洋姜泡菜褐變環(huán)節(jié)及其控制方法的研究

王蕊

（江蘇食品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇省食品加工工程技術(shù)研究開發(fā)中心，江蘇淮安223003）

洋姜又名菊芋（Helianthus tuberosus L）、鬼子姜，是菊科向日葵屬多年生草本植物[1]。洋姜質(zhì)地致密、脆嫩，其腌制品具有清脆爽口、香、甜、嫩的特點(diǎn)，是深受消費(fèi)者喜愛的一種傳統(tǒng)腌制食品。但在其加工過程中，褐變現(xiàn)象非常嚴(yán)重，極大降低了其商品價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。菊芋多酚氧化酶（PPO）是引起褐變的主要因素，其必須具備3個(gè)條件，即酶、底物和氧，控制其中任何一個(gè)因素就可以達(dá)到控制褐變的目的[2]。在洋姜產(chǎn)品加工過程中，底物無法除去，只能控制酶促褐變體系中的氧和多酚氧化酶活性，而氧和多酚氧化酶活性與工藝環(huán)節(jié)密切相關(guān)，涉及到多個(gè)步驟，如去皮、腌制、切分等，每個(gè)環(huán)節(jié)又有各自的特點(diǎn)。因此，應(yīng)對洋姜泡菜加工工藝流程的每個(gè)褐變環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測，采取相應(yīng)的控制措施，才能控制產(chǎn)品的最終質(zhì)量，達(dá)到降低消耗提高效益的目的。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原輔材料

原料：新鮮菊芋塊莖（徐州市金地杰農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供）；

輔料：食鹽、白糖、植物油、辣椒、酸味劑、山梨酸鉀、天然香料等均為食品級。

1.1.2 主要試劑

抗壞血酸、EDTA-2Na、氯化鈣、檸檬酸、植酸、食鹽、氫氧化鈉、鹽酸等均為分析純。

1.1.3 設(shè)備及包裝材料

SZ-200型切片機(jī)：南京旭眾食品機(jī)械股份有限公司；LS750壓榨機(jī)：浙江余姚食品機(jī)械廠；400真空包裝機(jī)：濟(jì)南遠(yuǎn)華機(jī)械有限公司；FRD-1000JSJ殺菌機(jī)：山東諸城富瑞德機(jī)械有限公司。

聚酯/聚乙烯復(fù)合薄膜，規(guī)格為120 mm×190 mm，95℃～100℃下20 min無任何緊縮變形現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.2 方法

1.2.1 洋姜泡菜產(chǎn)生褐變的工藝環(huán)節(jié)分析

由生產(chǎn)工藝流程，分析洋姜去皮、切分后與氧的接觸情況，找出引起洋姜泡菜褐變的工藝環(huán)節(jié)。

工藝流程：洋姜選料→清洗→瀝干→去皮→腌制→分揀→切分→脫鹽→壓榨→拌料→裝袋封口→殺菌→冷卻→保溫檢驗(yàn)→裝箱→入庫

1.2.2 洋姜泡菜褐變環(huán)節(jié)控制實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 洋姜去皮后褐變控制實(shí)驗(yàn)

由于洋姜塊莖外表為褐色，如不去皮直接腌制，成品色澤不佳。一般采用化學(xué)去皮法，即將洗凈瀝干的洋姜浸泡在95℃左右5%的燒堿溶液中2 min。經(jīng)堿液處理后的原料，立即用流動(dòng)的凈水沖洗2次～3次，沖掉被堿液腐蝕的表皮及殘留的堿液。洋姜組織中的花黃素在遇堿時(shí)變黃，之后，多酚氧化酶會引起酶促褐變。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：堿液處理后分別用0.4%檸檬酸+0.15%抗血壞酸+0.4%氯化鈣+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸復(fù)合抑制劑、0.3%稀鹽酸、清水在常溫下浸泡30 min，常溫下放置2 h，采用感官評定法評定處理效果。

1.2.2.2 分揀過程中褐變控制實(shí)驗(yàn)

洋姜經(jīng)過20 d～30 d的腌制，會產(chǎn)生一些不合格產(chǎn)品，甚至?xí)饺腩^發(fā)、碎繩等雜質(zhì)。因此，在切分前必須要經(jīng)過嚴(yán)格的分揀，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。分揀等待過程中，洋姜會較長時(shí)間的暴露在空氣中而引起褐變。

將腌制后的洋姜分別裸露、清水浸泡、腌制濾液（或澄清液）浸泡60min，采用感官評定法評定處理效果。

1.2.2.3 切分后脫鹽過程中褐變控制實(shí)驗(yàn)

洋姜切分后，多酚氧化酶被充分暴露，極易引起酶促褐變，是生產(chǎn)過程中控制褐變的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：將切分后的洋姜分別用清水、添加0.4%檸檬酸+0.15%抗血壞酸+0.4%氯化鈣+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸復(fù)合抑制劑的清水脫鹽30 min，常溫下放置2 h，采用感官評定法評定處理效果。

