食品添加劑對透明包裝榨菜品質(zhì)控制的影響

丁涌波，趙興娥，陳光靜，譚燕文，羅東升，闞建全,2,3,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400715；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室（重慶），重慶 400715）

食品添加劑對透明包裝榨菜品質(zhì)控制的影響

丁涌波1，趙興娥1，陳光靜1，譚燕文1，羅東升1，闞建全1,2,3,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400715；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室（重慶），重慶 400715）

以透明包裝榨菜為研究對象，加入食品添加劑異VC鈉、EDTA-2Na、焦亞硫酸鈉、無水CaCl2等，以色澤、脆度、褐變度為指標，通過單因素和 Box-Behnken響應(yīng)面試驗，探討控制 透明包裝榨菜貯藏過程中品質(zhì)劣變的技術(shù)。結(jié)果表明：異VC鈉和EDTA-2Na對透明包裝榨菜的色澤和褐變度控制效果好，而對脆度保持效果差；焦亞硫酸鈉對透明包裝榨菜的防褐變效果和保脆效果都不明顯；CaCl2對透明包裝榨菜的脆度保持效果較好，但護色效果差；最終確定了透明包裝榨菜品質(zhì)控制的最優(yōu)食品添加劑配方為9.14 mg/kg異VC鈉、240.88 mg/kg EDTA-2Na、946.63 mg/kg無水CaCl2。在此條件下，常溫貯藏10 個月內(nèi)，透明包裝榨菜的品質(zhì)與對照組非透明包裝榨菜品質(zhì)相當。

榨菜；透明包裝；食品添加劑；品質(zhì)控制

榨菜是中國名特產(chǎn)品之一，與歐洲酸黃瓜、日本醬菜并稱世界三大名腌菜。1898年在中國重慶涪陵發(fā)現(xiàn)榨菜，時稱“涪陵榨菜”，因加工時需用壓榨法榨出菜中水分，故稱“榨菜”[1-4]。原味榨菜以莖用芥菜（Brassica juncea cosson）為原料，經(jīng)脫水后加鹽腌制而成的一種半干態(tài)具有輕微乳酸發(fā)酵的蔬菜產(chǎn)品。榨菜是低脂、低熱量，富含蛋白質(zhì)、糖類、鈉等營養(yǎng)成分的食物。榨菜成品中含有多達l7種的氨基酸，而且大多數(shù)氨基酸有甜味，其中谷氨酸和天冬氨酸含量最高[5-6]，它們具有強烈的鮮味，使榨菜具有特殊的風味。成品榨菜咸淡適口，香脆爽口、開胃健脾，既可作為隨飯小菜，又可作菜肴、湯品面食的配料等[7-10]。

研究表明，PET-PA-RCPP透明包裝材料能很好地保持榨菜的品質(zhì)[11-12]。但是透明包裝榨菜在貯藏過程中，受光照、相關(guān)微生物和化學物質(zhì)等作用，導致榨菜色澤變暗，質(zhì)地變軟，影響了榨菜的食用價值[13-17]。目前，對榨菜保脆和護色的研究已有較多報道，但是對透明包裝榨菜在貯藏過程中保脆和護色的研究還未見報道。因此，本實驗擬選用異VC鈉、EDTA-2Na、焦亞硫酸鈉、無水CaCl24 種食品添加劑，對透明包裝榨菜在貯藏過程中的護色及脆度保持效果進行研究，以期 為透明包裝榨菜的保藏技術(shù)提供基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

剛腌好的原味榨菜、OPP-PET-PE鍍鋁袋 重慶涪陵辣妹子集團有限公司；PET-PA-RCCP透明包裝袋 重慶頂正包材有限公司；異VC鈉、EDTA-2Na、焦亞硫酸鈉、無水CaCl2（分析純） 成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司；可見分光光度計 上?，F(xiàn)科儀器有限公司；電動粉碎機廣東美的精品電器制造有限公司；分析天平 上海精密科學儀器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司；UtraScan Pro測色儀 美國HunterLab公司；物性測定儀 英國Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

