不同包装方式对捻转贮藏过程中品质变化的影响

张康逸,郭东旭,何梦影,易 伟

(河南省农业科学院农副产品加工研究中心,河南郑州 450002)

捻转是河南地区的一种民间特色食品,是用青麦仁经过蒸煮、晾干,拌上熟油,再用石磨辗轧制成,形如绳状,色泽碧绿,具有青麦仁特有的风味,因其是用石磨在低温、低速状态下经一次物理碾压而成,各种营养成分完全得到保留,没有损失,深受人们喜爱[1]。

现在市售捻转大多鲜食,且多散装,没有正规的包装方式,产品品质得不到保证,尤其是在夏季高温季节,货架期较短,一般只有两天,严重制约了捻转的工业化生产,限制其在市场进一步推广。食品包装是现代食品工业的最后一道工序,主要目的是保证食品质量和卫生,不损失原始成分和营养,方便运输,促进销售,提高货架期和商品价值[2],因此对捻转包装方式进行研究是保证品质及延长货架期的关键。

作为地区性民间特色食品,目前对捻转产品包装的研究尚未见报道,结合现有食品包装材料,适合捻转的包装方式主要有普通包装、真空包装、气调包装等。普通包装是对产品进行简单的包装,起到基本的保护作用,常见的有保鲜膜包装和托盘包装等,对产品进行普通包装后可以延缓其品质向坏的方向发展,但由于普通包装没有使产品与空气完全隔离,对微生物的抑制作用较弱,贮藏过程中产品会发生一定理化反应,从而导致品质劣变;真空包装是采用非透气性材料,并抽掉包装袋内的空气,形成一个真空环境,大大降低包装袋内的含氧量,从而抑制需氧微生物的生长,延长产品保质期,但是真空包装虽然将包装袋内空气抽出,袋内仍会残留有少量的O2,从而导致产品的品质劣变[3];气调包装是指用适合食品保鲜的气体(CO2、O2、N2等)置换包装中的气体,以延缓氧化反应速度、抑制微生物的生长和阻止酶促反应,从而延长产品的货架期[4],目前气调包装广泛应用于各种肉类、食用菌、糙米等食品[5-8]。

本文以捻转为研究对象,前期预实验不加任何包装的捻转直接暴露于空气中,品质劣变速度很快,因此采用3种不同包装方式[PE普通包装、真空包装和气调包装(70% N2+30% CO2)]对其进行处理,测定捻转在贮藏期间的各项品质指标,从而探讨不同包装方式对捻转贮藏效果和品质变化的影响,以期选择出适合捻转的包装方式,为以后的规模化生产提供支撑。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

青麦仁 由河南省农科院采收提供的郑麦7698;托盘、PE气调包装袋(厚度为0.08 mm,规格为150 mm×200 mm) 购于河南省郑州市黄河食品城;化学试剂 均为分析纯。

101-2AB电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;SF-400台式快速塑料封口机 厦门鸣胜兴包装制品有限公司;DZQ400-2D真空充气包装机 上海鼎利轻工机械制造有限公司;PCT-25立式压力蒸汽灭菌锅、SPX-250B-Z型生化培养箱、GZT003超净工作台 上海博迅有限公司医疗设备厂;QHZ-5复合气调包装机 上海青钢包装机械有限公司;BCD-655WKPZM冰箱 合肥美的电冰箱有限公司;CR-400型色差计 日本KOIVICA MINOLTA公司;PB-10酸度计 赛多利斯科学仪器有限公司;101A-2B烤箱 上海骤新电子科技有限公司;TMS-PRO食品物性分析仪 美国FTC公司;HC-400Y型多功能粉碎机 河城工贸有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 捻转样品的制备 称取1.5 kg速冻青麦仁,用静水解冻后平铺于烤盘中,置于烤箱中烘干,设定上火150 ℃,下火80 ℃,时间2 h,将干燥后的青麦仁用石磨进行捻制,即得捻转。将做好的捻转,按每袋样品100 g,先用PE包装袋分装封口,并分别做PE普通包装、真空包装(VP)、气调包装(MAP,70% N2+30% CO2)等3种不同方式处理(各包装方式均制备30袋样品),于4 ℃贮藏,每隔1 d分别取样,测定感官、水分、pH、色差、菌落总数、质构等指标,实验重复三次,取平均值。

