馬鈴薯的保鮮研究

馬鈴薯的保鮮研究

甘薯是兩種谷物：高粉、高蛋白質(zhì)、多維生素和低溫暖量。因其具有營(yíng)養(yǎng)豐富且均衡的特點(diǎn),深受人們的喜愛,成為世界各國(guó)消費(fèi)量最大的蔬菜品種。隨著人們生活水平的提高、生活節(jié)奏的加快,以及環(huán)保意識(shí)的提高,鮮切果蔬已經(jīng)成為一種消費(fèi)時(shí)尚。鮮切馬鈴薯作為鮮切果蔬的一種,因其本身具有的生物學(xué)特性,在加工及貯藏過程中很容易發(fā)生褐變,從而降低商品價(jià)值,縮短貨架期,因此有必要對(duì)其保鮮技術(shù)進(jìn)行研究。當(dāng)前,由于人們健康意識(shí)的提高,大力提倡無害化包裝,可食性涂膜保鮮技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)以殼聚糖為保鮮膜液,探究在不同的溫度下對(duì)不同品種的馬鈴薯涂膜保鮮的效果。1材料和方法1.1食品、設(shè)備和試藥新鮮馬鈴薯由湖南南方馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化有限公司提供;殼聚糖(脫乙度≥90%)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;蘋果酸食品級(jí),廣東陽東白云化工廠;D-異抗壞血酸鈉食品級(jí),鄭州市生物化工廠;氯化鈣分析純,上海泗聯(lián)化工廠;堅(jiān)爾美保鮮膜上海堅(jiān)爾美塑膠實(shí)業(yè)有限公司。HB-2(三湘)切片機(jī)北京南常肉食機(jī)械有限公司;HSW-3隧道式烘干機(jī)安徽省臨泉縣食品機(jī)械廠;WSC-Y全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)北京光學(xué)儀器廠;西門子冰箱。1.2樣品處理1.2.1鮮切馬鈴薯片的制備新鮮馬鈴薯→清洗、去皮→切分成2mm厚→清洗→護(hù)色浸泡20min(W∶V=1∶2)→瀝干、浸涂膜液(W∶V=1∶1)→冷風(fēng)吹干50min→瓷盤盛裝,外裹保鮮膜封嚴(yán)→冷藏將包裝好的鮮切馬鈴薯片按處理分別置于0、4、8℃的冰箱中冷藏。1.2.2溶液的制備均采用質(zhì)量比1.2.2.1.配制護(hù)色溶液1.5%蘋果酸+0.3%D-異抗壞血酸鈉+0.3%氯化鈣。1.2.2.2.混合皮糖溶液的制備稱取適量的殼聚糖溶解于3%的蘋果酸溶液中,分別制得濃度為0.5%、1.0%、1.25%殼聚糖溶液。1.3聚糖體系中各單因素實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)采用L9(34)正交設(shè)計(jì)方案。共設(shè)三個(gè)因素,分別為溫度(A)、品種(B)、殼聚糖濃度(C),每個(gè)因素下各設(shè)三水平。另設(shè)對(duì)照(不護(hù)色不涂膜)于0℃下冷藏,分別為:處理10(中薯三號(hào)),處理11(費(fèi)烏瑞它),處理12(大西洋)。實(shí)驗(yàn)安排了空列為誤差項(xiàng),未安排交互作用,進(jìn)行方差分析。具體組合見表1。1.4測(cè)定方法每個(gè)處理三盤,每盤(100g)用于兩次測(cè)定Lab值、PPO、總糖,每2d測(cè)定一次,平行測(cè)定三次。取保鮮效果最好的處理于第6d進(jìn)行菌落總數(shù)測(cè)定,平行測(cè)定三次。1.4.1huptlcr表色法△E值用WSC-Y全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)測(cè)定,采用HunterLab表色法。測(cè)定時(shí),從不同處理的一盤內(nèi)隨機(jī)抽取馬鈴薯切片3片,每片測(cè)定三個(gè)點(diǎn)的色差值,記錄△E值。