低糖糖姜赋型与保质技术的研究

李维新，任香芸，何志刚，*，林晓姿，梁璋成

（1.福建省农产品（食品）加工重点实验室，福建福州350003；2.福建省农业科学院农业工程技术研究所，福建福州350003）

低糖糖姜赋型与保质技术的研究

李维新1，2，任香芸1，2，何志刚1，2，*，林晓姿1，2，梁璋成1，2

（1.福建省农产品（食品）加工重点实验室，福建福州350003；2.福建省农业科学院农业工程技术研究所，福建福州350003）

为解决低糖糖姜加工中外观变形、保质期短的技术问题，实验筛选了低糖糖姜的多糖类复合赋型剂，研究了赋型对产品细胞结构的影响，并采用正交实验优化了降低产品水分活度的配方。结果表明：在低糖糖姜加工的糖液中添加0.2%复合多糖FG-2赋型，产品的外观饱满度达到95.6%，其细胞显微结构能很好地解释赋型的机理和效果；添加0.60%的氯化钠、0.90%的甘油和0.20%的柠檬酸钠，能使产品的水分活度从0.733降低到0.676，实现产品无防腐剂的长期保藏。

低糖型糖姜，赋型，保质

利用生姜为原料加工的果脯以高糖制品居多，一般含糖高达65%～80%[1-3]。高糖制品易造成肥胖、高血压等多种疾病，随着人民生活水平的提高，低糖、营养、健康的绿色加工品是果脯蜜饯产业发展的趋势与主要研究方向。食品的安全性与其水分活度（Aw）有着密切的关系，微生物有最低限度的Aw，如果食品中的Aw低于这一数值，微生物的生长繁殖就会受到抑制[4-5]。低糖糖姜产品的含水率较高，导致Aw偏高，传统方法多添加防腐剂来达到延长保质期的目的，对加工产品造成安全隐患。另一方面，低糖糖姜因含糖低，蔗糖的赋型能力减弱，产品在干燥过程中极易出现收缩变形、干瘪现象，影响产品外观[6]。目前有草莓、李、苹果等多种低糖果脯的加工工艺研究[7-10]，而以生姜为原料，采用多糖赋型技术和降低Aw保质技术研发含糖量小于40%、无防腐剂的低糖型糖姜未见报道。本文针对低糖糖姜加工的技术难点，筛选了低糖糖姜的多糖赋型剂，并从细胞水平解释其赋型效果；优化了低糖糖姜的降低水分活度剂组合，延长了产品的保质期，为无防腐剂的低糖糖姜乃至其他低糖型果脯的加工提供技术支持。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

生姜原料福建省宁德市远德食品有限公司提供，盐腌保藏，生姜原料经过脱盐后切成1.0cm×1.0cm的正方体小块；白糖市售；氯化钠、甘油、柠檬酸钠、山梨糖醇、果胶、黄原胶、魔芋胶、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、复合多糖FG-2等均为分析纯。

SC69-02C型水分快速测定仪上海恒平科学仪器有限公司；DHG-9123型电热恒温鼓风干燥箱

上海精宏实验仪器有限公司；HD-3A型水分活度测定仪无锡市华科仪器有限公司；SP-2100UV型紫外分光光度计上海光谱仪器有限公司；Olympus BX-41型光学显微镜奥林巴斯中国有限公司。

1.2实验方法

1.2.1低糖型糖姜加工基本工艺流程盐腌姜→切块→脱盐→漂烫→30%冷糖水浸24h→加糖至40%→渗糖→滤糖→55～60℃烘干至含水率为30%±1%→包装→成品。

1.2.2低糖糖姜的赋型处理配制30%的冷糖水6份，每份1000g，其中5份分别按糖液质量比添加0.1%黄原胶、0.2%CMC-Na、0.2%果胶、0.2%魔芋胶、0.2% FG-2，1份为对照。取漂烫后的姜块6份，每份500g，分别按1.2.1工序加工，检测各处理产品的外观饱满度和Aw。

1.2.3赋型与未赋型产品的细胞显微观察处理将最优赋型处理和未赋型的低糖糖姜产品进行组织切块0.5cm×0.5cm×0.5cm，并用福尔马林-醋酸-酒精固定液（FAA）固定液保存。制样时材料经系列乙醇脱水（30%、50%、70%、85%、95%、100%乙醇），五级二甲苯透明，石蜡渗透、包埋后于KD-202切片机进行连续切片（厚度8μm）。切片经二甲苯脱蜡，乙醇复水，1%固绿染色，脱水后用中性树脂封片。Olympus BX-41显微镜获取图片。

