預制菜肴中芥菜護色及保脆工藝優(yōu)化

葉陽，肖川泉，袁茜，周雨濃，羅素琴，楊強，王洋*

（1.四川輕化工大學生物工程學院，四川宜賓 644000）（2.四川宜賓碎米芽菜有限公司，四川宜賓 644000）

芥菜（Brassica juncea）是十字花科蕓苔屬一年生草本植物，在中國有著悠久的栽培歷史[1]，因其價格低廉且富含營養(yǎng)，深受亞洲消費者的歡迎。芥菜的營養(yǎng)成分包括碳水化合物、多種微量維生素和礦物質[2]。此外還含有許多生物活性成分，如硫代葡萄糖苷及其降解產物、黃酮類化合物和多酚以及大量膳食纖維、葉綠素和揮發(fā)性成分等[3,4]。我國芥菜常年栽培面積約100萬hm2，2019年全國芥菜良種繁育面積約400 hm2，常年商品化繁（制）種產量400 t左右[5]。芥菜產量雖高，但其加工產品較少，多為醬腌制品，對其資源利用不足。芥菜可加工為即食的蔬菜預制菜，也可作為輔料同其他畜禽類原料搭配，開發(fā)出營養(yǎng)豐富、低鹽健康的川菜預制菜。因此，開發(fā)以芥菜為原料的預制菜肴對于生活節(jié)奏加快的現(xiàn)代人來說具有便捷、方便等優(yōu)勢。

然而，芥菜在加工和存儲過程中容易出現(xiàn)失綠、褐變、脆度降低等問題，嚴重影響產品品質。引起這些變化的原因包括酶促褐變和非酶褐變，酶促褐變不僅會導致顏色改變和抗氧化降解，而且由于醌與其他化合物縮合造成感官和營養(yǎng)損失[6]。到目前為止，漂燙一直是最有效的預處理方式，可減少微生物負荷并破壞損害產品質量的關鍵酶[7,8]。如Hurtado等[9]研究發(fā)現(xiàn)，85 ℃加熱7 min對滅活水果奶昔中的PPO和POD非常有效，Swami等[10]對蘆薈-荔枝混合飲料樣品進行熱處理，發(fā)現(xiàn)經95 ℃熱燙5 min后的樣品可明顯降低PPO和POD酶活。此外，護色劑的添加也可起到抑制非酶褐變的發(fā)生、螯合金屬離子和提高葉綠素穩(wěn)定性等作用。Chen等[11]發(fā)現(xiàn)0.60%檸檬酸+0.40%抗壞血酸對鮮切胡蘿卜的保色效果最好，黃月等[12]在對腌制梅菜的護色研究中發(fā)現(xiàn)，50 g梅菜添加0.05 g檸檬酸、0.20 g抗壞血酸和0.20 g L-半胱氨酸的護色效果最好，還可有效降低亞硝酸鹽含量。為防止芥菜組織軟化，余以剛等[13]研究表明氯化鈣濃度0.1%（m/m），浸泡時長35 min時對配餐中的綠葉蔬菜保脆效果最佳，并可結合漂燙工藝和其他添加劑進一步增強護綠保脆效果。

本研究提出了一種預制菜肴中芥菜的護綠保脆工藝，通過單因素試驗探究不同預處理條件對芥菜品質的影響，再通過正交優(yōu)化試驗聯(lián)合預處理條件進行貯藏期試驗，以期得到炒制芥菜的最佳工藝條件，緩解芥菜作為預制菜肴原料在加工貯藏過程中出現(xiàn)的褐變和軟化問題。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

四川本地芥菜，市售；食鹽、油及其他輔料，食品級，市售；抗壞血酸、檸檬酸、植酸，食品級，谷知味生物科技公司；鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、抗壞血酸標準品、過氧化氫，分析純，成都市科龍化工試劑廠；其余試劑均為國產分析純。

