廖 杰,廖偉先,王寶玲
(1.浙江華才檢測技術(shù)有限公司,浙江 紹興 311800;2.浙江工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 310014)
糯山藥為1年生纏繞藤本植物,是浙江省溫州文成的特色高山蔬菜,其食用口感如同糯米飯,甘甜清爽,軟糯適中。糯山藥富含淀粉、蛋白質(zhì)、多糖、礦物質(zhì)、皂苷和維生素等物質(zhì),具有延緩衰老、固腸止瀉、防治糖尿病和抗癌等功效[1-2]。糯山藥體型巨大,難以一次性食用完畢,分切后極易發(fā)生褐變、受微生物污染及腐爛,嚴(yán)重影響其品質(zhì),從而嚴(yán)重降低鮮切山藥的食用和商用價值[3]。因此,探索鮮切山藥的最佳貯藏方式有益于進一步提高糯山藥的商業(yè)價值。
貯藏溫度對鮮切山藥的貯藏有顯著影響,趙梅[4]研究了0~10 ℃貯藏對鮮切山藥品質(zhì)的影響,得出適宜貯藏溫度為0~4 ℃,添加保鮮、護色劑能顯著提高鮮切山藥的品質(zhì)。王梅等[5]采用大蒜素能延長鮮切山藥保鮮期達(dá)9 d。鄭麗萍等[6]發(fā)現(xiàn)茶多酚、殼聚糖和檸檬酸復(fù)合保鮮劑能有效減緩山藥品質(zhì)的衰減。胡婷等[7]研究發(fā)現(xiàn)檸檬酸、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉等可作為護色劑,有效防止佛手山藥在加工中的褐變。這類護色、保鮮劑主要通過抑制山藥中的多種酶活性來維持山藥的色澤和硬度[8-11]。山藥的彈性、黏性和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)與淀粉含量正相關(guān)[12-13]。護色處理與冷凍處理相結(jié)合能有效提升糯山藥在長時間貯藏后的品質(zhì),但是鮮切山藥依然不能長時間保藏。為保持糯山藥的最佳貯藏品質(zhì),筆者探究了短期貯藏10 d和長期貯藏100 d條件下糯山藥的最優(yōu)預(yù)處理方式,比較鮮切和直接蒸煮2種不同前處理工藝對糯山藥經(jīng)歷長時間貯藏后口感品質(zhì)的影響。殺菌真空包裝后在25 ℃和-18 ℃下分別貯藏10 d和100 d,復(fù)熟后測定其質(zhì)構(gòu)、褐變度、直鏈淀粉和支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)并進行感官品質(zhì)評價,分析糯山藥綜合品質(zhì)的變化規(guī)律。研究為浙江溫州鮮切糯山藥產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的數(shù)據(jù)參考。
新鮮糯山藥,浙江山哥哥農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司;氫氧化鈣,華東醫(yī)藥股份有限公司器材化劑分公司;無水乙醇,安徽安特食品股份有限公司;氫氧化鉀、氫氧化鈉、碘化鉀、濃鹽酸,西隴科學(xué)股份有限公司;正丁醇、異戊醇,華東醫(yī)藥股份有限公司器材化劑分公司;碘,Sigma公司;支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品、直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品,上海源葉生物科技有限公司;支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品、直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品為食品級,其余試劑均為分析純。
TA.XT Plus物性測試儀,英國Stable Micro System公司;HH-6恒溫水浴鍋,江蘇國華電器有限公司;MDF-U3386S超低溫冰箱,上海松下健康醫(yī)療器械有限公司;UV-265雙光束紫外可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;AY220電子天平,日本Shimadzu公司;TGL-16臺式高速冷凍離心機,湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;DELTA 320 pH計,梅特勒-托利多儀器有限公司;DGG-9070AD型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海森信實驗儀器有限公司;RE-2000A真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海研承儀器有限公司;FSJ-A03D1粉碎機,小熊電器股份有限公司。
