幾種常見貨架溫度下鮮切山藥品質(zhì)變化規(guī)律

高佳，唐月明，羅芳耀，田玉肖，羅靜紅

1(四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川 成都，610066) 2(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)園藝作物生物學及種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，四川 成都，610066)

鮮切蔬菜加工和貨架銷售過程中會產(chǎn)生色變、質(zhì)變、腐敗等多種品質(zhì)劣變現(xiàn)象，降低產(chǎn)品商品價值，縮短貨架期，產(chǎn)品的品質(zhì)保持技術(shù)成為了研究熱點[1-2]。相關研究表明，溫度是影響生鮮產(chǎn)品貨架期品質(zhì)變化的主要因素，通常低溫有利于產(chǎn)品品質(zhì)保持[3-4]，但低溫也會造成部分果蔬產(chǎn)品發(fā)生冷害、風味流失等不利癥狀[5]，鮮切蔬菜產(chǎn)品貨架溫度并非越低越好。同時，在生產(chǎn)中維持低溫環(huán)境會造成經(jīng)營成本升高等負擔，且鮮切蔬菜產(chǎn)品在加工和物流銷售環(huán)節(jié)常出現(xiàn)冷鏈斷鏈和溫度大幅度波動等現(xiàn)象[6]。因此，明確鮮切蔬菜產(chǎn)品在不同貨架條件下品質(zhì)的變化規(guī)律，有利于為生產(chǎn)經(jīng)營提供更經(jīng)濟有效的產(chǎn)品流通方案。山藥是一種重要的根莖類蔬菜，切分加工后極易發(fā)生色澤質(zhì)地改變和腐爛等現(xiàn)象[7-8]。本實驗以山藥為研究對象，測試了1、4、8、12、20 ℃這5種生產(chǎn)中常見貨架溫度下鮮切山藥產(chǎn)品14 d內(nèi)的品質(zhì)變化情況，以期進一步明確鮮切山藥產(chǎn)品在不同貨架溫度下的品質(zhì)動態(tài)變化規(guī)律，為生產(chǎn)經(jīng)營中確定適宜的鮮切山藥產(chǎn)品貨架溫度條件和銷售期提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山藥品種為‘麻山藥’，原產(chǎn)地河北蠡縣，購于四川國際農(nóng)產(chǎn)品交易中心，外觀完整，粗細均勻，無明顯病蟲危害。原料采購后置于4 ℃冷庫避光貯藏備用。

聚乙烯包裝膜，購于四川興達塑料有限公司，包裝膜O2和CO2透過量分別為16 398.3 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa)和68 644.9 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa)。

多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)、過氧化物酶(peroxidase，POD)和苯丙氨酸解氨酶(L-phenylalanine ammonia-lyase，PAL)試劑盒，購于上海酶聯(lián)生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

TW-980S蔬菜切片機和蔬菜表面脫水機，廣州市天燁食品機械有限公司；CheckMate ⅡO2/CO2氣體分析儀，丹麥Dansensor公司；CR-400色差儀，日本Konica Minolta公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國SMS公司；Synergy HTX酶標儀，英國Bio Tek公司；5810R冷凍離心機，德國Epphendorf公司；Class Ⅱ BSC AC 2-6S1生物安全柜，新加坡ESCD公司；Scan 1200全自動螺旋接種儀和自動菌落計數(shù)器，法國Interscience公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗處理

鮮切山藥加工工藝流程如下：

山藥原料→表面清洗→次氯酸鈉溶液(質(zhì)量濃度100 mg/L，pH 6.5)浸泡2 min→手工削皮→清水浸泡→機械切片→清水漂洗→表面脫水→密封包裝→貨架貯藏

同一批山藥原料統(tǒng)一加工后混勻隨機分裝到聚乙烯包裝袋中密封包裝，再分別放入1, 4, 8, 12, 20 ℃冷庫中模擬貨架貯藏并定期取樣測試。山藥橫切圓片厚度為5 mm，包裝袋尺寸為24 cm × 16 cm，每袋重量(200±5) g。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 包裝袋內(nèi)O2和CO2濃度

