食品添加剂对透明包装榨菜品质控制的影响

丁涌波，赵兴娥，陈光静，谭燕文，罗东升，阚建全,2,3,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆 400715；3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室（重庆），重庆 400715）

食品添加剂对透明包装榨菜品质控制的影响

丁涌波1，赵兴娥1，陈光静1，谭燕文1，罗东升1，阚建全1,2,3,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆 400715；3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室（重庆），重庆 400715）

以透明包装榨菜为研究对象，加入食品添加剂异VC钠、EDTA-2Na、焦亚硫酸钠、无水CaCl2等，以色泽、脆度、褐变度为指标，通过单因素和 Box-Behnken响应面试验，探讨控制 透明包装榨菜贮藏过程中品质劣变的技术。结果表明：异VC钠和EDTA-2Na对透明包装榨菜的色泽和褐变度控制效果好，而对脆度保持效果差；焦亚硫酸钠对透明包装榨菜的防褐变效果和保脆效果都不明显；CaCl2对透明包装榨菜的脆度保持效果较好，但护色效果差；最终确定了透明包装榨菜品质控制的最优食品添加剂配方为9.14 mg/kg异VC钠、240.88 mg/kg EDTA-2Na、946.63 mg/kg无水CaCl2。在此条件下，常温贮藏10 个月内，透明包装榨菜的品质与对照组非透明包装榨菜品质相当。

榨菜；透明包装；食品添加剂；品质控制

榨菜是中国名特产品之一，与欧洲酸黄瓜、日本酱菜并称世界三大名腌菜。1898年在中国重庆涪陵发现榨菜，时称“涪陵榨菜”，因加工时需用压榨法榨出菜中水分，故称“榨菜”[1-4]。原味榨菜以茎用芥菜（Brassica juncea cosson）为原料，经脱水后加盐腌制而成的一种半干态具有轻微乳酸发酵的蔬菜产品。榨菜是低脂、低热量，富含蛋白质、糖类、钠等营养成分的食物。榨菜成品中含有多达l7种的氨基酸，而且大多数氨基酸有甜味，其中谷氨酸和天冬氨酸含量最高[5-6]，它们具有强烈的鲜味，使榨菜具有特殊的风味。成品榨菜咸淡适口，香脆爽口、开胃健脾，既可作为随饭小菜，又可作菜肴、汤品面食的配料等[7-10]。

研究表明，PET-PA-RCPP透明包装材料能很好地保持榨菜的品质[11-12]。但是透明包装榨菜在贮藏过程中，受光照、相关微生物和化学物质等作用，导致榨菜色泽变暗，质地变软，影响了榨菜的食用价值[13-17]。目前，对榨菜保脆和护色的研究已有较多报道，但是对透明包装榨菜在贮藏过程中保脆和护色的研究还未见报道。因此，本实验拟选用异VC钠、EDTA-2Na、焦亚硫酸钠、无水CaCl24 种食品添加剂，对透明包装榨菜在贮藏过程中的护色及脆度保持效果进行研究，以期 为透明包装榨菜的保藏技术提供基础实验数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

刚腌好的原味榨菜、OPP-PET-PE镀铝袋 重庆涪陵辣妹子集团有限公司；PET-PA-RCCP透明包装袋 重庆顶正包材有限公司；异VC钠、EDTA-2Na、焦亚硫酸钠、无水CaCl2（分析纯） 成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

数显恒温水浴锅 金坛市富华仪器有限公司；可见分光光度计 上海现科仪器有限公司；电动粉碎机广东美的精品电器制造有限公司；分析天平 上海精密科学仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司；UtraScan Pro测色仪 美国HunterLab公司；物性测定仪 英国Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

将刚腌好的榨菜切片后，按照GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》的规定，称取适当的食品添加剂，用5 mL蒸馏水溶解后，加入菜片中，充分混合均匀，然后用选定的2 种材料包装，按榨菜的工艺流程将其 加工成样品。

工艺流程：榨菜原料→选择→修剪去筋→清洗切片→脱盐、脱水→称量装袋→真空包装→杀菌→冷却→整形擦袋→成品[18-19]。

1.3.2 单因素试验

食品添加剂的种类和使用量（按榨菜样品的质量称取），如表1所示。

表1 单因素试验中添加剂的用量Table 1 Levels of four food additives used in one-factor-at-a-time design

