怀山药罐头制作工艺研究

娄文娟，孙一帆，李斌

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

怀山药罐头制作工艺研究

娄文娟，孙一帆，李斌

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

针对怀山药罐头在加工过程中容易出现的褐变以及化汤变形现象，通过对怀山药罐头制作中的护色、预煮、汤汁工艺条件的优化研究，最终得出当柠檬酸、无水氯化钙、亚硫酸钠3种护色剂的添加量分别为0.1%、0.5%、0.15%时，能在一定程度上防止怀山药罐头发生褐变；最佳预煮条件参数组合为料液比1∶6（g/mL）、温度90℃、预煮时间3 min。当汤汁配比为白砂糖24%、柠檬酸0.09%、食盐0.1%时，制作出的怀山药罐头酸甜适宜，汤汁透亮。

怀山药罐头；护色；预煮；汤汁；风味

怀山药是我国最早使用的中药材之一，它味平、甘、无毒，有益补足肾气、强健筋骨、改善脾胃、止泻痢、化咳止痰涎、润泽肌肤、治泄精健忘等功效[1-4]。其药用价值及抗病机理正逐步被研究人员发现和证实，并越来越受到广大消费的喜爱，但怀山药耐藏性差，易褐变。因此，探索一种怀山药深加工研究的方法势在必行。本研究旨在解决怀山药褐变快、风味单一的难题，提高其利用率，促进怀山药深加工项目的开发，满足消费者的需要，同时给生产厂家带来更好的经济收入。

1 材料与方法

1.1 材料和设备

1.1.1 材料

怀山药：产地焦作温县；白砂糖、柠檬酸（食品级）：天津市风船化学试剂科技有限公司；亚硫酸钠、愈创木酚（分析纯）：天津市河东区红岩化学试剂厂；食盐、酒精、无水氯化钙、过氧化氢：南京化学试剂有限公司。

1.1.2 仪器

FA2104A型电子分析天平、JJ-1型硬度仪、pHS-3C型pH计：上海精密科学仪器有限公司；5810R型高速离心机：上海博讯实业有限公司；HH-2型恒温水浴锅：上海政泓实业有限公司；101-1AB型白度仪：深圳市坚丰电子有限公司；B6-1型电磁炉：佛山市顺德区正普电器有限公司。

1.2 怀山药罐头生产工艺流程[5-6]

原料选择→去皮→切块→护色（硬化）→预煮→漂洗→切分、整理→装罐→注汤汁→排气密封、杀菌→冷却→成品。

1.3 操作要点

1.3.1 护色

将去皮后的怀山药尽快投入到柠檬酸、氯化钙和亚硫酸钠的3种复合溶液中护色。

1.3.2 预煮

将经过护色的怀山药投入60℃～70℃水中预煮22 min，预煮后迅速冷却，并洗去怀山药表面的护色液。将1.5%愈创木酚酒精溶液与3%过氧化氢溶液等量混合，倒入浅盘中。取少量经过预煮、冷却后的试样浸入混合液中，记录怀山药颜色变化情况。

1.3.3 注汤汁、排气杀菌与冷却

将调配好的汤汁煮沸，然后用五层细纱布过滤后装入，汤汁注到和瓶口水平盖上盖。装好的罐头加盖后，先拧紧然后再轻轻松一下，放入沸水中保持沸水在距离瓶口5 cm左右，排气0.5 h，其目的主要是控制细菌生长，有助于避免将假胀罐误认为腐败变质罐[7-8]。然后在沸水中不拿出瓶的情况下用湿毛巾辅助再把瓶盖拧紧，加水直到把瓶子淹没，沸水中杀菌0.5 h。杀菌彻底后，将罐头放入40℃左右温水，将罐内温度迅速冷却到40℃左右。

1.4 试验方法

1.4.1 单因素试验设计

1.4.1.1 不同浓度护色剂对怀山药硬度和白度的影响

以经过护色后的怀山药硬度[9-10]和白度[11]为检测指标，将怀山药投入氯化钙浓度分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的护色液中1.5 h后取出，在60℃～70℃温度下预煮20 min后捞出，考察不同氯化钙浓度对怀山药硬度和白度的影响，每个样品分别平行测定3次。同样的方法来考察不同浓度的亚硫酸钠和柠檬酸的护色效果。

1.4.1.2 预煮单因素试验

以多酚氧化酶等失活程度为检测指标，设定温度为90℃，预煮时间为3 min，考察料液比分别为1∶2、1 ∶4、1 ∶6、1 ∶8、1 ∶10（g/mL）时的预煮效果；设定预煮时间为 3 min，料液比为 1 ∶6（g/mL），考察温度分别为60、70、80、90、100℃时，怀山药的色泽变化情况。同样地，设定温度为 90℃，料液比为 1∶6（g/mL），考察预煮时间分别为 1、2、3、4、5min 时，对多酚氧化酶等失活率的影响。