將剛腌好的榨菜切片后，按照GB 2760—2011《食品添加劑使用標準》的規(guī)定，稱取適當?shù)氖称诽砑觿?，? mL蒸餾水溶解后，加入菜片中，充分混合均勻，然后用選定的2 種材料包裝，按榨菜的工藝流程將其 加工成樣品。

工藝流程：榨菜原料→選擇→修剪去筋→清洗切片→脫鹽、脫水→稱量裝袋→真空包裝→殺菌→冷卻→整形擦袋→成品[18-19]。

1.3.2 單因素試驗

食品添加劑的種類和使用量（按榨菜樣品的質(zhì)量稱?。?，如表1所示。

表1 單因素試驗中添加劑的用量Table 1 Levels of four food additives used in one-factor-at-a-time design

1.3.3 指標測定

將實驗組和對照組在自然條件下貯藏，貯藏0、30、60、90、120 d后，進行色澤、脆度、褐變度的測定，評定各組的護色及脆度保持效果。褐變度測定：參照Sovrano等[20]采用消光值法測定。隨機選取包裝袋內(nèi)的榨菜菜片并攪碎，準確稱取絞碎樣品10 g，加入100 mL冰冷蒸餾水，勻漿機勻漿40 s，過濾，將濾液在25 ℃水浴中保溫5 min制成樣液，在410 nm波長處測定樣液吸光度A，以10·A410nm表示褐變度[20-24]。

色澤測定和硬度測定：參照趙興娥等[11]方法測定。隨機取樣品，置于UtraScan Pro色度儀載物臺，使用反射小孔在RSIN-鏡面反射模式下測定，每次取榨菜實驗樣品5～10 片，共取15 個點進行平行測定，計算平均值。其中L*表示顏色的明度，L*越大表示樣品的色澤越亮；a*值表示顏色的綠紅度，a*＜0表示樣品呈綠色，a*＞0表示樣品呈紅色；b*值表示顏色的藍黃值，b*＜0表示樣品呈藍色，b*＞0表示樣品呈黃色。

1.3.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，選取對透明包裝榨菜品質(zhì)指標影響較大的異VC鈉、EDTA-2Na和無水CaCl2進行響應(yīng)面設(shè)計試驗，運用Box-Behnken試驗設(shè)計原理，選擇L*值、褐變度、脆度3個值為響應(yīng)值，試驗因素及水平表見2。

表2 Box-Behnken試驗設(shè)計因素水平及編碼Table 2 Independent variables and levels used in Box-Behnken design mg/kg

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進行圖表繪制和相關(guān)數(shù)據(jù)的處理。采用Design-Expert（Version 7.1）軟件對響應(yīng)面試驗得到的數(shù)據(jù)進行線性回歸和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同食品添加劑對透明包裝榨菜品質(zhì)控制的影響

2.1.1 異VC鈉

由表3可以看出，不同異VC鈉添加量對透明包裝榨菜的品質(zhì)控制效果差異較大：隨貯藏時間的延長，榨菜樣品的色澤越來越暗，褐變越來越嚴重，實驗后期樣品還發(fā)生少許紅變現(xiàn)象。貯藏120 d后，添加異VC鈉量為10 mg/kg的樣品其L*和a*值變化最小，色澤較鮮亮，褐變少，幾乎沒有紅變，護色效果最好；不同異VC鈉添加

量的樣品組b*值變化較小，但脆度都有明顯的降低，保脆效果都較差。

表3 異VC鈉對透明包裝榨菜品質(zhì)控制的影響Table 3 Effect of sodium erythorbate on quality control of pickled mustard tubbeerrss

2.1.2 EDTA-2Na

表4 EDTA-2Na對透明包裝榨菜品質(zhì)控制的影響Table 4 Effect of EDTA-2Na on quality control of pickled mustard tubers

由表4可以看出，隨貯藏時間的延長，榨菜樣品褐變越來越嚴重，色澤越來越暗，后期有比較明顯的紅變現(xiàn)象。不同EDTA-2Na添加量對透明包裝后榨菜的品質(zhì)控制效果有較大差異：EDTA-2Na添加量為160 mg/kg的樣品變得黏，樣品紅變嚴重；EDTA-2Na添加量為200 mg/kg的樣品色澤暗褐，其中還產(chǎn)生了很強的刺激性氣味；EDTA-2Na添加量為240 mg/kg的樣品褐變度較低，L*值變化最小，黃度變化較小，紅變程度較大。

