高溫短時蒸汽漂燙對子姜片品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響

馮亞超，蒲彪，陳安均，羅松明，王春霞，李超

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，四川 雅安，625014)

續(xù)表4

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高溫短時蒸汽漂燙對子姜片品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響

馮亞超，蒲彪*，陳安均，羅松明，王春霞，李超

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，四川 雅安，625014)

為探討不同高溫短時蒸汽漂燙時間對子姜片漂燙效果的影響，實(shí)驗(yàn)采用壓力0.3MPa的高溫蒸汽分別對子姜片漂燙0、30、60、90s，然后從品質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)角度分析高溫短時蒸汽漂燙對子姜片的漂燙效果，以篩選適宜子姜片的最佳漂燙時間。結(jié)果表明：高溫短時蒸汽漂燙處理對子姜片的品質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)的變化產(chǎn)生了一定的影響，但不同漂燙時間的處理效果存在較大的差異。漂燙處理60s子姜片POD完全失活，處理90s子姜片PPO完全失活。漂燙30s子姜片PPO、POD相對酶活分別為10.15%、1.38%，在此條件下與漂燙處理60s和90s相比，Vc、姜辣素、可溶性總糖損失最少，色澤、質(zhì)構(gòu)受影響最?。粰z測出的揮發(fā)性物質(zhì)種類在漂燙30s時最多為56種，漂燙時間延長，揮發(fā)性物質(zhì)種類減少。這表明高溫短時蒸汽漂燙處理30s，可以有效的鈍化子姜片PPO、POD，最大程度保留仔姜片理化品質(zhì)，還能改善其風(fēng)味品質(zhì)。

子姜片；高溫短時蒸汽漂燙；HS-SPME-GC-MS；姜辣素

燙漂是果蔬加工前預(yù)處理的關(guān)鍵工藝，其目的是鈍化果蔬中酶的活性，阻止處理過程中發(fā)生生理變化而造成營養(yǎng)成分的損失，同時防止果蔬加工過程中變色、變味，減少細(xì)菌總數(shù)，以保持其原有的色、香、味、型和營養(yǎng)成分[4-6]。高溫短時蒸汽漂燙(hightemperatureshorttimesteamblanching)采用0.2～0.5MPa高壓蒸汽短時間加熱果蔬以達(dá)到漂燙效果。與傳統(tǒng)熱水漂燙和常壓蒸汽漂燙相比，該方法提高了蒸汽的溫度，蒸汽在液化時釋放大量的潛熱，可以顯著縮短鈍化酶的時間，更好的保持果蔬的品質(zhì)[7-8]。黃俊麗[9]、徐娟[10]分別研究了高溫短時蒸汽漂燙對黑牛肝菌與瑪咖中酶活性以及營養(yǎng)品質(zhì)的影響，與傳統(tǒng)漂燙方式相比，高溫蒸汽漂燙不僅鈍酶耗時短，而且對果蔬品質(zhì)影響小。

目前有關(guān)熱水漂燙及其對子姜片營養(yǎng)成分、質(zhì)構(gòu)影響的研究較多[11-12]，高溫短時蒸汽漂燙以及該漂燙工藝對子姜片揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)影響的研究未見報(bào)道。本文采用高溫短時蒸汽對子姜片進(jìn)行漂燙處理，比較不同漂燙時間對子姜片褐變酶類、營養(yǎng)品質(zhì)以及質(zhì)構(gòu)的影響，并采用GC-MS分析了子姜片漂燙之后揮發(fā)性物質(zhì)的變化。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與主要試劑

子姜，四川省雅安市蒼坪山農(nóng)貿(mào)市場購買；NaH2PO4、NaH2PO4、鄰苯二酚、聚乙烯比咯烷酮、蒽酮、香草醛、2,6-二氯靛酚、乙醇等，均為國產(chǎn)分析純。

