酸化處理對(duì)竹筍品質(zhì)及風(fēng)味的影響

吳海濤,馬艷濤

1(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 理學(xué)院,黑龍江 大慶,163319)2(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 食品學(xué)院,黑龍江 大慶,163319)

竹筍味道鮮美,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,蛋白質(zhì)含量較高,富含多種人體必需氨基酸、微量元素和維生素[1],新鮮的竹筍在儲(chǔ)藏過(guò)程中容易木質(zhì)化,影響竹筍的品質(zhì)。雖然發(fā)酵處理可以在一定程度上改善竹筍的品質(zhì)和風(fēng)味,但是發(fā)酵也會(huì)影響竹筍的原有口感、色澤、營(yíng)養(yǎng)等,發(fā)酵處理過(guò)程也相對(duì)復(fù)雜。因此,研究并選擇適宜的處理方式對(duì)竹筍的加工具有重要意義。

一些有機(jī)酸如檸檬酸、乳酸、醋酸等常被用在食品工業(yè)中充當(dāng)調(diào)味劑、防腐劑及用作果蔬清洗消毒[2]。NASTOU等[3]研究了不同濃度醋酸對(duì)黃瓜、芹菜以及生菜上單增李斯特氏菌的滅殺效果,結(jié)果表明,醋酸的濃度每升高0.5%,都會(huì)顯著增加對(duì)單增李斯特氏菌的滅殺效果。使用有機(jī)酸對(duì)食品進(jìn)行處理,不僅進(jìn)行了清洗消毒,還會(huì)抑制加工和貯存過(guò)程中致病菌的生長(zhǎng),延長(zhǎng)保質(zhì)期。

酸化處理會(huì)對(duì)竹筍產(chǎn)生以下具體影響,在營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味方面,朱照華[4]研究表明毛竹筍酸筍的蛋白質(zhì)和糖含量較少,膳食纖維含量適宜,人體必需的7種氨基酸含量豐富,毛竹筍酸筍具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,其中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要為酸類、醇類、酚類、醛類。楊維維等[5]通過(guò)檸檬酸、乳酸、醋酸以2∶1∶1的比例混合制備酸漬苦筍,結(jié)果表明酸漬苦筍能更好地保持苦筍原有的營(yíng)養(yǎng)成分,苦味氨基酸的含量降低使其風(fēng)味得到改善。在質(zhì)構(gòu)方面,楊維維等[5]研究表明酸漬苦筍的硬度、脆度、彈性和咀嚼性均優(yōu)于發(fā)酵苦筍。本研究首先采用人工合成的乳酸與檸檬酸對(duì)竹筍進(jìn)行酸化處理,并比較了不同處理竹筍(新鮮竹筍、酸化竹筍和發(fā)酵竹筍)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)特性以及微觀結(jié)構(gòu)的差異,旨在探究酸化處理對(duì)竹筍品質(zhì)及風(fēng)味的影響,為酸化竹筍的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮竹筍:挑選無(wú)破損、新鮮、色澤較好、筍齡和大小相對(duì)一致的同一批新鮮麻竹筍,購(gòu)于廣西省玉林市容縣,24 h內(nèi)冷藏運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室。發(fā)酵竹筍:鮮麻筍發(fā)酵,福州寶豐食品有限公司生產(chǎn)。

TA-300 W質(zhì)構(gòu)儀,上海智城分析儀器制造有限公司;ES-2030冷凍干燥儀、鎢燈絲掃描電子顯微鏡,日本日立公司;TQ8040三重四級(jí)桿氣質(zhì)聯(lián)用儀,島津儀器(蘇州)有限公司;8500紫外分光光度計(jì),成都豪創(chuàng)光電儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 酸筍制作工藝

竹筍清洗→切割→裝壇→加酸液→密封→浸泡→撈出晾干→真空包裝→巴氏滅菌→儲(chǔ)存

(1)清洗:挑選新鮮無(wú)損傷,色澤較好的竹筍用清水清洗至無(wú)雜質(zhì),撈出。

(2)切割:選取竹筍中部部分,切成筍塊(2 cm×2 cm×0.5 cm)。

(3)加酸液:NaCl質(zhì)量濃度為100 g/L, 酸為30 g/L,基礎(chǔ)酸液為[V(檸檬酸)∶V(乳酸)∶V(NaCl)=2∶1∶2], 按筍和基礎(chǔ)酸液為5∶1的質(zhì)量比, 加入基礎(chǔ)酸液[5],倒入壇中至完全沒(méi)過(guò)筍片,隨后將壇子放于室內(nèi)陰涼處。