1.2.4低糖型糖姜保质技术研究在糖液中分别添加糖水质量分数为0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%浓度的甘油、乳酸钠、柠檬酸钠、氯化钠、柠檬酸等降水分活度剂，按照工艺流程加工成低糖果脯产品，并将成品果脯含水率控制在30%±1%，测定各个处理下果脯的水分活度。

选取降低水分活度能力较强的3种物质为影响因素，以产品的Aw倒数为考察指标，进行L9（34）正交实验，因素水平见表1。

表1　L9（34）因素水平表Table.1　Factors and levels in the L9（34）orthogonal experiment

1.3检测方法

糖姜的外观饱满度取各处理干燥前的果脯100g，分别检测其干燥前后的总体积V1和V2。检测方法为将待测样品置于装有适量水的500mL量筒中，迅速读取水面上升的刻度即为果脯的总体积；果脯饱满度A（%）=V2/V1×100。水分活度采用水分活度计测定，温度为25℃。含水率采用水分快速测定仪测定；细菌、霉菌总数采用平板计数法，参考GB/T 4789.35测定。

2　结果与讨论

2.1不同多糖对低糖型糖姜的赋型效果

多糖类胶体物质具有亲水特性，添加适量的多糖类胶体物质不仅能使低糖果脯保持良好的外形，并且能适度降低产品的水分活度，对延长产品保质期极为有利。多糖类赋型剂用量过大，则糖液的黏度增大而影响渗糖效果，并影响产品的口感；偏小则不能起到很好的填充和赋型作用，本实验中的赋型剂使用量均为前期预备实验确定的适宜用量。不同的多糖类胶体物质对低糖糖姜均表现出明显的赋型效果，添加多糖物质的产品外观饱满度均超过了86%，而对照处理仅为78.5%；其中，赋型效果最好的是添加0.2%的FG-2处理，其外观饱满度为95.6%，且水分活度最小，为0.733，表明在赋型的同时还可适度降低产品的水分活度，有利于延长低糖糖姜产品的保质期（表2）。

表2　多糖对低糖糖姜的赋型效果Table.2　The shape maintenance effects of polysaccharide on low sugar ginger

2.2多糖赋型对低糖糖姜的细胞结构的影响

为更好地了解多糖物质赋型后对低糖型糖姜产品组织结构的影响，实验将0.2%的FG-2赋型的低糖糖姜和未赋型的产品进行石蜡切片，观察其细胞形态，结果如图1所示。经过赋型后的低糖糖姜产品细胞饱满，细胞内容物较多，并以凝胶形式存在，保存完好，表明低糖糖姜产品因受到胶体物质的亲水作用和胶体本身的填充作用，而致细胞形变较小，从而在产品外观上表现出较高的饱满度（图1B）；未赋型产品靠近糖姜中心的部位（图1A的右侧），因姜块中心失水较少而表现出细胞相对较饱满，而靠近外表的细胞（图1-A的左侧）因细胞内含物流失严重，细胞间虽排列紧密，因未能获得充分的多糖凝胶充填而显干瘪，表现在产品的外观上则是向内凹陷，饱满度降低。糖姜产品的细胞组织结构观察，能较好地解释和证明赋型剂对低糖糖姜的赋型作用和效果。

图1　产品细胞结构（400×）Fig.1　The cellular structure of product（400×）

2.3低糖糖姜保质技术研究结果

2.3.1不同降水分活度剂的降Aw能力比较微生物是影响食品储藏稳定性的重要因素之一，降低食品水分活度是达到食品的长期保存的一种有效方法，并能减少防腐剂对人体的危害[11]。在果脯加工中添加不同降低水分活度剂之后，其产品的水分活度与对照比，均明显下降，且随使用量的增加，产品水分活度的下降幅度越大（图2）。当降低水分活度剂的用量为0.6%时，添加氯化钠的产品水分活度为0.698，甘油的为0.700，柠檬酸钠的为0.705，而添加乳酸钠和柠檬酸的分别为0.710和0.725。实验结果表明，在低糖糖姜果脯加工中，降低水分活度能力最强的是氯化钠，其次为甘油、柠檬酸钠、乳酸钠和柠檬酸。

