檳榔加工工序對其理化性質的影響

陳升，龔卓，尹興筍，周春，歐陽夢云*

1.湖南伍子醉實業集團有限公司 （湘潭 411228）；2.常德市自來水有限責任公司 （常德415001）

檳榔（ArecacatechuL.）又名大腹子、仁頻、突門、洗瘴丹、馬金南、國馬（云南）、青仔（臺灣）、檳門（廣東）、榔玉等[1]，檳榔分為藥用檳榔（檳榔仁）和食用檳榔（檳榔殼），全球有6億～12億的檳榔食用者[2]，檳榔成為僅次于尼古丁、乙醇和咖啡因的世界第四大嗜好物品[3]。

食用檳榔部分是鮮食，更多的用于加工成休閑嚼塊，咀嚼檳榔可以提神醒腦并給人一種愉悅感[4]。針對檳榔研究，大多數是關于毒性[5-7]和活性物質提取[8-10]的研究，在食用檳榔加工工序方面的研究中針對某一種工序或某一種活性物質的研究也較多，如黃群等[11]用蒸汽爆破技術優化檳榔加工工藝，能增加檳榔口味的豐富性、咸味、鮮味并降低苦味，他們還發現檳榔干果經加工處理后檳榔堿含量會降低[12]。而對于食用檳榔整個加工過程對其理化性質的系統研究較少。

因此，以食用檳榔為研究對象，探究從檳榔干果到加工成食用檳榔過程中的理化性質。測定各個工序檳榔殼中的總多酚、有機酸、單寧含量及檳榔生物堿等活性成分和檳榔果的水分、硬度等參數，為提高食用檳榔的品質和優化工藝提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

各工序檳榔籽（湖南伍子醉實業集團）。

甲醇（色譜純，美國天地有限公司）；磷酸二氫鉀（分析純，中國醫藥集團有限公司）；沒食子酸標準品、兒茶素標準品、蘋果酸標準品、奎寧酸標準品、乙酸標準品（上海安譜實驗科技股份有限公司）；檸檬酸標準品（北京壇墨）。

1.2 儀器與設備

101-3AB型電熱鼓風干燥箱（北京中興偉業儀器有限公司）；Agilent 1260高效液相色譜儀（配VWD紫外檢測器和CDS2.3色譜工作站，美國Agilent公司）；ME-204分析天平、MS105DU半微量天平（梅特勒儀器有限公司）；ZWM-BAI-H120超純水機（湖南中沃水務環?？梢杂邢薰荆?；16D033超聲波清洗機（寧波新芝科技有限公司）；EVOLUTION220分光光度計（賽默飛科技有限公司）；TD5A型離心機（平凡科技有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 檳榔的加工

檳榔的加工工藝流程采用黃群等[13]用的工藝。工藝流程：原果—預發—汽爆（滅菌）—發制—烤籽—一次上膠—壓籽—二次上膠—晾籽—切籽—去核→點鹵→晾片。試驗指標測定均為挑選同一批次中3個位置各取600 g，混勻后隨機作為樣品測定，做3次平行，取平均值；樣品取回來后去掉爛籽，放-18 ℃冷凍保存。

1.3.2 檳榔殼中各成分的提取

隨機選取10顆檳榔去掉核后剪碎，稱取2 g左右，用70%乙醇水（體積比）以1∶30比例浸泡超聲提取3 h，過濾，得萃取液，用于酚類化合物、單寧和有機酸及生物堿含量的測定[3,14]。

1.3.3 水分的測定

水分的測定參考GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》[15]。

樣品的測定：將檳榔用剪刀剪成約2 mm單根細絲狀，取4.0 g置于皿中，放入鼓風干燥箱內，于103 ℃烘烤4 h，取出置于干燥器內，放冷至室溫后稱量，放入103 ℃鼓風干燥箱內，30 min后取出，放冷至室溫稱量，循環此操作至恒重。

1.3.4 硬度和彈性的測定

將檳榔放置于ENS-PRO型質構儀的載物臺上，探頭圓盤TPA擠壓探頭，直徑75 mm。加載程序：測試前速度1.0 mm/s，測試速度1.00 mm/s，觸發值5.0 g，測試形變量40%，實施二次擠壓試驗，對檳榔的硬度、彈性進行測定，每一個樣品取10顆做平行。

1.3.5 總酚含量檢測

選用福林酚法[16-19]測定檳榔中總酚含量。測定條件：1 mol/L福林酚試液1 mL，10.6%碳酸鈉4 mL，反應時間60 min，于波長760 nm處測定吸光度[14]。

樣品的測定：取1 mL萃取液，稀釋20倍，取1 mL稀釋后的溶液置于20 mL刻度試管中，加入6 mL純水，加1 mL Folin-Denis試劑，用力搖勻，靜置6 min，加入4 mL 10.6%碳酸鈉溶液，補足體積至20 mL，充分混勻，室溫下靜置1 h，于波長760 nm處測吸光度（A760）。取1 mL蒸餾水代替萃取液，按照上述程序處理作為空白對照，以沒食子酸作標準曲線。

