马铃薯的保鲜研究

马铃薯的保鲜研究

甘薯是两种谷物：高粉、高蛋白质、多维生素和低温暖量。因其具有营养丰富且均衡的特点,深受人们的喜爱,成为世界各国消费量最大的蔬菜品种。随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快,以及环保意识的提高,鲜切果蔬已经成为一种消费时尚。鲜切马铃薯作为鲜切果蔬的一种,因其本身具有的生物学特性,在加工及贮藏过程中很容易发生褐变,从而降低商品价值,缩短货架期,因此有必要对其保鲜技术进行研究。当前,由于人们健康意识的提高,大力提倡无害化包装,可食性涂膜保鲜技术已经成为一个研究热点。本实验以壳聚糖为保鲜膜液,探究在不同的温度下对不同品种的马铃薯涂膜保鲜的效果。1材料和方法1.1食品、设备和试药新鲜马铃薯由湖南南方马铃薯产业化有限公司提供;壳聚糖(脱乙度≥90%)国药集团化学试剂有限公司;苹果酸食品级,广东阳东白云化工厂;D-异抗坏血酸钠食品级,郑州市生物化工厂;氯化钙分析纯,上海泗联化工厂;坚尔美保鲜膜上海坚尔美塑胶实业有限公司。HB-2(三湘)切片机北京南常肉食机械有限公司;HSW-3隧道式烘干机安徽省临泉县食品机械厂;WSC-Y全自动测色色差计北京光学仪器厂;西门子冰箱。1.2样品处理1.2.1鲜切马铃薯片的制备新鲜马铃薯→清洗、去皮→切分成2mm厚→清洗→护色浸泡20min(W∶V=1∶2)→沥干、浸涂膜液(W∶V=1∶1)→冷风吹干50min→瓷盘盛装,外裹保鲜膜封严→冷藏将包装好的鲜切马铃薯片按处理分别置于0、4、8℃的冰箱中冷藏。1.2.2溶液的制备均采用质量比1.2.2.1.配制护色溶液1.5%苹果酸+0.3%D-异抗坏血酸钠+0.3%氯化钙。1.2.2.2.混合皮糖溶液的制备称取适量的壳聚糖溶解于3%的苹果酸溶液中,分别制得浓度为0.5%、1.0%、1.25%壳聚糖溶液。1.3聚糖体系中各单因素实验本实验采用L9(34)正交设计方案。共设三个因素,分别为温度(A)、品种(B)、壳聚糖浓度(C),每个因素下各设三水平。另设对照(不护色不涂膜)于0℃下冷藏,分别为:处理10(中薯三号),处理11(费乌瑞它),处理12(大西洋)。实验安排了空列为误差项,未安排交互作用,进行方差分析。具体组合见表1。1.4测定方法每个处理三盘,每盘(100g)用于两次测定Lab值、PPO、总糖,每2d测定一次,平行测定三次。取保鲜效果最好的处理于第6d进行菌落总数测定,平行测定三次。1.4.1huptlcr表色法△E值用WSC-Y全自动测色色差计测定,采用HunterLab表色法。测定时,从不同处理的一盘内随机抽取马铃薯切片3片,每片测定三个点的色差值,记录△E值。1.4.2ppo的提取和测量1.4.2.1ppo提取取样品5g和少量冰水于研钵内,研磨匀浆,转入50mL容量瓶定容摇匀,放入25℃水浴中预热5min备用。1.4.2.酶活测定方法用100mL三角瓶一个,先后吸取预热的pH6.4的磷酸缓冲液1mL、0.35%的维生素C5mL和0.2%的邻苯二酚5mL,再加入经振摇混合后的悬浮酶液10mL立即计时,并均匀振荡2min,以使与氧气充分接触,到时再加5mL5%的偏磷酸中止反应,并加入0.5%的淀粉液1mL作指示剂,用0.01mol·L-1碘酸钾滴定至浅蓝色不消失为止。同时,另取一个三角瓶,如上法作对照滴定,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:为PPO活性(氧化维生素Cμmol·g-1FW·min-1);a:为用于对照滴定的0.01mol·L-1碘酸钾消耗量(mL);b:为用于样品滴定的0.01mol·L-1碘酸钾消耗量(mL);V:为测定所用悬浮酶液体积(mL);W:为分析用样品重(g);50为提取液总量(mL);5为0.35%维生素C将毫升换算为微摩尔的系数。1.4.3总糖的测定铁氰化钾滴定法。