三種原料前處理方式對淮山罐頭品質(zhì)的影響

張錦鈺，石 柱，蘇小軍,2，李清明，郭紅英，唐蘭芳，王 鋒

專題報道（一）

三種原料前處理方式對淮山罐頭品質(zhì)的影響

張錦鈺1，石 柱1，蘇小軍1,2，李清明1，郭紅英1，唐蘭芳1，王 鋒1

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學 食品科學技術(shù)學院，湖南 長沙 410128；2. 湖南省作物種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用重點實驗室，湖南 長沙 410128）

為解決熱燙預處理易造成淮山罐頭湯汁渾濁的問題，提高淮山罐頭品質(zhì)，分析比較熱燙處理和以果葡糖漿為滲透液的真空滲透處理、常壓滲透處理三種原料預處理方式對淮山罐頭品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，熱燙處理雖然能夠鈍化多酚氧化酶和過氧化物酶活性，從而起到較好的護色作用，但是會對淮山的表面組織結(jié)構(gòu)造成嚴重破壞，導致電導率增加，硬度下降達34.80%。常壓滲透和真空滲透處理組的淮山，由于糖液的滲入，結(jié)構(gòu)更加致密，在罐頭加工前處理時間內(nèi)，并不會使樣品發(fā)生明顯褐變，對細胞膜的破壞程度均遠低于熱燙處理。常壓滲透5 h和真空滲透3 h、4 h、5 h的淮山硬度均較新鮮淮山有所上升，但抗壞血酸含量明顯下降；真空滲透處理組的淮山組織結(jié)構(gòu)更完整，所制成淮山罐頭的感官評分高于相同滲透時間的常壓滲透處理組和熱燙處理組。真空滲透脫水預處理能有效減少淮山罐頭渾湯問題，提高罐頭品質(zhì)。

真空滲透；常壓滲透；熱燙處理；淮山罐頭；組織結(jié)構(gòu)；多酚氧化酶；過氧化物酶；硬度

淮山，又稱山藥，是我國重要的藥食兩用資源，淮山產(chǎn)量高，病害少，已成為我國很多省市農(nóng)民實現(xiàn)脫貧致富的重要種植作物[1]。然而由于淮山含水量較高，采后極易腐爛，貯藏期短，每年因腐爛變質(zhì)等引起的損失高達50%[2]。將淮山加工成淮山罐頭不僅營養(yǎng)健康，食用方便，還可以豐富市場，對提高淮山附加值，減少采后損耗，促進淮山種植加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。在制作果蔬罐頭時，通常需要對原料進行熱燙預處理，以達到鈍化酶活、穩(wěn)定色澤等目的。如王彥萍等[3]以紫淮山和橘子研發(fā)了紫淮山橘子營養(yǎng)罐頭。婁文娟等[4]對淮山罐頭護色、熱燙、湯汁調(diào)配等工藝進行了優(yōu)化研究。然而，由于淮山富含淀粉且組織結(jié)構(gòu)較松散，經(jīng)熱燙處理后，淮山罐頭容易出現(xiàn)內(nèi)容物破碎、湯汁渾濁等現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。如何采用合適的原料預處理方式，保持果肉的完整性，減少淮山罐頭后期渾湯成為淮山罐頭加工中亟待解決的問題。

真空滲透脫水作為果蔬加工的一種前處理方式，對于含水率較高的原料，不僅能短時間內(nèi)在不損壞其組織的情況下脫去物料的一部分水分，滲入到組織內(nèi)部的糖分還能起到改善果蔬制品品質(zhì)的作用，同時真空條件下避免了物料與空氣接觸，對物料有一定的護色作用[5-6]。本研究擬比較熱燙處理、常壓滲透處理、真空滲透脫水處理三種淮山原料預處理方法對淮山罐頭品質(zhì)的影響，探討不同前處理方式對淮山色澤、硬度、組織結(jié)構(gòu)、抗壞血酸、感官品質(zhì)等的影響，以期為淮山罐頭加工提供技術(shù)參數(shù)與理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鐵棍淮山（Thunb. cv. Tiegun）：河南溫縣產(chǎn)；F55型果葡糖漿（食品級）：佳禾食品工業(yè)有限公司；2,6-二氯靛酚鈉鹽（分析純）：上海瑞永生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

DZF-6050真空干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；JSM-6380LV掃描電子顯微鏡：日本電子株式會社；UV-1601可見分光光度計：北京瑞利分析儀器公司；CR-400色彩色差計：柯尼卡美能達公司；PL03電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Cetrifuge5415D高速冷凍離心機：德國EFFENDORF公司；TA.XT.plus 質(zhì)構(gòu)儀：英國SMS公司。

