蒸煮袋材料透氧性对水煮笋品质劣变的影响*

潘梦垚，卢立新，2，唐亚丽，2，王 军，2

1(江南大学，江苏 无锡，214122)

2(中国包装总公司食品包装技术与安全重点试验室，江苏 无锡，214122)

水煮笋是我国特色农业加工食品，它味道鲜美，营养价值高，低脂肪、高蛋白，富含糖类和人体所需的多种氨基酸，并含有丰富的维生素［1］。利用蒸煮袋对水煮笋进行真空包装并杀菌后，产品可在较长时间内维持理想的品质，这种蒸煮袋真空包装水煮笋已成为市场上最常见的包装笋制品之一［2］。然而，目前关于蒸煮袋包装水煮笋贮藏品质劣变的研究报道甚少，为包装制品品质改善和保质期预测带来了困难。

水煮笋品质劣变速度与诸多因素有关，蒸煮袋材料的透氧性则是关键因素之一。氧气对水煮笋品质变化的影响不容忽视，笋中的色素、组织结构及营养成分均会因氧化作用而发生劣变现象。众多学者已经证实，蛋白质及部分氧敏感氨基酸易与氧气或其他物质的氧化二次产物发生反应［3－4］;VC在O2的作用下降解生成2，3-二酮古洛糖酸(DKG)，进一步氧化后形成一系列有害物质［5］;还原糖中的游离羰基或醛基均会被氧化生成糖酸;同时，氧气的存在会促进非酶褐变反应进程，令糖类、蛋白质、氨基酸和VC等参与反应，进一步影响食品色泽与组织结构［6］。

在此基础上，本文旨在探讨蒸煮袋材料氧气透过量对水煮笋贮藏品质劣变程度的影响，将笋的色泽、硬度、可溶性蛋白质、游离氨基酸、还原糖和VC作为品质检测指标，分析不同材料包装的水煮笋各指标的变化规律，为设计具有适宜阻氧性能的水煮笋制品蒸煮袋材料提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

18 L 罐藏水煮毛竹笋(于试验当天开罐取笋，用于蒸煮袋真空包装笋制品的制备)，浙江省某企业提供，3 种蒸煮袋包装材料:PA/PE，氧气透过量9.930×10－5cm3/(m2·d·Pa)，厚度80 μm;KPA/PE，氧气透过量7.665 ×10－5cm3/(m2·d·Pa)，厚度85 μm;PA/PET/SiOx/PE，氧 气 透 过 量3.616 × 10－5cm3/(m2·d·Pa)，厚度90 μm。

1.2 主要仪器设备

DZQ400-2D 单室真空包装机，三联包装(无锡)有限公司;DSX-280A 手提式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂;PRX-450C 智能人工气候箱，常州诺基仪器有限公司;WSC-S 测色色差计，上海精密科学仪器有限公司;GY-3 水果硬度计，杭州托普仪器有限公司;UV-2802 紫外可见分光光度计，龙尼柯(上海)仪器有限公司。

1.3 试样制备

将水煮笋从铁罐中取出，在60 ℃左右的热水中浸泡6 ～7 min，洗去笋体表面白色粉状物，取出晾干后利用上述3 种耐高温复合薄膜进行真空包装，包装袋尺寸统一为180 mm×138 mm，真空时间9 s，热封时间3 s，真空度达到－0.1 MPa。将包装好的样品进行高压蒸汽灭菌，杀菌温度为115 ℃，保压时间为15 min，杀菌完毕后立即用流动水冷却至室温35 ℃以下，擦干包装袋表面水迹，确保样品无胀袋现象。

1.4 贮藏试验方法

将制得的样品放置于人工气候箱中进行加速试验贮藏，温湿度分别设置为33 ℃、75%RH。贮藏过程中使用铝箔材料对样品进行遮光覆盖。试验周期共32 d，每隔4 ～5 d 从人工气候箱中取出不同材料包装的样品进行各指标的检测。

1.5 水煮笋品质指标的测定方法

1.5.1 色泽的检测

采用WSC-S 测色色差计检测水煮笋肉在CIELAB 均匀色空间下的色度指数亮度L*值、红度a*值和黄度b*值。将水煮笋肉切成颗粒，捣碎后压制成平板，放入色差计的测试陷阱内，压紧光源测试头，即可进行色度指数的检测。每次在笋的同一个部位(中间处)检测，每个样检测3 次，结果取平均值。

1.5.2 硬度的检测

采用GY-3 型水果硬度计测定水煮笋硬度值，选用Φ=6 mm 的测试头，在每个笋的赤道部位选取3个等间距的测试点，然后将测试头缓慢匀速插入笋肉内至测试头标记线停止，读取测量数值，结果取3 个测试点的平均值，单位以kg/cm2表示。

