熱燙對希森6號馬鈴薯鮮切薯條色澤和質(zhì)構(gòu)的影響

胡柏耿 孫莎莎 姜啟興 唐小航 陳婉雯

摘要 [目的]研究熱燙滅酶處理對薯條色澤及質(zhì)構(gòu)的影響。[方法]測定不同熱燙條件下薯條的中心溫度、多酚氧化酶（PPO）活性，以確定滅酶條件;測定不同熱燙條件下薯條的褐變度、色差及全質(zhì)構(gòu)指標，以確定熱燙對薯條色澤及質(zhì)構(gòu)的影響。[結(jié)果]在85 ℃熱燙120 s、在90和95 ℃熱燙90 s可滅活多酚氧化酶。熱燙初期，褐變度增大，此后隨著熱燙時間的延長而快速下降。在不同溫度下熱燙薯條的L*值和b*值均先降低后升高，最后趨于穩(wěn)定，在30 s時達到最低點，L*值從70降至50再升至70左右，b*值從33降至15再升至30左右;a*值先從3升至6再降至-3左右后趨于穩(wěn)定，在30 s時達到最高點;在85、90、95 ℃下熱燙溫度下薯條色澤趨于穩(wěn)定的時間分別為120、90和90 s。加熱會使薯條的硬度和咀嚼性下降，黏著性上升，在85、90、95℃下熱燙至達到滅酶條件后薯條的硬度分別為對照組的57.69%、55.65%和55.80%，咀嚼性分別為對照組的48.16%、56.97%和56.26%，此后保持穩(wěn)定。[結(jié)論]熱燙對鮮切薯條的滅酶效果良好，熱燙后薯條的褐變度較小，滅酶后薯條的色澤接近于鮮切薯條，滅酶后再延長熱燙時間對薯條色澤和質(zhì)構(gòu)的影響不顯著，可根據(jù)工藝需要適當延長熱燙時間。

關(guān)鍵詞 鮮切薯條;熱燙;多酚氧化酶;色澤;質(zhì)構(gòu)

中圖分類號 TS215文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2021）02-0175-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.02.047

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Study on the Effects of Blanching on Color and Texture of Fresh Cut Potato Chips ofXisen 6

HU Baigeng1，2， SUN Shasha1，2， JIANG Qixing3，4 et al

（1. Laoling Xisen Potato Industry Group Co.，Ltd.， Laoling， Shandong 253600;2. National Engineering Research Center for Potato， Laoling， Shandong 253600; 3. School of Food Science and Technology， Jiangnan University， Wuxi， Jiangsu 214122;4.Jiangsu Collaborative Innovation Center for Food Safety and Quality Control，Wuxi，Jiangsu 214122）

Abstract [Objective] To study the effects of blanching and enzyme treatment on the color and texture of potato chips. [Method] The centeral temperature and polyphenol oxidase activity of potato chips were measured under different blanching conditions to determine the enzyme killing conditions. The browning degree， color difference and total texture indices of potato chips under different blanching conditions were determined to study the effects of blanching on the color and texture of potato chips.[Result] PPO could be inactivated by scalding at 85 ℃ for 120 s， 90 and 95 ℃ for 90 s. At the beginning of scalding， the browning degree increased， and then decreased rapidly with the prolongation of scalding time. At different temperatures， L* value and b* value of the hot fries first decreased and then increased， and finally became stable. They reached the lowest point at 30 s， L* value firstly decreased from 70 to 50 and then increased to about 70， and b* value decreased from 33 to 15 and then increased to about 30.a* value firstly increased from 3 to 6 and then decreased to about -3 and then became stable， it reached the highest point at 30 s. At 85， 90 and 95 ℃， the time of color stabilization was 120， 90 and 90 s respectively. The hardness and chewability of potato chips decreased and the adhesiveness increased when they were heated to 85， 90 and 95 ℃ respectively. The hardness of potato chips was 57.69%， 55.65% and 55.80% of those in the control group， and the chewability was 48.16%， 56.97% and 56.26% of those in the control group， respectively， and then remained stable. [Conclusion] Blanching had a good effect on inactivating enzyme in fresh cut potato chips. The browning degree of the chips after blanching was small. The color of the chips after inactivating enzyme was similar to that of fresh cut potato chips. Prolonging the blanching time after inactivating enzyme had no significant effect on the color and texture of the chips. The blanching time could be appropriately prolonged according to the needs of the technology.

