廖 杰,廖伟先,王宝玲

(1.浙江华才检测技术有限公司,浙江 绍兴 311800;2.浙江工业大学 食品科学与工程学院,浙江 杭州 310014)

糯山药为1年生缠绕藤本植物,是浙江省温州文成的特色高山蔬菜,其食用口感如同糯米饭,甘甜清爽,软糯适中。糯山药富含淀粉、蛋白质、多糖、矿物质、皂苷和维生素等物质,具有延缓衰老、固肠止泻、防治糖尿病和抗癌等功效[1-2]。糯山药体型巨大,难以一次性食用完毕,分切后极易发生褐变、受微生物污染及腐烂,严重影响其品质,从而严重降低鲜切山药的食用和商用价值[3]。因此,探索鲜切山药的最佳贮藏方式有益于进一步提高糯山药的商业价值。

贮藏温度对鲜切山药的贮藏有显著影响,赵梅[4]研究了0～10 ℃贮藏对鲜切山药品质的影响,得出适宜贮藏温度为0～4 ℃,添加保鲜、护色剂能显著提高鲜切山药的品质。王梅等[5]采用大蒜素能延长鲜切山药保鲜期达9 d。郑丽萍等[6]发现茶多酚、壳聚糖和柠檬酸复合保鲜剂能有效减缓山药品质的衰减。胡婷等[7]研究发现柠檬酸、氯化钙和D-异抗坏血酸钠等可作为护色剂,有效防止佛手山药在加工中的褐变。这类护色、保鲜剂主要通过抑制山药中的多种酶活性来维持山药的色泽和硬度[8-11]。山药的弹性、黏性和质构品质与淀粉含量正相关[12-13]。护色处理与冷冻处理相结合能有效提升糯山药在长时间贮藏后的品质,但是鲜切山药依然不能长时间保藏。为保持糯山药的最佳贮藏品质,笔者探究了短期贮藏10 d和长期贮藏100 d条件下糯山药的最优预处理方式,比较鲜切和直接蒸煮2种不同前处理工艺对糯山药经历长时间贮藏后口感品质的影响。杀菌真空包装后在25 ℃和-18 ℃下分别贮藏10 d和100 d,复熟后测定其质构、褐变度、直链淀粉和支链淀粉质量分数并进行感官品质评价,分析糯山药综合品质的变化规律。研究为浙江温州鲜切糯山药产品的开发提供一定的数据参考。

1 材 料

1.1 材料与试剂

新鲜糯山药,浙江山哥哥农业开发有限公司;氢氧化钙,华东医药股份有限公司器材化剂分公司;无水乙醇,安徽安特食品股份有限公司;氢氧化钾、氢氧化钠、碘化钾、浓盐酸,西陇科学股份有限公司;正丁醇、异戊醇,华东医药股份有限公司器材化剂分公司;碘,Sigma公司;支链淀粉标准品、直链淀粉标准品,上海源叶生物科技有限公司;支链淀粉标准品、直链淀粉标准品为食品级,其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TA.XT Plus物性测试仪,英国Stable Micro System公司;HH-6恒温水浴锅,江苏国华电器有限公司;MDF-U3386S超低温冰箱,上海松下健康医疗器械有限公司;UV-265双光束紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;AY220电子天平,日本Shimadzu公司;TGL-16台式高速冷冻离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;DELTA 320 pH计,梅特勒-托利多仪器有限公司;DGG-9070AD型电热恒温鼓风干燥箱,上海森信实验仪器有限公司;RE-2000A真空旋转蒸发仪,上海研承仪器有限公司;FSJ-A03D1粉碎机,小熊电器股份有限公司。

2 方 法

2.1 样品预处理

选取无病虫害,无机械伤,大小均匀的糯山药,经鲜切及预蒸煮处理后分别在25 ℃和-18 ℃温度下贮藏。

鲜切[14]:去皮→浸入0.5%抗坏血酸护色液→切成大小相同的块状→浸入0.5%抗坏血酸护色液→烫漂(95 ℃,3 min)→冷却(5 min)→浸入0.5%抗坏血酸护色液(20 min)→沥干→热烫杀菌→真空包装。

