王允祥，成紀(jì)予，王 賀，龐林江，王茜茜，吉 鵬

(1.浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽學(xué)院，浙江紹興 311800； 2.浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 311300)

鮮切果蔬產(chǎn)品是一種新興的快速消費食品，營養(yǎng)衛(wèi)生，加工運輸方便，已經(jīng)被廣泛接受[1]。國際鮮切產(chǎn)業(yè)協(xié)會把鮮切果蔬產(chǎn)品定義為新鮮的果蔬經(jīng)過修整、去皮、切分成100%新鮮可直接食用的新鮮果蔬產(chǎn)品[2]。我國的鮮切產(chǎn)品起步較晚，開始于20世紀(jì)90年代。蔬菜鮮切加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較緩慢，鮮切果蔬產(chǎn)品在市場上一直沒有得到很好的推廣，且依然存在著很多問題，如產(chǎn)品貨架期短、加工成本較高、許多消費者難以接受等。但我國的鮮切果蔬產(chǎn)業(yè)正處于上升時期，各個方面都有很大的發(fā)展空間，隨著社會的進步、經(jīng)濟科技的發(fā)展，鮮切果蔬必將得到受到廣大消費者的青睞[3-4]。

馬鈴薯含有豐富的碳水化合物、維生素、人體必需氨基酸等多種營養(yǎng)成分，其中維生素C含量遠遠高于小麥、玉米等禾谷類作物，有“地下蘋果”之稱[5]。目前，市場上用于鮮切馬鈴薯保鮮的方法主要有冷藏保鮮、涂膜保鮮、輻照處理、冷殺菌技術(shù)等，其中涂膜保鮮技術(shù)的運用范圍較廣，目前常用的保鮮涂膜劑包括維生素C、植酸、蘋果酸、檸檬酸等[6]。本試驗以馬鈴薯為試驗材料，通過維生素C、檸檬酸、氯化鈣等3種涂膜劑的單因素試驗確定各涂膜劑的最佳濃度，然后以最佳濃度為基準(zhǔn)進行正交試驗得出復(fù)合涂膜保鮮劑的最佳濃度配比，以期為鮮切馬鈴薯的保鮮提供一種安全有效的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

主要材料：市售馬鈴薯，個體完整，新鮮無損傷，成熟度一致，無病蟲害。主要試劑：檸檬酸、維生素C、氯化鈣、冰醋酸、三水合乙酸鈉、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、鄰苯二酚、乙醇等，均為分析純，均購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器

WFZ UV-2802型分光光度計，購自尤尼柯(上海)儀器有限公司；JA5003B型電子天平，購自上海精科天美科學(xué)儀器有限公司；MJ-250PPO1B型均質(zhì)機，購自廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 基本工藝流程及要點 馬鈴薯→清洗(自來水沖洗，除去表面泥土污漬)→去皮→切片(厚度3 mm)→殺菌(在100 mg/L二氧化氯溶液中浸泡5 min，二氧化氯具有消毒、殺菌、防腐、漂白、除臭等多種功效，且安全無害，被稱為第4代消毒劑[7])→涂膜(在不同涂膜劑中浸泡5 min)→瀝干→真空包裝→4 ℃冷藏。

1.3.2 失質(zhì)量率的測定 采用稱質(zhì)量法測定供試樣品包裝貯藏前后的質(zhì)量之差占貯藏前質(zhì)量的百分比[8]。失質(zhì)量率=(貯藏前的質(zhì)量-貯藏后的質(zhì)量)/貯藏前的質(zhì)量×100%。

1.3.3 褐變度的測定 參照李仲群等的方法[9]，稱取2 g供試樣品于研缽中，加入5 mL 95%乙醇提取，在冰浴條件下研磨成勻漿，在4 000 r/min條件下離心20 min，取上清液在 420 nm 處測定其吸光度，結(jié)果以D420 nm表示。

