改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥保鮮效果的影響

張帆，屈紫薇，羅靜靜，江英

(安徽師范大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 蕪湖，241003)

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改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥保鮮效果的影響

張帆*，屈紫薇，羅靜靜，江英

(安徽師范大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 蕪湖，241003)

摘要分別使用不同濃度的改性葛根淀粉膜液對(duì)鮮切山藥進(jìn)行涂膜處理并在(4±1) ℃下保存，定期測(cè)量貯藏期間鮮切山藥的腐爛率、菌落總數(shù)、電導(dǎo)率、顏色、失重率、可溶性固溶物含量等指標(biāo)。結(jié)果表明：改性葛根淀粉涂膜處理能有效抑制鮮切山藥的微生物生長(zhǎng)及顏色褐變，減少水分損失，較好地保持品質(zhì)和安全，以改性葛根淀粉膜液濃度為3%的保鮮效果最好，其貯藏期可比對(duì)照有效延長(zhǎng)4～5 d。

關(guān)鍵詞改性葛根淀粉；涂膜保鮮；鮮切山藥

山藥又稱(chēng)土薯，有健脾益胃、益肺止咳、預(yù)防心血管病、減肥健美等功效。鮮切山藥易攜帶、方便食用，近年來(lái)在我國(guó)的消費(fèi)量迅速增加[1]。但鮮切山藥在加工和貯藏過(guò)程中容易褐變，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的商品價(jià)值[2]。涂膜處理是鮮切果蔬常用的保鮮措施之一，特別是天然植物材料制成的可食性涂膜安全無(wú)公害，涂于食品表面可與被包裝食品一起食用，而且材料來(lái)源廣泛，是一種綠色可再生材料，對(duì)鮮切果蔬的保鮮起到不可替代的作用[3]。

葛根，又被稱(chēng)為野葛，是豆科植物野葛的根莖干燥后的產(chǎn)物。葛根營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，富含黃酮和異黃酮，有降血壓、抗腫瘤和抗衰老等功效[4]。由葛根淀粉制成的可食性膜不僅具有無(wú)毒無(wú)害、生物可降解、綠色環(huán)保、延長(zhǎng)食品保質(zhì)期和提高食品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，還具有透明度高、黏度和穩(wěn)定性強(qiáng)等特性。但單一葛根淀粉膜的脆性大，影響了它在食品工業(yè)中的應(yīng)用[5-6]。近期研究表明，在干熱條件下將淀粉與離子膠混合進(jìn)行改性處理，可以明顯改善淀粉的物理性質(zhì)[7-8]。目前尚未有改性葛根淀粉涂膜應(yīng)用于鮮切山藥保鮮的報(bào)道。

本研究對(duì)葛根淀粉進(jìn)行干熱改性處理，并將其應(yīng)用于鮮切山藥的保鮮，探究改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥保鮮效果的影響。

1材料與方法

1.1材料與試劑

山藥，市售；葛根，購(gòu)自安徽亳州農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；羧甲基纖維素鈉(CMC)，食品級(jí)；甘油，分析純；平板菌落計(jì)數(shù)培養(yǎng)基，杭州微生物試劑廠。

1.2儀器與設(shè)備

DHG-9101-3S烘箱，金壇杰瑞爾儀器有限公司；DS-1高速組織搗碎機(jī)，上海標(biāo)模；HH-2型水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；09PM-420FC冷藏保鮮柜，齊美；漢普HP-C220精密色差儀，上海映弘儀器儀表公司；WS201手持折光儀，上海測(cè)維光電技術(shù)有限公司；DDSJ-308A電導(dǎo)率儀，上海雷磁；DHP-9032恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒儀器有限公司；YXQ-LS-18SI高壓蒸汽滅菌鍋，上海圣科儀器設(shè)備有限公司。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1改性葛根淀粉的制備

干葛根用水浸泡1 h，組織搗碎機(jī)搗碎，沉降2次，除去上清液，沉降物置于45℃烘箱中烘干14 h，粉碎后過(guò)100目篩，即得到葛根淀粉。稱(chēng)取1 g CMC溶于200 mL水中，攪拌20 min使其充分溶解，再加入99 g葛根淀粉，攪拌30 min，調(diào)節(jié)pH值至7，置于45 ℃烘箱中烘干14 h，粉碎研磨過(guò)100目篩，再置于130 ℃烘干2 h，得到CMC-干熱改性葛根淀粉。

