蒸煮袋材料透氧性對水煮筍品質劣變的影響*

潘夢垚，盧立新，2，唐亞麗，2，王 軍，2

1(江南大學，江蘇 無錫，214122)

2(中國包裝總公司食品包裝技術與安全重點試驗室，江蘇 無錫，214122)

水煮筍是我國特色農業(yè)加工食品，它味道鮮美，營養(yǎng)價值高，低脂肪、高蛋白，富含糖類和人體所需的多種氨基酸，并含有豐富的維生素［1］。利用蒸煮袋對水煮筍進行真空包裝并殺菌后，產品可在較長時間內維持理想的品質，這種蒸煮袋真空包裝水煮筍已成為市場上最常見的包裝筍制品之一［2］。然而，目前關于蒸煮袋包裝水煮筍貯藏品質劣變的研究報道甚少，為包裝制品品質改善和保質期預測帶來了困難。

水煮筍品質劣變速度與諸多因素有關，蒸煮袋材料的透氧性則是關鍵因素之一。氧氣對水煮筍品質變化的影響不容忽視，筍中的色素、組織結構及營養(yǎng)成分均會因氧化作用而發(fā)生劣變現(xiàn)象。眾多學者已經證實，蛋白質及部分氧敏感氨基酸易與氧氣或其他物質的氧化二次產物發(fā)生反應［3－4］;VC在O2的作用下降解生成2，3-二酮古洛糖酸(DKG)，進一步氧化后形成一系列有害物質［5］;還原糖中的游離羰基或醛基均會被氧化生成糖酸;同時，氧氣的存在會促進非酶褐變反應進程，令糖類、蛋白質、氨基酸和VC等參與反應，進一步影響食品色澤與組織結構［6］。

在此基礎上，本文旨在探討蒸煮袋材料氧氣透過量對水煮筍貯藏品質劣變程度的影響，將筍的色澤、硬度、可溶性蛋白質、游離氨基酸、還原糖和VC作為品質檢測指標，分析不同材料包裝的水煮筍各指標的變化規(guī)律，為設計具有適宜阻氧性能的水煮筍制品蒸煮袋材料提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

18 L 罐藏水煮毛竹筍(于試驗當天開罐取筍，用于蒸煮袋真空包裝筍制品的制備)，浙江省某企業(yè)提供，3 種蒸煮袋包裝材料:PA/PE，氧氣透過量9.930×10－5cm3/(m2·d·Pa)，厚度80 μm;KPA/PE，氧氣透過量7.665 ×10－5cm3/(m2·d·Pa)，厚度85 μm;PA/PET/SiOx/PE，氧 氣 透 過 量3.616 × 10－5cm3/(m2·d·Pa)，厚度90 μm。

1.2 主要儀器設備

DZQ400-2D 單室真空包裝機，三聯(lián)包裝(無錫)有限公司;DSX-280A 手提式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠;PRX-450C 智能人工氣候箱，常州諾基儀器有限公司;WSC-S 測色色差計，上海精密科學儀器有限公司;GY-3 水果硬度計，杭州托普儀器有限公司;UV-2802 紫外可見分光光度計，龍尼柯(上海)儀器有限公司。

1.3 試樣制備

將水煮筍從鐵罐中取出，在60 ℃左右的熱水中浸泡6 ～7 min，洗去筍體表面白色粉狀物，取出晾干后利用上述3 種耐高溫復合薄膜進行真空包裝，包裝袋尺寸統(tǒng)一為180 mm×138 mm，真空時間9 s，熱封時間3 s，真空度達到－0.1 MPa。將包裝好的樣品進行高壓蒸汽滅菌，殺菌溫度為115 ℃，保壓時間為15 min，殺菌完畢后立即用流動水冷卻至室溫35 ℃以下，擦干包裝袋表面水跡，確保樣品無脹袋現(xiàn)象。

1.4 貯藏試驗方法

將制得的樣品放置于人工氣候箱中進行加速試驗貯藏，溫濕度分別設置為33 ℃、75%RH。貯藏過程中使用鋁箔材料對樣品進行遮光覆蓋。試驗周期共32 d，每隔4 ～5 d 從人工氣候箱中取出不同材料包裝的樣品進行各指標的檢測。

