一种利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料的方法

摘要

一种利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料的方法，属于蔬菜深加工技术领域。本发明涉及利用芹菜叶为原料，通过原料的分拣清洗、脱色、打浆、微生物转化、烘干粉碎，生产出亚硝酸盐含量为1.8%，黄酮类物质含量为3.5%，水分含量≤5%的食品配料产品芹菜粉。该食品配料芹菜粉可用于肉制品加工，具有护色、抗氧化、消除自由基功效。本发明制备的芹莱粉在使用量为0.75%的条件下，换算为亚硝酸盐的使用量及在肉制品中亚硝酸盐的残留量均满足GB2760-2007要求。

权利要求

1.一种利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料的方法，其特征在于步骤为：（1）原料的预处理：将芹菜叶中已腐烂的叶子剔除，拣去残枝及土石之类异物，用流动清水充分洗净；

（2）脱色：先用pH为1.6-2.0的柠檬酸溶液浸泡1-2 h，料液比为1:5；用流动水漂洗至洗出液呈中性，沥干；再于温度70-90℃，湿度≥90%的恒温箱中保温90-110min； （3）打浆：将脱色处理后的芹菜叶用组织捣碎机制成匀浆，用质量浓度10%的 NaOH溶液调pH至中性；

（4）微生物转化：将肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌按1:1的比例接种于浆料中，两个菌种7

的接种量均为 2×10cfu/g浆料，于38℃下培养6小时，使其中的硝酸盐转化成亚硝酸盐；

（5）烘干与粉碎：将经微生物转化的浆料平摊于物料盘中，堆盘厚度≤1cm，于温度为

100℃的烘箱中烘干5h，至水分含量≤5%，用粉碎机粉碎，过80目筛，即得食品配料产品芹菜粉。

2.根据权利要求1所述利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料的方法，其特征在于脱色：先用pH为1.8的柠檬酸溶液浸泡1.5h，料液比为1:5；用流动水漂洗至洗出液呈中性，沥干；再于温度80℃，湿度≥90%的恒温箱中保温100min。

3.根据权利要求1所述利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料的方法，其特征在于生产出具有护色、抗氧化、消除自由基功效的食品配料芹菜粉，其亚硝酸盐含量达1.8%，黄酮类物质含量达3.5%，水分含量≤5%。

说明书

一种利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料

的方法

技术领域

[0001] 本发明利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料的方法及其产品，将芹菜叶进行综合利用，提升其深加工程度。属于蔬菜深加工技术领域。

背景技术

[0002] 芹菜是人们日常生活中食用的大众蔬菜。芹菜（包括芹菜叶）含有众多的维生素、矿物质、黄酮类化合物、脂肪酸类化合物、呋喃类化合物，具有降血压、软化血管、抗衰老的药理作用。日常生活中，芹菜叶一般作为非可食部分废弃。芹菜叶约占芹菜总量的15%-20%，芹菜叶子的废弃，会严重影响到菜农的经济利益，另外还会造成环境污染，增加垃圾清除和处理费用。以芹菜叶为原料，生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质的食品配料，可以“变废为宝”，对提高农民收入，促进农业经济发展，提升芹菜的综合利用和深加工程度具有深远意义，同时还具有环境保护意义。

[0003] 芹菜及其叶子中含有丰富的硝酸盐类物质，其含量一般在0.22%，经过还原性微生物的转化，硝酸盐类物质可转化为亚硝酸盐类物质，而硝酸盐和亚硝酸盐是国际相关标准中规定可用的肉制品加工常用的添加剂，具有护色、防腐、促进风味产生的作用。目前，肉品生产中常用矿物硝酸盐和亚硝酸盐。利用芹菜叶中含有天然硝酸盐，进而经过还原性微生物转化，制备富含亚硝酸盐的芹菜粉，可以达到使用矿物亚硝酸盐相同的效果，同时开拓了芹菜叶的深加工和综合利用思路和技术。

[0004] 黄酮类物质具有抗氧化，消除自由基、软化血管等作用，其功效已有大量研究证实。目前黄酮类物质已作为具有多种功效的食品添加剂广泛应用于食品加工中。芹菜（包括芹菜叶）中含量较多的黄酮类物质，其含量约为3.8mg/g，是黄酮类物质丰富来源的天然原料，利用芹菜叶加工的天然食品配料，充分利用了芹菜叶的这一特点。

[0005] 芹菜叶的绿色会影响到芹菜粉在肉制品中的使用，利用H+将叶绿素中的镁置换，可将叶绿素转化为脱镁叶绿素，使芹菜叶脱色，由此生产的芹菜粉在使用时不会对肉制品色泽产生影响。

