石秀梅，雷 激，杨明月，黄欣星，何 龙

（西华大学生物工程学院，四川成都 610039）

速冻紫薯丁制备工艺研究

石秀梅，雷 激*，杨明月，黄欣星，何 龙

（西华大学生物工程学院，四川成都 610039）

以新鲜紫薯为原料，将紫薯切丁后经护色、速冻后冻藏制备速冻紫薯丁。以护色工艺作为研究重点，分别采用热烫护色，海藻酸钠和壳聚糖涂膜护色，并以不护色直接真空包装作为空白对照组进行实验。以冻藏过程中PPO活性、褐变强度、色泽、糖类物质（淀粉，还原糖，总糖）的变化作为衡量指标，优选制备工艺。结果表明:1.6%的海藻酸钠涂膜护色后再经速冻后冻藏是最佳的速冻紫薯丁制备工艺，保质期可达90d。

紫薯丁，护色，冻藏

紫薯又称黑薯，薯肉和薯皮都是紫色至深紫色，是茎尖、块根兼用型品种。除具有普通甘薯的营养成分外，它还有更加独特的保健成分［1］。紫薯中富含硒、花青素、膳食纤维、矿物质、维生素等功能性成分［2］。经常食用紫薯可明显增强人体的免疫能力，对消化道、心脑血管疾病有较好的预防效果［3］。而且，紫薯的抗癌防癌能力居各种食物之首。紫薯在日本、韩国等受到消费者的青睐［4］，市场发展前景极为广阔。目前市场上以紫色甘薯加工的产品有:果汁、醋、酒、炸薯条、紫薯粉、面包、副食品、果冻、馒头、饼等多种食品［5］。而薯条以油炸为主，根据近年来的研究表明，油炸食品不仅会使食物本身的许多营养成分流失，而且会有很多致癌物质产生［6］。因此，非油炸食品受到了越来越多的青睐。鉴于此，本实验以紫薯为原料制备薯丁，冷冻后直接投放于市场销售，这样不仅可以最大限度的保持紫甘薯中各种营养成分［7］，而且不经过油炸工序，产品更加健康，并能调节市场，满足周年供应之需，有望得到广大消费者的青睐［8］。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

紫薯品种 越南紫、YY、南紫008、广安紫和宁紫，由四川金堂绿山农业发展有限公司提供;壳聚糖、海藻酸钠 济南海得贝公司，食品级;盐酸、亚铁氰化钾、氯化锡、硫酸铜、氯化钙、碱性酒石酸铜、氢氧化钠、邻苯二酚等 成都市科龙化工试剂厂，分析纯。

DC－P3新型全自动测色色差计 北京市兴光测色仪器公司;TA.XTPlus质构仪 英国诺顿科技责任有限公司;真空包装机 诸城市舜康包装机械有限公司;UV－2600紫外分光光度计 上海尤尼科仪器有限公司;DW－MW 328超低温冰箱 上海精密仪器厂。

1.2 紫薯品种筛选

1.2.1 紫薯品种基本指标的测定 分别测定不同紫薯品种的基本指标，包括PPO（polyphenol oxidase，多酚氧化酶）活性、色差、硬度、淀粉含量、还原糖含量、总糖含量、水分和干物质含量等，测定方法见1.5。

1.2.2 紫薯品种的感官评定［9］将不同品种的紫薯削皮后直接蒸熟，由5名有经验的评定者根据紫薯的色泽，香气，口感对其进行综合评分，评分标准见表1，满分30分。

表1 熟紫薯感官评定标准Table 1 Sensory standards for cooked purple sweet potato

1.3 紫薯丁制备

1.3.1 工艺流程 原料选择→清洗→去皮→切丁→护色→真空包装→速冻→冻藏

1.3.2 操作要点 紫甘薯应选择无腐烂、无伤痕、无霉斑、新鲜的原料。原料用清水洗净，除去表面的泥沙等杂质，不要对表皮造成损伤。洗好后切成20mm的正方体，护色处理（详见1.4）后紫薯丁经自然风干，装入塑料袋（30g/袋），用全自动真空包装机真空包装（真空度达到－0.1MPa）。将包装后的产品送入超低温冰箱速冻，速冻的温度在－60～75℃之间，以保证冻品的中心温度能在较短的时间（30m in）内降至－18℃［10］，然后于冰箱的冻藏室（－18℃）进行冻藏。