Key words Fresh chips;Blanching;Polyphenol oxidase;Color;Texture

馬鈴薯屬于茄科植物的塊莖，是世界上第四大主要作物。我國是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國，擁有最大的馬鈴薯種植面積和最高的產(chǎn)量[1]。馬鈴薯具有較高的營養(yǎng)價值，易于消化和吸收，富含多種維生素、膳食纖維和礦物質(zhì)，受到人們廣泛的喜愛[2]。

馬鈴薯加工過程中切開后，切面易發(fā)生酶促褐變，這不僅影響其外觀，降低其營養(yǎng)，而且限制了其加工產(chǎn)品的發(fā)展[2]。為保證馬鈴薯在加工貯藏過程中的質(zhì)量，采用有效的方法抑制多酚氧化酶的活性是十分重要的，抑制多酚氧化酶活性的方法主要有熱燙、抗氧化劑、降低含氧量、紅外輻射、涂膜等[3-5]。其中，熱燙是最有效的滅酶方法，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但熱燙過度又會影響產(chǎn)品的硬度等質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，因此探究熱燙對產(chǎn)品色澤和質(zhì)構(gòu)的影響具有重要意義。筆者以希森6號馬鈴薯為研究對象，比較不同熱燙條件對鮮切薯條多酚氧化酶活性、色差及質(zhì)構(gòu)的影響，以期為馬鈴薯的進一步深加工提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 原料及試劑

希森6號馬鈴薯，由樂陵希森馬鈴薯產(chǎn)業(yè)集團有限公司提供。主要試劑有鄰苯二酚、二水磷酸二氫鈉、十二水磷酸氫二鈉、PVPP、Triton X-100、聚乙二醇、聚乙二醇辛基苯基醚和交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮，均為分析純，均購自國藥集團。

1.2 試驗設(shè)備與儀器

馬鈴薯切條機為諸城市高然機械有限公司產(chǎn)品;恒溫水浴鍋為鞏義市予華儀器有限責任公司產(chǎn)品;均質(zhì)機為德國IKA公司產(chǎn)品;冷凍離心機為德國Sigma公司產(chǎn)品;UV-1800型紫外可見分光光度儀為上海天美科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;UltraScan Pro1166色差儀為上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司產(chǎn)品;TA-XTPlus物性分析儀為英國SMS公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 熱燙過程中鮮切薯條中心溫度測定。

將馬鈴薯切成10 mm×10 mm×40 mm的長條，將溫度探頭插入薯條幾何中心，分別置于85、90和95 ℃水浴鍋中熱燙，分別于0、10、20、30、40、50、60、90、120、150、180、210、240、270和300 s測定中心溫度，重復(fù)3次。

1.3.2 鮮切薯條熱燙處理。

將馬鈴薯切成10 mm×10 mm×40 mm 的長條，分別置于85、90和95 ℃水浴鍋中熱燙0、30、60、90、120、150和180 s，取出后立即置于冷水中冷卻，瀝干備用。瀝水后的樣品一部分立即進行酶活和質(zhì)構(gòu)測定;另一部分于室溫下放置5 h，觀察薯條顏色的變化，然后測定褐變度（BD）和色差[6]。

1.3.3 馬鈴薯多酚氧化酶的提取。

稱取2 g熱燙后的薯條樣品，加入10 mL預(yù)冷的提取緩沖液（含1 mmol/L PEG、4% PVPP和1% Triton X-100）均質(zhì)成漿，在4 ℃、10 000 r/min下離心10 min，取上清液。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 多酚氧化酶（PPO）活性的測定。

PPO酶活的測定參考衛(wèi)學(xué)青[6]、畢秀芳等[7]的方法并略有修改。在試管中分別加入4 mL pH 6.0的0.2 mol/L磷酸緩沖液與1.0 mL 50 mmol/L 的鄰苯二酚，然后加入500 μL多酚氧化酶提取液，充分振蕩，混勻后迅速放入分光光度計中，測定420 nm 處吸光值，每5 s 記錄1次，連續(xù)記錄1 min。單位酶活性定義為每分鐘吸光值發(fā)生0.1的變化，重復(fù)3次。按以下公式計算殘余酶活性（單位為%）：

殘余酶活=At/A0×100%（1）

式中，At為熱燙后樣品中酶的活性;A0為未熱燙樣品中酶的活性。

1.4.2 褐變度（BD）測定。

BD的測定參考衛(wèi)學(xué)青[6]、畢秀芳等[7]的方法并略有修改。分別稱取不同溫度熱燙后放置5 h的薯條2 g，加入28 mL冷卻至4 ℃的去離子水，均質(zhì)30 s后過濾。濾液在420 nm處測定吸光值A(chǔ)1，以未熱燙的鮮切薯條作為對照并測定吸光值A(chǔ)0，褐變度計算公式如下：

