程玉静，袁春新，唐明霞*，邱永华

(1.江苏沿江地区农业科学研究所，江苏 南通 226541； 2.如皋市九华镇农业服务中心，江苏 南通 226541)

荠菜是十字花科草本植物，是野菜中的珍品，集营养和保健于一身[1]，风味独特，柔嫩鲜香，近年来作为名特优蔬菜深受广大消费者喜爱，应用开发前景广阔。因荠菜以嫩茎叶供食，叶片表面积大、水分含量高、蒸腾作用旺盛、呼吸强度高而难以贮藏保鲜[2]，20 ℃贮存2～3 d就易腐烂变质，失去商品价值和营养价值，难以满足生产需要。因此，如何延长荠菜的鲜食供应期，成为荠菜生产中急需解决的关键问题。速冻蔬菜可以较好地保持新鲜蔬菜的原有色泽、风味和营养价值，且保存期长、食用方便、风味独特、卫生可靠，近年来市场份额越来越大[3-4]。速冻荠菜是荠菜贮藏加工中一种重要的方法，而烫漂是速冻过程中最关键的环节[5-6]。生产中若不经烫漂则直接影响速冻荠菜的品质，使其不能长时间贮藏。烫漂可以钝化酶的活性，防止因酶的氧化而产生褐变、失去硬脆度、风味恶化、营养流失等[7-8]，同时可以杀死附着于蔬菜上的部分微生物，降低细菌总数和细菌酶污染，去掉部分杂质和尘埃，排除蔬菜组织中的空气[9-10]。但是烫漂需适度，漂烫不足达不到保鲜的目的，烫漂过度不仅增加能源消耗，而且也会造成果蔬叶绿素分解黄化，营养成分损失，降低蔬菜的质量。本文主要通过研究漂烫处理对荠菜过氧化物酶(POD)活性和叶绿素含量变化的影响，优化烫漂方案，对速冻荠菜的生产加工工艺进一步优化，达到延长荠菜保质期的目的，对荠菜的保鲜贮藏以及加工具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017年9月至12月在江苏沿江地区农业科学研究所进行，荠菜选自项目组试验基地。主要试剂有乙醇、丙酮、磷酸缓冲液、愈创木酚、H2O2，均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 烫漂时间和温度试验

选择新鲜、无病虫害、无抽薹的荠菜嫩株，清洗后按照烫漂处理进行烫漂，烫漂后用清水迅速冷却，沥干后备用。

烫漂时间对荠菜POD酶活性和叶绿素含量的影响。在100 ℃下，按烫漂时间20、30、40、50、60、70、80、100 s对荠菜进行烫漂，研究不同烫漂时间对荠菜POD活性和叶绿素含量的影响。以新鲜荠菜的POD活性和叶绿素含量为对照。

烫漂温度对荠菜POD酶活性和叶绿素含量的影响。按烫漂温度80、85、90、95、100 ℃烫漂荠菜100 s，研究不同烫漂温度对荠菜POD活性和叶绿素含量的影响。以新鲜荠菜的POD活性和叶绿素含量为对照。

1.2.2 烫漂工艺优化试验

根据1.2.1节试验结果，对烫漂时间(x)、烫漂温度(z)进行工艺优化，-1.414、-1、0、1、1.414水平x分别为51.72、60、80、100、108.28 s，z分别为90.76、92、95、98、99.24 ℃。

1.3 指标测定和数据分析

POD活性测定。采用愈创木酚法测定470 nm处的D值，以D470每min变化0.01为1个酶活力单位，酶活性以 U·g-1·min-1表示[11]。

叶绿素含量测定。选取烫漂后的叶片，采用乙醇、丙酮、水体积比4.5∶4.5∶1.0混合液浸提法测定叶绿素含量[12]。

使用Design Expert 8.0.6对试验结果进行响应曲面分析。

2 结果与分析

2.1 烫漂时间和温度

2.1.1 烫漂时间对荠菜POD活性的影响

由图1可知，随着烫漂时间的延长，荠菜POD活性逐渐降低。烫漂时间达到70 s及以上时，POD活性骤降后趋于平缓，烫漂80 s的POD活性与100 s的POD活性差异不大。这表明，在烫漂时间为80 s时，荠菜中的POD被灭活，可选择80 s作为合适的灭酶时间。

图1 烫漂时间对荠菜POD活性的影响

2.1.2 烫漂温度对荠菜POD活性的影响

随着烫漂温度的升高，荠菜中POD活性逐渐降低，在95 ℃时POD活性已降到1.25 U·g-1·min-1，其活性已远低于鲜样POD活性(36.96 U·g-1·min-1)的10%。100 ℃时POD活性几近消失，表明95 ℃可作为合适的烫漂温度。

图2 烫漂温度对荠菜POD活性的影响

2.1.3 烫漂时间对荠菜叶绿素含量的影响

由图3可知，随着烫漂时间的延长，荠菜叶片中的叶绿素含量呈先降低后升高的趋势，且均高于未烫漂过的荠菜叶片(0.9 mg·g-1)。可见本试验设定的烫漂时间并未达到破坏荠菜叶片叶绿素的程度，随着烫漂时间的延长荠菜的叶绿素含量反而有所升高，可能是短时热烫排除了组织中的空气，使叶绿素更易释放于浸提液中，导致叶片更加翠绿，叶绿素含量升高。

