈现先减小后增加，且在壳聚糖添加量为0.4%时达到最小(6.09)，与空白组相比红色程度下降约60%；b值整体明显增大，可见与未经护色的板栗相比实验组更加偏黄。

表1 柠檬酸添加量对板栗仁护色效果的影响

表2 EDTA-2Na添加量对板栗仁护色效果的影响

表3 壳聚糖添加量对板栗仁护色效果的影响

2.1.4 抗坏血酸添加量对板栗预煮护色效果的影响 由图4可知，抗坏血酸的添加对板栗仁的护色效果有明显影响。由△E值可知，实验组与空白组之间护色效果有明显差异，且各实验组之间也存在一定色差；随抗坏血酸添加量的增大，△E值和L值均呈现先增后降的趋势，当抗坏血酸添加量为0.60%时，色差最明显，且L值达到最大(67.91)，与空白组相比亮度提高约47%；由a、b值可知，随抗坏血酸添加量的增大，实验组之间a值虽然变化较小，但与空白组相比红色程度下仍然至少下降约56%；b值呈现一定的下降趋势，与未经护色的板栗相比实验组虽然偏黄，但黄色色度逐渐减弱。

由上述实验可知，柠檬酸、EDTA-2Na、壳聚糖和抗坏血酸四中护色剂对板栗均有明显的护色效果，且经护色处理后的板栗与未处理的板栗相比，虽更加偏黄，但亮度明显提升，红色程度显著下降，色差明显；其中四种护色剂对a值均有较大影响，但对板栗的亮度和整体色差而言，EDTA-2Na、壳聚糖和抗坏血酸均明显优于柠檬酸对其的影响，且考虑到柠檬酸具有很强的酸味，添加柠檬酸会影响板栗后续的加工及风味，因此，将EDTA-2Na、壳聚糖和抗坏血酸作为板栗复配护色剂的基本成分。

表4 抗坏血酸添加量对板栗仁护色效果的影响

表5 正交试验结果与分析

2.2 正交实验结果与分析

在单因素试验的基础上，以EDTA-2Na、壳聚糖、抗坏血酸为因素，设计L9(33)正交实验，对护色剂进行优化复配，以板栗护色最主要的指标 和L为衡量指标，以期得到最佳护色效果。正交实验因素及水平如表5所示。

由表5可见，复合护色剂基本成分对于板栗护色的亮度值L影响的主次顺序为：B>A>C，即对板栗亮度的影响壳聚糖>EDTA-2Na>抗坏血酸；对总色差 影响的主次顺序为：B>C>A，即对板栗总色差的影响壳聚糖>抗坏血酸>EDTA-2Na。由K和K'分析可知，板栗复合护色剂护色效果最佳水平组合为A2B2C3，即按质量比1∶4(板栗∶护色液)，在100℃，15 min条件下，复合护色剂的最佳配方为EDTA-2Na 0.4%、壳聚糖0.4%、抗坏血酸0.8%时，经过护色处理的板栗亮度值L为68.30，与未处理的板栗相比亮度提升约48%，总色差 为24.78，护色效果显著。

3 结论

(1)板栗加工煮制过程中，添加EDTA-2Na、柠檬酸、壳聚糖和抗坏血酸进行护色，经护色处理的板栗与未处理的板栗相比，更加偏黄，但亮度明显提升，红色程度显著下降，色差明显，护色效果显著。

(2)板栗加工煮制过程中，添加EDTA-2Na、柠檬酸、壳聚糖和抗坏血酸进行护色，均对板栗红色色度有较大影响，但对板栗的亮度和整体色差而言，EDTA-2Na、壳聚糖和抗坏血酸均明显优于柠檬酸对其的影响。

(3)板栗加工煮制过程中，在质量比1∶4(板栗∶护色液)，经(100℃，15 min)处理，复合护色剂的最佳配方为EDTA-2Na 0.4%、壳聚糖0.4%、抗坏血酸0.8%时，经护色处理的板栗亮度值L为68.30，与未处理的板栗相比亮度提升约48%，总色差 为24.78，护色效果显著。