不同包裝材料對水煮藕片貯藏期褐變影響及其機理研究

楊曉娜 ，涂貽軒 ，嚴守雷 ，2，李潔 ，2，王清章 ，2

（1.華中農業(yè)大學食品科學技術學院，武漢，430070；2.湖北省水生蔬菜保鮮加工工程技術研究中心）

蓮藕（Nelumbo nuciferaGaertn.）作為一種生熟皆宜，藥食同源的水生蔬菜，深受廣大消費者喜愛，水煮藕片等蓮藕加工產(chǎn)品不僅保證了蓮藕的口感，更解決了鮮切蓮藕易褐變、貯藏期不長、不易運輸?shù)葐栴}，可作為出口產(chǎn)品遠銷海內外。嚴守雷等[1]對水煮蓮藕加工工藝進行了探索，但水煮藕片在貯藏過程中也會出現(xiàn)褐變、硬度變化等問題，因此胡燕等[2]對其工藝進行了優(yōu)化并研究了護色劑H2O2、Na2SO3和NaClO對水煮藕片的保鮮效果。方維明等[3]研究發(fā)現(xiàn)，抑制劑組合以0.5%檸檬酸+0.1%抗壞血酸+0.2%EDTA效果為最佳，配合0.1%氯化鈣硬化劑保脆和75～80℃殺菌20 min，水煮蓮藕的品質較好。王向陽等[4]研究蓮藕多酚氧化酶活性的時候發(fā)現(xiàn)，90℃處理下25 s，或100℃時70 s燙漂或預煮后多酚氧化酶失活，判斷水煮藕片中的褐變主要是非酶褐變。但是水煮蓮藕在貯藏期的非酶褐變機理一直存在爭議，其非酶褐變控制方法有待完善。胡燕[5]研究發(fā)現(xiàn)，美拉德反應、抗壞血酸氧化分解和酚氧化聚合這幾種化學反應都是藕片發(fā)生褐變的原因。在有氧的情況下，VC和酚類易發(fā)生氧化反應，因此可以通過測定包裝袋的氧氣透過率及這幾類非酶褐變的底物游離氨基酸、VC及總酚的含量變化來反映貯藏過程中藕片的褐變機理。本文研究3種不同包裝袋對水煮藕片包裝貯藏過程的抗褐變效果的影響，結合分析非酶褐變底物變化，通過相關分析推測水煮藕片在貯藏期非酶褐變機理，為水煮藕片非酶褐變控制技術提供理論基礎。

1　材料與方法

1.1　試驗材料

蓮藕品種為蘆林湖藕，湖北仙桃市蘆林湖村蓮藕種植基地采收，采收時間為2016年2月29日。高透氧率包裝袋、高阻隔包裝袋及鋁箔包裝袋，均購于河北旭日包裝材料有限公司。

1.2　水煮藕片的加工工藝

參考胡燕等[2]的方法略作修改，選取新鮮、均勻、無損傷、無褐變及無嚴重病蟲害的藕段，用軟毛刷在流水中清洗表面的泥沙等污物，清洗后先用不銹鋼刀切去藕節(jié)，然后用不銹鋼削皮刀削皮，削皮要干凈、徹底、平滑，并立即投入潔凈的自來水中，減少與空氣的接觸。切片后投入2%NaCl中浸泡5～10 min后用旋刀式切片機切片，厚度為4～5 mm，將切好的藕片用流動的自來水漂洗1次，再在100℃的0.2%檸檬酸溶液+0.1%VC中漂燙1 min，以蓮藕片半透明且保持原有脆度為佳（目的是鈍化酶和除去含硫化合物等），撈出燙漂后的藕片用流水沖一遍，甩干水分，稱取100 g蓮藕連同100 mL湯汁灌入包裝袋，并分成3組，一組為普通復合包裝，一組為高阻隔包裝袋，另一組為鋁箔包裝袋。湯汁為：0.02%NaHSO3+0.05%EDTA-2Na+0.1%CaCl2+0.1%乙酸。最后將包裝好的袋子裝入90℃的鍋中煮15 min，撈出室溫貯藏并定期測定理化指標。

