前處理方式對(duì)預(yù)腌蘿卜果膠酶活性和脆度的影響

汪 欣，汪立平，，*，吳正鈞，艾連中，趙 勇

（1.上海海洋大學(xué)上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海201306；2.光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海600597）

前處理方式對(duì)預(yù)腌蘿卜果膠酶活性和脆度的影響

汪 欣1，汪立平1，2，*，吳正鈞2，艾連中2，趙 勇1

（1.上海海洋大學(xué)上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海201306；2.光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海600597）

以白蘿卜為材料，研究了熱風(fēng)干燥、熱燙和高鹽預(yù)腌漬等泡菜常用的前處理方式對(duì)其果膠酶活性的影響，同時(shí)觀察原料脆度變化。實(shí)驗(yàn)表明，在模擬秋季室外晾曬條件即30℃熱風(fēng)干燥條件下，蘿卜果膠酶活性先升高后降低，同時(shí)蘿卜脆度也有不同程度下降，跟失水量密切相關(guān)，蘿卜最佳失水量為35%，此時(shí)脆度下降約45%，果膠酶活性降低約20%；在熱燙條件下，溫度越高，蘿卜果膠酶活性降低越快，最佳熱燙條件為60℃、10min，此時(shí)原料脆度降低15%，果膠酶活性降低約27%；鹽濃度對(duì)果膠酶活性的影響有顯著影響，在低濃度鹽條件下（NaCl＜4%），鹽腌漬對(duì)酶活有促進(jìn)作用，在高濃度鹽條件下（NaCl＞6%），鹽腌漬對(duì)果膠酶酶活有顯著抑制作用。綜合考慮前處理方式對(duì)蘿卜原料果膠酶活性的抑制和脆度的影響，高鹽預(yù)腌漬效果更好。

干燥，熱燙，果膠酶，脆度

Abstract：Radishes were used as raw material to study on three commonly pretreatment methods including heated-air drying，blanching and high-salt pickling，activities of pectinase and brittleness were investigated.The result showed that，in the conditions of 30℃ hot-air which imitated the outside temperature in autumn，activities of pectinase of radishes rose at beginning and then declined，the brittleness of radishes declined too，changes were closely related to the water loss，losing 35%water was the optimum condition，as a result of that the brittleness dawn to 45%and the the activity of pectinase falt 20%.Different conditions of blanching had an enormous impact on the activities of pectinase.The result indicated that the optimum condition was 60℃，remaining 10min，under these conditions，as a result of that the brittleness dawn to 15%and the activity of pectinase fell 27%.Sodium concentration had significant effect on the activity of pectinase.In the low-salt condition（NaCl＜4%），pickling could increase the activity of pectinase，in the high-salt condition（NaCl＞6%），pickling could reduce the activity of pectinase.These factors taken together，pretreatment methods influenced on the activity of pectinase and brittleness.Given the influence on the activity of pectinase and brittleness by different pretreatment methods，high-salt pickling in the beginning was the best method.