1.3.6 有機酸含量檢測

有機酸含量檢測參考GB 5009.157—2016《食品安全國家標準食品中有機酸的測定》[20]，優化后采用的色譜條件[21-24]：色譜柱采用C18色譜柱或性能相當；檢測波長210 nm，柱溫30 ℃；流動相為甲醇5%-磷酸鹽緩沖液95%，其中磷酸鹽緩沖液0.02 mol/L NaH2PO4；流動相流速0.3 mL/min；進樣量10 μL；以檸檬酸、乙酸、奎寧酸、蘋果酸標準品做曲線，外標法定量測定有機酸的含量。

1.3.7 生物堿含量檢測

選用HPLC法[25-29]測定檳榔在加工過程中四種生物堿含量的變化規律。色譜條件：ZORBAX 300-SCX（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動相為乙腈（A）-0.2%磷酸水（45+55，V/V）；檢測波長215 nm；柱溫35 ℃；流速1.0 mL/min；進樣量10 μL。

1.3.8 單寧含量檢測方法

檳榔中單寧含量較高，主要類型是縮合單寧（原花青素），原花青素是影響食物口感（澀味和苦味）的主要成分[30-31]。單寧是酚類化合物的一種，大多數學者選用分光光度法測定其含量[32-34]。

樣品的測定：取1 mL萃取液置于20 mL磨口刻度試管中，加入3 mL香蘭素-甲醇溶液（質量濃度40 g/L）搖勻，加入1.5 mL濃鹽酸再搖勻，20 min后，于波長500 nm處測定吸光度（A500），以兒茶素做標準曲線，以純水作為空白對照。

1.4 數據統計及各含量的計算

使用Excel軟件對數據進行分析處理，并進行圖形繪制，每組試驗重復3次測定，試驗數據表示為平均值±標準偏差?？偡雍?、有機酸含量和生物堿含量（mg/g）均按式（1）計算。

式中：C為高效液相色譜或紫外可見光分光光度計測定的質量濃度，μg/mL；V為定容體積，mL；d為稀釋倍數；m0為原料質量，g。

2 結果與分析

2.1 不同加工工序中檳榔殼的水分的變化

將檳榔剪碎用直接干燥法測定水分，結果如圖1所示。倉庫保存的原果水分在20%左右，經預發、汽爆和發制后水分明顯升高，最高達40%左右，預發、汽爆和發制的工藝流程時為給檳榔原果增香加甜，此時的甜味劑和香料都是溶于水中，在此過程中檳榔原果吸收大量水分?？咀咽菍⒍嘤嗟乃秩コ?，所以此是為給檳榔增香，添加的香料也是溶于水中，因此悶香也會明顯增加烤完后的籽的水分，壓籽和打表工序基本對水分沒有影響，經過晾片后的點鹵籽水分被控制在20%左右，更有利于口感和貨架期的穩定。

圖1 檳榔加工不同工序中檳榔殼的水分含量

2.2 不同加工工序中籽的硬度的變化

將檳榔利用質構儀進行質構測定，結果如圖2所示。檳榔在預發、汽爆、發制后烤籽、悶香、壓籽及打表的過程中，硬度表現出來的變化規律呈現先降低后升高再降低的趨勢。這可能是因為在預發、汽爆和發制的工藝流程中檳榔的水分不斷升高，因此硬度在不斷下降，并且汽爆是通過快速泄壓的方式進行，該方法破壞檳榔原有的纖維結構，從而導致硬度大幅下降?？咀压に噷|構影響較大，水分散失導致纖維縮聚結合，導致其堅硬程度再次上升[35]；經一次上膠—壓籽—二次上膠流程后檳榔的水分又明顯升高，所以檳榔的硬度再次出現下降，最終成品的水分被稍微晾干，因此硬度稍有提高。

圖2 檳榔加工不同工序中檳榔的硬度

2.3 不同加工工序中籽的總酚含量的變化

檳榔殼剪碎后經超聲萃取，萃取液利用分光光度計測得總酚含量的結果，如圖3所示。原果經預發、汽爆及發制后檳榔中的總酚含量呈下降趨勢，在發制工序中下降尤為明顯，這可能是因為汽爆過后的檳榔果纖維膨脹松軟，又經過長時間的高溫發制，內含物更容易揮發流失。經烤籽工序后總酚又有所回升，這可能是因為熱烘干過程中由于分子熱運動加劇，檳榔核的水分逐漸滲入殼中最終經外殼散失，酚類物質在水中有一定溶解性，檳榔核中的酚類物質遠多于檳榔殼中的[36]，因此酚類物質也會隨水分由核遷移至殼。一次上膠工序跟發制工序類似，因為經過烘烤過后的檳榔殼纖維更加緊實致密，因此總酚含量稍有下降，后續的壓籽—二次上膠到成品的工序對總酚含量基本無影響。

