王蕊

（江苏食品职业技术学院，江苏省食品加工工程技术研究开发中心，江苏淮安223003）

洋姜又名菊芋（Helianthus tuberosus L）、鬼子姜，是菊科向日葵属多年生草本植物[1]。洋姜质地致密、脆嫩，其腌制品具有清脆爽口、香、甜、嫩的特点，是深受消费者喜爱的一种传统腌制食品。但在其加工过程中，褐变现象非常严重，极大降低了其商品价值和经济效益。菊芋多酚氧化酶（PPO）是引起褐变的主要因素，其必须具备3个条件，即酶、底物和氧，控制其中任何一个因素就可以达到控制褐变的目的[2]。在洋姜产品加工过程中，底物无法除去，只能控制酶促褐变体系中的氧和多酚氧化酶活性，而氧和多酚氧化酶活性与工艺环节密切相关，涉及到多个步骤，如去皮、腌制、切分等，每个环节又有各自的特点。因此，应对洋姜泡菜加工工艺流程的每个褐变环节进行监测，采取相应的控制措施，才能控制产品的最终质量，达到降低消耗提高效益的目的。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原辅材料

原料：新鲜菊芋块茎（徐州市金地杰农业发展有限公司提供）；

辅料：食盐、白糖、植物油、辣椒、酸味剂、山梨酸钾、天然香料等均为食品级。

1.1.2 主要试剂

抗坏血酸、EDTA-2Na、氯化钙、柠檬酸、植酸、食盐、氢氧化钠、盐酸等均为分析纯。

1.1.3 设备及包装材料

SZ-200型切片机：南京旭众食品机械股份有限公司；LS750压榨机：浙江余姚食品机械厂；400真空包装机：济南远华机械有限公司；FRD-1000JSJ杀菌机：山东诸城富瑞德机械有限公司。

聚酯/聚乙烯复合薄膜，规格为120 mm×190 mm，95℃～100℃下20 min无任何紧缩变形现象出现。

1.2 方法

1.2.1 洋姜泡菜产生褐变的工艺环节分析

由生产工艺流程，分析洋姜去皮、切分后与氧的接触情况，找出引起洋姜泡菜褐变的工艺环节。

工艺流程：洋姜选料→清洗→沥干→去皮→腌制→分拣→切分→脱盐→压榨→拌料→装袋封口→杀菌→冷却→保温检验→装箱→入库

1.2.2 洋姜泡菜褐变环节控制实验

1.2.2.1 洋姜去皮后褐变控制实验

由于洋姜块茎外表为褐色，如不去皮直接腌制，成品色泽不佳。一般采用化学去皮法，即将洗净沥干的洋姜浸泡在95℃左右5%的烧碱溶液中2 min。经碱液处理后的原料，立即用流动的净水冲洗2次～3次，冲掉被碱液腐蚀的表皮及残留的碱液。洋姜组织中的花黄素在遇碱时变黄，之后，多酚氧化酶会引起酶促褐变。

实验方案设计：碱液处理后分别用0.4%柠檬酸+0.15%抗血坏酸+0.4%氯化钙+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸复合抑制剂、0.3%稀盐酸、清水在常温下浸泡30 min，常温下放置2 h，采用感官评定法评定处理效果。

1.2.2.2 分拣过程中褐变控制实验

洋姜经过20 d～30 d的腌制，会产生一些不合格产品，甚至会掺入头发、碎绳等杂质。因此，在切分前必须要经过严格的分拣，以保证产品的质量。分拣等待过程中，洋姜会较长时间的暴露在空气中而引起褐变。

将腌制后的洋姜分别裸露、清水浸泡、腌制滤液（或澄清液）浸泡60min，采用感官评定法评定处理效果。

1.2.2.3 切分后脱盐过程中褐变控制实验

洋姜切分后，多酚氧化酶被充分暴露，极易引起酶促褐变，是生产过程中控制褐变的关键环节。

实验方案设计：将切分后的洋姜分别用清水、添加0.4%柠檬酸+0.15%抗血坏酸+0.4%氯化钙+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸复合抑制剂的清水脱盐30 min，常温下放置2 h，采用感官评定法评定处理效果。

1.2.2.4 切分、压榨、拌料过程中褐变控制实验

洋姜切分、压榨、拌料，目前均由机器完成，由于时间较短，此过程引起的洋姜产品褐变未引起人们的重视。3个工序虽然时间短，但产品充分暴露在空气中仍会加重褐变，为将产品褐变降低到最小程度，应采取必须的控制措施。

