茶多酚在鮮切脆山藥塊加工中的應用效果

摘 要：為明確茶多酚（白色）對鮮切脆山藥的護色、抑菌效果，配制5種不同濃度的茶多酚溶液對脆山藥塊進行浸泡5 min處理，以清水和生產上的常規處理（次氯酸鈉）為對照，定期檢測失重率、褐變度、菌落總數、大腸埃希氏菌MPN值，并進行感官評價。結果表明，與對照相比，4 ℃條件下，5種不同濃度茶多酚處理均能延緩脆山藥塊的氧化褐變，降低褐變度，保持良好的外觀品質和商品性，延長產品貨架期至7 d以上。其中，以0.2%茶多酚對脆山藥塊的保鮮效果最好，感官品質佳，保鮮期11 d，抑菌期12 d，褐變度為5.46%，菌落總數為2.17×104 CFU·g-1，大腸埃希氏菌MPN值＜0.3。在實際生產中，可根據貨架期要求，選擇不同濃度的茶多酚處理。研究結果為生產企業采用天然保鮮劑替代化學保鮮劑用于鮮切山藥的抗氧化、抑菌等加工保鮮提供了有效指導。

關鍵詞：脆山藥塊；茶多酚；鮮切；抗氧化；抑菌；保鮮

中圖分類號：S632.1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）10-156-07

收稿日期：2024-03-19；修回日期：2024-06-06

基金項目：北京市農業農村局科技新星計劃項目（PXM202003620400004800391389FCG）；現代農業產業技術體系北京市設施蔬菜創新團隊科技項目（BAIC01-2023）；北京市農業農村局蔬菜作物生產檢測及高產高效創建（2024）

作者簡介：鄭麗靜，女，高級農藝師，研究方向為農產品貯藏與加工。E-mail：ljz20171018@yeah.net

通信作者：雷喜紅，男，正高級農藝師，主要從事農業技術研究、示范與推廣工作。E-mail：5781563@qq.com

Effects of tea polyphenols on the processing of fresh-cut crisp yam cubes

ZHENG Lijing1， YUE Huanfang1， ZHAO Liqun1， MAN Jie1， QIAN Jing1，WEI Qiang1， JIN Penghui1， QIN Chenguang2， LEI Xihong1

（1. Beijing Agricultural Technology Extension Station， Beijing 100029， China; 2. Beijing Tian 'an Agricultural Development Company Limited， Beijing 102211， China）

Abstract： To clarify the color protection and antibacterial effects of tea polyphenols（white）on fresh-cut crisp yam， five different concentrations of tea polyphenols solutions were perpared and soaked for 5 min on crisp yam， with water and conventional treatments （sodium hypochlorite） as controls. The weight loss rate， browning degree， aerobic plate count and Escherichia coli MPN value of fresh-cut crisp yam cubes were detected regularly，and the sensory quality was scored. The results showed that compared with the control， under 4 ℃ condition， all the five different concentrations of tea polyphenols could delay the oxidative browning of crisp yam， reduce the browning degree， maintain good appearance quality and commerciality， and extend the shelf life to more than 7 days. Among them， 0.20% tea polyphenol had the best preservation effect on fresh-cut crisp yam， with good sensory quality， the preservation of 11 d， the bacteriostasis period of 12 d， the browning degree of 5.46%， the total number of colonies of 2.17×104 CFU·g-1 and the MPN value of Escherichia coli less than 3.0. In actual production， different concentrations of tea polyphenols can be selected according to the requirements of shelf life. The results provide manufacturers an option to use natural preservatives instead of chemical preservatives in the processing of fresh-cut crisp yam.

