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。因其具有營養(yǎng)豐富且均衡的特點,深受人們的喜愛,成為世界各國消費量最大的蔬菜品種。隨著人們生活水平的提高、生活節(jié)奏的加快,以及環(huán)保意識的提高,鮮切果蔬已經(jīng)成為一種消費時尚。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,從而降低商品價值,縮短貨架期,因此有必要對其保鮮技術(shù)進行研究。當前,由于人們健康意識的提高,大力提倡無害化包裝,可食性涂膜保鮮技術(shù)已經(jīng)成為一個研究熱點。本實驗以殼聚糖為保鮮膜液,探究在不同的溫度下對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%)國藥集團化學(xué)試劑有限公司;蘋果酸食品級,廣東陽東白云化工廠;D-異抗壞血酸鈉食品級,鄭州市生物化工廠;氯化鈣分析純,上海泗聯(lián)化工廠;堅爾美保鮮膜上海堅爾美塑膠實業(yè)有限公司。HB-2(三湘)切片機北京南常肉食機械有限公司;HSW-3隧道式烘干機安徽省臨泉縣食品機械廠;WSC-Y全自動測色色差計北京光學(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→護色浸泡20min(W∶V=1∶2)→瀝干、浸涂膜液(W∶V=1∶1)→冷風吹干50min→瓷盤盛裝,外裹保鮮膜封嚴→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驗本實驗采用L9(34)正交設(shè)計方案。共設(shè)三個因素,分別為溫度(A)、品種(B)、殼聚糖濃度(C),每個因素下各設(shè)三水平。另設(shè)對照(不護色不涂膜)于0℃下冷藏,分別為:處理10(中薯三號),處理11(費烏瑞它),處理12(大西洋)。實驗安排了空列為誤差項,未安排交互作用,進行方差分析。具體組合見表1。1.4測定方法每個處理三盤,每盤(100g)用于兩次測定Lab值、PPO、總糖,每2d測定一次,平行測定三次。取保鮮效果最好的處理于第6d進行菌落總數(shù)測定,平行測定三次。1.4.1huptlcr表色法△E值用WSC-Y全自動測色色差計測定,采用HunterLab表色法。測定時,從不同處理的一盤內(nèi)隨機抽取馬鈴薯切片3片,每片測定三個點的色差值,記錄△E值。1.4.2ppo的提取和測量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.酶活測定方法用100mL三角瓶一個,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立即計時,并均勻振蕩2min,以使與氧氣充分接觸,到時再加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碘酸鉀滴定至淺藍色不消失為止。同時,另取一個三角瓶,如上法作對照滴定,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總糖的測定鐵氰化鉀滴定法。1.4.4總流量的測定國標法。2最終貯藏期的確定本實驗通過色差的測定來確定鮮切馬鈴薯的貨架期。馬鈴薯于2005年12月13日進行處理,經(jīng)過貯藏實驗后,通過色差測定,確定12個處理中以處理2的貨架期最長,可以貯藏6d。各處理均以第6d的品質(zhì)數(shù)據(jù)進行分析,具體數(shù)據(jù)見表2。2.1顏色差值的測定褐變是發(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,本實驗采用全自動測色色差計的△E值來表示顏色的變化?！鱁值在表色體系中名為色差值,是指試樣的顏色與標準樣的顏色在色度坐標中的幾何距離之差?！鱁值越小,代表顏色變化小,顏色越接近標準色,反之則表示顏色相差越大。本實驗中,以第2d的處理為標準樣,測定第6d各相應(yīng)處理的褐變程度。由表2可以看出,各因子對△E值影響的主次順序為:溫度(A)>品種(B)>殼聚糖濃度(C)。2.1.1兩組的褐變程度對比表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℃下的褐變最嚴重。8℃下的△E值是0℃下的6倍多,是4℃下的2倍多。對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,除了護色和涂膜的影響外,溫度是影響△E值的一個重要的因素。2.1.2種品種的e值的差異從表2可以看出,品種對△E值的影響僅次于溫度。供試的三個馬鈴薯品種中,大西洋塊莖肉色最淺,為白色,中薯三號黃色,費烏瑞它顏色較中薯三號稍深。因此,品種的差異在保鮮期中表現(xiàn)得比較明顯,三個品種中以大西洋的△E值最小,費烏瑞它次之,中薯三號最大。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,而是以第二個水平1.0%為宜。2.2殼聚糖對果蔬中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。一般認為,在果蔬加工中PPO活性增加,褐變也會隨之增加,實踐中通常用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PPO活性影響大小排序為: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PPO活性的分析將結(jié)合色差值進行。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PPO活性的影響最大。溫度越低,對PPO活性的抑制越強,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,其次是費烏瑞它,中薯三號的最高。結(jié)合色差值來看,以大西洋的褐變程度最低,其次是費烏瑞它,中薯三號褐變最嚴重,這與原料的PPO活性表現(xiàn)一致。但是通過對照組可以看出,處于相同條件下的鮮切馬鈴薯,在貯藏的第6d,以費烏瑞它的PPO活性最低,其次是大西洋,中薯三號最高。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貨架期。2.2.3色差值對ppo活性的影響不同濃度的殼聚糖對PPO活性的影響次于溫度。由表2可知,以第二個水平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,各因子對總糖含量影響大小排序為: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℃下時最高。總糖主要指那些具有還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。而實驗結(jié)果與這一規(guī)律產(chǎn)生了矛盾,對于原因的分析將于討論中進行探討。2.3.2不同品種中馬鈴薯總糖含量的變化品種對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,三個品種中,大西洋總糖含量最低,中薯三號最高,費烏瑞它居中,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總糖含量的影響不同濃度殼聚糖對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,其余兩個濃度次之。2.4總結(jié)一致—菌落總數(shù)處理2于第6d進行菌落總數(shù)的測定,結(jié)果為1.1×102cfu/g,遠小于法國標準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,因此本實驗采用ΔE值來確定最佳方案。根據(jù)前面對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進行得越緩慢,營養(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,本實驗采用的最低溫度為0℃,未見冷害現(xiàn)象發(fā)生,并且保鮮效果良好。其次,對鮮切產(chǎn)品來說,品種的選擇也是一個很重要的因子。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。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,殼聚糖涂膜對抑制褐變、降低酶活性等方面都有明顯效果。針對殼聚糖涂膜對鮮切馬鈴薯的保鮮,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。而本實驗得到的結(jié)果表明,在抑制褐變方面,并不是濃度越大,褐變越小,而是以中間濃度的1.0%表現(xiàn)最好。作者認為在抑制褐變上,殼聚糖濃度有一個閾值范圍,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一步研究。殼聚糖涂膜保鮮效果在其他指標上無規(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驗中,卻不遵循一般的低溫糖化規(guī)律,在0、4、8℃三個溫度下,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間的延長增加更為劇烈,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驗中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重。此結(jié)論與本實驗0、4℃下還原糖含量的結(jié)果不一致,原因可能是其4～10℃采用的是簡易貯藏庫,溫度變化不易控制,從而引起誤差的增大。同時,不同品種對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℃左右存在一個拐點。也就是說,在4℃時,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減緩。此推論是否正確還有待進