基于氣調(diào)保鮮鮮切藕片工藝優(yōu)化方法研究

朱銳

摘要 [目的]優(yōu)化鮮切蓮藕氣調(diào)包裝氣體比例。[方法]以菌落總數(shù)和褐變度為指標(biāo)，基于單純形-重心設(shè)計(jì)考察O2、CO2和N2的不同配比對(duì)藕片的保鮮效果。[結(jié)果]經(jīng)與覆膜包裝對(duì)照組比較發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)包裝能有效抑制鮮切藕片冷藏期間的微生物生長和褐變，而其保鮮效果取決于氣體配比。以鮮切蓮藕貯藏至第6天的菌落總數(shù)和褐變度為響應(yīng)值，分別建立以氣體組成比例為因素的回歸模型，通過求解極小響應(yīng)值獲得最佳氣體配比分別為67%O2+33%CO2和100%CO2。進(jìn)一步比較驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，采用100%CO2氣調(diào)包裝鮮切藕片可獲得較好的貯藏品質(zhì)，4 ℃冷藏至第6天的菌落總數(shù)和褐變度分別為6.25 lg（CFU/g）和0.24。[結(jié)論]該研究結(jié)果可為蓮藕及其鮮切產(chǎn)品的貯運(yùn)品質(zhì)控制提供參考。

關(guān)鍵詞 鮮切藕片；氣調(diào)包裝；微生物；褐變

中圖分類號(hào) TS255.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）17-0173-03

Abstract [Objective]To optimize the freshcut lotus root proportional gas packaging. [Method]With the total number of colonies and browning degree as the index， based on the simplexthe center of gravity design review different ratio of O2， CO2 and N2 for the effect of preservation of lotus root. [Result]After comparison with the control group of plastic film packaging， we found that modified atmosphere packaging can effectively inhibit the freshcut lotus root during the microbial growth and browning， and the preservation effect depended on the gas ratio. The response value of packagingcut lotus rootslices based on the total number of colonies and browning degree for storing 6 days. A regression model was established based on the gas composition ratio. The optimum gas ratios were 67% O2 + 33% CO2 and 100% CO2. By further verification， we can get better storage quality with 100% CO2 modified atmosphere packaging.The total number of colonies and browning degree were 6.25 lg （CFU/g） and 0.24 respectively ，which in cold storage for 6 days. [Conclusion]The results can provide reference for the quality control of lotus root and its freshcut products.

Key words Freshcut lotus root；Gas packaging；Microbial；Browning

蓮藕（Nelumbo nucifera）是我國栽培歷史悠久的特色水生蔬菜，含淀粉、蛋白質(zhì)、VC等成分，具有健脾益氣、益血生肌等保健功效[1]。近年來，鮮切藕片作為一種新型的微加工蔬菜，因其方便、快捷、安全、潔凈等特點(diǎn)而深受消費(fèi)者喜愛[2]。然而，鮮切藕片在加工過程中因細(xì)胞組織受損，易受微生物侵染，且酶促褐變加劇[2-3]。以微生物生長抑制和褐變抑制為目的的藕片保鮮研究得到廣泛的關(guān)注，但研究大多集中在保鮮劑的篩選、開發(fā)和評(píng)價(jià)上，如氧化白藜蘆醇-抗壞血酸微乳液[4]、二氧化氯[5]、硫化氫[6]、乙醇-抗壞血酸[7]、臭氧水[8]、殼聚糖[9]等。氣調(diào)包裝是果蔬保鮮的常用方法之一，通過調(diào)節(jié)貯藏初始包裝內(nèi)的氣體（O2、CO2和N2）組分抑制腐爛和變質(zhì)[10]，且可以聯(lián)合保鮮劑處理達(dá)到更好的品質(zhì)維持和貨架期延長效果[9]。

目前，關(guān)于鮮切蓮藕氣調(diào)保鮮的研究結(jié)果存在較大差異。郭衍銀等[10]綜合呼吸強(qiáng)度、VC含量、多酚氧化酶活性和褐變度等指標(biāo)優(yōu)化鮮切蓮藕氣調(diào)保鮮條件為90%O2和10% CO2；高晗等[11]比較8 種不同濃度配比的O2、CO2和N2氣調(diào)包裝鮮切蓮藕在4 ℃下貯藏的品質(zhì)變化發(fā)現(xiàn)，100% O2處理蓮藕的品質(zhì)最好；車東等[12]比較9組不同初始?xì)庹{(diào)包裝鮮切蓮藕在5 ℃下貯藏的品質(zhì)變化，確認(rèn)2%O2、6%CO2和92% N2的保鮮效果最好。文獻(xiàn)所述最優(yōu)氣調(diào)保鮮條件的差異可能主要源于兩個(gè)方面：其一是品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)存在多樣性，不同研究的側(cè)重有所不同；其二是氣體配比設(shè)計(jì)的依據(jù)不同或是存在隨機(jī)性，只能在有限的方案中優(yōu)選[13]?；炝显O(shè)計(jì)可通過較少的試驗(yàn)次數(shù)，利用回歸分析得到較佳的配比，在產(chǎn)品配方優(yōu)化方面應(yīng)用廣泛，同樣亦可應(yīng)用于氣調(diào)配比條件的優(yōu)化[13]。

