不同貯藏溫度下山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉對南酸棗皮漿品質的影響

王日思 - 褚貝貝 - 凌華山 - 陳明舜 -陳 軍 劉成梅 - 劉繼延 -

(1. 江西旅游商貿職業學院經濟管理學院，江西 南昌 330100；2. 南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047；3. 江西齊云山食品有限公司，江西 崇義 341000)

南酸棗又名廣棗，主要分布于中國江西、湖南、湖北、云南和廣西等氣候溫濕適宜、土壤條件合適的暖溫帶地區，其干燥成熟果實為蒙藥的習用藥材，可用于治療心肌缺血、心律失常等心腦血管疾病。南酸棗鮮果味酸、澀，不耐儲藏，主要用于加工棗糕，而南酸棗糕加工過程會產生大量的棗皮[1-2]，常作為廢棄物被丟棄，不僅造成資源浪費，還污染環境。將南酸棗皮處理成其他產品的原料是一種有效的轉化途徑[3]。南酸棗皮在加工前通常需要打漿處理，而打漿過程往往伴隨褐變反應及營養物的損失。因此，研究南酸棗皮在打漿及棗皮漿貯藏過程的品質變化，對開發南酸棗皮具有非常重要的意義。

在食品加工貯藏過程中通常會加入防腐劑，山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉是兩種常用的防腐劑，能有效抑制食品微生物生長繁殖、保持品質、延長貨架期[4-6]。研究表明，山梨酸鉀可有效保持羅望子產品貯藏期間營養和外觀品質[7]；焦亞硫酸鈉對雙孢蘑菇有保鮮和護色的效果[8]，對核桃青果有較好的保藏效果[9]。然而，關于山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉在南酸棗皮打漿及貯藏過程中的應用尚未見諸于報道。貯藏過程中，溫度對食品顏色和營養素影響較大[10]；Liu等[11]報道溫度對紅蘿卜花色苷有一定影響；Pinheiro等[12]研究表明較低溫不利于番茄貯藏，并對各指標建立了動力學模型。

試驗擬選擇4 ℃作為低溫貯藏溫度、25 ℃作為常溫貯藏溫度、35 ℃作為加速貯藏溫度，分別對3個貯藏溫度下南酸棗皮漿的重要指標(菌落總數、L*值、多酚含量、DPPH自由基清除力和pH)進行監測，并分析L*值和多酚降解反應動力學，評價山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉對南酸棗皮漿貯藏品質的影響，旨在為南酸棗皮產品的開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南酸棗皮：江西省齊云山食品有限公司；

山梨酸鉀、焦亞硫酸鈉：食品級，河南千志商貿有限公司；

平板計數瓊脂：北京陸橋技術股份有限公司；

福林酚：分析純，北京索萊寶科技有限公司；

沒食子酸標準品：分析純，阿拉丁試劑有限公司；

蘆丁(>99.9%)、DPPH(>99.9%)：美國Sigma公司；

氯化鈉、無水乙醇、氯化鐵、碳酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉：分析純，天津市大茂化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

紫外—可見分光光度計：722N型，上海精密科學儀器有限公司；

電子天平：FA2004型，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；

立式壓力蒸汽滅菌器：LDZX-50KB型，上海申安醫療器械廠；

恒溫恒濕培養箱：HWS-250型，上海森信實驗儀器有限公司；

電子恒溫水浴鍋：HWS12型，上海恒科科學儀器有限公司；

冷凍干燥機：AlpHa1-2LD型，德國Christ公司；

高速組織搗碎機：DS-1型，上海精科實業有限公司；

臺式離心機：TDL-5-A型，上海安亭科學儀器廠；

便攜式色差儀：HP-2136型，上海譜熙光電科技有限公司；

pH計：PHSJ-4F型，上海精密儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 南酸棗皮漿制備及貯藏 選取同批次，顏色一致，無腐爛變質的新鮮南酸棗皮，用流動水清洗并瀝干。南酸棗皮與水按質量比5∶2混合，各處理組分別添加焦亞硫酸鈉或山梨酸鉀至不同濃度(以南酸棗和水的總質量計，見表1)。將南酸棗皮用高速組織搗碎機打成勻漿，分裝，分別于4，25，35 ℃下貯藏，測定不同貯藏時間(0，10，30，60，90 d)的菌落總數、L*值、多酚、DPPH自由基清除率和pH，并對L*值和多酚降解動力學進行模擬，研究不同貯藏溫度下山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉對南酸棗皮漿貯藏品質的影響。

表1南酸棗皮漿中山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉的質量濃度?