1.3.3 指标测定

将实验组和对照组在自然条件下贮藏，贮藏0、30、60、90、120 d后，进行色泽、脆度、褐变度的测定，评定各组的护色及脆度保持效果。褐变度测定：参照Sovrano等[20]采用消光值法测定。随机选取包装袋内的榨菜菜片并搅碎，准确称取绞碎样品10 g，加入100 mL冰冷蒸馏水，匀浆机匀浆40 s，过滤，将滤液在25 ℃水浴中保温5 min制成样液，在410 nm波长处测定样液吸光度A，以10·A410nm表示褐变度[20-24]。

色泽测定和硬度测定：参照赵兴娥等[11]方法测定。随机取样品，置于UtraScan Pro色度仪载物台，使用反射小孔在RSIN-镜面反射模式下测定，每次取榨菜实验样品5～10 片，共取15 个点进行平行测定，计算平均值。其中L*表示颜色的明度，L*越大表示样品的色泽越亮；a*值表示颜色的绿红度，a*＜0表示样品呈绿色，a*＞0表示样品呈红色；b*值表示颜色的蓝黄值，b*＜0表示样品呈蓝色，b*＞0表示样品呈黄色。

1.3.4 响应面优化试验

根据单因素试验的结果，选取对透明包装榨菜品质指标影响较大的异VC钠、EDTA-2Na和无水CaCl2进行响应面设计试验，运用Box-Behnken试验设计原理，选择L*值、褐变度、脆度3个值为响应值，试验因素及水平表见2。

表2 Box-Behnken试验设计因素水平及编码Table 2 Independent variables and levels used in Box-Behnken design mg/kg

1.4 数据处理

采用Excel软件进行图表绘制和相关数据的处理。采用Design-Expert（Version 7.1）软件对响应面试验得到的数据进行线性回归和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同食品添加剂对透明包装榨菜品质控制的影响

2.1.1 异VC钠

由表3可以看出，不同异VC钠添加量对透明包装榨菜的品质控制效果差异较大：随贮藏时间的延长，榨菜样品的色泽越来越暗，褐变越来越严重，实验后期样品还发生少许红变现象。贮藏120 d后，添加异VC钠量为10 mg/kg的样品其L*和a*值变化最小，色泽较鲜亮，褐变少，几乎没有红变，护色效果最好；不同异VC钠添加

量的样品组b*值变化较小，但脆度都有明显的降低，保脆效果都较差。

表3 异VC钠对透明包装榨菜品质控制的影响Table 3 Effect of sodium erythorbate on quality control of pickled mustard tubbeerrss

2.1.2 EDTA-2Na

表4 EDTA-2Na对透明包装榨菜品质控制的影响Table 4 Effect of EDTA-2Na on quality control of pickled mustard tubers

由表4可以看出，随贮藏时间的延长，榨菜样品褐变越来越严重，色泽越来越暗，后期有比较明显的红变现象。不同EDTA-2Na添加量对透明包装后榨菜的品质控制效果有较大差异：EDTA-2Na添加量为160 mg/kg的样品变得黏，样品红变严重；EDTA-2Na添加量为200 mg/kg的样品色泽暗褐，其中还产生了很强的刺激性气味；EDTA-2Na添加量为240 mg/kg的样品褐变度较低，L*值变化最小，黄度变化较小，红变程度较大。

2.1.3 焦亚硫酸钠

表5 焦亚硫酸钠对透明包装榨菜品质控制的影响Table 5 Effect of sodium pyrosulfite on quality control of pickled mustard tubbeerrss

由表5可以看出，不同添加量焦亚硫酸钠对透明包装榨菜的品质控制效果差异较小：随贮藏时间的延长，所有样品的褐变越来越严重，色泽越来越暗，且均有轻微的红变现象，焦亚硫酸钠添加量为32 mg/kg实验组的L*、a*和b*值保持较好，红变、黄变较少，焦亚硫酸钠添加量为96 mg/kg的实验组褐变度控制效果较好。

2.1.4 无水CaCl2

由表6可以看出，不同添加量的无水CaCl2对透明包装榨菜的品质控制效果具有很大差异：随贮藏时间的延长，榨菜样品褐变越来越严重，色泽越来越暗，质地软化，脆度越来越差。贮藏120 d后，无水CaCl2添加量为500 mg/kg的样品色泽暗黑，脆度不可接受，b*值较大，黄变严重；而无水CaCl2添加量为750 mg/kg的榨菜其色泽劣变至暗褐色，不可接受，质地软烂，脆度无法测定；只有无水CaCl2添加量为1 000 mg/kg的榨菜仍然保持较明亮的色泽和最佳的脆度，质地脆嫩。