[0006] 用芹菜叶生产的富含亚硝酸盐和黄酮类物质的食品配料，充分利用了芹菜叶硝酸盐类物质、黄酮类物质含量高的特点，结合目前食品加工中的生化技术，极大提升了芹菜的综合利用水平和深加工程度。

发明内容

[0007] 本发明目的在于：针对芹菜中15%-20%的叶子废弃，提升其综合利用和深加工程度；针对芹菜叶子的绿色严重影响添加后肉制品的正常色泽，将其进行脱色处理；针对芹菜叶中硝酸盐类物质含量高的特点，利用木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌将其转化为亚硝酸盐；针对芹菜叶中黄酮类物质含量高的特点，优化工艺参数，使黄酮类物质在芹菜粉的加工过程中所受的影响降到最小。通过以上关键技术的应用，将芹菜叶加工成富含亚硝酸盐和黄酮类物质的食品配料。

[0008] 本发明的技术方案：一种利用芹菜叶生产富含亚硝酸盐和黄酮类物质食品配料的方法，步骤为：

[0009] 1）原料的预处理：将芹菜叶中已腐烂的叶子剔除，拣去残枝及土石之类异物，用流动清水充分洗净；

[0010] 2）脱色：该工艺过程的依据是，在酸性环境中，用氢离子置换叶绿素中的镁离子，使其变成脱镁叶绿素达到脱色目的；芹菜叶本身含有的内源叶绿素分解酶也可分解叶绿素，达到脱色效果；本技术主要利用酸法脱色，叶绿素的褪色过程受到脱色温度、脱色时间、pH和柠檬酸浸泡时间的影响，通过优化实验，得到的最佳工艺参数是：先用pH为1.8的柠檬酸溶液浸泡1.5h，料液比为1:5；用流动水漂洗至洗出液呈中性，沥干；再于温度80℃，湿度≥90%的恒温箱中保温100min；通过此步骤，叶绿素的转化率达98.5%，残存色泽对肉制品颜色不产生影响，该过程中，黄酮类物质损失不明显；

[0011] 3）打浆：将脱色处理的芹菜叶用组织捣碎机制成匀浆，用质量浓度10%的 NaOH溶液调pH至中性；

[0012] 4）微生物转化：该工艺过程的依据是：硝酸盐可以在硝酸盐还原酶作用下转化为亚硝酸盐；肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌为发酵肉制品中常见的产硝酸盐还原酶的微生物，将肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌按1:1的比例接种于浆料中，两个菌种的接种量均为7
2×10cfu/g浆料，于38℃下培养6小时，使其中的硝酸盐转化成亚硝酸盐，该过程硝酸盐的转化率可达95%，工艺条件对黄酮类物质不产生明显影响；

[0013] 5）烘干与粉碎：将经微生物转化的浆料平摊于物料盘中，堆盘厚度≤1cm，于温度为100℃的烘箱中烘干5h，至水分含量≤5%，用粉碎机粉碎，过80目筛，该过程黄酮类物质损失8.2%；

[0014] 所述方法生产获得的富含亚硝酸盐和黄酮类物质的食品配料产品芹菜粉，具有护色、抗氧化、消除自由基功效的食品配料，其亚硝酸盐含量达1.8%，黄酮类物质含量达3.5%，水分含量≤5%。

[0015] 本发明的有益效果：

[0016] （1）提升了芹菜叶的综合利用能力和深加工程度，将芹菜叶“变废为宝”。

[0017] （2）充分利用了芹菜叶中硝酸盐含量高的特点，利用微生物转化将硝酸盐转化为亚硝酸盐。生产出亚硝酸盐含量为1.8%，黄酮类物质含量为3.5%，水分含量≤5%的食品配料产品芹菜粉，所得产品在肉制品加工中的使用量为0.75%的情况下，换算为亚硝酸盐的使用量和肉制品中亚硝酸盐的残留量均符合GB2760-2007的要求。

[0018] （3）充分利用芹菜叶中黄酮类物质含量高的特点，加工过程最大限度地降低黄酮类物质的损失。所得产品应用于肉制品加工，产生了一定的护色、抗氧化、消除自由基的效果。