采用O2/CO2氣體分析儀測定，結(jié)果以體積百分比表示。每種處理重復4袋。

1.3.2.2 褐變度

采用色差儀測定山藥片表面色差L*，a*，b*值，并參照TEOH等[8]的方法計算山藥表面褐變度(browning index，BI)。每種處理重復4袋，每袋測定10片。

1.3.2.3 硬度

采用質(zhì)構(gòu)儀穿刺測定山藥片中心位置的硬度。測試探頭為A/MORS，測試速度2 mm/s，果肉硬度定義為探頭穿刺深度1.2～1.8 mm所得硬度的平均值(g)。每種處理重復4袋，每袋測定10片。

1.3.2.4 感官品質(zhì)

總體感官質(zhì)量參考BAI等[9]的方法進行人工打分評價，參評人員5人，每種處理重復評價4袋。

1.3.2.5 菌落總數(shù)

菌落總數(shù)參照GB/T 4789.2—2010[10]方法測定，每個樣品重復2個平板，每種處理重復測定4袋。

1.3.2.6 酶活性變化

PPO、POD和PAL活性使用試劑盒按照雙抗體夾心法測定。所有測試樣品在不同貯藏期取樣后液氮粉碎保存于-80 ℃條件下，貯藏期結(jié)束后統(tǒng)一測定，每種處理重復4袋。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用SigmaPlot 12.3軟件作圖，數(shù)據(jù)結(jié)果取平均值±標準誤差(SE)；使用IBM SPSS Statistics 22軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，利用鄧肯氏新復極差法比較因素水平間的顯著型方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 包裝袋內(nèi)O2和CO2濃度變化

由圖1-a和圖1-b可知，不同貨架溫度下各處理鮮切山藥在14 d貯藏過程中O2和CO2濃度變化差異明顯，多數(shù)處理(4、8和12 ℃處理)隨著貯藏時間延長包裝袋內(nèi)O2濃度呈緩慢降低趨勢(降低3.25%～5.58%)，CO2濃度則緩慢升高(升高1.85%～2.53%)；1 ℃處理貯藏期內(nèi)O2濃度無顯著性變化(P>0.05)，CO2濃度至第14天時顯著升高(P<0.05)；20 ℃處理O2濃度始終處于較低水平(12.17%～12.71%)，而CO2濃度處于最高水平(4.2%～5.95%)。由于20 ℃處理貯藏至第7天時產(chǎn)品已失去食用價值，因此，終止了后續(xù)實驗。

a-O2；b-CO2圖1 各處理鮮切山藥包裝袋內(nèi)O2和CO2濃度Fig.1 Concentration of O2 and CO2 in packaged fresh-cut yams of each treatment

2.2 切片表面BI變化

采用BI表示鮮切山藥片表面褐變程度的變化水平(圖2)，可以清晰看出各處理鮮切山藥片BI值呈規(guī)律性的增長變化，且BI值與貨架溫度呈正相關。1 ℃處理BI值最低，在14 d增長幅度最小，20 ℃處理最高。從各處理貯藏期間的照片(圖3)也可以看出，1 ℃處理在貯藏期內(nèi)表面顏色變化較小，第14天時僅有少量山藥片邊緣呈現(xiàn)出輕微顏色變化；而其余4個處理第7天時山藥片均已產(chǎn)生可見色變，其中20 ℃ 處理所有山藥片呈現(xiàn)黃褐色。

圖2 各處理鮮切山藥片表面褐變度變化Fig.2 Changes of surface browning degree of fresh-cut yams of each treatment