Key words：Crispy yam cubes; Tea polyphenols; Fresh-cut; Antioxidant; Bacteriostatic; Preservation

山藥屬于藥食兼用型蔬菜，含有豐富的淀粉酶和多酚氧化酶等物質，有助于脾胃消化吸收，還能補充維生素和微量元素，具有健脾補氣、益肺止咳、延年益壽等功效[1-4]。鮮切脆山藥具有口感脆嫩、新鮮營養、健康衛生、食用方便等特點，深受消費者的喜愛。但脆山藥因去皮、切分等加工產生機械傷，易引發氧化褐變和微生物滋生，加劇腐敗變質，組織軟化，大大降低山藥的外觀品質，改變原有營養風味，嚴重影響其食用價值和商品價值[5-7]。

目前，關于鮮切果蔬的品質控制和保鮮的理論研究較多，主要有低溫保鮮、氣調保鮮、熱處理、輻照、臭氧、超高壓、水觸媒、脈沖強光處理等物理保鮮技術[8-9]及采用次氯酸鈉、1-甲基環丙烯、氯化鈣等化學保鮮技術[10]。其中，化學保鮮劑成本低、效果顯著，但涉及食用安全問題，消費者往往會有所顧慮。目前，生產上主要采用次氯酸鈉并結合低溫與真空包裝等方法保證鮮切脆山藥的品質和貨架期，也有生產企業通過多次清水沖洗來緩解山藥的褐變，但保鮮期很短，僅維持24～48 h。此外，因次氯酸鈉、二氧化氯等存在致癌隱患，一些發達國家已禁止將次氯酸鈉用于鮮切生產[11]。相對于化學保鮮劑，天然保鮮劑來源于動物、植物、微生物等，具有天然、安全、高效、衛生，易降解、不易殘留、抗菌性強、作用范圍廣、熱穩定性好、易被消費者接受等特點，已成為鮮切果蔬保鮮與貯藏技術的發展趨勢[12-14]。茶多酚是一種純天然多酚類物質，作為茶葉中的主要活性物質，具有廣譜抗菌活性[15-18]和抗氧化作用[19]。美國、日本等發達國家已將茶多酚廣泛應用于食品工業中[20]。國內關于茶多酚在水產品[21]、肉類及肉制品[22]、功能食品[23]、油脂[24]以及新鮮果蔬[19]上的應用研究較多，但在鮮切山藥上的應用研究較少，且所采用的茶多酚性質亦不同，作用的山藥種類也較為單一。鄭麗萍等[25]研究表明，棕色茶多酚對鮮切鐵棍山藥的保鮮效果不顯著，且濃度稍高，山藥原色將被覆蓋變黃，而短期內（4 d）采用0.1‰棕色茶多酚、1.0%殼聚糖和1.8%檸檬酸進行復配處理，能夠有效延緩鮮切鐵棍山藥的感官品質下降和氧化速度。筆者研究了長期內（12 d）白色茶多酚對鮮切脆山藥塊的感官品質影響、防褐變效果以及抑菌保鮮作用，且有效避免山藥原色被覆蓋，以期為實際生產中采用簡單易行的有效手段保持鮮切山藥的品質和延長貨架期提供有效參考。

1 材料與方法

1.1 材料

脆山藥由北京天安農業發展有限公司生產基地提供；天然茶多酚[綠茶提取物，白色，食品級，其中多酚含量（w，后同）98.1%，兒茶素含量75.4%，表沒食子兒茶素沒食子酸酯含量42.3%]，購自河南三化生物科技有限公司；氯化鈉，購自天津市光復科技發展有限公司；月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯、結晶紫中性紅膽鹽瓊脂、平板計數瓊脂等生物試劑，均購自北京奧博星生物技術有限責任公司。

