不同贮藏温度下山梨酸钾和焦亚硫酸钠对南酸枣皮浆品质的影响

王日思 - 褚贝贝 - 凌华山 - 陈明舜 -陈 军 刘成梅 - 刘继延 -

(1. 江西旅游商贸职业学院经济管理学院，江西 南昌 330100；2. 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047；3. 江西齐云山食品有限公司，江西 崇义 341000)

南酸枣又名广枣，主要分布于中国江西、湖南、湖北、云南和广西等气候温湿适宜、土壤条件合适的暖温带地区，其干燥成熟果实为蒙药的习用药材，可用于治疗心肌缺血、心律失常等心脑血管疾病。南酸枣鲜果味酸、涩，不耐储藏，主要用于加工枣糕，而南酸枣糕加工过程会产生大量的枣皮[1-2]，常作为废弃物被丢弃，不仅造成资源浪费，还污染环境。将南酸枣皮处理成其他产品的原料是一种有效的转化途径[3]。南酸枣皮在加工前通常需要打浆处理，而打浆过程往往伴随褐变反应及营养物的损失。因此，研究南酸枣皮在打浆及枣皮浆贮藏过程的品质变化，对开发南酸枣皮具有非常重要的意义。

在食品加工贮藏过程中通常会加入防腐剂，山梨酸钾和焦亚硫酸钠是两种常用的防腐剂，能有效抑制食品微生物生长繁殖、保持品质、延长货架期[4-6]。研究表明，山梨酸钾可有效保持罗望子产品贮藏期间营养和外观品质[7]；焦亚硫酸钠对双孢蘑菇有保鲜和护色的效果[8]，对核桃青果有较好的保藏效果[9]。然而，关于山梨酸钾和焦亚硫酸钠在南酸枣皮打浆及贮藏过程中的应用尚未见诸于报道。贮藏过程中，温度对食品颜色和营养素影响较大[10]；Liu等[11]报道温度对红萝卜花色苷有一定影响；Pinheiro等[12]研究表明较低温不利于番茄贮藏，并对各指标建立了动力学模型。

试验拟选择4 ℃作为低温贮藏温度、25 ℃作为常温贮藏温度、35 ℃作为加速贮藏温度，分别对3个贮藏温度下南酸枣皮浆的重要指标(菌落总数、L*值、多酚含量、DPPH自由基清除力和pH)进行监测，并分析L*值和多酚降解反应动力学，评价山梨酸钾和焦亚硫酸钠对南酸枣皮浆贮藏品质的影响，旨在为南酸枣皮产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南酸枣皮：江西省齐云山食品有限公司；

山梨酸钾、焦亚硫酸钠：食品级，河南千志商贸有限公司；

平板计数琼脂：北京陆桥技术股份有限公司；

福林酚：分析纯，北京索莱宝科技有限公司；

没食子酸标准品：分析纯，阿拉丁试剂有限公司；

芦丁(>99.9%)、DPPH(>99.9%)：美国Sigma公司；

氯化钠、无水乙醇、氯化铁、碳酸钠、硝酸铝、氢氧化钠：分析纯，天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

紫外—可见分光光度计：722N型，上海精密科学仪器有限公司；

电子天平：FA2004型，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；

立式压力蒸汽灭菌器：LDZX-50KB型，上海申安医疗器械厂；

恒温恒湿培养箱：HWS-250型，上海森信实验仪器有限公司；

电子恒温水浴锅：HWS12型，上海恒科科学仪器有限公司；

冷冻干燥机：AlpHa1-2LD型，德国Christ公司；

高速组织捣碎机：DS-1型，上海精科实业有限公司；

台式离心机：TDL-5-A型，上海安亭科学仪器厂；

便携式色差仪：HP-2136型，上海谱熙光电科技有限公司；

pH计：PHSJ-4F型，上海精密仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 南酸枣皮浆制备及贮藏 选取同批次，颜色一致，无腐烂变质的新鲜南酸枣皮，用流动水清洗并沥干。南酸枣皮与水按质量比5∶2混合，各处理组分别添加焦亚硫酸钠或山梨酸钾至不同浓度(以南酸枣和水的总质量计，见表1)。将南酸枣皮用高速组织捣碎机打成匀浆，分装，分别于4，25，35 ℃下贮藏，测定不同贮藏时间(0，10，30，60，90 d)的菌落总数、L*值、多酚、DPPH自由基清除率和pH，并对L*值和多酚降解动力学进行模拟，研究不同贮藏温度下山梨酸钾和焦亚硫酸钠对南酸枣皮浆贮藏品质的影响。

表1南酸枣皮浆中山梨酸钾和焦亚硫酸钠的质量浓度†

Table 1 Mass concentration of potassium sorbate and sodium metabisulfite inChoerospondiasaxillarispeel pulp