1.5 水煮筍品質指標的測定方法

1.5.1 色澤的檢測

采用WSC-S 測色色差計檢測水煮筍肉在CIELAB 均勻色空間下的色度指數(shù)亮度L*值、紅度a*值和黃度b*值。將水煮筍肉切成顆粒，搗碎后壓制成平板，放入色差計的測試陷阱內，壓緊光源測試頭，即可進行色度指數(shù)的檢測。每次在筍的同一個部位(中間處)檢測，每個樣檢測3 次，結果取平均值。

1.5.2 硬度的檢測

采用GY-3 型水果硬度計測定水煮筍硬度值，選用Φ=6 mm 的測試頭，在每個筍的赤道部位選取3個等間距的測試點，然后將測試頭緩慢勻速插入筍肉內至測試頭標記線停止，讀取測量數(shù)值，結果取3 個測試點的平均值，單位以kg/cm2表示。

1.5.3 可溶性蛋白質含量的測定

參照Bradford 的考馬斯亮藍染色法［7］。利用牛白蛋白配制濃度為250 μg/mL 的標準溶液，然后取6支試管，依次加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 的蛋白質標準溶液，并補加蒸餾水至總體積為1 mL，用刻度吸管加入5 mL 考馬斯亮藍G-250 試劑，搖勻后靜置10 min，用1 cm 比色皿于595 nm 波長下測定吸光值。以吸光值為縱坐標，以蛋白質含量(μg)為橫坐標，繪制標準曲線。稱取2 g 水煮筍樣品，混合18 mL蒸餾水，于食品加工機中搗成勻漿，過濾，取上清液0.5 mL 加入試管中，再加入0.5 mL 蒸餾水和5 mL考馬斯亮藍G-250 試劑，充分混合，放置10 min，待溶液轉變?yōu)榱了{色后于595 nm 波長下測定其吸光值，以空白液調零。每個樣品重復3 次。由測出的吸光值根據標準曲線算出樣品中蛋白質的含量，單位以mg/g 表示。

1.5.4 游離氨基酸含量的測定

采用茚三酮比色法［8］檢測水煮筍的游離氨基酸總量。取8 支25 mL 比色管，分別加入0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL 氨基酸標準溶液，并各自補加蒸餾水至容積為4 mL，再加入1 mL 茚三酮溶液和1 mL 磷酸緩沖液，混合后蓋上試管塞，在沸水浴中保持15 min，將其取出后迅速冷卻，定容至25 mL，此時溶液為藍紫色。放置15 min 后，采用UV-2802 紫外可見分光光度計于570 nm 波長處檢測各比色管溶液的吸光度，并以空白液調零。以氨基酸含量(μg)為橫坐標，以吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。切取5 g 筍肉，混合45 mL 蒸餾水后于食品加工機中搗碎混勻，取出定容至100 mL，加熱煮沸，并過濾。取上清液4 mL 按照同樣的方法在570 nm 波長下測定其吸光值，并根據標準曲線計算水煮筍氨基酸含量，每個樣品重復檢測3 次，單位以mg/100 g 表示。

1.5.5 還原糖含量的測定

還原糖的檢測采用3，5-二硝基水楊酸比色法(DNS)［9］。取8 支10 mL 試管，分別加入0、1、2、3、4、5、6、7 mL 葡萄糖標準溶液，定容后，分別從中吸取1 mL 溶液加入25 mL 比色管中，再各添加2 mL 水楊酸溶液，蓋上試管塞后用沸水浴加熱5 min，取出后迅速冷卻，并用蒸餾水定容至25 mL，混勻，此時溶液為橘紅色。以空白液調零，于540 nm 處測定其吸光度，繪制標準曲線。切取10 g 水煮筍放入食品加工機，并加入40 mL 蒸餾水，將筍肉研磨成勻漿，取上清液1 mL 進行540 nm 波長下吸光度的檢測。每個樣品檢測3 次，結果取平均值，單位以mg/g 表示。