1.3.4 多酚氧化酶活性的測定 參照曹建康等的方法[10]，測定果蔬中多酚氧化酶(polyphenol oxidase，簡稱PPO)的活性。其活性單位用U表示，定義1 g樣品1 minD420 nm變化值增加1為1個活性單位(U)。

1.3.5 測定方法 為了檢測單獨使用維生素C、檸檬酸、氯化鈣等3種化學(xué)試劑對馬鈴薯切片保鮮效果的影響，分別以不同濃度的氯化鈣(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%)、檸檬酸(0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%)、維生素C(0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%)為單一涂膜劑，將馬鈴薯切片、殺菌后，在這3種涂膜劑溶液中浸泡5 min，對照組(CK)使用蒸餾水浸泡，瀝干后包裝，每袋200 g，每個濃度包裝4袋馬鈴薯片，置于4 ℃條件下冷藏7 d，每隔1 d測量其失質(zhì)量率和多酚氧化酶活性，且每個濃度做3組重復(fù)試驗，確定最適合鮮切馬鈴薯保鮮的單一涂膜保鮮濃度，再根據(jù)最佳單一涂膜劑設(shè)計正交試驗，分析得出最佳復(fù)合涂膜保鮮濃度配比。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel、SPSS和正交試驗助手對數(shù)據(jù)進行分析，并對數(shù)據(jù)在0.01、0.05水平上進行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度維生素C對鮮切馬鈴薯品質(zhì)的影響

2.1.1 不同濃度維生素C對鮮切馬鈴薯失質(zhì)量率的影響 由圖1可知，在貯藏的7 d內(nèi)，鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量率逐漸上升，且上升的幅度較大，貯藏時間和維生素C濃度均對馬鈴薯失質(zhì)量率有明顯影響。由于馬鈴薯的呼吸作用和蒸騰作用會導(dǎo)致其失質(zhì)量萎縮，一旦馬鈴薯萎蔫，外觀將會受到很大影響。因此，保持馬鈴薯的質(zhì)量，最主要的是保持其水分含量，減少營養(yǎng)物質(zhì)的損耗[2]。當(dāng)維生素C濃度為0.20%、0.25% 時，其失質(zhì)量率整體低于CK組，而當(dāng)維生素C濃度為0.10%、0.30%、0.15%時，其失質(zhì)量率則整體高于CK組，說明濃度過高或過低都會影響鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量率，若維生素C濃度過高則會使馬鈴薯切片顯得黏膩，影響產(chǎn)品質(zhì)量，若維生素C濃度過低則可能會導(dǎo)致保鮮效果不足。總體來說，當(dāng)維生素C濃度為0.20%、0.25%時，馬鈴薯質(zhì)量的保持效果相對較好。

2.1.2 不同濃度維生素C對鮮切馬鈴薯PPO活性的影響 由圖2可知，不同濃度的維生素C對鮮切馬鈴薯的PPO活性有一定的影響，PPO活性存在較大波動，濃度和貯藏天數(shù)均對PPO活性無明顯影響。CK、0.10%、0.15%、0.20%維生素C試驗組的PPO活性均是先上升后下降，原因可能是PPO是末端氧化酶的主要部分，植物組織感病或在其他逆境條件下被傷害時，PPO活性能明顯提高，以增強植物組織自身的抗力，減緩被傷害程度[11]，而在之后的時間內(nèi)又下降可能是因為鮮切馬鈴薯貯藏在4 ℃條件下，且維生素C增強了抗氧化性，抑制了酶的活性。0.30%、0.25%維生素C試驗組的PPO活性則表現(xiàn)為先下降后上升，原因可能是在相對較高的維生素C濃度下，貯藏初期(1～3 d)，結(jié)合低溫對PPO活性起到了較強的抑制作用，而在后期逐漸上升甚至平穩(wěn)，說明受損馬鈴薯可進行自我修復(fù)，將前體PPO轉(zhuǎn)化為具有活性的PPO[12-13]，使得PPO活性的上升速度強于維生素C的抑制能力。從平均值來看，當(dāng)維生素C濃度為0.15%時，PPO活性最低，CK組次之，說明0.15%維生素C對PPO活性有較好的抑制效果。