1.2 試驗設計

試驗于2020年5－11月在北京市農業技術推廣站農產品貯藏加工研發中心實驗室進行。配制濃度分別為0.05%、0.10%、0.20%、0.40%、0.80%的茶多酚溶液待用。選取新鮮完整、粗細均勻、無病蟲害的脆山藥進行試驗。首先用去皮刀去除山藥表皮，并用自來水快速清除山藥表面污泥、表皮殘渣等；然后采用快刀將脆山藥切塊，厚度1.5～2.0 cm，并立即用自來水洗去表面黏液；再用配制好的5種濃度的茶多酚溶液分別對山藥塊浸泡，時間5 min；最后采用果蔬瀝水籃振動除去山藥塊表面水分，并用PET鮮切果蔬專用包裝盒密封包裝，放入4 ℃保鮮庫貯存。設清水對照和次氯酸鈉常規處理（參考企業實際生產情況，先采用100 mg·L-1的次氯酸鈉溶液浸泡5 min，然后采用30 mg·L-1的次氯酸鈉溶液浸泡5 min），每個處理3次重復。

1.3 指標測定與方法

1.3.1 感官評價 參考王梅[7]、董雷[26]的方法，并結合京郊鮮切山藥加工生產主體反饋的脆山藥塊銷售商品品質的實際情況，制定該評分方法和標準。評分標準如表1所示。采用數字化評分方法對不同處理組的脆山藥塊進行判別打分，每天由3名專業人員根據脆山藥塊的外觀、顏色、質地、氣味、食用性等進行感官評價。根據實際生產和銷售情況，當感官評價低于5.5分時，則易被消費者拒絕。

1.3.2 失重率的計算 采用YH-M50002英衡電子天平稱山藥塊質量，每個處理3次重復，取平均值，不同處理脆山藥塊的失重率按照下列公式進行。

失重率/%=（脆山藥塊初始質量-脆山藥塊實際質量）/脆山藥塊初始質量×100。 （1）

1.3.3 褐變度的計算 參考胡婷等[27]的方法并加以改進，采用NS810型分光測色儀對脆山藥塊多面多點定點測量，記錄L*值，a*值，b*值，取平均值進行分析。褐變度在一定程度上可以反映山藥的新鮮度[28]，采用總色差△E表示褐變度，△E值越小，則褐變度越小，抗氧化效果越好，按照下列公式進行計算：

△E=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]0.5。 （2）

式中，△L*表示山藥表面的明度差；△a*、△b*為色品坐標差。

1.3.4 菌落總數和大腸埃希氏菌計數檢測 每個處理隨機抽取3盒，按照GB 4789.2－2016的方法進行菌落總數的測定[29]，每隔1～2 d檢測1次；按照GB 4789.38－2012的方法[30]，進行大腸埃希氏菌計數，每隔1～2 d檢測1次。

1.4 數據處理及分析

采用Excel 2021進行基礎數據處理、分析、作圖，采用SPSS 21.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理脆山藥塊的感官品質變化