1.2 主要儀器與設備

TA-XT Plus型物性分析儀，英國Stable Micro System公司；TG16G型離心機，鹽城市凱特實驗儀器有限公司；UItraScanVIS型色差儀，美國HunterLab公司；YMX-958-430型真空包裝機，泉州市億閩信貿易有限公司；UV-19001型紫外分光光度計，島津儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

芥菜→清洗→漂燙→護色處理→保脆處理→水洗、瀝干→炒制樣品→真空包裝→殺菌冷卻→感官評定→檢查→成品

選擇鮮綠脆嫩、無蟲害、無損傷的芥菜作為原料，洗凈后于恒溫水浴鍋中進行漂燙處理，漂燙結束后迅速將芥菜置于冰浴條件下冷卻10 min，瀝干備用。再將芥菜置于護色、保脆液中浸泡，處理后水洗，瀝干備用。在鍋中加入適量食用油，油溫達到120 ℃左右，加入3%姜、3%蒜爆香，將預處理的芥菜倒入鍋中炒制，炒出芥菜香味后加入青紅椒各5%增香，起鍋前加3%鹽、2%花椒、1%茴香粉、1%白砂糖調味，繼續(xù)炒制1 min后出鍋分裝。將分裝好的芥菜及時進行殺菌處理，然后放入冰箱迅速冷卻，冰箱溫度設置為4 ℃左右。

1.3.2 漂燙時間與溫度確定

設計漂燙溫度為70、75、80、85、90 ℃，漂燙時間分別控制在1.5、2.0、2.5 min。以葉綠素含量、過氧化物酶和多酚氧化酶為指標，研究熱燙處理對芥菜品質的影響。

1.3.3 護綠單因素試驗

將漂燙后的芥菜分別浸泡于料液比為1:5的護色液中，護色劑選用檸檬酸、抗壞血酸、植酸。設計檸檬酸添加量（0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%，m/m）、抗壞血酸添加量（0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%，m/m）、植酸添加量（0.008%、0.010%、0.012%、0.014%、0.016%，m/m）、浸泡時間（20、40、60 min）。處理后取芥菜三個不同部位進行讀數(shù)，記錄芥菜色差變化值a*，取其平均值。

1.3.4 芥菜最佳護色條件優(yōu)化

根據(jù)單因素實驗結果，采用L9（34）正交表設計正交試驗，以a*作為正交分析數(shù)據(jù)，確定芥菜護色的最優(yōu)工藝條件，各因素水平見表1。

表1 護色正交試驗因素水平Table 1 Color orthogonal test factor level table

1.3.5 保脆單因素試驗

將漂燙處理后的芥菜于料液比為1:5的保脆液中浸泡，保脆劑選用海藻酸鈉、氯化鈣和碳酸鈣，設計海藻酸鈉添加量（0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%，m/m）、氯化鈣添加量（0.12%、0.16%、0.20%、0.24%、0.28%，m/m）、碳酸鈣添加量（0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%，m/m）、浸泡時間（30、60、120 min）。采用質構儀測試芥菜處理后的剪切力，研究不同種類、不同濃度保脆劑對芥菜脆度的影響。

1.3.6 芥菜最佳保脆條件優(yōu)化

根據(jù)單因素實驗結果，采用L9（34）正交表設計正交試驗，以剪切力作為正交分析數(shù)據(jù)，確定芥菜保脆的最優(yōu)工藝條件，各因素水平見表2。

表2 保脆正交試驗因素水平Table 2 Fragility orthogonal test factor level table

1.3.7 儲藏期試驗

根據(jù)前期實驗結果，選用最佳護色保脆條件進行儲藏期試驗。分別取150 g經不同護色保脆工藝處理后的芥菜同其他輔料一起炒制，炒制后各取100 g分裝，包裝采用真空密閉包裝。制備好的炒制芥菜于4 ℃條件下儲藏，并在儲藏期間每隔3 d對各項指標進行測定。

1.4 測定指標

1.4.1 感官評定

選擇10名感官評定人員對各樣品進行感官評分，評定人員男女比例為1:1，年齡范圍不限。所有樣品隨機編數(shù)，評定人員在品評每個樣品前進行漱口，具體評定標準見表3。