1.2主要儀器與設(shè)備

UV-2000紫外分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；HX-7.5D小型電加熱蒸汽發(fā)生器，上海華征特種鍋爐有限公司；ThermoScientificHeraeusMultifugeX3R高速冷凍離心機(jī)，美國賽默飛世爾科技公司；TextureAnalyser型質(zhì)構(gòu)儀，英國StableMicroSystem有限公司；Agilent7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；100μmPDMS萃取頭，美國Supelco公司；SC-80C全自動色差計(jì)，北京康光光學(xué)儀器有限公司。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1子姜樣品的處理

挑選新鮮、生長良好、色澤一致的嫩子姜，用自來水洗凈，剔除蟲蛀、變質(zhì)的子姜爪，用不銹鋼刀切除姜爪靠近母姜的部分，只留上部2/3供試驗(yàn)使用；根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將子姜切成3.0～4.0mm厚的片狀，然后取100.0g子姜置于蒸汽發(fā)生器(蒸汽壓力為0.3MPa)樣品處理裝置中[9]，分別漂燙30、60、90s，取出樣品冷卻備用。以未經(jīng)漂燙處理的新鮮子姜片為對照。

1.3.2子姜片多酚氧化酶(PPO)與過氧化物酶(POD)活性的測定

參照王兆升測定生姜中PPO與POD的方法[13]。

1.3.3子姜片理化指標(biāo)的測定

Vc含量：參照GB/T6195—1986，采用2,6-二氯靛酚滴定法測定。

在對農(nóng)村集體土地進(jìn)行登記的過程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)存在許可證書造假的情況，主要分為以下3種情況：①證書不是從正規(guī)渠道得到，證書信息與實(shí)際情況存在一定出入。②證書由正規(guī)部門發(fā)放，證書當(dāng)中具體信息卻和實(shí)際不符。③證書所有信息都和實(shí)際情況相符，但證書卻不是由正規(guī)部門發(fā)放的[2]。

姜辣素含量：采用紫外分光光度法[14]。

可溶性總糖含量：采用蒽酮比色測定[15]。

色澤的測定：用SC-80C全自動色差計(jì)測定經(jīng)過漂燙處理的子姜片色澤參數(shù)。儀器照明幾何條件采用CIE規(guī)定的45/0 測試頭，表色系統(tǒng)為CIE1976 L*a*b*，L*代表亮度，也就是顏色的深淺，a*代表紅綠值，b*代表黃藍(lán)值。ΔE表示子姜片色澤與標(biāo)準(zhǔn)板(L0*=91.44 、a0*=-0.95、 b0*=0.69)的色差值，計(jì)算公式為：

質(zhì)構(gòu)特性的測定：采用TextureAnalyser型質(zhì)構(gòu)儀測定，選用適配探頭P/5，測試模式為TPA，測試前探頭下降速度3.0mm/s，測試后速度1.0mm/s，測試后探頭上升速度與測試速度一致；壓縮量為50%，時間間隔為5s，觸發(fā)值為5g。該測試項(xiàng)目包括子姜片的硬度、黏附性、彈性、黏聚性、膠黏性和咀嚼性。每種樣品重復(fù)測定12次。

1.3.4子姜片揮發(fā)性成分的測定

頂空固相微萃取：分別稱取2.5g子姜片樣品，勻漿之后置于20mL萃取瓶中，將100μmPDMS[16]萃取頭插入瓶中，50 ℃水浴加熱吸附30min，然后在GC-MS進(jìn)樣口250 ℃解吸5min。

色譜條件：HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30mm×0.25mm，0.25μm)；載氣為氦氣，流速1.0mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃，初始溫度50 ℃，保持1min，然后以5 ℃/min升至120 ℃保持5min，再以2 ℃/min升至180 ℃，保持3min，最后以15 ℃/min升至230 ℃，保持3min。

質(zhì)譜條件：EI離子源，電子能量70eV，離子源溫度230 ℃；掃描范圍35～550amu。

揮發(fā)性成分分析：樣品中各未知揮發(fā)性成分的定性由計(jì)算機(jī)檢索與儀器所配置的NIST08.LIB標(biāo)準(zhǔn)譜庫匹配，取匹配度大于800的鑒定結(jié)果。利用峰面積歸一化方法計(jì)算相對百分含量。

