保脆剂对番木瓜酱菜理化品质及质构特性的影响

李昌宝,辛 明，林 波,孙 健,李 丽,何雪梅,李杰民,零东宁,刘国明,郑凤锦,盛金凤,唐雅园

(广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所,广西南宁 530007)



保脆剂对番木瓜酱菜理化品质及质构特性的影响

李昌宝,辛 明，林 波,孙 健*,李 丽,何雪梅,李杰民,零东宁,刘国明,郑凤锦,盛金凤,唐雅园

(广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所,广西南宁 530007)

以番木瓜为原料,研究了不同保脆剂及浓度对番木瓜腌制前后亚硝酸盐、氨基酸态氮含量和质构特性的影响。结果表明,采用氯化钙处理番木瓜酱菜其亚硝酸盐含量显著低于对照组、乳酸钙、碳酸钙和复合保脆剂(海藻酸钠∶氯化钙=1∶1)处理组(p<0.05),氨基酸态氮含量显著高于对照组(p<0.05),脆性显著高于对照组、碳酸钙(p<0.05),咀嚼性显著高于对照组、乳酸钙、碳酸钙和复合保脆剂处理组(p<0.05);采用0.15%氯化钙保脆剂处理番木瓜酱菜其亚硝酸盐含量显著低于对照组和0.05%、0.1%氯化钙处理组(p<0.05),氨基酸态氮含量显著高于对照组(p<0.05),脆性、弹性、咀嚼性显著高于对照组及0.05%、0.1%氯化钙处理组(p<0.05);通过化学成分含量与质构指标的相关性分析,脆性与亚硝酸盐含量呈负相关性(R=-0.955*),与氨基酸态氮含量成正相关性(R=0.892*),亚硝酸盐与氨基酸态氮含量与弹性、内聚性、咀嚼性等质构指标的相关性不高。在番木瓜酱菜中添加0.15%氯化钙,可以改善产品的品质及质地。

番木瓜,保脆剂,质构,理化品质

番木瓜(CaricapapayaL.)属番木瓜科番木瓜属植物,为热带、亚热带木质大型草本植物[1],是热带著名水果,素有“岭南果王”之称。番木瓜成熟后果肉味甜而清香,具有丰富的营养。据测定,番木瓜果肉中含糖量达9%,并含有丰富的胡萝卜素、维生素C、维生素B1、维生素B2,其中胡萝卜素含量最高可达0.2 mg/g,为热带水果之首,并富含K、Ca、P、Mg等矿物质[2]。番木瓜是一种“药食同源”食物,中医认为,番木瓜味甘、性平,具有抗炎、镇痛、消食、养胃、滋养润肺等功效[3-5]。现代医学研究表明,木瓜黄酮、木瓜蛋白酶、木瓜皂苷等番木瓜提取物有抗氧化、抗肿瘤等活性[6-7]。

番木瓜属于呼吸跃变型水果,其果实代谢强度大,水分蒸发迅速,极易萎缩软化、腐烂变质而造成严重的经济损失。近年来,国内有关番木瓜系列食品加工工艺的报道主要集中于果汁饮料、果脯、果酒、果醋等产品方面[2,8-10],对于番木瓜酱菜的相关研究却鲜有报道。番木瓜酱菜以其特殊脆爽的口感深受人们青睐,属于广西特色传统的酱腌菜加工品种之一,有着广阔的市场前景。果蔬腌制过程中,受相关酶、微生物、化学物质等作用,质地与色泽会发生改变,导致腌制果蔬质地变软,影响了腌制果蔬的食用价值[11-12]。因此,保持良好的脆性是提高番木瓜酱菜产品品质的关键因素之一。刘功德[13]研究发现影响番木瓜酱菜软包装质量的因素为:杀菌温度、包装袋、杀菌时间,通过工艺改进解决了番木瓜酱菜软包装出现的胀袋、酸败、失脆等质量问题;覃海元[14]研究发现微波处理可以减少番木瓜酱菜的细菌含量,从而减缓番木瓜酱菜的酸化、降低酱菜的含酸量;苏艳兰[15]对番木瓜酱菜的加工工艺进行了研究,但未研究保脆剂对番木瓜酱菜质地的影响。