组号浓度/%组号浓度/%控制组—B10.015A10.015B20.025A20.025B30.035A30.035B40.050A40.050

† Ai为山梨酸钾试验组；Bi为焦亚硫酸钠试验组。

1.3.2 菌落总数测定 按GB 4789.2—2016执行。

1.3.3L*值测定 采用色差仪[13]。

1.3.4 多酚含量测定 参考李倩等[14]的方法稍作修改。将南酸枣皮浆进行冷冻干燥，冻干后的南酸枣皮进行粉碎，精确称取0.5 g南酸枣皮粉末，用60%乙醇以料液比1∶60 (g/mL)、60 ℃水浴提取1.5 h，冷却至室温后，定容至50 mL容量瓶中，摇匀。4 000 r/min 离心10 min，弃沉淀。取0.1 mL上清液于10 mL离心管，加8.15 mL蒸馏水，混合后加0.25 mL福林酚试剂，混匀，在5～8 min内加入7.5% Na2CO3溶液0.5 mL，混匀，室温下避光静置2 h，于760 nm处测吸光度。以0.1 mL蒸馏水作为空白对照，以没食子酸标准样品为标准对照，结果表示为每克干物质的没食子酸当量。

1.3.5 DPPH自由基清除能力测定 参考Miao等[15]的方法并稍作修改。吸取1.3.4中上清液0.1 mL，加入DPPH 溶液5.9 mL，充分震荡，暗处反应30 min，515 nm处测定吸光度。按式(1)计算DPPH自由基清除率。

(1)

式中：

c——清除率，%；

A0——空白对照组吸光值；

A1——样品组吸光值。

1.3.6 pH测定 参考Liang等[4]的方法稍作修改。准确称取冻干的南酸枣皮粉末0.5 g，加入30 mL蒸馏水，80 ℃水浴0.5 h，冷却至室温，定容至50 mL，摇匀，过滤取上清液，用pH计直接测定pH值。

1.3.7 降解动力学分析 参考Valdivia-Nájar等[16-17]的方法，分别按式(2)、(3)对储藏过程中L*值和多酚数据进行零级或一级降解动力学模型拟合。

Kt=C0-C，

(2)

Kt=ln(C0/C)，

(3)

式中：

K——降解速率常数；

t——时间，d；

C——研究因子；

C0——初始因子。

1.3.8 数据分析 采用SPSS 25.0软件的Tukey方法对各组变量进行显著性分析，小写字母不同表示在同温度下各组之间具有显著性差异；采用Origin 2017软件对数据进行作图和线性拟合。

2 结果与分析

2.1 南酸枣皮打浆及贮藏期间菌落总数变化

由表2可知，控制组在4，25，35 ℃下均不能有效贮藏，25，35 ℃下贮藏10 d菌落总数超标，4 ℃下贮藏60 d菌落总数超标；A1、A2、A3组在25，35 ℃下贮藏10 d菌落总数超标，4 ℃下贮藏90 d有大量菌落生长；而A4组和B1、B2、B3、B4组在试验过程中各贮藏温度下菌落总数均未超标，表明0.050%山梨酸钾和0.015%～0.050%焦亚硫酸钠可有效抑制微生物生长，延长南酸枣皮浆贮藏期。此外，焦亚硫酸钠相对山梨酸钾具有更好的抑菌效果。山梨酸钾的作用机理是损害微生物细胞中脱氢酶系统，而焦亚硫酸钠是溶于水后会产生亚硫酸，其能消耗食品中的O2使好氧性微生物缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活动中酶的活性，因此对细菌的杀灭作用强，但对酵母菌的作用弱。综上可知，菌落总数增长与贮藏温度呈正相关，低温有助于抑制南酸枣皮浆微生物繁殖。考虑到生产成本以及两种防腐剂可能对南酸枣皮色泽和抗氧化产生影响，后续研究中焦亚硫酸钠仅采用最低浓度0.015%作为考察组，与0.050%山梨酸钾进行比较。

表2 不同贮藏温度下南酸枣皮浆的菌落总数†

† DB 36/1090—2018《江西省地方标准 南酸枣糕生产卫生规范》规定菌落总数超过3.0×105CFU/g视为超标。

2.2 L*值变化

由图1可知，B1组初始L*值显著高于控制组和A4组，表明B1组亮度优于控制组和A4组的，可能是由于焦亚硫酸钠在打浆过程中起到了护色作用，焦亚硫酸钠溶解到水中产生的亚硫酸是强还原剂，具有漂白作用[4,18]。4 ℃下各组L*值变化较缓慢，贮藏前10 d，B1组显著高于控制组和A4组(P<0.05)；当贮藏时间为60 d时，A4组和B1组间无显著差异(P>0.05)。25，35 ℃下L*值变化较快，当贮藏时间为10 d时，A4组和B1组间无显著差异(P>0.05)。这可能是由于低温(4 ℃)可以有效抑制褐变，而且低温(4 ℃)条件下，焦亚硫酸钠能起到更好的护色作用。因此，焦亚硫酸钠作为防腐剂，低温储藏有利于保持南酸枣皮浆的品质，在南酸枣皮开发时可优先考虑。