1.4.2ppo的提取和測(cè)量1.4.2.1ppo提取取樣品5g和少量冰水于研缽內(nèi),研磨勻漿,轉(zhuǎn)入50mL容量瓶定容搖勻,放入25℃水浴中預(yù)熱5min備用。1.4.2.酶活測(cè)定方法用100mL三角瓶一個(gè),先后吸取預(yù)熱的pH6.4的磷酸緩沖液1mL、0.35%的維生素C5mL和0.2%的鄰苯二酚5mL,再加入經(jīng)振搖混合后的懸浮酶液10mL立即計(jì)時(shí),并均勻振蕩2min,以使與氧氣充分接觸,到時(shí)再加5mL5%的偏磷酸中止反應(yīng),并加入0.5%的淀粉液1mL作指示劑,用0.01mol·L-1碘酸鉀滴定至淺藍(lán)色不消失為止。同時(shí),另取一個(gè)三角瓶,如上法作對(duì)照滴定,只是在加酶液之前,加入偏磷酸以抑制酶活。酶活公式:A=50×5(a?b)V×W×2=125(a?b)V×WA=50×5(a-b)V×W×2=125(a-b)V×WA:為PPO活性(氧化維生素Cμmol·g-1FW·min-1);a:為用于對(duì)照滴定的0.01mol·L-1碘酸鉀消耗量(mL);b:為用于樣品滴定的0.01mol·L-1碘酸鉀消耗量(mL);V:為測(cè)定所用懸浮酶液體積(mL);W:為分析用樣品重(g);50為提取液總量(mL);5為0.35%維生素C將毫升換算為微摩爾的系數(shù)。1.4.3總糖的測(cè)定鐵氰化鉀滴定法。1.4.4總流量的測(cè)定國(guó)標(biāo)法。2最終貯藏期的確定本實(shí)驗(yàn)通過色差的測(cè)定來確定鮮切馬鈴薯的貨架期。馬鈴薯于2005年12月13日進(jìn)行處理,經(jīng)過貯藏實(shí)驗(yàn)后,通過色差測(cè)定,確定12個(gè)處理中以處理2的貨架期最長(zhǎng),可以貯藏6d。各處理均以第6d的品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,具體數(shù)據(jù)見表2。2.1顏色差值的測(cè)定褐變是發(fā)生在馬鈴薯貯藏期間最重要的質(zhì)量問題。為客觀表示褐變的程度,本實(shí)驗(yàn)采用全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)的△E值來表示顏色的變化。△E值在表色體系中名為色差值,是指試樣的顏色與標(biāo)準(zhǔn)樣的顏色在色度坐標(biāo)中的幾何距離之差。△E值越小,代表顏色變化小,顏色越接近標(biāo)準(zhǔn)色,反之則表示顏色相差越大。本實(shí)驗(yàn)中,以第2d的處理為標(biāo)準(zhǔn)樣,測(cè)定第6d各相應(yīng)處理的褐變程度。由表2可以看出,各因子對(duì)△E值影響的主次順序?yàn)?溫度(A)>品種(B)>殼聚糖濃度(C)。2.1.1兩組的褐變程度對(duì)比表2的數(shù)據(jù)表明,溫度的極差明顯大于其它因素,說明溫度對(duì)ΔE值的影響最明顯。隨著溫度的降低,褐變程度明顯減小,以0℃下的褐變最輕,8℃下的褐變最嚴(yán)重。8℃下的△E值是0℃下的6倍多,是4℃下的2倍多。對(duì)照組的褐變程度均大于0℃和4℃下的處理,但是明顯低于8℃的處理。這一結(jié)果表明,除了護(hù)色和涂膜的影響外,溫度是影響△E值的一個(gè)重要的因素。2.1.2種品種的e值的差異從表2可以看出,品種對(duì)△E值的影響僅次于溫度。供試的三個(gè)馬鈴薯品種中,大西洋塊莖肉色最淺,為白色,中薯三號(hào)黃色,費(fèi)烏瑞它顏色較中薯三號(hào)稍深。因此,品種的差異在保鮮期中表現(xiàn)得比較明顯,三個(gè)品種中以大西洋的△E值最小,費(fèi)烏瑞它次之,中薯三號(hào)最大。由此可見,大西洋不僅貯藏前的顏色淺,而且貯藏期間的顏色變化小,因此,從鮮切馬鈴薯的顏色來看,大西洋品種是適合鮮切貯藏的品種。2.1.3不同濃度的貝殼聚糖對(duì)e值的影響從表2的數(shù)據(jù)可以看出,殼聚糖的濃度是對(duì)ΔE值影響最小的因子。