選取無病蟲害,無機械傷,大小均勻的糯山藥,經(jīng)鮮切及預(yù)蒸煮處理后分別在25 ℃和-18 ℃溫度下貯藏。
鮮切[14]:去皮→浸入0.5%抗壞血酸護色液→切成大小相同的塊狀→浸入0.5%抗壞血酸護色液→燙漂(95 ℃,3 min)→冷卻(5 min)→浸入0.5%抗壞血酸護色液(20 min)→瀝干→熱燙殺菌→真空包裝。
蒸熟[15]:去皮→浸入0.5%抗壞血酸護色液→切成大小相同的塊狀→浸入0.5%抗壞血酸護色液→燙漂(95 ℃,3 min)→冷卻(5 min)→浸入0.5%抗壞血酸護色液(20 min)→瀝干→蒸煮(7 min)→常溫冷卻(10 min)→熱燙殺菌→真空包裝。
復(fù)熟:鮮切樣品結(jié)束貯藏后,進行蒸熟處理[15],冷卻后進行后續(xù)實驗。
主要測定指標(biāo)為硬度、彈性、咀嚼性和黏性,采用質(zhì)構(gòu)分析儀進行TPA質(zhì)構(gòu)分析,具體的測試參數(shù)選取如下:P6圓柱形探頭,測前、測試和測后速度均為1 mm/s,感應(yīng)力為3g,每個樣品平行測定8次取平均值。
采用消光值法測定山藥的褐變度。在4 ℃溫度下,將2 g山藥樣品研磨至勻漿狀態(tài),隨后加入蒸餾水,配比為m(樣品)∶m(蒸餾水)=1∶10,以4 000 r/min進行離心處理,取上清液在25 ℃條件下保溫5 min,然后在410 nm波長下測定其吸光值,結(jié)果記為A410。
2.4.1 提取糯山藥淀粉
參照文獻(xiàn)[16-17]的方法,以石灰水為浸泡劑,采用稀堿法從糯山藥中提取淀粉。取上述貯藏前后的山藥樣品,經(jīng)過烘干處理后粉碎、過篩,得到糯山藥粉,用pH為8的氫氧化鈣溶液浸泡2 h,配比為m(樣品)∶V(氫氧化鈣溶液)=1 g∶7 mL,重復(fù)操作4次,用90%乙醇繼續(xù)浸泡上述所得沉淀2 h后,再將其進行烘干處理。
2.4.2 分離直鏈淀粉與支鏈淀粉
采用正丁醇反復(fù)結(jié)晶法進行直鏈淀粉與支鏈淀粉的分離處理。步驟如下:稱取10 g淀粉放入500 mL的燒杯中,用少量無水乙醇和蒸餾水將其潤濕后,加入0.5 mol/L的氫氧化鈉溶液350 mL,在沸水浴中攪拌20~30 min至完全分散,冷卻,4 000 r/min離心20 min,棄去沉淀,用2 mol/L的鹽酸將pH調(diào)節(jié)至中性,加入100 mL正丁醇-異戊醇,配比為V(鹽酸)∶V(正丁醇-異戊醇)=3∶1,將混合液繼續(xù)在沸水浴中加熱攪拌,直至溶液呈透明狀后,冷卻至室溫,然后在4 ℃冰箱中靜置1 d,4 000 r/min離心20 min,所得上清液為粗支鏈淀粉溶液,沉淀為粗直鏈淀粉。
2.4.3 直鏈淀粉與支鏈淀粉的純化
直鏈淀粉的純化:將240 mL的正丁醇-水溶液(V(正丁醇-水溶液)∶V(直鏈淀粉)=1∶8)加入粗直鏈淀粉中,沸水浴加熱攪拌,使粗直鏈淀粉溶解直至呈透明狀,冷卻,放入4 ℃冰箱中靜置1 d后取出,4 000 r/min離心20 min,以上操作重復(fù)進行5次,然后用無水乙醇洗滌上述操作所收集到的沉淀5~6次,烘干箱內(nèi)45 ℃下干燥樣品,得直鏈淀粉樣品。
支鏈淀粉的純化:將20 mL正丁醇加入分離所得的上清液中,沸水浴加熱并攪拌,直至溶液呈分散透明狀態(tài),取出后冷卻至室溫,放入4 ℃冰箱中靜置1 d后取出,4 000 r/min離心20 min,棄去沉淀。以上操作重復(fù)進行5次,然后將無水乙醇加入到所得的上清液中,配比為V(上清液)∶V(無水乙醇)=1∶2,用無水乙醇洗滌沉淀5~6次,繼續(xù)用45 ℃烘干箱干燥沉淀,得支鏈淀粉樣品。
2.4.4 配制淀粉標(biāo)準(zhǔn)液
分別準(zhǔn)確稱取0.1 g支鏈淀粉和直鏈淀粉,放入容量為100 mL的燒杯中,加入10 mL濃度為1 mol/L的氫氧化鉀溶液,80 ℃水浴加熱15 min并充分?jǐn)嚢?然后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶,用蒸餾水定容,即得支鏈淀粉和直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)液。