由以上結(jié)果可知，當(dāng)維生素C濃度為0.20%、0.25%時，對降低失質(zhì)量率的效果較好，當(dāng)維生素C濃度為0.15%時，對抑制PPO活性的效果較好，因此選擇這3個濃度進行下一步試驗。

2.2 不同濃度檸檬酸對鮮切馬鈴薯品質(zhì)的影響

2.2.1 不同濃度檸檬酸對鮮切馬鈴薯失質(zhì)量率的影響 由圖3可知，在貯藏的7 d內(nèi)，鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量率一直處于上升狀態(tài)，貯藏天數(shù)對馬鈴薯失質(zhì)量率有明顯的影響，說明即使包裝在真空條件下，馬鈴薯的生理活動仍然較活躍，失質(zhì)量率主要反映貯藏期間以水分為主要成分的變化，水分含量的多少直接影響馬鈴薯的口感品質(zhì)[14]。CK組的失質(zhì)量率整體高于其他處理組，當(dāng)檸檬酸濃度為0.7%時，其失質(zhì)量率整體低于其他處理組，SPSS分析結(jié)果表明，當(dāng)檸檬酸濃度為 0.7%、0.1%時，其失質(zhì)量率均明顯低于CK組，說明這2個濃度的檸檬酸對鮮切馬鈴薯的質(zhì)量有較好的保持效果。從平均值來看，當(dāng)檸檬酸濃度為0.7%時，鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量率小于濃度為0.1%時的失質(zhì)量率，因此，檸檬酸濃度為0.7%時保鮮效果較好。

2.2.2 不同濃度檸檬酸對鮮切馬鈴薯PPO活性的影響 由圖4可知，經(jīng)過不同濃度的檸檬酸處理后，在貯藏7 d內(nèi)，各處理PPO活性表現(xiàn)出不同的變化趨勢，有一定的波動性，貯藏時間和檸檬酸濃度均對PPO活性有明顯的影響。PPO被普遍認(rèn)為是引起鮮切果蔬中酶促褐變的主要酶類，PPO能氧化多酚類物質(zhì)形成醌類，醌類物質(zhì)再進一步經(jīng)過非酶聚合生成復(fù)雜的黑色素[15]，國外也有很多研究表明，PPO活性是影響鮮切果蔬褐變的主要因素，且酶活性越高，褐變速率可能越快[16]，因此有必要通過涂膜抑制PPO活性。0.7%、0.9% 檸檬酸試驗組在貯藏時間內(nèi)，其PPO活性均呈下降的趨勢，分別從0.82、1.04 U/(g·min)降到0.32、0.38 U/(g·min)，說明高濃度的維生素C對抑制PPO活性有較好的作用。0.7%檸檬酸試驗組的PPO活性明顯低于CK和0.1%、0.3%、0.5%檸檬酸處理組。而CK和0.1%、0.3%、0.5%檸檬酸處理組在貯藏期內(nèi)，其PPO活性均表現(xiàn)為先上升后下降，CK組的PPO活性峰值出現(xiàn)在貯藏3 d時，其他組的PPO活性峰值均出現(xiàn)在貯藏5 d時，低濃度的檸檬酸處理對PPO活性具有一定的抑制作用，但由于濃度較低，效果沒有高濃度好。