实验方案设计：洋姜泡菜切分、压榨、拌料分别用真空和非真空两种方式进行处理，采用感官评定法评定处理效果。

1.2.2.5 拌料后产品存放过程中褐变控制实验

拌料存放是洋姜泡菜加工可能引起褐变的最后一道工序，极易引起褐变，影响产品的品质。

实验方案设计：产品经腌制发酵、脱盐后已含有5%～6%的食盐、0.8%～1%的乳酸、0.1%的山梨酸，对褐变有一定抑制作用，但仍需添加一定量的金属螯合剂（EDTA-2Na）、氨基封闭化合物（CaCl2）以及降氧物质（Vc）。现将此三因素对洋姜泡菜褐变的抑制正交实验设计如下（处理后在常温下存放3个月，采用感官评定法评定处理效果。）

表1 L（934）正交试验因素水平表Table 1 L9（34）Orthogonal factors table %

1.2.3 感官评价方法

洋姜褐变的感官评价采用打分法[3]，评定小组由符合感官评定要求的经过培训的10人组成，每组样品评定三次，取平均值，评分标准见表2。

表2 洋姜褐变感官评价指标Table 2 Sensory evaluation of Jerusalem artichoke browning

2 结果与分析

2.1 洋姜泡菜褐变产生的工艺环节

根据生产工艺流程分析，洋姜泡菜产生褐变主要有以下几个工艺环节：①去皮到腌制。洋姜经化学法去皮后，使得多酚氧化酶最活跃的表层裸露出来，遇氧后会立即发生褐变，这个环节应采取复合抑制剂进行护色。②等候分拣。腌制后的洋姜从腌制液中捞出在待拣的过程中有一段时间会暴露在空气中，从而引起褐变。这个过程应事先从腌制池中抽取适当的洋姜泡菜原液，经澄清或过滤，洋姜待拣过程将其浸泡其中，防止洋姜氧化变色。③切分到脱盐。洋姜经切分后组织将大面积暴露出来，是引起褐变的关键环节。其一，切片应采用真空切片，防止切片过程中引起褐变；其二，切片后应立即放入添加复合抑制剂的清水中进行脱盐。④压榨。压榨是将洋姜挤压出30%水分，以增加产品的脆度。压榨过程中洋姜势必再次暴露在空气，为减少褐变应采用真空压榨。⑤拌料、包装保存。产品拌料一方面应采用真空拌料，减少泡菜与氧接触的机会；另一方面为防止泡菜在存放过程引起褐变应适当拌入氯化钙、抗坏血酸、EDTA-2Na等抑制剂。包装应采用真空包装，减少包装袋中的氧气，阻止泡菜的氧化褐变。

2.2 洋姜去皮后褐变控制

洋姜去皮后不同方法处理对褐变的抑制效果见图1。

图1 洋姜去皮后不同方法处理对褐变的抑制效果Fig.1 Browning inhibition of Peel the Jerusalem artichokes by different processing methods

由图1可以看出，去皮后不同处理方法对抑制洋姜褐变都有一定的作用，但效果区别很大，采用0.4%柠檬酸+0.15%抗血坏酸+0.4%氯化钙+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸的复合抑制剂浸泡处理抑制效果最好，0.3%稀盐酸次之，清水最差。发现经碱液去皮后的洋姜表面色泽变黄，这是由于洋姜组织中所含花黄素与碱生成查耳酮非闭环结构所致，而在酸性条件下，查耳酮又恢复为闭环结构，黄色消失[4]。因此，酸性的复合抑制剂及稀盐酸对黄色消失具有明显的作用。经稀盐酸处理，虽使体系偏离了PPO活性最适pH，对褐变起到了一定的抑制作用，但效果不显著，生产中应采用复合抑制剂护色去皮后的洋姜。

2.3 待拣过程中褐变控制

洋姜待拣过程中不同方法处理对褐变的抑制效果见图2。

图2 洋姜待拣过程中不同方法处理对褐变的抑制效果Fig.2 Browning inhibition of the Jerusalem artichokes in inspection by different processing methods

