超高壓處理對蓮藕品質的影響

朱云龍，陳 亭

（揚州大學旅游烹飪學院，江蘇 揚州 225127）

超高壓處理對蓮藕品質的影響

朱云龍，陳 亭

（揚州大學旅游烹飪學院，江蘇 揚州 225127）

目的：探討超高壓處理對蓮藕采后褐變及細菌性腐敗的影響。方法：通過設置不同壓力與保壓時間，對鮮切蓮藕真空包裝制品進行超高壓實驗，測定其風味物含量、多酚氧化酶活性，觀察在4 ℃保藏過程中的感官品質與細菌學指標變化。結果：經壓力400 MPa、保壓時間10 min的超高壓處理后，鮮切蓮藕制品風味成分增多，多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性下降，L*值與a*值上升，硬度下降，可溶性固形物增加，4 ℃保藏9 d細菌菌落總數低，品質良好。結論：使用壓力400 MPa、保壓時間10 min的超高壓處理，可以有效保持真空包裝鮮切蓮藕產品的風味，4 ℃保質期達到9 d。

蓮藕；超高壓；風味物；品質分析；保藏

蓮藕（Neulmho nucifer Gaernt），為睡蓮科植物，在我國栽培已有三千余年，是一種水生經濟作物。除含常規營養成分外，蓮藕還含有類黃酮、酚類、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、三萜、生物堿、揮發油等生物活性成分，屬于藥食同源的水生蔬菜[1]。蓮藕水分含量高，易腐性強，其保鮮技術一直是困擾行業發展的瓶頸。

超高壓保鮮是在常溫或稍低溫度下對食品進行壓力為100 MPa以上的高壓處理，并實現在0～4 ℃條件下保藏一周左右的新技術[2]。鮮切蔬菜使用超高壓技術處理不但可延長產品保質期，還可有效保持產品的食用品質，已報道的有獼猴桃、茭白、胡蘿卜、哈密瓜等，但尚未見有應用于蓮藕的報道[3-6]。

本實驗通過監測蓮藕在超高壓處理后的風味物組成、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性、色澤、硬度、固形物含量、VC含量及細菌菌落總數等指標的變化，探尋超高壓殺菌技術應用于加工蓮藕類產品的可行性，為該技術的實際應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

寶應產大白藕 揚州石塔菜市場；大豆調和油上海益海嘉里食品有限公司。

鄰苯二酚、NaH2PO4、Na2HPO4、無水乙醇、2,6-二氯酚靛酚、草酸、NaCl等均為分析純。

1.2 儀器與設備

HPP600MPa/2L超高壓設備 包頭科發新型高技術食品機械有限責任公司；GC-MS聯用儀 美國Thermo Fisher公司；UV-7504C紫外-可見分光光度計、PAL-2數顯型手持式折射儀 上海欣茂儀器有限公司；Centrifuge 5804離心機 德國艾本德公司；WSC-S全自動色差計上海信聯創作電子有限公司；GY-1硬度儀 上海潤晉機電有限公司；BS210S電子天平 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；HZ-8812恒溫鼓風干燥箱 上海智城分析儀器制造有限公司；XFS-280A不銹鋼蒸汽高壓滅菌鍋 上虞長豐儀器設備廠。

1.3 方法

1.3.1 超高壓處理

新鮮蓮藕→清洗→去藕節、削皮→切片→焯水→冷卻→裝袋（50 g/袋）→抽真空

用聚乙烯塑料袋將抽真空樣品密封2 層，不留頂隙。分批將樣品放入超高壓裝置中，設置條件為：1）未處理對照組；2）200 MPa壓力處理，保壓時間10 min；3）400 MPa壓力處理，保壓時間10 min；4）600 MPa壓力處理，保壓時間10 min；5）400 MPa壓力處理，保壓時間5 min；6）400 MPa壓力處理，保壓時間15 min。

1.3.2 保藏實驗

將經不同條件超高壓處理的藕片真空包裝制品置于4 ℃冰箱保藏9 d，每隔2 d檢測色澤、硬度、固形物含量、VC含量、細菌菌落總數等指標的變化。

1.3.3 指標測定

1.3.3.1 風味物質分析

采用固相微萃取（solid phase microextraction，SPMC）與氣相色譜-質譜聯用法（gas chromatographmass spectrometer，GC-MS）[7-9]測定。