本实验以番木瓜为原料,研究不同保脆剂及其不同浓度对番木瓜酱菜理化指标及质地的影响,利用质构仪代替感官评定对产品品质特性进行客观分析,旨在为番木瓜酱菜的工业化生产提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

番木瓜 由广西横县金姐贸易有限公司提供,7成熟,2016年6月采自横县校椅镇番木瓜基地;保脆剂:乳酸钙、氯化钙、海藻酸钠、碳酸钙 为食品级;亚铁氰化钾、乙酸锌、乙酸钠、硼酸钠、盐酸、乙酸、亚硝酸钠、硫酸铵 为分析纯;水 为去离子水。

PGL精密天平 深圳市怡华新电子有限公司;JA2003型电子天平 上海良平仪器仪表有限公司;CT3质构仪 博勒飞中国阿美特克商贸(上海)有限公司;U-1810型紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 番木瓜酱菜腌制工艺流程 新鲜番木瓜→清洗→去皮→切丁(40 mm×10 mm×5 mm)→晒干(或高温烘干)→复水清洗→挤压沥干→添加保脆剂→酱腌浸泡(30 h)→罐装→番木瓜酱菜。

1.2.2 不同保脆剂对番木瓜酱菜品质的影响 以未经处理的番木瓜酱菜作为空白对照(CK),选取4种不同的保脆剂对番木瓜酱菜进行处理:0.1%乳酸钙、0.1%氯化钙、0.1%碳酸钙、0.1%复合保脆剂(海藻酸钠∶氯化钙=1∶1),浸泡酱腌(30 h)后测定亚硝酸盐与氨基酸态氮含量及质构指标。

1.2.3 不同添加量的氯化钙对番木瓜酱菜品质的影响 将番木瓜丁置于保脆剂浓度分别为0、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%的浸泡液中酱腌(30 h)后测定亚硝酸盐与氨基酸态氮含量及质构指标。

1.2.4 亚硝酸盐与氨基酸态氮含量的测定 亚硝酸盐[16]:按GB 5009.33-2010方法测定,每个处理设3个重复,结果取平均值。氨基酸态氮(以氮计)[17]:按GB/T 5009.39-2003方法测定,每个处理设3个重复,结果取平均值。

1.2.5 质构特性测定 TPA测试参数:选用T44探头Cylinder 4 mm D,夹具TA-RT-KI,预测试速度2 mm/s,测试速度0.5 mm/s,返回速度0.5 mm/s,触发点负载5 g,循环次数2次,压缩程度60%,数据频率50点/s。由质地特征曲线得到番木瓜酱菜质地参数:脆性、弹性、内聚性、咀嚼性。每个处理设6个重复,结果取平均值。

1.2.6 数据处理 所有数据为3次以上重复实验的平均值±标准差;使用SPSS 19.0软件进行统计分析,利用邓肯多重比较法(Duncan)对数据间进行差异显著性分析,p<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同保脆剂对番木瓜酱菜品质的影响

2.1.1 不同保脆剂对番木瓜酱菜亚硝酸盐和氨基酸态氮含量的影响 亚硝酸盐在胃酸作用下可与蛋白质分解产物二级胺反应生成有强致癌性的亚硝胺[18],从而危害人体健康,甚至死亡。在果蔬加工和腌渍发酵过程中不可避免地会形成亚硝酸盐,因此国家对腌制食品的亚硝酸盐含量进行了限定,酱腌菜亚硝酸盐含量应小于20 mg/kg[19]。从图1可见,腌制完成后,各组番木瓜酱菜亚硝酸盐含量均远低于20 mg/kg;不同保脆剂的番木瓜酱菜亚硝酸盐含量均显著低于对照组(p<0.05);添加乳酸钙、碳酸钙、复合保脆剂三者间的亚硝酸盐含量差异不显著(p>0.05);添加氯化钙保脆剂的亚硝酸盐含量显著低于乳酸钙、碳酸钙、复合保脆剂(p<0.05),氯化钙保脆剂组的亚硝酸盐含量比对照组低43.6%,比乳酸钙、碳酸钙、复合保脆剂组分别低32.99%、46.13%、33.32%,说明氯化钙保脆剂能显著降低亚硝酸盐含量,对人体危害更少。这可能是由于保脆剂对具有硝酸还原能力的微生物产生抑制作用,同时加强了乳酸发酵而对亚硝酸盐产生还原作用,从而降低了番木瓜中亚硝酸盐含量。