Key words：water loss；blanching；pectinase；brittleness

脆度是衡量果蔬類泡菜品質(zhì)的重要指標(biāo)，泡菜的軟化嚴(yán)重影響其食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。果蔬泡制前的預(yù)處理對(duì)成品泡菜的品質(zhì)影響非常大，因此要求泡菜原料預(yù)處理后，盡可能的保留有原來的品質(zhì)。一般認(rèn)為，果蔬的軟化主要是由于酶作用引起中膠層和細(xì)胞壁物質(zhì)水解，影響這些物質(zhì)降解的水解酶很多，主要有果膠酶、纖維素酶和淀粉酶等[1]，而果膠酶已經(jīng)被證實(shí)是酶因素導(dǎo)致泡菜發(fā)酵過程中組織軟化的主要作用酶[2-3]，因此，最大限度地破壞果膠酶的活性對(duì)提高成品泡菜脆度具有重要意義。根據(jù)我國傳統(tǒng)家庭式泡菜的制作經(jīng)驗(yàn)，腌制之前果蔬類原材料一般要經(jīng)過晾曬或熱燙處理，在泡菜工業(yè)化生產(chǎn)過程中，一般還要經(jīng)過預(yù)腌作用—也就是“出坯”[4]。晾曬處理也稱貯前干燥，或者萎蔫處理，果蔬收獲時(shí)含水量很高，組織脆嫩，通過晾曬可以減少果蔬的含水量。熱燙普遍用于果蔬的預(yù)處理，杜小琴[5]通過對(duì)蘿卜進(jìn)行55℃，20min的熱燙激活了有保脆作用的果膠甲酯酶的活性，I Verlent等[6]實(shí)驗(yàn)證明，在pH4.4的環(huán)境下，50℃的熱燙能顯著提高西紅柿中多聚半乳糖醛酸酶（PG）的活性，番木瓜果實(shí)在46℃熱燙條件下對(duì)PG也有類似的影響[7]。而泡菜制作過程中的預(yù)腌處理在一般的工業(yè)化生產(chǎn)過程也有采用[4，8]。本文總結(jié)了這3種泡菜生產(chǎn)中常用的前處理方式對(duì)受試材料果膠酶活性和脆度的影響，以期為提高成品泡菜的品質(zhì)提供幫助。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白蘿卜 品種漢白玉，購于上海市南匯鎮(zhèn)果園農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，新鮮、無蟲害、無機(jī)械損傷（初始含水量94.5%）；pH4.0、0.5%果膠溶液 稱取0.500g果膠粉（sigma）溶于100mL、pH4.0醋酸緩沖液中；EDTA、聚乙烯吡咯烷酮K90（PVP） 天津市博迪化工有限公司；D-（+）半乳糖醛酸 sigma；石英砂 江蘇永華精細(xì)化學(xué)品有限公司。

WFZ UV-2000型紫外可見分光光度計(jì) 尤尼科（上海）儀器有限公司；DHG-9053A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，HWS24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SJH-4S型數(shù)控精密恒溫水浴鍋 寧波天恒儀器廠；CT14RD型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 上海天美生化儀器設(shè)備有限公司；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS公司；打孔器 厚度為1.5cm的自制雙刀切片，直徑為2mL。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酶液的提取 稱取5.0g果蔬樣品，置于預(yù)冷的研缽中，加入10mL經(jīng)預(yù)冷的提取介質(zhì)（酶提取液含6%NaCl、1mmol/L的EDTA和1.5%PVP），加石英砂在冰浴條件下研磨成勻漿。勻漿液全部轉(zhuǎn)入50mL的離心管中，低溫放置10min，然后在4℃、10000r/min離心20min，收集上清液，4℃貯存?zhèn)溆茫褂们?倍稀釋。

1.2.2 果膠酶活性測(cè)定[9]吸取0.5mL 0.5%果膠溶液和1.0mL 50mmol/L、pH4.0的醋酸緩沖液，加入到25mL具塞刻度試管中，樣品管中加入0.5mL在37℃預(yù)熱3min的待測(cè)酶液，對(duì)照為經(jīng)過100℃、5min煮沸滅活的酶液。37℃恒溫反應(yīng)1h后迅速加入1.5mL DNS，沸水浴5min，雙蒸水定容至25mL，540nm比色。以D-半乳糖醛酸為標(biāo)準(zhǔn)樣品做標(biāo)準(zhǔn)曲線。以每分鐘每克樣品37℃時(shí)分解果膠產(chǎn)生1μg的游離半乳糖醛酸定義為一個(gè)果膠酶活力單位U。

1.2.3 蘿卜質(zhì)構(gòu)測(cè)定 樣品統(tǒng)一用自制打孔器處理成直徑2mL，厚度1.5mL的柱形蘿卜片。用英國SMS公司的TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀對(duì)蘿卜進(jìn)行壓縮測(cè)試。測(cè)試條件：力量感應(yīng)元5kg，探頭P/6，測(cè)前速率1mm/s，測(cè)試中速率1mm/s，測(cè)后速率10mm/s，壓縮距離：9mm，數(shù)據(jù)采集率：500pps，觸發(fā)力5g，每個(gè)樣品測(cè)量重復(fù)6次。蘿卜的脆度（堅(jiān)實(shí)度）用3～7s之間平均力表示。

1.2.4 脆度感官評(píng)定及與儀器測(cè)定值對(duì)照 取不同脆度的蘿卜樣品，邀請(qǐng)10名有經(jīng)驗(yàn)的感官評(píng)定員進(jìn)行感官評(píng)定，同時(shí)用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)受試樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示。