1.3.2改性葛根淀粉膜液的制備工藝

將干熱改性葛根淀粉調(diào)制成不同濃度的乳粉→加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%甘油→乳化均勻→沸水浴中糊化30 min→冷卻

1.3.3鮮切山藥保鮮處理方法

1.3.3.1工藝流程

原料清洗、殺菌→去皮、切分→涂膜→風(fēng)干→包裝→ (4±1) ℃冷藏

1.3.3.2工藝要點(diǎn)

原料清洗、殺菌：選取大小均勻，無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷的新鮮山藥，用流動(dòng)水清洗山藥表面后，浸泡于200 mg/L NaClO溶液殺菌5 min，撈出晾干。

去皮、切分：用消毒過(guò)的不銹鋼刀將山藥表皮剝?nèi)ズ螅鶆蚯谐珊穸?～5 mm半圓形薄片，立即放入0.5%檸檬酸溶液中2 min進(jìn)行護(hù)色，防止處理過(guò)程中的褐變影響結(jié)果。

涂膜：護(hù)色后鮮切山藥分別在1%、2%、3%、4%濃度改性葛根淀粉膜液浸泡2 min，撈出平鋪于帶孔塑料籃中，冷風(fēng)吹干2 min。

包裝：將涂膜風(fēng)干后的山藥薄片裝于PP塑料盒中，用PE保鮮膜包裝。對(duì)照組直接包裝、冷藏，無(wú)需涂膜處理。

冷藏：置于(4±1) ℃的冷藏保鮮柜中貯藏，每隔2 d測(cè)定1次指標(biāo)。

1.4指標(biāo)測(cè)定及方法

1.4.1腐敗率的測(cè)定

以樣品表面有明顯細(xì)菌腐爛或真菌生長(zhǎng)的切片數(shù)占總切片的百分?jǐn)?shù)表示。

1.4.2菌落總數(shù)測(cè)定

菌落總數(shù)的測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB 4789.2—2010 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》。

1.4.3電導(dǎo)率的測(cè)定

取山藥樣品3 g，用去離子水沖洗3次后放入100 mL 去離子水燒杯中浸泡 1 h。測(cè)定前輕搖燒杯，用電導(dǎo)儀測(cè)定第 1次電導(dǎo)率值并記錄，重復(fù)上述操作。測(cè)定后沸水浴加熱5 min，冷卻至室溫后測(cè)定第 2 次電導(dǎo)率值。相對(duì)電導(dǎo)率的計(jì)算公式計(jì)算如下：

(1)

1.4.4其他品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

顏色的測(cè)定采用精密色差儀法；失重率的測(cè)定采用稱(chēng)重法；可溶性固形物含量的測(cè)定采用手持式折光儀法。

2結(jié)果及分析

2.1改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥腐敗率的影響

鮮切山藥的組織結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中因切分遭到破壞，經(jīng)氧化和微生物侵害極易腐敗。由圖1可知，涂膜處理組的山藥腐敗速度與對(duì)照組相比明顯下降(P<0.01)，對(duì)照組、1%、2%處理組從第2天起開(kāi)始出現(xiàn)腐爛，3%、4%處理組的鮮切山藥從第4天開(kāi)始出現(xiàn)腐爛，2%、3%、4%濃度處理組的山藥腐敗率在第10天仍低于38%，1%處理組為80%，而對(duì)照組的腐敗率已達(dá)到100%，可見(jiàn)適當(dāng)濃度的改性葛根淀粉涂膜處理能明顯降低腐爛率。分析可能是因?yàn)楦男愿鸶矸勰ひ涸谏剿幈砻嫘纬梢粚颖∧ぃ蓭椭r切山藥切片與外界空氣隔離，從而減少了致病菌的侵染并抑制了山藥表面的微生物生長(zhǎng)。1%的改性葛根淀粉膜液由于濃度太低，在山藥表面不能形成完整的薄膜，抑制腐敗的效果沒(méi)有其他涂膜組明顯。

圖1　不同處理鮮切山藥貯藏期間腐敗率的變化Fig.1　Changes in rotting rate of fresh-cut yam treated with different methods during storage

2.2改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥菌落總數(shù)的影響

鮮切山藥在加工時(shí)由于接觸各種器具，加工環(huán)境條件復(fù)雜等因素，易受到微生物的侵害；加之切分后組織遭到破壞和高營(yíng)養(yǎng)性的特點(diǎn)，給微生物的侵染及繁殖提供了很好機(jī)會(huì)[9]。因此鮮切山藥在貯藏的過(guò)程中，微生物的繁殖速度一般比較快，且貯藏早期表面的微生物越多，則越容易腐敗，商業(yè)價(jià)值降低速度越快[10]。