蒸熟[15]:去皮→浸入0.5%抗坏血酸护色液→切成大小相同的块状→浸入0.5%抗坏血酸护色液→烫漂(95 ℃,3 min)→冷却(5 min)→浸入0.5%抗坏血酸护色液(20 min)→沥干→蒸煮(7 min)→常温冷却(10 min)→热烫杀菌→真空包装。

复熟:鲜切样品结束贮藏后,进行蒸熟处理[15],冷却后进行后续实验。

2.2 质构测定

主要测定指标为硬度、弹性、咀嚼性和黏性,采用质构分析仪进行TPA质构分析,具体的测试参数选取如下:P6圆柱形探头,测前、测试和测后速度均为1 mm/s,感应力为3g,每个样品平行测定8次取平均值。

2.3 褐变度测定

采用消光值法测定山药的褐变度。在4 ℃温度下,将2 g山药样品研磨至匀浆状态,随后加入蒸馏水,配比为m(样品)∶m(蒸馏水)=1∶10,以4 000 r/min进行离心处理,取上清液在25 ℃条件下保温5 min,然后在410 nm波长下测定其吸光值,结果记为A410。

2.4 双波长分光光度法测定直链与支链淀粉质量分数

2.4.1 提取糯山药淀粉

参照文献[16-17]的方法,以石灰水为浸泡剂,采用稀碱法从糯山药中提取淀粉。取上述贮藏前后的山药样品,经过烘干处理后粉碎、过筛,得到糯山药粉,用pH为8的氢氧化钙溶液浸泡2 h,配比为m(样品)∶V(氢氧化钙溶液)=1 g∶7 mL,重复操作4次,用90%乙醇继续浸泡上述所得沉淀2 h后,再将其进行烘干处理。

2.4.2 分离直链淀粉与支链淀粉

采用正丁醇反复结晶法进行直链淀粉与支链淀粉的分离处理。步骤如下:称取10 g淀粉放入500 mL的烧杯中,用少量无水乙醇和蒸馏水将其润湿后,加入0.5 mol/L的氢氧化钠溶液350 mL,在沸水浴中搅拌20～30 min至完全分散,冷却,4 000 r/min离心20 min,弃去沉淀,用2 mol/L的盐酸将pH调节至中性,加入100 mL正丁醇-异戊醇,配比为V(盐酸)∶V(正丁醇-异戊醇)=3∶1,将混合液继续在沸水浴中加热搅拌,直至溶液呈透明状后,冷却至室温,然后在4 ℃冰箱中静置1 d,4 000 r/min离心20 min,所得上清液为粗支链淀粉溶液,沉淀为粗直链淀粉。

2.4.3 直链淀粉与支链淀粉的纯化

直链淀粉的纯化:将240 mL的正丁醇-水溶液(V(正丁醇-水溶液)∶V(直链淀粉)=1∶8)加入粗直链淀粉中,沸水浴加热搅拌,使粗直链淀粉溶解直至呈透明状,冷却,放入4 ℃冰箱中静置1 d后取出,4 000 r/min离心20 min,以上操作重复进行5次,然后用无水乙醇洗涤上述操作所收集到的沉淀5～6次,烘干箱内45 ℃下干燥样品,得直链淀粉样品。

支链淀粉的纯化:将20 mL正丁醇加入分离所得的上清液中,沸水浴加热并搅拌,直至溶液呈分散透明状态,取出后冷却至室温,放入4 ℃冰箱中静置1 d后取出,4 000 r/min离心20 min,弃去沉淀。以上操作重复进行5次,然后将无水乙醇加入到所得的上清液中,配比为V(上清液)∶V(无水乙醇)=1∶2,用无水乙醇洗涤沉淀5～6次,继续用45 ℃烘干箱干燥沉淀,得支链淀粉样品。

2.4.4 配制淀粉标准液

分别准确称取0.1 g支链淀粉和直链淀粉,放入容量为100 mL的烧杯中,加入10 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钾溶液,80 ℃水浴加热15 min并充分搅拌,然后转移至50 mL容量瓶,用蒸馏水定容,即得支链淀粉和直链淀粉标准液。