[0019] （4）以芹菜叶为原料，利用微生物转化技术，生产成本低，设备投资少，无环境污染问题，生产方便。

附图说明

[0020] 图1柠檬酸溶液浸泡时间对脱色效果的影响

[0021] 图2 pH对叶绿素转化率的影响

[0022] 图3脱色时间对叶绿素转化率的影响

[0023] 图4脱色温度对脱色效果的影响。

具体实施方式

[0024] 下面结合实例对本发明作进一步的描述。

[0025] 产品的生产工艺过程如下：原料芹菜叶经预处理（拣选，洗净）、脱色、打浆、微生物转化、烘干、粉碎和包装得成品。

[0026] 实施例1脱色条件优化

[0027] 在芹菜粉生产过程中，为了使芹菜粉加入到肉制品中不对肉制品的色泽造成影响，必须将芹菜绿色脱除。以叶绿素转化率结合感官评定为考察指标，通过单因素和正交实验的优化得到颜色处理的最佳工艺参数。脱色温度、脱色时间、pH和浸泡时间的单因素实验如下：

[0028] （1）柠檬酸溶液浸泡时间对脱色效果的影响

[0029] 将洗净的芹菜叶按料液比1:5 浸泡于pH为1.8的柠檬酸溶中，将柠檬酸溶液浸泡后的原料置于温度80℃、湿度≥90%的恒温箱中保温100min，观察浸泡时间对脱色效果的影响。实验结果如图1所示。

[0030] 由图1可知，浸泡时间在0.5h至1.5h范围内，随着浸泡时间的延长，脱色效果变化明显。在1.5h以后曲线逐渐趋于平坦，叶绿素转化率趋于一个稳定值，当浸泡时间达到1.5小时以上时叶绿素转化率基本上可以达到97.82%，因此浸泡时间1.5h为一个关键点。

[0031] （2）pH对脱色效果的影响

[0032] 将洗净的芹菜叶按料液比1:5浸泡于不同pH的柠檬酸溶液中1.5h，将柠檬酸溶液浸泡后的原料置于温度80℃、湿度≥90%的条件下保温100min，评价脱色效果。实验结果如图2所示。

[0033] 由图2可知，当pH较大，也就是氢离子浓度比较低时，单位时间内叶绿素转化的量较少，即叶绿素的转化率较小。当pH落在2.6到2.0这个范围内时，叶绿素的转化加快，pH在1.6—2.0范围内叶绿素的转化率变化不大，因此，在考察pH对叶绿素转化率的影响实验中，pH1.8就成为了其中的关键点。

[0034] （3）保温时间对脱色效果的影响

[0035] 将在柠檬酸溶液中浸泡后的原料置于温度80℃、湿度≥90%的条件下保温。在不同的保温时间取样测定叶绿素转化率，评价脱色效果。实验结果如图3所示。

[0036] 叶绿素受温度、时间、pH的影响较大，在一定的酸性条件下，会转化成褐色的脱镁叶绿素，由图3可以看出，随着时间的延长，叶绿素的转化率先快速上升，最后稳定在一个水平上。在90min之前，叶绿素的转化率上升迅速，90min后叶绿素转化基本趋于平衡，但为了更为彻底的脱色，可适当延长脱色时间至100min。在时间这个因素中，100min就是一个关键点。

[0037] （4）温度对脱色效果的影响

[0038] 将柠檬酸溶液浸泡后的原料置于湿度≥90%的环境下保温100min，在不同的脱色温度条件下，评价脱色效果，实验结果如图4所示。

[0039] 由图4可以看出，温度对叶绿素的转化率有着较大的影响，其变化的趋势是先增大，最后稳定在一定的水平上，在温度为60℃时，叶绿素的转化率就已经达到了92.62%；60℃以上时，叶绿素的转化率持续上升，在80℃时，转化率达到98.12%，此时，叶绿素基本上转化完毕。从80℃到100℃，叶绿素的转化率在一个较小范围内变化，由此可见，80℃就是温度因素中的关键点。

[0040] （5）脱色参数的优化实验

[0041] 在单因子实验的基础上，利用正交实验对脱色参数进行了优化。实验的因素水平表如表1所示。

[0042] 表1 实验的因素水平表

[0043]

[0044] 通过优化，得到最佳脱色工艺条件为：脱色温度为80℃，脱色时间为100min，pH为1.8，柠檬酸浸泡时间为1.5h，此时叶绿素转化率为98.5%。该转化率下，在鲜肉糜中加入量为0.75%时，对肉品色泽不产生影响。该过程中，硝酸盐和黄酮类物质没有明显损失。

[0045] 实施例2微生物转化条件的确定

[0046] 根据肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌的最适生长温度，结合这两种菌产硝酸盐还原酶的最佳条件，确定微生物转化的最佳温度为38℃。将肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌按1︰1的比例接种于浆料中，两个菌种的接种量均为 2×107cfu/g浆料，于38℃下培养6小时，使其中的硝酸盐转化成亚硝酸盐。该过程硝酸盐的转化率可达95%，工艺条件对黄酮类物质不产生明显影响。