褐變度（BD）=30×（A1-A0）/2（2）

1.4.3 色差分析。

對熱燙后放置5 h的薯條測定色差，以鮮切的薯條作為對照組（control），使用UltraScan Pro1166色差儀測定薯條的L*、a*、b*值。重復(fù)10次。

1.4.4 質(zhì)構(gòu)剖面分析（TPA）。

質(zhì)構(gòu)分析參照衛(wèi)學(xué)青[6]的方法并略有修改。以鮮切的薯條為對照組（control），使用TA-XTPlus物性分析儀進行質(zhì)構(gòu)剖面分析。采用25R探頭進行測定，測定條件如下：探頭下降速率1 mm/s，探頭上升速率1 mm/s，壓縮比率40%，觸發(fā)值5 g。重復(fù)6次。

1.5 數(shù)據(jù)處理

組間差異比較使用SPSS 21.0軟件進行單因素分析，檢測限設(shè)定為0.05。為更直觀地表達試驗結(jié)果，試驗數(shù)據(jù)均以圖片形式呈現(xiàn)，繪圖使用Office 2013軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱燙溫度下薯條的中心溫度曲線

不同熱燙條件下薯條的中心溫度曲線見圖1。從圖1可以看出，不同溫度下薯條中心溫度變化曲線的變化趨勢類似，在熱燙的最初10 s，薯條中心溫度緩慢上升，這是因為熱量從外往內(nèi)傳遞需要一定時間，隨著熱燙時間的延長，薯條中心溫度快速上升，40～50 s后中心溫度上升的速度逐漸變慢，最后趨于平緩。

2.2 熱燙條件對多酚氧化酶（PPO）活性的影響

不同熱燙條件對鮮切薯條PPO活性的影響如圖2所示。從圖2可以看出，在不同溫度下熱燙初期多酚氧化酶活性下降較慢，隨著熱燙時間的增加，PPO活性下降速度逐漸加快并最后降至0。熱燙溫度越高，PPO活性下降得也越快。85 ℃下熱燙120 s，90和95 ℃下熱燙90 s后PPO活性基本消失。

2.3 熱燙條件對薯條褐變度的影響

不同條件下薯條熱燙后放置5 h的褐變情況見圖3。從圖3（a）、（b）、（c）可以看出，熱燙初期薯條放置后均發(fā)生了顯著褐變，隨著熱燙時間的延長，褐變度變輕直至不發(fā)生褐變。這主要是由于熱處理過程PPO酶被激活，60～65 ℃熱處理可使細胞發(fā)生滲漏（去隔離），使酶和底物混合、接觸，從而發(fā)生褐變[8]，隨著熱燙時間的延長，滲漏出來的酶被滅活，也就沒有褐變。從圖3（d）薯條橫切面可以看出，熱燙初期褐變主要發(fā)生在外圍，褐變前沿呈圓環(huán)狀，隨著熱燙時間的延長，鮮切薯條褐變逐漸向里推移并變?yōu)閳A柱狀，直至最后消失。

對比圖3（a）、（b）、（c）可知，熱燙初期相同熱燙時間下，溫度越高，薯條顏色越淺，表明溫度越高，對滲漏出來的酶滅活效果越好。在85 ℃熱燙90 s薯條仍有輕微褐變，120 s后不再褐變，在90、95 ℃下熱燙90 s后則不再發(fā)生褐變。

褐變度（BD）能定量反映褐變程度。不同熱燙條件對薯條褐變度的影響如圖4所示。從圖4可以看出，與對照組相比，隨著熱燙時間的延長，鮮切薯條褐變度呈先增大后變小的趨勢，熱燙溫度越低，褐變度越大。85、90 ℃下熱燙，熱燙60 s褐變度最大值，此后快速下降，熱燙120 s后則保持不變;95 ℃熱燙30 s后褐變度達到最大值，然后開始下降。此結(jié)果與圖3薯條的褐變情況基本是一致的。熱燙后褐變度并不是0，這可能是熱燙后淀粉糊化溶出以及色素物質(zhì)溶出增多所致。