(4)真空包裝:稱取浸泡完成后的筍塊50 g放入包裝袋中,將其排列整齊,防止包裝時(shí)產(chǎn)生損傷,在袋外貼上標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)記,隨后用真空包裝機(jī)封裝。

(5)巴氏滅菌:設(shè)置水浴溫度為90 ℃,將包裝后的筍塊放入其中,高溫滅菌15 min。

(6)儲(chǔ)存:滅菌結(jié)束后將筍塊取出,置于室溫?zé)o光照處儲(chǔ)存。

1.2.2 營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)

纖維素、木質(zhì)素檢測(cè)方法參考劉俠等[6]。蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》。還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用蒽酮比色法[7]測(cè)定。

1.2.3 質(zhì)構(gòu)分析

將樣品置于質(zhì)構(gòu)儀P5探頭下對(duì)樣品硬度(g)、咀嚼性、彈性進(jìn)行測(cè)試。質(zhì)構(gòu)測(cè)定參數(shù):測(cè)定前速率5 mm/s,測(cè)試速率1 mm/s,形變70%,2次下壓停留間隔時(shí)間5 s,每組樣品測(cè)定6次。

1.2.4 掃描電鏡分析

樣品干燥4 h后將觀察面向上,用導(dǎo)電膠帶粘在掃描電鏡樣品臺(tái)上。用離子濺射鍍膜儀在樣品表面鍍上一層100～150埃的金屬膜。將處理好的樣品放入樣品盒中,用10～1 000倍鏡進(jìn)行觀察。

1.2.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

稱取適量粉碎樣品于頂空瓶中,加入2 g NaCl,壓蓋,置于80 ℃水浴中平衡20 min,再將固相微萃取針扎進(jìn)頂空中,繼續(xù)放入80 ℃水浴中20 min,待上機(jī)解析5 min。實(shí)驗(yàn)條件:GC-MS,Thermo 1300;色譜柱,TG-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升溫,初始溫度50 ℃,保持3 min,6 ℃/min速度升至250 ℃,保持5 min;電離方式,EI;電子能量70 eV,質(zhì)量范圍40～650 amu;接口溫度250 ℃;離子源溫230 ℃;四級(jí)桿溫度200 ℃。

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式。使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析,使用Origin 9.65繪圖處理。所有試驗(yàn)至少重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理竹筍營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)對(duì)比分析

2.1.1 不同處理竹筍纖維素含量對(duì)比分析

如圖1所示,酸化竹筍的纖維素含量顯著低于新鮮竹筍(P<0.05),酸化竹筍的纖維素含量顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05)。陳海光等[8]用檸檬酸對(duì)竹筍進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)其過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶的活性均受到抑制,降低了竹筍的老化程度。這與本研究的結(jié)果一致。這是因?yàn)樗嵋种屏酥窆S纖維化的關(guān)鍵酶的活性,同時(shí)部分纖維素被酸催化導(dǎo)致了分解,使酸化竹筍總體纖維素含量降低。微生物發(fā)酵過(guò)程可以將纖維素轉(zhuǎn)化成可溶性膳食纖維,這是導(dǎo)致酸化竹筍的纖維素含量顯著低于新鮮竹筍(P<0.05)的原因。

圖1 不同處理竹筍纖維素含量對(duì)比分析

2.1.2 不同處理竹筍木質(zhì)素含量對(duì)比分析

木質(zhì)素是一種復(fù)雜酚類聚合物,木質(zhì)素含量增加會(huì)影響蔬菜的食用品質(zhì)[9]。由圖2可知,酸化竹筍的木質(zhì)素含量顯著低于新鮮竹筍(P<0.05),可能是由于酸環(huán)境降低了竹筍細(xì)胞的生理活動(dòng),抑制了合成木質(zhì)素的酶活性,如苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酸-輔酶A連接酶等。酸化竹筍的木質(zhì)素含量顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05),這是因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵過(guò)程中木質(zhì)素被分解利用。這與俞暾等[10]關(guān)于外源草酸對(duì)綠竹筍抗氧化酶和木質(zhì)化的影響的結(jié)果一致。一定濃度的酸可能導(dǎo)致部分木質(zhì)素被酸降解,增加了竹筍的食用率。酸化竹筍的木質(zhì)素含量顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05),這是因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵過(guò)程中木質(zhì)素被分解利用。