1.5.6 VC含量的測定

VC的檢測采用2，6-二氯靛酚滴定法，具體方法嚴格參照國家標準GB 6195-86［10］。每個樣品檢測3次，取平均值，單位為mg/100 g。

1.6 數(shù)據處理

所有試驗數(shù)據采用Excel、SAS 進行統(tǒng)計處理，并用Matlab 繪制曲線圖。當ANOVA 方差分析結果P＜0.05 時，表明蒸煮袋透氧性對各指標的劣變影響顯著。

2 結果與分析

2.1 材料透氧性對水煮筍色澤的影響

圖1 為不同材料包裝的水煮筍亮度L*值、紅度a*值和黃度b*值的變化趨勢圖。隨著材料氧氣透過量增大，水煮筍的L*值下降速率變快，下降幅度增大;同樣地，PA/PE 包裝的水煮筍a*值的增長速率最大，而PA/PET/SiOx/PE 包裝樣品的a*值變化相對緩慢些;氧氣透過量最小的PA/PET/SiOx/PE 材料能夠明顯減緩水煮筍黃色褪去的速度，而PA/PE 和KPA/PE 2 組樣品的b*值下降較快?？梢?，蒸煮袋的透氧量對水煮筍色澤有顯著影響(P＜0.05)。筍中含有類黃酮、單寧和類胡蘿卜素等有機色素［11］，這些色素通常不穩(wěn)定，易發(fā)生氧化反應。另外，氧氣促進筍內其他成分的化學反應，也會進一步導致筍肉色澤劣化。所以，降低蒸煮袋材料的透氧量有益于水煮筍原有色澤的維持。

圖1 不同材料包裝的水煮筍亮度L* 值(a)、紅度a* 值(b)和黃度b* 值(c)的變化(33℃，避光)Fig.1 Changes in brightness L* value(a)、redness a* value(b)and yellowness b* value(c)of boiled bamboo shoots packaged by different materials(33℃，no light)

2.2 材料透氧性對水煮筍硬度的影響

3 種材料包裝的水煮筍在高溫貯藏期間均呈現(xiàn)筍體組織緩慢軟化的現(xiàn)象，因而其硬度值逐漸降低，這是由于筍內各成分受氧氣的影響而參與氧化反應，從而導致筍肉組織結構損壞，部分細胞破裂，令內容物流失于湯汁中［12］。圖2 顯示了各材料包裝水煮筍的硬度變化差異，顯然，材料阻氧性能越差，筍體軟爛速度越快(Pr＜0.05)。鍍硅膜PA/PET/SiOx/PE 包裝樣品的硬度能夠在試驗周期內維持在5.4 kg/cm2以內，而氧氣透過量最大的復合膜PA/PE 所包裝樣品的硬度到第20 天時就降到了4.3 kg/cm2。

圖2 不同材料包裝水煮筍的硬度變化Fig.2 Changes in firmness of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.3 材料透氧性對水煮筍可溶性蛋白質含量的影響

水煮筍蛋白質中含有蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸等氧敏感氨基酸，極易發(fā)生氧化反應，致使蛋白質失去溶解性［13］，同時，蛋白質中的肽鏈受高溫影響而導致氫鍵甚至其他次級鍵斷裂，進而改變蛋白質原本的空間構象，造成蛋白質變性［14］，所以，蒸煮袋包裝水煮筍在貯藏期間必定會發(fā)生蛋白質含量的損失。3 種材料包裝的水煮筍蛋白質損失情況如圖3 所示，同一溫度下，蛋白質破壞的速度差異由包裝材料的氧氣透過性決定(P＜0.05)，材料PA/PET/SiOx/PE 的透氧量僅為3.616 ×10－5cm3/(m2·d·Pa)，遠小于其他2 種材料，此材料包裝樣品中的蛋白質在單位時間內接觸的氧氣極少，因此其含量能夠在32 d 內維持在一定范圍內;比較KPA/PE 和PA/PE 2 種材料，氧氣透過量大，蛋白質損失速率也相應增快，PA/PE 包裝組的蛋白質在試驗周期結束時僅僅剩余9.359 mg/g。因此，利用包裝材料的阻隔性降低氧氣對水煮筍蛋白質的作用十分必要。