樣品制備：先將固相微萃取纖維頭在氣相色譜進樣口處老化，老化溫度250 ℃，老化時間10 min。稱取蓮藕樣品10 g，切碎置于50 mL干凈錐形瓶中，用封口膜封好瓶口。10 min后插入100 μm PDMS萃取纖維頭，于室溫下取樣30 min，然后放在GC-MS聯用儀上進行脫附分析。

氣相色譜條件：色譜柱為HP-5MS 5% phenyl methyl silox-ane彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱溫45 ℃，保持2 min，以3.5 ℃/min升溫至220 ℃，保持2 min；汽化室溫度250 ℃，載氣為高純氦氣；柱前壓7.62 psi；載氣流量1 mL/min，進樣量1 μL；分流比20∶1。

質譜檢測條件：EI源；溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；發射電流34.6 μA；倍增器電壓1 037 V；接口溫度280 ℃；質量范圍30～550 amu。對采集到的質譜圖利用NIST 02譜庫進行檢索。

1.3.3.2 其他指標測定

多酚氧化酶活性測定采用分光光度計法[10]，色澤以色差計測定[11]，硬度以硬度儀測定[12]，可溶性固形物采用折射儀測定[13]，細菌菌落總數測定使用平板計數法[14]。

1.4 數據處理

使用Excel軟件、DPS軟件和SPSS17.0軟件對實驗數據進行統計學處理[15]。

2 結果與分析

2.1 超高壓處理對蓮藕風味物質組成的影響

圖1 蓮藕超高壓制品揮發性風味物質總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile components of lotus root products subjected to UHP treatment

表1 超高壓處理蓮藕制品的風味物質相對含量Table1 Change in fl avor components in lotus root products subjected to UHP treatment %

由圖1、表1可知，經不同壓力及保壓時間的超高壓處理后，蓮藕制品中的風味成分及相對含量發生了一些變化。其中醛類、醇類含量較高，其次是烷烴、烯烴、酯類及酮類化合物。壓力的增加會激活烷烴、醛類、酮類、酚類等化合物，而使烯類、醇類、酯類、呋喃類等失活；保壓時間的延長會使烷烴、烯烴、酮類等化合物會失活。其中200 MPa處理10 min后風味物總量發生下降，表明其風味物質被激活的數量低于失活的數量，特別是醇類失活過多所致。

就風味物質種類而言，未處理組檢出64 種，其余各組分別檢出67、65、48、70、66 種。表明經過壓力≤400 MPa、保壓時間≤15 min的超高壓處理后，鮮切蓮藕制品風味物種類有所增加。

2.2 超高壓處理對蓮藕PPO活性的影響

由圖2可知，增加超高壓壓力，延長保壓時間，鮮切蓮藕制品的PPO活性均明顯降低。與對照組比較，各處理組相對酶活力為79.3%、43.5%、25.7%、63.8%及25.1%。這可能由于經過超高壓處理弱化了PPO酶蛋白結構中部分氫鍵、疏水鍵、離子鍵和靜電相互作用，使PPO的三維構象受到破壞，加速失活所致[16]。

圖2 超高壓處理對蓮藕PPO活性的影響Fig.2 Effect of UHP treatment on PPO activity of lotus root products

2.3 超高壓處理對蓮藕制品保藏性能的影響

2.3.1 超高壓處理蓮藕保藏過程中色澤的變化

表2 超高壓處理蓮藕4 ℃保藏過程中L*值的變化Table2 Change in L* value of lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃

L*為亮度值，L*值越大蓮藕顏色越亮，反之越暗。由表2可知，蓮藕在超高壓處理后，L*值均有所上升，且增大壓力與延長保壓時間均使L*值升高。結合PPO活性的測定結果，可以認為，經超高壓處理后，部分PPO失活，抑制了酶促褐變，而使L*值上升。

在貯藏過程中，未處理組的L*值隨貯藏時間延長下降幅度較大，而經超高壓處理的各組L*值下降幅度均較小。在保藏過程中L*值的下降與殘留的PPO引發褐變直接有關[17]，與蓮藕中總酚、其他酶底物的關系有待進一步研究。

