热烫处理对鲜切根茎菜品质的影响

毕秀芳，谢 玲，刘晓翠，邢亚阁，马 嫄，车振明

(西华大学食品与生物工程学院， 四川 成都 610039)

鲜切蔬菜(fresh-cut vegetables)，又称净菜、切割蔬菜等，是采用新鲜蔬菜为原材料，经过分级拣选、清洗、去皮、切分、包装等工序，为消费者提供的一种即食或供餐饮行业使用的新型加工方式的方便食品，其以方便快捷、清洁卫生、质地新鲜、营养丰富的优点得到众多消费者的亲睐[1-2]。

热烫处理能杀死大部分微生物的营养细胞并钝化内源酶，对部分水果和蔬菜的色泽有增强效果，能提升果蔬的感官品质和商业价值。鲜切蔬菜易发生褐变，特别是土豆、藕、白萝卜、平菇等蔬菜的加工过程中更容易褐变，使其商品价值降低。多酚氧化酶(PPO)是广泛存在于果蔬中的一类重要的内源酶，在加工过程中，PPO可以促进果蔬中的酚类物质发生氧化反应，生成褐色物质，导致产品发生褐变，影响感官品质[3]。因此，如何有效钝化PPO是鲜切蔬菜加工过程中需要解决的重要问题[4]。有研究表示，采用蒸汽热烫和热水热烫均能达到钝化酶的目的，但过度加工会使根茎类蔬菜组织软化[5]。高温处理后，PPO活性降低，抑制了蔬菜的褐变，并且大部分微生物被杀死，可有效提高产品的安全性和感官品质[6-9]。

本研究在尽可能保持鲜切根茎菜品质的前提下，对鲜切根茎菜加工过程中热烫条件进行探索，从而达到控制酶促褐变以及贮藏过程中的品质劣变的目的。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：同批新鲜土豆、藕、白萝卜(成都市郫都区红光沃尔玛超市购买)，4 ℃保藏，使用时间7 d。

试剂：聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)，Sigma-Aldrich(中国上海)；平板计数琼脂，北京奥博星生物技术有限责任公司；其他化学试剂均为分析纯，购买自成都市科龙化工试剂厂 。

1.2 仪器与设备

MJ-BL25C4搅拌机，广东美的生活电器制造有限公司；WFJ7200分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司；TD-5M台式离心机，四川蜀科仪器有限公司；DK-98-II电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；SW-CJ-2F双人双面净化工作台，苏州安泰空气技术有限公司；BSA224S电子天平，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；SGSP-02电热恒温隔水式培养箱，黄石市恒丰医疗器械有限公司；DK-98-II电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；SFG-02.400电热恒温鼓风干燥箱，黄石市恒丰医疗器械有限公司；GY-3硬度计，乐清市艾德堡仪器有限公司；WF32-16MM色差计，深圳市威福光电科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料的处理

将3种新鲜根茎菜用清水清洗、去皮、切片(切分成(2±0.2) mm的片状)，放入清水中。取3种样品各25 g分别用于热水热烫和蒸汽热烫，热烫温度为100 ℃，处理时间为5、10、15、20 s，对照组为未处理样品。样品经热烫处理后进行真空包装，4 ℃下贮藏。

1.3.2 多酚氧化酶(PPO)活性测定

1.3.2.1 粗酶液的提取

参照胡小松等的方法[8]，并略作修改。

分别取10 g土豆、20 g藕或白萝卜，切碎后放入打浆机中，并向土豆中加入80 mL 0.05 mol/L、pH 6.0 的磷酸缓冲液和5%PVPP，向藕和白萝卜中加入50 mL 0.05 mol/L、pH6.0的磷酸缓冲液和4%PVPP，匀浆，并在4℃的冷柜中静置过夜。经抽滤后在4 000 r/min、4 ℃的条件下离心20 min，所得上清液即为粗酶液。所得粗提取物不需要进一步纯化即可使用。粗酶液立即用于活性测定，避免发生氧化[8]。

