熱燙處理對(duì)鮮切根莖菜品質(zhì)的影響

畢秀芳，謝 玲，劉曉翠，邢亞閣，馬 嫄，車(chē)振明

(西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院， 四川 成都 610039)

鮮切蔬菜(fresh-cut vegetables)，又稱(chēng)凈菜、切割蔬菜等，是采用新鮮蔬菜為原材料，經(jīng)過(guò)分級(jí)揀選、清洗、去皮、切分、包裝等工序，為消費(fèi)者提供的一種即食或供餐飲行業(yè)使用的新型加工方式的方便食品，其以方便快捷、清潔衛(wèi)生、質(zhì)地新鮮、營(yíng)養(yǎng)豐富的優(yōu)點(diǎn)得到眾多消費(fèi)者的親睞[1-2]。

熱燙處理能殺死大部分微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞并鈍化內(nèi)源酶，對(duì)部分水果和蔬菜的色澤有增強(qiáng)效果，能提升果蔬的感官品質(zhì)和商業(yè)價(jià)值。鮮切蔬菜易發(fā)生褐變，特別是土豆、藕、白蘿卜、平菇等蔬菜的加工過(guò)程中更容易褐變，使其商品價(jià)值降低。多酚氧化酶(PPO)是廣泛存在于果蔬中的一類(lèi)重要的內(nèi)源酶，在加工過(guò)程中，PPO可以促進(jìn)果蔬中的酚類(lèi)物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成褐色物質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生褐變，影響感官品質(zhì)[3]。因此，如何有效鈍化PPO是鮮切蔬菜加工過(guò)程中需要解決的重要問(wèn)題[4]。有研究表示，采用蒸汽熱燙和熱水熱燙均能達(dá)到鈍化酶的目的，但過(guò)度加工會(huì)使根莖類(lèi)蔬菜組織軟化[5]。高溫處理后，PPO活性降低，抑制了蔬菜的褐變，并且大部分微生物被殺死，可有效提高產(chǎn)品的安全性和感官品質(zhì)[6-9]。

本研究在盡可能保持鮮切根莖菜品質(zhì)的前提下，對(duì)鮮切根莖菜加工過(guò)程中熱燙條件進(jìn)行探索，從而達(dá)到控制酶促褐變以及貯藏過(guò)程中的品質(zhì)劣變的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：同批新鮮土豆、藕、白蘿卜(成都市郫都區(qū)紅光沃爾瑪超市購(gòu)買(mǎi))，4 ℃保藏，使用時(shí)間7 d。

試劑：聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)，Sigma-Aldrich(中國(guó)上海)；平板計(jì)數(shù)瓊脂，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；其他化學(xué)試劑均為分析純，購(gòu)買(mǎi)自成都市科龍化工試劑廠 。

1.2 儀器與設(shè)備

MJ-BL25C4攪拌機(jī)，廣東美的生活電器制造有限公司；WFJ7200分光光度計(jì)，尤尼柯(上海)儀器有限公司；TD-5M臺(tái)式離心機(jī)，四川蜀科儀器有限公司；DK-98-II電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；SW-CJ-2F雙人雙面凈化工作臺(tái)，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；BSA224S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；SGSP-02電熱恒溫隔水式培養(yǎng)箱，黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司；DK-98-II電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；SFG-02.400電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司；GY-3硬度計(jì)，樂(lè)清市艾德堡儀器有限公司；WF32-16MM色差計(jì)，深圳市威福光電科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料的處理

將3種新鮮根莖菜用清水清洗、去皮、切片(切分成(2±0.2) mm的片狀)，放入清水中。取3種樣品各25 g分別用于熱水熱燙和蒸汽熱燙，熱燙溫度為100 ℃，處理時(shí)間為5、10、15、20 s，對(duì)照組為未處理樣品。樣品經(jīng)熱燙處理后進(jìn)行真空包裝，4 ℃下貯藏。

1.3.2 多酚氧化酶(PPO)活性測(cè)定

1.3.2.1 粗酶液的提取

參照胡小松等的方法[8]，并略作修改。

分別取10 g土豆、20 g藕或白蘿卜，切碎后放入打漿機(jī)中，并向土豆中加入80 mL 0.05 mol/L、pH 6.0 的磷酸緩沖液和5%PVPP，向藕和白蘿卜中加入50 mL 0.05 mol/L、pH6.0的磷酸緩沖液和4%PVPP，勻漿，并在4℃的冷柜中靜置過(guò)夜。經(jīng)抽濾后在4 000 r/min、4 ℃的條件下離心20 min，所得上清液即為粗酶液。所得粗提取物不需要進(jìn)一步純化即可使用。粗酶液立即用于活性測(cè)定，避免發(fā)生氧化[8]。