1.3 方法

1.3.1 淮山預處理

選取新鮮、無機械損傷鐵棍淮山，洗凈、去皮、切片（約1.5 cm/片），分成三組分別進行熱燙處理、常壓滲透處理和真空滲透處理。熱燙處理組，按料水質(zhì)量比1∶2的比例在水中加入淮山片，將水加熱至90 ℃，保持3 min后撈出，置于蒸餾水中冷卻至室溫，吸干其表面水分后，備用；常壓滲透處理組，選用46%的果葡糖漿為滲透液，加熱滲透液至45 ℃，按照1∶10（g/mL）的固液比加入淮山片，分別進行常壓滲透脫水處理3、4、5 h后，取出樣品，用蒸餾水快速沖洗并吸干其表面水分，備用；真空滲透處理組，將裝有滲透液的三角瓶放入真空干燥箱，待滲透液溫度達到45 ℃時，按照1:10（g/mL）的固液比加入樣品，調(diào)節(jié)真空度至0.05 MPa，分別進行真空滲透脫水處理3、4、5 h后，取出樣品，用蒸餾水快速沖洗并吸干其表面水分，備用。

1.3.2 淮山罐頭制作工藝流程

將上述三種預處理淮山分別置于玻璃罐中，加入湯汁（湯汁配方為白砂糖：檸檬酸：水= 20∶1∶80（w/w/w），將裝罐好的淮山罐頭置于高壓蒸煮鍋內(nèi)殺菌，110 ℃滅菌15 min后取出進行 檢測。

1.3.3 淮山罐頭感官評定

由具有感官評定經(jīng)驗的10名食品專業(yè)學生組成評定組，對淮山罐頭進行感官評定，評分表如表1所示。

表1 淮山罐頭感官評價標準

1.3.4 指標測定

1.3.4.1 過氧化物酶（POD）活性和多酚氧化酶（PPO）活性的測定 參照曹建康的方法測定[7]。

1.3.4.2 色澤的測定 采用色彩色差計測定，*值代表亮度，取值0~100；*值代表紅綠度，取值-80~100，正值偏紅，負值偏綠；*值代表黃色度，取值-80~100，正值偏黃，負值偏藍[7]。顏色值參數(shù)（*、*、*）的計算參照文獻[8]，Δ*表示處理組和原樣品總色澤差異值，Δ*=[(Δ*)2+ (Δ*)2+(Δ*)2]1/2。

1.3.4.3 淮山組織結(jié)構(gòu)掃描電鏡 取各預處理組淮山片，置于金屬樣品臺上真空鍍金，采用JSM- 6380LV掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）進行觀察。SEM測試條件：電子加速電壓20.00 kV；放大倍數(shù)1 000倍。

1.3.4.4 硬度測定 采用質(zhì)構(gòu)儀測定淮山片硬度。測定條件：探頭P/2，測前速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度2 mm/s；測試距離4 mm。每組樣品測定10次，去掉最大值和最小值后取平均值，每組試驗重復3次。

1.3.4.5 抗壞血酸的測定 參照GB/T 5009.86—2016 食品中抗壞血酸的測定-二氯靛酚滴定法。

1.3.4.6 相對電導率測定 將預處理后的樣品用打孔器切成相同大小（直徑為8 mm）的小圓片，吸干表面水分后，快速稱取3份樣品分別置于含20 mL去離子水的大試管中，在室溫條件下浸泡30 min。用電導儀測定浸提液電導率（R1），然后將大試管置于100 ℃沸水浴中煮沸15 min，冷 卻至20~25 ℃后搖勻，再次測定浸提液電導率（R2）[9]。相對電導率=R1/R2*100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有指標重復3次測定，數(shù)據(jù)為3次測定平均值，結(jié)果以平均值±標準偏差的形式來表示。利用SPSS20.0軟件對實驗結(jié)果進行方差分析和顯著性檢驗，采用Duncan 程序進行顯著性分析，<0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義，運用Excel 2010進行統(tǒng)計并作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預處理方式對淮山過氧化物酶和多酚氧化酶活性的影響

多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）廣泛存在于果蔬組織中，是引起果蔬酶促褐變的主要酶類，能夠催化內(nèi)源性多酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)變成褐色的醌類物質(zhì)及其聚合產(chǎn)物，使營養(yǎng)成分發(fā)生降解，從而影響果蔬的色澤和風味[10-11]。如圖1所示，熱燙可以鈍化PPO和POD的活性，但經(jīng)過常壓滲透或真空滲透處理的淮山，其PPO活性雖然與未處理的新鮮淮山相比顯著降低（<0.05），但仍維持較高活性（≥85%）；而其POD活性與新鮮淮山相比，則無顯著差異（>0.05）。