1.4 紫薯护色处理方法

1.4.1 对照品 不经过任何处理，切丁后直接真空包装。

1.4.2 壳聚糖涂膜处理 适量的壳聚糖溶解于0.5%的乙酸溶液中，分别制得浓度为0.5%、0.8%、1.1%壳聚糖溶液。将紫薯丁浸泡于壳聚糖溶液中30s后捞出，自然风干后真空包装。

1.4.3 海藻酸钠涂膜处理 适量的海藻酸钠缓慢添加于沸水中，分别制得浓度为0.4%、1.0%、1.6%的海藻酸钠溶液。将紫薯丁浸泡于海藻酸钠溶液中30s后捞出，自然风干后真空包装。

1.4.4 热烫处理［11］将切好的薯丁于沸水中热烫2min后马上捞出迅速用冷水冲淋，真空包装。

1.5 检测方法

1.5.1 紫薯PPO活性和褐变强度的测定

1.5.1.1 粗酶液的提取 称取10.0g紫甘薯样品迅速切成小块，加入100m L冰水，在研钵中磨成匀浆后抽滤，得到的清液即粗酶液。

1.5.1.2 PPO活性的测定［12］吸取pH 6.84的缓冲液5.0m L和0.2%邻苯二酚5.0m L，再加入初酶液1.0m L后迅速摇匀，25℃水浴12m in，在402nm波长下测定其吸光值。以吸光度来表示紫甘薯PPO的活性，测定值用Amax表示。

1.5.1.3 褐变强度的测定 吸取初酶液50m L，加水定容至100m L，在420nm波长下测定其吸光值。以吸光度来表示褐变强度，测定值用Amax表示。

1.5.2 紫薯色泽感官评定 将不同处理方法的紫薯样品取出，由5名有经验的评定者根据紫薯的色泽对其进行评分，评分标准见表1中的色泽标准，满分10分。

1.5.3 紫薯硬度的测定 用咀嚼实验的测试方式，将样品切成2mm厚的薄片，用质构仪测定其硬度。操作条件:测前速度2mm/s，测中速度2mm/s，测后速度10mm/s，压缩比50%。

1.5.4 紫薯淀粉含量的测定 GB/T 20378－2006，原淀粉含量的测定，旋光法。

1.5.5 紫薯还原糖的测定 GB/T 13662－2000，还原糖以葡萄糖计，%。

1.5.6 紫薯总糖的测定 GB/T 13662－2000，以转化糖计，%。

1.5.7 紫薯水分和干物质含量测定 GB 5009.3－2010食品安全国家标准食品中水分的测定，直接干燥法。

1.6 统计方法

用SPSS17.0统计软件分析，实验数据以均数±标准差（¯x±s）表示，多个样本间的显著性差异用方差分析检验。

2 结果与分析

2.1 紫薯的基本指标和感官评定结果

表2和表3描述了不同品种紫薯的基本指标和感官评定的结果，从表3看出，越南紫、广安紫和南紫008感官评分都较好，综合表2的基本指标可以看出，广安紫的水分含量偏高，因此可选择越南紫或南紫008作为实验材料，本实验以越南紫作为实验材料。

2.2 冻藏过程中PPO活性和褐变强度的变化情况

紫薯的褐变主要是由多酚氧化酶（PPO）引起的酶促褐变，因此PPO活性是冻藏过程中的重要检测指标。而褐变强度可以反映紫薯样品冻藏过程中褐变的程度以及褐色物质的积累量，褐变强度的大小将直接影响紫薯样品的颜色，因此对这两个指标的测定可以判断护色处理的效果。