Table 1 Mass concentration of potassium sorbate and sodium metabisulfite inChoerospondiasaxillarispeel pulp

組號濃度/%組號濃度/%控制組—B10.015A10.015B20.025A20.025B30.035A30.035B40.050A40.050

? Ai為山梨酸鉀試驗組；Bi為焦亞硫酸鈉試驗組。

1.3.2 菌落總數測定 按GB 4789.2—2016執行。

1.3.3L*值測定 采用色差儀[13]。

1.3.4 多酚含量測定 參考李倩等[14]的方法稍作修改。將南酸棗皮漿進行冷凍干燥，凍干后的南酸棗皮進行粉碎，精確稱取0.5 g南酸棗皮粉末，用60%乙醇以料液比1∶60 (g/mL)、60 ℃水浴提取1.5 h，冷卻至室溫后，定容至50 mL容量瓶中，搖勻。4 000 r/min 離心10 min，棄沉淀。取0.1 mL上清液于10 mL離心管，加8.15 mL蒸餾水，混合后加0.25 mL福林酚試劑，混勻，在5～8 min內加入7.5% Na2CO3溶液0.5 mL，混勻，室溫下避光靜置2 h，于760 nm處測吸光度。以0.1 mL蒸餾水作為空白對照，以沒食子酸標準樣品為標準對照，結果表示為每克干物質的沒食子酸當量。

1.3.5 DPPH自由基清除能力測定 參考Miao等[15]的方法并稍作修改。吸取1.3.4中上清液0.1 mL，加入DPPH 溶液5.9 mL，充分震蕩，暗處反應30 min，515 nm處測定吸光度。按式(1)計算DPPH自由基清除率。

(1)

式中：

c——清除率，%；

A0——空白對照組吸光值；

A1——樣品組吸光值。

1.3.6 pH測定 參考Liang等[4]的方法稍作修改。準確稱取凍干的南酸棗皮粉末0.5 g，加入30 mL蒸餾水，80 ℃水浴0.5 h，冷卻至室溫，定容至50 mL，搖勻，過濾取上清液，用pH計直接測定pH值。

1.3.7 降解動力學分析 參考Valdivia-Nájar等[16-17]的方法，分別按式(2)、(3)對儲藏過程中L*值和多酚數據進行零級或一級降解動力學模型擬合。

Kt=C0-C，

(2)

Kt=ln(C0/C)，

(3)

式中：

K——降解速率常數；

t——時間，d；

C——研究因子；

C0——初始因子。

1.3.8 數據分析 采用SPSS 25.0軟件的Tukey方法對各組變量進行顯著性分析，小寫字母不同表示在同溫度下各組之間具有顯著性差異；采用Origin 2017軟件對數據進行作圖和線性擬合。

2 結果與分析

2.1 南酸棗皮打漿及貯藏期間菌落總數變化

由表2可知，控制組在4，25，35 ℃下均不能有效貯藏，25，35 ℃下貯藏10 d菌落總數超標，4 ℃下貯藏60 d菌落總數超標；A1、A2、A3組在25，35 ℃下貯藏10 d菌落總數超標，4 ℃下貯藏90 d有大量菌落生長；而A4組和B1、B2、B3、B4組在試驗過程中各貯藏溫度下菌落總數均未超標，表明0.050%山梨酸鉀和0.015%～0.050%焦亞硫酸鈉可有效抑制微生物生長，延長南酸棗皮漿貯藏期。此外，焦亞硫酸鈉相對山梨酸鉀具有更好的抑菌效果。山梨酸鉀的作用機理是損害微生物細胞中脫氫酶系統，而焦亞硫酸鈉是溶于水后會產生亞硫酸，其能消耗食品中的O2使好氧性微生物缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活動中酶的活性，因此對細菌的殺滅作用強，但對酵母菌的作用弱。綜上可知，菌落總數增長與貯藏溫度呈正相關，低溫有助于抑制南酸棗皮漿微生物繁殖。考慮到生產成本以及兩種防腐劑可能對南酸棗皮色澤和抗氧化產生影響，后續研究中焦亞硫酸鈉僅采用最低濃度0.015%作為考察組，與0.050%山梨酸鉀進行比較。

表2 不同貯藏溫度下南酸棗皮漿的菌落總數?

? DB 36/1090—2018《江西省地方標準 南酸棗糕生產衛生規范》規定菌落總數超過3.0×105CFU/g視為超標。

2.2 L*值變化

由圖1可知，B1組初始L*值顯著高于控制組和A4組，表明B1組亮度優于控制組和A4組的，可能是由于焦亞硫酸鈉在打漿過程中起到了護色作用，焦亞硫酸鈉溶解到水中產生的亞硫酸是強還原劑，具有漂白作用[4,18]。4 ℃下各組L*值變化較緩慢，貯藏前10 d，B1組顯著高于控制組和A4組(P<0.05)；當貯藏時間為60 d時，A4組和B1組間無顯著差異(P>0.05)。25，35 ℃下L*值變化較快，當貯藏時間為10 d時，A4組和B1組間無顯著差異(P>0.05)。這可能是由于低溫(4 ℃)可以有效抑制褐變，而且低溫(4 ℃)條件下，焦亞硫酸鈉能起到更好的護色作用。因此，焦亞硫酸鈉作為防腐劑，低溫儲藏有利于保持南酸棗皮漿的品質，在南酸棗皮開發時可優先考慮。