图2　不同降Aw剂对果脯Aw的影响Fig.2　Effect of different Aw-lowing reagents on water activity of preserved fruit

2.3.2低糖糖姜降水分活度剂的组合优化以氯化钠、甘油、柠檬酸钠为影响因子，以产品的水分活度的倒数为考察指标，按表2的实验设计进行L9（34）正交实验，其实验结果与方差分析见表3和表4。各降水分活度剂配合使用，对低糖糖姜的Aw降低能力加强，其中以处理9（A3B3C2）水分活度最低，为0.676。影响低糖糖姜产品水分活度因素大小顺序为：氯化钠＞甘油＞柠檬酸钠，此结果与三者的降低水分活度能力大小一致。其最佳处理组合为：A3B3C3，即氯化钠0.60%、甘油0.90%、柠檬酸钠0.30%。表4的方差分析显示，甘油与柠檬酸钠对低糖糖姜Aw的影响达到显著水平（p＜0.05），而氯化钠的影响达到极显著水平（p＜0.01）。

表3　正交实验结果Table.3　Results of orthogonal experiment

表4　方差分析结果Table.4　Variance analysis of orthogonal experiment

对最优组合进行验证实验，其产品的水分活度为0.670，正交处理9的Aw为0.676，已接近最佳处理，故仅从降水分活度角度考虑A3B3C3处理最佳，但考虑到果脯的风味和食品添加剂的使用原则，以及果脯安全保存的Aw，则以氯化钠0.60%、甘油0.90%、柠檬酸钠0.20%的处理即能达到产品安全保藏之目的，将该组合加工的产品用PE密封包装，在37℃保温7d，其细菌总数和霉菌总数分别为640cfu/g和25cfu/g，符合果脯蜜饯国家卫生标准GB 14884的要求。

3　结论

低糖果脯因含糖低、蔗糖赋型能力减弱而导致产品在干燥过程中出现收缩变形、干瘪现象，影响产品外观和出品率。本文筛选了低糖糖姜的优良赋型剂复合多糖FG-2，使低糖糖姜的外观饱满度超过95%；赋型与未赋型产品的细胞显微结构能够很好地解释多糖赋型的机理和效果。优化了低糖糖姜加工降低水分活度剂的配方组合，即在糖液中添加0.60%的氯化钠，0.90%的甘油和0.20%的柠檬酸钠，能使产品的水分活度从对照处理的0.733降低到0.676，延长了产品的保质期，并避免使用防腐剂，提高了产品的安全性。本研究能为无防腐剂的低糖型果脯加工提供技术参考。

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Study on the shape and quality maintenance of low sugar ginger

LI Wei-xin1，2，REN Xiang-yun1，2，HE Zhi-gang1，2，*，LIN Xiao-zi1，2，LIANG Zhang-cheng1，2
（1.Fujian Key Laboratory of Agricultural Products（food）Processing，Fuzhou 350003，China；2.Institute of Agricultural Engineering Technology，F A A S，Fuzhou 350003 China）

To solve the technical problems such as shape deformation and short shelf life of low sugar ginger product，polysaccharide excipent of low sugar ginger was selected，the influnce of shape maintenance on cellular structure of product was studied，and the formula reduced the water activity of low sugar ginger was optimized by the orthogonal exeperiment.The results showed that the shape satiation of low sugar ginger kept 95.6%with 0.2%compound polysaccharide FG-2 as the excipeent，and its cellular structure could explain the mechenism and the effect of shape maitenance.The water activity of product redued to 0.676 from 0.733 by adding 0.6%sodium chloride，0.9%glycerin and 0.2%citric acid sodium，the product could be long storage without preservatives.

low sugar ginger；shape maintenance；keep quality

TS264.22

B

1002-0306（2015）04-0224-03

10.13386/j.issn1002-0306.2015.04.040

2014－06－09

李维新（1970-），男，博士，研究员，主要从事农产品保鲜加工与食品发酵方面的研发工作。

何志刚（1964-），男，本科，研究员，主要从事农产品贮藏与加工研发工作。

福建省科技计划重点项目（2007S0010）；福建省科技计划重点项目-星火计划（2011S0090）。