巢雨舟，夏延斌，趙志友，歐陽(yáng)晗，吳耀祥，李 琦

（1.湖南賓之郎食品科技有限公司，湖南湘潭 411201；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；3.湖南利爾康生物股份有限公司，湖南岳陽(yáng) 414100）

食用檳榔超聲酶解軟化工藝優(yōu)化

巢雨舟1，夏延斌2，趙志友1，歐陽(yáng)晗1，吳耀祥1，李 琦3

（1.湖南賓之郎食品科技有限公司，湖南湘潭 411201；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；3.湖南利爾康生物股份有限公司，湖南岳陽(yáng) 414100）

以海南島優(yōu)質(zhì)檳榔干果為原料，采用超聲酶解工藝軟化檳榔纖維，以酶添加量、超聲功率、處理時(shí)間和處理溫度為影響因素設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和L9（34）正交試驗(yàn)，以檳榔的咀嚼性、碎渣性和硬度的綜合得分為考察指標(biāo)優(yōu)化工藝條件，得到的最佳工藝為酶添加量0.4%，超聲功率560 W，處理時(shí)間32 h，處理溫度45℃，在此條件下，檳榔的咀嚼性、碎渣性和硬度的綜合得分為362.3±6分，高于所有試驗(yàn)組。

檳榔；超聲酶解；工藝優(yōu)化；正交試驗(yàn)

檳榔是熱帶棕櫚科植物，主要作為藥用和食用，含有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和活性物質(zhì)，如檳榔堿、酚類、還原糖、VC和氨基酸等[1-2]。我國(guó)栽種的檳榔有95%以上都被運(yùn)往湖南加工成干檳榔，作為咀嚼食品之用。湖南檳榔產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)400年的發(fā)展，已經(jīng)由家庭式的作坊發(fā)展成了工業(yè)化大規(guī)模的生產(chǎn)[3]，總產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)150億元。雖然湖南檳榔產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，但嚼食檳榔所引發(fā)的健康問(wèn)題也不容忽視，主要原因是咀嚼檳榔時(shí)，檳榔堅(jiān)硬的外殼對(duì)牙齒和口腔進(jìn)行磨損，造成牙齒過(guò)早脫落和口腔黏膜纖維性病變[4-7]，對(duì)檳榔纖維的軟化是檳榔產(chǎn)業(yè)亟待解決的問(wèn)題[8]。

近年來(lái)關(guān)于檳榔軟化方法的報(bào)道不少，主要方法有泡、蒸、冷凍和微波等物理軟化法[9-11]，以及化學(xué)軟化法[12]，酶處理[13]、微生物降解[14]等生物軟化法。以上這幾種方法都是單一的軟化法，單一的軟化法雖能對(duì)檳榔纖維軟化產(chǎn)生一定作用，但也有一些負(fù)面作用。例如，物理軟化法中蒸煮容易造成檳榔顏色變深進(jìn)而影響產(chǎn)品的美觀，微波軟化法會(huì)使得檳榔內(nèi)部產(chǎn)生干枯感，而化學(xué)軟化法和生物軟化法則容易產(chǎn)生不愉快的風(fēng)味。針對(duì)以上問(wèn)題，有人提出了復(fù)合軟化法并應(yīng)用到檳榔加工中。例如，段維發(fā)[15]研究的真空發(fā)酵法、李衛(wèi)等人[16]研究的高壓纖維素酶耦合技術(shù)都有很好的軟化效果。本文主要針對(duì)復(fù)合檳榔軟化法，考慮到超聲波輔助酶解[17-19]這一方法的廣泛應(yīng)用，嘗試將其引入到檳榔加工中，為檳榔軟化開拓新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

檳榔干果，由海南島提供；檳榔軟化酶，湖南利爾康生物股份有限公司提供，專利號(hào)CN20111043 4790.0，由纖維素酶、木聚糖酶、蛋白酶、漆酶、淀粉酶和助劑組成。

1.2 儀器設(shè)備

KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品；QG-38型不銹鋼電熱開水桶，大冶市強(qiáng)廣不銹鋼制品有限公司產(chǎn)品；101-2B型電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京市中興偉業(yè)儀器有限公司產(chǎn)品；MB-25型水分測(cè)試儀，奧豪斯儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；LX-A型邵氏硬度計(jì)，樂(lè)清市艾德堡儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