筆者采用三因素單純形-重心設(shè)計(jì)方法，考察不同CO2、N2和O2混合比例氣調(diào)包裝對(duì)鮮切蓮藕4 ℃貯藏過程中菌落總數(shù)和褐變度的影響，進(jìn)一步篩選響應(yīng)值建立回歸模型，優(yōu)化并驗(yàn)證得到鮮切蓮藕氣調(diào)保鮮的最佳氣體比例。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮泥藕，同批次，購于荊州市大潤發(fā)超市。平板計(jì)數(shù)瓊脂[PCA，赫澎（上海）生物科技有限公司]；磷酸二氫鉀和氯化鈉等分析純?cè)噭▏幖瘓F(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；PP氣調(diào)包裝盒（185 mm × 135 mm × 45 mm，上海同吸塑有限公司）。

BCD-220VM（E）型美的電冰柜（廣州美的科技有限公司）；HS-840/1300新型水平單向氣流潔凈工作臺(tái)（蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司）；LHP-160型恒溫恒濕培養(yǎng)箱（上海赫田科學(xué)儀器有限公司）； RDT320臺(tái)式氣調(diào)包裝機(jī)（成都市羅迪波爾機(jī)械設(shè)備有限公司）；XHF-D高速分散器內(nèi)切式勻漿機(jī)（浙江省寧波市新芝生物科技股份有限公司）；臭氧發(fā)生器（濟(jì)南奧洋環(huán)?？萍加邢薰荆?。

1.2 方法

1.2.1 鮮切藕片氣調(diào)保鮮的氣體比例設(shè)計(jì)。

參考孔萍等[13]的方案，采用SAS V8軟件進(jìn)行單純形-重心設(shè)計(jì)，以CO2、O2和N2各自所占?xì)怏w總體積百分比為試驗(yàn)因素，設(shè)計(jì)氣體配比如表1所示。

1.2.2 鮮切藕片的加工與包裝。

提前清洗器具和操作臺(tái)，采用紫外輻照和臭氧對(duì)操作環(huán)境殺菌2 h。新鮮潔凈蓮藕以約25 g/片切片，約150 g/盒錯(cuò)位疊放于氣調(diào)包裝盒內(nèi)，隨機(jī)分為8組，每組3盒。其中7組參考表1進(jìn)行氣調(diào)包裝，對(duì)照組用保鮮膜進(jìn)行簡易包裝，隨后置于4 ℃冷藏6 d。

1.2.3 分析方法。

細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定參考國家標(biāo)準(zhǔn)方法（GB4789.2—2010）[14]進(jìn)行，結(jié)果以lg（CFU/g）表示。藕片褐變度參考Hu等[15]的方法測(cè)定，以410 nm吸光值表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=3）表示。采用SAS V8軟件進(jìn)行單純形-重心設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，回歸模型通過PROCNLP程序分析響應(yīng)值極小時(shí)的因素水平。采用SPSS11.5軟件S-N-K檢驗(yàn)分析組間數(shù)據(jù)差異，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣調(diào)包裝氣體比例對(duì)鮮切藕片菌落總數(shù)的影響

氣體比例對(duì)氣調(diào)包裝鮮切藕片冷藏期間的微生物生長有明顯影響（圖1）。100% O2組和50%O2+50%N2組的菌落總數(shù)與對(duì)照組相比無顯著差異（P>0.05），而其他氣調(diào)包裝組中微生物生長受顯著抑制（P<0.05）。50%CO2+50%O2組中的菌落總數(shù)最低，但與100%N2組和100%CO2組無顯著差異（P>0.05）。目前，鮮切蔬菜產(chǎn)品（即食類）僅需滿足致病微生物限量要求[16]，但對(duì)于菌落總數(shù)尚未規(guī)定。參考第三類非預(yù)包裝即食食品微生物限量指標(biāo)[17]，當(dāng)菌落總數(shù)≥7 lg（CFU/g）時(shí)產(chǎn)品不合格，菌落總數(shù)為（6～<7）lg（CFU/g）時(shí)產(chǎn)品可接受。由此判斷，100%N2、100%CO2、50%CO2+50%O2、33%CO2+33%O2+33%N2包裝鮮切藕片的貨架期均可達(dá)6 d。