表3 感官評分標準Table 3 Sensory evaluation standard

1.4.2 POD活性測定

參考譚飄飄[14]的方法，采用愈創(chuàng)木酚比色法進行測定，以每分鐘470 nm波長下的吸光值變化0.001作為1個酶活性單位。

1.4.3 PPO活性測定

參考楊廣等[15]的方法，利用鄰苯二酚法測定多酚氧化酶的活性。以每分鐘400 nm波長下的吸光值變化0.001作為1個酶活性單位。

1.4.4 色差的測定

采用臺式色差儀測定芥菜絲不同部位的a*值，用白板矯正。a*值表示芥菜的紅綠色值，正值越大偏向紅色的程度越大，負值絕對值越大偏向綠色的程度越大。為減少樣品本身帶來的誤差，同一樣品取三個不同部位進行測定，取其平均值。

1.4.5 剪切力測定

使用物性分析儀HDP/BS模具測定芥菜的剪切力，其中探頭下降速度為2.0 mm/s，應變力為80%。一定范圍內剪切力越大表明芥菜的脆度越好。

1.4.6 葉綠素含量的測定

依據(jù)國標NY/T 3082-2017《水果、蔬菜及其制品中葉綠素含量的測定分光光度法》進行測定。

1.4.7 Vc含量的測定

依據(jù)GB 5009.86-2016《食品安全國家標準食品中

抗壞血酸的測定》中的2,6-二氯靛酚滴定法進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

各個指標平行測定三次，采用IBM SPSS Statistics 26.0進行ANOVA檢驗，各組數(shù)據(jù)之間采用最小顯著差異法（LSD）比較，P＜0.05表示差異顯著。采用Excel 2019進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 芥菜最佳漂燙溫度與時間的確定

由圖1a可知，溫度在70~90 ℃范圍內，隨溫度升高，葉綠素含量增加，該結果與馬瑞[16]等研究黃花菜漂燙過程中的葉綠素含量變化類似。熱處理條件為90 ℃漂燙2 min時，葉綠素含量最高達到了93.60 mg/100 g，顯著高于其他組（P＜0.05），當溫度超過90 ℃后，葉綠素含量逐漸降低，高溫條件使芥菜組織受到破壞，葉綠素從中分離出來，水解成葉綠酸、葉綠醇等物質擴散于水中，最終導致芥菜中葉綠素含量降低。由 圖1b和圖1c可知，隨溫度升高PPO和POD的活性均呈下降趨勢，當95 ℃漂燙2 min時PPO酶活最低，90 ℃漂燙2.5 min時POD酶活最低，結合漂燙條件對葉綠素的影響，確定最佳漂燙時間為2 min，此漂燙時間下，溫度在90~95 ℃范圍內對兩種酶的滅活效果無顯著差異（P＞0.05）。因此，綜合確定最佳漂燙條件為90 ℃漂燙2 min，此時PPO和POD的失活率分別達到了90.40%和66.03%。與劉偉等[17]結果一致，熱水熱燙能夠有效降低藍莓果汁中的PPO和POD酶活，但處理溫度越高，時間越長，會造成藍莓組織變軟，營養(yǎng)成分及功效成分的流失。說明適當?shù)臒崽幚砜赏ㄟ^抑制PPO和POD活性來延緩芥菜褐變。

圖1 不同漂燙溫度及時間對葉綠素含量（a）、PPO酶活性（b）和POD酶活性（c）的影響Fig.1 Effects of different blanching temperature and time on chlorophyll content (a), PPO activity (b)and POD activity (c)