感官品質是判斷脆山藥塊貨架期的主要標準，直接影響消費者的購買意愿[31]。由表2可知，隨著貯存時間的延長，脆山藥塊的感官品質呈下降趨勢，且前期下降速度較后期稍緩。其中，貯存第0天，對照組清水處理和次氯酸鈉處理的脆山藥塊中有個體出現局部輕微發黃現象，但各處理間的感官得分無顯著差異。貯存第1天，清水和次氯酸鈉處理與茶多酚處理的山藥塊感官得分呈顯著差異，其中，不同濃度茶多酚處理的山藥塊外觀品質良好，新鮮、潔白、有光澤、無褐變、山藥氣味較濃，感官得分均在8.3分以上，且無顯著差異；而清水和次氯酸鈉處理的山藥塊光澤度明顯下降，個別個體局部黃斑程度加深，次氯酸鈉處理的個別山藥塊有輕微失水、發干跡象。清水和次氯酸酸鈉處理的山藥塊分別在貯存第5天和第6天降至5.3分，均失去商品性。貯存第7天，不同茶多酚處理的脆山藥塊平均感官得分均在6.0分以上，由高到低依次為0.20%處理＞0.10%處理=0.05%處理＞0.40%處理=0.80%處理；其中，0.20%茶多酚處理的山藥塊外觀品質整體較好（6.7分），質地較脆、無黃化、無褐變、無異味發生，但光澤度有所下降，與清水（4.3分）和次氯酸鈉處理（5.0分）呈顯著差異；清水處理的山藥塊整體呈黃褐色，組織出現軟化，有異味，失去食用價值；次氯酸鈉處理的脆山藥塊整體呈現出組織失水、皺縮發干、無光澤現象，且發黃部分面積增大、顏色加深，表明次氯酸酸鈉處理對山藥塊新鮮度的維持以及抗氧化效果不佳。貯存第8天，茶多酚處理中僅0.05%濃度處理的山藥塊失去商品價值，但感官評分依然顯著高于清水和次氯酸酸鈉處理；以0.10%、0.20%茶多酚處理的山藥塊感官品質最好，顯著優于0.05%的茶多酚處理、清水和次氯酸酸鈉處理，與其他處理差異不顯著。貯存第9天，僅0.10%和0.20%茶多酚處理的山藥塊得分較高（均為6.3分），其次是0.40%的茶多酚處理（5.5分），其他處理的山藥塊均失去商品性。貯存第10天和第11天，僅0.20%茶多酚處理的山藥塊仍具商品性，感官得分分別為5.7、5.5分。此外，0.80%茶多酚處理的山藥塊表面更容易失水、發干，光澤度下降較快。因此，茶多酚對鮮切山藥感官品質的保持與濃度有關，濃度過高反而不利于山藥塊保鮮。綜上，5種不同濃度茶多酚處理均能有效維持脆山藥塊感官品質和新鮮度7～11 d，優于清水和次氯酸鈉處理，其中以0.20%茶多酚處理表現最佳，為11 d；0.10%處理次之，為9 d。在抗氧化褐變方面，茶多酚的表現顯著優于次氯酸鈉。

2.2 不同處理脆山藥塊的失重率變化

由圖1可知，不同處理脆山藥塊的失重率隨貯存時間的延長而逐步增大，但整體降幅較小，貯存至第12天，不同處理山藥塊失重率平均降幅僅0.18%，且不同處理間前、中期（貯存1～8 d）均無顯著差異，后期（貯存9～12 d）逐步顯現差異。貯存第9天和第10天，0.05%茶多酚處理的脆山藥塊失重率最小，與失重率較高的0.10%、0.80%茶多酚處理均呈顯著差異，但三者與其他處理差異均不顯著；從第11天開始，0.05%茶多酚處理與次氯酸鈉處理呈顯著差異，其他處理間差異不顯著。整體來看，茶多酚處理對脆山藥塊失重率的影響較小。

2.3 不同處理脆山藥塊的褐變度變化

褐變度能直接反映山藥塊的褐變程度，并影響其感官品質和商品價值[32]。由圖2可知，脆山藥塊的褐變度隨貯存時間的延長逐步升高，表明其褐變程度逐步加深。前、中期各處理的脆山藥塊褐變發展速度較慢，后期逐步加快。貯存12 d內，均以清水處理的山藥塊的褐變度最高（僅第9天，與0.05%茶多酚處理的山藥塊褐變程度相同且最高），前期（貯存1～5 d）以0.10%茶多酚或次氯酸鈉處理的褐變度最低，兩者無顯著差異，僅在第4天均顯著低于清水處理；中期（貯存6～8 d）以次氯酸鈉或0.20%茶多酚處理褐變度最低，兩者無顯著差異，僅在第5天均顯著低于清水處理，在第8天僅次氯酸鈉與清水處理呈顯著差異；后期（貯存9～12 d）以0.20%茶多酚處理的山藥塊褐變度最低，在第9天和第12天均顯著低于清水處理。整體來看，適宜濃度茶多酚處理對山藥塊的褐變抑制效果優于清水或次氯酸鈉處理，但不同濃度的茶多酚對脆山藥塊的褐變抑制效果存在差異，以0.20%茶多酚處理表現最好，貯存12 d時，褐變度僅為5.64%。

