李 嵐,黃教艷,許金蓉
(廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院,廣西柳州 545006)
蓮藕隸屬于蓮科,一種水生植物,是我國最具特色的水生蔬菜[1],味道甘甜爽口,含有利于人體的微量元素、氨基酸、綠原酸、焦兒茶素等營養(yǎng)物質(zhì)。經(jīng)原料選擇、清洗、去皮、切分等工藝加工而成的蓮藕片具有新鮮、經(jīng)濟、方便等特點,市場潛力大。但由于切割使果蔬發(fā)生一系列不利于保持其品質(zhì)的生理生化反應(yīng),包括酶促和非酶促褐變、風(fēng)味損失、組織變老、營養(yǎng)物質(zhì)流失等[2],并隨著貯藏時間的延長導(dǎo)致其感官品質(zhì)下降,影響產(chǎn)品貨架期。酚類物質(zhì)是鮮切藕片發(fā)生褐變的主要原因,而多酚氧化酶(PPO)作為鮮切藕片貯藏期間酶促褐變的關(guān)鍵酶,會催化酚類物質(zhì)氧化,降低藕片的感官品質(zhì)。丁香酚具有抑菌保鮮作用,植酸和茶多酚是天然的抗氧化劑和保鮮劑,乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid,EDTA)可作為抗氧化劑和穩(wěn)定劑,具有安全、高效、經(jīng)濟等優(yōu)點,在很大程度上能夠解決鮮切藕片在貯藏期間的褐變、失重等問題,保鮮效果良好。
市售成熟度一致的新鮮蓮藕。
丁香酚、植酸、茶多酚、二氧化氯,國產(chǎn)食品級;EDTA、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、鄰苯二酚、無水乙醇和氯化鈣,國產(chǎn)分析純。
2004C型分光光度計(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);SC-3610低速離心機(安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司);BCD-176M電子天平(合肥美的電冰箱有限公司);SHB-B95A型循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司);DZD-600/2 SA真空包裝機(南通騰躍包裝機械有限公司)。
1.2.1 工藝流程
鮮藕加工工藝流程為鮮藕→清洗→去皮→切片→保脆→消毒→浸泡保鮮→自然瀝干→真空包裝→低溫冷藏(0~5 ℃),具體操作方法如下。
將鮮藕表面雜質(zhì)清洗去皮,橫切成3 mm薄片,放入0.40% CaCl2溶液中浸泡10 min保脆,而后將其放入0.10%的二氧化氯消毒水中滅菌15 min。最后分別放進不同濃度的丁香酚復(fù)合保鮮劑、植酸復(fù)合保鮮劑、茶多酚復(fù)合保鮮劑、EDTA復(fù)合保鮮劑中浸泡20 min,取出自然瀝干后進行真空包裝,并在0~5 ℃的條件下進行冷藏。同時將經(jīng)過0.40%CaCl2溶液保脆,再經(jīng)0.1%二氧化氯消毒過后的鮮切藕片作為本次試驗的空白對照組。在冷藏第0天、第2天、第4天、第6天、第8天、第10天取出,分別測定鮮切藕片在貯藏期間的失重率、褐變度、PPO活性。
1.2.2 單因素試驗設(shè)計
參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)[3],以允許添加的最大使用量為臨界值,按照1.2.1工藝流程,考察丁香酚(0.04%、0.08%、0.12%、0.16%和0.20%)、植酸(0.004%、0.008%、0.012%、0.016%和0.020%)、茶多酚(0.008%、0.016%、0.024%、0.032%和0.040%)、EDTA(0.005%、0.010%、0.015%、0.020%和0.025%)4種保鮮劑的添加量對鮮切藕片保鮮效果的影響。
1.2.3 正交試驗設(shè)計
在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,在每個保鮮劑的最佳使用濃度前后選取兩個較為接近的濃度,按照1.2.1的工藝流程,通過正交試驗結(jié)果分析選擇綜合分?jǐn)?shù)最高的組合確定復(fù)合保鮮劑中丁香酚、植酸、茶多酚、EDTA的最佳添加量。在本試驗中,褐變度和失重率的重要性一樣,所以綜合分?jǐn)?shù)為各指標(biāo)隸屬度之和,指標(biāo)隸屬度=(指標(biāo)值-指標(biāo)最小值)/(指標(biāo)最大值-指標(biāo)最小值),指標(biāo)最大值隸屬度為1,最小值為0。正交試驗因素水平表見表1。
表1 正交試驗因素水平表
1.2.4 指標(biāo)測定
(1)失重率。采用稱重法測定,按公式(1)計算。
(2)褐變度(BD)。采用消光值法[4],樣品按1∶10(質(zhì)量比)加蒸餾水,低溫勻漿2 min,取濾液于25 ℃保溫5 min,而后稀釋1倍,測定褐變度,結(jié)果以A410表示褐變程度。
