李小強,楊莎,徐霞紅,陳志剛

(南京農業(yè)大學食品科學技術學院,江蘇 南京 210095)

蘿卜(RaphanussativusL.)栽培歷史悠久,生產面積大,世界各地均有種植,在蔬菜消費中占比較大,可以滿足消費者對新鮮蔬菜的需求,尤其是在中國、日本和韓國[1]。鮮切果蔬又稱最小加工果蔬,主要包括清洗、去皮和切割等預處理,目的是生產新鮮和方便食用的產品[2]。即食白蘿卜片作為一種新鮮、便利、營養(yǎng)而健康的食品備受消費者青睞,但是,在即食白蘿卜片加工過程中,機械切割和環(huán)境脅迫會破壞蘿卜完整的細胞組織結構,導致內容物流失,呼吸作用加劇,造成酶促褐變、微生物侵染等不良影響,加速產品品質劣變,縮短產品貨架期,嚴重影響其商業(yè)價值[3]。褐變是阻礙即食果蔬商業(yè)化的主要原因之一。導致即食果蔬發(fā)生酶促褐變的酶類有多種,最主要的是多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)[4]。研究表明,鮮切蘿卜片在10 ℃保存14 d,切片質地不改變[5]。Aguila等[2]研究2種切分方式(切片和切絲)和3種貯藏溫度(1、5和10 ℃)對鮮切蘿卜品質的影響,發(fā)現切絲蘿卜與切片相比在貯藏過程中的可溶性固體含量較低,新鮮物質的損失隨著貯藏時間的延長和溫度的升高而增加。

柵欄技術(hurdle technology)是根據食品內不同柵欄因子如溫度、pH值、氣調包裝、氧化還原電位、水活度、防腐劑(如山梨酸鉀、脫氫乙酸鈉等)和競爭性微生物的協同作用或交互效應以達到控制食品中微生物生長繁殖的目的[6]。目前,柵欄技術已廣泛應用于包括枸杞[7]、發(fā)酵辣椒[8]、冷藏原料牛肉[9]等各類食品的品質改善和貨架期延長方面。

鮮切即食果蔬的運輸貯藏溫度大多采用低溫(1～10 ℃),而冷鏈需要的設備復雜,經濟成本大、能耗高,中小加工企業(yè)難以應用。目前,利用柵欄技術分析熟制即食蘿卜在室溫下貯藏品質變化的研究尚未見報道。因此,本試驗以即食白蘿卜片為研究對象,研究柵欄因子(復配保鮮劑、巴氏殺菌和真空包裝)對即食白蘿卜片在室溫(25 ℃)貯藏下品質的影響,旨在為即食蘿卜在常溫貯藏下延長貨架期和穩(wěn)定品質提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白蘿卜(白玉大根)購于蔬菜水果超市,要求新鮮,無生根發(fā)芽、水分散失、糠心、腐爛,在采購5 h內處理完畢。

P290智能真空包裝機購于東莞市益廣包裝機械有限公司;UV8100紫外分光光度計購于北京萊博泰科儀器股份有限公司;T-18分散機購于德國艾卡(IKA)公司;LCSH-150C生化培養(yǎng)箱購于南京聯策科學儀器有限公司;NH300色差儀購于深圳三恩時科技有限公司。

1.2 樣品制備

先用自來水將白蘿卜沖洗干凈,人工削皮,切成厚度約為2 cm、直徑約為8 cm的切片,沸水漂燙 15 min 后用冰水迅速冷卻待處理。不同的處理方式見表1。復配保鮮劑為1 g·kg-1檸檬酸、0.6 g·kg-1脫氫乙酸鈉、0.4 g·kg-1山梨酸鉀,浸泡3 h(對照組采用純凈水),浸泡結束后將白蘿卜片裝入預先滅菌的高溫蒸煮袋,進行智能真空密封包裝(真空度為-0.07～-0.08 MPa)。巴氏殺菌溫度為90 ℃,殺菌時間為 15 min。包裝好的樣品置于恒溫培養(yǎng)箱,(25±1)℃貯藏。分別在貯藏1、3、5、10、15、20、25、30 d時對不同處理組即食白蘿卜片的各項指標進行測定。