1.3.2.2 PPO活性的測(cè)定

參照胡小松等[8]的方法，并略作修改。將經(jīng)30 ℃預(yù)熱10 min的1 mL粗酶液加入到5 mL底物溶液(4 mL 0.3mol/L鄰苯二酚和1 mL 0.05 mol/L、pH6.0的磷酸緩沖液)中，充分震蕩，混勻后迅速放入分光光度計(jì)中，測(cè)定420 nm處吸光值，5 s記錄一次，連續(xù)記錄1 min。單位酶活性定義為每分鐘吸光值發(fā)生0.1的變化。

PPO的相對(duì)殘余活性(RA)計(jì)算如下：

RA(%)=At/A0

(1)

式中：RA為相對(duì)殘余活性；At為熱燙處理過(guò)的樣品中酶的活性；A0為未經(jīng)熱燙處理樣品中酶的活性。

1.3.3 褐變強(qiáng)度(BD)測(cè)定

參照段澤敏等[10]的方法，并略作修改。取3種樣品各5 g，加入50 g蒸餾水，4 ℃下勻漿2 min，并在4 000 r/min、4 ℃條件下離心20 min，取上清液于25 ℃條件下保溫10 min，迅速在420 nm處進(jìn)行比色測(cè)定，結(jié)果以A420表示。

1.3.4 微生物測(cè)定

采用GB4789.2—2016平板計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)，結(jié)果以菌落形成單位(CFU/g)表示。

1.3.5 色澤測(cè)定

采用精密色差儀在常溫的條件下測(cè)定顏色，測(cè)出土豆、藕、白蘿卜的亮度值(L*)、紅度值(a*)和黃度值(b*)，并且計(jì)算出總色差(ΔE)，計(jì)算方法如下：

(2)

式中：L*為真空包裝熱燙處理后根莖菜的亮度；L0*為未進(jìn)行熱燙處理的根莖菜亮度；a*為真空包裝熱燙處理后根莖菜的紅度；a0*為未進(jìn)行熱燙處理的根莖菜的紅度；b*為真空包裝熱燙處理后根莖類(lèi)菜的黃度；b0*為未進(jìn)行熱燙處理的根莖菜的黃度。

1.3.6 硬度測(cè)定

用GY-3型硬度計(jì)在常溫下，測(cè)定土豆、藕、白蘿卜的硬度，計(jì)算方法如下：選用GY-3型的硬度計(jì)，并且連接壓頭(壓頭直徑8 mm)，用內(nèi)圈刻度讀數(shù)0.5～12 kg/cm2，單位kg/cm2，壓頭最大行程1 cm。

P=N/S

(3)

式中：P為鮮切菜的硬度值，kg/cm2；N為測(cè)力彈簧壓在鮮切菜面上的力，kg；S為鮮切菜的受力面積，cm2。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用軟件originpro 8.0進(jìn)行畫(huà)圖，使用軟件PASW Statistic 17.0(SPSS，U.S.A)進(jìn)行方差分析(ANOVA)，并對(duì)所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行ANOVA檢驗(yàn)，從而確定α=0.05水平的顯著性差異；所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)兩次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱燙方式對(duì)鮮切根莖菜PPO活性的影響

熱水熱燙和蒸汽熱燙對(duì)藕、土豆、白蘿卜中PPO的活性影響如圖1所示。與未處理的樣品相比，3種鮮切菜的PPO殘余活性隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，但熱水熱燙效果明顯低于蒸汽熱燙，熱水處理20 s，PPO活性殘留仍然在50%以上，而蒸汽熱燙在處理時(shí)間為15 s時(shí)，白蘿卜、土豆、藕PPO殘留活性分別下降至29.1%、27.2%、27.5%。鄭伯勇[11]、孫鶴寧等[12]研究結(jié)果均顯示蒸汽具有更好的滅酶效果，與本研究結(jié)果一致。蒸汽具有更強(qiáng)的穿透力，使酶分子內(nèi)部氫鍵斷裂，構(gòu)象被破壞，從而影響酶活力、抑制酶促反應(yīng)；熱水熱燙使產(chǎn)品表面的酶活性降低，酶分子內(nèi)部的氫鍵僅發(fā)生部分?jǐn)嗔眩薀崴疅釥C的效果不理想。酶的活性較高會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的酶促褐變和異味的產(chǎn)生，從而使產(chǎn)品的質(zhì)量降低[13-14]。實(shí)驗(yàn)中觀察到采用100 ℃熱水熱燙時(shí)，出現(xiàn)藕的脆度降低、土豆明顯變滑的現(xiàn)象，可能與組織中淀粉糊化有關(guān)。蒸汽熱燙處理15 s后PPO活性較低，表明該處理強(qiáng)度能較好地降低其活性；因此，選擇100 ℃蒸汽熱燙處理15 s進(jìn)行貯藏期的測(cè)定。