表4和表5描述了紫薯样品冻藏过程中PPO活性和褐变强度的变化，可以看出，在冻藏过程中，PPO活性和褐变强度随时间的增加而增加。PPO在植物细胞中有可溶态和结合态两种存在形式:可溶态的PPO主要游离在细胞浆中，结合态的PPO主要存在于叶绿体和线粒体等细胞器内［14］。由于冻藏过程中冰晶对线粒体的机械性损伤以及冻结而引起的细胞内未冻相的离子强度和pH的变化会使部分结合态PPO转变为可溶性的PPO［15］，因此褐变强度增加。

八种护色处理中，用1.1%的壳聚糖涂膜护色处理，褐变强度最小。之后依次是0.5%的壳聚糖、热烫处理和1.6%的海藻酸钠涂膜处理。但结合表6的色泽评分考虑，壳聚糖涂膜和热烫处理的颜色并没有海藻酸钠涂膜处理的样品颜色接近紫薯固有的色泽，所以，比较而言，1.6%的海藻酸钠涂膜处理更能保持紫薯的色泽。

表2 鲜紫薯基本指标（¯x±s，n=3）Table 2 Basic index of fresh purple sweet potato（¯x±s，n=3）

表3 紫薯感官评定结果（¯x±s，n=5）Table 3 Sensory scores of cooked purple sweet potato（¯x±s，n=5）

表4 紫薯冻藏过程中PPO活性的变化（¯x±s，n=3）Table 4 Change of PPO activity in purple sweet potato during freezing（¯x±s，n=3）

表5 紫薯冻藏过程中褐变强度变化（¯x±s，n=3）Table 5 Change of browning intensity in purple sweet potato during freezing（¯x±s，n=3）

2.3 冻藏过程中紫薯样品色泽的变化情况

色泽可以直接从感官上反映出颜色的优劣，通过对色泽的感官评定，可直接反映出冻藏过程中不同护色处理的紫薯颜色变化情况。

表6描述了冻藏过程中紫薯颜色的变化情况，可以看出，经过冻藏后紫薯的颜色比鲜薯的颜色稍差，多数处理下的紫薯冻藏30d以内，紫薯颜色没有差异性，30d之后色泽变化差异明显。冻藏30d后，紫薯颜色变浅。由于冻藏破坏了细胞的结构，时间越长汁液流失越多，因此颜色变浅。用1.6%海藻酸钠涂膜护色处理的紫薯，颜色得分最高，90d时紫薯的颜色也没有明显变化（P＞0.05），此种护色方法较有效地保持了紫薯的色泽，护色效果好。

2.4 冻藏过程中紫薯丁质地的变化

本实验用硬度来反映冻藏过程中紫薯丁质地的变化，硬度的大小反映出紫薯样品的质地好坏，可以评价产品的质量好坏。

表7描述了紫薯样品在冻藏过程中硬度的变化，可以看出，不同护色处理的紫薯经过冻藏解冻后的硬度随冻藏时间的增加而减小，冻藏90d后硬度变化无差异性。由于低温冻藏形成冰晶体，对紫薯造成机械损伤，破坏了细胞原来的组织结构，解冻后紫薯的硬度减小［16］。由于大分子的海藻酸钠进入组织间隙形成凝胶，而增强组织间的脆性［17］，使得硬度在冻藏过程中保持较好。以上的八种护色方法中，用1.6%的海藻酸钠涂膜护色处理的紫薯硬度保持最好。

表6 紫薯冻藏时色泽评分结果（±s，n=5）Table 6 Color scores of purple sweet potato during freezing（±s，n=5）

表6 紫薯冻藏时色泽评分结果（±s，n=5）Table 6 Color scores of purple sweet potato during freezing（±s，n=5）