2.4.5 直链淀粉与支链淀粉标准曲线的测定

直链淀粉标准曲线的测定:分别取0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mL直链淀粉标准液放入100 mL烧杯中,加入25 mL蒸馏水,用浓度为0.1 mol/L的盐酸溶液调节pH至3.0,加入0.5 mL碘试剂,定容至50 mL后静置30 min。

支链淀粉标准曲线的测定:分别取2.0,3.0,4.0,5.0,6.0 mL支链淀粉标准液于100 mL烧杯中,加入蒸馏水25 mL,用浓度为0.1 mol/L的盐酸溶液调pH至3.0,加入0.5 mL碘试剂,定容至50 mL后静置30 min。

2.4.6 波长确定及绘制双波长标准曲线

根据直链淀粉与支链淀粉与碘试剂作用后显色不同的原理,用这2种淀粉的标准溶液分别与碘反应,直链淀粉与碘作用呈现纯蓝色,支链淀粉与碘作用呈现紫红色。用紫外可见分光光度计分别对两种溶液进行全波长扫描,根据扫描图谱即可确定直链淀粉与支链淀粉各自的测定波长和参比波长。

直链、支链淀粉双波长标准曲线:使用紫外可见分光光度计在测定波长、参比波长下分别测定吸光值,以直链淀粉摩尔浓度/支链淀粉摩尔浓度为横坐标,以吸光值的差值为纵坐标即可得到各自的标准曲线。

2.4.7 直链淀粉、支链淀粉质量分数的测定[17]

称取0.1 g淀粉,取浓度为1 mol/L的氢氧化钾溶液10 mL于100 mL烧杯中,放入80 ℃水浴中加热10 min并且充分搅拌,然后转移到50 mL的容量瓶中,用蒸馏水定容摇匀后静置。取3 mL上清液于100 mL烧杯中,加入蒸馏水25 mL,用浓度为0.1 mol/L的盐酸溶液调节pH至3.0,加入0.5 mL碘试剂后转移溶液至50 mL容量瓶中,用蒸馏水定容摇匀后静置。以直链淀粉为标准品,以不加标准品溶液的试剂为空白对照,在波长600 nm,参比波长540 nm下测定吸光值,以直链淀粉质量分数为横坐标,吸光值差值为纵坐标,绘制标准曲线,得到直链淀粉的线性回归方程为

y=0.050 3x-0.005 1

(1)

R2=0.984 8

(2)

在波长570 nm,参比波长670 nm下测定吸光值,以支链淀粉质量分数为横坐标,吸光值差值为纵坐标,得到支链淀粉的线性回归方程为

y=0.016x+0.002 2

(3)

R2=0.998 8

(4)

2.5 感官评定

挑选7名食品专业品评员组成感官评定小组,根据糯山药的形态、组织、色泽、滋味和口感等感官指标进行综合评价,感官评定标准见表1。

表1 感官评定标准

3 结果与分析

3.1 保存处理方式对糯山药质构的影响

3.1.1 硬 度

新鲜糯山药块蒸熟后的硬度为748.021 N,与新鲜糯山药块相比,不同处理方式下糯山药块的硬度均有不同程度下降,结果见图1。

图1 不同处理方式对糯山药硬度的影响

由图1可知:短期贮藏10 d时,常温保存下鲜切和蒸熟处理的糯山药硬度下降不明显,蒸煮过的山药硬度下降较多。其原因可能是蒸熟热处理使细胞破裂或者水分散失较多,致使冷冻处理时在糯山药细胞间隙内形成的冰晶更大[18],或者在细胞内也形成冰晶。而冷冻贮藏时间增加到100 d时,在-18 ℃下冷冻的鲜切糯山药块与蒸熟糯山药块硬度均明显下降,由于长时间处于超低温致环境,山药细胞和纤维受到冰晶的损害,组织内部发生了生化反应,组织结构及持水能力降低。生切糯山药块的硬度由贮藏10 d时的649.898 N下降为297.213 N。这可能是因糯山药细胞中胶体溶液在低温速冻处理下会发生不可逆脱水,渗透性发生改变使水分不能被完全吸收,使糯山药块硬度大大下降。作蒸熟处理后贮藏100 d的山药块硬度最低,为101.65 N,原因可能是在低温速冻和蒸熟的双重处理下,随着贮藏天数的增加,糯山药块质构特性一在定程度被破坏,也不排除冷害的影响。