圖2 不同處理竹筍木質(zhì)素含量對(duì)比分析

2.1.3 不同處理竹筍蛋白質(zhì)含量對(duì)比分析

結(jié)果如圖3所示,酸化竹筍的蛋白質(zhì)含量顯著低于新鮮竹筍(P<0.05),可能是在處理過(guò)程中逐漸滲入酸液,部分蛋白質(zhì)被浸出,導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量降低。酸化竹筍的蛋白質(zhì)含量顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05),這是因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵過(guò)程中部分蛋白質(zhì)被微生物和酶分解利用。這與楊維維等[5]關(guān)于酸漬苦筍與發(fā)酵苦筍的品質(zhì)對(duì)比研究結(jié)果一致。

圖3 不同處理竹筍蛋白質(zhì)含量對(duì)比分析

2.1.4 不同處理竹筍還原糖含量對(duì)比分析

如圖4所示,酸化竹筍的還原糖含量顯著低于新鮮竹筍(P<0.05),可能是在腌制過(guò)程中還原糖被浸出,導(dǎo)致還原糖含量降低。酸化竹筍的還原糖含量顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05),這是因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵過(guò)程中部分還原糖被微生物和酶分解利用,產(chǎn)生有機(jī)酸、乳酸、CO2、酒精等。這與鄭炯等[11]研究的大葉麻竹筍腌制過(guò)程中主要營(yíng)養(yǎng)成分的變化結(jié)果一致。

圖4 不同處理竹筍還原糖含量對(duì)比分析

2.2 不同處理竹筍質(zhì)構(gòu)對(duì)比分析

2.2.1 不同處理竹筍硬度對(duì)比分析

本研究通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀法測(cè)定不同處理竹筍的硬度,如圖5所示,酸化竹筍的硬度顯著低于新鮮竹筍(P<0.05),細(xì)胞變形和破裂是引起硬度降低的主要因素,在食鹽條件下酸化竹筍受微生物和相關(guān)酶等因素的影響較小,其細(xì)胞結(jié)構(gòu)受到的破壞程度較小。酸化竹筍的硬度顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05),是因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生分解竹筍細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì),如果膠、纖維素的酶,使其分解,進(jìn)而引起細(xì)胞間結(jié)合力發(fā)生下降,甚至結(jié)構(gòu)遭到破壞,從而導(dǎo)致其硬度降低[12]。此外,細(xì)胞壁的主要物質(zhì)是纖維素,形成了細(xì)胞壁的框架,從而使細(xì)胞壁獲得剛性[13],竹筍的硬度與纖維素含量呈正相關(guān),這與纖維素含量的結(jié)果相一致。

圖5 不同處理竹筍硬度的對(duì)比分析

2.2.2 不同處理竹筍脆度對(duì)比分析

如圖6所示,酸化竹筍的脆度顯著低于新鮮竹筍(P<0.05),而酸化竹筍的硬度顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05),竹筍的脆性主要與鮮嫩細(xì)胞的膨壓以及細(xì)胞壁的原果膠的含量密切相關(guān)[14],酸化竹筍在鹽處理下,引起脫水,進(jìn)而降低細(xì)胞膨壓,導(dǎo)致脆度下降,此外,Na+可以置換Ca2+,導(dǎo)致了原果膠降解成水溶性果膠。發(fā)酵竹筍中原果膠由于微生物分泌的果膠酶類,將原果膠逐步分解[15]。

圖6 不同處理竹筍脆度的對(duì)比分析

2.2.3 不同處理竹筍咀嚼性對(duì)比分析

如圖7所示,酸化竹筍的咀嚼性顯著低于新鮮竹筍(P<0.05),而酸化竹筍的咀嚼性顯著高于發(fā)酵竹筍(P<0.05)。這與竹筍的硬度相一致,因?yàn)榫捉佬耘c竹筍處理過(guò)程中硬度和內(nèi)聚性密切相關(guān)。掃描電鏡結(jié)果表明新鮮竹筍組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞保持較為完整,酸化竹筍的組織結(jié)構(gòu)變形相對(duì)較小,發(fā)酵竹筍的組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞形變較為明顯。周春紅[16]研究結(jié)果表明腌制的大葉麻竹筍的組織纖維排列整齊,李梅等[17]研究結(jié)果表明毛竹筍在發(fā)酵之后,其薄壁細(xì)胞組織出現(xiàn)明顯皺縮,細(xì)胞間隙增加。這與本研究觀察到的結(jié)果較為一致。