選籽→浸泡（超聲酶解）→清洗→煮籽5 min→烤籽→發(fā)籽→烤籽→上表香→切籽→去核→點(diǎn)鹵→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）選籽。為了避免檳榔自身的差異而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，挑選大小和形態(tài)差異不大的檳榔作為樣品，去花蒂，稱取的每份檳榔樣品質(zhì)量一致。

（2）浸泡。采用超聲酶解的方法處理，料液比1∶2.5。

（3）烤籽。第1次烤籽采取稱量的方法，烤至每份樣品的質(zhì)量一致，由于花蒂已經(jīng)都去掉了，所以質(zhì)量一致可以認(rèn)為每份樣品的水分含量一致，可以排除水分差異對(duì)檳榔軟硬度的干擾。第2次烤籽至檳榔水分24%左右。

（4）發(fā)籽、上表香和點(diǎn)鹵。采用各種甜味劑、涼味劑和香精香料配制而成的配方進(jìn)行發(fā)籽、上表香和點(diǎn)鹵。

（5）成品。要求樣品水分含量在25%～26%。

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

稱取500 g檳榔和1 250 g水于超聲波清洗機(jī)中，在其他條件相同的情況下，以酶添加量、超聲功率、處理時(shí)間和處理溫度為單因素進(jìn)行食用檳榔超聲酶解試驗(yàn)，逐個(gè)考察不同條件對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響。

以超聲功率490 W，處理時(shí)間24 h，處理溫度45℃，考察不同酶添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%）對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響。

以酶添加量0.3%，處理時(shí)間24 h，處理溫度45℃，考察不同超聲功率（350，420，490，560，630 W）對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響。

以酶添加量0.3%，超聲功率490 W，處理溫度45℃，考察不同處理時(shí)間（8，16，24，32，40 h）對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響。

以酶添加量0.3%，超聲功率490 W，處理時(shí)間24 h，考察不同處理溫度（35，40，45，50，55℃）對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響。

1.3.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以酶添加量、超聲功率、處理時(shí)間和處理溫度為影響因素，以咀嚼性、碎渣性和硬度為考察指標(biāo)，優(yōu)化食用檳榔的超聲酶解工藝，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)表，開展四因素三水平的正交試驗(yàn)，確定最佳工藝參數(shù)。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.3.5 評(píng)價(jià)指標(biāo)

（1）水分含量。使用水分測(cè)試儀測(cè)定。

（2）檳榔的咀嚼性。邀請(qǐng)技術(shù)中心的10名經(jīng)常吃檳榔、對(duì)檳榔有一定認(rèn)識(shí)的食品專業(yè)人員，采用如表2所示的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，取平均值。

檳榔的咀嚼性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 檳榔的咀嚼性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（3）檳榔的碎渣性。邀請(qǐng)技術(shù)中心的10名食品專業(yè)人員，他們經(jīng)常吃檳榔，對(duì)檳榔均有一定認(rèn)識(shí)，采用如表3所示的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，取平均值。

檳榔的碎渣性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

（4）硬度。使用邵氏硬度計(jì)測(cè)量，將檳榔切成平整的小塊，每個(gè)樣品取3個(gè)檳榔，隨機(jī)選取每個(gè)檳榔的3個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，取總平均值即為檳榔硬度指標(biāo)。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果使用SPSS 19進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)圖形使用Origin 8.0處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 酶添加量對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

