紫薯泥產品開發和貯藏期品質研究

高林，劉妍，廖小軍，吳繼紅（中國農業大學食品科學與營養工程學院國家果蔬加工工程技術研究中心農業部果蔬加工重點開放實驗室，北京100083）

紫薯泥產品開發和貯藏期品質研究

高林，劉妍，廖小軍，吳繼紅*
（中國農業大學食品科學與營養工程學院國家果蔬加工工程技術研究中心農業部果蔬加工重點開放實驗室，北京100083）

以紫薯為原料加工制作成紫薯泥，通過超高壓和巴氏殺菌兩種方式對產品進行處理，以未殺菌作對照，探究紫薯泥的貯藏期，并對其貯藏期品質進行研究，以期獲得能夠適宜貨架期及質優的預制紫薯泥產品。研究結果表明，在4℃的貯藏下，超高壓處理的紫薯泥貯藏期為21 d，巴氏殺菌處理貯藏期為12 d；超高壓處理和巴氏殺菌可以有效控制產品的pH值和可滴定酸的變化；超高壓處理較于巴氏殺菌和未殺菌處理能較大程度保持產品的色澤、總酚、花色苷和抗氧化活性。

紫薯；超高壓殺菌；貯藏期；花色苷；鐵還原力

紫薯（Solanum tuberdsm）是旋花科、甘薯屬的草本植物，果肉呈艷麗的深紫色，又名黑薯、紫心甘薯、紫心山芋［1］。紫薯含有豐富的膳食纖維、淀粉、維生素等物質，是很好的糧食作物［2］，而較于普通甘薯，其含有較多的花青素、硒、鐵、錳、鉀、鋅、黏性蛋白、賴氨酸、胡蘿卜素等多種功能性因子［3］，是具有特定保健功能的新型食品資源。

目前，紫薯產品類型主要有：紫薯色素、紫薯凍干品、紫薯粉、紫薯飲料、紫薯類休閑食品，如紫薯片、紫薯果脯、紫薯棗、油炸紫薯片等［4］。味美色佳的紫薯泥是備受消費者喜愛的紫薯制品，但不論是餐館還是家庭自制，都是即食即做，不僅食用時制作麻煩、耗費時間，且產品不能做到長期保存，無法實現工業化生產。本文以開發一種適宜貨架期的預制紫薯泥為目的，以紫薯為原料加工制作成紫薯泥，以未殺菌為對照，通過超高壓和傳統巴氏殺菌兩種殺菌方式對產品進行處理，微生物指標跟蹤產品貯藏期，并對產品的理化、營養指標品質進行評價，開發一種延長貨架期的預制紫薯泥產品可以很好的彌補上述不足，既豐富紫薯產品種類，又提高了產品附加值，實現紫薯的綜合利用。

1　材料與方法

1.1材料

紫薯品種：濟黑1號，山東，購買于北京市清河鎮農貿市場；雀巢Nestle鷹嘜煉奶煉乳350 g/罐、百吉福棒棒奶酪原味500 g/袋：購買于北京市美廉美超市學清路店；微生物培養基試劑：購買于北京奧博星生物技術有限責任公司；其它試劑購于北京化學試劑公司。

1.2設備

DL-CJ-1F醫用型潔凈工作臺：哈爾濱市東聯電子有限公司；DZQ400真空包裝機：日上包裝機械公司；HunterLab Color Quest XE全能色差儀：美國Hunterlab公司；UV-1800紫外分光光度計：日本島津公司；PHX智能型生化培養箱：寧波萊福科技有限公司；AY-210電子天平：日本島津公司；HHP-650超高壓設備：包頭科發新型高技術食品機械有限責任公司。

1.3方法

1.3.1紫薯泥的加工工藝流程［5］

紫薯挑選、清洗→切片（1 cm左右厚）→水蒸氣蒸制（1 h）→去皮→搗泥→復配（3 g煉乳+1.5 g奶酪/100 g紫薯）→攪拌→灌裝（高溫蒸煮袋真空密封）→未殺菌/殺菌（超高壓400 MPa、10 min；巴氏殺菌85℃、30 s）→貯藏（4℃、常溫）

