60Co-γ辐照食用菌菌糕货架期预测及贮藏特性研究

2018-05-01范秀芝史德芳殷朝敏邱建辉冯翠萍孟俊龙

食品工业科技 2018年8期

范秀芝,史德芳,殷朝敏,邱建辉,程薇,冯翠萍,孟俊龙,高虹,*

(1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,湖北武汉 430064; 2.国家食用菌加工技术研发分中心,湖北武汉 430064; 3.山西农业大学食品科学与工程学院,山西太古 030801)

果蔬糕是一类含有水果或蔬菜成分、由特殊的方法做成的一种蜜饯类休闲食品,因其弹性适宜,酸甜适中,色泽自然,风味优良,深受人们喜爱。已报道的果蔬糕制作原料主要有猕猴桃、柑橘、芒果、凤梨、蓝莓、番石榴、山楂、红枣、南酸枣、刺梨等“水果”和胡萝卜、板栗、南瓜、甘薯叶、紫薯、葛粉、海带等“蔬菜”[1-2]。本文研究者在前期研究中首次利用黑木耳和杏鲍菇等食用菌复合红枣和鲜橙等“水果”开发出一类食用菌类果蔬糕,为区别普通果蔬糕,将其命名为“食用菌菌糕”[3-4]。

在已公开的食用菌菌糕的配方中均未添加防腐剂,为保证食品安全并延长其保质期,需要对产品进行杀菌处理,但目前并无相关报道参考。在果蔬糕的研究中,除直接在配料中添加防腐剂外,只有利用气调保鲜来延长海带糕保质期[5],或是通过优化微波杀菌工艺来延长三华李果糕保质期的研究[6]。

60Co-γ辐照技术作为食品加工常用的一种非热加工技术,可用于果蔬、海产品等食品的保鲜,食品杀虫、农残等有害物质的降解及品质改善,食品包装材料和医用器械的灭菌以及诱变育种等各方面[7-10],研究表明60Co-γ辐照在使产品产生一系列物理、化学、微生物变化的同时对产品中营养及活性成分也产生一定影响[11-13]。

综上,本文以前期制作的食用菌菌糕为研究对象,首次采用60Co-γ射线对食用菌菌糕进行辐照杀菌,利用ASLT预测食用菌菌糕货架期,并通过25 ℃储存温度下的产品理化性质研究,明确60Co-γ辐照后储藏期内产品品质变化规律,以验证预测货架期的准确性。本研究可为食用菌菌糕类产品的安全上市、推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

黑木耳随县勃朗特农产品种植专业合作社;杏鲍菇阳新新冠生态农业开发有限公司;木糖醇山东龙力生物科技股份有限公司;卡拉胶滕州市汇通生物科技有限公司;鲜橙市售脐橙;红枣市售滩枣;无水石油醚、硫酸铜、葡萄糖、酒石酸钾钠、硫酸钾、胰蛋白胨、浓盐酸、硫酸、硼酸、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、氢氧化钠、95%乙醇、酵母浸膏等均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

GS400型预煮锅、FK-GS型果糕切块机东台市百盛食品机械厂;ZC-KRK-30型空气能热泵烘干机东莞至成环保机械设备有限公司;ST-118高速枕式包装机漳州松田包装机械有限公司;CP213电子分析天平奥豪斯仪器有限公司;101-2AB型电热恒温鼓风干燥箱天津市泰斯特仪器有限公司;HWS-26型恒温水浴锅、LHS-150SC恒温恒湿培养箱上海一恒科学仪器有限公司;TA-XT Plus物性测试仪英国SMS公司;CR-400型色彩色差计日本柯尼卡美能达有限公司;超净工作台苏州净化设备有限公司;K9840型自动凯氏定氮仪、SH220型石墨消解仪济南海能仪器股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 试样准备按照文献[3-4]所得最优配方,通过粉碎(匀浆)、混匀、熬煮、倒盘、烘制、切片、铝箔卷膜包装等工艺,对不添加防腐剂的黑木耳红枣糕和杏鲍菇鲜橙糕进行中试生产。结合菌糕(蜜饯类)食品安全国家标准要求[14],以最大剂量斜率法[15]确定2种产品辐照剂量均为2 kGy辐照。

1.2.2 理化指标的测定水分的测定参照GB5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中直接干燥法进行测定[16];蛋白质的测定参考GB5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法进行测定[17];脂肪的测定按照GB5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中索氏抽提法测定[18];总糖的测定按GB/T 10782-2006《蜜饯通则》规定的方法进行总糖的测定[19]。

