超高压处理对莲藕品质的影响

朱云龙，陈 亭

（扬州大学旅游烹饪学院，江苏 扬州 225127）

摘 要：目的：探讨超高压处理对莲藕采后褐变及细菌性腐败的影响。方法：通过设置不同压力与保压时间，对鲜切莲藕真空包装制品进行超高压实验，测定其风味物含量、多酚氧化酶活性，观察在4 ℃保藏过程中的感官品质与细菌学指标变化。结果：经压力400 MPa、保压时间10 min的超高压处理后，鲜切莲藕制品风味成分增多，多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性下降，L*值与a*值上升，硬度下降，可溶性固形物增加，4 ℃保藏9 d细菌菌落总数低，品质良好。结论：使用压力400 MPa、保压时间10 min的超高压处理，可以有效保持真空包装鲜切莲藕产品的风味，4 ℃保质期达到9 d。

关键词：莲藕；超高压；风味物；品质分析；保藏

Effect of Ultra-High Pressure Treatment on Lotus Root Quality

ZHU Yun-long, CHEN Ting

(School of Tourism and Culinary Science, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

Abstract: Objective: To explore the effect of ultra-high pressure (UHP) treatment on postharvest browning and bacterial spoilage in lotus roots. Methods: Fresh-cut lotus roots were vacuum-packaged and then subjected to UHP treatment at different pressures for different dwell periods of time. The contents of flavor compounds and polyphenol oxidase (PPO) activity were measured, and the changes in sensory quality and bacterial colony number during subsequent storage at
4 ℃ was monitored. Results: Fresh-cut lotus roots contained more flavor compounds after 400 MPa treatment for 10 min. In addition, we observed a reduction in PPO activity and hardness, and an increase in L* and a* values and soluble solid content. After cold storage for 9 days, the total number of bacterial colonies was lower and the sensory quality was better. Conclusion: The flavor of lotus root products remains good after 400 MPa treatment pressure for 10 min and the shelf life was 9 days at 4 ℃.

Key words: lotus root; ultra-high pressure (UHP); flavor; quality analysis; storage

中图分类号：TS255.7 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）21-0084-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201421017

莲藕（Neulmho nucifer Gaernt），为睡莲科植物，在我国栽培已有三千余年，是一种水生经济作物。除含常规营养成分外，莲藕还含有类黄酮、酚类、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、三萜、生物碱、挥发油等生物活性成分，属于药食同源的水生蔬菜[1]。莲藕水分含量高，易腐性强，其保鲜技术一直是困扰行业发展的瓶颈。

超高压保鲜是在常温或稍低温度下对食品进行压力为100 MPa以上的高压处理，并实现在0～4 ℃条件下保藏一周左右的新技术[2]。鲜切蔬菜使用超高压技术处理不但可延长产品保质期，还可有效保持产品的食用品质，已报道的有猕猴桃、茭白、胡萝卜、哈密瓜等，但尚未见有应用于莲藕的报道[3-6]。

本实验通过监测莲藕在超高压处理后的风味物组成、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性、色泽、硬度、固形物含量、VC含量及细菌菌落总数等指标的变化，探寻超高压杀菌技术应用于加工莲藕类产品的可行性，为该技术的实际应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

宝应产大白藕 扬州石塔菜市场；大豆调和油 上海益海嘉里食品有限公司。

邻苯二酚、NaH2PO4、Na2HPO4、无水乙醇、2,6-二氯酚靛酚、草酸、NaCl等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

HPP600MPa/2L超高压设备 包头科发新型高技术食品机械有限责任公司；GC-MS联用仪 美国Thermo Fisher公司；UV-7504C紫外-可见分光光度计、PAL-2数显型手持式折射仪 上海欣茂仪器有限公司；Centrifuge 5804离心机 德国艾本德公司；WSC-S全自动色差计 上海信联创作电子有限公司；GY-1硬度仪 上海润晋机电有限公司；BS210S电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；HZ-8812恒温鼓风干燥箱 上海智城分析仪器制造有限公司；XFS-280A不锈钢蒸汽高压灭菌锅 上虞长丰仪器设备厂。