综上所述，透明包装榨菜贮藏过程中同对照组不透明包装榨菜比较：异VC钠对透明包装榨菜的色泽和褐变

度保持效果很好，对脆度保持效果差；EDTA-2Na对透明包装榨菜的褐变控制效果很好，色泽保持效果较好，对脆度保持效果不佳；焦亚硫酸钠对透明包装榨菜的防褐变效果一般，护色效果和保脆效果都很差；CaCl2对透明包装榨菜的脆度保持效果理想，但防褐变效果一般，护色效果差。通过单因素试验结果，确定以异VC钠、EDTA-2Na、无水CaCl2为因素，进行响应面优化试验。

表6 无水CaCl2对透明包装榨菜品质控制的影响Table 6 Effect of CaCll2on quality control of pickled mustard tubers

2.2 透明包装榨菜品质控制条件的响应面优化试验

2.2.1 试验设计及结果

表7 响应面试验分析方案及结果Table 7 Experimental design and results for response surface analysis

利用Box-Behnken试验设计，用自变量A、B、C分别表示异VC钠、EDTA-2Na、无水CaCl23 个影响因素，以L*值、褐变度、脆度为响应值，得出试验结果、回归模型参数的方差分析，结果如表7所示。

2.2.2 回归模型的建立

以A、B、C为自变量，以L*值（Y1）、褐变度（Y2）、脆度值（Y3）为因变量建立回归模型，其回归方程分别为：

2.2.3 回归模型的方差分析

2.2.3.1 L*值

表 88 L*值回归模型方差分析表Table 8 L*

由表8回归模型方差分析可知，L*值回归模型的P＜0.000 1，说明该模型极显著；失拟项在α=0.05水平上不显著（P=0.139 9＞0.05），说明未知因素对试验结果干扰较小，残差都是由随机误差引起。因变量与自变量之间线性关系显著（R2=0.990 8），模型调整复相关系数说明建立的模型能解释响应值变化的97.89%，模型的拟合程度较好，试验所得二次回归方程能很好预测响应值。

由回归方程系数显著性检验可知，模型的一次项A、B和C影响均极显著（P＜0.01）；二次项A2、C2影响均极显著（P＜0.01），B2影响显著（P＜0.05）；交互项AB影响显著（P＜0.05），AC、BC影响不显著（P＞0.05），对一次项回归系数的绝对值大小进行比较可知，对透明包装榨菜贮藏过程中L*值变化的影响大小顺序为：A＞B＞C。

对回归模型方差分析结果作响应面及等高线如图1所示，其中各图分别表示A、B、C中任意一个变量取零水平时，其余两个变量对L*值的交互影响。

图1 异VC钠、EDTA-2Na、无水CaCl2两两相互作用对L*值影响的响应面和等高线图Fig.1 Response surface and contour plots for the influence of three variables on L*

2.2.3.2 褐变度

表9 褐变度回归模型方差分析表Table 9 Analysis of variance for the regression model for browning degree

由表9回归模型方差分析可知，褐变度回归模型的P＜0.000 1，表明该模型极显著；失拟项在α=0.05水平上不显著（P=0.458 3＞0.05），说明未知因素对试验结果干扰小，残差均由随机误差引起。因变量与所考察自变量之间的线性关系显著（R2=0.994 6），模型调整复相关系数R2Adj= 0.998 7，说明建立的模型能解释响应值变化的99.87%，模型的拟合程度较好，本试验结果可靠，所得二次回归方程能很好地预测响应值。

由回归方程系数显著性检验可知，模型的一次项A、B和C影响均极显著（P＜0.01）；二次项影响均显著（P＜0.05）；交互项AB影响不显著（P＞0.05），AC影响显著（P＜0.05），BC影响极显著（P＜0.01），对一次项回归系数的绝对值大小进行比较可知，影响透明包装榨菜贮藏过程中控制褐变度的因素作用大小为：B＞C＞A。

对回归模型方差分析结果作响应面及其等高线如图2所示。

图2 异VC钠、EDTA-2Na、无水CaCl2两两相互作用对褐变度影响的响应面和等高线图Fig.2 Response surface and contour plots for the influence of three variable on browning degree

2.2.3.3 脆度

表10 脆度回归模型方差分析表Table 10 Analysis of variance for the regression model for brittleness

由表10回归模型方差分析可知，脆度模型的P＜0.000 1，表明该模型极显著；失拟项在α=0.05水平上不显著（P=0.073 4＞0.05），说明未知因素对试验结果干扰小，残差均由随机误差引起。因变量与所考察自变量之间的线性关系显著（R2=0.999 5），模型调整复相关系数R2Adj=0.998 9，说明建立的模型能解释响应值变化的99.89%，模型的拟合程度较好，本试验所得二次回归方程能很好地预测响应值。