2.4 不同加工工序中籽的有機酸含量的變化

檳榔殼剪碎后經超聲萃取，萃取液利用高效液相色譜法測得有機酸含量的結果，如圖4所示。從原果到汽爆這3個工序，檳榔殼中的有機酸在損失。這可能是因為檳榔中有機酸是水溶性物質，預發工序中檳榔干果用大量水浸泡達到濕軟狀態，有機酸溶于水中而損失，而在汽爆工序中檳榔被蒸汽完全包裹，再快速泄壓，這個過程萃取出一部分有機酸跟著蒸汽被排出。發制工序后檳榔殼有機酸有所提高，這可能是因為在長時間的高溫發制過程中，檳榔核中的有機酸通過分子間運動和水分的平衡轉移到檳榔殼中。經高溫烤籽后有機酸出現降解或揮發而導致殼中的含量降低[37]。一次上膠工序跟發制工序類似，因此殼中有機酸含量又有所回升，壓籽工序是用物理方式對檳榔籽實施的強烈擠壓，在此過程中檳榔核也被強烈地擠壓，因此核里面的內容物會被壓出，轉移一部分到檳榔殼中，因此有機酸含量會有所提高。后續二次上膠工序到加工到成品的過程對殼中的有機酸基本沒有影響。

圖4 檳榔加工不同工序中檳榔殼的有機酸含量

2.5 不同加工工序中檳榔殼的生物堿含量的變化

檳榔殼剪碎后經超聲萃取，萃取液利用高效液相色譜法測得生物堿含量的結果，如圖5所示。原果經預發—汽爆工序后檳榔殼中的生物堿含量在降低。這可能是因為在預發工序加入大量的水在50 ℃浸泡，在此過程中生物堿溶于水中流失，汽爆時快速泄壓致使檳榔殼的纖維結構發生了膨化，從而導致一些內容物更容易流失。在發制階段生物堿有所回升的原因可能是在長時間的高溫發制過程中，檳榔核中的生物堿通過分子間運動和水分的平衡轉移到檳榔殼中，后經高溫烘烤后，殼中的生物堿又跟隨水分流失。一次上膠工序跟發制類似，因此生物堿又出現回升。后續壓籽到成品的過程檳榔殼中生物堿基本不再發生變化。

圖5 檳榔加工不同工序中檳榔殼的生物堿含量

2.6 不同加工工序中檳榔殼的單寧酸含量的變化

檳榔殼剪碎后經超聲萃取，萃取液利用分光光度計測得單寧酸含量的結果，單寧屬酚類化合物。從圖6也可以看出，單寧酸含量變化跟總酚含量變化趨勢一致，原果經預發、汽爆及發制后檳榔中的單寧酸的含量呈下降趨勢，在發制工序中下降尤為明顯，這可能是因為汽爆過后的檳榔籽纖維膨脹松軟，又經過長時間的高溫發制，內含物更容易揮發流失。經烤籽工序后單寧酸又有所回升，這可能是因為熱烘干過程中由于分子熱運動加劇，檳榔核的水分逐漸滲入殼中，最終經外殼散失，單寧酸在水中有一定溶解性，因此也會隨水分由核遷移至殼。一次上膠工序跟發制工序類似，又因為檳榔果經過烘烤過后的檳榔殼纖維更加緊實致密，因此單寧酸含量僅稍有下降，后續的壓籽、二次上膠到成品的工序對檳榔殼中單寧酸含量基本無影響。

圖6 檳榔加工不同工序中檳榔殼的單寧酸含量

3 結論與討論

對食用檳榔的各加工工序的檳榔殼中水分、硬度、總酚、有機酸和生物堿含量的變化規律進行探究，結果發現：檳榔果經原果—預發—汽爆（滅菌）—發制—烤籽— 一次上膠—壓籽—二次上膠—晾籽—切籽—去核—點鹵—晾片—成品工序后檳榔殼中生物堿含量較原果下降46.7%，降低檳榔的毒害作用[37]；總酚含量下降37.0%，酚類物質中單寧酸的含量下降83.6%，改善檳榔果的酸澀味和苦味；有機酸含量下降47.0%，提升檳榔成品貨架期的穩定性；硬度下降77.0%，增加檳榔成品的柔軟度和咀嚼感，減少嚼食時對口腔黏膜的刺激，從而降低其對口腔的機械損傷[8]。結果表明，現有工藝對檳榔果理化性質的影響具有一定規律性，研究其規律性有利于提升食用檳榔成品的品質，并為優化改良加工設備及加工工藝參數和降害的研究提供一定理論依據。