2.4 不同處理脆山藥塊的菌落總數變化

山藥經去皮、切分加工，引發營養汁液外流，為微生物的生長創造了極為有利的條件。由表3可知，不同處理脆山藥塊的菌落總數隨貯存時間延長呈上升趨勢，且大部分處理從第5天或第8天開始大幅增加。部分濃度茶多酚處理對脆山藥塊菌落總數的抑制效果與次氯酸鈉處理效果相當，后期甚至優于次氯酸鈉。目前，針對鮮切果蔬菌落總數國內尚無統一規定，僅一些鮮切企業規定菌落總數不超過105 CFU·g-1，歐洲國家規定鮮切果蔬菌落總數不超過105.1 CFU·g-1[33]，以前者作為標準要求，前5 d，各處理脆山藥塊菌落總數均符合要求，且以次氯酸鈉處理菌落總數最低，其次是0.20%茶多酚處理，兩者差異不顯著。處理后第8天，僅0.05%茶多酚處理和清水處理的脆山藥塊的菌落總數超出安全限值，失去商品性；0.10%、0.20%和0.40%茶多酚處理的脆山藥塊的菌落總數均低于次氯酸鈉處理；0.80%處理稍高于次氯酸鈉處理，但差異不顯著。處理后第12天，僅0.10%、0.20%、0.40%茶多酚處理的脆山藥塊菌落總數未超出安全限值，其他處理均嚴重超出安全限值，失去商品性。在整個貯藏期，0.10%、0.20%、0.40%茶多酚處理的山藥塊的菌落總數的增加幅度相對比較緩和（僅0.40%處理的菌落總數第3天到第5天的增幅較大），而清水和次氯酸鈉處理的山藥塊菌落總數前期增加幅度比較緩和，后期則以10倍或20倍數量的跳躍式增加，這可能與樣品檢測取樣的隨機性有關，因此下一步將加強重復試驗驗證。綜上，0.10%、0.20%、0.40%茶多酚處理能有效減緩微生物的繁殖積累，抑菌效果較好，且相對于次氯酸鈉這種化學保鮮物質，更具天然性、環保性、安全性、可接受性，因此可以替代次氯酸鈉用于鮮切山藥對微生物菌落總數的抑制。

2.5 不同處理脆山藥塊的大腸埃希氏菌計數結果

按照現行鮮切加工企業要求，鮮切蔬菜產品中大腸埃希氏菌不得檢出。由表4可知，整個貯藏期12 d，0.05%、0.10%、0.20%、0.40%茶多酚和次氯酸鈉處理山藥塊的大腸菌MPN值均低于0.30，表明未有大腸埃希氏菌檢出。0.80%茶多酚處理的脆山藥塊自第3天開始，大腸埃希氏菌MPN值高于0.30且逐步增大；清水處理自第8天開始，大腸埃希氏菌MPN值高于0.30，且穩定在0.36。經重復試驗驗證，結果一致。由此表明，茶多酚對山藥塊中大腸埃希氏菌群的抑制效果與其濃度有關，濃度過高，抑制效果反而不佳。綜上，0.05%、0.10%、0.20%、0.40%茶多酚處理對大腸埃希氏菌的抑制效果同次氯酸鈉相當，可替代次氯酸鈉用于鮮切山藥對埃希氏菌群的抑制。

3 討論與結論

鮮切山藥作為鮮切蔬菜的重要品類，因其具有藥食同源的特性，備受消費者喜愛，有著良好的發展市場[34]。山藥切分后組織結構完整性被破壞，引發一系列生理生化反應，如組織軟化、失水、無氧呼吸等，不利于山藥品質保持；同時酚類物質與氧氣接觸，在多酚氧化酶、過氧化物酶等酶類物質的作用下，產生酶促褐變反應，影響山藥外觀品質和商品價值；營養汁液的外流，增強了微生物的入侵敏感性，利于微生物的繁殖積累，加快山藥的腐敗變質，喪失食用價值[7]。