由回归方程系数显著性检验可知，模型的一次项A、B和C影响均极显著（P＜0.01）；二次项B2、C2影响均显著（P＜0.01），A2影响不显著（P＞0.05）；交互项BC影响极显著（P＜0.01），AB影响显著（P＜0.05），AC影响不显著（P＞0.05）；对一次项回归系数的绝对值大小进行比较可知，影响透明包装榨菜贮藏过程中脆度的因素作用大小为：C＞B＞A。

对回归模型方差分析结果作响应面及其等高线如图3所示。

图3 异VC钠、CEDTA-2NaA-2Na、无水CaClCaCl2两两相互作用对脆度影响的响应面和等高线图Fig.3 Response surface and contour plots for the influence of three variables on brittleness

2.2.4 验证实验

表11 优化工艺验证结果Table 11 Experimental validation of optimal food additive levels for simultaneous addition

利用Design Expert 7.0软件进行工艺参数的优化组合[25]，所得L*值、脆度最大、褐变度最小对应的相关参数，在优化条件下，即9.14 mg/kg异VC钠、240.88 mg/kg EDTA-2Na、946.63 mg/kg无水CaCl2条件下对此优化结果进行验证，将该工艺条件下的样品在自然条件下保存4 个月后，实际测定L*值、褐变度、脆度值分别为51.17、 0.361、1 351.95 g，见表11，与预测值基本一致，样品品质良好。同时，在此条件下，常温贮藏10 个月内，透明包装榨菜的品质与对照组非透明包装榨菜品质相当。

3 结 论

现行提高榨菜品质的方法有微波、超高压及酶法处理等，但微波与超高压处理法，由于榨菜经过高温高压的环境使得某些食用品质降低了，榨菜本身所具有的鲜、香、嫩、脆等特点可以说已基本丧失[14]。酶法处理榨菜，由于酶的成本较高，对工艺的现代化要求较高[26]，而使其应用范围受到限制。综上，本实验选用的异VC钠、EDTA-2Na、焦亚硫酸钠、无水CaCl24 种食品添加剂，无论种类及使用量均符合GB 2760—2011要求。且经过本实验优化出的最佳配方结果为异VC钠添加量9.14 mg/kg、EDTA-2Na添加量240.88 mg/kg、无水CaCl2添加量946.63 mg/kg，通过对此优化结果进行验证，发现经响应面法优化所得的透明包装榨菜最佳品质控制工艺参数准确可靠。而且与上述的处理方法相比，本实验所使用原料相对廉价，成本较低，能够在工业生产上较好的大范围推广应用。

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Effect of Food Additives on Quality Control of Pickled Mustard Tubers Packaged with Transparent Material during Storage

DING Yong-bo1, ZHAO Xing-e1, CHEN Guang-jing1, TAN Yan-wen1, LUO Dong-sheng1, KAN Jian-quan1,2,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage, Chongqing 400715, China; 3. Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservationg (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

The inhibitory effect of the food additives sodium erythorbate, EDTA-2Na, sodium pyrosulf i te, and anhydrous CaCl2simultaneously added to pickled mustard tubers packaged with transparent material on quality deterioration during storage was investigated by examining changes in color, brittleness, and browning degree. The food additives each at three addition levels were individually investigated and further optimized by response surface methodology for simultaneous addition. The results showed that both sodium erythorbate and EDTA-2Na were effective in protecting the color of pickled mustard tubers and inhibiting the browning but resulted in poor brittleness maintenance, sodium pyrosulfite had no signif i cant effect on browning inhibition and brittleness maintenance, and CaCl2could effectively maintain the brittleness of pickled mustard tubers but was less effective for color protection. Finally, the optimal amounts of sodium erythorbate, EDTA-2Na, and CaCl2added for better quality control were determined as 9.14, 240.88, and 946.63 mg/kg, respectively. Under these conditions, after storage at room temperature for 10 months, the quality of pickled mustard tubers packaged with transparent material was similar to that of the control samples without transparent packaging.

pickled mustard tuber; transparent packing; food additives; quality control

TS255.53

A

1002-6630（2014）18-0201-08

10.7506/spkx1002-6630-201418039

2013-10-28

国家重大星火计划项目（2011GA811001）

丁涌波（1990—），女，硕士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail：dingyongbo1990@gmail.com

*通信作者：阚建全（1965—），男，教授，博士，研究方向为食品化学与营养学、食品生物技术、食品质量与安全。E-mail：ganjq1965@163.com