1.3.2.2 PPO活性的测定

参照胡小松等[8]的方法，并略作修改。将经30 ℃预热10 min的1 mL粗酶液加入到5 mL底物溶液(4 mL 0.3mol/L邻苯二酚和1 mL 0.05 mol/L、pH6.0的磷酸缓冲液)中，充分震荡，混匀后迅速放入分光光度计中，测定420 nm处吸光值，5 s记录一次，连续记录1 min。单位酶活性定义为每分钟吸光值发生0.1的变化。

PPO的相对残余活性(RA)计算如下：

RA(%)=At/A0

(1)

式中：RA为相对残余活性；At为热烫处理过的样品中酶的活性；A0为未经热烫处理样品中酶的活性。

1.3.3 褐变强度(BD)测定

参照段泽敏等[10]的方法，并略作修改。取3种样品各5 g，加入50 g蒸馏水，4 ℃下匀浆2 min，并在4 000 r/min、4 ℃条件下离心20 min，取上清液于25 ℃条件下保温10 min，迅速在420 nm处进行比色测定，结果以A420表示。

1.3.4 微生物测定

采用GB4789.2—2016平板计数法计数，结果以菌落形成单位(CFU/g)表示。

1.3.5 色泽测定

采用精密色差仪在常温的条件下测定颜色，测出土豆、藕、白萝卜的亮度值(L*)、红度值(a*)和黄度值(b*)，并且计算出总色差(ΔE)，计算方法如下：

(2)

式中：L*为真空包装热烫处理后根茎菜的亮度；L0*为未进行热烫处理的根茎菜亮度；a*为真空包装热烫处理后根茎菜的红度；a0*为未进行热烫处理的根茎菜的红度；b*为真空包装热烫处理后根茎类菜的黄度；b0*为未进行热烫处理的根茎菜的黄度。

1.3.6 硬度测定

用GY-3型硬度计在常温下，测定土豆、藕、白萝卜的硬度，计算方法如下：选用GY-3型的硬度计，并且连接压头(压头直径8 mm)，用内圈刻度读数0.5～12 kg/cm2，单位kg/cm2，压头最大行程1 cm。

P=N/S

(3)

式中：P为鲜切菜的硬度值，kg/cm2；N为测力弹簧压在鲜切菜面上的力，kg；S为鲜切菜的受力面积，cm2。

1.4 数据分析

使用软件originpro 8.0进行画图，使用软件PASW Statistic 17.0(SPSS，U.S.A)进行方差分析(ANOVA)，并对所有实验进行ANOVA检验，从而确定α=0.05水平的显着性差异；所有实验重复两次。

2 结果与分析

2.1 不同热烫方式对鲜切根茎菜PPO活性的影响

热水热烫和蒸汽热烫对藕、土豆、白萝卜中PPO的活性影响如图1所示。与未处理的样品相比，3种鲜切菜的PPO残余活性随处理时间的延长而下降，但热水热烫效果明显低于蒸汽热烫，热水处理20 s，PPO活性残留仍然在50%以上，而蒸汽热烫在处理时间为15 s时，白萝卜、土豆、藕PPO残留活性分别下降至29.1%、27.2%、27.5%。郑伯勇[11]、孙鹤宁等[12]研究结果均显示蒸汽具有更好的灭酶效果，与本研究结果一致。蒸汽具有更强的穿透力，使酶分子内部氢键断裂，构象被破坏，从而影响酶活力、抑制酶促反应；热水热烫使产品表面的酶活性降低，酶分子内部的氢键仅发生部分断裂，故热水热烫的效果不理想。酶的活性较高会导致严重的酶促褐变和异味的产生，从而使产品的质量降低[13-14]。实验中观察到采用100 ℃热水热烫时，出现藕的脆度降低、土豆明显变滑的现象，可能与组织中淀粉糊化有关。蒸汽热烫处理15 s后PPO活性较低，表明该处理强度能较好地降低其活性；因此，选择100 ℃蒸汽热烫处理15 s进行贮藏期的测定。