2.4.5 直鏈淀粉與支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定
直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定:分別取0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mL直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)液放入100 mL燒杯中,加入25 mL蒸餾水,用濃度為0.1 mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至3.0,加入0.5 mL碘試劑,定容至50 mL后靜置30 min。
支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定:分別取2.0,3.0,4.0,5.0,6.0 mL支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)液于100 mL燒杯中,加入蒸餾水25 mL,用濃度為0.1 mol/L的鹽酸溶液調(diào)pH至3.0,加入0.5 mL碘試劑,定容至50 mL后靜置30 min。
2.4.6 波長確定及繪制雙波長標(biāo)準(zhǔn)曲線
根據(jù)直鏈淀粉與支鏈淀粉與碘試劑作用后顯色不同的原理,用這2種淀粉的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別與碘反應(yīng),直鏈淀粉與碘作用呈現(xiàn)純藍(lán)色,支鏈淀粉與碘作用呈現(xiàn)紫紅色。用紫外可見分光光度計分別對兩種溶液進行全波長掃描,根據(jù)掃描圖譜即可確定直鏈淀粉與支鏈淀粉各自的測定波長和參比波長。
直鏈、支鏈淀粉雙波長標(biāo)準(zhǔn)曲線:使用紫外可見分光光度計在測定波長、參比波長下分別測定吸光值,以直鏈淀粉摩爾濃度/支鏈淀粉摩爾濃度為橫坐標(biāo),以吸光值的差值為縱坐標(biāo)即可得到各自的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
2.4.7 直鏈淀粉、支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定[17]
稱取0.1 g淀粉,取濃度為1 mol/L的氫氧化鉀溶液10 mL于100 mL燒杯中,放入80 ℃水浴中加熱10 min并且充分?jǐn)嚢?然后轉(zhuǎn)移到50 mL的容量瓶中,用蒸餾水定容搖勻后靜置。取3 mL上清液于100 mL燒杯中,加入蒸餾水25 mL,用濃度為0.1 mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至3.0,加入0.5 mL碘試劑后轉(zhuǎn)移溶液至50 mL容量瓶中,用蒸餾水定容搖勻后靜置。以直鏈淀粉為標(biāo)準(zhǔn)品,以不加標(biāo)準(zhǔn)品溶液的試劑為空白對照,在波長600 nm,參比波長540 nm下測定吸光值,以直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo),吸光值差值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到直鏈淀粉的線性回歸方程為
y=0.050 3x-0.005 1
(1)
R2=0.984 8
(2)
在波長570 nm,參比波長670 nm下測定吸光值,以支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo),吸光值差值為縱坐標(biāo),得到支鏈淀粉的線性回歸方程為
y=0.016x+0.002 2
(3)
R2=0.998 8
(4)
挑選7名食品專業(yè)品評員組成感官評定小組,根據(jù)糯山藥的形態(tài)、組織、色澤、滋味和口感等感官指標(biāo)進行綜合評價,感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 感官評定標(biāo)準(zhǔn)
3.1.1 硬 度
新鮮糯山藥塊蒸熟后的硬度為748.021 N,與新鮮糯山藥塊相比,不同處理方式下糯山藥塊的硬度均有不同程度下降,結(jié)果見圖1。
圖1 不同處理方式對糯山藥硬度的影響