表1 樣品組采用的處理方式Table 1 Different treatment groups of samples

1.3 指標測定

微生物測定:菌落總數測定參照《食品微生物學檢驗 菌落總數測定:GB 4789.2—2016》;大腸菌群測定參照食品安全國家標準《食品微生物學檢驗 大腸菌群計數:GB 4789.3—2016》;霉菌和酵母測定參照《食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數:GB 4789.15—2016》。

pH值測定:取30 g樣品放入50 mL離心管,用分散機以12 000 r·min-1均質20 s,間隔10 s,重復 3次,均質后立即使用pH計進行測定。

多酚氧化酶(PPO)活性測定:采用Serradell等[10]的方法并稍作修改。準確稱取3 g樣品,加入30 mL 0.05 mol·L-1PBS(pH7.0)進行勻漿。4 ℃、6 000 r·min-1離心5 min,取上清液作為PPO粗提液待用。在 10 mL 試管中加入1 mL 0.1 mol·L-1兒茶酚、1.5 mL 0.05 mol·L-1PBS(pH7.0),混勻后35 ℃水浴5 min。水浴結束后立即加入1 mL PPO粗提液。每隔1 min測定反應液在420 nm處的吸光值。每克樣品在每毫升反應體系中每分鐘吸光值變化0.01定義為1個酶活性單位(U)。

過氧化物酶(POD)活性測定:采用索萊寶公司生產的過氧化物酶活性檢測試劑盒并嚴格按照試劑盒使用說明書進行。以每克樣品在每毫升反應體系中每分鐘吸光值變化0.01為1個酶活性單位(U)。

褐變度測定:采用Min等[11]的方法稍作修改。準確稱取3 g樣品,加入30 mL蒸餾水后進行冰浴勻漿,4 ℃條件下10 260 r·min-1離心5 min;取上清液于試管中,立即在25 ℃水浴鍋中水浴5 min,測定上清液在410 nm處的吸光值(A410)。樣品的褐變度值用A410×10表示。

植物總酚(TP)含量測定:采用索萊寶公司的植物總酚含量檢測試劑盒并嚴格按照試劑盒使用說明書進行。

色差測定:采用Lu等[12]的方法并稍作修改。將樣品置于干凈的平皿中,先用校準板對色差儀進行黑白校準,隨后將光源置于樣品正上方測試得到L*(亮度)、a*(紅度)、b*(黃度)值,每個樣品隨機測試3個位點。

1.4 數據統計

2 結果與分析

2.1 不同處理對即食白蘿卜片微生物水平的影響

由表2可知:貯藏1 d時,對照組(A組)即食白蘿卜片的菌落總數、大腸菌群和霉菌/酵母分別達到106.36、102.06和102.86CFU·g-1,喪失其商品性。與A組即食白蘿卜片相比,處理組B組即食白蘿卜片在 30 d 貯藏期內的菌落總數、大腸菌群和霉菌/酵母數量都明顯降低,其中菌落總數的降低幅度最大,說明復配保鮮劑可以有效抑制樣品中微生物的生長;處理組C組、D組即食白蘿卜片在30 d貯藏期內未檢出微生物,說明復配保鮮劑結合巴氏殺菌熱處理可以完全抑制細菌和真菌的生長,從而延長即食白蘿卜片的貨架期。

表2 不同處理即食白蘿卜片的微生物水平Table 2 Microbial levels of ready-to-eat white radish slices treated with different treatments

2.2 不同處理對即食白蘿卜片pH值的影響

由圖1可知:4組不同處理即食白蘿卜片pH值在貯藏期內的變化趨勢較為相似,都隨著貯藏時間的延長而下降,但下降速率不同。其中,A組即食白蘿卜片的pH值下降最快,從貯藏初期的7.37下降到貯藏末期的4.36。貯藏初期,A組即食白蘿卜片pH值明顯高于另外3個處理組,呈現弱堿性,但隨貯藏時間的延長,A組即食白蘿卜片的pH值急劇下降。C組和D組即食白蘿卜片的pH值在貯藏期內變化較小,說明經復配保鮮劑和巴氏殺菌聯合處理的即食白蘿卜片在貯藏期內體系酸度和產品品質都比較穩(wěn)定。

圖1 不同處理對即食白蘿卜片在貯藏期間 pH值的影響Fig.1 Effects of different treatments on the pH value of ready-to-eat white radish slices during storage

2.3 不同處理對即食白蘿卜片多酚氧化酶(PPO)活性的影響

由圖2可知:A組即食白蘿卜片貯藏初期的PPO活性高達3.26 U·g-1,而B組、C組和D組即食白蘿卜片的PPO活性分別僅為1.26、0.68、0.26 U·g-1,說明不同處理均對即食白蘿卜片中PPO活性有抑制作用。A組即食白蘿卜片PPO活性隨貯藏時間的延長先短暫上升到3.46 U·g-1后下降到貯藏末期的2.72 U·g-1,3個處理組即食白蘿卜片中PPO活性在貯藏期內變化不大,較為穩(wěn)定。與A組相比,3個處理組即食白蘿卜片PPO活性在貯藏期內均顯著降低,其中D組處理對即食白蘿卜片PPO活性的抑制效果最明顯。