2.1.3 焦亞硫酸鈉

表5 焦亞硫酸鈉對透明包裝榨菜品質(zhì)控制的影響Table 5 Effect of sodium pyrosulfite on quality control of pickled mustard tubbeerrss

由表5可以看出，不同添加量焦亞硫酸鈉對透明包裝榨菜的品質(zhì)控制效果差異較小：隨貯藏時間的延長，所有樣品的褐變越來越嚴重，色澤越來越暗，且均有輕微的紅變現(xiàn)象，焦亞硫酸鈉添加量為32 mg/kg實驗組的L*、a*和b*值保持較好，紅變、黃變較少，焦亞硫酸鈉添加量為96 mg/kg的實驗組褐變度控制效果較好。

2.1.4 無水CaCl2

由表6可以看出，不同添加量的無水CaCl2對透明包裝榨菜的品質(zhì)控制效果具有很大差異：隨貯藏時間的延長，榨菜樣品褐變越來越嚴重，色澤越來越暗，質(zhì)地軟化，脆度越來越差。貯藏120 d后，無水CaCl2添加量為500 mg/kg的樣品色澤暗黑，脆度不可接受，b*值較大，黃變嚴重；而無水CaCl2添加量為750 mg/kg的榨菜其色澤劣變至暗褐色，不可接受，質(zhì)地軟爛，脆度無法測定；只有無水CaCl2添加量為1 000 mg/kg的榨菜仍然保持較明亮的色澤和最佳的脆度，質(zhì)地脆嫩。

綜上所述，透明包裝榨菜貯藏過程中同對照組不透明包裝榨菜比較：異VC鈉對透明包裝榨菜的色澤和褐變

度保持效果很好，對脆度保持效果差；EDTA-2Na對透明包裝榨菜的褐變控制效果很好，色澤保持效果較好，對脆度保持效果不佳；焦亞硫酸鈉對透明包裝榨菜的防褐變效果一般，護色效果和保脆效果都很差；CaCl2對透明包裝榨菜的脆度保持效果理想，但防褐變效果一般，護色效果差。通過單因素試驗結(jié)果，確定以異VC鈉、EDTA-2Na、無水CaCl2為因素，進行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

表6 無水CaCl2對透明包裝榨菜品質(zhì)控制的影響Table 6 Effect of CaCll2on quality control of pickled mustard tubers

2.2 透明包裝榨菜品質(zhì)控制條件的響應(yīng)面優(yōu)化試驗

2.2.1 試驗設(shè)計及結(jié)果

表7 響應(yīng)面試驗分析方案及結(jié)果Table 7 Experimental design and results for response surface analysis

利用Box-Behnken試驗設(shè)計，用自變量A、B、C分別表示異VC鈉、EDTA-2Na、無水CaCl23 個影響因素，以L*值、褐變度、脆度為響應(yīng)值，得出試驗結(jié)果、回歸模型參數(shù)的方差分析，結(jié)果如表7所示。

2.2.2 回歸模型的建立

以A、B、C為自變量，以L*值（Y1）、褐變度（Y2）、脆度值（Y3）為因變量建立回歸模型，其回歸方程分別為：

2.2.3 回歸模型的方差分析

2.2.3.1 L*值

表 88 L*值回歸模型方差分析表Table 8 L*

由表8回歸模型方差分析可知，L*值回歸模型的P＜0.000 1，說明該模型極顯著；失擬項在α=0.05水平上不顯著（P=0.139 9＞0.05），說明未知因素對試驗結(jié)果干擾較小，殘差都是由隨機誤差引起。因變量與自變量之間線性關(guān)系顯著（R2=0.990 8），模型調(diào)整復相關(guān)系數(shù)說明建立的模型能解釋響應(yīng)值變化的97.89%，模型的擬合程度較好，試驗所得二次回歸方程能很好預測響應(yīng)值。