殼聚糖的濃度并不是越大越好,而是以第二個(gè)水平1.0%為宜。2.2殼聚糖對(duì)果蔬中ppo活性的影響多酚氧化酶(PPO)是馬鈴薯中含量比較豐富的一種含銅氧化還原酶類。當(dāng)馬鈴薯塊莖被切割后,組織暴露在空氣中,多酚氧化酶就能使塊莖中所含的酚類物質(zhì)與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成無色的鄰醌類物質(zhì),再發(fā)生聚合反應(yīng)生成黑色素。一般認(rèn)為,在果蔬加工中PPO活性增加,褐變也會(huì)隨之增加,實(shí)踐中通常用PPO活性抑制劑來抑制果蔬的酶促褐變。由表2可知,各因子對(duì)PPO活性影響大小排序?yàn)?溫度(A)>殼聚糖濃度(C)>品種(B)。由于PPO的活性一般與褐變程度呈正相關(guān)的關(guān)系,對(duì)PPO活性的分析將結(jié)合色差值進(jìn)行。2.2.1不同大小ppo活性的比較表2的數(shù)據(jù)表明,溫度對(duì)PPO活性的影響最大。溫度越低,對(duì)PPO活性的抑制越強(qiáng),以0℃下的PPO活性最低,其次是4℃,而8℃下的PPO活性最高。這與色差測(cè)定的結(jié)果一致,溫度越低,褐變的程度越小。2.2.2不同處理對(duì)鮮切馬鈴薯的活性影響通過表3可以得知,品種間的PPO活性是有差異的。原料以大西洋的PPO活性最低,其次是費(fèi)烏瑞它,中薯三號(hào)的最高。結(jié)合色差值來看,以大西洋的褐變程度最低,其次是費(fèi)烏瑞它,中薯三號(hào)褐變最嚴(yán)重,這與原料的PPO活性表現(xiàn)一致。但是通過對(duì)照組可以看出,處于相同條件下的鮮切馬鈴薯,在貯藏的第6d,以費(fèi)烏瑞它的PPO活性最低,其次是大西洋,中薯三號(hào)最高。色差值和PPO活性雖然表現(xiàn)不完全一致,但仍可以看出,原料的品種篩選對(duì)鮮切加工很重要,原料PPO活性低的在貯藏中PPO的活性也相應(yīng)較低,有利于降低褐變程度從而延長(zhǎng)貨架期。2.2.3色差值對(duì)ppo活性的影響不同濃度的殼聚糖對(duì)PPO活性的影響次于溫度。由表2可知,以第二個(gè)水平1.0%的濃度最宜,其次是0.5%,濃度為1.25%的PPO活性最高。結(jié)合色差值可以看出,色差值從小到大所對(duì)應(yīng)的濃度依次為1.0%,0.5%,1.25%,與PPO活性表現(xiàn)一致。這表明,殼聚糖的濃度不宜太低或太高,1.0%的濃度對(duì)PPO活性的抑制效果最好。2.3大小排序的影響由表2可知,各因子對(duì)總糖含量影響大小排序?yàn)?品種(B)>溫度(A)>殼聚糖濃度(C),其中溫度和殼聚糖濃度的影響不顯著。2.3.1馬鈴薯總糖含量的確定溫度對(duì)總糖含量的影響次于品種。表2的數(shù)據(jù)表明,總糖含量以8℃下最低,其次是0℃,4℃下時(shí)最高?？偺侵饕改切┚哂羞€原性的糖以及能水解為還原糖的低聚糖,一般隨著溫度的降低,馬鈴薯中的淀粉會(huì)轉(zhuǎn)化為還原糖,因此溫度低的,總糖含量應(yīng)該比較高。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果與這一規(guī)律產(chǎn)生了矛盾,對(duì)于原因的分析將于討論中進(jìn)行探討。2.3.2不同品種中馬鈴薯總糖含量的變化品種對(duì)總糖含量的影響最大,并且表現(xiàn)非常明顯。表2的數(shù)據(jù)表明,三個(gè)品種中,大西洋總糖含量最低,中薯三號(hào)最高,費(fèi)烏瑞它居中,與原料的總糖表現(xiàn)一致。因此,在鮮切加工中對(duì)品種的篩選是非常重要的,宜根據(jù)不同的食用目的來選擇合適的加工品種。2.3.3不同濃度的地殼聚糖對(duì)總糖含量的影響不同濃度殼聚糖對(duì)總糖含量的影響最小。