圖2 不同處理對即食白蘿卜片在貯藏期內 多酚氧化酶活性的影響Fig.2 Effects of different treatments on polyphenol oxidase activity of ready-to-eat white radish slices during storage

2.4 不同處理對即食白蘿卜片過氧化物酶(POD)活性的影響

由圖3可知:貯藏初期A組即食白蘿卜片的POD活性高達107 U·g-1,而B組、C組和D組即食白蘿卜片的POD活性分別為82.03、53.5、23.18 U·g-1。4組即食白蘿卜片的POD活性在貯藏期內變化不大,較為穩(wěn)定。與A組即食白蘿卜片貯藏期內POD最大酶活性(123.04 U·g-1)相比,B組、C組、D組即食白蘿卜片貯藏期內POD最大酶活性分別較對照組降低21.7%、46.4%、78.3%。

圖3 不同處理對即食白蘿卜片在貯藏期內 過氧化物酶活性的影響Fig.3 Effects of different treatments on peroxidase activity of ready-to-eat white radish slices during storage

2.5 不同處理對即食白蘿卜片褐變度值的影響

由圖4可知:貯藏初期,4組樣品的褐變度值均在0.20左右,表明不同處理對即食白蘿卜片的初始褐變度值無顯著影響(P>0.05)。A組即食白蘿卜片的褐變度值隨著貯藏時間的延長迅速增加,其余3組處理組樣品的褐變度值在貯藏期間雖然也增加,但是速率遠小于對照組樣品,尤其是經巴氏殺菌處理的C組和D組;貯藏末期,A組即食白蘿卜片的褐變度值高達1.39,分別是B組、C組、D組即食白蘿卜片的1.67倍、2.49倍、3.09倍,說明復配保鮮劑以及結合巴氏殺菌和真空包裝處理均可以一定程度延緩即食白蘿卜片貯藏期內的褐變。

圖4 不同處理對即食白蘿卜片在貯藏期內 褐變度值的影響Fig.4 Effects of different treatments on the browning degree value of ready-to-eat white radish slices during storage

2.6 不同處理對即食白蘿卜片植物總酚(TP)含量的影響

由圖5可知:貯藏初期,4組即食白蘿卜片的總酚含量均小幅增加,且總酚含量的變化與貯藏時間的關系不明顯。整個貯藏期內,即食白蘿卜片總酚含量從高到低依次為A組、B組、C組、D組,說明不同處理方式對即食白蘿卜片的總酚含量均有影響,其中,復配保鮮劑結合巴氏殺菌和真空包裝對總酚含量的影響最大。

圖5 不同處理對即食白蘿卜片在貯藏期內 植物總酚含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on the content of total phenols of ready-to-eat white radish slices during storage

2.7 不同處理對即食白蘿卜片色澤的影響

由圖6可見:4組即食白蘿卜片在貯藏30 d后的顏色有明顯差異,A組即食白蘿卜片在貯藏期結束后呈黃褐色,B組即食白蘿卜片呈淺粉色,C組、D組即食白蘿卜片在貯藏期結束后顏色差異較小,在一定程度上保持即食白蘿卜片原有色澤。

圖6 4組即食白蘿卜片貯藏末期的顏色Fig.6 Color of the four groups of ready-to-eat white radish slices at the end of storage

由表3可知:A組即食白蘿卜片的L*值在貯藏期間急劇下降,由貯藏初期的45.63下降到貯藏末期的35.71,a*、b*值分別從貯藏初期的-1.04、-1.70上升到貯藏末期的-0.33、6.99,這與A組即食白蘿卜片從貯藏初期的亮白色變化為貯藏末期的黃褐色的視覺結果以及樣品褐變度值在整個貯藏期內呈現上升的趨勢相吻合。B組即食白蘿卜片的L*、a*、b*值分別從貯藏初期的46.06、-1.03、-1.57變化為貯藏末期的36.10、-0.24、0.82,與A組相比,B組即食白蘿卜片的L*值和a*值沒有顯著差異,但B組即食白蘿卜片的b*值顯著小于A組(P<0.05),這說明B組即食白蘿卜片貯藏末期的黃色程度低于A組,在視覺感官上表現為B組即食白蘿卜片顏色呈淡粉色而不是黃褐色,這與B組即食白蘿卜片貯藏期內褐變度值的上升幅度始終小于A組即食白蘿卜片結果吻合。另外,C組、D組即食白蘿卜片顏色在貯藏末期沒有視覺差異,但分析數據后發(fā)現,C組、D組即食白蘿卜片在貯藏末期L*、a*、b*值都存在顯著差異,說明僅依靠感官評價是無法鑒別出不同處理組樣品之間細微差距。