2.2 芥菜護色工藝研究

2.2.1 護色劑對芥菜色差的影響

檸檬酸被廣泛用于抑制加工果蔬中發(fā)生的酶褐變，不僅可以降低基質pH抑制PPO和POD的酶活性，還可以螯合酶活性所必需的金屬離子，即在PPO活性位點上的銅離子和在POD血紅素輔基上的亞鐵離 子[18]。由圖2a可知，檸檬酸能顯著抑制芥菜褐變 （P＜0.05），但護色時間對護色效果影響不大。隨檸檬酸添加量增加，a*值絕對值緩慢上升，當添加量為0.16%（m/m）時a*值絕對值達到最高（8.02），與未添加抑制劑時的a*值絕對值（4.21）相比上升90.50%，超過此添加量后護綠效果降低，這是因為檸檬酸添加量過多會降低溶液pH值，使檸檬酸的螯合作用減弱，從而降低了對酶活性的抑制作用。因此確定檸檬酸添加量為0.16%（m/m），浸泡時間40 min。

抗壞血酸是常見的抗褐變劑，其抗褐變作用在于它能夠將醌類還原為酚類物質，抑制PPO活性，并消耗氧氣[19]，但添加量不宜過多，過量的抗壞血酸被氧化形成大量的脫氫抗壞血酸，與酚類物質形成加合物，促進酚類底物的消耗[20]。由圖2b不難看出，抗壞血酸對芥菜褐變的抑制效果顯著（P＜0.05），而護色時間對色澤的影響無明顯差異（P＞0.05）。當抗壞血酸添加量小于0.06%（m/m）時，a*值下降明顯，最低降至-8.37，大于0.06%（m/m）后，a*略有變化，但總體基本不變，說明0.06%（m/m）的抗壞血酸用量抑制褐變效果較好。

由圖2c可知，添加植酸后的芥菜a*值變化范圍在-5~-2，濃度達到0.012%（m/m）時護色效果最好，超過0.012%（m/m）芥菜的綠色保持效果降低。植酸由于其還原性，可對過氧化物酶產生競爭性抑制作用來抑制褐變發(fā)生[21]，但添加量過高會使體系pH值過低，對葉綠素穩(wěn)定性造成影響，因此確定植酸添加量為0.012%（m/m），浸泡時間40 min。

圖2 檸檬酸濃度（a）、抗壞血酸濃度（b）和植酸濃度（c）對芥菜色澤的影響Fig.2 Effects of citric acid concentration (a), ascorbic acid concentration (b) and phytic acid concentration (c) on the color of mustard

綜合來看，三種護色劑對芥菜護色效果由強到弱依次為：抗壞血酸＞檸檬酸＞植酸，但護色時間對芥菜色澤影響不大。因此，選取抗壞血酸、檸檬酸和植酸進行護色正交優(yōu)化試驗。

2.2.2 最佳護色條件正交試驗優(yōu)化

由表4中極差值R可以看出，影響芥菜色差的各個因素主次順序為B（抗壞血酸）＞A（檸檬酸）＞C（植酸），最佳護色方案為B2A1C2，即抗壞血酸添加量為0.06%（m/m），檸檬酸添加量為0.12%（m/m），植酸添加量為0.012%（m/m）。

表4 芥菜復合護色正交試驗結果Table 4 Results of orthogonal experiment of compound color protection of mustard

2.3 芥菜保脆工藝研究

2.3.1 保脆劑對芥菜脆度的影響

由圖3a可以看出，氯化鈣添加量為0.24%（m/m）時，剪切力最高達到了17.25 N/mm，此時保脆效果最佳，但是當氯化鈣添加量超過0.24%（m/m）時，剪切力有所下降，尹爽等[22]在研究腌制大頭菜的保脆工藝時也發(fā)現(xiàn)，氯化鈣添加量在0.05%~0.3%范圍內，隨添加量升高其保脆作用呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。這是因為鈣離子能夠激活芥菜中內源性果膠甲酯酶[23]，并促使鈣離子在內部反應生成不溶于水的果膠酸鈣凝膠，增強了細胞間粘附力，促進保脆作用。但氯化鈣添加量過高，芥菜組織細胞在高滲條件下滲透溶質泄漏從而降低膨壓[24]，導致組織變軟，剪切力下降。另外，浸泡時間也對剪切力有影響，當浸泡時間為60 min時芥菜剪切力顯著（P＜0.05）高于其他組，浸泡時間過短保脆劑中鈣離子不能進入芥菜細胞壁，而浸泡時間過長又會對芥菜組織結構造成不利。因此，當氯化鈣添加量為0.24%（m/m），浸泡時間為60 min時芥菜剪切力最大。