表1 脆度感官值與儀器測(cè)定值對(duì)照Table 1 The comparison between sensory score and instrument measured

1.2.5 樣品處理

1.2.5.1 熱風(fēng)干燥 因自然晾曬條件不穩(wěn)定性，將事先分組的樣品置于30℃熱風(fēng)干燥箱中（模擬上海秋季的室外平均溫度），每5min調(diào)整蘿卜的位置，使蘿卜均勻失水，每隔30min測(cè)定蘿卜水分的損失量、脆度的變化、果膠酶酶活性的變化。

1.2.5.2 熱燙處理 考察不同的漂燙溫度（40、50、60、70℃）和漂燙時(shí)間（5、10、15、20、25、30min）對(duì)蘿卜的脆度及果膠酶酶活性的影響。

1.2.5.3 鹽腌漬處理 將蘿卜規(guī)則切塊，置于紫外燈下表面殺菌20min以排除產(chǎn)酶微生物的干擾，然后放入冷卻后的經(jīng)過滅菌的不同濃度的食鹽水中浸泡24h，測(cè)定蘿卜的脆度、果膠酶活性，食鹽水濃度梯度設(shè)置為：0%、0.5%、2%、4%、6%、8%、10%、15%。

2 結(jié)果與分析

2.1 30℃熱風(fēng)干燥條件下新鮮蘿卜的脆度及相關(guān)酶活的變化

2.1.1 熱風(fēng)干燥對(duì)蘿卜脆度的影響 如圖1所示，隨著新鮮蘿卜水分的逐漸散失，蘿卜的脆度也在逐漸降低，當(dāng)失水量達(dá)到40%的時(shí)候，齒感已經(jīng)明顯不適（脆度值＜7）。果蔬的脆性主要與幼嫩細(xì)胞的膨壓和細(xì)胞壁原果膠成分的狀況密切相關(guān)[10]。由于水分的損失，導(dǎo)致細(xì)胞膨壓降低，脆度下降。原果膠多存在于未成熟的細(xì)胞壁的中膠層中，具有不溶于水和粘著的性質(zhì)及粘連細(xì)胞和保持組織硬脆性能的作用，水分對(duì)原果膠影響不大，細(xì)胞膨壓的降低是導(dǎo)致脆度下降的主要因素。維持一定的細(xì)胞膨壓對(duì)果蔬脆度意義重大，因此，新鮮蘿卜晾曬不宜過度。

圖1 新鮮蘿卜塊在30℃熱風(fēng)條件下干燥速率及脆度變化Fig.1 The change of moisture Content and brittleness in turnip cubes under the condition of 30℃hot air

2.1.2 熱風(fēng)干燥對(duì)蘿卜果膠酶活性的影響 由圖2可以看出，隨著新鮮白蘿卜失水量的增多，果膠酶活性先升高后降低，失水量在25%，即干燥時(shí)間2h時(shí)，果膠酶活性最高。水分的散失，促使植物細(xì)胞內(nèi)各種酶系的代謝方向強(qiáng)烈地趨向于水解，使細(xì)胞中的高分子化合物水解，水溶性物質(zhì)增加，導(dǎo)致果膠酶的活性增加，同時(shí)也加速了細(xì)胞壁物質(zhì)的降解，使胞壁總體結(jié)構(gòu)和胞間區(qū)隔被破壞，導(dǎo)致白蘿卜質(zhì)構(gòu)的軟化。干燥時(shí)間超過2h時(shí)后，酶活性開始下降，一方面水分散失幅度加大造成部分酶蛋白失活，同時(shí)，酶促氧化作用會(huì)加劇多酚類及其氧化聚合物對(duì)酶蛋白的沉淀作用。相關(guān)分析也顯示[11]，在果蔬含水量和多酚類含量與果膠酶活性之間均存在顯著相關(guān)性。

圖2 失水程度對(duì)蘿卜果膠酶活性的影響（n=3±sd）Fig.2 Influence of water loss amount on the activity of radishes pectinase（n=3±sd）

綜合圖1～圖2，新鮮白蘿卜泡制前，為了保持較低的酶活和較高的脆度，在干燥過程中保持失水量在35%左右比較合，干燥時(shí)間2.5h，此時(shí)脆度下降約45%，果膠酶活性降低約20%。