处理冻藏时间（d） 14 30 60 90 120真空 9.0±0.3De 7.5±0.2Cde 7.4±0.4Cde 7.3±0.2Cc 6.8±0.2Bd 6.4±0.2Bd 6.0±0.2鲜薯5 Ab热烫 5.3±0.2BCa 5.4±0.3Ca 5.5±0.2Ca 5.3±0.3BCa 5.2±0.2BCa 4.9±0.3Ba 4.5±0.4Aa 0.4%海藻酸钠 7.6±0.3Cc 7.4±0.2Cd 7.3±0.3Cd 7.4±0.2Cc 7.1±0.2Ce 6.8±0.3Bd 6.5±0.3Ac 1.0%海藻酸钠 8.0±0.4Dd 7.8±0.4CDe 7.6±0.2CDd 7.5±0.2BCc 7.0±0.3Be 6.6±0.4Bd 6.0±0.2Ac 1.6%海藻酸钠 8.6±0.2Bde 8.7±0.3Bf 8.6±0.5Bf 8.5±0.1Bd 8.3±0.4ABf 8.0±0.4ABe 7.6±0.2Ad 0.5%壳聚糖 6.4±0.3Db 6.0±0.2Cb 5.8±0.2Cb 5.9±0.3Ca 5.6±0.3Bb 5.1±0.2Bb 4.8±0.2Aa 0.8%壳聚糖 6.6±0.2Cb 6.4±0.4BCbc 6.3±0.3BCbc 6.4±0.2BCb 6.0±0.2Bc 5.5±0.2Ab 5.2±0.3Aa 1.1%壳聚糖 7.0±0.3Cc 6.6±0.2Bc 6.5±0.2Bc 6.6±0.2Bb 6.1±0.2Bc 5.9±0.2Bc 5.6±0.3Ab

表7 紫薯冻藏过程中硬度的变化（g±s，n=3）Table 7 Change of hardness in purple sweet potato during freezing（g±s，n=3）

表7 紫薯冻藏过程中硬度的变化（g±s，n=3）Table 7 Change of hardness in purple sweet potato during freezing（g±s，n=3）

处理冻藏时间（d） 14 30 60 90 120真空 1422.91±9.56Fa 1129.5±9.90Ec 917.14±5.69Db 828.65±6.51Cb 748.34±2.84Bb 708.23±5.33Ab 692.03±6.70鲜薯5 Ab热烫 1422.91±9.56Fa 897.67±7.49Ea 768.49±6.96Da 676.51±10.58Ca 565.46±7.44Ba 526.85±6.73Aa 515.18±8.23Aa 0.4%海藻酸钠 1422.91±9.56Fa 1112.58±4.71Ec 1093.13±3.86De 969.38±23.77Cd 902.76±4.97Be 880.48±7.68Ae 909.6±5.68Bg 1.0%海藻酸钠 1422.91±9.56Ga 1089.06±4.91Fb 935.25±6.62 Ec 856.61±5.72Dc 778.56±5.02Cc 749.23±4.18Bc 720.39±3.14Ac 1.6%海藻酸钠 1422.91±9.56Fa 1244.09±4.75Ee 1132.5±7.05Df 1008.38±4.76Ce 966.42±9.00Bf 943.12±4.81Ag 931.88±6.06Ah 0.5%壳聚糖 1422.91±9.56Ga 1085.13±8.71Fb 1001.41±2.69Ed 828.23±7.71Db 786.36±8.21Cc 756.24±6.06Bc 739.89±5.71Ad 0.8%壳聚糖 1422.91±9.56Fa 1236.77±6.70Ed 1010.94±5.33Dd 950.76±7.20Cd 865.72±5.51Bd 852.68±8.38Ad 839.35±7.96Ae 1.1%壳聚糖 1422.91±9.56Fa 1292.06±10.10Ef 1158.34±16.59Dg 1014.77±6.02Ce 986.76±4.97Bg 913.79±6.41Af 895.65±10.03Af

表8 紫薯冻藏过程淀粉含量变化（%，¯±s，n=3）Table 8 Change of starch in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

表8 紫薯冻藏过程淀粉含量变化（%，¯±s，n=3）Table 8 Change of starch in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