1.2.3 色差值ΔE测定将菌糕包装纸去除后用CR-400色差仪测定样品的L*、a*、b*值,相同样品取样5片,每片样品检测3次,取其平均值。根据所得L*、a*、b*值计算色差ΔE值,计算公式如下[20]:

1.2.4 质构值的测定采用TA-XT Plus物性测试仪在环境温度为25 ℃条件下测定。质构仪(TPA)测定条件:P/36R探头,测试前、测试中、测试后速度分别为5.0,1.0,5.0 mm/s;下压距离1.8 mm,2次压缩间隔时间5 s,引发力20 g。质构值测定时样品规格为20 mm×20 mm,厚度为产品自然厚度,每次测定10个样,取平均值。测定结果主要取硬度(hardness)、粘着性(adhesiveness)、弹性(springiness)、粘聚性(cohesiveness)、咀嚼性(chewiness)、回复性(resilience)6个指标[21]。

1.2.5 微生物指标的测定菌落总数采用国家标准GB4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》方法测定[22];霉菌按GB4789.15-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌计数》规定方法计数[23]。

1.2.6 感官评价菌糕感官评价指标主要包括外观和色泽、组织形态、风味、口感,由10人组成评定小组,按照表1的指标评分标准对产品进行感官评价。当评分<70分时,则认为产品感官已达到消费者无法接受的程度。

表1 食用菌菌糕感官评分标准(分)Table 1 Sensory score standard of mushroomy gelatinous candy(scores)

1.2.7 恒温加速实验ASLT(Accelerated shelf-life testing) 加速货架期实验法是一种提高储存温度加速变质,按一定时间间隔检测贮藏温度下保质期,然后以数据外推确定实际储存条件下的保质期方法。基于温度的方法主要是Q10模型[24-27]。

采用ASLT模型进行菌糕保质期预测,将样品避光储藏于38、48 ℃,湿度60%的恒温恒湿培养箱内,取样时间分别为14 d和7 d,待检测指标接近可接受临界值时,适当缩短取样时间,以保证结果准确性。

推算菌糕在室温25 ℃下保质期计算公式为:

Q10=fT/fT+10

式(1)

式中:Q10-温度相差10 ℃时货架寿命的比值;fT,fT+10-分别为在温度T和T+10下的货架寿命。

式(2)

式中:f25 ℃-指定室温25 ℃下的货架期;fT-已知温度T下的货架期。

1.2.8 贮藏特性研究按照安全系数为0.8计算[28],将产品置于25 ℃,相对湿度60%条件下储存,每月取样检测产品含水量、菌落总数、质构、色差值等指标,并进行感官指标评分。

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 辐照前后菌糕品质指标变化

经检测,2种食用菌菌糕中均未检出脂肪,水分和总糖含量均在国标要求范围内。2 kGy剂量辐照后,产品中蛋白质含量基本不变;水分和总糖含量均有所下降,这可能与辐照所引起的成分辐解和降解有关[29]。

色差分析发现,辐照后黑木耳红枣糕的L*、a*、b*值均显著低于杏鲍菇鲜橙糕(p<0.05)。辐照前后,除杏鲍菇鲜橙糕的a*(红度)值由11.74±0.94下降到9.71±0.52,差异极显著(p<0.01)外,2种菌糕的其余色差值辐照前后均无显著差异。推测杏鲍菇鲜橙糕红度值的极显著降低可能与水分辐解、VC损失及色素降解有关[30],准确的变化机制还有待进一步研究。

对菌糕硬度(H)、粘着性(A)、弹性(S)、粘聚性(Co)、咀嚼性(Ch)、回复性(R)质构指标分析发现,辐照后2种菌糕的硬度和咀嚼性均出现极显著降低(p<0.01),黑木耳红枣糕粘着性(绝对值)显著增加(p<0.05),这可能与辐照引起的胶凝剂(增稠剂)分子变化有关,大分子链降解为小分子后使产品粘性增加而韧性下降[31],这些显著性变化说明辐照对果糕感官品质是有一定影响的。比较辐照后的2种菌糕质构指标发现,二者除弹性和回复性无显著差异外,其他4个指标均存在显著差异(p<0.05)。

2.2 加速实验结果与分析

根据表3不同温度下保藏时长和公式(1)得出:

表3 恒温加速实验结果Table 3 Total bacterial count and sensory score results of ASLT

由公式(2)得储藏温度25 ℃,相对湿度60%条件下,

黑木耳红枣糕的货架期:f25 ℃=180×2.431.3=571d

杏鲍菇鲜橙糕的货架期:f25 ℃=165×2.361.3=504d

2.3 贮藏特性研究

根据预测所得黑木耳红枣糕和杏鲍菇脐橙糕571和504 d的货架期和0.8的安全系数,得出25 ℃下2种菌糕的监测周期分别为15个月和13个月,监测结果如下:

2.3.1 微生物指标 2种食用菌菌糕在25 ℃储藏期内均未检测到霉菌;菌落总数均<100 CFU/g,符合食品安全国家标准。分析可能是菌糕中较低含水量和较高含糖量限制了微生物的繁殖。

2.3.2 理化指标储藏期内2种食用菌菌糕的水分含量均不断下降(图1),其中杏鲍菇鲜橙糕含水量下降速率显著高于黑木耳红枣糕,这可能与杏鲍菇鲜橙糕较高的含水量起点有关(表2)。色差ΔE值均不断增加(图2),即随着储存时间延长,产品颜色不断加深。

表2 辐照对食用菌菌糕化学成分、色差及质构的影响Table 2 Effect of 60Co-γ irradiation on the chemical composition,chromatism and textural properties of mushroomy gelatinous candy

图1 2种食用菌菌糕25 ℃储存时水分含量变化Fig.1 Changes of moisture content during storage at 25 ℃ for mushroomy gelatinous candies

图2 2种食用菌菌糕25 ℃储存时色差ΔE值变化Fig.2 Changes of ΔE value during storage at 25 ℃ for mushroomy gelatinous candies

通过线性拟合分析得出在黑木耳红枣糕中水分含量(x)与色差ΔE值(y)方程为y=98.319-5.625x,R2=0.980;杏鲍菇鲜橙糕中二者关系为y=27.988-1.36x,R2=0.956,表明在2种菌糕中水分含量与色差ΔE值均呈显著负相关,因此,增加产品水分含量将有利于抑制产品色泽变化。

2.3.3 质构指标由表4可以看出,随着存储时间延长,黑木耳红枣糕的硬度和咀嚼性不断增加,粘着性(绝对值)呈现增加趋势,弹性和粘聚性不断减小,而回复性变化未呈现出明显的规律性。

表4 黑木耳红枣糕25 ℃储存时质构变化Table 4 Changes of textural properties during storage at 25 ℃ for black fungus-red jujube mushroomy gelatinous candies

同样由表5可知,杏鲍菇鲜橙糕的硬度、咀嚼性、粘着性和弹性表现出与黑木耳红枣糕相同的变化趋势,但粘聚性却是先增加后减小。分析原因可能是随着水分含量的降低,产品硬度的不断增加;加上胶凝剂等分子链变小等原因,产品的弹性不断下降;咀嚼性作为咀嚼固体食物所需的能量,与产品硬度和弹性均有一定相关性,随着硬度增加和弹性的减小,咀嚼性会不断增大。比较表4和表5可以看出,杏鲍菇鲜橙糕在硬度、咀嚼性、弹性、粘聚性等指标上的变化更快于黑木耳红枣糕,推测可能与杏鲍菇鲜橙糕相对较高的含水量有关。

表5 杏鲍菇鲜橙糕25 ℃储存时质构变化Table 5 Changes of textural properties during storage at 25 ℃ for Pleurotus eryngii-orange mushroomy gelatinous candies

2.3.4 感官评分随着储存时间的延长,感官评分不断下降。在监测周期结束时,黑木耳红枣糕和杏鲍菇鲜橙糕感官评分分别为78.30和77.60分(图3),均在70分以上可接受范围内,由此也可以得出通过ASLT推算所得的2种食用菌菌糕货架期是可靠的。

图3 2种食用菌菌糕25 ℃储存时感官评分变化Fig.3 Changes of sensory score during storage at 25 ℃ for mushroomy gelatinous candies

3 结论

经过2 kGy的60Co-γ辐照杀菌后,25 ℃湿度60%条件下不添加防腐剂的黑木耳红枣糕和杏鲍菇鲜橙糕的货架期分别为571 d和504 d。

在贮藏特性研究的监测周期内,随储存时间延长,2种菌糕各个品质指标呈现出相同的变化趋势,但杏鲍菇鲜橙糕各指标变化速率均高于黑木耳红枣糕,推测与其较高的含水量有关。而且,同一种菌糕的监测周期内,随着水分含量的降低,色差值ΔE不断增加,质构中硬度、咀嚼性不断增加,弹性、粘聚性逐渐减小,表明水分是影响食用菌菌糕各品质指标的一个重要因素,其他因素对储存期的影响,仍需要进一步研究证实。

因此,为延长产品保质期可在满足产品口感、风味、特殊受众人群(如糖代谢异常)需求及产品国家安全标准要求情况下可适当降低水分含量以抑制微生物繁殖并延缓各品质指标变化。

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