1.3.2微生物指標測定

菌落總數檢測按照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》。

1.3.3理化指標測定

1.3.3.1pH的測定

將樣品溫度平衡到室溫，攪拌均勻后，用pH計測定，每個樣品重復測3次。

1.3.3.2可滴定酸測定

一定體積的樣品用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定至終點pH 8.1。按以下公式計算：

式中：TA為可滴定酸含量，%；V0為樣品總體積，mL；V2為消耗的NaOH標準液體積，mL；C為NaOH標準液的摩爾濃度，（0.1 mol/L）；W為樣品重量，g；V1為滴定所用的樣品體積，mL；K為折算系數（以檸檬酸計，0.070）。

1.3.3.3色差測定

室溫下采用全能色差儀檢測樣品的色差［6］。以標準白板作為標準，在反射模式下選取Hunter LAB表色系統，L*表示亮度指數，a*表示紅綠色，b*表示黃藍色。

1.3.4營養指標測定

1.3.4.1總酚含量的測定

采用Folin-ciocalteu法測定總酚含量，參照Cao等方法［7］并略作修改。

1.3.4.2總花色苷含量的測定

采用pH示差法測定總花色苷的含量，參照Xu等方法［8］并略作修改。

1.3.5抗氧化能力的測定

提取液的制備：取5 g紫薯泥，加入10 mL 80%甲醇，混勻，超聲提取15min，離心（12000g，15min），收集上清液，并在沉淀中再次加入10 mL 80%甲醇，重復上述操作。將兩次收集的上清液定容到25 mL容量瓶［9］。

FRAP法：參照Benzie等［10］的方法，并略作修改。

2　結果與分析

2.1微生物指標的變化

2.1.1紫薯泥（4℃貯藏）的菌落總數變化

圖1是不同滅菌處理的紫薯泥4℃貯藏期內菌落總數的變化。未經殺菌處理的紫薯泥在第4天左右菌落總數超過了10 000 cfu/g，不符合標準GB 7099-2015《食品安全國家標準糕點、面包》，即未殺菌紫薯泥的貯藏期為3 d。400 MPa、10 min超高壓滅菌處理的紫薯泥在第21天左右接近10 000 cfu/g，因此，該處理的紫薯泥的貯藏期為21 d。85℃、30 s的巴氏滅菌處理的紫薯泥在第13天左右菌落總數趨于10 000 cfu/g，即巴氏滅菌處理的紫薯泥的貯藏期為12 d。從貯藏時間上來說，殺菌處理有利于紫薯泥的保存，且超高壓殺菌的效果優于巴氏殺菌的效果。

圖1　4℃貯藏下紫薯泥菌落總數的變化Fig.1　The changes of microbial counts during 4℃storage

2.1.2紫薯泥（25℃貯藏）菌落總數變化

未殺菌、巴氏殺菌、超高壓殺菌處理的紫薯泥在常溫貯藏下，第3天每個平板上的菌落總數均大于300CFU，為多不可計，不符合GB 7099-2015《食品安全國家標準糕點、面包》中對于菌落總數的要求；同時部分發生脹袋現象，因此，常溫貯藏下的紫薯泥的貯藏期小于3d。后續品質探究將不再涉及常溫貯藏紫薯泥。

2.2理化指標的變化

2.2.1pH和可滴定酸的變化

貯藏期內超高壓殺菌、巴氏殺菌、未殺菌處理的紫薯泥pH和可滴定酸的變化見表1。4℃下超高壓殺菌和巴氏殺菌處理的紫薯泥pH在貯藏期內無顯著性變化；未殺菌處理的紫薯泥pH下降顯著，可能是因為微生物生長消耗糖類，代謝產生酸而造成的［11］。當產品微生物超標后，與貯藏期內pH相比有明顯下降，由此可見微生物繁殖加快。可滴定酸的變化趨勢與pH的變化具有一致性。