表3 不同處理對即食白蘿卜片貯藏期內色差值(L*、a*、b*)的影響Table 3 Effects of different treatments on the color value(L*,a*,b*)of ready-to-eat white radish slices during storage

3 討論

經去皮、切分等加工工藝處理后,新鮮白蘿卜受到機械損傷導致組織外露,為微生物生長繁殖提供營養(yǎng)來源并發(fā)生褐變,加速其腐敗變質,縮短了貨架期[14]。本研究中,對照組即食白蘿卜片中微生物含量較高可能有2個原因,一是白蘿卜自身存在大量微生物且清洗后依舊殘留,二是在切分、修整等加工工藝中外源微生物的侵染[15]。本研究中,復配保鮮劑可以有效降低即食白蘿卜片中微生物含量,其原因是檸檬酸穿透細菌細胞脂膜后,胞質內環(huán)境發(fā)生變化,細胞質分解成陰離子和質子,細菌需要輸出過剩質子來維持功能性大分子,造成細菌細胞三磷酸腺苷(ATP)耗竭[16-18],致使細菌凋亡。脫氫乙酸鈉在酸性、中性和堿性條件下均有理想的抑菌作用,且熱處理不影響脫氫乙酸鈉對微生物的抑制作用[19]。山梨酸鉀能結合微生物細胞中酶的巰基,從而破壞酶活性,達到抑制微生物增殖及防腐的目的[20]。本研究表明,聯合使用復配保鮮劑和巴氏殺菌處理的C組及D組樣品在30 d內未檢出菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母,這與王瓊等[21]的研究結果相一致,熱處理可以抑制細菌、霉菌和酵母等微生物的生長繁殖。

褐變是指果蔬表面或切面顏色隨貯藏時間延長而呈現黑褐色加深的現象,其對即食白蘿卜片的感官品質影響很大。多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)是果蔬褐變中主要的酶類,酚類化合物在多酚氧化酶的催化下,極易氧化成醌并發(fā)生羥基化,生成羥基醌,醌聚合并與細胞內蛋白質的氨基酸反應形成黑褐色聚合物,發(fā)生褐變[4]。本研究中,不同處理均對PPO活性有抑制作用,可能是因為檸檬酸可以降低即食白蘿卜片的pH值并且絡合多酚氧化酶活性中心的Cu2+,從而降低其活性[22],這與3個處理組樣品在貯藏初期pH值顯著低于對照組樣品的結果相吻合。過氧化物酶參與果蔬褐變,可以催化酚類物質、谷胱甘肽、抗壞血酸的氧化,影響產品感官品質和運輸貯藏,所以在果蔬加工中需要對過氧化物酶進行控制[23]。本研究表明,與對照組樣品相比,3個處理組樣品的過氧化物酶活性均下降,這是因為檸檬酸可以通過螯合酶活性中心的金屬離子和降低反應體系的pH值來抑制過氧化物酶的活性,還有可能與巴氏殺菌有關。此外,真空包裝可以通過保持低氧和高壓環(huán)境來抑制酶活性[24-25]。

酚類化合物對人體健康有益,其在控制人體許多生理和退化性疾病風險方面發(fā)揮著重要作用[26]。本研究中,4組即食白蘿卜片的總酚含量在貯藏初期均先上升,這是由于物理切割誘導組織細胞中苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性增加,合成酚類化合物[27];之后隨著貯藏時間的延長而緩慢下降,是因為酚類物質作為底物和多酚氧化酶、過氧化物酶反應導致合成速度小于分解速度。本研究中,3個處理組即食白蘿卜片的總酚含量在貯藏初期明顯小于對照組,可能是因為山梨酸鉀可以降低總酚含量[28],巴氏殺菌可以抑制PAL活性,從而抑制酚類物質的合成[24],真空包裝可以降低PAL活性,調節(jié)苯丙烷途徑,阻止總酚的生成[29],但也有學者提出真空包裝可以顯著抑制鮮切生菜總酚含量的下降[30]。

綜上表明,復配保鮮劑可以明顯降低即食白蘿卜片貯藏期內微生物水平,結合巴氏殺菌和真空包裝可以有效降低即食白蘿卜片中多酚氧化酶和過氧化物酶活性并抑制樣品褐變。經復配保鮮劑、巴氏殺菌和真空包裝結合處理的即食白蘿卜片在室溫貯藏30 d后色澤變化小,微生物得到有效抑制,貨架期得以延長。本試驗將柵欄技術成功應用于即食白蘿卜片的貯藏過程中,這為即食白蘿卜片的商品化流通和維持品質穩(wěn)定性提供理論基礎和技術支持。