图1 蒸汽(A)和热水(B)热烫处理对鲜切菜PPO活性的影响

2.2 不同热烫方式对鲜切根茎菜BD的影响

热水热烫和蒸汽热烫对藕、土豆、白萝卜BD的影响如图2所示。与未处理的样品相比，BD随着处理时间的延长而降低，热水处理20 s后，藕、土豆、白萝卜的BD值分别下降0.07、0.23、0.11，而蒸汽处理15 s后，藕、土豆、白萝卜的BD值分别下降了0.10、0.28、0.10。实验结果表明，经热水或蒸汽热烫后的样品，褐变被有效抑制，这一结果与PPO酶活的变化相一致。此外，在3种原料中，热烫使土豆的BD值下降最大，这可能与土豆中PPO活性最强有关，未处理的土豆片极易发生褐变，而热烫后PPO活性发生显著下降，褐变被有效抑制，因而BD较小。

图2 蒸汽(A)和热水(B)热烫处理对鲜切菜褐变强度的影响

2.3 鲜切根茎菜在贮藏期内的微生物生长情况

将样品经蒸汽热烫后进行真空包装，贮藏于4 ℃。贮藏期内菌落总数的生长情况如图3所示。热烫后白萝卜、藕、土豆中菌落总数分别为2.55、3.06、2.50个对数，随着贮藏时间的增加，微生物数量逐渐增多，当贮藏到第7 d时，白萝卜、藕、土豆中的微生物数量分别上升1.75、1.1、1.58个对数。实验结果表明，经热烫后的鲜切菜中微生物生长速度缓慢，贮藏至第7 d微生物仍<5×104个对数，符合净菜加工要求[15-16]。

图3 热烫后鲜切菜在4 ℃下贮藏时菌落总数生长情况

2.4 贮藏期内鲜切根茎菜硬度的变化情况

4 ℃贮藏下的产品硬度变化如图4所示。3种鲜切菜的硬度均随着贮藏时间的增加而减小。实验结果表明，与未处理相比，热烫后白萝卜、藕、土豆分别减少了5%、4%、2%，当贮藏时间延长到第7 d时，白萝卜、藕、土豆的硬度分别减小了23.3%、17%、22.4%。据推测随着贮藏时间的增加，产品的内部组织结构发生变化，细胞失水，导致硬度变低，从而发生变软的现象。该结果与袁欣如等[17-18]发现的低温能影响细胞的持水力，导致果蔬硬度降低的结果类似。

图4 鲜切菜在4 ℃下贮藏7 d的硬度变化情况

2.5 贮藏期内鲜切根茎菜颜色的变化情况

如表1所示，经过热烫处理后，L*值和a*值增大，b*值减小，表明热烫后样品颜色变亮，这可能是由于色素物质溶出以及组织内气泡溶解的原因。随着贮藏时间的增加，3种产品的L*值减小，a*值增加，表明产品发生了明显褐变，这可能是由于热烫后PPO未被完全钝化，残余的PPO可以缓慢催化酚类物质发生氧化，从而引起褐变[18-20]。对比3种原料，土豆在贮藏期内颜色变化最为显著，当贮藏到第7 d时，其总色差(ΔE)增加最多，为33.49，这可能与土豆中酚类物质含量丰富有关[21-23]。

表1 贮藏时间对根茎类鲜切菜颜色的影响

注：采用PASW Statistic 17.0(SPSS，U.S.A)进行方差分析，同一列中具有不同英文字母者差异显著(P<0.05)

3 结论

蒸汽热烫使PPO的活性发生显著性降低，蒸汽热烫15 s可使3种根茎菜PPO活性下降到30%以下，同时使3种根茎菜BD值发生显著性下降，结果表明热烫可以显著改善产品的颜色；在贮藏期间，随着贮藏时间的增加，3种根茎菜的菌落总数增加，亮度减小，红度增加，硬度下降，表明在贮藏期间发生了质构变软、褐变等现象。该研究可为鲜切蔬菜生产加工，特别是根茎类蔬菜生产加工中褐变问题提供一定的理论参考。