1.2.2.4 切分、壓榨、拌料過程中褐變控制實(shí)驗(yàn)

洋姜切分、壓榨、拌料，目前均由機(jī)器完成，由于時(shí)間較短，此過程引起的洋姜產(chǎn)品褐變未引起人們的重視。3個(gè)工序雖然時(shí)間短，但產(chǎn)品充分暴露在空氣中仍會加重褐變，為將產(chǎn)品褐變降低到最小程度，應(yīng)采取必須的控制措施。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：洋姜泡菜切分、壓榨、拌料分別用真空和非真空兩種方式進(jìn)行處理，采用感官評定法評定處理效果。

1.2.2.5 拌料后產(chǎn)品存放過程中褐變控制實(shí)驗(yàn)

拌料存放是洋姜泡菜加工可能引起褐變的最后一道工序，極易引起褐變，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：產(chǎn)品經(jīng)腌制發(fā)酵、脫鹽后已含有5%～6%的食鹽、0.8%～1%的乳酸、0.1%的山梨酸，對褐變有一定抑制作用，但仍需添加一定量的金屬螯合劑（EDTA-2Na）、氨基封閉化合物（CaCl2）以及降氧物質(zhì)（Vc）。現(xiàn)將此三因素對洋姜泡菜褐變的抑制正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下（處理后在常溫下存放3個(gè)月，采用感官評定法評定處理效果。）

表1 L（934）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 L9（34）Orthogonal factors table %

1.2.3 感官評價(jià)方法

洋姜褐變的感官評價(jià)采用打分法[3]，評定小組由符合感官評定要求的經(jīng)過培訓(xùn)的10人組成，每組樣品評定三次，取平均值，評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 洋姜褐變感官評價(jià)指標(biāo)Table 2 Sensory evaluation of Jerusalem artichoke browning

2 結(jié)果與分析

2.1 洋姜泡菜褐變產(chǎn)生的工藝環(huán)節(jié)

根據(jù)生產(chǎn)工藝流程分析，洋姜泡菜產(chǎn)生褐變主要有以下幾個(gè)工藝環(huán)節(jié)：①去皮到腌制。洋姜經(jīng)化學(xué)法去皮后，使得多酚氧化酶最活躍的表層裸露出來，遇氧后會立即發(fā)生褐變，這個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)采取復(fù)合抑制劑進(jìn)行護(hù)色。②等候分揀。腌制后的洋姜從腌制液中撈出在待揀的過程中有一段時(shí)間會暴露在空氣中，從而引起褐變。這個(gè)過程應(yīng)事先從腌制池中抽取適當(dāng)?shù)难蠼莶嗽?，?jīng)澄清或過濾，洋姜待揀過程將其浸泡其中，防止洋姜氧化變色。③切分到脫鹽。洋姜經(jīng)切分后組織將大面積暴露出來，是引起褐變的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其一，切片應(yīng)采用真空切片，防止切片過程中引起褐變；其二，切片后應(yīng)立即放入添加復(fù)合抑制劑的清水中進(jìn)行脫鹽。④壓榨。壓榨是將洋姜擠壓出30%水分，以增加產(chǎn)品的脆度。壓榨過程中洋姜?jiǎng)荼卦俅伪┞对诳諝?，為減少褐變應(yīng)采用真空壓榨。⑤拌料、包裝保存。產(chǎn)品拌料一方面應(yīng)采用真空拌料，減少泡菜與氧接觸的機(jī)會；另一方面為防止泡菜在存放過程引起褐變應(yīng)適當(dāng)拌入氯化鈣、抗壞血酸、EDTA-2Na等抑制劑。包裝應(yīng)采用真空包裝，減少包裝袋中的氧氣，阻止泡菜的氧化褐變。

2.2 洋姜去皮后褐變控制

洋姜去皮后不同方法處理對褐變的抑制效果見圖1。

圖1 洋姜去皮后不同方法處理對褐變的抑制效果Fig.1 Browning inhibition of Peel the Jerusalem artichokes by different processing methods

由圖1可以看出，去皮后不同處理方法對抑制洋姜褐變都有一定的作用，但效果區(qū)別很大，采用0.4%檸檬酸+0.15%抗血壞酸+0.4%氯化鈣+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸的復(fù)合抑制劑浸泡處理抑制效果最好，0.3%稀鹽酸次之，清水最差。發(fā)現(xiàn)經(jīng)堿液去皮后的洋姜表面色澤變黃，這是由于洋姜組織中所含花黃素與堿生成查耳酮非閉環(huán)結(jié)構(gòu)所致，而在酸性條件下，查耳酮又恢復(fù)為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，黃色消失[4]。因此，酸性的復(fù)合抑制劑及稀鹽酸對黃色消失具有明顯的作用。經(jīng)稀鹽酸處理，雖使體系偏離了PPO活性最適pH，對褐變起到了一定的抑制作用，但效果不顯著，生產(chǎn)中應(yīng)采用復(fù)合抑制劑護(hù)色去皮后的洋姜。

