大叶麻竹笋腌制过程中质地变软原因探究

陈光静1，郑 炯1,2,3，汪莉莎1，张 艺1，胡国洲1，胡 鹏1，阚建全1,2,3,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆 400715；

3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室（重庆），重庆 400715）

摘 要：以大叶麻竹笋为原料，研究其腌制过程中总酸、水分含量、NaCl含量、乙醇不溶物含量、原果胶含量、纤维素含量和木质素含量与硬度的关系。同时，对样品腌制过程中的微观结构进行观察。结果表明：大叶麻竹笋腌制过程中硬度的变化与总酸含量、NaCl含量、乙醇不溶物含量、原果胶含量和纤维素含量密切相关。同时，大叶麻竹笋腌制过程中组织微观结构发生明显的变化。

关键词：大叶麻竹笋；腌制；硬度；变软

Mechanism of Texture Softening of Bamboo Shoots during Pickling

CHEN Guang-jing1, ZHENG Jiong1,2,3, WANG Li-sha1, ZHANG Yi1, HU Guo-zhou1, HU Peng1, KAN Jian-quan1,2,3,*

(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage, Chongqing 400715, China; 3. Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

Abstract: The relationships between the changes in chemical parameters of bamboo shoots (Dendrocalamus latiflorus), including titratable acidity, moisture content, salt concentration, protopectin content, cellulose content, lignin content, and hardness were investigated and compared during the pickling process. Meanwhile, the vascular bundle tissue of bamboo shoots was observed under a scanning electron microscope. It was found that there were highly positive correlations between such chemical parameters as titratable acidity, salt concentration, ethanol insoluble (AIS) content, protopectin content and cellulose content and hardness of bamboo shoots. Besides, the microstructure of vascular bundle tissue of bamboo shoots was obviously altered during pickling.

Key words: bamboo shoots (Dendrocalamus latiflorus); pickling; firmness; softening

中图分类号：TS255.53 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2014)01-0056-06

doi:10.7506/spkx1002-6630-201401011

大叶麻竹笋（Dendrocalamus latiflorus）又称大叶乌竹、大绿竹、甜竹，属禾本科竹亚科、多年生禾本科植物，广泛分布于我国亚热带和热带地区，其食用部分为初生、嫩肥的芽或鞭，是著名的高产型竹笋，适宜鲜食和加工。大叶麻竹笋的食用方法众多，腌制大叶麻竹笋因其丰富的营养价值、独特的风味等特点，深受消费者的喜爱。果蔬腌制过程中，受相关酶、微生物、化学物质等作用，导致腌制果蔬质地变软，硬度降低，影响了腌制蔬菜的食用价值[1-5]。大叶麻竹笋腌制加工过程中，质地有较大的变化，出现质地变软等现象。目前，对于果蔬腌制过程中质地变化的原因，有学者提出了如下理论：细胞膨压、细胞壁组分的降解和果蔬的组织结构都会对腌制果蔬的质地变化产生影响[6-12]。因此，本实验拟研究大叶麻竹笋腌制过程中水分含量、总酸含量、NaCl含量等基本成分含量的变化，乙醇不溶物、原果胶、纤维素和木质素等细胞壁组分含量的变化，并观察不同腌制时期大叶麻竹笋的组织微观结构的变化与硬度变化之间的关系，旨在初步研究大叶竹笋腌制过程中质地变化的原因，为今后大叶麻竹笋的生产加工技术提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

大叶麻竹笋 采自重庆市北碚区施家梁镇大叶麻竹笋种植基地；食盐 四川驰宇盐化有限责任公司。

1.2 仪器与设备

TA-XT2i物性测定仪 英国Stable Micro System公司；5810台式高速离心机 德国Eppendorf公司；PB-10精密pH计 德国Sartorius公司；S-3000N电子扫描显微镜 日本日立公司；DHG-9240电热恒温鼓风干燥箱、HHS-24电热恒温水浴锅、DHP-9272电热恒温培养箱 上海齐欣科学仪器有限公司；FSH-Ⅱ高速电动匀浆器 江苏金坛市环宇科学仪器厂；T6新世纪紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；SYQ-DSX-280A高压灭菌锅 上海申安医疗机械厂。