表14℃貯藏下紫薯泥pH值的變化Table 1　The changes of pH value of purple potato mud during 4℃storage

2.2.2色差的變化

顏色是一個重要感官指標，是消費者首先觀察到的食品特性，因此減少產品貯藏過程中顏色的損失非常重要。在貯藏過程中顏色的變化受到很多因素的影響如pH、酸度、貯藏溫度等。表2顯示了不同處理方式的紫薯泥在4℃貯藏條件下色差L*值、a*值、b*值隨貯藏時間的變化。第0天，超高壓紫薯泥的L*明顯高于未殺菌的樣品，可能是由于高壓導致紫薯泥組織結構和基礎物質的變化形成一種凝膠狀態，導致色差L*值上升［12］。超高壓紫薯泥在貯藏前期（0～6 d）色差L*顯著上升，而后顯著下降，L*值下降可能是貯藏過程中酶的活性增加所引起的酶促褐變、色素類物質等發生聚合引起的非酶褐變等［13］；巴氏殺菌紫薯在貯藏期L*值變化不顯著，可能是熱導致了酶類失活，抑制了酶促反應，從而使亮度變化減小［14］。

超高壓和巴氏殺菌處理后，紫薯泥的a*值都降低，說明花青素等色素被降解破壞；而在貯藏期間，各處理組的a*值均顯著降低，而超高壓紫薯泥a*值始終大于巴氏殺菌組，說明超高壓在保持紫薯泥顏色方面效果較好。兩種殺菌處理都使得紫薯泥的藍色程度減少，在貯藏期b*值趨于平穩且超高壓組藍色程度始終高于巴氏殺菌組，b*值變化也主要與花青素的等酚類及其衍生物相關，其性質很不穩定，容易受到溫度、光照、pH、氧氣等因素的影響而發生降解或引起褪色［15］。

表2　4℃貯藏下紫薯泥L*值，a*值，b*值的變化Table 2　L*，a*，b*value variation of purple potato mud during4℃storage

2.3營養指標的變化

2.3.1總酚含量的變化

總酚含量的變化見圖2。

圖2　4℃貯藏下紫薯泥總酚含量的變化Fig.2　The changes of total phenol content of purple potato mud during 4℃storage

從圖2可知，超高壓處理后，紫薯泥總酚含量有所增加，可能是超高壓引起的細胞破裂，導致酚類的溶出增加［16］；巴氏殺菌處理的紫薯泥酚類損失達26%，主要是熱引起的酚類降解。在4℃貯藏期間，超高壓處理和巴氏殺菌的總酚基本沒有顯著性變化，可能是酶類在壓力或溫度的作用下得以鈍化減緩了酚類降解；而未殺菌的紫薯泥總酚急劇降低，導致酚類降解的因素有酶促反應及氧化分解、酚類與蛋白質或花色苷發生縮合反應等［17］。可見，超高壓處理可以更好地保持紫薯泥的總酚品質。

2.3.2花色苷含量的變化

圖3是紫薯泥在貯藏期內花色苷含量的變化。超高壓處理后，紫薯泥的花色苷含量降低不顯著，巴氏殺菌處理的紫薯泥花色苷損失達40%左右，主要是由于花色苷的熱降解［18］。在貯藏期內，超高壓殺菌在第5天左右，花色苷損失明顯下降了18%左右，而后趨于平穩；巴氏殺菌紫薯泥的花色苷在貯藏期沒有顯著性的變化；未殺菌的紫薯泥花色苷下降趨勢顯著。花色苷的含量影響到紫薯泥的色澤，花色苷和多酚類化合物發生縮合反應，反應產物不穩定會進一步降解成無色或棕色的化合物，從而引起產品顏色的變化，因此花色苷在貯藏期的變化趨勢與紫薯泥顏色指標a*值和b*值的變化具有一定的一致性。

2.4抗氧化性的變化

圖3　4℃貯藏下紫薯泥花色苷含量的變化Fig.3　The changes of anthocyanin content of purple potato mud during 4℃storage