由圖1可知:短期貯藏10 d時,常溫保存下鮮切和蒸熟處理的糯山藥硬度下降不明顯,蒸煮過的山藥硬度下降較多。其原因可能是蒸熟熱處理使細(xì)胞破裂或者水分散失較多,致使冷凍處理時在糯山藥細(xì)胞間隙內(nèi)形成的冰晶更大[18],或者在細(xì)胞內(nèi)也形成冰晶。而冷凍貯藏時間增加到100 d時,在-18 ℃下冷凍的鮮切糯山藥塊與蒸熟糯山藥塊硬度均明顯下降,由于長時間處于超低溫致環(huán)境,山藥細(xì)胞和纖維受到冰晶的損害,組織內(nèi)部發(fā)生了生化反應(yīng),組織結(jié)構(gòu)及持水能力降低。生切糯山藥塊的硬度由貯藏10 d時的649.898 N下降為297.213 N。這可能是因糯山藥細(xì)胞中膠體溶液在低溫速凍處理下會發(fā)生不可逆脫水,滲透性發(fā)生改變使水分不能被完全吸收,使糯山藥塊硬度大大下降。作蒸熟處理后貯藏100 d的山藥塊硬度最低,為101.65 N,原因可能是在低溫速凍和蒸熟的雙重處理下,隨著貯藏天數(shù)的增加,糯山藥塊質(zhì)構(gòu)特性一在定程度被破壞,也不排除冷害的影響。
3.1.2 彈 性
不同處理方式下各組糯山藥塊的彈性變化見圖2。由圖2可知:與新鮮糯山藥塊相比,在短期貯藏10 d內(nèi),常溫貯藏的2組糯山藥塊和低溫冷凍貯藏的鮮切糯山藥塊硬度均沒有明顯變化,原因可能是糯山藥組織細(xì)胞得到保護,受到的損害較小。冷凍貯藏的蒸熟糯山藥塊解凍后回蒸,其彈性顯著降低。隨著貯藏時間延長至100 d,低溫冷藏條件下各組糯山藥塊的彈性均沒有發(fā)生明顯變化,可見在貯藏過程中,蒸熟處理和低溫貯藏對山藥的彈性影響較小。
圖2 不同處理方式對糯山藥的彈性的影響
3.1.3 咀 嚼 度
不同處理方式下糯山藥的咀嚼性見圖3。
圖3 不同處理方式對糯山藥的咀嚼度的影響
由圖3可知:在10 d的短期貯藏期內(nèi),常溫保存的2組糯山藥塊及低溫保存的生切糯山藥塊,其咀嚼性下降程度較小,而作蒸熟處理后進行低溫保存的糯山藥咀嚼性下降較多。其原因可能是蒸熟處理使其硬度降低[13],導(dǎo)致咀嚼性下降。與鮮切糯山藥塊相比較,隨著冷凍貯藏時間的增加(100 d),在-18 ℃下冷凍的鮮切糯山藥塊和作蒸熟處理的糯山藥塊咀嚼性均明顯下降。相較于10 d時,100 d生切糯山藥塊的咀嚼性下降顯著,其中鮮切山藥塊較預(yù)蒸煮山藥塊咀嚼性下降較多,而作蒸熟處理后貯藏的糯山藥塊硬度沒有顯著變化。隨著貯藏時間的延長,在低溫冷藏條件下,山藥硬度和咀嚼性大大下降,可能是由于山藥內(nèi)部出現(xiàn)重結(jié)晶,細(xì)胞組織被損壞,其質(zhì)構(gòu)特性被嚴(yán)重破壞,也可能是受冷害和解凍方式的影響[19]。
3.1.4 黏 性
不同處理方式對糯山藥黏性的影響見圖4。
圖4 不同處理方式對糯山藥的黏性的影響
由圖4可知:隨著貯藏時間的增加,糯山藥塊的黏性呈下降趨勢。短期貯藏10 d后,與新鮮糯山藥塊相比,常溫和冷凍貯藏下的鮮切糯山藥塊黏性均沒有顯著變化,而作蒸熟處理的2組糯山藥塊黏性均明顯下降。冷凍條件下蒸熟糯山藥塊的黏性也明顯低于常溫條件下貯藏的蒸熟糯山藥塊,說明預(yù)蒸熟處理會使糯山藥塊的黏性下降。其原因可能是:在蒸熟處理中,隨著溫度升高,聚合物分子熱運動加劇,氫鍵發(fā)生斷裂,使凝膠的流動活化能降低,山藥塊黏度下降[20]。此外,低溫冷藏破壞了山藥的凝膠結(jié)構(gòu)[21],也會致使糯山藥塊黏性下降。
隨著冷凍貯藏時間的延長,鮮切糯山藥塊的黏性呈明顯下降趨勢,而作蒸熟處理的糯山藥塊的黏性呈先下降后略有上升趨勢。同一時間點測得的鮮切與蒸熟糯山藥塊的黏度也有顯著差別,低溫冷藏下的蒸熟糯山藥塊黏性明顯低于鮮切糯山藥塊,可能與隨著貯藏時間的延長,蒸熟糯山藥塊中的支鏈淀粉轉(zhuǎn)化為直鏈淀粉有關(guān)。
糯山藥貯藏過程中極易發(fā)生酶促褐變,其主要原因一般為在多酚氧化酶作用下產(chǎn)生的醌類物質(zhì)經(jīng)過氧化-聚合形成黑色素。褐變度是評價山藥品質(zhì)的一個重要指標(biāo),不同處理方式下糯山藥的褐變度見圖5,短期貯藏10 d后各組糯山藥的褐變度均有明顯上升。
圖5 不同處理方式對糯山藥的褐變度的影響
由圖5可知:貯藏10 d后,鮮切組糯山藥褐變度有明顯上升,常溫條件下貯藏的鮮切糯山藥褐變度明顯高于低溫冷凍條件下貯藏的糯山藥。冷藏條件下,低溫可抑制過氧化物酶[12]和多酚氧化酶[13]的增加,有效減緩糯山藥的褐變速度。作蒸熟處理的糯山藥組褐變程度較嚴(yán)重,顏色明顯偏黃,光澤度差??赡苁怯捎谡羰焯幚斫档土伺瓷剿幍目寡趸钚?導(dǎo)致糯山藥中總酚和黃酮減少[22-25],還原力降低,褐變加速。