2.3 待揀過程中褐變控制

洋姜待揀過程中不同方法處理對褐變的抑制效果見圖2。

圖2 洋姜待揀過程中不同方法處理對褐變的抑制效果Fig.2 Browning inhibition of the Jerusalem artichokes in inspection by different processing methods

由圖2可以看出，洋姜待揀過程中裸露在空氣中，多酚氧化酶與氧氣接觸引起褐變，而采用清水浸泡和腌制濾液處理，褐變明顯得到抑制，特別是采用腌制液浸泡效果顯著。因腌制液中含15%～20%鹽、1%～2%酸以及腌制發(fā)酵代謝的其它物質(zhì)（有待進(jìn)一步研究），含氧量較低，對洋姜褐變表現(xiàn)出了顯著的抑制效果，在洋姜待揀過程中宜采用經(jīng)過濾或澄清的腌制液浸泡。

2.4 切分后脫鹽過程中褐變控制

洋姜切分后脫鹽過程中不同方法處理對褐變的抑制效果見圖3。

圖3 洋姜切分后脫鹽過程中不同方法處理對褐變的抑制效果Fig.3 Browning inhibition of the Jerusalem artichokes in the desalination process by different processing methods

由圖3可以看出，洋姜切分后用添加0.4%檸檬酸+0.15%抗血壞酸+0.4%氯化鈣+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸的復(fù)合抑制劑清水脫鹽，色澤新鮮，有光澤，無褐變現(xiàn)象；而在清水中脫鹽，顏色呈棕黃色，色澤暗淡，部分褐變呈褐色。洋姜切分后絕大部分組織暴露，是引起褐變、影響泡菜的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)采用復(fù)合抑制劑進(jìn)行護(hù)色處理。

2.5 切分、壓榨、拌料過程中褐變控制

切分、壓榨、拌料過程中褐變控制見圖4。

圖4 切分、壓榨、拌料過程抽真空對褐變的抑制效果Fig.4 Browning inhibition by vacuum in the process of cut,press and mixed materials

由圖4可以看出，洋姜泡菜加工過程中，機(jī)械切分、壓榨、拌料采用抽真空其褐變程度輕于未抽真空，未抽真空雖沒有引起泡菜褐變，但泡菜顏色已變淡黃色、光澤消退，當(dāng)與其它工序引起的褐變進(jìn)行疊加，就會影響到制品的感官品質(zhì)。因此，洋姜泡菜加工過程的機(jī)械切分、壓榨、拌料應(yīng)有抽真空裝置或用真空切分機(jī)、真空壓榨機(jī)和真空攪拌機(jī)。

2.6 拌料后產(chǎn)品存放過程中褐變控制正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 洋姜泡菜拌料后褐變控制正交試驗(yàn)結(jié)果表Table 3 Browning control results of orthogonal experiment about Jerusalem artichoke pickle spices

由表3極差分析可以看出，抑制拌料后產(chǎn)品存放過程中褐變的主次順序?yàn)椋篈＞C＞B，最優(yōu)組合為A2B2C2，即洋姜泡菜配料中加入0.1%Vc、0.2%CaCl2和0.2%EDTA－2Na防止褐變效果最佳。洋姜泡菜經(jīng)真空包裝和90℃殺菌，PPO已基本失活，包裝袋中殘留空氣相當(dāng)少，再配以褐變抑制劑，產(chǎn)品褐變完全被抑制，經(jīng)過3個(gè)月保存，感官評分均在80分以上，未發(fā)現(xiàn)有褐變現(xiàn)象發(fā)生。方差分析見表4。

表4 護(hù)色劑對洋姜泡菜拌料后褐變控制方差分析表Table 4 Browning control analysis of variance about colorprotecting agent on Jerusalem artichoke pickle spices

由表4方差分析可知，α在0.01%水平下，Vc添加量對洋姜泡菜褐變抑制效果顯著。

3 結(jié)論

1）根據(jù)工藝流程分析，引起洋姜泡菜褐變主要有以下幾個(gè)工藝環(huán)節(jié)：去皮到腌制、待揀、切分到脫鹽、壓榨、拌料、包裝保存。對每一個(gè)褐變環(huán)節(jié)都采取抑制措施，完全可以保證產(chǎn)品無褐變現(xiàn)象發(fā)生。

2）洋姜泡菜去皮到腌制及切分到脫鹽過程中應(yīng)采用0.4%檸檬酸+0.15%抗血壞酸+0.4%氯化鈣+0.3%EDTA－2Na+0.6%植酸的復(fù)合抑制劑護(hù)色，褐變現(xiàn)象完全被抑制；腌制后的洋姜泡菜待揀或分揀過程中應(yīng)采用澄清或過濾的腌制液護(hù)色；泡菜加工的切分、壓榨、拌料應(yīng)配有抽真空裝置，以減少氧化變色；為防止洋姜泡菜褐變，配料中應(yīng)加入0.1%的抗壞血酸、0.2%的氯化鈣和0.2%的EDTA－2Na。洋姜泡菜褐變經(jīng)綜合抑制，常溫下保存3個(gè)月，無褐變現(xiàn)象發(fā)生。

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