脱水莴笋片加工技术和贮藏研究

陈亦辉，冯宇飞，叶兴乾

（1.浙江大学生工与食品学院，浙江杭州310058；2.海通食品集团余姚有限公司，浙江余姚315470；3.江南大学食品学院，江苏无锡 214122）

莴苣（Lactuca sativa var.angustana Irish）为菊科（compositae）莴苣属（Lactuca L.）一年生或二年生草本植物，有叶用莴苣（简称莴苣）和茎用莴苣（简称莴笋）2类。莴笋目前在我国各地广泛栽培。主要品种有：北京鲫瓜笋，成都挂丝红，贵州罗汉莴苣，济南白莴笋，陕西圆叶白笋，武汉竹杆青，江西的白叶和尖叶，南京紫皮香，上海小圆叶、大圆叶，无锡香莴苣，杭州杆子种，云南玉棒，福建飞桥等。莴笋一般被加工成盐渍莴苣[1]、香菜心[2]、甜酱莴苣[3]、泡菜[4]等传统产品，近年来，南北各地脱水莴苣片生产异军突起，促进了莴笋深加工产业链的延伸和发展。由于莴笋含有多种生物活性酶，在加工和贮藏过程很容易发生变色，特别常温下贮存褐变更加剧烈，使商品价值大大下降。Barth等[5]认为商品可以接受的极限为20%的叶绿素转变成脱镁叶绿素。目前，国内刘纪红等[6]研究了乳糖在莴苣干制加工及贮藏过程的护色作用，江玲等[7]研究糖和盐的渗透处理在脱水莴笋护色和提高产品复水速率的作用，对指导生产有一定意义。而本实验在前述研究的基础上，继续研究最佳热烫条件，探讨ZnAc2、NaHSO3对莴笋片的最适护色效果，探讨乳糖、食盐和葡萄糖复合渗透对脱水莴笋片的最好护色效果，同时初步研究贮藏条件对脱水莴笋片色泽、商品价值的影响，以更好地指导工业化生产。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新鲜莴笋 海通食品集团余姚有限公司生产时提供，福建金铭1号；80%丙酮、石英砂、碳酸钙粉、磷酸缓冲液、邻苯二酚、愈创木酚、H2O2、NaHSO3、ZnAc2、NaCl、NaHCO3、葡萄糖、乳糖等 均为分析纯；PE透明袋 单面厚度大于0.05mm，市售；铝箔袋 符合GB 9683复合食品包装袋卫生标准，市售。

热泵除湿干燥箱（非标） 上海桑菱环境能源研究所；烘箱 上海跃进医疗器械厂；721型分光光度计 上海第三分析仪器厂；kangguang@SC-80C全自动测色色差计 上海精密仪器有限公司；DL-60B型离心机 上海安亭科学仪器厂；FA1104型电子天平上海天平仪器厂；DDS-11At型数字电导率仪 上海雷磁新泾仪器有限公司；脉冲热封机IMPULSE SEALER MODEL PFS 300 JAPAN；JT75-1型隔水式电热恒温培养箱 余姚市恒温箱厂；BCD-268WA型三门冰箱 上海上菱电器制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 水分测定 采用常压烘箱干燥法（GB 5009.3-2003）。不同时期物料含水量的测定通过定时取样、迅速称重后经105℃烘箱烘干，并换算得其含水量。

1.2.2 叶绿素含量测定 采用分光光度法：称取样品1g左右，放入研钵中，加2mL体积分数80%丙酮和少量CaCO3、石英砂进行研磨，直到组织中绿色完全被提取出来后，再用80%丙酮冲洗并定容至25mL，摇匀，静置，待CaCO3沉淀变白后过滤，滤液分别在652nm处测吸光度值OD，以体积分数80%丙酮为对照[8]。总叶绿素含量按式（2）计算：

式中：my为每100g样品中叶绿素质量（mg）；Vd为提取液体积（mL）；mx为滴定时所取的滤液中含样品的质量（g）。

1.2.3 色差测定 将莴笋片研磨成20目以下的粉状，色差计测定。a*值表示样品的红绿度，数值越大，色泽越红，数值越小，色泽越绿。b*值表示黄蓝度，数值越大，色泽越黄，数值越小，色泽越蓝。C*表示饱和度，它是样品灰暗/鲜艳的指标（0～60），按式（3）计算[9]。

1.2.4 多酚氧化酶POD[10]采用邻苯二酚分光光度计法。

1.2.5 过氧化物酶PPO[11]采用愈创木酚法。

1.2.6 褐变指数的测定 褐变级别分5级，0级：表面无褐变；1级：表面有褐变，但不超过1/4；2级：表面有褐变，褐变面积1/4～1/3，3级；表面有褐变，褐变面积1/3～1/2；4级：表面有褐变，褐变面积1/2以上。

1.2.7 电导率的测定 检查一下数字电导仪指针是否指零，如果不指零调节电导率仪上的调零旋钮，将电导率仪调节到校正档，指针指向最大刻度，按照电极常数调节旋钮，测量时调节到测量档，将电极浸入待测溶液中，静置片刻，后读数。

