全 文 ：贮 运 保 鲜
2013年第24期
Vol . 34 , No . 24 , 2013
微波与护色剂结合处理
对自然干制青花椒色泽的影响
张甫生1，2，陈科伟1，2，郑 炯1，2，阚建全1，2，*
（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；
2.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室（重庆），重庆 400715）
摘 要：为解决青花椒自然干燥过程中极易发黑发褐的问题，提高干制青花椒产品品质，采用微波与护色剂结合处理
的工艺。考查不同微波处理条件及结合不同护色剂对自然干制青花椒色泽的影响。结果表明，经微波处理的最佳工艺
条件（载料量50g，微波功率462W，微波时间60s）处理后，再结合用含有0.4%异抗坏血酸钠的30%乙醇溶液进行喷涂处
理，于室温（28℃，相对湿度为45%）下阴干后，所得干制青花椒△a值可达-5.26，青花椒色泽青绿，护色效果显著。
关键词：青花椒，自然干燥，微波，护色剂
Effect of microwave combined antibrowning reagent treatment
on the color of green prickleyashes during natural drying
ZHANG Fu-sheng1，2，CHEN Ke-wei1，2，ZHENG Jiong1，2，KAN Jian-quan1，2，*
（1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China；
2.Quality and Safety Rrisk Assessment Laboratory of Agricultural Products Storage and Preservation（Chongqing），
Ministry of Agriculture，Chongqing 400715，China）
Abstract：In order to inhibit color browning of green prickleyashes during natural drying，and improve the quality
of dry green prickleyashes. The combined treatment of microwave and antibrowning reagent was applied，and
their combined effects on the color of dry green prickleyashes were investigated. Results showed that the⊿a
value was come to -5.26，when fresh green prickleyashes were treated by optimal microwave processing
（loaded weight 50g，microwave power 462W，treating time 60s） and sprayed by 0.4% sodium isoascorbate
solution with 30% ethanol，and the color of dried prickleyashes were quite green. This was indicated that the
microwave combined antibrowning reagent treatment had good effect on protecting the color of green
prickleyashes.
Key words：green prickleyashes；natural drying；microwave；antibrowning reagent
中图分类号：TS255.36 文献标识码：A 文 章 编 号：1002-0306（2013）24-0329-05
收稿日期：2013－05－21 * 通讯联系人
作者简介：张甫生（1983-），男，博士，研究方向：果蔬加工。
基金项目：国家自然科学基金项目（31071599）；重庆市科委攻关项目
（CSTC，2010AC1009）。
青花椒（Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc）
为芸香科花椒属的一种香料和油料植物，因其成熟
后果实表皮为青绿色而得名，是我国传统的“八大调
味品”之一[1-3]。与红花椒相比，青花椒不仅麻味浓烈，
且香味更加浓郁[4-5]，因此备受广大消费者的青睐。青
花椒果实中含有多种有效成分，如挥发油、酰胺、生
物碱、香豆素、脂肪酸以及黄酮等，其中挥发油和酰
胺是其香气和麻味的主要来源[5-7]。同时青花椒也是
一种药用经济作物，具有温中止痛、杀虫止痒等功
效[8-9]，现已是《中华人民共和国药典》所收载的常用
中药材之一[10]。
青花椒从果实形成到成熟采收都是青绿色，色
泽是其产品最重要的品质之一[11-12]。由于青花椒的采
收具有季节性，绝大部分青花椒采后都是通过自然
晾晒加工成干燥产品而得以保存[4，13]；自然干燥是目
前青花椒采后的一种主要加工方式，但在这自然晾