由回歸方程系數(shù)顯著性檢驗可知，模型的一次項A、B和C影響均極顯著（P＜0.01）；二次項A2、C2影響均極顯著（P＜0.01），B2影響顯著（P＜0.05）；交互項AB影響顯著（P＜0.05），AC、BC影響不顯著（P＞0.05），對一次項回歸系數(shù)的絕對值大小進行比較可知，對透明包裝榨菜貯藏過程中L*值變化的影響大小順序為：A＞B＞C。

對回歸模型方差分析結(jié)果作響應(yīng)面及等高線如圖1所示，其中各圖分別表示A、B、C中任意一個變量取零水平時，其余兩個變量對L*值的交互影響。

圖1 異VC鈉、EDTA-2Na、無水CaCl2兩兩相互作用對L*值影響的響應(yīng)面和等高線圖Fig.1 Response surface and contour plots for the influence of three variables on L*

2.2.3.2 褐變度

表9 褐變度回歸模型方差分析表Table 9 Analysis of variance for the regression model for browning degree

由表9回歸模型方差分析可知，褐變度回歸模型的P＜0.000 1，表明該模型極顯著；失擬項在α=0.05水平上不顯著（P=0.458 3＞0.05），說明未知因素對試驗結(jié)果干擾小，殘差均由隨機誤差引起。因變量與所考察自變量之間的線性關(guān)系顯著（R2=0.994 6），模型調(diào)整復相關(guān)系數(shù)R2Adj= 0.998 7，說明建立的模型能解釋響應(yīng)值變化的99.87%，模型的擬合程度較好，本試驗結(jié)果可靠，所得二次回歸方程能很好地預測響應(yīng)值。

由回歸方程系數(shù)顯著性檢驗可知，模型的一次項A、B和C影響均極顯著（P＜0.01）；二次項影響均顯著（P＜0.05）；交互項AB影響不顯著（P＞0.05），AC影響顯著（P＜0.05），BC影響極顯著（P＜0.01），對一次項回歸系數(shù)的絕對值大小進行比較可知，影響透明包裝榨菜貯藏過程中控制褐變度的因素作用大小為：B＞C＞A。

對回歸模型方差分析結(jié)果作響應(yīng)面及其等高線如圖2所示。

圖2 異VC鈉、EDTA-2Na、無水CaCl2兩兩相互作用對褐變度影響的響應(yīng)面和等高線圖Fig.2 Response surface and contour plots for the influence of three variable on browning degree

2.2.3.3 脆度

表10 脆度回歸模型方差分析表Table 10 Analysis of variance for the regression model for brittleness

由表10回歸模型方差分析可知，脆度模型的P＜0.000 1，表明該模型極顯著；失擬項在α=0.05水平上不顯著（P=0.073 4＞0.05），說明未知因素對試驗結(jié)果干擾小，殘差均由隨機誤差引起。因變量與所考察自變量之間的線性關(guān)系顯著（R2=0.999 5），模型調(diào)整復相關(guān)系數(shù)R2Adj=0.998 9，說明建立的模型能解釋響應(yīng)值變化的99.89%，模型的擬合程度較好，本試驗所得二次回歸方程能很好地預測響應(yīng)值。

由回歸方程系數(shù)顯著性檢驗可知，模型的一次項A、B和C影響均極顯著（P＜0.01）；二次項B2、C2影響均顯著（P＜0.01），A2影響不顯著（P＞0.05）；交互項BC影響極顯著（P＜0.01），AB影響顯著（P＜0.05），AC影響不顯著（P＞0.05）；對一次項回歸系數(shù)的絕對值大小進行比較可知，影響透明包裝榨菜貯藏過程中脆度的因素作用大小為：C＞B＞A。

對回歸模型方差分析結(jié)果作響應(yīng)面及其等高線如圖3所示。

圖3 異VC鈉、CEDTA-2NaA-2Na、無水CaClCaCl2兩兩相互作用對脆度影響的響應(yīng)面和等高線圖Fig.3 Response surface and contour plots for the influence of three variables on brittleness

2.2.4 驗證實驗

表11 優(yōu)化工藝驗證結(jié)果Table 11 Experimental validation of optimal food additive levels for simultaneous addition

