熱燙前處理對鮮食玉米貯藏過程中 保鮮品質的影響

馬玉芯,何余堂,袁丹丹,解玉梅,朱力杰,王勝男,劉 賀,馬 濤

(渤海大學食品科學與工程學院,生鮮農產品貯藏加工 及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心,遼寧錦州 121013)

鮮食玉米營養豐富、口感細膩、風味獨特,深受廣大消費者喜愛[1]。鮮食玉米收獲后,由于呼吸旺盛,容易喪失水分,加上微生物滋生,導致其鮮食品質不斷下降[2]。目前,鮮食玉米貯藏保鮮技術方法較多,但還存在如保鮮期短,工藝流程多,設備專一,成本高等缺點[3-7]。研究新型保鮮技術以解決鮮食玉米在加工、貯藏方面存在的問題具有一定意義[8]。近年來,食品保鮮過程中品質的變化與控制機理一直是研究的熱點[9]。

熱燙是食品進行各種貯藏加工(殺菌,脫水,冷藏,冷凍,凍干)前的熱處理程序。具體操作是將果蔬等食品浸入一定溫度的水中,維持一段時間。熱燙的目的是鈍化酶的作用,可使淀粉糊化,殺滅部分微生物;其作用是抑制貯藏期間營養物質、維生素的損失,保存原有色澤、組織狀態、風味、滋味等品質。熱燙對鮮食玉米采后生理的影響比較復雜,不同學者的研究結果不盡一致。熱燙處理可鈍化玉米籽粒中的酶,且穩定色澤,是貯藏加工前的重要步驟;熱燙處理可保持原鮮籽粒清香風味與營養,還可起到滅菌的作用,保證貨架期[10-12]。一些熱燙處理采用沸水燙漂10～15 min,甚至更長時間,鮮食玉米基本被煮熟,然后在進行貯藏[13]。因此,選擇合適的熱燙處理、溫度與時間尤為重要。既能鈍化籽粒中的酶活性,抑制營養成分分解,起到滅菌作用,又可減少熱燙時營養物質與水分流失、籽粒變硬等現象,使熱燙處理對鮮食玉米品質的效應達到平衡點。

前期研究已通過工藝優化研制出復合生物保鮮劑,并對鮮食玉米進行保鮮處理,取得良好的保鮮效果[9]。為更好地發揮復合保鮮劑在鮮食玉米上的保鮮作用,需要研究操作簡單、經濟有效的保鮮技術。因此,以鮮食糯玉米為材料,進行熱燙前處理,然后通過分析貯藏過程中鮮食玉米品質變化,研究熱燙處理對鮮食玉米的保鮮效應,為鮮食玉米的貯藏保鮮提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

鮮玉米 墾粘4號(籽粒黃色),產地為遼寧省錦州;復合生物保鮮劑 由本課題組研制[9];檸檬酸(AR) 天津市致遠化學試劑有限公司;蔗糖酯 杭州瑞霖化工有限公司;其它試劑 天津市化學試劑一廠。

PEN3電子鼻 北京盈盛恒泰科技有限責任公司;TA.XTplus質構儀 英國 Stable Micro Systems 公司;GJJ-0.03/100高壓均質機 上海諾尼輕工機械有限公司;電子天平JY5002 上海舜宇恒平科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 熱燙前處理與鮮食玉米保鮮流程 鮮玉米果穗采摘(選乳熟期、老嫩適中、無蟲蛀、無病害、棒體大小均勻、籽粒飽滿的果穗)→預處理(清理苞葉、花絲,流動清水沖洗)→護色(鮮玉米置于0.8%的檸檬酸溶液中浸泡20 min,進行護色)→熱燙處理(鮮玉米浸入熱水中進行熱燙;熱燙處理工藝為溫度85 ℃,時間120 s)[14]→流水沖洗至室溫→鮮玉米浸入復合生物保鮮劑,浸泡15 min→冷卻瀝干→0～4 ℃冷藏[14]。

以未進行熱燙處理的鮮玉米為對照,其它保鮮處理相同;定期進行品質分析,鑒定鮮食玉米保鮮效果。

1.2.2 保鮮品質測定 在貯藏保鮮過程中定期(分別在0、5、10、15、20、25、30 d時)取樣,進行如下指標的測定。

鮮食玉米水分含量的測定采用干燥法。

鮮食玉米質量損失率的測定采用稱質量法[15]。

物性指標(TPA)根據玉米籽粒的特點,采用P10柱形探頭測定,TPA測試條件為:測前速率1 mm/s,測試速率2 mm/s,測后速率2 mm/s,穿刺深度3 mm,壓縮程度設70%,停留間隔5 s,觸發值5 g[16]。