1.4.4总流量的测定国标法。2最终贮藏期的确定本实验通过色差的测定来确定鲜切马铃薯的货架期。马铃薯于2005年12月13日进行处理,经过贮藏实验后,通过色差测定,确定12个处理中以处理2的货架期最长,可以贮藏6d。各处理均以第6d的品质数据进行分析,具体数据见表2。2.1颜色差值的测定褐变是发生在马铃薯贮藏期间最重要的质量问题。为客观表示褐变的程度,本实验采用全自动测色色差计的△E值来表示颜色的变化。△E值在表色体系中名为色差值,是指试样的颜色与标准样的颜色在色度坐标中的几何距离之差。△E值越小,代表颜色变化小,颜色越接近标准色,反之则表示颜色相差越大。本实验中,以第2d的处理为标准样,测定第6d各相应处理的褐变程度。由表2可以看出,各因子对△E值影响的主次顺序为:温度(A)>品种(B)>壳聚糖浓度(C)。2.1.1两组的褐变程度对比表2的数据表明,温度的极差明显大于其它因素,说明温度对ΔE值的影响最明显。随着温度的降低,褐变程度明显减小,以0℃下的褐变最轻,8℃下的褐变最严重。8℃下的△E值是0℃下的6倍多,是4℃下的2倍多。对照组的褐变程度均大于0℃和4℃下的处理,但是明显低于8℃的处理。这一结果表明,除了护色和涂膜的影响外,温度是影响△E值的一个重要的因素。2.1.2种品种的e值的差异从表2可以看出,品种对△E值的影响仅次于温度。供试的三个马铃薯品种中,大西洋块茎肉色最浅,为白色,中薯三号黄色,费乌瑞它颜色较中薯三号稍深。因此,品种的差异在保鲜期中表现得比较明显,三个品种中以大西洋的△E值最小,费乌瑞它次之,中薯三号最大。由此可见,大西洋不仅贮藏前的颜色浅,而且贮藏期间的颜色变化小,因此,从鲜切马铃薯的颜色来看,大西洋品种是适合鲜切贮藏的品种。2.1.3不同浓度的贝壳聚糖对e值的影响从表2的数据可以看出,壳聚糖的浓度是对ΔE值影响最小的因子。壳聚糖的浓度并不是越大越好,而是以第二个水平1.0%为宜。2.2壳聚糖对果蔬中ppo活性的影响多酚氧化酶(PPO)是马铃薯中含量比较丰富的一种含铜氧化还原酶类。当马铃薯块茎被切割后,组织暴露在空气中,多酚氧化酶就能使块茎中所含的酚类物质与空气中的氧气发生反应生成无色的邻醌类物质,再发生聚合反应生成黑色素。一般认为,在果蔬加工中PPO活性增加,褐变也会随之增加,实践中通常用PPO活性抑制剂来抑制果蔬的酶促褐变。由表2可知,各因子对PPO活性影响大小排序为:温度(A)>壳聚糖浓度(C)>品种(B)。由于PPO的活性一般与褐变程度呈正相关的关系,对PPO活性的分析将结合色差值进行。2.2.1不同大小ppo活性的比较表2的数据表明,温度对PPO活性的影响最大。温度越低,对PPO活性的抑制越强,以0℃下的PPO活性最低,其次是4℃,而8℃下的PPO活性最高。这与色差测定的结果一致,温度越低,褐变的程度越小。2.2.2不同处理对鲜切马铃薯的活性影响通过表3可以得知,品种间的PPO活性是有差异的。原料以大西洋的PPO活性最低,其次是费乌瑞它,中薯三号的最高。结合色差值来看,以大西洋的褐变程度最低,其次是费乌瑞它,中薯三号褐变最严重,这与原料的PPO活性表现一致。但是通过对照组可以看出,处于相同条件下的鲜切马铃薯,在贮藏的第6d,以费乌瑞它的PPO活性最低,其次是大西洋,中薯三号最高。色差值和PPO活性虽然表现不完全一致,但仍可以看出,原料的品种筛选对鲜切加工很重要,原料PPO活性低的在贮藏中PPO的活性也相应较低,有利于降低褐变程度从而延长货架期。2.2.3色差值对ppo活性的影响不同浓度的壳聚糖对PPO活性的影响次于温度。由表2可知,以第二个水平1.0%的浓度最宜,其次是0.5%,浓度为1.25%的PPO活性最高。结合色差值可以看出,色差值从小到大所对应的浓度依次为1.0%,0.5%,1.25%,与PPO活性表现一致。这表明,壳聚糖的浓度不宜太低或太高,1.0%的浓度对PPO活性的抑制效果最好。