苦菜蔬菜纸加工工艺研究

齐国光，张秀玲，赵 丹，徐媛媛

（东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030）

苦菜（Sonchus oleraceus L.），为菊科苦菜属多年生草本植物，又名苦荬菜、苦苣、曲麻菜等，是我国食用历史悠久的一种野生蔬菜[1]。苦菜营养丰富，据测定，每百克鲜菜中含蛋白质1.8 g，糖类4.0 g，食物纤维5.8 g，钙120 mg，磷52 mg及锌、铜、铁、锰等微量元索，以及维生素B1、B2、C、胡萝卜素、烟酸等。苦菜中含铁124 mg·hg-1，雄居各蔬菜之首[2]。此外，还含有腊醇、胆碱、酒石酸、苦味素等化学物质[3]。苦菜还具有较高的药用价值和保健功能。《本草纲目》中记载，苦菜苦、寒、无毒，有安心益气、除面目及舌下黄、利小便等功能。现代中医理论认为，苦菜可清热解毒、抗病毒、护肝明目、提高机体免疫力等[4]。东北地区苦菜产量丰富，然而多用于鲜菜销售，加工产品极少。可食性蔬菜包装用纸市场潜力巨大，其产品可用于方便休闲食品、可食性包装等众多领域[5]。目前，对蔬菜纸的研究，一直是广泛关注的热点[6-8]。日本高崎造纸公司研制开发出用食品加工中废弃的苹果渣加入适量的木质纤维生产出果渣纸，并用于食品包装。英国也有报道称以胡萝卜为基料，添加适量的增稠剂、增塑剂、抗水剂，制成价廉物美的可食性蔬菜纸，以用作盒装食品包装或直接当作方便食品食用。我国已成功研制了一些可食性蔬菜包装纸，例如胡萝卜纸、马齿笕保健蔬菜纸等[9]。然而关于苦菜蔬菜纸方面的研究却未见报道，本文以苦菜为原料，主要对苦菜蔬菜纸胶黏剂组成、用量及苦菜护绿进行了优化研究，初步解决了其成型和护绿问题，得出较好的成型配方和护绿配方。为蔬菜的深加工提供新的方法，同时也使蔬菜附加值大大提高。因此，对蔬菜的深加工具有一定意义。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

苦菜（市售）；无水碳酸钠（化学纯）（北京化学仪器药品公司）；乙酸锌（分析纯）（北京化学仪器药品公司）；CMC-Na（食品级）（北京化学仪器药品公司）；海藻酸钠（食品级）（北京化学仪器药品公司）；可溶性淀粉（食品级）（黑龙江龙港食品有限公司）。

AL104型电子天平（梅特勒-托利多仪器公司）；DGL-2000电热鼓风干燥箱（北京金紫光仪器仪表销售公司）；Y802-285型胶体磨上海索谱仪器有限公司）；真空脱气机（上海市实验仪器总厂）；722分光光度计（上海精密仪器科学公司；多功能搅拌机CDE-220E（佛山市顺德欧科电器有限公司）；紫外可见分光光度计（上海精天电子仪器有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

原料前处理→烫漂→冷却→打浆→调配→胶磨→均质→脱气→刮片→干燥→揭纸

1.2.2 操作要点

①原料前处理：选择新鲜没有腐烂变质的苦菜，人工清洗，去除根杂泥土。切分成3～5 cm，便于后期处理。

②烫漂：选择碳酸钠和醋酸锌为护色剂，于85～100℃条件下烫漂。

③打浆：将经烫漂软化好的原料沥干水分后，经组织捣碎机破碎后，放入打浆机中打成糊状。由于苦菜茎中纤维素较多，为了保证打出的浆均匀，需要提高打浆的强度，增加打浆的时间。每次样品在打浆机最高强度下，打浆大约进行5 min[10]。