圖4　4℃貯藏下紫薯泥鐵離子還原力的變化Fig.4　The changes of ferric reducing antioxidant of purple potato mud during 4℃storage

圖4是紫薯泥在貯藏期內鐵離子還原能力的變化。超高壓殺菌和巴氏殺菌處理的紫薯泥鐵還原力與未殺菌處理的紫薯泥沒有顯著性變化。在貯藏期第5天左右，超高壓殺菌、巴氏殺菌、未殺菌處理的紫薯泥鐵離子還原能力降低分別為：4%、22%、50%，且隨著貯藏期的延長，超高壓處理的樣品抗氧化活性變化不顯著。由于紫薯泥的抗氧化成分主要是花色苷和酚類物質［19］，因此其抗氧化活性的發揮與總酚和花色苷含量的變化具有一定的一致性［20］。由此可見，超高壓殺菌處理不僅能夠延長產品貨架期，還可以有效的保持其抗氧化活性。

3　結論

1）在4℃的貯藏下，超高壓殺菌處理（400 MPa、10 min）的紫薯泥貯藏期為21 d，較于未殺菌處理貯藏期4 d和巴氏殺菌（85℃、30 s）處理貯藏期12 d，更大程度的延長了產品貯藏期；在常溫（25℃）的貯藏下，3種處理方式的紫薯泥貯藏期均不超過3 d。可見，超高壓處理的紫薯泥于4℃貯藏，可以有效延長紫薯泥產品的貨架期。

2）貯藏期紫薯泥的理化指標（pH、可滴定酸、色差）測定結果表明，超高壓殺菌和巴氏殺菌可以有效控制產品的pH和可滴定酸的變化；超高壓處理的產品較于巴氏殺菌和未處理組能夠更好地保持產品的色澤。

3）跟蹤貯藏期（4℃）紫薯泥總酚和花色苷含量變化結果表明，超高壓處理的紫薯泥總酚和花色苷損失不顯著（總酚損失12%、花色苷損失22%），巴氏殺菌對總酚和花色苷有較大程度的破壞，未殺菌處理組的總酚和花色苷急劇下降。所以，超高壓能夠最大程度地保持紫薯泥的營養品質。

4）Fe離子還原力與總酚和花色苷的變化趨勢具有一致性，即超高壓殺菌處理不僅能夠延長產品貨架期，還可以有效的保持其抗氧化活性。

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Development of Purple Sweet Potato Processed Products and Its Qualities on Storage Life

GAO Lin，LIU Yan，LIAO Xiao-jun，WU Ji-hong*
（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agriculture University，National Engineering Research Center for Fruits and Vegetables Processing，Key Laboratory of Ministry of Agriculture Vegetables，Beijing 100083，China）

The objective of this study was to develop a kind of prepared purple potato mud that has a longer shelf life and better quality.Based on the fresh purple sweet potato，with the combination traditional steaming processing technology and high hydrostatic pressure（HHP）or pasteurization，prepared purple potato mud were developed.The effects of HHP and pasteurization on inactivation of natural microorganisms，contents of physical and chemical indicators and the antioxidant activity were investigated.It turned out that during the process of HHP，the storage period of purple potato mud could be extended to 21 days at 4℃，and pasteurization could prolong storage life to 12 days.There were no evident changes on the pH value and the titratable acid content among these treatments during the storage period.The process of HHP performed better in keeping the color，contents of total phenols，anthocyanin and the antioxidant activity on purple potato mud's storage life than pasteurization and unsterilized.

purple sweet potato；high hydrostatic pressure（HHP）；storage life；anthocyanin；Ferric reducing antioxidant power（FRAP）

2015-09-09

北京市科技計劃課題（Z131100003113001）；國家支撐計劃課題（2014BAD04B04）

高林（1988—），女（漢），博士生，主要從事農產品加工研究。

吳繼紅，女，教授，博士生導師，主要從事農產品加工與貯藏領域的研究。