1.3 方法

1.3.1 超高压处理

新鲜莲藕→清洗→去藕节、削皮→切片→焯水→冷却→装袋（50 g/袋）→抽真空

用聚乙烯塑料袋将抽真空样品密封2 层，不留顶隙。分批将样品放入超高压装置中，设置条件为：1）未处理对照组；2）200 MPa压力处理，保压时间10 min；3）400 MPa压力处理，保压时间10 min；4）600 MPa压力处理，保压时间10 min；5）400 MPa压力处理，保压时间5 min；6）400 MPa压力处理，保压时间15 min。

1.3.2 保藏实验

将经不同条件超高压处理的藕片真空包装制品置于4 ℃冰箱保藏9 d，每隔2 d检测色泽、硬度、固形物含量、VC含量、细菌菌落总数等指标的变化。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 风味物质分析

采用固相微萃取（solid phase microextraction，SPMC）与气相色谱-质谱联用法（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）[7-9]测定。

样品制备：先将固相微萃取纤维头在气相色谱进样口处老化，老化温度250 ℃，老化时间10 min。称取莲藕样品10 g，切碎置于50 mL干净锥形瓶中，用封口膜封好瓶口。10 min后插入100 μm PDMS萃取纤维头，于室温下取样30 min，然后放在GC-MS联用仪上进行脱附分析。

气相色谱条件：色谱柱为HP-5MS 5% phenyl methyl silox-ane弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱温45 ℃，保持2 min，以3.5 ℃/min升温至220 ℃，保持2 min；汽化室温度250 ℃，载气为高纯氦气；柱前压7.62 psi；载气流量1 mL/min，进样量1 μL；分流比20∶1。

质谱检测条件：EI源；温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；倍增器电压1 037 V；接口温度280 ℃；质量范围30～550 amu。对采集到的质谱图利用NIST 02谱库进行检索。

1.3.3.2 其他指标测定

多酚氧化酶活性测定采用分光光度计法[10]，色泽以色差计测定[11]，硬度以硬度仪测定[12]，可溶性固形物采用折射仪测定[13]，细菌菌落总数测定使用平板计数法[14]。

1.4 数据处理

使用Excel软件、DPS软件和SPSS17.0软件对实验数据进行统计学处理[15]。

2 结果与分析

2.1 超高压处理对莲藕风味物质组成的影响

A.莲藕对照组；B.压力200 MPa，保压时间10 min组；C.压力400 MPa，保压时间10 min组；D.压力600 MPa，保压时间10 min组；E.压力400 MPa，保压时间5 min组；F.压力400 MPa，保压时间15 min组。

图 1 莲藕超高压制品挥发性风味物质总离子流图

Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile components of lotus root products subjected to UHP treatment

表 1 超高压处理莲藕制品的风味物质相对含量

Table 1 Change in flavor components in lotus root products subjected to UHP treatment

%

注：—. 未检测出。

由图1、表1可知，经不同压力及保压时间的超高压处理后，莲藕制品中的风味成分及相对含量发生了一些变化。其中醛类、醇类含量较高，其次是烷烃、烯烃、酯类及酮类化合物。压力的增加会激活烷烃、醛类、酮类、酚类等化合物，而使烯类、醇类、酯类、呋喃类等失活；保压时间的延长会使烷烃、烯烃、酮类等化合物会失活。其中200 MPa处理10 min后风味物总量发生下降，表明其风味物质被激活的数量低于失活的数量，特别是醇类失活过多所致。

就风味物质种类而言，未处理组检出64 种，其余各组分别检出67、65、48、70、66 种。表明经过压力≤
400 MPa、保压时间≤15 min的超高压处理后，鲜切莲藕制品风味物种类有所增加。

2.2 超高压处理对莲藕PPO活性的影响

由图2可知，增加超高压压力，延长保压时间，鲜切莲藕制品的PPO活性均明显降低。与对照组比较，各处理组相对酶活力为79.3%、43.5%、25.7%、63.8%及25.1%。这可能由于经过超高压处理弱化了PPO酶蛋白结构中部分氢键、疏水键、离子键和静电相互作用，使PPO的三维构象受到破坏，加速失活所致[16]。

图 2 超高压处理对莲藕PPO活性的影响

Fig.2 Effect of UHP treatment on PPO activity of lotus root products

2.3 超高压处理对莲藕制品保藏性能的影响

2.3.1 超高压处理莲藕保藏过程中色泽的变化

表 2 超高压处理莲藕4 ℃保藏过程中L*值的变化

Table 2 Change in L* value of lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃

L*为亮度值，L*值越大莲藕颜色越亮，反之越暗。由表2可知，莲藕在超高压处理后，L*值均有所上升，且增大压力与延长保压时间均使L*值升高。结合PPO活性的测定结果，可以认为，经超高压处理后，部分PPO失活，抑制了酶促褐变，而使L*值上升。

在贮藏过程中，未处理组的L*值随贮藏时间延长下降幅度较大，而经超高压处理的各组L*值下降幅度均较小。在保藏过程中L*值的下降与残留的PPO引发褐变直接有关[17]，
与莲藕中总酚、其他酶底物的关系有待进一步研究。

表 3 超高压处理莲藕4 ℃保藏过程中a*值的变化

Table 3 Change in a* value of lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃

a*值代表红绿色值，a*值越大莲藕越红，反之越绿。由表3可知，经不同超高压处理后，a*值均有所增加，压力越大，保压时间越长，莲藕的a*值越大，这可能由于超高压处理时因压力的作用诱使淀粉糊化引起色泽加深所致[18]。

贮藏过程中，与对照组相比，随压力增大与保压时间延长，莲藕的a*值随贮藏时间延长变化幅度较小。可能由于超高压处理时因压力的作用促使淀粉糊化与发生褐变所致。表明超高压处理尚不能有效控制莲藕色泽的稳定性，应进一步研究与超高压处理相配套的护色技术。

2.3.2 超高压处理莲藕保藏过程中硬度的变化

表 4 超高压处理莲藕4 ℃保藏过程中硬度的变化

Table 4 Change in hardness of lotus root products subjected to UHP
treatment during storage at 4 ℃

g

由表4可知，整体上，随着超高压压力的增大与保压时间的延长，莲藕的硬度不断下降。经保藏后，对照组样品硬度随贮藏时间延长下降幅度最大，200 MPa、保压10 min的样品次之，其余各组硬度下降相对较少。超高压处理引起莲藕硬度下降，与其组织结构发生变化有关。以400 MPa、保压5～10 min的样品硬度稍有增加，表明短时间超高压处理会使莲藕结构趋于致密，但随着超高压处理时间的进一步延长，会破坏莲藕的细胞结构，特别是破坏细胞壁结构的中间层，诱发水溶性果胶增加，反而使硬度下降[19]。

2.3.3 超高压处理莲藕保藏过程中可溶性固形物含量的变化

表 5 超高压处理莲藕4 ℃保藏过程中可溶性固形物含量的变化

Table 5 Change in content of soluble solids of lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃

%

可溶性固形物是指食品中所有溶解于水的化合物的总称，是反映食品产品所含主要营养物质多少的一个指标。由表5可知，经过不同超高压条件处理后，莲藕中的可溶性固形物含量均有增加，但在贮藏一段时间后出现下降，其中对照组、压力小与保压时间短的样品，可溶性固形物含量降低幅度较大，而压力大、保压时间长的样品可溶性固形物含量降低幅度较小。表明由于压力作用破坏植物组织，使内容物溢出，使可溶性固形物含量升高，而在保藏后期因微生物分解而降低。

2.3.4 超高压处理莲藕保藏过程中细菌菌落总数的变化

由表6可知，未经超高压处理的莲藕样品中细菌菌落总数明显高于超高压处理的莲藕样品，处理压力越高、保压时间越长，样品中的菌落总数越少。超高压采用静态杀菌，起到“冷杀菌”的效果。超高压处理不仅能破坏菌体蛋白质氢键、二硫键和离子键的结合，导致蛋白质结构遭受破坏，还能使菌体细胞膜破裂造成多重损伤，而使超高压处理发挥良好的杀菌效果[20]。

表 6 超高压处理莲藕4 ℃保藏过程中细菌菌落总数的变化

Table 6 Change of total bacterial colonies in lotus root products subjected to UHP treatment during storage at 4 ℃

CFU/g

3 结 论

使用压力400 MPa、保压时间l0 min的超高压处理，可以有效保持真空包装鲜切莲藕产品的风味，降低PPO活性，提高可溶性固形物含量，维持其固有的色泽与硬度，降低细菌菌落总数，使产品具有良好的保藏效果，4 ℃保藏期达到9 d。

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