1.5.3 可溶性蛋白质含量的测定

参照Bradford 的考马斯亮蓝染色法［7］。利用牛白蛋白配制浓度为250 μg/mL 的标准溶液，然后取6支试管，依次加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 的蛋白质标准溶液，并补加蒸馏水至总体积为1 mL，用刻度吸管加入5 mL 考马斯亮蓝G-250 试剂，摇匀后静置10 min，用1 cm 比色皿于595 nm 波长下测定吸光值。以吸光值为纵坐标，以蛋白质含量(μg)为横坐标，绘制标准曲线。称取2 g 水煮笋样品，混合18 mL蒸馏水，于食品加工机中捣成匀浆，过滤，取上清液0.5 mL 加入试管中，再加入0.5 mL 蒸馏水和5 mL考马斯亮蓝G-250 试剂，充分混合，放置10 min，待溶液转变为亮蓝色后于595 nm 波长下测定其吸光值，以空白液调零。每个样品重复3 次。由测出的吸光值根据标准曲线算出样品中蛋白质的含量，单位以mg/g 表示。

1.5.4 游离氨基酸含量的测定

采用茚三酮比色法［8］检测水煮笋的游离氨基酸总量。取8 支25 mL 比色管，分别加入0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL 氨基酸标准溶液，并各自补加蒸馏水至容积为4 mL，再加入1 mL 茚三酮溶液和1 mL 磷酸缓冲液，混合后盖上试管塞，在沸水浴中保持15 min，将其取出后迅速冷却，定容至25 mL，此时溶液为蓝紫色。放置15 min 后，采用UV-2802 紫外可见分光光度计于570 nm 波长处检测各比色管溶液的吸光度，并以空白液调零。以氨基酸含量(μg)为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。切取5 g 笋肉，混合45 mL 蒸馏水后于食品加工机中捣碎混匀，取出定容至100 mL，加热煮沸，并过滤。取上清液4 mL 按照同样的方法在570 nm 波长下测定其吸光值，并根据标准曲线计算水煮笋氨基酸含量，每个样品重复检测3 次，单位以mg/100 g 表示。

1.5.5 还原糖含量的测定

还原糖的检测采用3，5-二硝基水杨酸比色法(DNS)［9］。取8 支10 mL 试管，分别加入0、1、2、3、4、5、6、7 mL 葡萄糖标准溶液，定容后，分别从中吸取1 mL 溶液加入25 mL 比色管中，再各添加2 mL 水杨酸溶液，盖上试管塞后用沸水浴加热5 min，取出后迅速冷却，并用蒸馏水定容至25 mL，混匀，此时溶液为橘红色。以空白液调零，于540 nm 处测定其吸光度，绘制标准曲线。切取10 g 水煮笋放入食品加工机，并加入40 mL 蒸馏水，将笋肉研磨成匀浆，取上清液1 mL 进行540 nm 波长下吸光度的检测。每个样品检测3 次，结果取平均值，单位以mg/g 表示。

1.5.6 VC含量的测定

VC的检测采用2，6-二氯靛酚滴定法，具体方法严格参照国家标准GB 6195-86［10］。每个样品检测3次，取平均值，单位为mg/100 g。

1.6 数据处理

所有试验数据采用Excel、SAS 进行统计处理，并用Matlab 绘制曲线图。当ANOVA 方差分析结果P＜0.05 时，表明蒸煮袋透氧性对各指标的劣变影响显著。

2 结果与分析

2.1 材料透氧性对水煮笋色泽的影响

图1 为不同材料包装的水煮笋亮度L*值、红度a*值和黄度b*值的变化趋势图。随着材料氧气透过量增大，水煮笋的L*值下降速率变快，下降幅度增大;同样地，PA/PE 包装的水煮笋a*值的增长速率最大，而PA/PET/SiOx/PE 包装样品的a*值变化相对缓慢些;氧气透过量最小的PA/PET/SiOx/PE 材料能够明显减缓水煮笋黄色褪去的速度，而PA/PE 和KPA/PE 2 组样品的b*值下降较快。可见，蒸煮袋的透氧量对水煮笋色泽有显著影响(P＜0.05)。笋中含有类黄酮、单宁和类胡萝卜素等有机色素［11］，这些色素通常不稳定，易发生氧化反应。另外，氧气促进笋内其他成分的化学反应，也会进一步导致笋肉色泽劣化。所以，降低蒸煮袋材料的透氧量有益于水煮笋原有色泽的维持。

图1 不同材料包装的水煮笋亮度L* 值(a)、红度a* 值(b)和黄度b* 值(c)的变化(33℃，避光)Fig.1 Changes in brightness L* value(a)、redness a* value(b)and yellowness b* value(c)of boiled bamboo shoots packaged by different materials(33℃，no light)

2.2 材料透氧性对水煮笋硬度的影响

3 种材料包装的水煮笋在高温贮藏期间均呈现笋体组织缓慢软化的现象，因而其硬度值逐渐降低，这是由于笋内各成分受氧气的影响而参与氧化反应，从而导致笋肉组织结构损坏，部分细胞破裂，令内容物流失于汤汁中［12］。图2 显示了各材料包装水煮笋的硬度变化差异，显然，材料阻氧性能越差，笋体软烂速度越快(Pr＜0.05)。镀硅膜PA/PET/SiOx/PE 包装样品的硬度能够在试验周期内维持在5.4 kg/cm2以内，而氧气透过量最大的复合膜PA/PE 所包装样品的硬度到第20 天时就降到了4.3 kg/cm2。