表3 超高壓處理蓮藕4 ℃保藏過程中a*值的變化Table3 Change in a* value of lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃

a*值代表紅綠色值，a*值越大蓮藕越紅，反之越綠。由表3可知，經不同超高壓處理后，a*值均有所增加，壓力越大，保壓時間越長，蓮藕的a*值越大，這可能由于超高壓處理時因壓力的作用誘使淀粉糊化引起色澤加深所致[18]。貯藏過程中，與對照組相比，隨壓力增大與保壓時間延長，蓮藕的a*值隨貯藏時間延長變化幅度較小。可能由于超高壓處理時因壓力的作用促使淀粉糊化與發生褐變所致。表明超高壓處理尚不能有效控制蓮藕色澤的穩定性，應進一步研究與超高壓處理相配套的護色技術。

2.3.2 超高壓處理蓮藕保藏過程中硬度的變化

表4 超高壓處理蓮藕4 ℃保藏過程中硬度的變化Table4 Change in hardness of lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃g

由表4可知，整體上，隨著超高壓壓力的增大與保壓時間的延長，蓮藕的硬度不斷下降。經保藏后，對照組樣品硬度隨貯藏時間延長下降幅度最大，200 MPa、保壓10 min的樣品次之，其余各組硬度下降相對較少。超高壓處理引起蓮藕硬度下降，與其組織結構發生變化有關。以400 MPa、保壓5～10 min的樣品硬度稍有增加，表明短時間超高壓處理會使蓮藕結構趨于致密，但隨著超高壓處理時間的進一步延長，會破壞蓮藕的細胞結構，特別是破壞細胞壁結構的中間層，誘發水溶性果膠增加，反而使硬度下降[19]。

2.3.3 超高壓處理蓮藕保藏過程中可溶性固形物含量的變化

表5 超高壓處理蓮藕4 ℃保藏過程中可溶性固形物含量的變化Table5 Change in content of soluble solids of lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃%

可溶性固形物是指食品中所有溶解于水的化合物的總稱，是反映食品產品所含主要營養物質多少的一個指標。由表5可知，經過不同超高壓條件處理后，蓮藕中的可溶性固形物含量均有增加，但在貯藏一段時間后出現下降，其中對照組、壓力小與保壓時間短的樣品，可溶性固形物含量降低幅度較大，而壓力大、保壓時間長的樣品可溶性固形物含量降低幅度較小。表明由于壓力作用破壞植物組織，使內容物溢出，使可溶性固形物含量升高，而在保藏后期因微生物分解而降低。

2.3.4 超高壓處理蓮藕保藏過程中細菌菌落總數的變化

由表6可知，未經超高壓處理的蓮藕樣品中細菌菌落總數明顯高于超高壓處理的蓮藕樣品，處理壓力越高、保壓時間越長，樣品中的菌落總數越少。超高壓采用靜態殺菌，起到“冷殺菌”的效果。超高壓處理不僅能破壞菌體蛋白質氫鍵、二硫鍵和離子鍵的結合，導致蛋白質結構遭受破壞，還能使菌體細胞膜破裂造成多重損傷，而使超高壓處理發揮良好的殺菌效果[20]。

表6 超高壓處理蓮藕4 ℃保藏過程中細菌菌落總數的變化Table6 Change of total bacterial colonies in lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃CFU/g

3 結 論

使用壓力400 MPa、保壓時間l0 min的超高壓處理，可以有效保持真空包裝鮮切蓮藕產品的風味，降低PPO活性，提高可溶性固形物含量，維持其固有的色澤與硬度，降低細菌菌落總數，使產品具有良好的保藏效果，4 ℃保藏期達到9 d。

[1] 肖海秋, 呂莉. 我國蓮藕保健食品研究進展[J]. 中國食品添加劑, 2006(7): 118-122.

[2] 縱偉, 畢素梅, 趙光遠, 等. 超高壓制備低糖紅棗果醬的研究[J]. 中國調味品, 2011, 36(11): 62-64.

[3] 王琎, 李汴生, 張微. 超高壓對果蔬制品品質影響研究進展[J]. 食品研究與開發, 2012, 33(3): 214-219.

[4] ESHTIAGHI M N, STUTE N, KNORR D. High-pressure and freezing pretreatment effects on drying, rehydration, texture and color of green beans, carrots and potatoes[J]. Journal of Food Science, 1999, 59(6): 1168-1170.