酶添加量對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響見圖1。

圖1 酶添加量對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

由圖1可知，超聲酶解處理與對(duì)照組相比，檳榔的咀嚼性、碎渣性和硬度都有不同程度的變化，隨著酶添加量的增大，檳榔咀嚼性得分先增大后減小，在酶添加量0.3%時(shí)達(dá)到最大。其原因?yàn)閷?duì)食用檳榔的咀嚼口感來(lái)說(shuō)，過(guò)軟和過(guò)硬的檳榔咀嚼感都不好，軟化處理的程度要適當(dāng)，處理不夠和處理過(guò)度都不行。對(duì)檳榔的碎渣性來(lái)講，隨著酶添加量的增大，檳榔的碎渣程度越來(lái)越大，這是因?yàn)槊附獬潭鹊募訌?qiáng)，導(dǎo)致檳榔中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的水解率不斷增大，檳榔內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，導(dǎo)致咀嚼時(shí)纖維不斷地?cái)嗔?，有?xì)小的檳榔渣掉落在口腔里或者卡進(jìn)牙齒縫。在酶添加量0.1%～0.4%和對(duì)照組相比差異并不顯著（p＞0.05），只在酶添加量0.5%時(shí)有顯著性差異（p＜0.05）。而對(duì)檳榔的硬度而言，隨著酶添加量的增大，檳榔的硬度越來(lái)越小，所有超聲酶處理樣品的硬度都比未處理的要低。

2.1.2 超聲功率對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

超聲功率對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響見圖2。

圖2 超聲功率對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

由圖2可知，隨著超聲功率增大，檳榔的咀嚼性得分先減小后增大，超聲酶解處理的樣品都比對(duì)照組得分高，在超聲420～560 W時(shí)得分區(qū)間最高。而從檳榔的碎渣性和硬度來(lái)看，碎渣性好的檳榔，往往其硬度也會(huì)較高，呈正相關(guān)，隨著超聲功率的增大，硬度和碎渣性也是先減小后增大。超聲功率增加時(shí)，對(duì)酶解反應(yīng)起到了促進(jìn)作用，造成檳榔的碎渣性和硬度得分越來(lái)越低，但是這種促進(jìn)作用不會(huì)隨著超聲功率的增大而無(wú)限增大。在達(dá)到 490 W時(shí)，酶解反應(yīng)效率受到限制，檳榔的碎渣性和硬度反而越來(lái)越大。這可能是因?yàn)槌暪β实脑龃笫沟每栈饔迷絹?lái)越強(qiáng)，檳榔軟化酶的構(gòu)象遭到破壞，抑制了酶的活性，導(dǎo)致酶解效率降低。

2.1.3 處理時(shí)間對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

處理時(shí)間對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響見圖3。

圖3 處理時(shí)間對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

由圖3可知，處理時(shí)間對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響，通過(guò)超聲酶解處理的檳榔，其咀嚼性比未處理的對(duì)照組要好，除了處理時(shí)間為40 h與對(duì)照組無(wú)顯著差異外（p＞0.05），其余的組與對(duì)照組都有顯著性差異（p＜0.05）。咀嚼性的得分隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)是先增大后減小，在16～32 h時(shí)的得分最高，所以最佳處理時(shí)間應(yīng)該從這個(gè)時(shí)間段中選擇。對(duì)于檳榔的碎渣性和硬度得分來(lái)說(shuō)，超聲酶解的處理時(shí)間越長(zhǎng)，檳榔組織結(jié)構(gòu)的水解程度越大，碎渣性越來(lái)越差，硬度越來(lái)越低。

2.1.4 處理溫度對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

處理溫度對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響見圖4。

圖4 處理溫度對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響

由圖4可知，在處理溫度55℃時(shí)，檳榔的咀嚼性與對(duì)照組差異不顯著（p＞0.05），其余組與對(duì)照組差異都很顯著（p＜0.05），但所有超聲酶解處理的樣品咀嚼性還是較對(duì)照組好，咀嚼性的最高得分區(qū)間是在40～50℃，此為最佳處理溫度。檳榔的碎渣性和硬度得分隨著處理溫度的上升先減小后增大，從這點(diǎn)可以看出，在超聲協(xié)助下，這種檳榔軟化酶的最適處理溫度是45℃。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，結(jié)合檳榔實(shí)際情況而言，咀嚼性最重要，其次是碎渣性，最后是硬度?？梢园褭壚频木捉佬詸?quán)數(shù)定為3，碎渣性定為2，硬度定為1。此外，咀嚼性和碎渣性的得分越高越好，硬度的得分越低越好，所以綜合評(píng)分的得分公式為：總分=咀嚼性得分×3+碎渣性得分×2-硬度得分。