1.2.8 渗透护色正交实验设计 据资料报道糖对叶绿素具有保护作用，因此设计正交实验研究食盐、葡萄糖与乳糖混合护色莴笋片，旨在寻求到最佳的食盐、葡萄糖、乳糖比例，达到更好的护色效果。

实验采用C*值形式来评分，数值越大，表示颜色越好。

1.2.9 保藏实验 将脱水莴笋片产品分别装入若干PE透明袋、铝箔袋中（100g/袋），手工压除空气，利用热封机封口，进行避光、不避光，封口或敞口实验；同时将产品封袋后放入冰箱和电热恒温箱，保藏于-18、0、20、37℃等温度条件下，定期进行叶绿素含量测定等指标的测定，综合判断保质期。

表1 护色剂的不同配方Table 1 The composition of different colour fixatives

1.3 工艺流程

注：*表示关键工序。

其中，工艺要点包括：a.原料预处理：选取新鲜的莴笋（选取肉质绿色较深的品种）清洗干净，去皮（纤维部分去除干净），切片，厚度选择为5mm，可以缩短烫漂、渗透及干燥时间，而且此厚度符合一般人群对莴苣半成品的要求，切分时厚度要均一；b.烫漂条件（温度、时间）、护色浸泡（护色液、浓度）及渗透条件对叶绿素含量均有影响，需要掌握好；c.冷却、沥干：烫漂后立即用冷水冷却，沥干表面水分。

2 结果与讨论

2.1 漂烫工艺的研究

2.1.1 工厂漂烫工艺的初步确定 莴笋被切成片后，如果进行热水漂烫，根据经验一般要求高温、短时。一方面容易快速灭酶，另一方面营养成分的流失将会减少。

表2 热烫条件与PPO、熟度、微生物指标关系Table 2 Relation of the activity of PPO，cooked degree，microbiology indicators with blanching conditions

考虑到莴笋片加工的商品特性，即不能过熟，否则造成复水后软烂，失去商品价值。当漂烫条件90℃（3min）、95℃（3min）时，莴笋片PPO仍具有活性，这会造成后续产品酶促褐变；而95℃（5、6min）以及100℃漂烫时，PPO虽然已经失活，但产品已经过熟。因漂烫条件要求高温、短时，一方面容易快速灭酶，另一方面可以减少莴笋片中叶绿素的溶出。因此烫漂条件定为95℃烫漂4min。

叶绿素在酸性环境下极易降解，而在碱性条件下较为稳定，因此烫漂液采用NaHCO3调至pH为7.0～8.0，以减少烫漂过程中莴笋片中叶绿素的损失。

2.1.2 脱水莴笋片PPO酶活的研究 从漂烫PPO酶活性为“0”、“－”最终生产贮藏的脱水莴笋片中选择褐变程度不同的几片进行PPO酶活测定。

表3 脱水莴笋片色泽与PPO酶活的关系Table 3 Relation between the colour and the activity of PPO in dehydration lettuce piece

由表3数据可以看出，各组不同褐变程度的莴笋片中PPO酶均已失活。由此断定，莴笋片贮藏过程颜色的褐变与PPO酶无关。

2.1.3 脱水莴笋片色泽与POD关系 从漂烫PPO酶活性为“0”、“－”最终生产贮藏的莴笋片选择褐变程度不同的几片进行POD酶活测定，从而找出褐变中酶促褐变的原因，褐变程度与POD酶活的关系见表4。

表4 不同热烫处理后POD酶活和叶绿素含量的关系Table 4 Relation between the activity of POD and chlorophyll content in dehydration lettuce piece under different blanching conditions

由表4中的数据可以看出，不同的烫漂条件处理过的产品，随着烫漂温度的升高，烫漂时间的延长，POD活性较显著性降低，叶绿素含量也相对减少；90℃（4min）酶活是所有处理组中最高的，为70.78U。当POD活性总体控制80U以下时，95℃（6min）、90℃（6min）处理组褐变程度反而严重，短时的处理组褐变度则轻，因此可以推测，POD对莴笋产品在储存期间褐变褪色的影响较小，可能有别的原因如：非酶褐变等因素对褐变产生因素更大。

2.2 护色工艺的研究

由于在进行烫漂处理时，进行95℃烫漂4min后测定PPO酶活为0，推测会有少部分酶并未彻底失活，只是钝化，在贮存时会恢复一定的活力，从而对叶绿素产生影响发生褐变，因此在镁离子置换时，在护色液中加入一定浓度的ZnAc2和NaHSO3进一步对酶活性进行抑制。

图1是ZnAc2浓度对叶绿素含量和C*值的影响，由图中变化趋势可以看出，加入ZnAc2后叶绿素含量和C*值均有明显的上升，浓度升高至0.03%时达到最高，而后浓度再增加则叶绿素含量和C*值升高不明显，因此ZnAc2浓度选择0.03%。