由以上結(jié)果可知，當(dāng)檸檬酸濃度為0.7%時，對降低失質(zhì)量率和PPO活性均有較好的作用，因此選定0.7%為檸檬酸的最佳濃度。

2.3 不同濃度氯化鈣對鮮切馬鈴薯品質(zhì)的影響

2.3.1 不同濃度氯化鈣對馬鈴薯失質(zhì)量率的影響 由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，不同氯化鈣濃度處理下鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量率均不斷上升，貯藏1 d和3 d總體失質(zhì)量率明顯低于貯藏5 d和7 d，說明隨著貯藏時間的延長，鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量程度在變大，主要表現(xiàn)為水分的減少。在貯藏1～3 d 時，CK組的失質(zhì)量率接近或低于0.3%、0.4%、0.5%、0.6%氯化鈣試驗組的失質(zhì)量率，說明在鮮切馬鈴薯貯藏初期，氯化鈣濃度≥0.3%對降低失質(zhì)量率并沒有明顯的效果，氯化鈣濃度<0.3%時效果較好。但在貯藏3～7 d時，CK組的失質(zhì)量率加速上升，到貯藏5 d時已經(jīng)達到2.0%，超過所有試驗組，說明未涂膜的馬鈴薯不適合 3 d 以上的貯藏。利用SPSS分析得到，當(dāng)氯化鈣濃度為 0.2% 時，其失質(zhì)量率明顯低于CK、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%氯化鈣處理組，且其平均值最低，說明在貯藏的 7 d 內(nèi)，氯化鈣濃度為0.2%時對減緩馬鈴薯失質(zhì)量率上升的效果最明顯。

2.3.2 不同濃度氯化鈣對鮮切馬鈴薯PPO活性的影響 由圖6可知，不同氯化鈣濃度下鮮切馬鈴薯的PPO活性變化趨勢較一致，氯化鈣濃度和貯藏時間對PPO活性有明顯的影響，說明隨著貯藏時間的增加，PPO活性發(fā)生了較為明顯的變化。在貯藏1 d時，不同氯化鈣濃度處理下的PPO活性已經(jīng)出現(xiàn)區(qū)別，且在整個貯藏過程中PPO活性均表現(xiàn)為先上升后下降，原因可能與“2.1.2”節(jié)一樣，在初期馬鈴薯鮮切組織遭到破壞，機體受損，馬鈴薯使PPO活性增強，隨著時間的增加，PPO活性受各種因素的影響逐漸減弱，僅當(dāng)氯化鈣濃度為0.1%時PPO活性在貯藏5 d達到峰值，其他處理均是在貯藏3 d時達到峰值。氯化鈣在馬鈴薯保鮮過程中起到的作用主要是防止切片軟化，它對PPO活性的影響并不明顯；PPO活性波動性較大，僅從平均值可以得出，當(dāng)氯化鈣濃度為0.1%時，PPO活性最低，為1.01 U/(g·min)。

由以上結(jié)果可知，當(dāng)氯化鈣濃度為0.2%時，對降低失質(zhì)量率的效果較好，當(dāng)氯化鈣濃度為0.1%時，對抑制PPO活性的效果較好，因此，選擇0.1%、0.2%氯化鈣進行下一步試驗。

2.4 復(fù)合涂膜劑的篩選

2.4.1 正交試驗 在上述研究中確定了每種涂膜劑的最佳濃度值或范圍，但單一涂膜劑的效果相對較差，因此有必要探索效果較好的幾種涂膜劑組合的涂膜效果，維生素C和檸檬酸都是抗氧化劑，兩者結(jié)合使用能達到較好的抗氧化效果，可以防止褐變；氯化鈣能較好地防止馬鈴薯切片軟化，維持較好的硬度和脆度。因此，根據(jù)單因素試驗結(jié)果，設(shè)計3因素3水平正交試驗，并采用綜合評分法[17]對結(jié)果進行分析，得到最佳復(fù)合涂膜劑配比。分別以維生素C(A)、檸檬酸(B)、氯化鈣(C)這3種試劑的最佳濃度或濃度范圍為依據(jù)，設(shè)計3個不同的水平，根據(jù)正交表設(shè)計L9(33)正交設(shè)計方案，在確定最佳濃度后，本試驗增加測量褐變度這一指標(biāo)，增強試驗的說服力，以期得到最佳的濃度配比，找出最佳鮮切馬鈴薯保鮮的涂膜劑濃度。由于要比較貯藏時間內(nèi)鮮切馬鈴薯的質(zhì)量，本試驗選取貯藏7 d時的測量數(shù)據(jù)作為正交試驗的數(shù)據(jù)。正交試驗的具體因素水平見表1。