圖3 各處理鮮切山藥貯藏照片F(xiàn)ig.3 Storage photos of fresh-cut yams of each treatment

2.3 果肉硬度變化

各處理隨著貯藏期延長，鮮切山藥片果肉硬度均呈現(xiàn)不同程度的增高趨勢(圖4)。其中20 ℃處理增長速度最快，第7天時較初始第1天硬度增加83.27%；而1、4和8 ℃處理增長速度相對較小(第14 天較第1天硬度增長值16.81%～18.07%)；12 ℃處理前期變化較緩慢，第14天時顯著快速增高(P<0.05)。

圖4 各處理鮮切山藥果肉硬度變化Fig.4 Changes of firmness of fresh-cut yams of each treatment

2.4 總體感官質(zhì)量變化

各處理鮮切山藥總體感官質(zhì)量均伴隨著貯藏期的延長而逐漸降低，其中20 ℃處理降幅最快，至第7天已低于產(chǎn)品食用標準(3分)；4、8和12 ℃處理貯藏至第7天時總體感官值低于商品臨界標準(5分)，至第14天時均已低于食用標準；1 ℃處理貯藏至第14天總體感官質(zhì)量達到(4.85±0.42)分。

圖5 各處理鮮切山藥總體感官質(zhì)量變化Fig.5 Changes of over visual quality of fresh-cut yams of each treatment

2.5 菌落總數(shù)變化

各處理菌落總數(shù)隨著貯藏時間延長均呈現(xiàn)快速增長趨勢(圖6)，第7天增長幅度達(2.33～3.77) lgCFU/g，第7～14天增幅放緩至(0.36～1.29) lgCFU/g；其中20 ℃處理在初始第1天時菌落總數(shù)5.48 lgCFU/g顯著高于其他處理，比1 ℃處理高56.73%；8 ℃和12 ℃處理相對次之，1和4 ℃處理顯著較低(P<0.05)。

圖6 各處理鮮切山藥菌落總數(shù)變化Fig.6 Changes of total plate count of fresh-cut yams of each treatment

2.6 酶活性變化

分析各處理鮮切山藥片貯藏過程中酶活性變化情況可知(表1)，隨著貯藏期的延長，5個處理PPO活性均呈現(xiàn)增長趨勢；其中1 ℃處理增幅最低，第14天較第1天增長了49.96%；20 ℃處理相對增幅最快，第7天較第1天增長了157.95%。各處理POD活性則隨著貯藏期延長表現(xiàn)出不規(guī)律變化，其中1 ℃和8 ℃處理POD活性變化差異不顯著，4 ℃和12 ℃處理整體呈小幅下降趨勢(降低幅度為17.76%～69.33%)；而20 ℃處理第1天和第7天測試數(shù)據(jù)差異較小。各處理PAL活性隨貯藏期延長呈緩慢上升趨勢；其中1 ℃ 處理14 d內(nèi)變化差異不顯著；12 ℃處理第14天較第1天增幅相對較高，達87.91%；20 ℃處理第7天較第1天增長48.95%。各處理間3個貯藏期內(nèi)PPO、POD和PAL活性變化均無明顯規(guī)律，但PAL活性在整個貯藏期內(nèi)的測定值大幅低于PPO和POD活性。以1 ℃處理為例，第1天時PPO活性是PAL活性的13.33倍，POD活性是PAL活性的16.35倍；而20 ℃處理第1天的PPO活性是PAL活性的22.38倍，PPO活性是PAL活性的27.13倍。從酶活性的增長速率來看，1 ℃處理第14天的PPO活性比第1天增長了49.96%，POD活性降低28.82%，PAL活性增長54.81%；12 ℃處理PPO活性增長97.28%，POD活性降低59.61%，PAL活性增長87.91%。可見不同溫度下3種酶活性在14 d內(nèi)的變化幅度存在差異，PPO和PAL活性的增幅大于POD活性降幅。

表1 各處理鮮切山藥貯藏過程中酶活性變化Table 1 Changes of enzyme activities in fresh-cut yams during storage