圖7 不同處理竹筍咀嚼性的對(duì)比分析

2.3 不同處理竹筍微觀結(jié)構(gòu)對(duì)比分析

為了比較竹筍進(jìn)行酸化處理時(shí),竹筍組織結(jié)構(gòu)的變化,研究采用掃描電鏡對(duì)酸化竹筍、新鮮竹筍和發(fā)酵竹筍的組織結(jié)構(gòu)觀察并比較,結(jié)果如圖8所示。

a1-300×新鮮竹筍;a2-1 000×新鮮竹筍;b1-300×酸化竹筍;b2-1 000×酸化竹筍;c1-300×發(fā)酵竹筍;c2-1 000×發(fā)酵竹筍

新鮮竹筍(圖8-a1)的組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞形態(tài)較為完整,1 000倍放大圖(圖8-a2)顯示細(xì)胞形狀和大小相對(duì)均勻,細(xì)胞斷口處有類似撕裂的現(xiàn)象,可能是由于新鮮竹筍的細(xì)胞壁有著一定強(qiáng)度,在切割時(shí)受到剪切力所致。酸化竹筍(圖8-b1)的組織結(jié)構(gòu)變形相對(duì)較小,1 000倍放大圖(圖8-b2)顯示細(xì)胞形狀保持完整,細(xì)胞斷口處整齊平滑,可能是由于在酸處理過(guò)程中,硬度下降所致,可能導(dǎo)致酸化竹筍的口感與新鮮竹筍產(chǎn)生一定區(qū)別。發(fā)酵竹筍(圖8-c1)的組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞變形較為明顯,由于干燥過(guò)程中細(xì)胞脫水,導(dǎo)致細(xì)胞壁收縮和不規(guī)則變形,1 000倍放大圖(圖8-c2)顯示細(xì)胞變形程度較大,細(xì)胞斷口處未見(jiàn)到明顯的撕扯現(xiàn)象,可能是微生物發(fā)酵過(guò)程中破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)引起的。綜上所述,竹筍經(jīng)過(guò)酸化處理后,組織與細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化較小,硬度降低,口感更佳軟嫩。

2.4 不同處理竹筍揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果

本研究采用頂空固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)不同處理竹筍進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)及相對(duì)含量,如表1所示。

表1 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)比結(jié)果 單位:%

不同處理竹筍中醇類物質(zhì)含量有較大差異,新鮮竹筍中醇的含量為40.08%,酸化竹筍中醇的含量為16.32%,發(fā)酵竹筍中醇的含量為6.16%。新鮮竹筍中含量較高的醇類物質(zhì)有異戊醇(8.05%)、乙醇(7.71%)、正己醇(6.50%)、苯乙醇(4.96%)、反式-2-辛烯-1-醇(1.76%)、3-辛醇(1.52%)、芐醇(1.28%)等,酸化竹筍中含量較高的醇類物質(zhì)有異辛醇(7.02%)、1-辛基-3-醇(4.26%)、苯乙醇(2.57%)、E-11,13-四烯烴-1-醇(1.53%)等,發(fā)酵竹筍中的醇含量較低,主要為芐醇(1.65%)、4-羥基-苯甲醇(1.42%)、苯乙醇(0.52%)、2-乙基-1-己醇(0.46%)。其中,2-乙基-1-己醇有特殊氣味,1-辛基-3-醇有蘑菇味[18],苯乙醇有花香和果香[19],可能對(duì)酸化竹筍的風(fēng)味產(chǎn)生影響。異戊醇有醇香、醚香和香蕉香,乙醇有刺激性氣味,正己醇有果香,可能使酸化竹筍和新鮮竹筍的風(fēng)味產(chǎn)生差異。

新鮮竹筍中醛類物質(zhì)含量為21.9%,酸化竹筍中醛類物質(zhì)含量為31.25%,發(fā)酵竹筍中醛類物質(zhì)含量為75.61%。新鮮竹筍中含量較高的醛類物質(zhì)有對(duì)羥基苯甲醛(15.35%),有一定含量的是己醛(2.66%)、反-2-辛烯醛(1.47%)、2-甲基-2-丁烯醛(1.36%)、壬醛(1.06%),酸化竹筍中含量較高的醛類物質(zhì)有己醛(25.80%)、壬醛(1.95%)、4-氧黃醛(1.21%)、反-2-辛烯醛(1.15%)、對(duì)羥基苯甲醛(1.14%)等,發(fā)酵竹筍中對(duì)羥基苯甲醛的含量最高(72.76%)、乙醛(1.97%)、3-甲基-丁醛(0.88%)等。己醛有青草味和豆味[20],壬醛有蠟香、脂肪香、花香和柑橘香[21],在酸化竹筍中有一定含量,可能對(duì)酸化竹筍的味道有一定影響。對(duì)羥基苯甲醛有芳香氣味[22],導(dǎo)致不同處理的竹筍具有不同的風(fēng)味。