2.4 不同熱燙條件對鮮切薯條色差的影響

圖5a為不同熱燙條件下薯條放置5 h后L*值的變化。從圖5a可以看出，與鮮切的薯條（control）相比，未燙的薯條放置5 h后L*值略有下降，而熱燙30 s后3個溫度下薯條的L*值均呈顯著下降趨勢，從70降至50附近，隨后L*值開始逐漸增大至70左右，此后保持平穩(wěn)。薯條在90和95 ℃下熱燙90 s后達到穩(wěn)定，并接近對照組水平，在85 ℃下熱燙120 s才能達到穩(wěn)定。

圖5b為不同熱燙條件下薯條的a*值變化情況。從圖5b可以看出，與鮮切的薯條（control）相比，未熱燙的薯條放置5 h后a*值變大，而熱燙30 s后放置5 h的薯條a*值進一步增大。95和90 ℃熱燙的薯條在30 s后a*值開始下降，90 s 后基本穩(wěn)定，85 ℃下熱燙的薯條在60 s后a*值開始下降，熱燙120 s后基本穩(wěn)定在-3左右。

圖5c為不同熱燙條件下薯條的b*值變化。從圖5c可以看出，b*值整體變化趨勢與L*值類似。在90和95 ℃下熱燙30 s后薯條的b*值達到最低值，在85 ℃熱燙60 s后薯條的b*值達到最低值，此后b*值開始上升，最終穩(wěn)定在30左右。

整體而言，不同溫度下熱燙的薯條放置5 h后，前期由于褐變，色澤變化顯著;在90和95 ℃下熱燙90 s后，由于酶全部滅活薯條不會褐變，色澤趨于穩(wěn)定;在85 ℃下則需要熱燙120 s，薯條的色澤才會趨于穩(wěn)定，這與熱燙對酶活的影響結(jié)果基本是一致的。

2.5 不同熱燙條件對鮮切薯條質(zhì)構(gòu)的影響

熱燙會導(dǎo)致淀粉糊化，破壞薯條的細胞結(jié)構(gòu)，進而影響薯條的質(zhì)構(gòu)[9-11]，在保證薯條色澤穩(wěn)定的情況下，探索能較好地保持薯條質(zhì)構(gòu)的熱燙條件具有重要意義的。圖6為經(jīng)不同熱燙條件處理后薯條的質(zhì)構(gòu)變化。

2.5.1 不同熱燙條件對薯條硬度、彈性、凝聚性和咀嚼性的影響。

從圖6a可以看出，隨著熱燙時間的延長，薯條硬度快速下降，此后趨于平緩，在85、90、95 ℃下熱燙的薯條達到滅酶條件時（90、90、120 s），其硬度分別為未漂燙薯條的57.69%、55.65%和55.80%，繼續(xù)延長熱燙時間，硬度僅有輕微下降，這與迪珂君等[12]的研究結(jié)果類似。

圖6b為馬鈴薯在不同熱燙條件下的彈性變化。從圖6b可以看出，不同熱燙條件處理后薯條的彈性均維持在0.75左右。

由圖6c可知，隨著熱燙時間的延長，薯條的凝聚性有輕微下降的趨勢，熱燙180 s后凝聚性從0.46下降到0.40左右。

由圖6d可知，鮮切薯條咀嚼性的變化趨勢與硬度的變化趨勢相一致，開始快速下降，隨后下降趨勢變緩。85、90、95 ℃下熱燙的薯條在達到滅酶條件時其咀嚼性分別為未漂燙薯條的48.16%、56.97%和56.26%，繼續(xù)延長熱燙時間，咀嚼性輕微下降，但下降不顯著。試驗初期鮮切薯條的咀嚼性大幅度降低，可能是熱燙使土豆組織細胞內(nèi)的果膠等物質(zhì)分解，淀粉糊化膨脹所致[13]。

2.5.2 不同熱燙條件對薯條回復(fù)性和黏著性的影響。

圖6e為熱燙處理對薯條回復(fù)性的影響。由圖6e可知，不同熱燙條件下薯條的回復(fù)性均維持在0.27左右，沒有顯著變化。

圖6f為熱燙處理對薯條黏著性的影響。由圖6f可知，熱燙會使薯條的黏著性增大，達到滅酶條件時，在85、90、95 ℃下熱燙薯條的黏著性較對照組分別增加了16.76、9.5和7.3倍，其黏著性的增加可能與淀粉受熱糊化有關(guān)。Adhikari等[13-14]研究發(fā)現(xiàn)隨著熱燙溫度和時間的延長，薯條淀粉糊化度增大。