3 結(jié)論與討論

蔬菜經(jīng)過切分等加工處理后會產(chǎn)生一系列的生理代謝變化，通常表現(xiàn)為呼吸速率加快、質(zhì)地變軟、外觀色澤改變、營養(yǎng)物質(zhì)流失、發(fā)生腐敗現(xiàn)象等[11]。本實驗模擬測試了5種常見貨架溫度下鮮切山藥在14 d貯藏過程中產(chǎn)品品質(zhì)的變化情況，實驗結(jié)果表明貨架貯藏溫度對包裝袋內(nèi)O2和CO2濃度、外觀色澤和BI、果肉硬度、總體感官質(zhì)量、菌落總數(shù)、酶活性變化均具有明顯影響。實驗中采用同一批山藥原料，所有切分、清洗、包裝等加工過程均統(tǒng)一完成，因此后續(xù)測試結(jié)果間產(chǎn)生的差異主要由貯藏溫度單一因素引起。可見，貨架貯藏溫度對于調(diào)控產(chǎn)品貨架品質(zhì)具有重要影響。本實驗中，1 ℃條件下鮮切山藥包裝袋內(nèi)氣體成分變化相對穩(wěn)定，外觀色澤和硬度保持較好，總體感官質(zhì)量相對更好，可見低溫有利于鮮切山藥產(chǎn)品貨架品質(zhì)的保持；而相對的20 ℃常溫條件下鮮切山藥外觀品質(zhì)劣變迅速。低溫對于鮮切山藥品質(zhì)保持作用主要通過抑制呼吸，延緩組織衰老，抑制酶活性減少色變產(chǎn)生和抑制微生物繁殖等方面來實現(xiàn)。所有樣品果肉硬度增高可能與貯藏過程中呼吸代謝消耗和水分散失導致果肉變硬有關，貯藏溫度越高表現(xiàn)出果肉變硬越嚴重。本實驗中由于清洗等加工環(huán)節(jié)未采用外源化學或物理殺菌方式進行抑菌處理，導致加工產(chǎn)品初始菌落總數(shù)偏高，且在后續(xù)貯藏過程中快速增加，影響了產(chǎn)品的安全性。可見，在鮮切蔬菜生產(chǎn)過程中采取相應的抑菌措施非常必要[12]。

切分造成的細胞膜結(jié)構(gòu)破壞和貨架過程中產(chǎn)品膜脂結(jié)構(gòu)降解會加速各種酶反應的發(fā)生，其中酶促褐變和非酶褐變是造成鮮切蔬菜產(chǎn)品色變的主要問題[13]。現(xiàn)有研究表明，鮮切山藥的色變主要表現(xiàn)為褐變[14]和黃變[15]2種，本實驗中各處理鮮切山藥片貯藏后期也表現(xiàn)出切片表面和邊緣黃褐色變化(圖3)，生產(chǎn)中可通過多種保鮮技術(shù)聯(lián)合應用的方式延緩鮮切山藥色變的產(chǎn)生[16]。實驗中測試了3種與果蔬褐變密切相關的酶(PPO、POD和PAL)在鮮切山藥貨架貯藏過程中的變化情況，結(jié)果顯示PPO和PAL活性隨著貯藏期延長有緩慢升高趨勢，而POD活性有降低趨勢；同一條件下貨架溫度越低，貯藏后期酶活性相對更低，可見低溫對3種酶活性具有抑制作用。鮮切山藥PPO和POD活性在貯藏過程中比PAL活性高出10倍以上，但PPO和PAL活性的變化幅度明顯大于POD活性，可見PPO和PAL 2種酶在鮮切山藥貯藏后期表現(xiàn)活躍，這可能與PPO和PAL參與酶促褐變反應和苯丙烷類代謝物的生物合成反應有關[7, 17-18]。

綜上所述，相對較低的貨架貯藏溫度有利于延長鮮切山藥貨架期，在生產(chǎn)中鮮切山藥的加工銷售應盡量維持低溫環(huán)境，且需要增加必要的抑菌措施。