1.4數(shù)據(jù)分析

所有的數(shù)據(jù)用SPSS17軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。采用ANOVA進(jìn)行鄧肯式多重差異分析，采用Excel2007軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，圖中的豎線代表標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2　結(jié)果與分析

2.1蒸汽漂燙對子姜片PPO、POD活性的影響

PPO、POD是引起子姜片褐變的主要酶[13]，漂燙鈍酶效果直接影響子姜片加工品質(zhì)。由圖1可知，漂燙時間越長，子姜片PPO與POD相對酶活越低。前30s，下降速率較快，漂燙30s，子姜片PPO、POD相對酶活分別為10.15%、1.38%。30～90s下降速率變慢，漂燙60s，子姜片POD完全失活，漂燙90s時，子姜片PPO完全失活。子姜片PPO比POD的耐熱性高，可能是因?yàn)槎呙阜肿咏Y(jié)構(gòu)存在差異導(dǎo)致耐熱性不同。BOTCHER[17]研究指出，當(dāng)酶完全鈍化時意味著燙漂過度，只要不引起蔬菜質(zhì)變，可以適當(dāng)殘留部分活性，子姜片漂燙終點(diǎn)可以結(jié)合漂燙處理對Vc、姜辣素、可溶性總糖、質(zhì)構(gòu)、色澤以及揮發(fā)性物質(zhì)的綜合影響來確定。

圖1蒸汽漂燙時間對子姜片PPO與POD活性的影響Fig.1　Effect of steam blanching times on the enzyme activities of PPO and POD from baby ginger slices

2.2蒸汽漂燙對子姜片Vc、姜辣素、可溶性總糖含量的影響

由表1可知，漂燙30、60、90s子姜片Vc含量從高到低依次為30s>60s>90s，均比新鮮子姜片含量低，漂燙30s，降低了14.30%。這主要是Vc溶解于蒸汽液化產(chǎn)生的水溶液以及水蒸汽高溫促使其氧化加劇所致[18]。

姜辣素是姜重要的功能性成分，對于子姜品質(zhì)起著決定性的作用。由表1可知，漂燙30、60、90s子姜片姜辣素含量依次降低，均比未經(jīng)漂燙處理新鮮子姜片要低，這是由于姜辣素中的姜酚、姜酮等物質(zhì)性質(zhì)不穩(wěn)定，高溫條件下，隨著漂燙時間的延長，發(fā)生氧化降解[19]。與漂燙60、90s相比，漂燙30s，姜辣素?fù)p失最少。

由表1可知，漂燙30、60、90s子姜片中可溶性糖含量由高到低依次為30s>60s>90s，在漂燙前30s，可溶性總糖含量損失5.77%，與未經(jīng)漂燙新鮮子姜片相比差異不顯著(P>0.05)，漂燙90s損失34.61%。高溫短時蒸汽漂燙可以降低可溶性糖的損失，隨著漂燙時間的延長，可溶糖含量大量損失，與周明暉[20]采用蒸汽漂燙胡蘿卜可溶性糖的變化一致。

表1　蒸汽漂燙時間對子姜片Vc、姜辣素、可溶性總糖含量的影響

注:同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)字母相差一個字母順序表示差異顯著(P<0.05)，相差2個字母順序表示差異極顯著(P<0.01)，表2、表3相同。

2.3蒸汽漂燙對子姜片色澤的影響

色澤是判斷果蔬制品的重要品質(zhì)指標(biāo)，很大程度上決定了消費(fèi)者對產(chǎn)品的可接受性。L*值越大，果蔬色澤越鮮亮。由表2可知，不同漂燙時間對子姜片L*影響差異顯著(P<0.05)，對b*影響差異不顯著(P>0.05)。相比之下，漂燙30s子姜片色澤與未經(jīng)漂燙新鮮子姜片最接近，漂燙60、90s子姜色澤暗淡，破壞了子姜片原有品質(zhì)。漂燙90s子姜PPO、POD已完全失活，色澤變暗可能是由子姜片所含的酚類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所致。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與劉艷春[21]采用沸水漂燙處理木瓜，周明暉[20]采用蒸汽漂燙處理胡蘿卜色澤變化一致。