处理冻藏时间（d） 14 30 60 90 120真空 16.25±0.02Fa 15.13±0.02Ea 15.02±0.02Da 14.83±0.02Ca 14.67±0.03Bb 14.48±0.03鲜薯Aa热烫 16.25±0.02Aa 16.25±0.01Ah 16.24±0.01Ah 16.26±0.01Ad 16.21±0.02Ah 16.18±0.03Ag 0.4%海藻酸钠 16.25±0.02Fa 15.76±0.03Ee 15.65±0.03De 15.43±0.01Ce 15.37±0.02Be 15.31±0.02Ad 1.0%海藻酸钠 16.25±0.02Ca 15.93±0.02Bf 15.82±0.02Bf 15.60±0.02Af 15.50±0.02Af 15.45±0.02Ae 1.6%海藻酸钠 16.25±0.02Fa 16.11±0.02Eg 16.04±0.03Dg 15.92±0.02Cg 15.71±0.02Bg 15.63±0.01Af 0.5%壳聚糖 16.25±0.02Fa 15.21±0.04Eb 15.08±0.04Db 14.89±0.02Cb 14.60±0.02Ba 14.49±0.03Aa 0.8%壳聚糖 16.25±0.02Fa 15.30±0.02Ec 15.20±0.02Dc 15.07±0.02Cc 14.97±0.02Bc 14.87±0.02Ab 1.1%壳聚糖 16.25±0.02Fa 15.59±0.03Ed 15.48±0.03Dd 15.23±0.03Ch 15.12±0.02Bd 15.06±0.02Ac

表9 紫薯冻藏过程中还原糖含量变化（%±s，n=3）Table 9 Change of sugar in purple sweet potato during freezing（%，¯±s，n=3）

表9 紫薯冻藏过程中还原糖含量变化（%±s，n=3）Table 9 Change of sugar in purple sweet potato during freezing（%，¯±s，n=3）

处理冻藏时间（d） 14 30 60 90 120真空 1.90±0.02Aa 2.38±0.01Bg 2.46±0.02Ch 2.66±0.01Dg 2.78±0.01Eg 2.83±0.01鲜薯Ee热烫 1.90±0.02Aa 1.93±0.01Aa 1.95±0.01Aa 1.98±0.02Aa 2.03±0.01Ba 2.07±0.02Ba 0.4%海藻酸钠 1.90±0.02Aa 2.18±0.02Bd 2.21±0.02Ce 2.24±0.03Cd 2.30±0.01Cd 2.36±0.02Dc 1.0%海藻酸钠 1.90±0.03Aa 2.08±0.02Bc 2.13±0.01Cc 2.18±0.02Dc 2.26±0.01Ec 2.32±0.03Fc 1.6%海藻酸钠 1.90±0.03Aa 2.00±0.01Bb 2.06±0.02Cb 2.08±0.02Cb 2.13±0.01Db 2.17±0.02Db 0.5%壳聚糖 1.90±0.02Aa 2.28±0.02Cf 2.42±0.02Dg 1.98±0.01Ba 2.81±0.02Eh 2.89±0.02Ff 0.8%壳聚糖 1.90±0.02Aa 2.21±0.02Be 2.36±0.01Cf 2.62±0.02Df 2.61±0.02Df 2.67±0.02Ed 1.1%壳聚糖 1.90±0.01Aa 2.16±0.02Bd 2.20±0.02Bd 2.42±0.03Ce 2.56±0.01Ce 2.64±0.02Dd

综合2.3中紫薯色泽的变化情况，将冻藏时间确定为90d比较合适。

2.5 冻藏过程中紫薯丁的糖类物质含量的变化

紫薯中的还原糖和总糖的含量直接影响到紫薯产品的口感（主要是甜度），而淀粉的含量影响紫薯产品口感的细腻程度。检测这三个指标在紫薯丁冻藏过程中的变化，可以有效的评价紫薯丁制备工艺的优劣。

表8～表10描述了紫薯样品在冻藏过程中淀粉含量、还原糖含量和总糖含量的变化，可以看出，冻藏过程中，淀粉含量减少，还原糖含量增加，总糖基本不变，出现了低温糖化现象［17］，即在冻藏过程中紫薯中的淀粉分解为还原糖，淀粉和还原糖相互转化，因此总糖基本不变。热烫处理的样品其淀粉、还原糖、总糖基本上没有变化，但热烫后硬度太小，不适合冻藏。各种预处理方法中，用1.6%的海藻酸钠涂膜护色后的样品淀粉含量减小最少，还原糖变化也最小，处理效果较好。