1.3 方法

1.3.1 大叶麻竹笋样品的前处理方法

挑选新鲜、无霉烂、无病虫害、无机械损伤、色泽较好，笋龄和大小相对一致的新鲜大叶麻竹笋，将竹笋去壳并清洗干净，切掉竹笋两端，取竹笋中部，按实验要求将竹笋切分为规格为4cm×4cm×0.6cm的片段。

1.3.2 大叶麻竹笋的腌制方法

新鲜大叶麻竹笋经过切分、漂烫、沥干后装坛，添加11%的食盐水，料水比为1∶1（m/V），在室温（17～25℃）条件下进行腌制，每隔7d定期测定大叶麻竹笋的各项指标。

1.3.3 腌制大叶麻竹笋总酸的测定

称取20g腌制大叶麻竹笋样品，置于打浆机中打碎，然后以15000×g离心20min，收集上层清液，用0.05mol/L的NaOH标准溶液滴定其上层清液至pH值为7.00±0.05时为滴定终点，重复测定3次，求平均值[13]。

1.3.4 腌制大叶麻竹笋NaCl含量的测定

参照GB/T 12457—2008《食品中氯化钠的测定》 ，采用间接滴定法测定[14]。

1.3.5 腌制大叶麻竹笋水分含量的测定

参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》，采用直接干燥法测定[15]。

1.3.6 腌制大叶麻竹笋原果胶含量的测定

采用咔唑比色法测定[16-17]。

1.3.7 腌制大叶麻竹笋乙醇不溶物的测定[18]

称取50g腌制大叶麻竹笋，加入95%乙醇250mL进行均质处理后，放入60℃的电热恒温鼓风干燥箱中反应40min，过滤，再用85%乙醇100mL清洗残留物2次，最后用100mL乙醚清洗残留物1次，收集残留物于40℃的电热恒温鼓风干燥箱中干燥至残留物恒质量，恒质量后的残留物即为乙醇不溶性物。重复3次实验，求平均值。

1.3.8 腌制大叶麻竹笋纤维素的测定

采用蒽酮比色法测定[19-20]。

1.3.9 腌制大叶麻竹笋木质素的测定

采用重量法测定[21]。

1.3.10 腌制大叶麻竹笋硬度的测定

准确地将腌制大叶麻竹笋片切为1cm×1cm×0.4cm的长方体薄片，放置于物性测定仪测试平板上，采用直径为22mm的圆柱型平底探头P/36R对其进行TPA（质构仪质地多面分析方法）测试。参数设置为：测试前速率2mm/s，测试后速率1mm/s，测试速率1mm/s，试样压缩形变百分量70%，两次压缩中间停顿时间3s，触发值20g。重复测定12次，结果取平均值。

1.3.11 腌制大叶麻竹笋的扫描电镜测定

用保险刀从腌制大叶麻竹笋或漂烫鲜样中切分体积为1mm3的正方体小块，将小方块放入到装适量4%戊二醛固定液的小瓶中固定24h，经pH7.2的磷酸缓冲溶液漂洗后，以梯度乙醇溶液（体积分数分别为50%、70%、80%、95%、100%）脱水，脱水后的样品用临界点设备进行干燥。最后将干燥好的样品置于真空镀膜机中进行镀膜处理，并在扫描电镜下观察样品的微观结构[22-23]。

1.4 数据处理

实验数据采用SPSS（Version 19.0）和Origin（Version 8.6）软件进行相关性和线性回归处理与分析。

2 结果与分析

2.1 大叶麻竹笋腌制过程中硬度的变化

图 1 大叶麻竹笋腌制过程中硬度的变化

Fig.1 Change in hardness of bamboo shoots during pickling

由图1可知，大叶麻竹笋样品的硬度随着腌制时间的延长呈明显下降趋势，硬度由最初的99.74N下降到腌制结束时的67.08N，硬度丢失率为32.74%。大叶麻竹笋在腌制期的前28d，硬度降低的最多，硬度从99.74N降到76.91N。腌制期42d到腌制结束时间内，硬度呈缓慢下降趋势，硬度降低的较少，硬度从71.13N降到67.08N。