表2　漂燙時間對子姜片色澤的影響

2.4蒸汽漂燙對子姜片質(zhì)構(gòu)的影響

由表3可知，隨著漂燙時間的延長，子姜片硬度、彈性、黏聚性、膠黏性、咀嚼性相比未經(jīng)漂燙新鮮子姜片均呈下降趨勢。這是因?yàn)榧訜釙辜?xì)胞壁的果膠多糖解聚，導(dǎo)致果膠溶解，細(xì)胞黏附減少，進(jìn)一步造成子姜片組織變軟，質(zhì)構(gòu)特性變差[22]。咀嚼性在數(shù)值上為硬度、黏聚性、彈性三者乘積[23]，咀嚼性的降低是其硬度和黏聚性分別降低的綜合結(jié)果。不同處理之間，硬度變化差異顯著(P<0.05)，彈性、黏聚性、膠黏性變化差異不顯著(P>0.05)。漂燙30s，硬度損失7.92%、咀嚼性損失17.98%，與漂燙60、90s相比，子姜片質(zhì)構(gòu)特性保持較好。

表3　漂燙時間對子姜片質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.5蒸汽漂燙對子姜片揮發(fā)性物質(zhì)的影響

采用HS-SPME-GC-MS對不同漂燙時間處理的子姜片揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化進(jìn)行分析，采用面積歸一化法計(jì)算各物質(zhì)的相對含量，結(jié)果見表4、表5。

表4　不同蒸汽漂燙時間子姜片揮發(fā)性物質(zhì)

續(xù)表4

化合物名稱保留時間/min相對含量/%0s30s60s90s酮類2-十一酮(2-undecanone)16.94550.040.030.040.04∑0.040.030.040.04醛類(E)-檸檬醛[(E)-citral]16.34475.977.611.200.05(Z)-檸檬醛[(Z)-citral]15.33761.422.000.410.32癸醛(decanal)14.19890.070.92——(E)-2-癸烯醛[(E)-2-decenal]15.8010.080.78——香茅醛(citronellal)12.79140.180.190.05—∑7.7211.501.650.36醇類桉葉油醇(eucalyptol)9.426810.826.041.620.52香葉醇(geraniol)15.83544.122.932.341.11α-松油醇(α-terpineol)13.99290.440.490.150.29香茅醇(citronellol)14.98870.550.480.620.54芳樟醇(linalool)11.36660.380.420.190.222-茨醇(2-camphanol)13.29490.300.350.110.10橙花叔醇(nerolidol)30.40930.210.260.220.57欖香醇(elemol)29.60820.130.150.150.23大香葉烯D-4-醇(germacreneD-4-ol)30.91290.070.10——β-松油醇(β-terpineol)10.46820.060.05——∑17.0711.285.393.58合計(jì)93.1195.3495.0892.91