晒干燥期间，受天气等因素的影响，青花椒极易变色
和褪绿，导致最终的干制青花椒发黑发褐，严重影响
其品质和市场价格，从而影响了椒农种植青花椒的
积极性，也不利于青花椒产业的发展。目前对花椒干
燥的研究大多集中在红花椒上，已有较多相关研究
报道，如热风干燥与微波干燥等 [14-17]；而对青花椒干
燥的研究鲜见报道，仅见祝瑞雪等 [18]研究长时微波
干燥对青花椒感官品质方面的影响，未见有协同处
理及结合后期自然阴干等方面的报道。基于此，本文
以重庆产的新鲜青花椒为实验材料，在青花椒自然
干燥前，进行了微波结合护色液的前处理护色工艺
研究，以绿色色泽变化的特征值a值为指标，优化其
处理工艺参数，以期解决青花椒在自然干燥过程中
329
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.24.083
Science and Technology of Food Industry 贮 运 保 鲜
2013年第24期
色泽变劣的问题。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
鲜青花椒 九成熟，采摘于重庆北碚区静观镇
素心村，采摘后于当天运回实验室，在10℃环境中预
冷5h后，选择呈青绿色、无霉烂、无褐变的青花椒作
为实验材料；无水乙醇、盐酸、氧氧化钠、抗坏血酸
钠、异抗坏血酸钠、柠檬酸钠等 均为分析纯。
FA2004型电子天平 上海恒平科学仪器有限公
司；WP700SL17型微波炉 顺德市格兰仕电器实业
有限公司；DHG-9245A型干燥箱 上海齐欣科学仪
器有限公司；HunterLab UltraScan PRO型测色仪 美
国HunterLab公司。
1.2 实验方法
1.2.1 微波处理单因素实验 微波干燥属于辐射干
燥，影响其处理效果的因素主要有：微波功率、微波
时间及载料量[19]。为了确定微波处理的最佳护色效
果，进行了单因素实验。在微波功率（功率为按说明
书的换算值）为595W、微波时间为80s的条件下，考
查载料量（20、30、40、50、60g）对色泽保持效果的影
响；在微波时间为80s、载料量为50g的条件下，考查
微波功率（119、203、280、462、595、700W）对色泽保
持效果的影响；在微波功率为462W、载料量为50g的
条件下，考查微波时间（20、40、60、80、100s）对色泽
保持效果的影响。所有样品处理结束后，均在室温下
于室内阴干（28℃，相对湿度为45%），同时以不做处
理的鲜青花椒作为对照，阴干后测量青花椒颜色变
化值△a[1]，以选取最佳因素水平。
1.2.2 微波处理工艺优化 在单因素实验的基础
上，选取较佳水平，设计3因素3水平的正交实验，同
样以自然阴干后青花椒颜色的变化值△a为指标评价
护色效果，通过方差分析确定最优微波处理工艺，因
素水平见表1。
1.2.3 微波结合护色剂处理工艺 根据前期实验结
果，化学护色剂（异抗坏血酸钠、抗坏血酸钠、柠檬酸
钠等）对青花椒色泽保持具有很好护色效果。因此本
实验考虑在微波处理后辅以上述护色剂处理，以期
进一步提高青花椒色泽保持的效果。
在确定护色剂处理参数之前，先进行单一护色
液实验，以寻求较佳的处理效果。分别配制浓度
0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%的异抗坏血酸
钠、抗坏血酸钠和柠檬酸钠的护色液（护色液配制中
含30%乙醇并调节pH至6～7，前期实验结果证明这对
青花椒后期干燥中色泽保持有利），对采后的鲜青花
椒进行喷涂实验，同时以不做处理的鲜青花椒作为
对照。所样品处理完后，均在室温下于室内阴干
（28℃，相对湿度为45%），阴干后测量青花椒颜色。
在上述单一护色液实验结果的基础上，分别配
制浓度0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的
异抗坏血酸钠、抗坏血酸钠和柠檬酸钠的护色液对
微波处理的青花椒进行喷涂护色实验，并以只用微
波处理后的样品作对照。所有样品处理完后，均在室
温下于室内阴干（28℃，相对湿度为45%），阴干后测
量青花椒颜色。
1.2.4 色泽变化值（△a）的测定 青花椒色泽变化值
（△a）的测定采用色差仪检测 [20-21]，选用镜面反射模
式。每次测量颜色均随机选择20颗青花椒样品，依次
测量一次，已经测量过的青花椒样品不能再次测量。
青花椒经色差仪测定，色泽的表示参数有L值、a值和
b值，本实验选定最能反映青花椒绿色变化的a值
（“+”表示偏红，“-”表示偏绿）为色泽评价指标，实验
结果表示为△a，即处理组与对照组之间a值的差值
（也即△a=a处理-a对照）。干制青花椒△a值为负，表示
实验组干制青花椒比对照组干制青花椒颜色更绿；
△a值为正，表示实验组干制青花椒不如对照组干制
青花椒颜色绿，△a值越低表示护色效果越好。
1.2.5 数据分析方法 实验数据处理和分析在Origin
7.5中进行，实验均重复三次，所有结果均以标准偏差
形式给出。
2 结果与讨论
2.1 微波处理的护色效果
2.1.1 载料量对护色效果的影响 从图1中可以看
出，在微波时间为80s，微波功率为595W条件下，微
波处理的载料量为50g时，和对照干制青花椒相比，
干制青花椒△a值最低为-3.60。实验结果显示，若微
波处理的载料量太小（用于微波的青花椒太少），同