1.4.1.3 汤汁调配单因素试验

以怀山药罐头产品的综合感官评分为检验指标，分别考察不同浓度的柠檬酸、白砂糖、食盐添加量对产品感官质量的影响。

1.4.2 正交试验设计

1.4.2.1 护色正交试验设计

为进一步确定最佳护色液配比组合，对氯化钙浓度、亚硫酸钠浓度、柠檬酸浓度3个因素进行正交试验，正交试验设计见表1。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Different levels of several factors of orthogonal experiment

1.4.2.2 汤汁调配试验设计

为进一步确定最佳工艺参数组合，对氯化钙浓度、亚硫酸钠浓度、柠檬酸浓度3个因素进行正交试验，正交试验设计见表2。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Different levels of several factors of orthogonal experiment

1.4.3 怀山药罐头感官评价标准[12-13]

怀山药罐头产品感官评价标准如表3所示。

表3 怀山药罐头感官评价标准Table 3 Standard of sensory evaluation

2 结果与讨论

2.1 护色效果试验结果

2.1.1 氯化钙的浓度对护色效果的影响

氯化钙的浓度对护色效果的影响结果如图1所示。

图1 氯化钙对怀山药硬度和白度的影响Fig.1 The effect of calcium chloride dosage on hardness and whiteness of the canned yam

由图1可知，在无水氯化钙的浓度为0.2%～0.5%范围时，怀山药的硬度随其浓度的增加而增大，当浓度为0.5%时硬度达到最大，而白度随其浓度的增大先减小后增大。这是由于无水氯化钙中的Ca2+能与怀山药细胞壁的果胶酸结和形成果胶酸钙，从而增加怀山药组织表面的硬度起到保脆作用，此外还能阻止组织液外流到细胞质与酶类接触，从而降低怀山药的褐变程度。当氯化钙的浓度为0.2%时，测得怀山药白度最大，此时硬度相对最低，可见二者随着氯化钙浓度的增大变化并不一致。

2.1.2 亚硫酸钠的浓度对护色效果的影响

亚硫酸钠的浓度对护色效果的影响结果如图2所示。

图2 亚硫酸钠的浓度对怀山药硬度和白度的影响Fig.2 The effect of sodium sulfite dosage on hardness and whiteness of the canned yam

由图2可知，亚硫酸钠的浓度为0.1%～0.25%范围时，随着其浓度的逐渐增大，硬度和白度均先增加后减小，当浓度为0.15%时，测得怀山药的硬度、白度均达到最大值。这是因为亚硫酸钠作为一种还原剂，能与氧气发生反应，保护怀山药中色素不被氧化，从而使得怀山药色泽鲜明。

2.1.3 柠檬酸的浓度对护色效果的影响

柠檬酸的浓度对护色效果的影响结果如图3所示。

图3 柠檬酸的浓度对怀山药硬度和白度的影响Fig.3 The effect of citric acid dosage on hardness and whiteness of the canned yam

由图3可知，随着柠檬酸浓度的逐渐增大，怀山药硬度先减小后增加，白度先增加后减小，随后再次增加。出现这种现象的原因是柠檬酸作为一种酸化剂，含有3个不稳定羧基，能降低多酚氧化酶的活性，增强亚硫酸钠的抗氧化作用，从而防止产品发生褐变。

2.1.4 正交优化试验结果

正交试验结果见表4。

表4 正交试验结果Table 4 Result of orthogonal experiment on quality of yam

由表4可知，根据极差分析结果，各因素对硬度的影响程度主次顺序为：无水氯化钙>柠檬酸>亚硫酸钠，即无水氯化钙是主要因素，柠檬酸次之；而影响白度的主次顺序为：柠檬酸>无水氯化钙>亚硫酸钠，即无水氯化钙是主要因素，说明无水氯化钙的影响效果要比其他因素更加显著。亚硫酸钠对二者的影响相对来说均最小，但并非意味亚硫酸钠越多越好，综合考虑生产成本以及亚硫酸钠对产品品质的影响，可酌情减少亚硫酸钠的添加量。依据各因素对硬度、白度的直观分析结果，以及以护色后的怀山药硬度为主要检测指标，白度为辅助指标，最优条件组合为A1B3C3，即柠檬酸浓度为0.1%，无水氯化钙浓度为0.5%，亚硫酸钠浓度为0.15%。此护色剂组合处理怀山药罐头不仅色泽好，质地也脆嫩。

2.2 预煮试验结果

2.2.1 预煮温度对酶失活率的影响

温度对酶失活率的影响见表5。

表5 温度对酶失活率的影响Table 5 The effect of different temperature on enzyme inactivation rate