3.1.2 弹 性

不同处理方式下各组糯山药块的弹性变化见图2。由图2可知:与新鲜糯山药块相比,在短期贮藏10 d内,常温贮藏的2组糯山药块和低温冷冻贮藏的鲜切糯山药块硬度均没有明显变化,原因可能是糯山药组织细胞得到保护,受到的损害较小。冷冻贮藏的蒸熟糯山药块解冻后回蒸,其弹性显著降低。随着贮藏时间延长至100 d,低温冷藏条件下各组糯山药块的弹性均没有发生明显变化,可见在贮藏过程中,蒸熟处理和低温贮藏对山药的弹性影响较小。

图2 不同处理方式对糯山药的弹性的影响

3.1.3 咀 嚼 度

不同处理方式下糯山药的咀嚼性见图3。

图3 不同处理方式对糯山药的咀嚼度的影响

由图3可知:在10 d的短期贮藏期内,常温保存的2组糯山药块及低温保存的生切糯山药块,其咀嚼性下降程度较小,而作蒸熟处理后进行低温保存的糯山药咀嚼性下降较多。其原因可能是蒸熟处理使其硬度降低[13],导致咀嚼性下降。与鲜切糯山药块相比较,随着冷冻贮藏时间的增加(100 d),在-18 ℃下冷冻的鲜切糯山药块和作蒸熟处理的糯山药块咀嚼性均明显下降。相较于10 d时,100 d生切糯山药块的咀嚼性下降显著,其中鲜切山药块较预蒸煮山药块咀嚼性下降较多,而作蒸熟处理后贮藏的糯山药块硬度没有显著变化。随着贮藏时间的延长,在低温冷藏条件下,山药硬度和咀嚼性大大下降,可能是由于山药内部出现重结晶,细胞组织被损坏,其质构特性被严重破坏,也可能是受冷害和解冻方式的影响[19]。

3.1.4 黏 性

不同处理方式对糯山药黏性的影响见图4。

图4 不同处理方式对糯山药的黏性的影响

由图4可知:随着贮藏时间的增加,糯山药块的黏性呈下降趋势。短期贮藏10 d后,与新鲜糯山药块相比,常温和冷冻贮藏下的鲜切糯山药块黏性均没有显著变化,而作蒸熟处理的2组糯山药块黏性均明显下降。冷冻条件下蒸熟糯山药块的黏性也明显低于常温条件下贮藏的蒸熟糯山药块,说明预蒸熟处理会使糯山药块的黏性下降。其原因可能是:在蒸熟处理中,随着温度升高,聚合物分子热运动加剧,氢键发生断裂,使凝胶的流动活化能降低,山药块黏度下降[20]。此外,低温冷藏破坏了山药的凝胶结构[21],也会致使糯山药块黏性下降。

随着冷冻贮藏时间的延长,鲜切糯山药块的黏性呈明显下降趋势,而作蒸熟处理的糯山药块的黏性呈先下降后略有上升趋势。同一时间点测得的鲜切与蒸熟糯山药块的黏度也有显著差别,低温冷藏下的蒸熟糯山药块黏性明显低于鲜切糯山药块,可能与随着贮藏时间的延长,蒸熟糯山药块中的支链淀粉转化为直链淀粉有关。

3.2 不同处理方式对糯山药褐变度的影响

糯山药贮藏过程中极易发生酶促褐变,其主要原因一般为在多酚氧化酶作用下产生的醌类物质经过氧化-聚合形成黑色素。褐变度是评价山药品质的一个重要指标,不同处理方式下糯山药的褐变度见图5,短期贮藏10 d后各组糯山药的褐变度均有明显上升。