圖2　不同處理鮮切山藥貯藏期間菌落總數(shù)的變化Fig.2　Changes in the number of total bacteria of fresh-cut yam treated with different methods during storage

由圖2可知，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組和涂膜組菌落總數(shù)均呈上升趨勢(shì)，涂膜組的上升速率明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。對(duì)照組在第6天左右的菌落總數(shù)就已經(jīng)超過(guò)5 LogCFU，1%、2%、4%涂膜處理組的菌落總數(shù)在貯藏至第8天才相繼超過(guò)5 LogCFU，3%處理組的菌落總數(shù)至貯藏結(jié)束時(shí)只有4.8 LogCFU，明顯低于對(duì)照組和其他處理組(P<0.05)。結(jié)果表明，改性葛根淀粉涂膜可有效地抑制鮮切山藥的微生物生長(zhǎng)繁殖，延長(zhǎng)貯藏期。

2.3改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥電導(dǎo)率的影響

相對(duì)電導(dǎo)率是檢測(cè)果肉和果皮細(xì)胞膜完整性和評(píng)價(jià)果實(shí)質(zhì)量的重要指標(biāo)[11]。由圖3可以看出，各組樣品的相對(duì)電導(dǎo)率均呈上升趨勢(shì)，這是由于鮮切果蔬在貯藏中細(xì)胞膜不穩(wěn)定且膜易受到損傷導(dǎo)致[12]。涂膜處理組的電導(dǎo)率明顯低于對(duì)照組(P<0.01)，其中3%處理組的電導(dǎo)率最低，至貯藏末期只有24.3%，比對(duì)照組低了1/4。這可能因?yàn)橥磕ぬ幚碓邗r切山藥表面形成的保護(hù)層能減少細(xì)菌侵染等，防止細(xì)胞再受損。

圖3　不同處理鮮切山藥貯藏期間電導(dǎo)率的變化Fig.3　Changes in electric conductivity of fresh-cut yam treated with different methods during storage

2.4改性葛根淀粉涂膜處理對(duì)鮮切山藥顏色的影響

由圖4可知，隨著貯藏時(shí)間的增加，所有山藥切片的L值整體呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，說(shuō)明由于山藥褐變程度的加深，亮度逐漸降低。涂膜組L值總體高于對(duì)照組且下降速率較緩慢，其中3%處理組的L值除第10天外，均高于其他處理組(P<0.05)。

圖4　不同處理鮮切山藥貯藏期間L*值變化Fig.4　Changes in L* of fresh-cut yam treated with different methods during storage

a*值表示紅綠的程度：a*值變大，紅色加重。由圖5可以看出，在貯藏期間對(duì)照組a*值總是高于處理組(P<0.01)，3%處理組的a*值始終保持最低。結(jié)果說(shuō)明涂膜處理可在一定程度上阻止空氣與鮮切山藥的表面接觸，從而降低了褐變程度。

圖5　不同處理鮮切山藥貯藏期間a*值變化Fig.5　Changes in a* of fresh-cut yam treated with different methods during storage

2.5改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥失重率的影響

采摘后的果蔬隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生不同程度的失水，造成產(chǎn)品萎蔫降低其新鮮度，減少貨架期，從而給商場(chǎng)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失[13]。失重率可以反映出涂膜處理的效果，是衡量果蔬新鮮品質(zhì)的重要指標(biāo)。

圖6　不同處理鮮切山藥貯藏期間失重率的變化Fig.6　Changes in water loss of fresh-cut yam treated with different methods during storage

由圖6可知，隨著水分蒸發(fā)和呼吸消耗程度加劇，鮮切山藥的失重率均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，呈上升趨勢(shì)。未經(jīng)涂膜處理的對(duì)照組在第10天的失重率達(dá)到7.3%，其中以3%處理組失重率最低，僅為5.1%。由此可見(jiàn)，改性葛根淀粉涂膜可顯著降低鮮切山藥的失重率(P<0.01)，延長(zhǎng)保鮮期。這可能是因?yàn)轷r切果蔬經(jīng)涂膜處理后涂膜液可以在鮮切果蔬表面形成一層致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻止了水分的散失，從而降低失重率[14]；4%的處理組可能因?yàn)闈舛忍?、微生物滋生破壞了薄膜反而不利于阻隔空氣和水分，故失重率高?%處理組(P>0.05)。