圖1 不同預處理方式對淮山酶活的影響

2.2 不同預處理方式對淮山色澤的影響

產(chǎn)品色澤是產(chǎn)品品質(zhì)評價的重要指標，受加工方式的影響較大[12]。由表2可知，經(jīng)過不同預處理的淮山的色澤與新鮮淮山相比均存在顯著差異（<0.05）。新鮮淮山的*值和*值顯著大于各處理組，而*值和Δ*顯著小于各處理組。熱燙預處理和兩種滲透處理均造成了淮山*和*值下降、*值和Δ*的升高。與常壓滲透和真空滲透處理相比，熱燙處理組淮山的*值和*值變化較小，原因可能是熱燙處理破壞了淮山中多酚氧化酶和過氧化物酶的活性，從而抑制了酶促褐變反應的發(fā)生。不過，與熱燙處理相比，常壓滲透和真空滲透各處理組淮山的亮度值（*）變化幅度較小，這說明即使?jié)B透處理組淮山PPO和POD仍保持較高活性，但在罐頭加工前處理時間內(nèi)，并不會使樣品發(fā)生明顯褐變，這可能與糖液滲透進入組織，減少了氧的溶解度有關(guān)。

表2 不同預處理方式對淮山色澤的影響

注：不同小寫字母表示相同列中數(shù)值差異顯著（<0.05）。

2.3 不同預處理方式對淮山組織結(jié)構(gòu)的影響

經(jīng)過三種不同的預處理，淮山塊發(fā)生明顯變化，其中真空滲透預處理過的淮山塊表面形成一層肉眼可見的致密結(jié)構(gòu)。通過電鏡圖可知，相比新鮮淮山原料（圖2A），經(jīng)熱燙預處理的淮山，其淀粉發(fā)生糊化，淀粉顆粒表面變得粗糙且出現(xiàn)了變形斷裂（圖2B）。經(jīng)常壓滲透處理的淮山淀粉顆粒外層被糖液包裹，表面光滑完整（圖2C），而經(jīng)真空滲透處理的淮山淀粉顆粒孔隙變小，結(jié)構(gòu)更為致密（圖2D），這可能與真空滲透處理過程中，細胞間隙中的氣體排出，滲透液進入細胞間隙，細胞之間接觸面積增大有關(guān)。

圖2 不同預處理方式淮山掃描電鏡圖

注：A、B、C、D分別為新鮮組、熱燙處理組、常壓滲透4 h、真空滲透4 h。

2.4 不同預處理方式對淮山硬度的影響

由圖3可知，常壓滲透和真空滲透處理比熱燙處理能更好地維持或增加淮山的硬度。熱燙處理后淮山硬度下降了34.80%，常壓滲透處理3 h、4 h，淮山塊的硬度分別下降了7%和4%，而經(jīng)過常壓滲透5 h和真空滲透3 h、4 h、5 h的硬度則分別上升了16%、5%、17%、31%。熱燙處理后淮山的硬度下降可能與高溫下細胞壁果膠發(fā)生β溶解，細胞破裂有關(guān)[13]。常壓滲透處理后硬度下降可能是由滲透脫水過程中樣品失水與固形物增加的比率不同造成的。滲透脫水前期由于淮山水分大量流失導致組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，淮山硬度降低，真空滲透處理雖然相比于常壓滲透處理失水更多，但其更有利于糖分子的滲入，以代替水分支撐組織構(gòu)架，因此硬度增大。

圖3 不同預處理方式對淮山硬度的影響

2.5 不同預處理方式對淮山抗壞血酸含量的影響

不同預處理方式對淮山抗壞血酸含量的影響如圖4所示。熱燙處理、常壓滲透3 h和真空滲透3 h的淮山抗壞血酸保留率分別為79.39%、75%和77.07%，隨著滲透時間的延長，抗壞血酸保留率下降明顯，常壓滲透5 h和真空滲透5 h后，淮山塊中抗壞血酸含量分別下降了43.76%和38.58%。

圖4 不同預處理方式對淮山抗壞血酸含量的影響

2.6 不同預處理方式對淮山相對電導率的影響

相對電導率是衡量細胞膜完整性和通透性的重要指標，其值越大，說明電解質(zhì)的滲漏量越多，細胞膜受害程度越嚴重[14]。如圖5所示，新鮮淮山相對電導率為12%，熱燙處理后淮山相對電導率增大到59.6%，表明熱處理對細胞膜造成極大的破壞，這與Gomez G F等熱燙胡蘿卜片，其電導率增加的規(guī)律一致[15]。從電導率增加幅度來看，常壓滲透和真空滲透處理對細胞膜的破壞程度均遠低于熱燙處理，這與2.3電鏡檢測結(jié)果一致。