表1 不同保脆剂对番木瓜酱菜质构的影响Table 1 Effects of different crisp-keeping agents on texture of papaya pickles

图1 不同保脆剂对番木瓜酱菜亚硝酸盐、氨基酸态氮含量的影响Fig.1 Effects of different crisp-keeping agents on nitrogen contents and amino nitrogen contents of papaya pickles注:同一测定指标不同字母表示差异显著性(p<0.05)；图2同。

注:同列数据肩标不同字母表示差异显著(p<0.05),表2同。氨基酸态氮指的是以氨基酸形式存在的氮元素的含量,可用来反映氨基酸及小肽总体水平,对酱菜的质量等级和整体风味有重要影响,其含量越高品质越好,更有鲜味[20]。国内商业标准对腌制食品的氨基酸态氮含量进行了规定:酱腌菜氨基酸态氮含量大于0.1 g/100 g[21]。从图1可见,添加不同保脆剂的番木瓜酱菜氨基酸态氮含量均显著高于对照组(p<0.05);乳酸钙、氯化钙、碳酸钙、复合保脆剂组四者间的氨基酸态氮含量差异不显著(p>0.05);对照组的氨基酸态氮含量为0.1008 g/100 g,乳酸钙、氯化钙、碳酸钙、复合保脆剂组的氨基酸态氮含量在0.1166～0.1229 g/100 g之间,说明添加保脆剂能有效提高番木瓜酱菜的质量和风味。这可能是由于保脆剂在一定程度上提高了细胞膜通透性,使酱料中的氨基酸等含氮物质较易渗入番木瓜,从而使番木瓜的氨基酸态氮含量有所增加[22-23]。

综合来看,采用氯化钙作为保脆剂,在氨基酸态氮差异不大的前提下,其亚硝酸盐含量更低,对人体危害更小,因此可选择氯化钙作为保脆剂进一步研究其保脆条件对番木瓜酱菜品质的影响。

2.1.2 不同保脆剂对番木瓜酱菜质构特性的影响 对添加不同保脆剂的番木瓜酱菜进行TPA质构分析,结果如表1所示。脆性是衡量酱腌菜品质的重要指标[24]。测试样品在压缩过程中并不一定都产生破裂,若在第一次压缩过程中产生破裂现象,曲线中则会出现一个明显的峰值,此峰值就定义为脆性。从表1可见,氯化钙处理的番木瓜酱菜脆性显著高于对照组、碳酸钙组(p<0.05),与乳酸钙组、复合保脆剂组差异不显著(p>0.05),说明氯化钙、乳酸钙保脆处理有效延缓了番木瓜酱菜脆性的降低。

弹性反映的是番木瓜酱菜经过第一次压缩以后,除去变形力作用后能够再恢复的程度[24]。由表1可知,番木瓜腌制完成后,四种保脆剂处理的番木瓜酱菜弹性与对照组之间没有显著性差异(p>0.05),表明保脆剂处理对番木瓜酱菜的弹性没有影响。