图3 烫漂时间对荠菜叶绿素含量的影响

2.1.4 烫漂温度对荠菜叶绿素含量的影响

由图4可知，固定烫漂时间100 s，随着烫漂温度的升高，荠菜叶片中叶绿素含量呈逐渐升高的趋势。说明在试验设定的烫漂温度时间下，未影响到荠菜叶绿素的分解，未导致荠菜褐变发生(也与烫漂后的荠菜感官特征一致)，相反，叶绿素含量还有一定程度的升高，可能是短时热烫处理会使荠菜显得更加翠绿，叶绿素更易释放于浸提液中，叶绿素含量升高。综上可以得出，在试验设定的烫漂温度和时间内，不会造成荠菜叶绿素的分解褐变，因此无须考虑烫漂对荠菜叶绿素的影响。

图4 烫漂温度对荠菜叶绿素含量的影响

2.2 烫漂工艺优化

2.2.1 数学模型的建立与检验

对表1的数据进行分析，获得POD活性(Y)对x和z的回归方程Y=27.60-0.009 6x-0.27z。

表1 中心组合设计试验方案及响应值结果

对烫漂工艺优化试验结果进行方差分析，结果模型F值为646.78，大于在0.01水平上的临界值，P值<0.001；而失拟项的F值为3.03，小于在0.05水平上的临界值，说明该模型拟合结果较好。同时，由F值大小可知，因素影响程度从大到小为烫漂温度(1 223.72)>烫漂时间(69.83)。

2.2.2 响应面分析与参数优化

利用Design expert软件拟合得到的回归模型的响应面和等高线见图5。以荠菜POD活性响应值在0.74～2.59 U·g-1·min-1(POD酶活性残留率2%～7%)为优化目标，综合优化得到荠菜最佳烫漂时间为83.62 s，烫漂温度为94.74 ℃，此时POD活性为1.46 U·g-1·min-1，POD活性残留率为3.95%，完全达到荠菜贮存品质的要求。

图5 烫漂温度和烫漂时间对荠菜POD活性影响的响应面和等高线

3 讨论

叶绿素是绿叶蔬菜中绿色的主要来源，绿色的呈现主要是由于叶绿素的四吡咯结构中含有镁离子。正常情况下叶绿素与蛋白质结合存在于叶绿体中，绿叶蔬菜受热时，由于脂蛋白凝固而使叶绿素失去保护作用，叶绿素与植物释放出的有机酸作用转变为脱镁叶绿素而失去鲜绿色[13]。因此，荠菜烫漂需要在适宜的温度和时间条件内进行，烫漂时间过长就会破坏荠菜的叶绿素，使其失绿褐变。研究结果表明，在设定的烫漂试验条件下，随着烫漂时间的延长和烫漂温度的升高，荠菜的叶绿素含量并未降低，反而呈逐渐升高的趋势(0.9～2.09 mg·g-1)且高于未烫漂荠菜的叶绿素含量(0.9 mg·g-1)，说明本试验设定的烫漂条件不足以破坏荠菜的叶绿素，可能由于短时间的热烫排除了组织中的氧气，使组织透明且颜色更翠绿[14]，故烫漂后测得的叶绿素含量高于未烫漂处理的荠菜。因此，本试验设定的烫漂条件不会对荠菜的色泽产生影响。但这与前人的研究结果不一致[15]，还有待进一步试验验证。

烫漂的主要目的是破坏酶活性和杀死微生物，防止水煮叶菜类产品在保藏过程中变色、变味和营养成分的损失，从而提高产品质量和延长保质期。果蔬中的多酚氧化酶、叶绿素酶、果胶酶、脂肪氧化酶和抗坏血酸氧化酶等酶类在低温下仍有活性，容易影响果蔬的色泽、质构、风味和营养等品质。但多酚氧化酶等酶类对温度敏感，高温条件下易失活，而过氧化物酶具有较高的热稳定性，若过氧化物酶失活，则其他的酶一定失活，因此常以过氧化物酶是否失活作为热烫是否充分的标准[16]。前人研究表明，各种蔬菜获得最佳品质的条件是过氧化物酶的残留活性不超过10%，以5%左右为宜[17-18]。本文研究表明，随着烫漂温度的升高和烫漂时间的延长，荠菜POD活性都呈下降的趋势，尤其是随着烫漂温度的升高，POD活性几乎呈直线下降。在烫漂时间对荠菜POD活性的影响中，烫漂80 s后POD活性只有0.14 U·g-1·min-1，未烫漂时荠菜POD活性为36.69 U·g-1·min-1。在烫漂温度对荠菜POD活性的影响中，烫漂95 ℃时POD活性为1.25 U·g-1·min-1，POD残留活性不到5%。为选择最适宜的烫漂时间和温度，选择响应曲面法进行优化。以POD残留活性在2%～7%作为优化区间，通过响应曲面图得出最佳的烫漂参数为：烫漂时间 83.62 s、烫漂温度94.74 ℃，此时POD活性为1.46 U·g-1·min-1，POD活性残留率为3.95%。