圖3 不同材料包裝水煮筍的可溶性蛋白質含量變化Fig.3 Changes in soluble protein content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.4 材料透氧性對水煮筍游離氨基酸含量的影響

水煮筍游離氨基酸含量在貯藏期間呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，如圖4 所示?？煽闯觯囼炃捌?，材料氧氣阻隔性越差，氨基酸含量增長速率越大，原因是蛋白質反應速率快，水解生成的氨基酸增多;試驗后期，由于水煮筍進行非酶褐變羰氨反應，氨基酸含量急劇下降，且速率隨材料氧氣透氧量的增大而加快。這是因為竹筍中的天門冬氨酸和谷氨酸活性高，極易與糖類發(fā)生美拉德反應，材料內氧氣的增多會促使美拉德反應進程加快，從而導致氨基酸總量的減少［15］。并且，一些氧敏感氨基酸本身也會參與氧化反應。所以，氧氣對水煮筍中的游離氨基酸總量具有顯著影響(P＜0.05)。

圖4 不同材料包裝的水煮筍游離氨基酸總量的變化Fig.4 Changes in free amino acid content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.5 材料透氧性對水煮筍還原糖含量的影響

圖5 顯示了不同材料包裝的水煮筍還原糖先增加后減少的變化規(guī)律。貯藏初期，筍中的多糖和低聚糖水解為單糖，使還原糖總量增加;貯藏后期，水解反應趨于緩和，還原糖與氨基化合物發(fā)生美拉德反應，同時被滲透進包裝內的氧氣氧化，使得還原糖總量減少。從圖中可以看出，隨著材料氧氣透過量的增大，水煮筍還原糖含量變化速率加快(P＜0.05)，PA/PE包裝的水煮筍，在試驗初期還原糖大量增多，而在第5 天以后迅速減少;PA/PET/SiOx/PE 包裝試樣能夠將其還原糖含量維持在12.042 mg/g 以內。可見，氧氣會促進筍中還原糖含量變化。

圖5 不同材料包裝的水煮筍還原糖含量的變化Fig.5 Changes in reducing sugar content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

2.6 材料透氧性對水煮筍VC 含量的影響

真空包裝水煮筍中的VC在貯藏期間不可避免地發(fā)生有氧降解，其含量逐漸減少，如圖6 所示。在其有氧降解過程中，抗壞血酸經過2 次單電子或1 次雙電子轉移過程產生L-脫氫抗壞血酸，繼續(xù)水解生成2，3-二酮古洛糖酸，進一步氧化后形成一系列有害物質。這些物質都能與氨基酸或蛋白質發(fā)生非酶褐變反應，影響食品色澤和風味。通常情況下，氧氣能夠引起相當于自身2 倍含量的抗壞血酸氧化損失［16］。圖6 表明，隨著材料氧氣透過量增大，筍內VC的損失程度加劇，速率加快(P＜0.05)。當蒸煮袋材料阻氧性能較優(yōu)時，水煮筍VC的降解可得到緩解。3 種材料中，氧氣透過量最小的蒸煮袋PA/PET/SiOx/PE 最能維持筍中VC的含量。

圖6 不同材料包裝的水煮筍VC 含量的變化Fig.6 Changes in vitamin C content of boiled bamboo shoots packaged by different materials

3 結論

蒸煮袋真空包裝水煮筍在貯藏期間的品質劣變表現(xiàn)為褪色、軟化以及各營養(yǎng)成分的損失。其中，筍肉L*值和b*值逐漸下降，a*值上升，硬度值降低，同時，筍內的可溶性蛋白質和VC含量緩慢減少，而游離氨基酸和還原糖總量均在貯藏過程中先增加后減少。蒸煮袋材料透氧性對水煮筍品質劣變具有顯著影響，材料氧氣透過量越大，各品質指標的劣變速度越大。因此，應選擇氧氣阻隔性較優(yōu)的蒸煮袋對水煮筍進行真空包裝，在節(jié)約成本的前提下，盡量設計高阻隔性包裝材料。

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