图2 不同材料包装水煮笋的硬度变化Fig.2 Changes in firmness of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.3 材料透氧性对水煮笋可溶性蛋白质含量的影响

水煮笋蛋白质中含有蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸等氧敏感氨基酸，极易发生氧化反应，致使蛋白质失去溶解性［13］，同时，蛋白质中的肽链受高温影响而导致氢键甚至其他次级键断裂，进而改变蛋白质原本的空间构象，造成蛋白质变性［14］，所以，蒸煮袋包装水煮笋在贮藏期间必定会发生蛋白质含量的损失。3 种材料包装的水煮笋蛋白质损失情况如图3 所示，同一温度下，蛋白质破坏的速度差异由包装材料的氧气透过性决定(P＜0.05)，材料PA/PET/SiOx/PE 的透氧量仅为3.616 ×10－5cm3/(m2·d·Pa)，远小于其他2 种材料，此材料包装样品中的蛋白质在单位时间内接触的氧气极少，因此其含量能够在32 d 内维持在一定范围内;比较KPA/PE 和PA/PE 2 种材料，氧气透过量大，蛋白质损失速率也相应增快，PA/PE 包装组的蛋白质在试验周期结束时仅仅剩余9.359 mg/g。因此，利用包装材料的阻隔性降低氧气对水煮笋蛋白质的作用十分必要。

图3 不同材料包装水煮笋的可溶性蛋白质含量变化Fig.3 Changes in soluble protein content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.4 材料透氧性对水煮笋游离氨基酸含量的影响

水煮笋游离氨基酸含量在贮藏期间呈现先增加后减少的变化趋势，如图4 所示。可看出，试验前期，材料氧气阻隔性越差，氨基酸含量增长速率越大，原因是蛋白质反应速率快，水解生成的氨基酸增多;试验后期，由于水煮笋进行非酶褐变羰氨反应，氨基酸含量急剧下降，且速率随材料氧气透氧量的增大而加快。这是因为竹笋中的天门冬氨酸和谷氨酸活性高，极易与糖类发生美拉德反应，材料内氧气的增多会促使美拉德反应进程加快，从而导致氨基酸总量的减少［15］。并且，一些氧敏感氨基酸本身也会参与氧化反应。所以，氧气对水煮笋中的游离氨基酸总量具有显著影响(P＜0.05)。

图4 不同材料包装的水煮笋游离氨基酸总量的变化Fig.4 Changes in free amino acid content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.5 材料透氧性对水煮笋还原糖含量的影响

图5 显示了不同材料包装的水煮笋还原糖先增加后减少的变化规律。贮藏初期，笋中的多糖和低聚糖水解为单糖，使还原糖总量增加;贮藏后期，水解反应趋于缓和，还原糖与氨基化合物发生美拉德反应，同时被渗透进包装内的氧气氧化，使得还原糖总量减少。从图中可以看出，随着材料氧气透过量的增大，水煮笋还原糖含量变化速率加快(P＜0.05)，PA/PE包装的水煮笋，在试验初期还原糖大量增多，而在第5 天以后迅速减少;PA/PET/SiOx/PE 包装试样能够将其还原糖含量维持在12.042 mg/g 以内。可见，氧气会促进笋中还原糖含量变化。

图5 不同材料包装的水煮笋还原糖含量的变化Fig.5 Changes in reducing sugar content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.6 材料透氧性对水煮笋VC 含量的影响

真空包装水煮笋中的VC在贮藏期间不可避免地发生有氧降解，其含量逐渐减少，如图6 所示。在其有氧降解过程中，抗坏血酸经过2 次单电子或1 次双电子转移过程产生L-脱氢抗坏血酸，继续水解生成2，3-二酮古洛糖酸，进一步氧化后形成一系列有害物质。这些物质都能与氨基酸或蛋白质发生非酶褐变反应，影响食品色泽和风味。通常情况下，氧气能够引起相当于自身2 倍含量的抗坏血酸氧化损失［16］。图6 表明，随着材料氧气透过量增大，笋内VC的损失程度加剧，速率加快(P＜0.05)。当蒸煮袋材料阻氧性能较优时，水煮笋VC的降解可得到缓解。3 种材料中，氧气透过量最小的蒸煮袋PA/PET/SiOx/PE 最能维持笋中VC的含量。

图6 不同材料包装的水煮笋VC 含量的变化Fig.6 Changes in vitamin C content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

3 结论

蒸煮袋真空包装水煮笋在贮藏期间的品质劣变表现为褪色、软化以及各营养成分的损失。其中，笋肉L*值和b*值逐渐下降，a*值上升，硬度值降低，同时，笋内的可溶性蛋白质和VC含量缓慢减少，而游离氨基酸和还原糖总量均在贮藏过程中先增加后减少。蒸煮袋材料透氧性对水煮笋品质劣变具有显著影响，材料氧气透过量越大，各品质指标的劣变速度越大。因此，应选择氧气阻隔性较优的蒸煮袋对水煮笋进行真空包装，在节约成本的前提下，尽量设计高阻隔性包装材料。

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