图5 不同处理方式对糯山药的褐变度的影响

由图5可知:贮藏10 d后,鲜切组糯山药褐变度有明显上升,常温条件下贮藏的鲜切糯山药褐变度明显高于低温冷冻条件下贮藏的糯山药。冷藏条件下,低温可抑制过氧化物酶[12]和多酚氧化酶[13]的增加,有效减缓糯山药的褐变速度。作蒸熟处理的糯山药组褐变程度较严重,颜色明显偏黄,光泽度差。可能是由于蒸熟处理降低了糯山药的抗氧化活性,导致糯山药中总酚和黄酮减少[22-25],还原力降低,褐变加速。

随着低温冷冻贮藏时间的延长,100 d时鲜切组糯山药和褐变度增加较为缓慢,作蒸熟处理的糯山药组100 d时相较于10 d时褐变度有明显降低。原因可能是贮藏10 d时,糯山药的褐变度显著上升,此时样品的形态和组织已经发生严重变质,长期贮藏后黑色物质缓慢分解。

3.3 处理方式对糯山药感官评分的影响

不同处理方式下糯山药的感官评分见图6。

图6 不同处理方式下糯山药的感官评分

由图6可知:短期贮藏10 d、保存在-18 ℃下的鲜切糯山药蒸熟后的形态、口感和气味得分最高,其质构明显优于常温贮藏的鲜切糯山药;与同样在-18 ℃温度下贮藏、作预蒸熟处理的糯山药相比较,其色泽,口感和气味也较好。低温贮藏下的鲜切糯山药外形完整,没有收缩和变形,有较强的香味,口感松软,组织较细密,其硬度、黏性、弹性和咀嚼度都得到较好的保护,与2.1中质构测定的结果相符;其色泽呈现较好的白色,没有发生明显的褐变,与2.2中的褐变度测定结果相符。

鲜切糯山药在冷冻贮藏条件下贮藏100 d后,相较于贮藏10 d时,其口感和气味品质都稍有下降,香味较强并有轻微异味,口感松软但不粘牙,组织较为细密,硬度、咀嚼度和黏度都有不同程度的降低,与2.1中的测定结果相符。贮藏到100 d时鲜切糯山药的褐变度有轻微增加,虽然呈现较好的白色,但光泽度不明显。

3.4 保存处理方式对糯山药中直链淀粉、支链淀粉的影响

各组糯山药中的淀粉质量及质量分数见表2,测定方式见2.4.7。

表2 各组糯山药中的淀粉情况

一般情况下,植物中的淀粉质量分数及直链淀粉和支链淀粉的占比对其品质和加工特性都有着重要影响[26]。由表2可知不同的处理对糯山药的直链淀粉和支链淀粉有显著影响(p<0.05)。在短期贮藏10 d时,与新鲜糯山药相比,几乎每组糯山药中直链淀粉的质量分数都在增加,支链淀粉的质量分数都在下降;鲜切组糯山药的直链淀粉质量分数低于熟糯山药组,支链淀粉质量分数高于熟糯山药组。在预蒸熟处理下,支链淀粉质量分数下降,直链淀粉质量分数增加。直链淀粉增加导致糯山药的黏度增大,糯山药食用品质下降,口感也较差。在长期贮藏100 d后,糯山药的直链淀粉质量分数也增加,100 d时熟糯山药组的直链淀粉质量分数也高于生切糯山药组,其原因可能是随着贮藏时间的延长淀粉水解,蒸熟处理能减少淀粉的损失。

4 结 论

探讨了鲜切及预蒸煮的糯山药贮藏品质的变化,在短期贮藏10 d情况下,在常温25 ℃和低温-18 ℃的贮藏条件下,鲜切糯山药的褐变度、黏性、咀嚼性和感官得分均优于预蒸煮山药,经过预蒸煮的糯山药支链淀粉质量分数低于鲜切糯山药。在长期贮藏100 d情况下,常温贮藏的糯山药已腐烂,在-18 ℃贮藏下,鲜切山药块的硬度、咀嚼性、黏性和感官得分均优于预蒸煮山药,褐变度较低,鲜切糯山药的支链淀粉质量分数高于预蒸煮糯山药。因此,不论是短期贮藏10 d还是长期贮藏100 d,鲜切处理并在-18 ℃条件下贮藏的糯山药综合品质最优。