[0047] 肉葡萄球菌（Staphylococcus camosus）、木糖葡萄球菌（Staphylococcus xylosus）均为常用菌株，详见中国微生物菌种网（http://www.mum800.com/），可选用网上所列其中任一菌株。

[0048] 实施例3 烘干条件的确定

[0049] 将微生物转化后的芹菜浆平摊于物料盘中，堆盘厚度≤1cm，分别在100℃、常压热风干燥和真空度-0.1Mpa、温度80℃真空干燥，均干燥至水分含量≤5%，以干燥时间和黄酮、亚硝酸损失率为主要考察指标，评价烘干效果，研究发现热风干燥和真空干燥的烘干时间分别为4h和5.5h，黄酮损失量平均为8.2%和7.5%，亚硝酸盐损失不明显。通过对比，选择100℃的常压热风干燥。

[0050] 实施例4富含亚硝酸盐和黄酮类物质芹菜粉食品配料的应用研究

[0051] （1）体外消除自由基的作用

[0052] 考察了对羟基自由基的清除和对超氧自由基的清除作用

[0053] 羟基自由基的清除作用的原理参照Fenton 反应的方法建立反应体系模型，H2O2与二价铁离子混合后产生羟自由基，羟自由基具有很高的反应活性，存活时间短，但在反应体系中加入水杨酸能有效地捕捉羟自由基并产生有色产物，该产物在510nm处有强吸收，若加入具有清除羟自由基功能的被测物，便会与水杨酸竞争羟自由基，从而使紫色产物的生成量减少。采用固定时间反应法，在510nm 处测量含被测物反应液的吸光度，并与空白比较便能测定被测物对羟自由基的清除作用。

[0054] 超氧自由基的清除作用测定原理是在 322nm处超氧自由基有一特征吸收峰，当加入超氧自由基清除剂时，超氧自由基的生成受到抑制，邻苯三酚自氧化过程受阻，溶液在322nm处吸收减弱。故通过测定322nm处的吸光度，就可以推断清除剂对超氧自由基的清除作用。

[0055] 本实验选用不同芹菜粉加入量于自由基生成体系中，于室温搅动情况下保持1h。测定两种自由基的清除率。芹菜粉配料对自由基的清除作用见表2。

[0056] 表2 芹菜粉配料对自由基的清除作用

[0057]芹菜粉配料加入量（%） 0.30.5 0.7
羟基自由基的清除率（%） 8.112.3 14.5
超氧自由基的清除率（%） 7.910.8 12.1

[0058] 从实验结果看，芹菜粉对自由基的清除率有一定效果。

[0059] （2）芹菜粉配料在肉制品中的使用效果

[0060] 将一定量的芹菜粉配料加入到肉糜中，于室温下放置1h，然后于2-4℃放置10h，于沸水中煮10min，冷却后测定肉糜的硫代巴比妥酸值（TBA），感官分析肉糜色泽并与亚硝酸盐加入量为150ppm的肉糜进行比较。结果表明，芹菜粉配料加入量分别为肉糜量的0.3%、0.5%、0.7%时，肉糜色泽与亚硝酸盐加入量为150ppm的肉糜无明显区别。芹菜粉配料加入量分别为0.3%、0.5%、0.7%肉糜的TBA值分别比亚硝酸钠加入量为150ppm的肉糜下降
5.2%，8.9%，11.7%。

[0061] 结果表明，芹菜粉的使用可产生与使用亚硝酸盐相同的护色效果，同时表现出了一定的抗氧化效果。

[0062] 总上所述，结果表明：

[0063] 芹菜叶经拣选清洗沥水后，先用pH为1.8的柠檬酸溶液浸泡1.5h，料液比为1:5；用流动水漂洗10min，至洗出液呈中性，沥干。再于温度80℃，湿度≥90%的恒温箱中保温
100min。脱色处理后，芹菜粉配料不会导致肉制品产生不良色泽。脱色后的原料经打浆，用
10%的 NaOH溶液调pH至中性。将肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌按1:1的比例接种于浆料
7
中，两个菌种的接种量均为 2×10cfu/g浆料，于38℃培养6小时，该条件下硝酸盐转化率可达95%。浆料平摊于物料盘中，堆盘厚度≤1cm，于温度为100℃的烘箱中烘干5h，用粉碎机粉碎，过80目筛，得到亚硝酸盐含量达1.8%，黄酮类物质含量达3.5%，水分含量≤5%的芹菜粉，可作为肉制品加工配料，具有护色、消除自由基、抗氧化作用。