2.6改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥可溶性固形物的影響

果蔬在貯藏期間，因呼吸作用糖類(lèi)物質(zhì)會(huì)被消耗，如果糖分消耗慢，可溶性固形物含量高，則說(shuō)明貯藏條件適宜[14-15]。由圖7可知，5組處理鮮切山藥的可溶性固形物含量均呈逐漸下降的趨勢(shì)，這是因?yàn)樯剿幍臓I(yíng)養(yǎng)成分會(huì)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而被自身呼吸代謝所消耗。經(jīng)涂膜處理的鮮切山藥的可溶性固形物含量下降速度緩于對(duì)照組(P>0.05)。貯藏10 d時(shí)，3%處理組的可溶性固形物含量為3.82%、對(duì)照組為2.22%(P<0.05)，可見(jiàn)適宜濃度的改性葛根淀粉涂膜處理可在山藥表面形成一個(gè)適宜的低O2高CO2環(huán)境，可減緩山藥的呼吸強(qiáng)度，抑制可溶性固形物的快速下降，更多地保留營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

圖7　不同處理鮮切山藥貯藏期間可溶性固形物的變化Fig.7　Changes in TSS of fresh-cut yam treated with different methods during storage

3討論

鮮切山藥的組織結(jié)構(gòu)在切分時(shí)受到嚴(yán)重的機(jī)械損傷，易變色，引起營(yíng)養(yǎng)成分損失，腐爛加快。研究結(jié)果表明，改性葛根淀粉涂膜可有助于保持鮮切山藥的食用品質(zhì)。這可能是因?yàn)楦男愿鸶矸勰ひ嚎稍谏剿幈砻嫘纬梢粚颖∧ぃ乐辜?xì)胞再受損，幫助鮮切山藥切片與外界空氣隔離，從而減少了致病菌的侵染并抑制了山藥表面的微生物生長(zhǎng)，降低褐變程度，阻止水分的散失，同時(shí)改性葛根淀粉涂膜處理可在山藥表面形成適宜的低O2高CO2環(huán)境，減緩山藥的呼吸強(qiáng)度，更多地保留營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。3%濃度涂膜液可以在鮮切山藥表面形成一層致密完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)鮮切山藥的保鮮效果最好；1%、2%的改性葛根淀粉膜液由于濃度偏低，在山藥表面不能形成完整的薄膜，保鮮效果沒(méi)有其他涂膜組明顯；而4%的處理組可能因?yàn)闈舛忍?，在鮮切山藥表面形成的膜層太厚，在貯藏后期高營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致微生物滋生，薄膜破損反而不利于阻隔空氣和水分，故保鮮效果還不如3%處理組。

4結(jié)論

(1)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，鮮切山藥的顏色會(huì)有不同程度的加深，可溶性固形物含量降低，腐敗率、失重率、電導(dǎo)率、菌落總數(shù)的均呈不斷上升趨勢(shì)，而改性葛根淀粉涂膜處理能有效抑制鮮切山藥的微生物生長(zhǎng)和顏色褐變，減少水分損失，較好地保持山藥品質(zhì)和安全；

(2)縱觀各涂膜處理可見(jiàn)，3%濃度改性葛根淀粉涂膜處理對(duì)鮮切山藥的保鮮效果最好，其貨架期可比對(duì)照有效延長(zhǎng)4～5 d。

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Effect of modified kudzu starch coating in the preservation of fresh-cut yam

ZHANG Fan*, QU Zi-wei, LUO Jing-jing, JIANG Ying

(College of Environmental Science and Engineering, Anhui Normal University, Wuhu 241003, China)

ABSTRACTThe effects of different concentrations of modified kudzu starch on preventing of fresh-cut yam stored at 4±1℃ were studied. The rotting rate, number of total bacteria, electric conductivity, color, weight loss, soluble solid content were measured periodically. The results showed that modified kudzu starch treatment could inhibit the browning and microorganisms growth in fresh-cut yam, and reduce water loss. The quality and safety were maintained. Fresh-cut yam treated with the solution of 3% concentration was the best condition; the storage period was prolonged 4-5 days.

Key wordsmodified kudzu starch; coating preservation; fresh-cut yam

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201606032

基金項(xiàng)目：安徽師范大學(xué)青年教師科研專(zhuān)項(xiàng)資助項(xiàng)目(2013qnzx60)

收稿日期：2015-10-14，改回日期：2015-11-11

第一作者：碩士研究生(本文通訊作者，E-mail:fan221@163.com)。