圖1 蒸汽(A)和熱水(B)熱燙處理對(duì)鮮切菜PPO活性的影響

2.2 不同熱燙方式對(duì)鮮切根莖菜BD的影響

熱水熱燙和蒸汽熱燙對(duì)藕、土豆、白蘿卜BD的影響如圖2所示。與未處理的樣品相比，BD隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，熱水處理20 s后，藕、土豆、白蘿卜的BD值分別下降0.07、0.23、0.11，而蒸汽處理15 s后，藕、土豆、白蘿卜的BD值分別下降了0.10、0.28、0.10。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)熱水或蒸汽熱燙后的樣品，褐變被有效抑制，這一結(jié)果與PPO酶活的變化相一致。此外，在3種原料中，熱燙使土豆的BD值下降最大，這可能與土豆中PPO活性最強(qiáng)有關(guān)，未處理的土豆片極易發(fā)生褐變，而熱燙后PPO活性發(fā)生顯著下降，褐變被有效抑制，因而B(niǎo)D較小。

圖2 蒸汽(A)和熱水(B)熱燙處理對(duì)鮮切菜褐變強(qiáng)度的影響

2.3 鮮切根莖菜在貯藏期內(nèi)的微生物生長(zhǎng)情況

將樣品經(jīng)蒸汽熱燙后進(jìn)行真空包裝，貯藏于4 ℃。貯藏期內(nèi)菌落總數(shù)的生長(zhǎng)情況如圖3所示。熱燙后白蘿卜、藕、土豆中菌落總數(shù)分別為2.55、3.06、2.50個(gè)對(duì)數(shù)，隨著貯藏時(shí)間的增加，微生物數(shù)量逐漸增多，當(dāng)貯藏到第7 d時(shí)，白蘿卜、藕、土豆中的微生物數(shù)量分別上升1.75、1.1、1.58個(gè)對(duì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)熱燙后的鮮切菜中微生物生長(zhǎng)速度緩慢，貯藏至第7 d微生物仍<5×104個(gè)對(duì)數(shù)，符合凈菜加工要求[15-16]。

圖3 熱燙后鮮切菜在4 ℃下貯藏時(shí)菌落總數(shù)生長(zhǎng)情況

2.4 貯藏期內(nèi)鮮切根莖菜硬度的變化情況

4 ℃貯藏下的產(chǎn)品硬度變化如圖4所示。3種鮮切菜的硬度均隨著貯藏時(shí)間的增加而減小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與未處理相比，熱燙后白蘿卜、藕、土豆分別減少了5%、4%、2%，當(dāng)貯藏時(shí)間延長(zhǎng)到第7 d時(shí)，白蘿卜、藕、土豆的硬度分別減小了23.3%、17%、22.4%。據(jù)推測(cè)隨著貯藏時(shí)間的增加，產(chǎn)品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細(xì)胞失水，導(dǎo)致硬度變低，從而發(fā)生變軟的現(xiàn)象。該結(jié)果與袁欣如等[17-18]發(fā)現(xiàn)的低溫能影響細(xì)胞的持水力，導(dǎo)致果蔬硬度降低的結(jié)果類(lèi)似。

圖4 鮮切菜在4 ℃下貯藏7 d的硬度變化情況

2.5 貯藏期內(nèi)鮮切根莖菜顏色的變化情況

如表1所示，經(jīng)過(guò)熱燙處理后，L*值和a*值增大，b*值減小，表明熱燙后樣品顏色變亮，這可能是由于色素物質(zhì)溶出以及組織內(nèi)氣泡溶解的原因。隨著貯藏時(shí)間的增加，3種產(chǎn)品的L*值減小，a*值增加，表明產(chǎn)品發(fā)生了明顯褐變，這可能是由于熱燙后PPO未被完全鈍化，殘余的PPO可以緩慢催化酚類(lèi)物質(zhì)發(fā)生氧化，從而引起褐變[18-20]。對(duì)比3種原料，土豆在貯藏期內(nèi)顏色變化最為顯著，當(dāng)貯藏到第7 d時(shí)，其總色差(ΔE)增加最多，為33.49，這可能與土豆中酚類(lèi)物質(zhì)含量豐富有關(guān)[21-23]。

表1 貯藏時(shí)間對(duì)根莖類(lèi)鮮切菜顏色的影響

注：采用PASW Statistic 17.0(SPSS，U.S.A)進(jìn)行方差分析，同一列中具有不同英文字母者差異顯著(P<0.05)

3 結(jié)論

蒸汽熱燙使PPO的活性發(fā)生顯著性降低，蒸汽熱燙15 s可使3種根莖菜PPO活性下降到30%以下，同時(shí)使3種根莖菜BD值發(fā)生顯著性下降，結(jié)果表明熱燙可以顯著改善產(chǎn)品的顏色；在貯藏期間，隨著貯藏時(shí)間的增加，3種根莖菜的菌落總數(shù)增加，亮度減小，紅度增加，硬度下降，表明在貯藏期間發(fā)生了質(zhì)構(gòu)變軟、褐變等現(xiàn)象。該研究可為鮮切蔬菜生產(chǎn)加工，特別是根莖類(lèi)蔬菜生產(chǎn)加工中褐變問(wèn)題提供一定的理論參考。