鮮食玉米感官鑒定按照表1的標準進行。

表1 鮮食玉米感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of fresh corn

氣味分析采用電子鼻測定,具體參數為:清洗時間110 s,測樣時間100 s,間隔1 s,自動調零時間5 s,傳感器室流量300 mL/min[17]。選取化學傳感器檢測第97～98 s的測量數據進行統計分析。運用PEN3型傳感器配套的Winmuster軟件對數據進行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)。

1.3 數據處理

利用t檢驗對熱燙處理和對照之間的各項品質指標進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 鮮食玉米水分含量變化分析

鮮食玉米呼吸旺盛,水分易散失(圖1)。與對照相比,經熱燙處理的鮮食玉米在貯藏過程中水分含量(質量分數)下降比較緩慢。熱燙處理的鮮食玉米在貯藏0～20 d時,含水量依然保持在63.9%以上(0 d時為68.3%),對照的水分含量下降到62.0%;在貯藏20～30 d之間,含水量下降速度加快,但依然高于對照;t檢驗表明(t=5.67,p=0.0013),熱燙處理與對照的水分含量差異達到極顯著水平。說明熱燙處理有助于保持鮮食玉米水分。

圖1 貯藏期間鮮食玉米水分含量變化Fig.1 Changes in moisture content of fresh corn during storage

2.2 鮮食玉米質量損失率變化分析

在貯藏期間,鮮食玉米由于呼吸作用,營養成分的轉化,水分喪失,甚至微生物滋生,導致質量損失率提高[18-19]。經過熱燙的玉米果穗,細胞膜失去半滲透特性,在熱燙過程中就存在物質流失現象,導致貯藏過程中糖分損失、水分流失、籽粒變硬,商品價值降低。從圖2可以看出,熱燙處理的鮮食玉米在貯藏初期(0～10 d),質量損失率略低于對照,隨后逐漸增加,30 d時達到12.8%,高于對照2.2%(對照為10.6%);經t檢驗分析(t=2.10,p=0.080),熱燙處理與對照的質量損失率之間未達到差異顯著水平。說明熱燙處理會造成鮮食玉米的質量損失,但不顯著。

圖2 貯藏期間鮮食玉米質量損失率變化 Fig.2 Changes in weight loss rate of fresh corn during storage

2.3 鮮食玉米物性指標分析

TPA分析表明(圖3),在貯藏期間,鮮食玉米的硬度不斷升高。熱燙處理的鮮食玉米在貯藏初期,硬度就高于對照,隨后逐漸增加,30 d時達到3737.10 g,貯藏期間的硬度明顯高于對照;經t檢驗分析,t=15.25,p=5.02E-06,熱燙處理與對照的硬度差異極顯著。說明熱燙處理會導致玉米籽粒的硬度增加,原因可能是營養成分轉化,水分喪失,表皮硬化等。

圖3 貯藏期間鮮食玉米硬度變化Fig.3 Changes in hardness of fresh corn during storage

鮮食玉米在貯藏初期,彈性增加,隨后又降低(圖4)。熱燙處理的鮮食玉米的彈性略低于對照;經t檢驗分析,t=-1.86,p=0.112,熱燙處理與對照的彈性差異不顯著。

圖4 貯藏期間鮮食玉米彈性變化Fig.4 Changes in springiness of fresh corn during storage

鮮食玉米在貯藏期,粘性處于下降趨勢(圖5)。對照的粘性下降緩慢,而熱燙處理的鮮食玉米的粘性下降比較快;經t檢驗分析,t=-0.46,p=0.664,熱燙處理與對照的粘性無顯著差異。

圖5 貯藏期間鮮食玉米粘性變化Fig.5 Changes in adhesiveness of fresh corn during storage

熱燙處理的鮮食玉米在貯藏期間,內聚性一直增加,且高于對照,而對照的內聚性在初期增加,后期略微下降(圖6)。經t檢驗分析,t=2.89,p=0.028,熱燙處理與對照的內聚性差異顯著。