2.2 熱燙對(duì)蘿卜酶活及脆度的影響

2.2.1 熱燙對(duì)蘿卜脆度的影響 由圖3可以看出，40℃熱燙對(duì)蘿卜脆度影響較小；50℃時(shí)，0～20min時(shí)脆度下降比較平緩，超過20min顯著下降，因此50℃時(shí)合理的熱燙時(shí)間不宜超過20min；60、70℃時(shí)蘿卜脆度下降趨勢(shì)明顯，60℃熱燙時(shí)間超過10min后，脆度下降超過40%，故高溫?zé)釥C時(shí)間不宜超過10min。較低的熱燙溫度對(duì)蘿卜胞壁結(jié)構(gòu)破壞較小，因此仍然維持較高的脆度。熱燙時(shí)間過長(zhǎng)或熱燙溫度過高都會(huì)造成脆度的明顯下降。由于熱燙時(shí)間長(zhǎng)，蘿卜組織遭到嚴(yán)重破壞，熱燙溫度過高，又不及時(shí)冷卻，蘿卜中原有果膠酶的活性很快被破壞，使蘿卜中高甲氧基水溶性果膠的比例增加，中膠層的增溶作用可引起細(xì)胞部分分離，表皮與內(nèi)組織細(xì)胞粘著性減弱，嚴(yán)重的可引起蘿卜組織軟爛（“煮熟”）。因此合理科學(xué)地掌握熱燙時(shí)間和溫度顯得十分重要。

圖3 熱燙對(duì)蘿卜脆度影響（n=6±sd）Fig.3 Influence of treatment with the different temperature on the brittleness of radishes（n=6sd）

2.2.2 熱燙對(duì)蘿卜果膠酶活性的影響 在不同的溫度下，白蘿卜果膠酶活性隨熱燙時(shí)間的變化如圖4所示。由圖4可知，40℃果膠酶活性在0～15min時(shí)略有上升，但是升高的幅度不大，因此，該溫度下對(duì)果膠酶的活性影響較小，熱燙意義不大。50℃時(shí)，果膠酶活性變化比較明顯，熱燙10min后，酶活增加到一個(gè)比較高的水平，說明酶在該溫度下得到一定程度上的激活，有研究表明，果蔬果膠酶的最適溫度在50℃左右[6]，但是長(zhǎng)時(shí)間的加熱后，酶的活性中心開始遭到破壞，然后酶活開始快速下降，到20min后，下降速度變慢。60、70℃時(shí)，隨著熱燙時(shí)間的延長(zhǎng)，果膠酶活性呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，高溫造成的酶失活成了主要影響因素，雖然熱燙時(shí)間越長(zhǎng)，果膠酶活性越低，但是考慮到脆性的變化，60℃、10min熱燙時(shí)間最合適。

圖4 熱燙對(duì)蘿卜果膠酶活性的影響（n=3sd）Fig.4 Influence of treatment with the different temperature on the of pectinase of radishes（n=3±sd）

綜合考慮熱燙溫度和時(shí)間對(duì)蘿卜脆度、果膠酶活性的影響，60℃、10min是最佳熱燙時(shí)間，此時(shí)原料脆度降低15%，果膠酶活性降低約27%。實(shí)驗(yàn)證明，此熱燙溫度下，對(duì)果膠甲酯酶的激活也有很大的幫助[12]。

2.3 預(yù)鹽漬對(duì)蘿卜酶活和脆度的影響

2.3.1 預(yù)腌漬對(duì)蘿卜脆度的影響 在不同濃度的食鹽水中，由于滲透作用，蘿卜組織均有不同程度的失水，直接導(dǎo)致蘿卜果肉組織細(xì)胞膨壓的變化，直接表現(xiàn)出來就是脆度的變化，質(zhì)構(gòu)軟化，如圖5所示。

圖5 食鹽濃度對(duì)蘿卜脆度的影響（n=6±sd）Fig.5 Influence of treatment with the different salt concentration on the brittleness of radishes（n=6±sd）