2.2 大叶麻竹笋腌制过程中基本成分与细胞壁物质含量的变化

2.2.1 大叶麻竹笋腌制过程中基本成分含量的变化

图 2 大叶麻竹笋腌制过程中基本化学成分含量的变化

Fig.2 Changes in three main chemical parameters of bamboo shoots during pickling

由图2可知，大叶麻竹笋的总酸含量随着腌制时间的延长而增加，腌制前21d，大叶麻竹笋的总酸含量急剧增加，随后总酸含量增加缓慢，到腌制42～49d，总酸含量快速增加，到腌制末期基本不变；大叶麻竹笋的水分含量呈现出先降低再稍微增加，最后基本不变的变化规律；大叶麻竹笋的NaCl含量随着腌制时间的延长而增加。腌制前28d，NaCl含量增加较快，含量从零激增至5.42%，到腌制中后期，NaCl含量增加缓慢直至基本不变，从5.42%缓慢增加至7.24%。

2.2.2 大叶麻竹笋腌制过程中细胞壁组分含量的变化

原果胶含量以细胞壁干物质计。

图 3 大叶麻竹笋腌制过程中细胞壁组分含量的变化

Fig.3 Changes in cell wall components of bamboo shoots during pickling

由图3可知，整个腌制期内，大叶麻竹笋的乙醇不溶物含量随着腌制时间的延长而降低。腌制前28d，样品乙醇不溶物降低的最多，乙醇不溶物含量由最初的3.68%降低到3.29%，腌制中后期到腌制结束，样品乙醇不溶物含量缓慢降低。样品原果胶含量随着腌制时间的延长呈不断下降的趋势，腌制前21d，大叶麻竹笋的原果胶含量降低的最多，原果胶含量从6.99g/100g降低到5.09g/100g；腌制中后期到腌制结束（35d后），样品原果胶含量缓慢降低，从4.54g/100g缓慢降低到4.11g/100g。大叶麻竹笋的纤维素含量随着腌制时间的延长呈不断降低的趋势，由10.42g/100g下降到8.42g/100g，与漂烫鲜样比较，腌制后样品的纤维素含量减少了19.2%；腌制前7d，样品纤维素含量基本不变，腌制期7～35d，样品纤维素含量在整个腌制期内下降的最多，纤维素含量由10.40g/100g下降到8.88g/100g。大叶麻竹笋的木质素含量在腌制期内基本不变，含量在36.03%与36.73%之间波动。

2.3 大叶麻竹笋腌制过程中硬度与基本成分含量变化的关系

图 4 大叶麻竹笋硬度与基本化学成分含量的相关性分析

Fig.4 Correlation analysis between hardness and three main chemical parametersof bamboo shoots

对大叶麻竹笋的硬度与基本化学成分间的相关性进行分析，由图4可知，总酸含量、NaCl含量与硬度间呈较好的负相关（R2分别为0.9619、0.9856），而水分含量与硬度间的相关性低（R2为0.5652）。大叶麻竹笋腌制过程中的低pH值环境主要为乳酸发酵所产生的乳酸提供，所以乳酸含量的变化在很大程度上决定了pH值的变化情况。高乳酸含量提供低pH值环境，相关研究表明，果胶在pH4.3～4.9时水解度最小，当pH＜4.3或＞4.9
时水解度增大，果胶酶在pH2.5～4.5时水解果胶的效率最高[24]；此外，当pH＜4.5时，果胶物质发生β-消除反应（beta-elimination reactions），引起果胶降解，且pH值越低，此反应的反应速率越快[25]。

腌制前21d，总酸含量急剧增加，使得pH值快速降低，低pH值条件下，果胶水解度增大、果胶酶水解效率提高和果胶β-消除反应速率加快3个因素的共同作用下，使得与样品硬度密切相关的原果胶物质含量大幅降低，使得腌制前21d，样品硬度快速降低。腌制中期到腌制结束时间内，总酸含量增加缓慢，pH值相对稳定，果胶的水解、β-消除反应速率相对稳定，与样品硬度密切相关的原果胶物质含量降低的较少，所以，硬度呈缓慢下降趋势，且硬度降低的较少。

NaCl主要通过两种方式影响大叶麻竹笋的硬度[26-27]：1）NaCl渗入到大叶麻竹笋细胞中，产生高渗透压，细胞脱水，使得其细胞膨压降低，样品硬度降低；2）Na+通过置换大叶麻竹笋细胞多糖分子中的Ca2+，破坏细胞结构中多糖分子间的氢键，导致多糖分子的分散性增加，样品硬度降低。腌制前28d，NaCl含量增加较快，这说明腌制前期（前28d）NaCl渗入到大叶麻竹笋的速率较中后期快，从而可能在腌制前期产生更高的渗透压，细胞失水更严重，使得其细胞膨压降低的更多，样品硬度在腌制前期降低的最多。此外，腌制前期Na+的急剧增加，使得更多连接果胶分子的Ca2+被置换出来，引起更多果胶降解，使得腌制前期样品硬度降低的最明显。