圖6 貯藏期間鮮食玉米內聚性變化Fig.6 Changes in cohesiveness of fresh corn during storage

鮮食玉米在貯藏期間,膠粘性持續增加(圖7)。熱燙處理的鮮食玉米在貯藏初期,膠粘性明顯高于對照,隨后逐漸增加,30 d時達到2603.61 g,對照為1878.71;經t檢驗分析,t=12.06,p=1.97E-05,差異極顯著。

圖7 貯藏期間鮮食玉米膠黏性變化Fig.7 Changes in gumminess of fresh corn during storage

鮮食玉米在貯藏期間,咀嚼性持續增加(圖8)。熱燙處理的鮮食玉米在貯藏初期,咀嚼性明顯高于對照,隨后逐漸增加,30 d時達到2148.94 g,對照為1854.05;經t檢驗分析,t=12.54,p=1.57E-05,差異極顯著。

圖8 貯藏期間鮮食玉米咀嚼性變化Fig.8 Changes in chewiness of fresh corn during storage

鮮食玉米在貯藏期間,回復性處于持續緩慢增加趨勢,后期略降低(圖9)。熱燙處理的鮮食玉米的回復性略高于對照,經t檢驗分析,t=1.81,p=0.121,差異不顯著。

圖9 貯藏期間鮮食玉米回復性變化Fig.9 Changes in resilience of fresh corn during storage

熱燙處理導致玉米籽粒內的淀粉糊化,蛋白質變性,分子重排形成復雜的內部結構,其物性指標也發生變化。TPA分析結果表明,熱燙處理鮮食玉米的彈性、粘性及回復性與對照差異不顯著;而內聚性顯著高于對照,硬度、膠粘性和咀嚼性均極顯著高于對照。

2.4 鮮食玉米感官品質分析

鮮食玉米在貯藏過程中,籽粒色澤、形態、滋味等感官品質發生變化。熱燙處理的鮮食玉米感官品質保持良好(圖10),在貯藏30 d時,鮮食玉米的感官評分為85.9,保持較好的色、香、味等感官品質,而對照的感官品質不斷下降,感官評分為79.1;經t檢驗分析,t=4.71,P=0.0033,熱燙處理與對照的感官評分之間差異極顯著。說明熱燙處理對鮮食玉米的保鮮效果較好。

圖10 貯藏期間鮮食玉米感官品質變化Fig.10 Changes in sensory quality of fresh corn during storage

2.5 鮮食玉米氣味變化分析

主成分分析中的PC1和PC2上包含了在PCA轉換中得到的第1主成分和第2成分的方差貢獻率。方差貢獻率越大,說明此主要成分可較好地反映原來多指標的信息[20-21]。鮮食玉米氣味主成分分析見圖4。PC1和PC2的貢獻率分別為95.81%和3.64%,總貢獻率為99.45%。PC1貢獻率遠遠大于PC2,分析以PC1為主。貯藏0～15 d,對照鮮食玉米PC1和PC2變化與熱燙處理接近,與開始時鮮食玉米氣味接近。15 d后,隨著時間延長,對照和熱燙處理的PC1越來越大,但熱燙處理的PC1變化小于對照;同時,對照的PC2也大幅增加,而熱燙處理的PC2保持基本不變;說明對照氣味變化較大,熱燙處理的鮮食氣味變化較小。熱燙處理對鮮食玉米保鮮有一定的作用,熱燙處理可保持鮮食玉米風味,使鮮食玉米籽粒保持新鮮狀態。

圖11 鮮食玉米氣味PCAFig.11 PCA of odor changes of fresh corn at chilling temperature

3 結論

本研究采用合理的熱燙溫度,較短的熱燙時間,在熱燙前進行護色處理,減少了營養物質流失,避免長時間高溫熱燙的缺點,較好保持了鮮食玉米的食用品質。

熱燙處理有助于有效抑制鮮食玉米的水分散失,導致熱燙處理的鮮食玉米在貯藏期間,水分含量顯著高于對照;同時熱燙處理的鮮食玉米的質量損失率也比較低。

在物性指標上,熱燙處理鮮食玉米的彈性、粘性及回復性與未進行熱燙處理差異不大;但在內聚性上顯著高于未熱燙處理,而在硬度、膠粘性和咀嚼性等性狀上均極顯著高于未熱燙處理。

在感官鑒定指標上,熱燙處理也極顯著優于未熱燙處理;熱燙處理對鮮食玉米的保鮮效果較好,能較好保持色、香、味等感官品質。