④调配：选择CMC-Na，海藻酸钠和可溶性淀粉为胶粘剂按照一定比例加入苦菜汁中，加入过程要边搅拌，边加入，以防止结块。

⑤胶磨：将调配好的浆料过2遍胶体磨，细化到200目，使菜泥细腻、均匀，品质滑润。

⑥均质：将加入胶黏剂细化后的浆液，倒入均质机中，再加入一定量的浆料，均质转速为l 200 r·min-1，时间2 min。

⑦脱气：将均质好的浆料放入真空脱气机中脱气，压力为0.08 MPa，直至气体全部抽出

⑧刮片：将脱气后的浆料均匀涂在有机玻璃板上，涂膜厚度为1～1.5 mm，最终制品厚度为0.5～0.7 mm。

⑨干燥：采用干燥条件为[11]：干燥温度60℃，时间6 h，干燥后最终制品水分含量为4%左右。

1.3 正交试验

1.3.1 护色正交试验

在对护绿剂碳酸钠，乙酸锌和烫漂时间单因素试验基础上，对苦菜蔬菜纸烫漂过程进行L9（34）正交实验设计，见表1。

1.3.2 胶黏剂正交试验

向苦菜浆液中加入一定量胶黏剂，在对胶黏剂CMC-Na，海藻酸钠，可溶性淀粉单因素试验基础上对苦菜纸胶黏剂进行正交试验设计，见表2。

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

表2 正交试验设计Table 2 Orthogonal experimnet design

1.4 品质评定

1.4.1 感官评定

结果见见表3

选择10位具有评审经验的评审员组成评审小组，主要从外观色泽，成纸性，粘弹性和易揭性几方面进行评定。采用百分制原则，去掉一个最高分和一个最低分，以评审均值作为产品最终评分。

表3 感官评价评审标准Table 3 Grade standard of sensory evaluation

1.4.2 理化评定

水分含量测定：按照GB 500912-85检测标准；干物质含量测定：按照GB/T 8858-1988检测标准；叶绿素含量测定：分光光度法[12]；VC含量测定：含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定。

2 结果与分析

2.1 护色条件

2.1.1 碱液浓度与色泽关系

选择四种不同浓度的碳酸钠溶液为护色剂，于85～100℃条件下，烫漂一定时间后取出，测得叶绿素保存率，结果如图1。

图1 碱液浓度对叶绿素保存率影响Fig.1 Effect of Lye concentration on chlorophyll preservation

由图1可知，当碳酸纳浓度小于3 g·L-1时，随着碱液浓度的提高，叶绿素含量上升。大于3 g·L-1时，叶绿素含量迅速下降。这主要是由于随着碱液浓度的增加，苦菜中的有机酸被中和，苦菜表面的蜡质遭到破坏。所以当碳酸钠浓度为3 g·L-1时，护色效果最佳。

2.1.2 金属离子与色泽的关系

选择四种不同浓度的醋酸锌溶液为护色剂，于85～100℃条件下，烫漂一定时间后取出，测得叶绿素保存率，结果见图2。由图2可知，随着醋酸锌浓度的增加，溶液pH不断增大。在微碱性条件下，脱镁叶绿素容易与金属离子螯合成结构稳定的叶绿素盐，当碱液进一步增强时，护色效果随之下降。所以，当醋酸锌浓度为0.1 g·L-1时，护色效果最好。

图2 醋酸锌添加量对叶绿素保存率影响Fig.2 Effect of Metal ion concentration on chlorophyll preservation

2.1.3 烫漂时间与色泽的关系

选择新鲜苦菜，分别加入3 g·L-1的碳酸钠溶液和0.1 g·L-1的醋酸锌溶液，烫漂不同时间，测定叶绿素含量，烫漂时间为2、4、6和8 min时，叶绿素保存率分别为30.6%、38.2%、36.5%和29.8%。

由此可知，烫漂时间过短，叶绿素酶没有完全灭活，护色效果不佳。烫漂时间过长，叶绿素受到破坏。烫漂时间为4 min时，护色效果最好。

2.1.4 护色条件优化

结果见表4。

表4 L9(34)苦菜护色试验结果Table 4 Protecting green on Sonchus oleraceus L.experimentation result L9(34)

