脱苦杏仁在干制过程中主要成分和色泽变化关系

宋云，张清安,范学辉，王袭

(陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安，710062)



脱苦杏仁在干制过程中主要成分和色泽变化关系

宋云，张清安*,范学辉，王袭

(陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安，710062)

摘要研究了脱苦杏仁在干制过程中粗脂肪、蛋白质、总糖、还原糖和氨基酸等主要成分的变化规律及其与色泽变化之间的关系。结果表明：在干制过程中，杏仁中粗脂肪含量呈下降趋势，总糖含量呈上升趋势，蛋白质、还原糖和氨基酸含量呈先上升后下降的变化趋势，杏仁干制品的颜色变化与半胱氨酸和蛋氨酸变化有一定相关性，提示美拉德反应对颜色变化影响较大。总体而言，在干制进行至2.5 h时，杏仁中的主要成分含量较高，且色泽相对较浅，是最佳的干燥时间。

关键词脱苦杏仁；干制；成分；色泽

杏仁是蔷薇科(Rosaceae)李属植物杏或山杏的种子，按其苦杏仁苷含量的不同，可分为甜杏仁和苦杏仁2种，后者中苦杏仁苷的含量约为前者的10倍[1]。杏仁中富含油脂，蛋白质，糖类和膳食纤维等营养物质[2]，是滋补佳品。近年来，以“光中杏”为代表的去皮、脱苦杏仁干制品，因其方便、耐贮和食用方法多样等优点成为很多消费者喜爱的对象，且成为苦杏仁加工品的紧俏货和后起之秀[3]。但脱苦杏仁在干制过程中，其所包含的营养成分在高温条件下会发生一系列复杂的化学反应而导致褐变发生，这不仅会对杏仁的营养价值造成一定的损失，也会因为褐变对杏仁的色泽造成一定的影响，进而影响杏仁干制品在市场上的卖相。虽然在生产实践中也有采取双氧水和亚硫酸氢钠等护色剂来达到杏仁干制产品的“洁白”作用，但其会对产品的营养价值和环境造成很大的负面影响，存在一些食品安全问题[4]，因此，寻求一个有效控制杏仁干制产品褐变的方法成为很多企业面临的一个瓶颈问题。本文主要研究了在干制过程中杏仁中主要营养物质和色泽变化。

1材料与方法

1.1材料与试剂

杏仁：购买于陕西西安西北药材市场，采收于2014年7～9月份。

试剂：石油醚，购于天津市富宇精细化工有限公司；牛血清蛋白、考马斯亮蓝G250，购于国药集团化学试剂有限公司；蒽酮、3,5-二硝基水杨酸，购于上海科丰实业有限公司；NaOH、丙三醇、硫脲，购于天津天力化学试剂有限公司；HCl、H2SO4，购于洛阳昊华化学试剂有限公司；葡萄糖，购于天津市泰兴试剂厂，以上实验试剂均为分析纯。实验用水均为双蒸水，学院自制。

1.2实验设备

101型电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司；SC-80C全自动色差计，北京康光光学仪器有限公司；HH-S4型电热恒温水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司；LXJ-IIB低速大容量多管离心机，上海嘉鹏科技有限公司；TU-1810紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；L-8900全自动氨基酸分析仪，日本HITACHI公司。

1.3实验方法

1.3.1样品制备

选取大小均匀，颗粒饱满，无病虫害的苦杏仁，将其浸泡于沸水中5 min，捞出、去皮，之后将其浸泡于60 ℃水中6 h，脱苦，捞出该去皮、脱苦的杏仁样品，去除表面水分后保存于4 ℃冰箱中，作为用于干制的样品。

1.3.2样品干制

称取500 g去皮、脱苦湿杏仁，将其均匀平铺于烘盘(48.5 cm×30 cm)中，温度设为100 ℃，进行样品烘制，每隔30 min取样测定。

1.3.3测定指标及方法

色泽测定：色差计平行多次测量；粗脂肪含量的测定：按GB/T 5009.6—2003规定的方法[5]；蛋白质含量的测定：按GB/T 5009.5—2010规定的方法[6]；总糖含量的测定：硫酸-蒽酮比色法[7]；还原糖含量的测定：3,5-二硝基水杨酸比色法[8]；氨基酸含量的测定：氨基酸自动分析仪法[9]。