[5] ESTIAGHI M N, KNORR D. Potato cubes response to water blanching and high hydrostatic pressure[J]. Journal of Food Science, 1993, 58(6): 1371-1374.

[6] ZHANG Fusheng, DONG Peng, FENG Lun, et al. Textural changes of yellow peach in pouches processed by high hydrostatic pressure and thermal processing during storage[J]. Food and Bioprocess Technology, 2012, 5(8): 3170-3180.

[7] 鐘海雁, 黃永輝, 龍奇志, 等. SPME萃取頭對茶油揮發物萃取效果的影響[J]. 中國糧油學報, 2008, 23(4): 143-148.

[8] YE Nengsheng, ZHANG Liqin, GU Xuexin. Discrimination of green teas from different geographical origins by using HS-SPME/GC-MS and pattern recognition methods[J]. Food Analytical Methods, 2012, 13(12): 972-980.

[9] 甘秀海, 梁志遠, 王道平, 等. 固相微萃取-氣相色譜-質譜法分析火龍果果肉中揮發性成分[J]. 理化檢驗, 2012, 48(6): 726-727.

[10] 鄭蓮姬, 鐘耕, 張盛林. 白魔芋中多酚氧化酶活性測定及其護色研究[J]. 西南大學學報: 自然科學版, 2007, 29(3): 118-121.

[11] 劉紹. 食品分析與檢驗[M]. 武漢: 華中科技大學出版社, 2011: 217-218.

[12] 王永華, 張水華. 食品分析[M]. 北京: 中國輕工業出版社, 2010: 38.

[13] GB/T 10470—2008 水果、蔬菜制品可溶性固形物含量的測定[S].

[14] GB 4789.2—2010 食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定[S].

[15] 唐啟義, 馮明光. 實用統計分析及其DPS數據處理系統[M]. 北京: 科學出版社, 2002: 648.

[16] 趙光遠, 李娜, 縱偉. 超高壓處理對梨汁中多酚氧化酶活性的影響[J]. 食品與藥品, 2007, 9(1): 15-18.

[17] GENOVESE D B, FLUSTONDO M P, LOZANO J E. Color and cloudy stabilization in apple juice by stem heating crushing[J]. Journal of Food Science,1997, 62(6): 1171-1175.

[18] PATRNA A, BRUNTON N, da PIEVE S, et al. Effect of thermal and high pressure processing on antioxidant activity and instrumental color of tomato and carrot pures[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2009(10): 16-22.

[19] 謝瑋, 杜勝蘭, 李潔, 等. 不同預處理對蓮藕理化性質和微觀結構的影響[J]. 食品安全質量檢測學報, 2013, 4(6): 1699-1703.

[20] 張勝勇. 超高壓食品處理技術實驗研究[D]. 大連: 大連理工大學, 2006: 3-4.

Effect of Ultra-High Pressure Treatment on Lotus Root Quality

ZHU Yun-long, CHEN Ting (School of Tourism and Culinary Science, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

Objective: To explore the effect of ultra-high pressure (UHP) treatment on postharvest browning and bacterial spoilage in lotus roots. Methods: Fresh-cut lotus roots were vacuum-packaged and then subjected to UHP treatment at different pressures for different dwell periods of time. The contents of fl avor compounds and polyphenol oxidase (PPO) activity were measured, and the changes in sensory quality and bacterial colony number during subsequent storage at 4 ℃ was monitored. Results: Fresh-cut lotus roots contained more fl avor compounds after 400 MPa treatment for 10 min. In addition, we observed a reduction in PPO activity and hardness, and an increase in L* and a* values and soluble solid content. After cold storage for 9 days, the total number of bacterial colonies was lower and the sensory quality was better. Conclusion: The fl avor of lotus root products remains good after 400 MPa treatment pressure for 10 min and the shelf life was 9 days at 4 ℃.

lotus root; ultra-high pressure (UHP); fl avor; quality analysis; storage

TS255.7

A

1002-6630（2014）21-0084-04

10.7506/spkx1002-6630-201421017

2014-08-15

國家星火計劃項目（2013GA690252）；泰州市科技局農業工程項目（泰科2012-131）

朱云龍（1962—），男，副教授，本科，主要從事食品工藝學研究。E-mail：yl1962z@163.com