护绿方法大致可分为：金属离子法和碱液护绿法。由于VC不稳定，易于氧化[13]。碱液护绿VC损失率较高，叶绿素损失率较低。本实验选用不同浓度的碳酸钠溶液，醋酸锌溶液为烫漂液，于85～100℃条件下烫漂不同时间，测定叶绿素保存率[14]。在单因素实验基础上，通过正交试验确定最佳热烫工艺。

由表4可知，对叶绿素保存率影响最大的是醋酸锌的添加量，其次是烫漂时间，影响最小的是碳酸钠的添加量。这主要是由于在弱碱条件下，Zn2+可以置换叶绿素中的Mg2+，从而起到护色作用。烫漂时间越长，苦菜组织破坏严重，叶绿素大量损失。

以叶绿素保存率为护色标准，苦菜纸最佳热烫护色组合为A1B1C2即：碳酸钠用量为1 g·L-1，醋酸锌用量为0.1 g·L-1，烫漂时间为4 min，不在正交试验表内。各因素主次关系为B＞C＞A即：醋酸锌＞烫漂时间＞碳酸钠

2.2 胶黏剂配方

2.2.1 CMC-Na添加量的确定

结果见表5。

表5 CMC-Na添加量对苦菜蔬菜纸的影响Table 5 Effect of CMC-Na addition on Sonchus oleraceus L.paper

胶黏剂选择淀粉添加量为1%，海藻酸钠添加量为0.6%，分别添加不同百分比例的CMC-Na，主要从最终产品的成纸性和易揭性两方面进行感官评价。由上表5可知，CMC-Na添加量为0.3%和0.4%时，成纸效果都很好，但考虑到纸张易揭性，选择添加量为0.4%

2.2.2 可溶性淀粉添加量确定

胶黏剂选择CMC-Na添加量为0.3%，海藻酸钠添加量为0.6%.分别添加不同百分比的淀粉，比较结果如表6所示。

表6 可溶性淀粉添加量对苦菜蔬菜纸的影响Table 6 Effect of soluble starch addition on Sonchus oleraceus L.paper

由上表6可知，淀粉添加量为1%和3%时，成纸效果都很好，但考虑到纸张易揭性，选择添加量为3%。

2.2.3 海藻酸钠添加量确定

胶黏剂选择CMC-Na添加量为0.3%，淀粉添加量为1%。分别添加不同百分比的淀粉，比较结果见表7。

由表7可知，海藻酸钠加量为0.6%和0.8%时，成纸效果都很好，但考虑到纸张易揭性，选择添加量为0.6%。

表7 海藻酸钠添加量对苦菜蔬菜纸的影响Table 7 Effect of sodium alginate addition on Sonchus oleraceus L.paper

2.2.4 胶黏剂配方优化

范素琴等研究了海藻酸钠对蔬菜纸质构特性的影响[15]。结果表明，海藻酸钠的用量直接影响到蔬菜纸的质构特性。此外，Alison等在制作蔬菜纸过程中，加入了CMC-Na[16]，成纸效果很好。本实验选用CMC-Na，可溶性淀粉，海藻酸钠为胶黏剂，在单因素实验基础上，通过正交试验确定最优胶黏剂配方。结果见表8。

表8 L9(34)胶黏剂配方试验结果Table 8 Optimum tackiness agent condition experimentation results of L9(34)

从表8中可以看出，海藻酸钠用量对成纸性影响较大，可溶性淀粉次之，CMC-Na影响最小，这与范素琴的结果一致。胶黏剂最优配方组合为A2B2C3即：CMC-Na用量为0.4%，可溶性淀粉用量为3%，海藻酸钠用量为0.8%。影响因素主次关系为C＞A＞B即：海藻酸钠＞CMC-Na＞可溶性淀粉。