2结果与分析

2.1干制过程中脱苦杏仁中的粗脂肪含量变化

由表1知，干制过程中脱苦杏仁中粗脂肪的含量由64.4%下降至47.6%，变化率为16.8%，且粗脂肪含量随干制时间的变化比较显著。这可能是因为在脱苦杏仁的干制过程中，杏仁中的脂肪会不断的发生氧化水解，生成过氧化物和小分子的有机酸等物质[10]，或者一些油脂会在高温下聚合，生成二聚体和三聚体等聚合物[11]，导致了样品中粗脂肪含量的下降。

表1　脱苦杏仁干制过程中主要成分的含量变化(干基)　%

注：用Tukey法进行多重比较。同列标有不同字母者表示组间差异显著(P<0.05)，标有相同字母者表示组间差异不显著(P>0.05)。

2.2干制过程中脱苦杏仁中蛋白质含量的变化

脱苦杏仁中蛋白质的含量随着干制的进行呈先增加后减小的变化趋势(表1)，在干制进行至150 min时，其蛋白含量达到最大值9.96%，不同干制时间，所对应的蛋白质含量变化存在显著差异。这可能是因为在脱苦杏仁干制初期，样品中的水分含量较大，随着干制的进行，样品中的大分子蛋白质会分解为小分子蛋白，使得蛋白质含量在干制的一段时期出现上升的变化情况，但随着干制时间的不断延长，一方面脂类氧化产物二醛类物质和蛋白质交联成大分子物质，或蛋白质在实验温度条件下，发生热变性，导致蛋白质结构发生变化[12]；另一方面，蛋白质可能参与美拉德反应[13]，都会导致蛋白质含量降低。

2.3干制过程中脱苦杏仁中总糖含量的变化

在脱苦杏仁干制过程中，随着干制时间的延长杏仁中总糖的含量不断增加(表1)，由0.495%增加至1.825%；干燥前90 min内总糖的含量增加相对较缓慢，在干燥后期，总糖含量呈现快速增加后减少的趋势，且变化显著。因为在干制过程中，脱苦杏仁中的一些多糖和二糖(蔗糖)类物质会分解为小分子的单糖(葡萄糖，果糖)类物质，使得样品体系中总糖含量不断增加；但随着干制的进行，一部分糖类可能会在高温下发生焦糖化反应[14]，另一部分还原类糖会参与美拉德反应[13]，使得总糖的含量呈现出减小的变化趋势。

2.4干制过程中脱苦杏仁中还原糖含量的变化

脱苦杏仁中还原糖含量随着干制时间的延长先增加后减少(表1)，150 min作为其含量变化的一个转折点。在该时间点前，还原糖含量总体呈不断上升的变化趋势，由0.056%上升至0.12%；之后随着干制的进行，还原糖含量出现下降趋势，且其变化存在显著差异。可能是因为在干制前期，脱苦杏仁中的多糖和二糖类物质会在高温下分解为还原糖类等单糖物质，但随着干制时间的延长，还原糖类物质会与样品中的氨基酸类物质发生美拉德反应，且其本身也会发生焦糖化反应，会消耗还原糖类物质[15]，导致其含量在反应后期出现下降的变化趋势。

利用DPS系统对表1的实验结果进行单因素方差分析，结果见表2。

表2　脱苦杏仁干制过程中主要成分含量变化

由表2可知，这几种成分随着干制时间的变化，均存在P<0.01，所以，干制时间对脱苦杏仁干制过程中的主要成分含量的影响极显著。

2.5干制过程中脱苦杏仁中游离氨基酸含量的变化

由表3结果可知，干制过程中脱苦杏仁中17种氨基酸和总氨基酸含量总体上呈现先增加后减少的变化趋势，其中，在干制进行至150 min时，达到最大值的氨基酸最多，且异亮氨酸、酪氨酸、赖氨酸和组氨酸在干制完成时，含量达到最低值。这可能是由于在脱苦杏仁干制前期，蛋白质中可分解出来的游离氨基酸的含量随蛋白质含量的增加而增加[15]，但在干制后期，游离氨基酸参与美拉德反应，使其含量随干制时间的延长而减少。

表3　脱苦杏仁干制过程中氨基酸含量变化　mg/g蛋白质

2.6干制过程中脱苦杏仁颜色指标的变化

图1为脱苦杏仁在干制过程中颜色随时间的变化情况，其中L*值反映了样品的白度，a*值区分样品的红度和绿度，b*值区分黄度与蓝度[16]。

图1　脱苦杏仁在干制过程中L*，a*，b*三色值的变化Fig.1　Changes of L*, a*,b*indebittered apricot kernels during drying process