1.2.2 感观评定 将冷藏条件下贮藏的样品取出,静置恢复至室温状态后,选择男女比例相等的10位食品专业研究人员按照表1对捻转进行感官评价,满分为10分,感官评定标准参考谢沁的方法并加以修改[9]。在实验过程中,当感官评分低于6分时,可以认为捻转的商品价值开始逐渐下降,产品整体质量不可接受,有效贮藏期结束。

表1 捻转的感官评定项目及评分标准Table 1 Sensory evaluation of nian zhuan

1.2.3 水分含量的测定 参照GB5009.3-2016直接干燥法[10],选取干净的铝制称量盒,放在温度105 ℃的干燥箱内,干燥1 h后取出,置干燥器内冷却0.5 h后称重,并重复干燥至恒重(前后两次质量差不超过2 mg)。在该称量盒中放入3.000 g处理好的捻转样品,并使样品厚度均匀,盖上盖子,称重后放入105 ℃干燥箱3 h后取出,冷却0.5 h后称量,再放入105 ℃干燥箱中加热1 h左右,取出,冷却0.5 h后再称量,直至前后2次重量误差在2 mg范围内时,样品达到恒重。

1.2.4 pH的测定 称取10 g捻转样品粉碎后过50目筛网,加入90 mL去二氧化碳水(煮沸后冷却的蒸馏水),混匀,静置30 min后过滤,用pH计测定滤液中的pH,平行测定3次。

1.2.5 色泽的测定 参考Mohammadi等[11]的方法,采用色差仪直接测定。L*值表示样品的亮度,取值在0～100之间,L*值越低表明样品表面越暗;a*>0代表红值、a*<0代表绿值;b*>0代表黄值、b*<0代表蓝值[12]。

1.2.6 菌落总数的测定 参照GB/T4789.2-2010[13]。无菌环境下称取25 g粉碎后过50目筛网(已灭菌)的样品于灭菌三角瓶内,加入225 mL的无菌生理盐水,4 ℃摇床摇晃30 min,静置5 min。取1 mL样品稀释液加入到有9 mL生理盐水的无菌试管中,得到1∶100的稀释液。按照以上步骤重复制备10倍系列稀释样品均液,选取3个适宜的稀释梯度进行平板培养。取1 mL稀释液于无菌培养皿内,及时将15～20 mL冷却至46 ℃的平板计数琼脂培养基倾注培养皿,并转动培养皿使其混合均匀,待琼脂凝固后,将平板翻转,在(36±1) ℃培养箱中培养48 h后进行计数,以上每个梯度设置三个平行。

1.2.7 质构的测定 参考王晓彬[14]的方法并加以改进,将捻转恢复至室温状态,每次在载物台的固定位置放5根捻转样品,使样品间保持一定的距离,然后进行测定,每个样品至少重复5次。探头:P50;参数设定:测前速度2.0 mm/s,测试速度0.8 mm/s,测后速度0.8 mm/s,表面高度20 mm,起点感应力2 N,压缩率65%,两次压缩时间间隔为1 s。记录硬度、弹性、咀嚼性、内聚性等参数值。

1.3 数据统计与分析

所得实验结果均用“平均值±标准差”表示,实验数据采用Excel 2007进行统计处理,用SPSS 20软件进行差异显著性分析(p<0.05),用Origin 8.0进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同包装方式对捻转感官品质的影响

由表2可以看出,随着贮藏时间的延长,经3种不同包装方式处理的捻转,其感官品质均发生一定程度劣变,其中气调包装条件下样品的劣变速度最为缓慢,真空包装次之,PE普通包装样品品质下降最快,在第2 d时3种包装方式的样品评分不存在显著性差异(p>0.05),从第4 d开始,PE普通包装的样品与真空、气调包装的样品评分开始存在显著性差异(p<0.05),但其整体评分仍在6分以上,整体可以接受,第8 d时,PE普通包装和真空包装的样品评分均低于6分,产品整体可接受度较低,而气调包装的样品仍维持较高的评分,说明气调包装能够比较稳定的维持捻转的色泽、气味和口感,延缓其感官品质的劣变速度。

表2 不同包装方式对捻转感官品质的影响(分)Table 2 Effect of different package manners on sensory quality of nian zhuan during storage(score)