利用Design Expert 7.0軟件進行工藝參數(shù)的優(yōu)化組合[25]，所得L*值、脆度最大、褐變度最小對應(yīng)的相關(guān)參數(shù)，在優(yōu)化條件下，即9.14 mg/kg異VC鈉、240.88 mg/kg EDTA-2Na、946.63 mg/kg無水CaCl2條件下對此優(yōu)化結(jié)果進行驗證，將該工藝條件下的樣品在自然條件下保存4 個月后，實際測定L*值、褐變度、脆度值分別為51.17、 0.361、1 351.95 g，見表11，與預測值基本一致，樣品品質(zhì)良好。同時，在此條件下，常溫貯藏10 個月內(nèi)，透明包裝榨菜的品質(zhì)與對照組非透明包裝榨菜品質(zhì)相當。

3 結(jié) 論

現(xiàn)行提高榨菜品質(zhì)的方法有微波、超高壓及酶法處理等，但微波與超高壓處理法，由于榨菜經(jīng)過高溫高壓的環(huán)境使得某些食用品質(zhì)降低了，榨菜本身所具有的鮮、香、嫩、脆等特點可以說已基本喪失[14]。酶法處理榨菜，由于酶的成本較高，對工藝的現(xiàn)代化要求較高[26]，而使其應(yīng)用范圍受到限制。綜上，本實驗選用的異VC鈉、EDTA-2Na、焦亞硫酸鈉、無水CaCl24 種食品添加劑，無論種類及使用量均符合GB 2760—2011要求。且經(jīng)過本實驗優(yōu)化出的最佳配方結(jié)果為異VC鈉添加量9.14 mg/kg、EDTA-2Na添加量240.88 mg/kg、無水CaCl2添加量946.63 mg/kg，通過對此優(yōu)化結(jié)果進行驗證，發(fā)現(xiàn)經(jīng)響應(yīng)面法優(yōu)化所得的透明包裝榨菜最佳品質(zhì)控制工藝參數(shù)準確可靠。而且與上述的處理方法相比，本實驗所使用原料相對廉價，成本較低，能夠在工業(yè)生產(chǎn)上較好的大范圍推廣應(yīng)用。

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Effect of Food Additives on Quality Control of Pickled Mustard Tubers Packaged with Transparent Material during Storage

DING Yong-bo1, ZHAO Xing-e1, CHEN Guang-jing1, TAN Yan-wen1, LUO Dong-sheng1, 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 Preservationg (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

The inhibitory effect of the food additives sodium erythorbate, EDTA-2Na, sodium pyrosulf i te, and anhydrous CaCl2simultaneously added to pickled mustard tubers packaged with transparent material on quality deterioration during storage was investigated by examining changes in color, brittleness, and browning degree. The food additives each at three addition levels were individually investigated and further optimized by response surface methodology for simultaneous addition. The results showed that both sodium erythorbate and EDTA-2Na were effective in protecting the color of pickled mustard tubers and inhibiting the browning but resulted in poor brittleness maintenance, sodium pyrosulfite had no signif i cant effect on browning inhibition and brittleness maintenance, and CaCl2could effectively maintain the brittleness of pickled mustard tubers but was less effective for color protection. Finally, the optimal amounts of sodium erythorbate, EDTA-2Na, and CaCl2added for better quality control were determined as 9.14, 240.88, and 946.63 mg/kg, respectively. Under these conditions, after storage at room temperature for 10 months, the quality of pickled mustard tubers packaged with transparent material was similar to that of the control samples without transparent packaging.

pickled mustard tuber; transparent packing; food additives; quality control

TS255.53

A

1002-6630（2014）18-0201-08

10.7506/spkx1002-6630-201418039

2013-10-28

國家重大星火計劃項目（2011GA811001）

丁涌波（1990—），女，碩士研究生，研究方向為食品安全與質(zhì)量控制。E-mail：dingyongbo1990@gmail.com

*通信作者：闞建全（1965—），男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養(yǎng)學、食品生物技術(shù)、食品質(zhì)量與安全。E-mail：ganjq1965@163.com