表2的數(shù)據(jù)顯示,濃度為1.25%的殼聚糖涂膜總糖含量最低,其余兩個(gè)濃度次之。2.4總結(jié)一致—菌落總數(shù)處理2于第6d進(jìn)行菌落總數(shù)的測(cè)定,結(jié)果為1.1×102cfu/g,遠(yuǎn)小于法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)5×105cfu/g,使用完全安全。2.5確定最佳方案鮮切馬鈴薯品質(zhì)的好壞,顏色是最主要的衡量指標(biāo),因此本實(shí)驗(yàn)采用ΔE值來確定最佳方案。根據(jù)前面對(duì)ΔE值影響因子的分析,最佳方案為:采用1.0%的殼聚糖涂膜品種為大西洋的鮮切馬鈴薯,并于0℃下冷藏。3討論3.1冷藏過程冷害的變化溫度越低,鮮切組織的生命活動(dòng)進(jìn)行得越緩慢,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗得也少,保鮮效果越好。鮮切果蔬中,為避免冷害的發(fā)生,常用的冷藏溫度為4～8℃。馬鈴薯為冷涼作物,耐低溫能力比較好,本實(shí)驗(yàn)采用的最低溫度為0℃,未見冷害現(xiàn)象發(fā)生,并且保鮮效果良好。其次,對(duì)鮮切產(chǎn)品來說,品種的選擇也是一個(gè)很重要的因子。應(yīng)該選擇PPO活性低、總糖含量低、耐低溫貯藏的品種,優(yōu)良的品質(zhì)有助于貨架期的延長(zhǎng)。3.2切片馬鈴薯抑制ppo活性的研究有研究表明,在不同的果蔬保鮮中,殼聚糖涂膜對(duì)抑制褐變、降低酶活性等方面都有明顯效果。針對(duì)殼聚糖涂膜對(duì)鮮切馬鈴薯的保鮮,杜傳來等、陳海光和姚青的研究也表明:經(jīng)過涂膜處理的切片馬鈴薯,褐變和PPO的活性都得到了有效的控制。在0.5%、1.0%、1.5%三個(gè)濃度中,隨著濃度的增加,抑制褐變的效果越好;殼聚糖初期有抑制PPO活性的作用,但后期作用漸失。而本實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果表明,在抑制褐變方面,并不是濃度越大,褐變?cè)叫?而是以中間濃度的1.0%表現(xiàn)最好。作者認(rèn)為在抑制褐變上,殼聚糖濃度有一個(gè)閾值范圍,低于閾值或高于閾值,保鮮效果都不好。至于閾值的具體范圍還有待進(jìn)一步研究。殼聚糖涂膜保鮮效果在其他指標(biāo)上無規(guī)律可尋,原因與殼聚糖原料、溶劑、環(huán)境濕度、成膜溫度、操作方法等可能有關(guān)。3.3馬鈴薯莖貯藏過程中總糖含量的變化本實(shí)驗(yàn)中,卻不遵循一般的低溫糖化規(guī)律,在0、4、8℃三個(gè)溫度下,以4℃下的總糖含量最高且變化程度最劇烈,其次是0、8℃下的含糖量最小且變幅最小。王合理的研究表明,在8～10℃下貯藏的馬鈴薯,還原糖含量的積累速度緩慢,當(dāng)溫度降至4℃,還原糖含量迅速提高。司懷軍等也在研究中指出,與5～7℃相比,貯藏于4℃冰箱中的馬鈴薯塊莖,還原糖含量隨貯存時(shí)間的延長(zhǎng)增加更為劇烈,說明在此溫度下,塊莖中的淀粉最容易低溫糖化。兩人的研究與本次實(shí)驗(yàn)中4、8℃中呈現(xiàn)的規(guī)律一致。但是,屈冬玉等的研究表明,0～2℃比4～10℃誘導(dǎo)馬鈴薯塊莖還原糖含量的積累更嚴(yán)重。此結(jié)論與本實(shí)驗(yàn)0、4℃下還原糖含量的結(jié)果不一致,原因可能是其4～10℃采用的是簡(jiǎn)易貯藏庫,溫度變化不易控制,從而引起誤差的增大。同時(shí),不同品種對(duì)低溫糖化的敏感程度也不相同,由此也可能造成差異的存在。綜上所述,作者推論總體上馬鈴薯塊莖遵循溫度越低總糖含量越高的規(guī)律,但是在0～8℃范圍內(nèi),總糖含量可能在4℃左右存在一個(gè)拐點(diǎn)。也就是說,在4℃時(shí),淀粉低溫糖化的速度最快,低于或高于此溫度低溫糖化的速度都會(huì)減緩。此推論是否正確還有待進(jìn)