内聚性是指咀嚼番木瓜酱菜时,番木瓜酱菜抵抗牙齿咀嚼破坏而表现出的内部结合力,反映了细胞间结合力的大小[25],它反映的是番木瓜酱菜抗咀嚼做功的恢复能力,凝聚性越高,表示番木瓜酱菜耐咀嚼的能力越高。由表1可知,氯化钙、碳酸钙处理的番木瓜酱菜内聚性显著高于乳酸钙处理(p<0.05),与对照组、复合保脆剂组差异不显著(p>0.05),这说明采用氯化钙、碳酸钙作为保脆剂番木瓜酱菜的耐咀嚼能力较好,能够在一定程度上阻止番木瓜酱菜组织疏松。

咀嚼性模拟的是牙齿将固体样品咀嚼成吞咽稳定状态时所需要的能量,能综合反映果实在牙齿咀嚼过程中对外力的持续抵抗作用[26],充分体现了咀嚼番木瓜酱菜过程中所需作用力大小。由表1可知,氯化钙处理的番木瓜酱菜咀嚼性显著高于对照组及其它3种保脆剂(p<0.05);碳酸钙、复合保脆剂组与对照组之间差异不显著(p>0.05);这说明加入氯化钙保脆剂对保持番木瓜酱菜的品质最佳。尹爽等[24]采用氯化钙、乳酸钙、丙酸钙3种保脆剂对腌制大头菜进行保脆处理,测定大头菜腌制期间硬度、脆性、弹性、咀嚼性、黏附性和凝聚性6个质构参数的变化情况,结果表明,3种保脆剂均能在一定程度上有效保持大头菜腌制期间的质构品质,与本实验结果相似。

综合考虑,采用氯化钙作为保脆剂,可以更好地保持番木瓜酱菜固有的组织质地和品质,因此可选择氯化钙作为保脆剂进一步研究其保脆条件对番木瓜酱菜品质的影响。

2.2 不同浓度氯化钙保脆剂对酱腌菜品质的影响

2.2.1 不同浓度氯化钙保脆剂对番木瓜酱菜亚硝酸盐和氨基酸态氮含量的影响 由图2可知,氯化钙浓度在0.05%～0.2%范围内,随着浓度的升高,其亚硝酸盐含量呈现降低后升高的趋势。氯化钙浓度在0.15%时,亚硝酸盐含量显著低于对照组、0.05%、0.10%浓度组(p<0.05),与0.20%浓度组差异不显著(p>0.05)。氯化钙浓度在0.15%时亚硝酸盐含量比对照组、0.05%、0.1%、0.20%浓度组分别低71.12%、69.41%、52.43%、35.78%,这说明氯化钙在浓度0.15%时其亚硝酸盐含量最低。腌制完成后,各组番木瓜酱菜亚硝酸盐含量均低于20 mg/kg。

图2 氯化钙浓度对番木瓜酱菜亚硝酸盐、氨基酸态氮含量的影响Fig.2 Effects of CaCl2 concentrations on nitrogen contents and amino nitrogen contents of papaya pickles

由图2可知,氯化钙浓度在0.05%～0.2%范围内,随着浓度的升高,其氨基酸态氮含量呈现升高后降低的趋势。氯化钙浓度在0.15%时,氨基酸态氮含量显著高于对照组(p<0.05);氯化钙浓度在0.05%、0.10%、0.20%时,氨基酸态氮含量与对照组差异不显著(p>0.05)。腌制完成后,各组番木瓜酱菜氨基酸态氮含量均大于0.1 g/100 g。刘伟等[27]在研究不同浓度氨基酸态氮对番茄产量、品质及风味的影响时发现氨基酸态氮一定程度降低了番茄的硝酸盐含量,这与本实验研究结果一致,从图2可见,随着氯化钙浓度的升高,氨基酸态氮的增长趋势与亚硝酸盐增长趋势相反。因此,在氯化钙浓度0.15%时,出现了亚硝酸盐含量最低值与氨基酸态氮含量最高值。

表2 氯化钙浓度对番木瓜酱菜质构的影响Table 2 Effects of CaCl2 concentrations on texture of papaya pickles