2.2 氣調(diào)包裝氣體比例對(duì)鮮切藕片褐變度的影響

由圖2可知，不同氣體比例氣調(diào)包裝藕片的褐變度均顯著低于對(duì)照組（P<0.05），說明氣調(diào)包裝有利于減緩藕片的褐變。但是，不同氣體比例作用下的褐變控制效果明顯不同，其中100%

N2和100% CO2的褐變度顯著低于其他試驗(yàn)組（P<0.05）。類似研究報(bào)道，6%CO2+2%O2+92%N2、10%CO2+10%O2+80%N2[11]、100%O2[11]、10%CO2+90%O2[10]均能有效延緩鮮切蓮藕的褐變。蓮藕貯藏期間的色澤變化主要受酚類酶促褐變影響，與過氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶的活性密切相關(guān)，而酶活表達(dá)與環(huán)境因子脅迫的關(guān)聯(lián)鮮見報(bào)道。

2.3 鮮切藕片的氣調(diào)包裝氣體比例優(yōu)化與驗(yàn)證

以CO2、O2和N2各自所占?xì)怏w總體積百分比（%）為試驗(yàn)因素，以菌落總數(shù)（Y1）和褐變度（Y2）為響應(yīng)值，分別建立回歸模型（表2）。回歸模型的R2值分別為0.972 8和0.766 6，擬合程度較高。當(dāng)氣體配比為67%CO2+33%O2時(shí)，模型預(yù)測(cè)菌落總數(shù)達(dá)極小值6.14 lg（CFU/g），而氣體配比為100%CO2時(shí)獲得最小褐變度0.22。對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析發(fā)現(xiàn)：各因素一次項(xiàng)對(duì)菌落總數(shù)均有顯著影響（P<0.05），而交互項(xiàng)對(duì)菌落總數(shù)均無顯著影響（P>0.05）；各因素一次項(xiàng)及交互項(xiàng)對(duì)褐變度均無顯著影響（P>0.05）。

比較驗(yàn)證67%CO2+33%O2和100%CO2對(duì)氣調(diào)包裝蓮藕貯藏期間菌落總數(shù)和褐變度的影響，進(jìn)而獲得最佳氣調(diào)包裝條件。由圖3可知，2組氣調(diào)包裝蓮藕的菌落總數(shù)隨著貯藏時(shí)間的延長顯著增加（P<0.05）。在貯藏第2、4天，67%CO2+33%O2組的菌落總數(shù)均顯著低于100%CO2組（P<0.05），但貯藏第6天2組的菌落總數(shù)無顯著差異（P>0.05）。由圖4可知，100%CO2組貯藏前期的褐變度無顯著變化（P>0.05），直至第6天發(fā)生顯著褐變（P<0.05），而67%CO2+33%O2組蓮藕的褐變度在貯藏期間穩(wěn)定增加。2組氣調(diào)包裝蓮藕的褐變度僅在貯藏第6天呈現(xiàn)顯著差異（P<0.05）。綜合比較，100%CO2氣調(diào)包裝蓮藕在冷藏至第6天可能獲得更好的品質(zhì)，其菌落總數(shù)和褐變度分別為6.25 lg（CFU/g）和0.24，與預(yù)測(cè)值接近。

3 結(jié)論

采用單純形-重心設(shè)計(jì)方法考察不同氣體比例的氣調(diào)保鮮對(duì)鮮切藕片菌落總數(shù)和褐變度的影響，通過與對(duì)照組進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)臍怏w配比能有效抑制微生物的生長和延緩褐變。以鮮切蓮藕篩選貯藏至第6天的菌落總數(shù)和褐變度為響應(yīng)值，分別建立以氣體組成比例為因素的三因素回歸模型。通過極小響應(yīng)值優(yōu)化最佳氣體配比，進(jìn)一步比較驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，采用100%CO2氣調(diào)包裝鮮切藕片可獲得較好的貯藏品質(zhì)，4 ℃冷藏至第6天的菌落總數(shù)和褐變度分別為6.25 lg（CFU/g）和0.24。該研究可為鮮切蓮藕貯運(yùn)品質(zhì)控制提供參考。

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