图1 不同ZnAC2浓度对叶绿素和C*值影响Fig.1 The influence of different ZnAc2concentration on chlorophyll content and C*

图2是不同浓度NaHSO3对叶绿素含量及C*值的影响。由图2中变化趋势可以看出，加入NaHSO3后叶绿素含量及C*值上升，在浓度0.02%处达到最高，之后随着NaHSO3浓度的升高叶绿素含量及C*值又呈现下降趋势，推测当NaHSO3对叶绿素降解有促进作用，但又能抑制酶活，当其浓度在0.02%以下时随着浓度的升高抑制酶活的作用提高，达到0.02%已能充分的抑制酶活，再升高浓度时虽然一样抑制酶活，但是由于浓度越高对叶绿素的影响越大，因此导致叶绿素含量及C*降低，所以NaHSO3浓度选择0.02%最为合适。

图2 不同NaHSO3浓度对叶绿素和C*值影响Fig.2 The influence of different NaHSO3concentration on chlorophyll content and C*

2.3 渗透护色正交实验的结果分析

表5为莴笋片渗透实验的三因素三水平的正交实验结果，以C*作为评价产品颜色好坏的指标，由极差分析结果可知，对C*值影响的大小顺序为：乳糖浓度＞食盐浓度＞葡萄糖浓度，最佳工艺条件为A1B2C3，即食盐浓度为1%，葡萄糖浓度6%，乳糖浓度4%。对此糖液护色液的电导率进行测定，发现糖液的电导率极低，仅有14.5ms/cm，推测原因是其中含有的带电离子非常少，不会对叶绿素分子造成影响，并且因为糖属于大分子，渗透入莴笋组织后形成空间位阻，阻止一价金属离子与叶绿素分子的结合，因此对叶绿素具有保护作用。

表5 L9（33）正交实验结果Table 5 The analysis of L9（33）orthogonal test

2.4 保存方法及保质期初步研究

脱水莴笋片商品价值中最主要的指标就是叶绿素含量，贮藏过程中当叶绿素含量变化数值降低到一定数值以下时，产品外观已经褐变，因而丧失了商业价值。所以最主要监测的指标就是叶绿素含量的变化。叶绿素对酸、氧、光、高温等因素均较为敏感，发生非酶促褐变。

2.4.1 光和氧对叶绿素含量的影响 光与氧气对植物的生存是至关重要的，在叶绿素代谢降解过程中也起着非常重要的作用。Brown SB[12]和Shigenage MK等[13]在1994年通过研究认为过剩的光能使叶绿素转变为三线态，通过电子传递叶绿素把能量传递给氧等，产生单线态氧等活性氧而破坏蛋白质及膜脂，从而引起叶绿素的降解。光、氧气对叶绿素的降解可以采用真空包装、避光保藏的方法进行抑制。

图3 不同贮存过程见光和避光，封口和敞口对叶绿素含量的影响Fig.3 The influence of light and dark，sealing and opening on content of Chlorophyll in storage

图3为在不同贮存条件下贮存20d时对叶绿素含量的影响，从图3中可以看出，避光铝箔袋保存（封口）与PE透明袋保存（封口）在阳光照射到的窗口，20d后发现无明显差异，因此工厂生产时不需要刻意的进行避光贮存。而封口袋封口保存与敞开保存（位置为阳光照射到的窗口）有明显差异，原因可能是由于敞开保存的样品与O2接触较多并且水分含量升高导致绿色变浅，因此保存时务必封口隔绝氧气与水分。

2.4.2 不同温度贮藏对产品叶绿素含量和保质期的影响 叶绿素是一种热敏性物质，在高温下极易降解褐变。以下是贮藏实验，以20%的叶绿素转变成脱镁叶绿素为最低控制限值，并综合人工判断。

图4 不同贮存温度不同时间后叶绿素的变化Fig.4 Chlorophyll content changes under different temperature and time in storage

从图4可以看出，低温对延长脱水莴笋片保藏期，提高商品价值起了非常大的作用。其中，37℃下6d内可保证可接受色泽；25～28℃下12d，20℃条件20d，10～20℃时30d可保证可接受色泽；0～5℃时至少60d可保证可接受色泽；-18℃冰箱长期保存感官基本无变化。

3 讨论

从本文的实验中可以得出以下结论：莴笋片变色的原因主要是叶绿素的褪变和非酶褐变反应的发生，根据酶活与颜色的关系、叶绿素脱镁控制，确定了热烫条件为95℃ 4min，并且调整pH7.0～8.0。添加ZnAc2、NaHSO3对莴笋片护色有较好辅助作用；对渗透工艺进行正交实验优化，得出食盐1%、葡萄糖6%、乳糖4%混合渗透时，不仅能有效地保护莴笋片中的色素并减少细胞结构被破坏的程度，保护了莴笋片的颜色，而且产品颜色最好。低温保存对脱水莴笋片贮藏有极好作用。应探讨常温贮藏脱水莴笋片的最适方法，重点放在气调技术上，竭力延长产品货架期。

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