隨著低溫冷凍貯藏時間的延長,100 d時鮮切組糯山藥和褐變度增加較為緩慢,作蒸熟處理的糯山藥組100 d時相較于10 d時褐變度有明顯降低。原因可能是貯藏10 d時,糯山藥的褐變度顯著上升,此時樣品的形態(tài)和組織已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重變質(zhì),長期貯藏后黑色物質(zhì)緩慢分解。
不同處理方式下糯山藥的感官評分見圖6。
圖6 不同處理方式下糯山藥的感官評分
由圖6可知:短期貯藏10 d、保存在-18 ℃下的鮮切糯山藥蒸熟后的形態(tài)、口感和氣味得分最高,其質(zhì)構(gòu)明顯優(yōu)于常溫貯藏的鮮切糯山藥;與同樣在-18 ℃溫度下貯藏、作預(yù)蒸熟處理的糯山藥相比較,其色澤,口感和氣味也較好。低溫貯藏下的鮮切糯山藥外形完整,沒有收縮和變形,有較強的香味,口感松軟,組織較細(xì)密,其硬度、黏性、彈性和咀嚼度都得到較好的保護,與2.1中質(zhì)構(gòu)測定的結(jié)果相符;其色澤呈現(xiàn)較好的白色,沒有發(fā)生明顯的褐變,與2.2中的褐變度測定結(jié)果相符。
鮮切糯山藥在冷凍貯藏條件下貯藏100 d后,相較于貯藏10 d時,其口感和氣味品質(zhì)都稍有下降,香味較強并有輕微異味,口感松軟但不粘牙,組織較為細(xì)密,硬度、咀嚼度和黏度都有不同程度的降低,與2.1中的測定結(jié)果相符。貯藏到100 d時鮮切糯山藥的褐變度有輕微增加,雖然呈現(xiàn)較好的白色,但光澤度不明顯。
各組糯山藥中的淀粉質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表2,測定方式見2.4.7。
表2 各組糯山藥中的淀粉情況
一般情況下,植物中的淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及直鏈淀粉和支鏈淀粉的占比對其品質(zhì)和加工特性都有著重要影響[26]。由表2可知不同的處理對糯山藥的直鏈淀粉和支鏈淀粉有顯著影響(p<0.05)。在短期貯藏10 d時,與新鮮糯山藥相比,幾乎每組糯山藥中直鏈淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在增加,支鏈淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在下降;鮮切組糯山藥的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于熟糯山藥組,支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于熟糯山藥組。在預(yù)蒸熟處理下,支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降,直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。直鏈淀粉增加導(dǎo)致糯山藥的黏度增大,糯山藥食用品質(zhì)下降,口感也較差。在長期貯藏100 d后,糯山藥的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)也增加,100 d時熟糯山藥組的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)也高于生切糯山藥組,其原因可能是隨著貯藏時間的延長淀粉水解,蒸熟處理能減少淀粉的損失。
探討了鮮切及預(yù)蒸煮的糯山藥貯藏品質(zhì)的變化,在短期貯藏10 d情況下,在常溫25 ℃和低溫-18 ℃的貯藏條件下,鮮切糯山藥的褐變度、黏性、咀嚼性和感官得分均優(yōu)于預(yù)蒸煮山藥,經(jīng)過預(yù)蒸煮的糯山藥支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于鮮切糯山藥。在長期貯藏100 d情況下,常溫貯藏的糯山藥已腐爛,在-18 ℃貯藏下,鮮切山藥塊的硬度、咀嚼性、黏性和感官得分均優(yōu)于預(yù)蒸煮山藥,褐變度較低,鮮切糯山藥的支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于預(yù)蒸煮糯山藥。因此,不論是短期貯藏10 d還是長期貯藏100 d,鮮切處理并在-18 ℃條件下貯藏的糯山藥綜合品質(zhì)最優(yōu)。