從圖5可以看出，食鹽濃度從0%～6%時(shí)，隨著食鹽濃度的增加，鹽液浸泡的蘿卜脆度呈下降趨勢(shì)；食鹽濃度超過6%以后，脆度有回升的趨勢(shì)，說明在高濃度的食鹽條件下，蘿卜脆度有所恢復(fù)。這可能是因?yàn)樵诟邼B環(huán)境下，蘿卜組織細(xì)胞壁遭到完全破壞，細(xì)胞膜由選擇性透過性變成全透性，細(xì)胞膨壓有所恢復(fù)。這跟蘇青海[13]得出的結(jié)論一致。

2.3.2 預(yù)腌漬對(duì)蘿卜果膠酶活性的影響 有研究表明[14-15]，果膠酶的活性受到陽離子濃度的影響，實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一結(jié)論。如圖6所示，在低濃度的食鹽環(huán)境下，果膠酶活性有明顯的升高，在濃度為4%時(shí)，活性最高，食鹽濃度繼續(xù)增加后，果膠酶活性開始下降，說明高濃度食鹽對(duì)果膠酶活性有抑制作用，這可能是因?yàn)殛栯x子競(jìng)爭(zhēng)底物或者酶活性中心引起的。人工接種乳酸菌發(fā)酵低鹽泡菜，普遍存在脆度比自然發(fā)酵的高鹽泡菜低的現(xiàn)象，可能跟不同鹽濃度對(duì)果膠酶活的抑制作用有關(guān)。預(yù)腌漬的鹽濃度控制在10%左右比較合適。

圖6 食鹽濃度對(duì)蘿卜果膠酶活性的影響（n=3±sd）Fig.6 Influence of treatment with the different salt concentration on the activity of pectinase of radishes（n=3±sd）

2.4 不同處理方式之間的比較

在各處理的最優(yōu)條件下，比較對(duì)蘿卜果膠酶活性和脆度的影響，結(jié)果如圖7所示，由圖7可以看出，30℃、2.5h熱風(fēng)干燥處理導(dǎo)致蘿卜原料脆度較低；60℃、10min熱燙能較好的保存原料的脆度，但是對(duì)酶活的抑制不如預(yù)腌漬處理；10%食鹽水預(yù)腌的前處理能夠較好的保留原料的脆度，同時(shí)較大程度的抑制果膠酶的活性。

圖7 不同處理方式下最優(yōu)條件對(duì)對(duì)蘿卜果膠酶和脆度的影響Fig.7 Influence of the optimum conditions by different pretreatments on the activity of pectinase and firmness of radishes

3 結(jié)論

為了最大程度地降低果膠酶在泡菜發(fā)酵過程中對(duì)原料脆度的破壞，嘗試了利用不同的方法對(duì)預(yù)腌蘿卜原料進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)表明，熱風(fēng)干燥、熱燙和高鹽預(yù)腌漬處理都能夠改變蘿卜果膠酶的活性。為了抑制蘿卜中果膠酶活性的同時(shí)保持原料脆度，泡制前蘿卜的失水量保持在35%左右比較合適。熱燙對(duì)蘿卜中果膠酶影響較大，但是熱燙溫度過高或者熱燙時(shí)間過長(zhǎng)，都會(huì)造成原材料的“熟透”，最佳熱燙條件為60℃、10min。高鹽預(yù)腌漬作為泡菜工業(yè)化生產(chǎn)中重要的步驟，不僅能夠降低果膠酶活性，還能利用食鹽滲透壓除去蘿卜中的部分水分、滲入鹽味和殺滅腐敗微生物，同時(shí)能降低正式泡制時(shí)鹽水濃度，對(duì)開發(fā)乳酸菌接種低鹽泡菜具有重要意義。

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Effect of pretreatment method to pickled radishes on the activity of pectinase and brittleness

WANG Xin1，WANG Li-ping1，2，*，WU Zheng-jun2，AI Lian-zhong2，ZHAO Yong1
（1.Shanghai Engineering Research Center of Aquatic Product Processing，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2.Bright Dairy State Key Laboratory of Dairy Biotechnology，Shanghai 600597，China）

TS255.54

B

1002-0306（2012）20-0219-04

2012-05-08 *通訊聯(lián)系人

汪欣（1986-），男，碩士研究生，研究方向：乳酸菌與發(fā)酵。

上海市科委工程中心建設(shè)（11DZ2280300）；光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（SKLDB2011-005）。