圖6結(jié)合組間差異分析結(jié)果可知，在熱燙時間相同的情況下，僅存在6組由不同熱燙溫度所導(dǎo)致的質(zhì)構(gòu)組間差異（P<0.05），試驗共進行42組，存在差異的組別僅為總組別的1/7，由此可見在熱燙時間相同的情況下熱燙溫度對鮮切薯條質(zhì)構(gòu)的影響相對較小。達到酶滅活時間后，適當延長熱燙時間也并沒有引起硬度、咀嚼度等質(zhì)構(gòu)指標的顯著變化。

3 結(jié)論

熱燙可以有效滅活鮮切薯條的多酚氧化酶活性，在85、90、95 ℃下，隨著熱燙時間的增加，薯條的PPO活性逐漸降低。熱燙初期，由于細胞發(fā)生滲漏，而酶又沒有完全滅活，促進了薯條褐變的發(fā)生，當熱燙時間分別達到120、90和90 s時可完全使酶失活，抑制褐變發(fā)生。隨著熱燙時間的延長，薯條的L*值和b*值均呈先降低后升高最后趨于穩(wěn)定的變化趨勢，a*值則呈先增高后降低最后趨于穩(wěn)定的趨勢，85、90、95 ℃下色差趨于穩(wěn)定的時間分別為120、90和90 s，此后3種溫度下薯條色澤無顯著差異。熱燙初期使薯條的硬度、咀嚼性顯著下降，黏著性增大，但相同時間下3種溫度間質(zhì)構(gòu)指標大多未見顯著性差異，表明溫度對質(zhì)構(gòu)的影響較小;達到滅酶時間點后，再延長熱燙時間對色澤以及硬度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)指標影響不顯著，可以根據(jù)工藝需要適當延長熱燙時間。

參考文獻

[1] GAO H Y，ZENG Q，REN Z N.Effect of exogenous γaminobutyric acid treatment on the enzymatic browning of freshcut potato during storage[J].Journal of food science and technology，2018，55（12）：5035-5044.

[2] LI L，WU M M，ZHAO M M，et al.Enzymatic properties on browning of freshcut potato[J].IOP Conference Series：Materials Science and Engineering，2017，397（1）：116-121.

[3] 郁志芳，夏志華，陸兆新.鮮切甘薯酶促褐變機理的研究[J].食品科學(xué)，2005，26（5）：54-59.

[4] SINGH V，JADHAV S B，SINGHAL R S.Interaction of polyphenol oxidase of Solanum tuberosum with βcyclodextrin：Process details and applications[J].International journal of biological macromolecules，2015，80：469-474.

[5] CHIPURURA B，MUSHONGA G N，PSWARAYI F.Optimizing the color of french fries：A review[J].Journal of culinary science and technology，2014，12（2）：100-108.

[6] 衛(wèi)學(xué)青.薯條的速凍工藝研究[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[7] 畢秀芳，謝玲，劉曉翠，等.熱燙處理對鮮切根莖菜品質(zhì)的影響[J].西華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，38（4）：45-49.

[8] DAMODATAN S，PARKIN K L，F(xiàn)ENNEMA O R.食品化學(xué)[M].江波，楊瑞金，鐘芳，等譯.4版.北京：中國輕工業(yè)出版社，2013：37.

[9] DE ROECK A，MOLS J，DUVETTER T，et al.Carrot texture degradation kinetics and pectin changes during thermal versus highpressure/hightemperature processing：A comparative study [J].Food chemistry，2010，120（4）：1104-1112.

[10] YU L，REITMEIER C A，LOVE M H.Strawberry texture and pectin content as affected by electron beam irradiation[J].Journal of food science，1996，61（4）：844-846.

[11] XIAO H W，PAN Z L，DENG L Z，et al.Recent developments and trends in thermal blanchingA comprehensive review [J].Information processing in agriculture，2017，4（2）：101-127.

[12] 迪珂君，黃欣婭，賈雪梅，等.豆薯軟罐頭質(zhì)地變化及貯藏動力學(xué)研究[J].食品工業(yè)科技，2020，41（6）：33-38.

[13] ADHIKARI B P，PURCELL T，RISTROM A，et al.Effect of cultivars and thermal processing with salt solutions on the textural attributes（hardness，chewiness and rate of softening）of potatoes（Solanum tuberosum L.）[J].International journal of food properties，2010，13（5）：1161-1177.

[14] 郭楠，葉金鵬，林亞玲，等.漂燙對速凍薯條品質(zhì)及淀粉糊化度的影響研究[J].食品科技，2014，39（9）：186-191.