2.2.2 不同浓度氯化钙保脆剂对番木瓜酱菜质构特性的影响 不同浓度氯化钙保脆剂对番木瓜酱菜的脆性、弹性、咀嚼性、内聚性影响结果见表2。由表2可知,氯化钙浓度在0.05%～0.2%范围内,随着浓度的升高,其脆性呈现升高后降低的趋势;氯化钙浓度在0.15%、0.2%时,番木瓜酱菜的脆性显著高于对照组及0.05%、0.1%浓度组(p<0.05),表明氯化钙在一定浓度范围内可以提高番木瓜酱菜的脆性。尹爽[28]在研究复合保脆剂对腌制大头菜脆性的影响时,表明氯化钙浓度在0.05%～0.3%范围内,随着浓度的升高,其保脆作用呈现先升高后下降趋势;郭烨和易海斌[29]以咸萝卜干为原料,研究了萝卜的保脆工艺,结果表明氯化钙浓度在0.1%～0.5%时,萝卜的脆性先增加后降低,与本研究结果一致;这是由于Ca2+能与果胶酸生成不溶于水的果胶酸钙凝胶,在细胞间隙起到黏连细胞的作用,防止细胞解体,从而达到硬化保脆的目的[28]。

氯化钙浓度在0.15%、0.2%时,番木瓜酱菜的弹性显著高于对照组及0.05%、0.1%浓度组(p<0.05);氯化钙浓度在0.05%、0.1%时,番木瓜酱菜的弹性与对照组差异不显著(p>0.05);这说明氯化钙在一定浓度范围内有利于番木瓜酱菜弹性的维持,保持番木瓜酱菜的品质。

不同浓度氯化钙保脆剂处理的番木瓜酱菜内聚性与对照组之间没有显著性差异(p>0.05),这说明氯化钙浓度对番木瓜酱菜内聚性的影响不大。郑炯[30]研究了腌制加工对麻竹笋食用品质的影响,并比较不同腌制质量浓度之间的差异,结果表明:不同腌制食盐质量浓度对凝聚性的影响不显著(p>0.05),与本研究结果一致。果蔬腌制加工以后,其组织细胞间结合力的下降以致组织变得疏松,内聚性就会降低,氯化钙浓度对组织细胞间结合力的影响差异不大。

不同浓度氯化钙处理番木瓜酱菜后,其咀嚼性均显著高于对照组(p<0.05);氯化钙浓度在0.2%时,番木瓜酱菜的咀嚼性显著高于0.05%、0.1%、0.15%浓度组(p<0.05)。番木瓜腌制加工以后,变得绵软和不耐咀嚼,其原因可能是因为番木瓜经过腌制加工以后,组织里面的果胶分解和纤维素含量降低,导致其咀嚼性大幅降低;添加氯化钙保脆剂后,能有效提高番木瓜酱菜咀嚼性,氯化钙浓度在0.2%时可使番木瓜酱菜保持较高的咀嚼性。

综合分析,采用氯化钙作为保脆剂,浓度在0.15%、0.2%时,利于番木瓜酱菜的质地保持。

2.3 亚硝酸盐和氨基酸态氮含量与质构指标之间的相关性分析

番木瓜酱菜亚硝酸盐和氨基酸态氮含量与质构指标之间的相关系数见表3。从表3可见,脆性与亚硝酸盐含量呈负相关性(R=-0.955*),与氨基酸态氮含量成正相关性(R=0.892*),说明在腌制过程中脆性受亚硝酸盐和氨基酸态氮含量的影响较大,亚硝酸盐含量越低、氨基酸态氮含量越高,则番木瓜酱菜的脆性越高,番木瓜酱菜的品质越好。

表3 番木瓜酱菜亚硝酸盐和氨基酸态氮含量与质构指标之间的相关系数Table 3 Correlation coefficients between physicochemical indicators and texture parameters of papaya pickles

注:*代表在0.05水平上显著相关(p<0.05)。而亚硝酸盐与氨基酸态氮含量除了与脆性的相关性较高,与弹性、内聚性、咀嚼性等质构指标的相关性不高(p>0.05),说明亚硝酸盐与氨基酸态氮含量的变化对弹性、内聚性、咀嚼性等质构指标影响较少。