注：“—”表示此物質(zhì)不是主要揮發(fā)性成分。

表5　不同蒸汽漂燙時間子姜片揮發(fā)性物質(zhì)種類的變化

2.5.1不同漂燙時間處理后子姜片揮發(fā)性物質(zhì)檢測

由表4和表5可知，新鮮子姜片中檢測出51種揮發(fā)性物質(zhì)，其中烴類29種(46.17%)、酯類6種(22.11%)、醇類10種(17.07%)、醛類5種(7.72%)、酮類1種(0.04%)。漂燙30s檢測出56種，其中烴類33種(47.07%)、酯類7種(25.45%)、醇類10種(11.58%)、醛類5種(11.50%)、酮類1種(0.03%)；漂燙60s檢測出44種，其中烴類28種(57.79%)、酯類4種(30.22%)、醇類8種(5.39%)、醛類3種(1.65%)、酮類1種(0.04%)。漂燙90s檢出40種，其中烴類27種(46.17%)、酯類2種(22.11%)、醇類8種(3.58%)醛類2種(7.72%)、酮類1種(0.04%)。漂燙處理前后，子姜片主要揮發(fā)性物質(zhì)種類基本相同，均以烴類為主，其次是酯類、醇類 、醛類、酮類，酮類物質(zhì)相對含量在漂燙前后差異不顯著(P<0.05)。汪莉莎[24]等采用GC-MS從四川白口子姜中檢測出63種物質(zhì)，主要揮發(fā)性物質(zhì)為烴類、酯類、醇類和醛類，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

未經(jīng)漂燙新鮮子姜片與漂燙30、60、90s子姜片共有成分分別為48種、38種、34種，且漂燙30s新檢測出8種物質(zhì)，分別是γ-衣蘭油烯、戊基環(huán)丙烷、異松油烯、α-人參烯、萜品油烯、2-異丙基-5-甲基-9-亞甲基-雙環(huán)[4.4.0]-1-癸烯、十二碳-2-烯基碳酸乙酯、環(huán)癸烯，未經(jīng)漂燙新鮮子姜片中獨(dú)有的3種(大根香葉烯、香木蘭烯、β-愈創(chuàng)木烯)組分未被檢出。漂燙60、90s，與未經(jīng)漂燙新鮮子姜片相比揮發(fā)性組分大量減少，乙酸庚酯、L-乙酸冰片酯、4-蒈烯、α-松油烯、α-古蕓烯、1.3.8-對-薄荷三烯、癸醛、(E)-2-癸烯醛、大香葉烯D-4-醇、β-松油醇共10種物質(zhì)未檢出。這是因?yàn)槠癄C過程中，高溫破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，增加揮發(fā)性物質(zhì)的釋放，另外部分物質(zhì)發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)、降解反應(yīng)和重排反應(yīng)，醇類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)，使子姜片在漂燙之后揮發(fā)性物質(zhì)種類增加，但是過度漂燙會導(dǎo)致?lián)]發(fā)性成分大量的散失[25-26]。

2.5.2主要揮發(fā)性物質(zhì)含量的變化

由表4可知，未經(jīng)漂燙新鮮子姜片中相對含量較高的揮發(fā)性組分為乙酸香葉酯(20.58%)、α-姜烯(15.88%)、桉葉油醇(10.82%)、α-法尼烯(8.58%)、(E)-檸檬醛(5.97%)、β-倍半水芹烯(5.00%)、莰烯(4.93%)、香葉醇(4.12%)。這8種組分占所有被檢出組分含量的75.88%，初步確定為子姜主要的揮發(fā)性成分。桉葉油醇具有樟腦的香氣，香葉醇有似玫瑰的花香香氣[27]，二者含量均隨漂燙時間延長而減少。與未經(jīng)漂燙新鮮子姜片相比，漂燙30s，桉葉油醇與香葉醇相對含量分別為6.04%和2.93%，漂燙90s時二者相對含量分別為0.52%、1.11%，均低于新鮮子姜片中的含量，不同漂燙處理之間差異顯著(P<0.05)，漂燙30s，損失最少。α-姜烯、α-法尼烯、β-倍半水芹烯、莰烯4種揮發(fā)性組分中α-法尼烯具有花香和香脂香氣，莰烯具有樟腦似的芳香[28]，4種物質(zhì)相對含量隨著漂燙時間的延長先增加后減少，漂燙30、60s，4種物質(zhì)相對含量均高于未經(jīng)漂燙新鮮子姜片，漂燙90s，除α-姜烯外，其余3種物質(zhì)相對含量較未經(jīng)漂燙新鮮子姜片要低。乙酸香葉酯有玫瑰和薰衣草[28]，隨著漂燙時間的延長乙酸香葉酯相對含量由20.58%增加到40.66%，史先振[29]等人采用GC-MS對經(jīng)糖制前后的姜的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化進(jìn)行了研究，加工前后乙酸香葉酯的含量也出現(xiàn)了大量增加，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，這主要是因?yàn)楦邷卮偈勾碱愇镔|(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)，使醇類物質(zhì)含量減少，酯類物質(zhì)含量增加。(E)-檸檬醛具有檸檬樣香氣[28]，相對含量隨著漂燙時間的延長，先增加后減少，漂燙30s時相對含量最高為5.97%。