2.4 大叶麻竹笋腌制过程中硬度与细胞壁成分含量变化的关系

图 5 大叶麻竹笋硬度与细胞壁组分含量的相关性分析

Fig.5 Correlation analysis between hardness and four cell wall components of bamboo shoots

对大叶麻竹笋的硬度与细胞壁组分含量间的相关性进行分析，由图5可知，乙醇不溶物含量、原果胶含量、纤维素含量和硬度间呈较好的正相关（R2分别为0.9898、0.9745、0.9119），而木质素含量与硬度间的相关性低（R2为0.0610）。腌制果蔬的硬度与乙醇不溶物含量有密切的关系，即乙醇不溶物含量越高，其硬度越大。因为乙醇不溶物为果蔬细胞结构中果胶分子之间的连接物，能够与钙、镁离子结合增加果蔬组织结构的硬度，乙醇不溶物含量的减少将使得果蔬硬度降低，表现出果蔬质地变软[28]。原果胶是含有甲氧基的多缩半乳糖醛酸缩合物，不溶于水，主要存在于大叶麻竹笋细胞壁的中胶层中，并与纤维素、半纤维素结合，起着黏连细胞和维持组织硬度的作用。当原果胶受到果胶酶作用水解为水溶性果胶，Na+置换而除去原果胶中起交联作用的Ca2+和Mg2+导致原果胶降解时，原果胶会丧失黏连细胞的作用，使得细胞间的结合力降低，细胞彼此分离，引起大叶麻竹笋组织的硬度下降，组织软化[29]。纤维素为大叶麻竹笋细胞壁的主要组成部分，是大叶麻竹笋细胞壁的重要骨架物质，其含量影响大叶麻竹笋的硬度[30]。大叶麻竹笋硬度变化与原果胶含量、乙醇不溶物含量和纤维素含量变化的一致性表明：原果胶含量、乙醇不溶物含量和纤维素含量的降低引起了样品硬度的降低。

2.5 大叶竹笋腌制过程中组织微观结构的变化

影响果蔬质地的细胞结构由大量的维管束组成，果蔬经腌制后，细胞结构发生改变，细胞膜、中胶层和细胞壁出现破裂、收缩、塌陷[31]。大叶麻竹笋的薄壁细胞间靠与细胞壁相邻的中胶层相互黏合在一起，中胶层的主要成分为果胶物质。由图6可知，大叶麻竹笋腌制过程中，组织微观结构发生了明显的变化。大叶麻竹笋漂烫鲜样的细胞结构完整，细胞壁平滑，排列紧密，中胶层完整。随着腌制时间的延长，细胞结构发生变化。腌制15d，样品维管束的中胶层明显变薄。腌制30d，样品维管束的中胶层继续变薄，细胞壁出现不规则褶皱，并出现部分塌陷。腌制45d，样品细胞壁部分降解，中胶层解体，细胞壁塌陷严重。腌制60d，样品细胞壁完全塌陷，细胞壁已严重分解，中胶层严重解体，细胞结构破坏严重，使得样品腌制后与鲜样相比，硬度明显降低。

a

b

c

d

e

a.漂烫鲜样；b.腌制15d；c.腌制30d；d.腌制45d；e.腌制60d。

图 6 大叶麻竹笋腌制过程中维管束组织扫描电镜图（×1500）

Fig.6 Scanning electron micrographs of vascular bundle tissue of bamboo shoots during pickling (× 1500)

3 结 论

大叶麻竹笋腌制过程中总酸含量、NaCl含量与硬度间呈较好的负相关，而水分含量与硬度间的相关性低；乙醇不溶物含量、原果胶含量、纤维素含量和硬度间呈较好的正相关，而木质素含量与硬度间的相关性极低。这说明大叶麻竹笋腌制过程中硬度的降低是由多方面原因引起的，总酸含量的增加、NaCl含量的增加，原果胶的降解、乙醇不溶物含量降低和纤维素含量降低都会使得大叶麻竹笋质地出现变软，硬度降低。同时，大叶麻竹笋腌制过程中组织微观结构发生了明显的变化。对于可能与质地有关的相关酶酶活性、微生物与质地关系的探讨，还需要进一步的深入研究。

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