2.3大小排序的影响由表2可知,各因子对总糖含量影响大小排序为:品种(B)>温度(A)>壳聚糖浓度(C),其中温度和壳聚糖浓度的影响不显著。2.3.1马铃薯总糖含量的确定温度对总糖含量的影响次于品种。表2的数据表明,总糖含量以8℃下最低,其次是0℃,4℃下时最高。总糖主要指那些具有还原性的糖以及能水解为还原糖的低聚糖,一般随着温度的降低,马铃薯中的淀粉会转化为还原糖,因此温度低的,总糖含量应该比较高。而实验结果与这一规律产生了矛盾,对于原因的分析将于讨论中进行探讨。2.3.2不同品种中马铃薯总糖含量的变化品种对总糖含量的影响最大,并且表现非常明显。表2的数据表明,三个品种中,大西洋总糖含量最低,中薯三号最高,费乌瑞它居中,与原料的总糖表现一致。因此,在鲜切加工中对品种的筛选是非常重要的,宜根据不同的食用目的来选择合适的加工品种。2.3.3不同浓度的地壳聚糖对总糖含量的影响不同浓度壳聚糖对总糖含量的影响最小。表2的数据显示,浓度为1.25%的壳聚糖涂膜总糖含量最低,其余两个浓度次之。2.4总结一致—菌落总数处理2于第6d进行菌落总数的测定,结果为1.1×102cfu/g,远小于法国标准5×105cfu/g,使用完全安全。2.5确定最佳方案鲜切马铃薯品质的好坏,颜色是最主要的衡量指标,因此本实验采用ΔE值来确定最佳方案。根据前面对ΔE值影响因子的分析,最佳方案为:采用1.0%的壳聚糖涂膜品种为大西洋的鲜切马铃薯,并于0℃下冷藏。3讨论3.1冷藏过程冷害的变化温度越低,鲜切组织的生命活动进行得越缓慢,营养物质消耗得也少,保鲜效果越好。鲜切果蔬中,为避免冷害的发生,常用的冷藏温度为4～8℃。马铃薯为冷凉作物,耐低温能力比较好,本实验采用的最低温度为0℃,未见冷害现象发生,并且保鲜效果良好。其次,对鲜切产品来说,品种的选择也是一个很重要的因子。应该选择PPO活性低、总糖含量低、耐低温贮藏的品种,优良的品质有助于货架期的延长。3.2切片马铃薯抑制ppo活性的研究有研究表明,在不同的果蔬保鲜中,壳聚糖涂膜对抑制褐变、降低酶活性等方面都有明显效果。针对壳聚糖涂膜对鲜切马铃薯的保鲜,杜传来等、陈海光和姚青的研究也表明:经过涂膜处理的切片马铃薯,褐变和PPO的活性都得到了有效的控制。在0.5%、1.0%、1.5%三个浓度中,随着浓度的增加,抑制褐变的效果越好;壳聚糖初期有抑制PPO活性的作用,但后期作用渐失。而本实验得到的结果表明,在抑制褐变方面,并不是浓度越大,褐变越小,而是以中间浓度的1.0%表现最好。作者认为在抑制褐变上,壳聚糖浓度有一个阈值范围,低于阈值或高于阈值,保鲜效果都不好。至于阈值的具体范围还有待进一步研究。壳聚糖涂膜保鲜效果在其他指标上无规律可寻,原因与壳聚糖原料、溶剂、环境湿度、成膜温度、操作方法等可能有关。3.3马铃薯茎贮藏过程中总糖含量的变化本实验中,却不遵循一般的低温糖化规律,在0、4、8℃三个温度下,以4℃下的总糖含量最高且变化程度最剧烈,其次是0、8℃下的含糖量最小且变幅最小。王合理的研究表明,在8～10℃下贮藏的马铃薯,还原糖含量的积累速度缓慢,当温度降至4℃,还原糖含量迅速提高。司怀军等也在研究中指出,与5～7℃相比,贮藏于4℃冰箱中的马铃薯块茎,还原糖含量随贮存时间的延长增加更为剧烈,说明在此温度下,块茎中的淀粉最容易低温糖化。两人的研究与本次实验中4、8℃中呈现的规律一致。但是,屈冬玉等的研究表明,0～2℃比4～10℃诱导马铃薯块茎还原糖含量的积累更严重。此结论与本实验0、4℃下还原糖含量的结果不一致,原因可能是其4～10℃采用的是简易贮藏库,温度变化不易控制,从而引起误差的增大。同时,不同品种对低温糖化的敏感程度也不相同,由此也可能造成差异的存在。综上所述,作者推论总体上马铃薯块茎遵循温度越低总糖含量越高的规律,但是在0～8℃范围内,总糖含量可能在4℃左右存在一个拐点。也就是说,在4℃时,淀粉低温糖化的速度最快,低于或高于此温度低温糖化的速度都会减缓。此推论是否正确还有待进