2.2 不同包装方式对捻转水分含量的影响

水分是食品的重要组成部分,也是影响食品品质的关键因素,食品在贮藏过程中水分含量的变化,除了引起产品的损耗,还会影响产品的色泽、风味、质地、营养价值和贮藏期等[15]。由图1看出,随着贮藏时间的延长,水分含量均呈下降趋势,样品中的水分蒸发产生干耗,在贮藏的前6 d,PE普通包装和真空包装方式的样品水分含量不存在显著性差异(p>0.05),到贮藏后期时,3种包装方式的捻转水分含量存在显著性差异(p<0.05),在第10 d时,PE普通包装和真空包装的样品水分含量分别由开始时的43.08%降至38.44%和40.99%,两者水分含量降幅较大,而气调包装样品的水分含量为42.78%,其样品失水率较小,由此可以看出,与其它两种包装方式相比,气调包装能够更好维持样品的含水量,降低产品的损耗,保证产品品质的稳定性。

图1 不同包装方式对捻转水分含量的影响Fig.1 Effect of different package manners on moisture content of nian zhuan during storage

2.3 不同包装方式对捻转pH的影响

pH是决定食品风味、品质以及稳定性的重要因素,尤其是对风味的影响十分重要[16]。由图2看出,3种包装方式样品的pH均表现出逐渐降低的趋势,在贮藏开始时样品的pH是7.22,第10 d时,PE普通包装、真空包装、气调包装中捻转样品的pH分别是6.10、6.50与6.73,这可能是由于随着贮藏时间延长,样品中微生物繁殖较快,微生物代谢产生各类酸性物质,以及各种生化反应进行,使得捻转样品的pH不断下降。和PE普通包装样品相比,真空包装和气调包装样品的pH降低速度较慢,这可能是因为真空包装、气调包装为样品提供了无氧环境,大大降低了包装内的含氧量,减缓样品的腐败变质,最大程度地限制了微生物的繁殖,延缓pH的变化,另外,在冷藏环境中CO2可以更好的发挥抑菌功效,进一步避免样品受到微生物的破坏,维持样品pH的稳定[17]。经统计分析,3种包装方式对pH的影响存在显著性差异(p<0.05),气调包装样品的贮藏保鲜效果优于PE普通包装和真空包装。

图2 不同包装方式对捻转pH的影响Fig.2 Effect of different package manners on pH of nian zhuan during storage

2.4 不同包装方式对捻转色泽的影响

图3为不同包装方式对捻转贮藏期间色泽的影响。由图3看出,3种包装方式样品的亮度均有所下降,颜色发暗,在贮藏开始时L*是46.99,在第10 d时PE普通包装、真空包装、气调包装的L*分别为41.83,42.13,43.30,气调包装样品亮度要大于另两种包装,3种包装方式对亮度的影响存在显著性差异(p<0.05),这可能是因为捻转的原料青麦仁中含有多酚氧化酶(PPO),是导致酶促褐变的主要原因,PE普通包装的样品因为有氧气的参与,PPO参与酶促褐变,氧化酚类物质产生黑色醌类物质,导致产品色泽发生变化,亮度降低,而真空包装和气调包装则杜绝了氧气的存在,钝化了PPO的活性,防止了酶促褐变的发生,从而抑制了捻转色泽的变化[18]。

在整个贮藏过程中,与初始值相比,实验结束时3种不同包装样品的a*都呈上升趋势,气调包装样品的a*变化趋势较平稳,从第4 d开始,3种包装方式对捻转样品表面红色度(a*)的影响存在显著性差异(p<0.05),但实验过程中,不同样品不同时期变化趋势及速率不同,具体原因尚有待进一步研究。a*越大表明样品偏离绿色越远,绿色逐渐衰退,红色值逐渐增加,这可能是因为刚做好的捻转还保持青麦仁特有的青绿色,随着贮藏时间延长,样品的叶绿素发生降解,而pH降低、微生物的繁殖都能加速叶绿素的降解速率,从而样品的绿色开始变淡,a*增加[19]。3种包装方式样品的b*随贮藏时间的延长均呈下降趋势,真空包装和气调包装样品的b*在贮藏期间变化较平稳,3种包装方式对捻转样品表面黄色度(b*)的影响不存在显著性差异(p>0.05)。

色泽是人们评价食品质量的重要感官指标,消费者判断食品的质量(新鲜、成熟、甚至预测风味)往往主要凭肉眼看到的食品外观与颜色,而不是根据检测结果[20],因此保持食品的良好色泽具有重要的意义。综合图3色差各项指标得出,气调包装的捻转在色泽方面具有较高的稳定性,能较好的维持产品的色泽,说明气调包装的保鲜效果优于真空包装和PE普通包装。