圖1 水煮藕片貯藏180天L*、a*、b*及ΔE的變化情況

1.3　理化指標檢測

說明褐變越嚴重。

②包裝袋透氧率參照GB/T 19789-2005《包裝材料塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗庫侖計檢測法》[6]的方法測定3種包裝袋的氧氣透過率。

③VC參照王學奎[7]的方法提取和測定水煮藕片貯藏期內的VC含量變化。

④游離氨基酸參照GB/T 8314-2002《茶游離氨基酸總量的測定》[8]的方法提取和測定水煮藕片貯藏期內的游離氨基酸含量變化。

⑤總酚參照黃利剛等[9]的方法提取和測定水煮藕片貯藏期內的總酚含量變化。

所有數(shù)據(jù)重復測定3次，取平均值。

2　結果與分析

2.1　水煮藕片貯藏期 L*、a*、b*及ΔE值的變化

水煮藕片經(jīng)3種包裝袋包裝室溫貯藏 180 d 后其 L*、a*、b* 及 ΔE值得變化情況如圖1。

由圖1可以看出，總體在整個貯藏過程中，3種包裝的藕片L*值先下降，后上升，然后再下降；在貯藏期的前 20 d，3種包裝的 L*值下降，20～30 d 內逐漸上升，30～120 d 時下降，150 d時，L*增大，在整個貯藏期L*值不斷減小，高透氧率包裝袋組內的藕片L*值的減小速度顯著（p＜0.05）高于高阻隔包裝袋及鋁箔包裝袋組。a*值是評測樣品在紅色到綠色區(qū)間變化的參考值，在整個貯藏過程中呈上升趨勢，即表示藕片顏色由綠色轉變?yōu)榧t色，20 d后高透氧率包裝袋a*值顯著（p＜0.05）上升。b*值衡量樣品的黃化程度，由圖1可知，在180 d的貯藏過程中，3種包裝的藕片b*值均顯著（p＜0.05）上升，其中高透氧率包裝袋處理組上升趨勢顯著高于其他2組。

總色差 （ΔE）值是綜合L*、a*、b*的顏色的變化，ΔE值越小說明褐變程度越小。從圖1中可以看出，3組處理藕片顏色隨貯藏時間的推移顯著褐變，其中以高透氧率包裝袋處理的最為嚴重，其他2組產(chǎn)品仍具有商業(yè)價值?？梢婁X箔袋和高阻隔袋有利于藕片保持色澤。

2.2　不同包裝袋透氧率分析

由表1中可以看出，鋁箔袋的透氧率最小，僅為 0.27 cm2·m-2·d-1，其次是高阻隔包裝袋，普通包裝袋的透氧率最高。結合2.1中的試驗結果說明，透氧率越高的包裝袋內的藕片色差值越大，也就是說更容易發(fā)生褐變反應。透氧率低的2種包裝袋顏色保持較好，未發(fā)生明顯褐變。

2.3　貯藏期VC含量變化

由圖2可見，高透氧率包裝袋組VC含量在貯藏期前20 d隨著貯藏時間延長顯著（p＜0.05）減少，20 d以后含量變化沒有顯著差異。高阻隔包裝袋組及鋁箔包裝袋2組VC含量分別在30、40 d內顯著升高，之后在第50天時降低，50～180 d在一定范圍內變化無明顯差異。說明這3種包裝材料中，高阻隔包裝袋和鋁箔袋對水煮藕片中的VC起到保護作用，而普通復合的包裝袋對VC的保護作用弱，所以普通復合包裝袋內藕片VC易氧化生成紅色素或黃色素，致使藕片褐變。

表1　3種包裝袋透氣率的檢測結果

圖2　VC含量變化　

圖3　總酚含量變化

圖4　游離氨基酸含量變化

2.4　貯藏期總酚含量變化

由圖3可見，普通復合包裝組總酚含量隨貯藏時間延長顯著下降，可能由于在貯藏過程中酚類物質參與了非酶褐變。高阻隔包裝袋總酚含量在貯藏期 180 d 內先顯著（p＜0.05）增加，隨后減小，在 60～180 d又顯著增加。鋁箔包裝袋組總酚含量在貯藏期180 d內總體先減小后增加，說明高阻隔包裝袋及鋁箔包裝袋更能有效降低水煮藕片中總酚的損失。