3 结论

四种不同保脆剂对亚硝酸盐和氨基酸态氮含量、质构指标(脆性、内聚性、咀嚼性)的影响效果不同;其中氯化钙处理组综合表现较优,能较好保持番木瓜酱菜的质量、风味与质地参数。

不同浓度氯化钙保脆剂对亚硝酸盐和氨基酸态氮含量、质构指标(脆性、弹性、咀嚼性)的影响效果不同;其中,氯化钙浓度在0.15%时综合表现较优,对番木瓜酱菜品质提升效果最好,番木瓜酱菜的质地脆嫩、品质较好。

亚硝酸盐和氨基酸态氮含量与质构指标之间的相关分析结果表明:脆性与亚硝酸盐呈负相关性(R=-0.955*),与氨基酸态氮成正相关性(R=0.892*);亚硝酸盐与氨基酸态氮除了与脆性的相关性较高,与弹性、内聚性、咀嚼性等质构指标的相关性不高。

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Effects of crisp-keeping agents on physicochemical quality and texture of papaya pickles

LI Chang-bao,XIN Ming,LIN Bo,SUN Jian*,LI Li,HE Xue-mei,LI Jie-min,LING Dong-ning,LIU Guo-ming,ZHENG Feng-jin,SHENG Jin-feng,TANG Ya-yuan

(Agro-food Science and Technology Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China)

The effects of different crisp-keeping agents and concentrations on nitrite contents,amino nitrogen contents and texture parameters were studied. The results showed as follows:Nitrite contents in CaCl2treated papaya pickles was significantly lower than those in CK,calcium lactate,CaCO3and crisp-keeping agent combination[(C6H7NaO6)x∶CaCl2=1∶1]treated groups(p<0.05).Amino nitrogen contents in CaCl2treated group were significantly higher than those in CK(p<0.05);Brittleness in CaCl2treated group was significantly higher than those in CK and CaCO3groups(p<0.05). Chewiness in CaCl2treated group was significantly higher than those in CK,calcium lactate,CaCO3and crisp-keeping agent combination groups(p<0.05).Nitrite contents in 0.15% CaCl2treated group were significantly lower than those in CK,0.05% and 0.1% CaCl2treated groups(p<0.05). Amino nitrogen contents in 0.15% CaCl2treated group were significantly higher than those in CK(p<0.05). Brittleness,springiness and chewiness of 0.15% CaCl2treated group were significantly higher than those in CK,0.05% and 0.1% CaCl2treated groups(p<0.05). Through the correlation analysis between physicochemical indicators and texture measurements,it was indicated that brittleness exhibited negative correlation with nitrite(R=-0.955*)and positive correlation with amino nitrogen content(R=0.892*). Nitrite and amino nitrogen contents exhibited low correlation with springiness,cohesiveness and chewiness. In conclusion,0.15% CaCl2added in papaya pickles could improve product quality and texture.

papaya;crisp-keeping agent;texture;physicochemical quality

2016-11-04

李昌宝(1981-)，男，硕士，副研究员，研究方向：果蔬保鲜与加工，E-mail:lichangbao008@163.com。

*通讯作者:孙健(1978- )，男，博士，研究员，研究方向：农产品贮藏与加工，E-mail:jiansun@yahoo.cn。

南宁市科学研究与技术开发计划(20152082)；国家自然科学基金(31660589,31560467)；广西“八桂学者”专项经费；广西科学研究与技术开发计划课题(科技基地和人才专项)(桂科AD16380015)；广西自然科学基金(2014GXNSFDA118013)；广西农业重点科技计划项目(201527)；2015年留学人员科技活动项目择优资助项目(人社厅函[2015]192号)；广西农业科学院基本科研业务费(2015YT86)；广西农业科学院科技发展基金(桂农科2016JZ11)。

TS255.53

A

1002-0306(2017)10-0318-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.052