样在595W下微波处理80s，容易使得最终干制青花
椒质地变脆，颜色发黄，且香气损失严重；若微波处
理的青花椒太多，在同样的处理条件下，微波热效应
不能有效地抑制青花椒变色。宜选用载料量50g来进
行微波处理。
2.1.2 微波功率对护色效果的影响 从图2中可以
水平
因素
A 载料量（g） B 微波功率（W） C 微波时间（s）
1 40 280 40
2 50 462 60
3 60 595 80
表1 微波处理工艺正交实验因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal test in
microwave treatment
图1 载料量对干制青花椒颜色的影响
Fig.1 Effect of sample weight on the color of
dry green prickleyashes
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
20 30 40 50 60
载料量（g）
△a
330
贮 运 保 鲜
2013年第24期
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实验号 A B C 空列 △a值
1 1 1 1 1 -1.87
2 1 2 2 2 -3.11
3 1 3 3 3 -2.51
4 2 1 2 3 -3.26
5 2 2 3 1 -3.84
6 2 3 1 2 -3.43
7 3 1 3 2 -2.23
8 3 2 1 3 -2.71
9 3 3 2 1 -3.02
K1 -7.4870 -7.3515 -8.0016 -8.7262
K2 -10.5288 -9.6528 -9.3841 -8.7620
K3 -7.9503 -8.9618 -8.5804 -8.4779
k1 -2.4957 -2.4505 -2.6672 -2.9087
k2 -3.5096 -3.2176 -3.1280 -2.9207
k3 -2.6501 -2.9873 -2.8601 -2.8260
R 1.0139 0.7671 0.4608 0.0947
表2 微波处理正交实验结果与分析
Table 2 Results and analysis of orthogonal test in
microwave treatment
变异来源 SS df MS F Fa
A 1.7906 2 0.8953 112.1743 ** Fa（0.05）=19.00
B 0.9297 2 0.4648 58.2423 * Fa（0.01）=99.00
C 0.3213 2 0.1607 20.1310 *
误差 0.0160 2 0.0080
总变异 3.0575 8
表3 微波处理正交实验方差分析表
Table 3 Variance analysis of orthogonal test in
microwave treatment
看出，在微波时间为80s，载料量为50g条件下，微波
处理功率为462W时，和对照干制青花椒相比，干制
青花椒△a值最低为-4.08。如果微波处理的功率太
小，不仅达不到抑制褐变或者酶促反应的效果，而且
还会因青花椒的细胞结构被破坏，加剧青花椒变色；
功率太高又会影响干制青花椒质地。宜选用462W的
微波功率来进行微波处理。
2.1.3 微波时间对护色效果的影响 从图3中可以
看出，在微波功率为462W，投入青花椒载料量为50g
条件下，微波处理时间为60s时，和对照干制青花椒
相比，干制青花椒△a值最低为-4.30。若微波处理的
时间太短，同样也达不到抑制褐变或者酶促反应的
效果，且也会破坏青花椒的细胞结构，加剧青花椒变
色；时间太长也会使得青花椒质地变得很脆，且香气
成分损失严重。宜选用60s的微波时间来进行微波
处理。
2.1.4 微波处理正交优化实验结果 选用微波时
间、微波功率和青花椒载料量三个因素进行正交实
验，实验结果见表2和表3。
由表2及表3可以看出，三因素中，影响青花椒干
燥变色的因素按大小排序为：A＞B＞C，即：载料量＞微
波功率＞微波时间。通过方差分析表可以看出，A、B、
C三因素对青花椒干燥变色影响均显著，其中A因素
极显著，各因素F值大小比较为FA＞FB＞FC，方差分析的
主次顺序与极差分析的结果一致。
综上，微波处理的最佳工艺为A2B2C2，即载料量
为50g，微波功率为462W，微波时间为60s，在此情况
下所得到的干制青花椒△a值为-4.30，为所有单一
微波处理样品中的最优值，此干制青花椒的a值净值
为-2.83。
2.2 微波结合护色剂处理的护色效果
在前期预实验基础上，选择抗坏血酸钠、异抗坏
血酸钠及柠檬酸钠三种常用护色剂与微波结合处
理，来探究其护色效果。在进行协同结合处理之前，
先进行单一护色剂护色效果的比较研究。
2.2.1 单一护色剂的护色效果 不同浓度单一护色
剂对青花椒干燥护色效果见图4。从图4中可以看出，
在青花椒干燥护色过程中，异抗坏血酸钠的添加量
不宜过高，添加量为0.1%～0.5%时，护色效果明显；当
添加量为0.3%时，护色效果最好，△a值为-2.14。对于
抗坏血酸钠的护色效果，从图4中也可知，随着抗坏
血酸钠的添加量不同，干制青花椒颜色也不同。其护
色效果与异抗坏血酸钠相似，当抗坏血酸钠的添加
量为0.1%～0.5%时，其护色效果也较为明显；添加量