由表5可知，当预煮时间为3 min，料液比为1∶6（g/mL）时，随着预煮温度的升高怀山药的色泽也是由深蓝逐渐变浅蓝，当温度达到90℃时，怀山药色泽在1 min内由浅蓝变为无色，说明多酚氧化酶等的活性已被破坏。综合考虑实际生产成本，选取预煮温度为90℃。

2.2.2 预煮时间对酶失活率的影响

预煮时间对酶失活率的影响见表6。

表6 预煮时间对酶失活率的影响Table 6 The effect of different precook time on enzyme inactivation rate

由表6可知，当温度为90℃，料液比为1∶6（g/mL）时，随着预煮时间的延长色泽由蓝色最终变为无色，当预煮时间为3 min时，怀山药的色泽在1 min内由浅蓝变无色，说明多酚氧化酶等的活性已被破坏。

2.2.3 料液比对酶失活率的影响

料液比对酶失活率的影响见表7。

表7 料液比对酶失活率的影响Table 7 The effect of different ratio of solid-liquid on enzyme inactivation rate

由表7可知，当温度为90℃，时间为3 min时，随着料液比的逐渐增大，怀山药色泽变化由蓝色到浅蓝再到无色，当料液比超过1∶6（g/mL）时，怀山药色泽由浅蓝瞬间变为无色。

2.3 汤汁调配试验结果

2.3.1 柠檬酸的浓度对汤汁感官评分的影响

不同柠檬酸浓度对怀山药感官品质的影响见图4。

图4 不同柠檬酸浓度对怀山药感官品质的影响Fig.4 The effect of citric acid dosage on quality of the canned yam

由图4可知，随着柠檬酸浓度的增加，感官评分先上升后降低，当浓度增加到0.1%时，感官评分达到最高16分，随后开始下降。这说明柠檬酸的浓度为0.1%时，怀山药风味甜酸适中，在浓度为0.06%、0.15%口感偏淡或者偏酸。

2.3.2 白砂糖的浓度对汤汁感官评分的影响

白砂糖浓度对怀山药感官品质的影响见图5。

由图5可知，在白砂糖添加量为12%～36%范围时，随着白砂糖浓度的增加，感官评分先升高后降低，当白砂糖添加量超过24%时，感官评分达到最高17.5，这说明当白砂糖的浓度为24%时是一种容易接受的甜度。

2.3.3 食盐的浓度对汤汁感官评分的影响

食盐的浓度对汤汁感官评分的影响见图6。

图5 白砂糖浓度对怀山药感官品质的影响Fig.5 The effect of white sugar dosage on quality of the canned yam

图6 不同食盐添加量对怀山药罐头感官品质的影响Fig.6 The effect of sault dosage on quality of the canned yam

由图6可知，在0.05%～0.25%范围内，随着食盐添加量的逐渐增多，感官评分先上升后下降，当食盐添加量为0.1%时，感官评分达到最大。

2.3.4 正交试验结果

正交试验结果见表8。

表8 正交试验结果Table 8 Result of orthogonal experiment on quality of canned yam

由表8可知，根据极差分析结果，各因素对汤汁的影响程度主次顺序为：白砂糖>柠檬酸>盐，即白砂糖是主要因素，柠檬酸次之；综合考虑生产成本依据各因素对汤汁的直观分析结果，最优条件组合为A3B2C2，即最佳配比组合为0.15%食盐、24%白砂糖、0.09%柠檬酸。经验证试验得出在此配比组合下，山药罐头的感官评分为18分，基本与正交试验结果一致。

3 结论

最佳的护色条件为：0.1%柠檬酸、0.4%氯化钙、0.15%亚硫酸钠的混合溶液护色；最佳的预煮条件为：料液比 1∶6（g/mL）、温度为 90℃、预煮时间为 3 min；最佳的汤汁条件为：0.15%盐、24%白砂糖、0.09%柠檬酸。采用常压水浴加热杀菌30 min，生产出的怀山药罐头不仅味道酸甜浓郁，汤汁透明而且保存时间较长。

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Research on Processing Technology of Canned Yam

LOU Wen-juan，SUN Yi-fan，Li Bin
（School of Food Science，Henan Insitute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）

For preventing browning and distortion phenomenon of Canned yam ，this paper studied on optimization of canned Chinese yam in making color，pre boiling，soup conditions.The results showed that the best nursing color conditions were 0.1%citric acid 0.5%no water calcium chloride 0.15%.The best precooking condition parameters are ratio of the material and liquid 1∶6（g/mL），reaction temperature was 90℃，precook time was 3 min，and the optimal combination of process parameters for ratio of soup additives were white sugar 24%，citric acid 0.09%，salt 0.1% ，which makes a delicious sweet and sour，bright canned yams.

canned yam ；color protecting；precooking；soup；flavor

2016-10-13

河南省高等学校重点科研项目（15A550013）

娄文娟（1989—），女（汉），助理实验师，硕士，研究方向：功能性食品与食品安全性。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.13.023