綜上可知，漂燙處理前后，子姜片揮發(fā)性物質(zhì)存在一定的差異，漂燙時間越久，差異越大。與60、90s相比，漂燙處理30s對子姜片主要揮發(fā)性物質(zhì)種類以及相對含量影響較小，與未經(jīng)漂燙新鮮子姜片相比，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類增加，在一定程度上改善了風(fēng)味品質(zhì)。

3　結(jié)論

高溫短時蒸汽漂燙處理對子姜片的品質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)的變化產(chǎn)生了一定的影響，但不同處理時間漂燙效果存在較大的差異。其中，與60s和90s相比，漂燙處理30s的PPO、POD相對酶活分別為10.15%、1.38%，在此條件下，Vc、姜辣素、可溶性總糖損失最少，色澤、質(zhì)構(gòu)受影響最??；檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)種類在漂燙30s時最多為56種，漂燙時間延長，揮發(fā)性物質(zhì)種類減少。在本實(shí)驗(yàn)條件下，高溫短時蒸汽處理30s，可以有效的鈍化子姜片PPO、POD，最大程度保留子姜片理化品質(zhì)，還能適當(dāng)改善子姜片風(fēng)味品質(zhì)。除處理時間外，蒸汽壓力、子姜片切分尺寸以及載料量對漂燙效果的影響需要進(jìn)一步的研究，以確定子姜片加工品質(zhì)變化與高溫短時蒸汽漂燙技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系。此外還可進(jìn)一步開展不同漂燙方式比如微波漂燙、歐姆漂燙等對子姜片營養(yǎng)成分以及風(fēng)味影響的研究。

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Effectofhightemperatureshorttimesteamblanchingonthequalityandvolatilecompoundsofbabyginger(Zingiber officinaleRoscoe.)slices

FENGYa-chao，PUBiao*，CHENAn-jun，LUOSong-ming，WANGChun-xia，LIChao

(CollegeofFoodScience,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an625014,China)

Theeffectofhightemperatureshorttimesteamblanching(HTSTSB)timeonbabygingerslicesblanchingwasstudied.Theoptimalblanchingtimewasselectedbyanalyzingthebabygingerslices’qualityandvolatilecompounds.Theexperimentalconditionwaschosenasbelow:hightemperaturesteampressurewassetat0.3MPa,blanchingtimewassetat0, 30, 60and90s.After60sofhightemperatureblanching,PODactivitywascompletelyinactivated,andPPOactivitywascompletelyinactivatedafter90s.Afterblanchingfor30s,theactivityforPPOandPODwasat10.15%and1.38%,respectively.However,comparedwithsamplesblanchedfor60, 90s,ithadtheleastlossinVc,gingerolandtotalsolublesugarcontent,anddegradationincolorandtextureproperties.With30sblanching,thenumberofthevolatilecompoundsidentifiedwasatthehighestanditdecreasedwithprolongingtheblanchingtime.Theresultsshowedthatblanchingfor30scouldeffectivelyinactivatetheactivitiesofPPOandPOD,andmaximumreservephysicalandchemicalqualityandenhancetheflavor.

babygingerslices；hightemperatureshorttimesteamblanching；HS-SPME-GC-MS；gingerol

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201608026

碩士研究生(蒲彪教授為通訊作者，E-mail：pubiao2002@163.com)

2015-11-21，改回日期：2015-12-22