2.5 不同包装方式对捻转菌落总数的影响

由图4看出,随着贮藏时间的延长,3种包装方式的样品菌落总数都呈上升趋势,其中PE普通包装样品的菌落总数增长最快,真空包装次之,气调包装的增长较为缓慢,这可能是因为在经过了前期的迟缓期后,因为有适宜的生长环境,PE普通包装样品的微生物进入对数期后,菌落总数增长较快[21],而真空包装和气调包装虽然排出了包装袋中的氧气,但仍会残留有少量的O2,因而微生物仍能繁殖;3种包装方式对样品菌落总数的影响存在显著性差异(p<0.05),这可能是因为真空包装大大降低了包装袋内的O2含量,同时阻隔了外界O2与样品的接触,有效抑制了微生物的生长;而气调包装的样品是在70% N2和30% CO2环境下,N2作为惰性气体,并不参与食品的化学反应,能抑制需氧微生物的生长,延缓氧化反应;CO2则有一定的抑菌效果,是因为CO2能穿透细菌的细胞,使细胞内的pH下降,并降低细胞内酶的活性,减缓生化反应,抑制微生物繁殖;且有研究发现随着填充CO2含量的提高,其抑制微生物繁殖的能力也逐渐增强,20%～30%的CO2就能抑制多数好氧微生物[22]。

图4 不同包装方式对捻转菌落总数的影响Fig.4 Effect of different package manners on total numbers of colony of nian zhuan during storage

有研究认为食品是否发生腐败的临界点是菌落总数≤6 lg cfu/g[23],实验中第6 d时PE普通包装样品的菌落总数开始大于6 lg cfu/g,在第8 d时真空包装样品菌落总数也开始大于临界点,而在第10 d时,气调包装样品的菌落总数为5.86 lg cfu/g,仍低于临界点,结合之前的感官评定结果,PE普通包装和真空包装样品的货架期分别为4和6 d,而气调包装样品的货架期为10 d,由此可见气调包装能较好的抑制样品中微生物的繁殖,延缓样品的品质劣变,延长产品的保质期。

2.6 不同包装方式对捻转质构特性的影响

图5是不同包装方式对捻转质构特性的影响。硬度是第一次压缩样品时使用的最大压力,表现的是样品对变形抵抗力的大小[24],由图5可以看出,3种不同包装样品的硬度在贮藏期间均呈升高趋势,这可能与样品水分含量降低,淀粉老化程度加深有关,这与卜宇芳[25]的研究结果相似,即样品的硬度与水分含量呈负相关,水分含量降低,硬度随之增大,且在贮藏期间3种包装方式之间存在显著性差异(p<0.05);咀嚼性是指将固体样品咀嚼到能够吞咽稳定状态所需能量,反映了样品对咀嚼的持续抵抗力[26],在贮藏期间3种样品的咀嚼性一直在不断增大,这与硬度的变化趋势相统一,即硬度越大,抗拒牙齿压力的能力越大,咀嚼所需的能量越大,咀嚼度越高[27],3种包装方式对样品的咀嚼性也存在显著性差异(p<0.05),在第10 d时,气调包装样品的硬度和咀嚼性远低于PE普通包装和真空包装样品,从而表明气调包装贮藏能延缓样品硬度和咀嚼性上升,能较好维持样品的口感;弹性指样品经外力作用后,恢复的高度与原来高度的比例[28],内聚性反映了样品内部结合力的大小,指咀嚼样品时,为使样品保持完整,样品内部组织紧密结合抵抗变形的特性[29],贮藏期间,3种包装方式样品的弹性与内聚性都呈波动变化趋势,最终逐渐减小,但3种包装方式对其影响不存在显著性差异(p>0.05)。

图5 不同包装方式对捻转质构特性的影响Fig.5 Effect of different package manners on texture property of nian zhuan during storage

3 结论

经3种包装方式处理后的捻转在4 ℃贮藏过程中,其感官品质、pH、水分、菌落总数、色泽、质构等均发生了不同程度的变化,不同包装方式对捻转品质影响存在显著性差异(p<0. 05)。其中PE普通包装和真空包装的样品在贮藏6 d后感官评分明显下降,已失去其商品价值,而气调包装的样品在贮藏10 d后仍有较高的评分,同时气调包装的样品在贮藏过程中pH、水分下降速率较慢,能有效的保持样品的色泽,抑制微生物的繁殖,延缓样品硬度和咀嚼性的升高,综合各项检测指标可以得出,在4 ℃条件下,PE普通包装、真空包装、气调包装样品的货架期分别为4,6和10 d,因此将气调包装应用于捻转,能较好地保持样品的色泽、风味,可最大程度维持捻转品质的稳定性,抑制品质劣变,有效延长货架期。

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