關于鮮切產品的保鮮，化學保鮮劑如次氯酸鈉雖然成本相對較低，但存在潛在的安全隱患[11]，其應用濃度越高，殺菌效果越好，但隨之產生的刺激性氣味越濃，容易影響凈菜原有氣味，且抗氧化效果不佳[35]。而消費者更為關注的往往也是保鮮手段的安全性。因此，天然提取物的保鮮應用更易被消費者接受。茶多酚作為植物天然成分，因其具有獨特的化學結構和良好的抗氧化性，對人們的健康具有良好的促進作用。茶多酚具有多羥基結構，主要抗氧化成分是兒茶素，抗菌活性高，抑菌范圍廣，應用濃度低，性價比高[23]。但茶多酚的保鮮效果與其濃度相關，且不同鮮切果蔬所適用的茶多酚濃度存在差異，因此在實際生產應用過程中，需要明確不同果蔬應用茶多酚保鮮抑菌的適宜濃度范圍。如用于鮮切蘋果保鮮的毛茶茶多酚濃度為0.4%[36]、用于鮮切青椒和鮮切黃瓜的茶多酚濃度為2%[37]。本研究中茶多酚對山藥塊中大腸埃希氏菌的抑制效果與其濃度有關，濃度過高抑制效果反而不佳。這與李柯欣[34]的試驗結果一致。后續將通過致病菌接種試驗，進一步明確茶多酚對鮮切果蔬致病菌的抑制和殺滅作用。筆者在本研究中率先明確了白色茶多酚對鮮切脆山藥的保鮮作用，結果表明，在4 ℃條件下，以0.20%茶多酚處理對脆山藥塊的護色、抑菌效果最佳，優于清水和次氯酸鈉處理，其次為0.10%茶多酚處理。這與鄭麗萍等[25]的研究有所出入，其研究得出0.1‰、0.2‰和0.3‰的棕色茶多酚浸泡15 min，對鮮切鐵棍山藥有一定程度的保鮮作用，但效果不顯著。原因可能有以下3個：一是與茶多酚的濃度有關，前人采用的是濃度比較低的棕色茶多酚，且浸泡時間長，濃度稍高容易使鮮切山藥浸染變黃，所以效果不顯著，而本試驗采用的是白色茶多酚，且浸泡時間短，僅5 min，山藥不會被浸染變黃；二是可能與山藥種類有關，前人采用的是鐵棍山藥，本試驗采用的脆山藥，鐵棍山藥屬于不易褐變的山藥品種，因此應用保鮮劑前后效果不顯著，而脆山藥屬于非常容易發生褐變的品種，氧化褐變速度更快，褐變度更高，采用茶多酚進行保鮮處理，防褐變效果比較顯著；三是可能與山藥處理后所采用的包裝方式、貯存溫度等有關。下一步將開展對比應用試驗，進一步明確相關結果。

綜上所述，相比化學保鮮劑，茶多酚作為植物天然成分，用于解決鮮切脆山藥在加工生產中出現的氧化褐變問題，改善商品品質，延長貨架期等，更安全、可靠。結合4 ℃貯存條件，0.20%茶多酚處理對脆山藥塊抗氧化效果、抑菌作用顯著，保鮮期11 d，抑菌期12 d，感官品質佳，褐變度低。在實際生產中，綜合考慮應用成本和應用濃度越低越好的原則，可根據貨架期的長短需求，選擇適宜的濃度。即結合0～4 ℃低溫冷鏈，貨架期要求4 d以內，可選擇采用清水連續沖洗；貨架期要求4～7 d，可采用0.05%茶多酚處理；貨架期要求7～9 d，可采用0.10%茶多酚處理；貨架期要求9～11 d，可采用0.20%茶多酚處理。

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