由圖3b可知，低添加量海藻酸鈉對芥菜硬度影響不大，當添加量為0.12%（m/m）時，芥菜剪切力最高為16.24 N/mm，超過0.12%（m/m）后剪切力出現(xiàn)下降趨勢。海藻酸鈉與芥菜中鈣離子會形成不可逆凝膠體，從而強化芥菜組織強度，達到保脆效果，但添加量過高會使未進入芥菜組織內部的海藻酸鈉凝聚在芥菜表面，使其表面粘稠，剪切力降低。而當海藻酸鈉添加量不超過0.10%（m/m）時，浸泡時間對芥菜剪切力影響不大，添加量在0.1%~0.14%（m/m）時，浸泡時間為60 min的芥菜剪切力顯著高于其他組 （P＜0.05），因此，確定海藻酸鈉最佳添加量為0.12%（m/m），浸泡時間60 min。李笑梅等[25]研究發(fā)現(xiàn)，當浸泡保脆時間超過30 min時，老山芹的脆度出現(xiàn)顯著降低（P＜0.05），與本實驗結果不一致，這可能是由于其浸泡溫度保持在50 ℃，加速了保脆液進入植物組織內部，若熱處理時間過長，則會導致果膠甲酯酶活性降低，其脆度也隨之降低。

由圖3c可知，隨碳酸鈣添加量增加，芥菜剪切力曲線變化平穩(wěn)，當碳酸鈣添加量為0.12%（m/m），浸泡60 min時，芥菜剪切力略高于其他組，為6.22 N/mm。李昌寶等[26]比較了不同保脆劑對番木瓜醬菜質構特性的影響，發(fā)現(xiàn)氯化鈣的添加能有效延緩番木瓜醬菜脆性的降低，而碳酸鈣的添加與對照組相比差異不顯著（P＞0.05），這與本實驗結果相似。

圖3 氯化鈣添加量（a）、海藻酸鈉添加量（b）和碳酸鈣添加量（c）對芥菜剪切力的影響Fig.3 Effects of calcium chloride concentration (a), sodium alginate concentration (b) and calcium carbonateconcentration (c) on the shear force of mustard

綜合來看，三種添加劑對芥菜的保脆效果由強到弱依次為：氯化鈣＞海藻酸鈉＞碳酸鈣，但碳酸鈣的保脆效果不佳。因此，選用氯化鈣、海藻酸鈉和保脆時間進行正交優(yōu)化試驗。

2.3.2 保脆工藝正交優(yōu)化試驗

由表5中極差值R可知，三種因素對芥菜剪切力影響的主次順序為A（氯化鈣）＞B（海藻酸鈉）＞C（保脆時間）。芥菜保脆的最優(yōu)水平為A2B2C1，即氯化鈣添加量為0.24%（m/m）、海藻酸鈉添加量為0.12%（m/m）、保脆時間為30 min。

表5 芥菜復合保脆正交試驗結果Table 5 Results of compound crispness preserving orthogonal experiment of mustard