由图2可以看出，洋姜待拣过程中裸露在空气中，多酚氧化酶与氧气接触引起褐变，而采用清水浸泡和腌制滤液处理，褐变明显得到抑制，特别是采用腌制液浸泡效果显著。因腌制液中含15%～20%盐、1%～2%酸以及腌制发酵代谢的其它物质（有待进一步研究），含氧量较低，对洋姜褐变表现出了显著的抑制效果，在洋姜待拣过程中宜采用经过滤或澄清的腌制液浸泡。

2.4 切分后脱盐过程中褐变控制

洋姜切分后脱盐过程中不同方法处理对褐变的抑制效果见图3。

图3 洋姜切分后脱盐过程中不同方法处理对褐变的抑制效果Fig.3 Browning inhibition of the Jerusalem artichokes in the desalination process by different processing methods

由图3可以看出，洋姜切分后用添加0.4%柠檬酸+0.15%抗血坏酸+0.4%氯化钙+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸的复合抑制剂清水脱盐，色泽新鲜，有光泽，无褐变现象；而在清水中脱盐，颜色呈棕黄色，色泽暗淡，部分褐变呈褐色。洋姜切分后绝大部分组织暴露，是引起褐变、影响泡菜的关键环节，应采用复合抑制剂进行护色处理。

2.5 切分、压榨、拌料过程中褐变控制

切分、压榨、拌料过程中褐变控制见图4。

图4 切分、压榨、拌料过程抽真空对褐变的抑制效果Fig.4 Browning inhibition by vacuum in the process of cut,press and mixed materials

由图4可以看出，洋姜泡菜加工过程中，机械切分、压榨、拌料采用抽真空其褐变程度轻于未抽真空，未抽真空虽没有引起泡菜褐变，但泡菜颜色已变淡黄色、光泽消退，当与其它工序引起的褐变进行叠加，就会影响到制品的感官品质。因此，洋姜泡菜加工过程的机械切分、压榨、拌料应有抽真空装置或用真空切分机、真空压榨机和真空搅拌机。

2.6 拌料后产品存放过程中褐变控制正交试验结果

正交试验结果见表3。

表3 洋姜泡菜拌料后褐变控制正交试验结果表Table 3 Browning control results of orthogonal experiment about Jerusalem artichoke pickle spices

由表3极差分析可以看出，抑制拌料后产品存放过程中褐变的主次顺序为：A＞C＞B，最优组合为A2B2C2，即洋姜泡菜配料中加入0.1%Vc、0.2%CaCl2和0.2%EDTA－2Na防止褐变效果最佳。洋姜泡菜经真空包装和90℃杀菌，PPO已基本失活，包装袋中残留空气相当少，再配以褐变抑制剂，产品褐变完全被抑制，经过3个月保存，感官评分均在80分以上，未发现有褐变现象发生。方差分析见表4。

表4 护色剂对洋姜泡菜拌料后褐变控制方差分析表Table 4 Browning control analysis of variance about colorprotecting agent on Jerusalem artichoke pickle spices

由表4方差分析可知，α在0.01%水平下，Vc添加量对洋姜泡菜褐变抑制效果显著。

3 结论

1）根据工艺流程分析，引起洋姜泡菜褐变主要有以下几个工艺环节：去皮到腌制、待拣、切分到脱盐、压榨、拌料、包装保存。对每一个褐变环节都采取抑制措施，完全可以保证产品无褐变现象发生。

2）洋姜泡菜去皮到腌制及切分到脱盐过程中应采用0.4%柠檬酸+0.15%抗血坏酸+0.4%氯化钙+0.3%EDTA－2Na+0.6%植酸的复合抑制剂护色，褐变现象完全被抑制；腌制后的洋姜泡菜待拣或分拣过程中应采用澄清或过滤的腌制液护色；泡菜加工的切分、压榨、拌料应配有抽真空装置，以减少氧化变色；为防止洋姜泡菜褐变，配料中应加入0.1%的抗坏血酸、0.2%的氯化钙和0.2%的EDTA－2Na。洋姜泡菜褐变经综合抑制，常温下保存3个月，无褐变现象发生。

[1]李杨汉.植物学[M].上海:上海科学技术出版社,1986

[2]宋军阳,杜军志,张会梅.果实采后酶促褐变研究进展[J].湖北农学院学报,2004(1):54-57

[3]章善生.中国酱腌菜[M].北京:中国商业出版社,1995

[4]黄梅丽.食品化学[M].北京:中国人民出版社,1986