新鮮竹筍中酸類物質(zhì)含量為4.36%,酸化竹筍中酸類物質(zhì)含量為20.74%,發(fā)酵竹筍中酸類物質(zhì)含量為1.35%。新鮮竹筍中酸類物質(zhì)有乙酸(2.28%)、正十六烷酸(2.08%);酸化竹筍中含量較高的酸類物質(zhì)有正十六烷酸(14.80%),有一定含量的為辛酸(3.45%)、正癸酸(1.13%)、月桂酸(1.36%)等;發(fā)酵竹筍中酸類物質(zhì)有富馬酸(0.23%)、乙酸(0.66%)、正十六烷酸(0.46%)。正十六烷酸有腐敗脂肪氣味和水果香[23],辛酸有酸敗味,稀釋后呈現(xiàn)出干酪味[24],正癸酸有香味[23],月桂酸具有月桂油香味[25],導(dǎo)致不同處理的竹筍具有不同的風(fēng)味。

新鮮竹筍中酯類物質(zhì)含量為18.12%,酸化竹筍中酯類物質(zhì)含量為2.76%;發(fā)酵竹筍中酯類物質(zhì)含量為4.60%。新鮮竹筍中酯類物質(zhì)有乙酸乙酯(16.12%),其余物質(zhì)含量較低,分別為4-氟苯甲酸-2-苯乙基酯(1.10%)、十六酸乙酯(0.90%)等;酸化竹筍中酯類物質(zhì)有磷酸三乙酯(1.08%)、2-乙基己基乙酸酯(0.82%)、甲基膦酸二癸酯(0.86%)等;發(fā)酵竹筍中酯類物質(zhì)有1,2-苯二甲酸單酯(3.37%)、乙酸2-苯乙基酯(0.61%)、十六酸乙酯(0.62%)等。關(guān)于磷酸三乙酯、2-乙基己基乙酸酯、甲基膦酸二癸酯的氣味描述文獻(xiàn)較少,暫時(shí)無(wú)法確定其對(duì)酸化竹筍的風(fēng)味有何影響。乙酸乙酯有水果香,可能導(dǎo)致酸化竹筍與新鮮竹筍的風(fēng)味產(chǎn)生差異。

新鮮竹筍中酮類物質(zhì)含量為0.77%,酸化竹筍中酮類物質(zhì)含量為8.60%,發(fā)酵竹筍中酮類物質(zhì)未檢測(cè)出。新鮮竹筍中酮類物質(zhì)有3-辛酮(0.48%)、大馬酮(0.29%),酸化竹筍中酮類物質(zhì)含量較高的有3,5-辛二烯-2-酮(5.81%)、3-辛烯-2-酮(2.79%)等。3-辛酮具有霉香、酮香、青香、蠟香、蔬菜香,大馬酮有玫瑰香,3-辛烯-2-酮有泥土、干草香、甜香和蘑菇的味道,可能對(duì)酸化竹筍的風(fēng)味產(chǎn)生影響。

在3種竹筍共同存在的物質(zhì)較少,且含量存在差異,說(shuō)明不同處理對(duì)竹筍的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生較大變化。與新鮮竹筍相比,酸化竹筍的風(fēng)味中酸與醛占比更高,與新鮮筍的風(fēng)味形成較大差別;與發(fā)酵竹筍對(duì)比,酸化竹筍的物質(zhì)種類與含量的多樣性更勝于發(fā)酵竹筍,風(fēng)味更豐富。

3 結(jié)論

酸化竹筍的纖維素含量、木質(zhì)素含量、蛋白質(zhì)含量、還原糖含量均顯著低于新鮮竹筍,而顯著高于發(fā)酵竹筍,具有良好的質(zhì)構(gòu)特性。新鮮竹筍組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞保持較為完整,酸化竹筍的組織結(jié)構(gòu)變形相對(duì)較小,發(fā)酵竹筍的組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞變形較為明顯。不同處理竹筍的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異較大,與新鮮竹筍相比,酸化竹筍的風(fēng)味中酸與醛占比更高,與發(fā)酵竹筍對(duì)比,酸化竹筍的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和含量都高于發(fā)酵竹筍。綜上,酸化處理改善了竹筍的品質(zhì),豐富了其風(fēng)味,日后可作為竹筍加工處理的常用方法。