表10 紫薯冻藏过程中总糖含量变化（%±s，n=3）Table 10 Change of total sugar in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

表10 紫薯冻藏过程中总糖含量变化（%±s，n=3）Table 10 Change of total sugar in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

处理冻藏时间（d） 14 30 60 90 120真空 3.12±0.01Aa 3.13±0.02Aa 3.16±0.01bAa 3.13±0.02Aab 3.13±0.02Aab 3.09±0.02鲜薯Aab热烫 3.12±0.01Aa 3.14±0.01Aa 3.15±0.01Ab 3.14±0.02Aab 3.14±0.02Aab 3.13±0.01Acd 0.4%海藻酸钠 3.12±0.01Aa 3.15±0.03Aa 3.10±0.02Ab 3.10±0.01Ac 3.10±0.01Ac 3.09±0.01Aa 1.0%海藻酸钠 3.12±0.01Aa 3.14±0.01Aa 3.18±0.01Aab 3.16±0.01Abc 3.10±0.02Aab 3.11±0.02Ab 1.6%海藻酸钠 3.12±0.01Aa 3.08±0.02Aa 3.11±0.01Ab 3.10±0.01Aa 3.14±0.01Aab 3.14±0.02Ad 0.5%壳聚糖 3.12±0.01Aa 3.11±0.02Aa 3.15±0.02Ab 3.15±0.01Abc 3.09±0.01Aab 3.10±0.01Aa 0.8%壳聚糖 3.12±0.01Aa 3.09±0.02Aa 3.13±0.01Ab 3.14±0.01Abc 3.09±0.02Aa 3.12±0.02Abc 1.1%壳聚糖 3.12±0.01Aa 3.16±0.01Aa 3.16±0.02Aab 3.14±0.02Abc 3.10±0.01Ab 3.10±0.02Aab

3 结论

综合考虑紫薯的PPO活性、褐变强度、硬度、淀粉含量、还原糖和总糖六个指标在冻藏过程中的变化，八种护色处理方法中，用1.6%的海藻酸钠涂膜护色的样品，色泽保持较好，褐变强度也相对较小，硬度保持最好，淀粉含量有所降低，还原糖含量有所升高，口感较好。因此1.6%的海藻酸钠涂膜护色再经速冻后冻藏是最佳的紫薯丁制备工艺，保质期可达90d。

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Preparation of quick－frozen purple sweet potato cubes

SHIXiu－mei，LEI Ji*，YANG M ing－yue，HUANG Xin－xing，HE Long

（School of Bioengineering，Xihua University，Chengdu 610039，China）

The p reparation technology of quick－frozen purp le sweet cubes was stud ied.Color p rotection technology was used after purp le sweet potatoes were cut into cubes，then the cubes were storaged in a frozen house after quick－freezing.In this experiment，color p rotec tion was a research focus.Taking color p rotection by m eans of b lanching，sodium alginate solution coating and chitosan solution coating respectively together w ith a vacuumpacked cubes as a control g roup.During frozen storage，the change of polyphenol oxidase activity（PPO），b rowning intensity，color and carbohyd rate content（inc lud ing starch，sugar and total sugar）in purp le sweet cubes were taken as index to select the p reparing p rocess.The results showed that the purp le sweet potato cubes coating by 1.6%sod ium alginate solution for color p rotection and then followed by frozen storage after quickfreeze would have the best quality，whose shelf life was up to 90d.

purp le sweet potato;color p rotection;frozen storage

TS255.3

B

1002－0306（2012）06－0267－05

2011－06－02 *通讯联系人

石秀梅（1987－），女，硕士研究生，研究方向:食品生物技术。

四川省统筹城乡发展科技行动重大科技计划（2009NZ0077）;食品生物技术四川省高校重点实验室项目（川教2006－313）;西华大学人才基金（R0910507）。