2.4 貯藏期護色及保脆工藝研究

芥菜由于在加工中受到機械損傷，容易在貯藏期發(fā)生以Vc褐變和胺類物質反應為主的褐變現(xiàn)象。葉綠素含量是衡量葉菜類蔬菜品質的關鍵指標，易受到環(huán)境影響而分解，造成葉綠素損失。由圖4可知，隨著貯藏時間的增加芥菜Vc含量、葉綠素含量以及a*值絕對值均呈下降趨勢，不同工藝的護綠效果為：復合護色劑＞抗壞血酸＞檸檬酸＞植酸，且組間存在顯著差異（P＜0.05）。與前人研究不同，李鳳霞[27,28]等研究了不同護色劑對雪蓮果果脯和蘋果果脯的護色效果，結果表明添加不同抑制劑對雪蓮果果脯的護色效果為植酸＞檸檬酸＞抗壞血酸，對蘋果果脯的護色效果為植酸＞抗壞血酸＞檸檬酸，可能是浸泡時間過長，且抗壞血酸的水溶液容易被空氣中的氧氣氧化，影響了雪蓮果果脯的護色效果，而植酸對蘋果PPO的抑制作用為混合性抑制[29]，因此其護色效果比抗壞血酸還顯著。在貯藏18 d后復合護色組的Vc含量、葉綠素含量和a*絕對值最高，分別為49.36 mg/100 g， 1.44 mg/g和2.72，與空白組相比（11.38 mg/100 g，0.16 mg/g和1.05），分別提升了333.65%、783.69%和158.23%。因此，芥菜在貯藏期的最優(yōu)護色工藝為：抗壞血酸添加量0.06%（m/m），檸檬酸添加量0.12%（m/m），植酸添加量0.012%（m/m）。

圖4 貯藏時間對芥菜Vc含量（a）、葉綠素含量（b）和色差（c）的影響Fig.4 Effects of storage time on Vc content (a), chlorophyll content (b) and color difference (c) of mustard

由圖5可以看出，三種保脆方式均能顯著增強芥菜的脆度（P＜0.05），保脆效果為：氯化鈣＞復合保 脆劑＞海藻酸鈉。添加保脆劑的樣品在貯藏期間的組織軟化主要是因為微生物和酶活動引起的脆度變化，而未經保脆處理的樣品主要是細胞壁的降解和細胞結構的喪失，從而導致芥菜脆度降低[30]。在經過18 d貯藏期后，0.24%（m/m）氯化鈣的保脆效果最佳，與空白組相比剪切力提升了318.84%（P＜0.05）。因此，確定最佳保脆條件為：氯化鈣添加量0.24%（m/m），保脆30 min。

圖5 貯藏時間對芥菜剪切力的影響Fig.5 Effect of storage time on shear force of mustard

綜上，貯藏期最優(yōu)護色保脆工藝為：抗壞血酸添加量0.06%（m/m），檸檬酸添加量0.12%（m/m），植酸添加量0.012%（m/m），護色40 min，氯化鈣添加量0.24%（m/m），保脆30 min，可有效緩解芥菜品質劣化。感官評分結果（表6）表明在此條件下炒制芥菜綜合得分最高（78.20分），與其他組差異明顯 （P＜0.05）。吳淑清[31]等也表明1.5%檸檬酸+1.1%Vc+ 0.7%氯化鈣復合保鮮液能使長白楤木嫩芽色澤保持鮮綠，組織硬挺。

表6 最佳工藝感官評價（分）Table 6 Best process sensory evaluation

3 結論

漂燙處理和護色液、保脆液浸泡處理都有助于抑制預制菜肴中芥菜在加工貯藏中出現(xiàn)的變色、脆度降低等問題，其中最佳漂燙條件為90 ℃漂燙2 min，此時PPO和POD酶活較低，葉綠素保存率最高，可有效減緩褐變發(fā)生；最佳護色工藝為：抗壞血酸濃度 0.06%（m/m），檸檬酸濃度0.12%（m/m），植酸濃度0.012%（m/m），護色40 min，經此護色處理的芥菜貯藏18d后，與空白組相比，Vc含量，葉綠素含量和a*值絕對值分別提升了333.65%，783.69%、158.23%；最佳保脆工藝為：氯化鈣添加量0.24%（m/m），保脆 30 min，與空白組相比，貯藏18 d后，芥菜剪切力提升了318.84%。結合感官評定，在漂燙和護色保脆復合工藝條件下，芥菜色澤自然、口感脆嫩，感官評分最高。