3 讨论

3.1 胶黏剂

蔬菜中膳食纤维含量较高，胶体物质含量很少，如果不加入胶黏剂，则打成浆状的蔬菜纸不能成形，因此对胶黏剂的选择也就格外重要。以往的蔬菜纸加工都采用单一的胶黏剂进行成形，CMC-Na对蔬菜纸的易揭性影响较大，海藻酸钠对蔬菜纸的成纸性影响较大，而在蔬菜纸加工过程中，加入一定量可溶性淀粉，可起到改善产品品质的作用。本实验则采用3种胶黏剂组合:CMC-Na、海藻酸钠和可溶性淀粉，通过正交实验得出其最佳胶黏配方，使产品品质更加优良。复合胶黏剂的应用弥补了单一胶黏剂的不足，但是不同的蔬菜胶黏剂的选择和用量差异很大，效果也各不相同。应用更广泛，效果更稳定的复合胶黏剂的开发是未来发展的方向，也是蔬菜纸工业化生产需要解决的问题之一。

3.2 护绿

防止变色是蔬菜加工过程中一项很重要的工艺，也是衡量产品品质的重要指标。本实验采用碳酸钠和醋酸锌对苦菜进行护绿。碱液能有效阻止酶促褐变的发生，锌离子在碱性条件下能置换叶绿素中的镁离子，获得较好的护色效果。经过优化的护色条件，虽然在护色效果上还不及叶绿素铜钠等的护色方法，但成本却相对较低，可以为蔬菜纸规模化生产提供可行的护色技术指导。相信随着研究的进一步深入，成本低，护色效果好的护色技术将会投入生产和使用。

4 结论

4.1 苦菜蔬菜纸最佳条件

碳酸钠用量为1 g·L-1，醋酸锌用量为0.1 g·L-1，烫漂时间为4 min。热烫液温度为：85～100℃。

4.2 苦菜蔬菜纸胶黏剂最优配方

CMC-Na用量为0.4%，可溶性淀粉用量为3%，海藻酸钠用量为0.8%。

[1]李金.苦菜及其人工栽培技术[J].现代农业,2009(2):8.

[2]刘守伟,蒋欣梅,于锡宏.哈尔滨市山野菜资源和开发利用探讨[J].东北农业大学学报,2007(8):4.

[3]金东海,东惠茹.绿色食品一野菜[M].北京:化学工业出版社,2002.

[4]秦俊哲,杨汉伟.苦菜的护色技术及质量控制研究[J].食品工业科技,2009(11):232.

[5]程玉来,刘瑞娇.可食性海带纸的研究[J].食品工业科技,2009(2):211-216.

[6]McHugh T H,Olsen C W.New technologies in fruit and vegetable processing in proceedings of the United States-Japan cooperative program in natural resources[J].Food and Agricultural Panel,2004,1(3):430-436.

[7]Lodha P,Netravali A N.The mechanical properties of environment-friendly'green'plastics from stearic acid modified-soy protein isolate[J].Ind Crops Prod,2005,21(1):49-64.

[8]郭玉花,李潇,赵忠琳,等.韭菜包装纸的研究初探[J].食品科技,2008(8):58-60.

[9]骆凤英,段杉.胡萝卜纸的研制[J].现代食品科技,2007(4):23.

[10]程玉来,陆妍.香菇纸加工工艺研究[J].食品与机械,2009(5):126.

[11]孙秀秀.白菜基可食性蔬菜纸的研究[J].农产品加工,2010(4):5.

[12]宫元娟,李艳玲,刘婷,等.胡萝卜纸生产工艺及配方研究[J].食品研究与开发,2006,27(6):95-97.

[13]杜鹏飞,杨国慧.树莓果实维生素C含量测定方法的研究[J].东北农业大学学报,2009(2):31-33.

[14]李继兰,刘兴华.猕猴桃果肉护绿剂的优选研究[J].食品研究与开发,2008(4):29.

[15]范素琴.海藻酸钠对可食性蔬菜纸质构的影响[J].上海造纸,2009(4):2.

[16]Alison D,Paul C.Colouring our foods in the last and next millennium[J].International Journal of Food Science and Technology,2000,35:5-22.