由表4可知，極差R的大小順序?yàn)锳＞D＞B＞C，即對(duì)總得分影響效果的主次順序?yàn)槊柑砑恿浚咎幚頊囟龋境暪β剩咎幚頃r(shí)間；根據(jù)K值可知最優(yōu)方案為A3B3C3D2，超聲酶解軟化工藝的最佳參數(shù)是酶添加量0.4%，超聲功率560 W，處理時(shí)間32 h，處理溫度45℃。在最優(yōu)工藝的條件下做了3次重復(fù)性試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果的可靠性，得到的總得分平均值是362.3± 6分，高于正交表中最優(yōu)組合9，證明此試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)可靠。

用SPSS 19軟件分別對(duì)正交試驗(yàn)咀嚼性、碎渣性和硬度得分結(jié)果進(jìn)行方差分析。

咀嚼性方差分析結(jié)果見表5，碎渣性方差分析結(jié)果見6，硬度方差分析結(jié)果見7。

由表5可知，酶添加量、超聲功率、處理時(shí)間和處理溫度對(duì)檳榔咀嚼性的影響都極顯著（p＜0.01）。

由表6可知，酶添加量、超聲功率和處理時(shí)間對(duì)檳榔碎渣性的影響極顯著（p＜0.01），處理溫度對(duì)檳榔碎渣性則沒有顯著影響（p＞0.01）。

由表7可知，酶添加量、超聲功率和處理時(shí)間對(duì)檳榔硬度的影響極顯著（p＜0.01），處理溫度對(duì)檳榔碎渣性有顯著影響（0.01＜p＜0.05）。

表5 咀嚼性方差分析結(jié)果

表6 碎渣性方差分析結(jié)果

表7 硬度方差分析結(jié)果

3 結(jié)論

以從海南島采購(gòu)的干果檳榔為原料，在采用湘潭干檳榔果加工工藝的基礎(chǔ)上，引入超聲酶解工藝對(duì)檳榔進(jìn)行軟化處理。運(yùn)用單因素試驗(yàn)和L9（34）正交試驗(yàn)對(duì)超聲酶解軟化工藝進(jìn)行優(yōu)化，以酶添加量、超聲功率、處理時(shí)間和處理溫度為影響因素，考察軟化工藝對(duì)檳榔咀嚼性、碎渣性和硬度的影響，確定最佳工藝為酶添加量0.4%，超聲功率560 W，處理時(shí)間32 h，處理溫度45℃，在此條件下的檳榔綜合得分達(dá)到362.3±6分，高于所有正交試驗(yàn)組。超聲酶解是一種軟化檳榔纖維的新方法，但關(guān)于此方法軟化檳榔方面的研究還很膚淺，還需要更多深入、細(xì)致的研究。

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Optimization of Ultrasonic Enzyme Softening Technology for Edible Areca

CHAO Yuzhou1，XIA Yanbin2，ZHAO Zhiyou1，OUYANG Han1，WU Yaoxiang1，LI Qi3
（1.Hu'nan Binzhilang Food Science Limited Company，Xiangtan，Hu'nan 411201，China；2.College of Food Science and Technology，Hu'nan Agricultural University，Changsha，Hu'nan 410128，China；3.Hu'nan Lierkang Biological Limited Stock Company，Yueyang，Hu'nan 414100，China）

Take Hainan high-quality dried areca as the material，ultrasonic enzyme softening technology are used in areca fiber，single factor and L9（34）orthogonal experiments are conducted toevaluate the effect ofenzyme addition amount，ultrasonic power，processing time and processing temperature on chewiness，slagging and hardness of comprehensive scoring on areca.The optimum condition are as follows：the enzyme addition amount of 0.4%，the ultrasonic power of 560 W，the processing time of 32 h and the processing temperature of 45℃，and the chewiness，slagging and hardness of comprehensive scoring on areca under this condition reach on 362.3±6，higher than all the experimental group.

areca；ultrasonic enzyme；optimization of technology；orthogonal test

TS255.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.11.005

1671-9646（2016）11a-0014-04

2016-09-23

食用檳榔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范（NY-ZI20161002）。

巢雨舟（1989—），男，碩士，研究方向?yàn)槭秤脵壚萍庸ぁ?/p>