2.3 多酚含量变化

多酚类物质是南酸枣皮中重要的营养物以及抗氧化物质之一，也是果蔬发生酶促褐变的主要因素[19-20]。由图2可知，A4组、B1组和控制组三者初始值差异不显著(P>0.05)，说明0.050%山梨酸钾和0.015%焦亚硫酸钠对南酸枣皮打浆过程中多酚含量无显著影响；同一温度下，A4组和B1组贮藏相同时间，二者多酚含量无显著差异(P>0.05)，表明0.050%山梨酸钾和0.015%焦亚硫酸钠对南酸枣皮浆多酚含量影响无显著区别；4 ℃下贮藏90 d后，多酚含量>86.00 mg/g，25 ℃下贮藏90 d后，多酚含量下降至71.00 mg/g，35 ℃下贮藏90 d后，多酚含量下降至53.00 mg/g，与贮藏过程中南酸枣皮浆L*值变化相似。因此，温度是影响南酸枣皮浆多酚物质的重要因素，低温(4 ℃)对南酸枣皮浆多酚降解抑制效果更好，而防腐剂不是影响多酚含量的因素。

图1 不同贮藏温度下南酸枣皮浆的L*值

图2 不同贮藏温度下南酸枣皮浆的多酚含量

2.4 DPPH自由基清除率变化

虽然山梨酸钾一般作为防腐剂，其抗氧化能力较弱，焦亚硫酸钠在作为防腐剂的同时还具有较好的抗氧化性。由图3可知，A4组、B1组和控制组三者之间并无显著性差异(P>0.05)，说明A4组和B1组处理对南酸枣皮打浆时DPPH自由基清除率变化无显著影响。焦亚硫酸钠的抗氧化性在试验中未体现出来，可能是由于添加量太低。同一温度下，随着时间的延长，防腐剂对DPPH自由基清除率的影响无显著差异(P>0.05)；温度对南酸枣皮浆DPPH自由基清除率有显著影响(P<0.05)，其中低温(4 ℃)对抑制DPPH自由基清除率下降有较好效果。此外，DPPH自由基清除率变化趋势与多酚相似，可能是由于多酚类物质是影响抗氧化能力的主要因素之一[21]。

2.5 pH值变化

pH是南酸枣皮浆和食品贮藏的重要指标[22-23]，由图4可知，A4组初始pH最大，B1组次之、控制组最小，且贮藏期内A4组和B1组pH值均高于控制组，可能是因为山梨酸钾和焦亚硫酸钠酸性较控制组低，与南酸枣皮浆发生不同程度的中和反应从而使pH升高。A4组pH值在4 ℃下无显著变化(P>0.05)，在25，35 ℃下有显著下降的趋势(P<0.05)，说明低温(4 ℃)可以抑制0.050%山梨酸钾南酸枣皮浆的pH值下降。这可能是由于低温和山梨酸钾协同作用抑制了产酸菌的活性，减少了酸性物质的产生。B1组pH值在不同贮藏温度下均产生了显著下降(P<0.05)，表明所选贮藏温度对0.015%焦亚硫酸钠南酸枣皮浆的pH值影响较小。

2.6 贮藏过程中L*值和多酚降解动力学分析

由表3可知，L*值在各温度的一级反应模型决定系数累加值均大于零级反应模型的，说明一级反应降解动力学模型更适合描述南酸枣皮浆贮藏过程中的L*值变化[24-25]。由表4可知，南酸枣皮浆贮藏过程中多酚含量变化更符合零级反应降解动力学模型。同一温度下，0.050% 山梨酸钾和0.015%焦亚硫酸钠处理组L*值和多酚降解速率常数差异不大，与贮藏90 d后A4组和B1组L*值和多酚含量无显著差异结果一致，而同一防腐剂组在不同温度下L*值和多酚含量降解速率差异显著(P<0.05)，表明温度对L*值和多酚降解影响较大，与2.2、2.3分析结果一致。

图3 不同贮藏温度下南酸枣皮浆的DPPH自由基清除率

图4 不同贮藏温度下南酸枣皮浆的pH

表3 南酸枣皮浆L*值反应速率及决定系数

表4 南酸枣皮浆多酚降解速率及决定系数

3 结论

研究了不同温度下山梨酸钾和焦亚硫酸钠对南酸枣皮打浆及其贮藏品质的影响。结果表明，焦亚硫酸钠既可以作为防腐剂也可以作为护色剂，且抑菌效果优于山梨酸钾；防腐剂的加入对打浆和贮藏过程中多酚含量和DPPH自由基清除率无显著性影响(P>0.05)，但会不同程度地升高浆液的pH；低温(4 ℃)有利于南酸枣皮浆贮藏；贮藏过程中南酸枣皮浆L*值和多酚含量分别符合一级和零级降解动力学模型。后续可考察浓度<0.015%时焦亚硫酸钠对南酸枣皮贮藏效果的影响。