由图1-(a)可以看出，随着样品干制时间的增加，样品的白度呈现出先减小后增加、最后再减小的变化趋势，这一变化与其他一些研究中L*值随时间延长而降低的变化有区别[15,17]。a*值随着时间的变化，先增加后减小，说明在干制过程中脱苦杏仁的红度在干制前期不断增加，到干制后期开始降低，这种变化同样也发生在了荔枝的干制过程中[15]。样品b*值在干制过程中先增加后趋于平稳，即样品的黄度在干制前期不断增加，随着干制的进行，样品呈现出一种诱人的黄色光泽，并无太大变化。在干制过程中，脱苦杏仁的色泽所发生的变化，主要是因为褐变而引发的，但因为前期去皮处理温度和实验所选取的温度较高，导致以杏仁多酚酶为代表的酶类物质丧失活性[18]，所以可忽略酶促褐变对杏仁色泽变化的影响。由对杏仁干制过程中主成分的变化分析，可看出其色泽变化与杏仁中主成分的变化相吻合，且与半胱氨酸和蛋氨酸有较好的相关性 (图2)，可初步确定美拉德反应对脱苦杏仁的颜色变化影响较大。

经DPS系统对图1中实验结果进行方差分析，结果见表4。由表4结果可知，P<0.01，表明干制时间对干制过程中脱苦杏仁的色泽影响极显著。结合对脱苦杏仁主要成分的方差分析，可看出，在杏仁干制过程中干制时间应该作为一个主要影响的因素来考虑。

表4　脱苦杏仁干制过程中颜色变化的方差分析

2.7脱苦杏仁干制过程中半胱氨酸、蛋氨酸与颜色变化相关性分析

试验结果表明，在17种杏仁氨基酸中，半胱氨酸和蛋氨酸与杏仁颜色变化的相关性较高，图2-(a)、图2-(b)分别为脱苦杏仁干制过程中半胱氨酸和蛋氨酸与杏仁颜色变化的相关性图，在3种色值中，这2种氨基酸与a*和b*的相关性均高于与L*的相关性，其中半胱氨酸与a*的相关性最好，而蛋氨酸与b*的相关性最好。这可能是因为在脱苦杏仁干制过程中，含硫氨基酸主要参与美拉德反应，生成具有较好风味物质的产物[19]。

图2　脱苦杏仁干制过程中半胱氨酸和蛋氨酸含量与色泽变化线性关系Fig.2　Relevance between changes of cysteine, methionine and color in debittered apricot kernels during drying process

3结论

干制过程对脱苦杏仁中主要成分含量和颜色变化影响较大，干制时间是一个重要的影响因素。在干制过程中，随着干制时间的延长，杏仁中粗脂肪含量呈下降趋势，总糖含量呈上升趋势，蛋白质、还原糖和氨基酸含量呈先上升后下降的变化趋势，杏仁的主要成分均存在一定的损失，杏仁干制品的颜色加深，半胱氨酸和蛋氨酸与杏仁颜色变化存在较好的相关性，初步判断美拉德反应为影响杏仁颜色变化的主要反应，要进一步确定这一结论，还需对褐变产物进行研究，确定褐变反应和产物之间的相对性。由主成分变化规律和颜色变化可得出，100 ℃的干制温度下，干制2.5 h为最佳的干制时间。当然，这一结论要进行应用，还需要在生产实践中进行进一步验证。

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Changes of major components and color of debittered almond during drying process

SONG Yun, ZHANG Qing-an*, FAN Xue-hui, WANG Xi

(School of Food Engineering and Nutrition Sciences, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China)

ABSTRACTThe changes of crude fat, protein, total sugar, reducing sugar, amino acids and color of debittered almond has been investigated during drying process. The results showed that the contents of crude fat declined, total sugar increased, protein, reducing sugar and amino acids showing an initial increase followed by a decrease during drying process. The color of debittered almond has some correlation with the change of Cysteine and methionine content which indicated that Maillard reaction has significant effect on color. Overall, the best drying time is 2.5 h. At that time, the principal component in dried debittered almond were higher and color were lighter.

Key wordsdebittered apricot kernels; drying process; components; color

收稿日期：2015-08-14，改回日期：2015-09-11

基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(31101324)；陕西省自然科学基金项目(2015JM3097)；西安市科技局技术转移促进工程项目(CXY1434(5))；中央高校基本科研业务费专项(GK2016020005)

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201602023

第一作者：硕士研究生(张清安副教授为通讯作者,E-mail:qinganzhang@snnu.edu.cn)。