2.5　貯藏期游離氨基酸含量變化

由圖4可知，貯藏10 d后，3組水煮藕片中游離氨基酸含量總體上升，40～90 d高阻隔包裝袋組及鋁箔包裝袋組含量下降，普通復合包裝組含量在一定范圍內波動，無明顯變化（p＜0.05）。說明3種包裝處理組的游離氨基酸的損失較小，說明包裝袋對藕片游離氨基酸的含量影響不大。

2.6　蓮藕貯藏過程中色差與VC，游離氨基酸及總酚的相關性分析

由表2看出，高透氧率包裝袋組藕片色差與氨基酸含量存在顯著相關性，與總酚含量存在負顯著相關性，而與VC的含量相關性不顯著，說明藕片在貯藏期內發(fā)生褐變主要是由總酚自身氧化所致。雖然VC極易在氧氣環(huán)境下反應生成紅色素或黃色素，由于其氧化速度過快，藕片后期貯藏的褐變呈色主要來源于多酚的氧化。在非酶褐變過程中，多酚類物質是重要的褐變底物之一，具有強還原性，多酚的鄰羥基易被氧化成鄰醌，而鄰醌物質不穩(wěn)定，非常容易與多酚物質或蛋白質等結合生成聚合產(chǎn)物，進一步聚合生成褐色物質[10]。研究發(fā)現(xiàn)蓮藕中含多巴、兒茶酚、沒食子酸、D-（+）-兒茶素、L-（-）-表兒茶素、綠原酸、咖啡酸、焦性沒食子酸等多種鄰羥基酚[11～13]，易發(fā)生氧化致使蓮藕褐變。游離氨基酸可以和VC發(fā)生褐變，也可以與還原糖反應發(fā)生褐變，結合圖4，隨著貯藏期的延長，游離氨基酸含量增加，所以產(chǎn)生褐變，同時酚類反應產(chǎn)生褐變也是水煮蓮藕在貯藏期褐變的原因之一。

表2　高透氧率包裝袋組色差與VC、游離氨基酸及總酚的相關性分析

表3　高阻隔包裝袋組色差與VC、游離氨基酸及總酚的相關性分析

表4　鋁箔包裝袋組色差與VC、游離氨基酸及總酚的相關性分析

表3表明，高阻隔包裝袋組中VC含量、游離氨基酸含量及總酚含量均與色差無顯著相關性，且結合圖2～4各指標變化，說明高阻隔抑制了氣體的透過從而阻止了藕片的各項非酶褐變反應。

表4中，鋁箔袋組的總酚含量與色差呈顯著負相關，即隨著貯藏時間的延長，總酚含量減少，色差增大。但其余各項指標無顯著相關性，說明藕片在貯藏過程中發(fā)生了酚類氧化致使水煮藕片褐變，也說明鋁箔袋包裝對蓮藕的保鮮效果強于普通復合包裝組，但略低于高阻隔包裝袋。

3　結論

由試驗結果得出，不同包裝袋對水煮藕片貯藏中的褐變影響不同，經(jīng)180 d貯藏的水煮藕片因包裝袋的不同，藕片的保鮮效果也不盡相同。高阻隔包裝袋和鋁箔袋中的水煮藕片沒有發(fā)生明顯的褐變，透氧率大的高透氧率包裝袋組褐變嚴重，不同包裝材料處理的水煮藕片在貯藏期間發(fā)生的褐變主要是酚類氧化聚合導致的非酶褐變，但酚類在此環(huán)境下的褐變機理有待進一步研究。水煮藕片貯藏期間采用透氧率相對較低的包裝袋材料可以有效抑制藕片的褐變，效果最好的是高阻隔包裝袋，其次是鋁箔包裝袋，高透氧率包裝袋效果最差。

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