2.3 多酚含量變化

多酚類物質是南酸棗皮中重要的營養物以及抗氧化物質之一，也是果蔬發生酶促褐變的主要因素[19-20]。由圖2可知，A4組、B1組和控制組三者初始值差異不顯著(P>0.05)，說明0.050%山梨酸鉀和0.015%焦亞硫酸鈉對南酸棗皮打漿過程中多酚含量無顯著影響；同一溫度下，A4組和B1組貯藏相同時間，二者多酚含量無顯著差異(P>0.05)，表明0.050%山梨酸鉀和0.015%焦亞硫酸鈉對南酸棗皮漿多酚含量影響無顯著區別；4 ℃下貯藏90 d后，多酚含量>86.00 mg/g，25 ℃下貯藏90 d后，多酚含量下降至71.00 mg/g，35 ℃下貯藏90 d后，多酚含量下降至53.00 mg/g，與貯藏過程中南酸棗皮漿L*值變化相似。因此，溫度是影響南酸棗皮漿多酚物質的重要因素，低溫(4 ℃)對南酸棗皮漿多酚降解抑制效果更好，而防腐劑不是影響多酚含量的因素。

圖1 不同貯藏溫度下南酸棗皮漿的L*值

圖2 不同貯藏溫度下南酸棗皮漿的多酚含量

2.4 DPPH自由基清除率變化

雖然山梨酸鉀一般作為防腐劑，其抗氧化能力較弱，焦亞硫酸鈉在作為防腐劑的同時還具有較好的抗氧化性。由圖3可知，A4組、B1組和控制組三者之間并無顯著性差異(P>0.05)，說明A4組和B1組處理對南酸棗皮打漿時DPPH自由基清除率變化無顯著影響。焦亞硫酸鈉的抗氧化性在試驗中未體現出來，可能是由于添加量太低。同一溫度下，隨著時間的延長，防腐劑對DPPH自由基清除率的影響無顯著差異(P>0.05)；溫度對南酸棗皮漿DPPH自由基清除率有顯著影響(P<0.05)，其中低溫(4 ℃)對抑制DPPH自由基清除率下降有較好效果。此外，DPPH自由基清除率變化趨勢與多酚相似，可能是由于多酚類物質是影響抗氧化能力的主要因素之一[21]。

2.5 pH值變化

pH是南酸棗皮漿和食品貯藏的重要指標[22-23]，由圖4可知，A4組初始pH最大，B1組次之、控制組最小，且貯藏期內A4組和B1組pH值均高于控制組，可能是因為山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉酸性較控制組低，與南酸棗皮漿發生不同程度的中和反應從而使pH升高。A4組pH值在4 ℃下無顯著變化(P>0.05)，在25，35 ℃下有顯著下降的趨勢(P<0.05)，說明低溫(4 ℃)可以抑制0.050%山梨酸鉀南酸棗皮漿的pH值下降。這可能是由于低溫和山梨酸鉀協同作用抑制了產酸菌的活性，減少了酸性物質的產生。B1組pH值在不同貯藏溫度下均產生了顯著下降(P<0.05)，表明所選貯藏溫度對0.015%焦亞硫酸鈉南酸棗皮漿的pH值影響較小。

2.6 貯藏過程中L*值和多酚降解動力學分析

由表3可知，L*值在各溫度的一級反應模型決定系數累加值均大于零級反應模型的，說明一級反應降解動力學模型更適合描述南酸棗皮漿貯藏過程中的L*值變化[24-25]。由表4可知，南酸棗皮漿貯藏過程中多酚含量變化更符合零級反應降解動力學模型。同一溫度下，0.050% 山梨酸鉀和0.015%焦亞硫酸鈉處理組L*值和多酚降解速率常數差異不大，與貯藏90 d后A4組和B1組L*值和多酚含量無顯著差異結果一致，而同一防腐劑組在不同溫度下L*值和多酚含量降解速率差異顯著(P<0.05)，表明溫度對L*值和多酚降解影響較大，與2.2、2.3分析結果一致。

圖3 不同貯藏溫度下南酸棗皮漿的DPPH自由基清除率

圖4 不同貯藏溫度下南酸棗皮漿的pH

表3 南酸棗皮漿L*值反應速率及決定系數

表4 南酸棗皮漿多酚降解速率及決定系數

3 結論

研究了不同溫度下山梨酸鉀和焦亞硫酸鈉對南酸棗皮打漿及其貯藏品質的影響。結果表明，焦亞硫酸鈉既可以作為防腐劑也可以作為護色劑，且抑菌效果優于山梨酸鉀；防腐劑的加入對打漿和貯藏過程中多酚含量和DPPH自由基清除率無顯著性影響(P>0.05)，但會不同程度地升高漿液的pH；低溫(4 ℃)有利于南酸棗皮漿貯藏；貯藏過程中南酸棗皮漿L*值和多酚含量分別符合一級和零級降解動力學模型。后續可考察濃度<0.015%時焦亞硫酸鈉對南酸棗皮貯藏效果的影響。