表1 正交試驗的因素水平

各處理均選用貯藏7 d時的數(shù)據(jù)進行分析，但由于失質(zhì)量率、PPO活性以及褐變度3個指標(biāo)無法統(tǒng)一分析數(shù)據(jù)，因此在數(shù)據(jù)處理時本試驗將3個指標(biāo)轉(zhuǎn)換成它們的隸屬度，用隸屬度來表示分?jǐn)?shù)，指標(biāo)最大值的隸屬度為1，指標(biāo)最小值的隸屬度為0，因此0≤指標(biāo)隸屬度≤1。隸屬度的計算方法：指標(biāo)隸屬度=(指標(biāo)值-指標(biāo)最小值)/(指標(biāo)最大值-指標(biāo)最小值)。

為了便于綜合評價鮮切馬鈴薯的保鮮效果，根據(jù)實際情況，分別對以上所述3個指標(biāo)賦予相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，進行加權(quán)平均計算，獲得綜合評分值X，加權(quán)計算方法為X=0.25×失質(zhì)量率+0.25×PPO活性+0.50×褐變度。

2.4.2 最佳試驗方案 由表2可知，3個因素對鮮切馬鈴薯保鮮效果的影響表現(xiàn)為A>B>C，即維生素C濃度>檸檬酸濃度>氯化鈣濃度，正交試驗得出的最佳方案為A3B1C2，即0.25%維生素C+0.6%檸檬酸+0.15%氯化鈣對鮮切馬鈴薯的保鮮效果最好。

表2 正交試驗結(jié)果

3 結(jié)論

本試驗先對3個涂膜劑(維生素C、檸檬酸、氯化鈣)進行單因素試驗，以失質(zhì)量率和PPO活性為指標(biāo)得到最佳濃度或濃度范圍，新鮮馬鈴薯切片后極易發(fā)生褐變，主要是由于切割破壞了組織細胞的完整性，使得分布在細胞液泡內(nèi)的多酚類物質(zhì)與細胞質(zhì)內(nèi)的多酚氧化酶等相接觸，發(fā)生酶促褐變反應(yīng)；此外馬鈴薯切片在儲藏過程中還會發(fā)生切片軟化、水分和營養(yǎng)物質(zhì)流失等現(xiàn)象，因此，PPO活性和失質(zhì)量率的測定十分重要，能反映出馬鈴薯的品質(zhì)。

本試驗結(jié)果表明，在不同維生素C濃度下，0.20%、0.25% 這2個濃度對降低鮮切馬鈴薯失質(zhì)量率的效果較好，而鮮切馬鈴薯的PPO活性波動較大，當(dāng)維生素C濃度為0.15%時PPO的活性整體最低。在不同檸檬酸濃度下，0.7%檸檬酸對降低鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量率和PPO活性有相對較好的作用。不同氯化鈣濃度下，由于氯化鈣主要在保脆保水方面有較好的作用，因此，當(dāng)氯化鈣濃度為 0.2%時鮮切馬鈴薯的失質(zhì)量率最低，而它對鮮切馬鈴薯PPO活性的影響并不明顯，當(dāng)氯化鈣濃度為0.1%時，PPO活性的平均值最低。最后利用正交試驗的綜合評分法對復(fù)合涂膜劑進行優(yōu)化，增加褐變度指標(biāo)以增強試驗的可靠性，得到最優(yōu)復(fù)合涂膜劑配方為0.25%維生素C+0.6%檸檬酸+0.15%氯化鈣。