(3)PPO活性的測定。采用消光值法,在文獻[5]基礎(chǔ)上略有改進,取0.5 mol·L-1磷酸鹽緩沖液3.5 mL(pH 6.5)于1 cm比色杯中,加入0.1 mol·L-1鄰苯二酚溶液1 mL,迅速加入0.5 mL酶液,混勻后記錄A420的變化(每隔30 s記錄一次吸光值(OD),共記錄3 min)。以最初直線部分的斜率(OD/t)計算酶活力,以每分鐘引起吸光值改變0.001所需的酶量定義為一個活力單位(U)。
2.1.1 不同濃度丁香酚對鮮切藕片保鮮效果的影響
從圖1可知,丁香酚濃度為0.04%時,隨著貯藏時間的延長,失重率和褐變度呈增大趨勢,PPO活性則先降低后升高,貯藏第10天時PPO活性為104 U,與其他樣品組相較,保鮮效果最佳。分析原因可能是前期復(fù)合保鮮劑能較好地抑制PPO活性,而隨著貯藏時間的增加,其抑制作用逐漸減弱。PPO活性被抑制的第2~6天,褐變度增加緩慢,說明褐變度與PPO活性呈正相關(guān),抑制PPO活性可有效降低褐變度。由此可得,復(fù)合保鮮劑配比為0.04%丁香酚+0.004%植酸+0.008%茶多酚+0.005%EDTA對鮮切藕片保鮮效果最好。
圖1 不同濃度丁香酚復(fù)合保鮮劑對鮮切藕片相關(guān)指標(biāo)的影響
2.1.2 不同濃度植酸對鮮切藕片保鮮效果的影響
由圖2可知,植酸濃度為0.008%時,在整個貯藏時間內(nèi)(0~10 d)失重率和褐變度變化范圍分別為0.04%~1.02%和0.020~0.111,PPO活性在第0天為49 U,第10天為99 U,效果均優(yōu)于其他樣品組。根據(jù)所測定的失重率、褐變度、PPO活性數(shù)據(jù)結(jié)果分析可知,復(fù)合保鮮劑配比為0.04%丁香酚+0.008%植酸+0.008%茶多酚+0.005% EDTA對鮮切藕片保鮮效果最好。
圖2 不同濃度植酸復(fù)合保鮮劑對鮮切藕片相關(guān)指標(biāo)的影響
2.1.3 不同濃度茶多酚對鮮切藕片保鮮效果的影響
茶多酚是從茶葉中提取的一種酚類物質(zhì),具有良好的抗氧化性和抑菌性,能有效清除自由基,且安全無毒,將其應(yīng)用于食品保鮮,可延長食品保質(zhì)期,有效保護各種營養(yǎng)成分[6-7]。由圖3可知,鮮切藕片的失重率和褐變度隨貯藏時間的延長而升高,經(jīng)0.032%茶多酚復(fù)合保鮮劑處理的樣品在貯藏第6~10天時的失重率為0.49%~0.85%,褐變度為0.051~0.097,效果優(yōu)于其他組別;所有樣品組PPO活性總體是在第0~2天先下降,在第2~6天活性基本不變,第6天后PPO活性顯著升高,第10天時PPO活性僅為90 U,低于其他樣品組。因此,復(fù)合保鮮劑配比為0.04%丁香酚+0.008%植酸+0.032%茶多酚+0.005% EDTA,對鮮切藕片保鮮效果最好。
圖3 不同濃度茶多酚復(fù)合保鮮劑對鮮切藕片相關(guān)指標(biāo)的影響
2.1.4 不同濃度EDTA對鮮切藕片保鮮效果的影響
由圖4可知,經(jīng)0.020% EDTA復(fù)合保鮮劑處理的樣品在整個貯藏期間,其失重率、褐變度的變化為0.03%~0.71%、0.019~0.090,PPO 活性在第0天為43 U,第 10 天為76 U,保鮮效果優(yōu)于其他組別。因此,當(dāng)復(fù)合保鮮劑的配比為EDTA 0.020%+丁香酚0.04%+植酸0.008%+茶多酚0.032%時,保鮮效果最好。
圖4 不同濃度EDTA復(fù)合保鮮劑對鮮切藕片相關(guān)指標(biāo)的影響
如表2所示,本次正交試驗采用綜合評分法,選取鮮切藕片第6天的褐變度和失重率作為測量指標(biāo),通過極差大小比較可得影響鮮切藕片保鮮效果的因素主次為A>C>B>D,即丁香酚>茶多酚>植酸>EDTA,綜合分析可知最優(yōu)方案為A3B3C2D1,即0.06%丁香酚+0.010%植酸+0.032%茶多酚+0.017% EDTA。選擇最優(yōu)方案A3B3C2D1進行驗證試驗,在第6天時測定其褐變度和失重率,分別為0.038和0.14%,均小于正交表中的最低值,該組合下的復(fù)合保鮮劑對鮮切藕片的保鮮效果最好。
表2 正交試驗結(jié)果表
本文通過單因素試驗和正交試驗,得出復(fù)合保鮮劑濃度最佳配比為0.06%丁香酚+0.010%植酸+0.032%茶多酚+0.017% EDTA。試驗結(jié)果表明,經(jīng)丁香酚復(fù)合保鮮劑處理的鮮切藕片,在真空包裝和5 ℃冷藏條件下,貯藏至第6天時,其感官品質(zhì)沒有發(fā)生明顯變化,能保持原有的新鮮狀態(tài),較好地維持了商品的價值,延長了貨架期。丁香酚復(fù)合保鮮劑具有經(jīng)濟、安全、使用局限性低等優(yōu)點,將其作為保鮮劑,為鮮切藕片的保鮮技術(shù)提供了參考。