为0.3%时，护色效果也最好，△a值为-2.76。而对于柠
檬酸钠的护色效果，从图4中可以看出，其与抗坏血
酸钠和异抗坏血酸钠稍显不同，随添加浓度的增加，
图2 微波功率对干制青花椒颜色的影响
Fig.2 Effect of microwave power on the color of
dry green prickleyashes
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
100 200 300 400 500 600 700
微波功率（W）
△a
图3 微波时间对干制青花椒颜色的影响
Fig.3 Effect of microwave treating time on the color of
dry green prickleyashes
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
20 40 60 80 100
时间（s）
△a
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Science and Technology of Food Industry 贮 运 保 鲜
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图5 微波结合护色剂处理对干制青花椒色泽的影响
Fig.5 Effect of microwave combined antibrowning reagent
treatment on the color of dry green prickleyashes
3
2
1
0
-1
-2
-3
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
浓度（%）
△a
异抗坏血酸钠
抗坏血酸钠
柠檬酸钠
△a值呈现出先下降后上升的趋势。当柠檬酸钠添加
量为0.1%～0.50%时，△a逐渐下降，护色效果越发明
显，在0.50%时，△a值最低，达-2.95，此时干制的青花
椒最绿；此后，随着柠檬酸钠浓度的继续增加，△a值
逐渐趋向于0，无护色效果，甚至有负效应（当浓度最
高时，青花椒色泽比对照还差）。同时，从最终△a值的
变化，也可以得出三种护色剂的护色效果，即柠檬酸
钠＞抗坏血酸钠＞异抗坏血酸钠。
2.2.2 微波结合护色剂处理的护色效果 以微处理
后的青花椒为对照，比较微波处理后再用上述三种
护色剂处理的护色效果，其结果见图5。从图5中可以
看出，当用微波处理后继续用异抗坏血酸钠与抗坏
血酸钠进行护色时，较低的浓度护色液处理减弱微
波处理的效果，随着浓度的提高，护色增效作用明
显。与微波处理对照组相比，当异抗坏血酸钠与抗坏
血酸钠的浓度分别增至0.4%与0.5%时，增效作用最
大，且异抗坏血酸钠护色效果要优于抗坏血酸钠，此
时△a值分别为-2.31与-1.65。而后随着浓度继续增
加，增效作用减弱甚至减效。而对于微波处理后再用
柠檬酸钠溶液进行处理后的效果，从图中可知，所有
青花椒的△a值均为正值，表明微波后用柠檬酸钠处
理不但没有提高护色效果，而且还降低微波处理的
效果，这与单因素护色实验中采用低浓度的柠檬酸
钠处理新鲜青花椒所得的效果截然相反，具体原因，
还有待进一步探究。
综上，青花椒经过微波处理后再辅以异抗坏血
酸钠和抗坏血酸钠护色液处理，具有明显的护色增
效作用，而柠檬酸钠处理未有增效作用。其中增效作
用以异抗坏血酸钠处理最为显著，当异抗坏血酸钠
的添加量为0.4%时，与单一微波处理的对照相比，△a
值为-2.31，若与未经任何处理的对照相比，此干制
青花椒a值净值已达到-5.26，可以达到满意绿色保持
效果。
此外，在后期实验过程中，还进行了微波处理后
的抗坏血酸钠和异抗坏血酸钠复配护色实验，得出
最优组合的△a值为-2.36，最终干制青花椒a值净值
达到-5.31，与单一异抗坏血酸钠处理色泽变化不
大，复配护色效果不明显；从减少添加剂种类方面
考虑，最终选择异抗坏血酸钠作为微波处理后的护
色剂。
3 结论
微波结合护色剂处理对干制青花椒的护色效果
明显。经单因素与正交实验得出，微波处理的最佳条
件为：青花椒载料量为50g，微波功率为462W，微波
时间为60s；同时在上述微波处理最佳工艺基础上，
再辅以用含有0.4%异抗坏血酸钠的30%乙醇溶液进
行喷涂处理，室温（28℃，相对湿度为45%）下阴干后，
所得干制青花椒的a值净值为-5.26，与未经任何处理
的自然阴干对照样品相比，青花椒色泽青绿，护色效
果显著。因此，微波结合护色剂处理能够有效地解决
青花椒在自然干燥过程中色泽变劣的问题，保证了
干制青花椒产品品质。
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图4 护色剂处理对干制青花椒色泽的影响
Fig.4 Effects of antibrowning reagent on the color of
dry green prickleyashes
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
浓度（%）
△a
异抗坏血酸钠
抗坏血酸钠
柠檬酸钠
332
贮 运 保 鲜
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