圖5 不同預處理方式對淮山細胞相對電導率影響

2.7 預處理方式對成品淮山罐頭感官品質(zhì)穩(wěn)定性的影響

由表3可知，經(jīng)過各預處理的淮山罐頭的 感官評分均隨著儲存時間的延長而降低，其中經(jīng)過熱燙預處理的淮山罐頭變化幅度最大，這與熱燙預處理破壞了淮山細胞的完整性，導致溶質(zhì) 流出，淮山塊硬度下降，并且罐頭在滅菌過程中出現(xiàn)果肉破碎、渾湯等現(xiàn)象有關(guān)。而經(jīng)過真空滲透處理的淮山，由于水分含量降低和大量滲透液滲入，其細胞結(jié)構(gòu)更加致密，在滅菌和儲藏過程均能較好地保持其完整性，但過量滲透液的滲入會影響淮山罐頭的風味與氣味，造成感官評分下降。感官評分最高的預處理方式為真空滲透處理4 h。

表3 不同預處理方式對淮山罐頭的感官評價結(jié)果

注：不同小寫字母表示相同列中數(shù)值差異顯著（<0.05）。

3 結(jié)論

熱燙處理對淮山有較好的護色作用，它能夠破壞POD和PPO的活性，從而減少酶促褐變的發(fā)生，但是，熱燙處理會導致淮山塊變軟，使罐頭產(chǎn)品后期出現(xiàn)渾湯、破碎等質(zhì)量問題。

常壓滲透和真空滲透處理對POD的活性基本沒有抑制作用，且對PPO酶活性的抑制作用也有限，但與熱燙處理相比，經(jīng)過常壓滲透或者真空滲透處理3~5 h的淮山褐變并不明顯，說明滲透處理也具有較好的護色作用，這可能與糖液滲進淮山組織，減少了組織中酚類物質(zhì)與氧氣的接觸有關(guān)。

相比于熱燙處理，常壓滲透和真空滲透處理均能更好的保持淮山塊的硬度，提高罐頭產(chǎn)品貯藏期間感官質(zhì)量的穩(wěn)定，其原因與滲透處理對細胞膜的破壞作用比熱燙處理小，且滲透過程中糖液進入組織，細胞結(jié)構(gòu)變得更加致密，在滅菌和儲藏過程中淮山塊均能較好地完整性有關(guān)。

與常壓滲透處理相比，真空滲透處理組的淮山表面組織結(jié)構(gòu)更為光滑、完整，所制成的淮山罐頭感官評分優(yōu)于相同滲透時間的常壓滲透處理組和熱燙處理組，其中經(jīng)真空滲透預處理4 h的淮山罐頭感官品質(zhì)最優(yōu)。

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Effect of three pretreatment methods on the quality of canned Chinese yam

ZHANG Jin-yu1, SHI Zhu1, SU Xiao-jun1,2, LI Qing-ming1, GUO Hong-yin1, TANG Lan-fang1, WANG Feng1

(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2. Key Laboratory for Crop Germplasm Innovation and Utilization of Hunan Province, Changsha, Hunan 410128, China)

In this paper, the effects of three methods for material pretreatment on the quality of canned Chinese yam were analyzed and compared, which included blanching treatment, vacuum osmotic treatment and atmospheric osmotic treatment with fructose syrup as osmotic solution. The results showed that the blanching treatment group was able to inactive polyphenol oxidase and peroxidase, and thus had better color protection, but the structure of Chinese yam in blanching treatment group was seriously damaged and led to an increased conductivity, and its hardness decreased by 34.80%, while the structures of yam in atmospheric osmosis and vacuum osmosis treatment groups were denser due to the osmosis of sugar solution, the sample would not be significantly browned during the processing time before canning, and the damage to the cell membrane was much lower than vacuum osmotic dehydration. The hardness of Chinese yam in atmospheric osmosis at 5 h and in vacuum osmosis at 3 h, 4 h and 5 h were both higher than that of fresh Chinese yam, but ascorbic acid content decreased significantly. Moreover, the structure of Chinese yam in vacuum osmotic treatment group was more complete, and the sensory score of canned yam was higher than those of atmospheric osmotic treatment group with the same osmotic time and blanching treatment group. Vacuum osmotic dehydration is an effective way to solve the problem of canned soup turbidity and improve the quality of canned Chinese yam.

blanching treatment; atmospheric osmotictreatment; vacuum osmotic dehydration; canned Chinese yam; organizational structure; polyphenol oxidase; peroxidase; hardness

TS215

A

1007-7561(2020)03-0031-06

10.16210/j.cnki.1007-7561.2020.03.005

2020-03-16

湖南省科技計劃項目（2016NK2113）

張錦鈺，1994年出生，女，碩士研究生，研究方向為植物源性食品保鮮與加工.

王鋒，1978年出生，男，博士，副教授，研究方向為果品蔬菜保鮮與加工.