论钙和褐变抑制剂对鲜切菠萝影响的初步研究

摘要　研究的目的是筛选对鲜切菠萝颜色和硬度有重要影响的因子。试验采用正交设计，使用浓度为0%和0.5%的异抗坏血酸纳、柠檬酸、六偏磷酸纳、EDTA和氯化钙溶液浸泡菠萝扇片3分钟，振干表面溶液后用聚苯乙烯塑料托盘装（每盘5片，每片约25g）并用PVC膜包扎密封，在10℃下贮藏7天；分别在处理后的第1天和第7天测定菠萝片的L*、a*、b* 和硬度。结果表明，在α=0.05水平下，只有异抗坏血酸纳显著抑制L*、a*、b*值的变化；所有5种试剂对鲜切菠萝硬度的影响均不显著。关键词：鲜切菠萝；褐变抑制剂；氯化钙中图分类号：TS201.2             文献标识码：A ABSTRACT: Orthogonal design was used to screen the factors that had important effect on the color and hardness of fresh-cut pineapple. Fresh pineapple wedges (about 25g per wedge) were treated with 0%and 0.5% sodium erythorbate, citric acid, sodium hexametaphosphate, ethylenediamine tetraacetic acid and calcium chlorite solutions for 3min. After the surface solution was removed by hand-shake, the wedges were packaged in polystyrene trays, covered with PVC film （5 wedges per tray） and stored at 10℃ for 7days. L*、a*、b* and hardness values of fresh-cut pineapple wedges were tested on 1d and 7d, respectively. The results indicated that only sodium erythorbate reduced changes in L*, a*, b* significantly atα=0.05. All the chemicals had no significant effect on hardness (α=0.05).Key words：Minimally processed pineapple, Antibrowning agent, Calcium chloride 　　鲜切果蔬是指新鲜果蔬原料经清洗、去皮、修整、切割、包装等处理而成100%可食用的新鲜果蔬制品，也称“最小加工果蔬”。目前在发达国家和一些发展中国家（如泰国），由于消费者对方便而又新鲜的食品的需求增加，鲜切果蔬的销量逐年增加。菠萝是重要的热带水果，香味浓郁，酸甜可口，很受消费者欢迎；但由于菠萝去皮、目困难，食用很不方便，影响了人们购买的欲望。鲜切菠萝既保持了新鲜菠萝的特性，同时食用很方便，市场前景好。 　　鲜切果蔬产品由于加工创伤而导致微生物繁殖、褐变、软化等质量问题，成为影响鲜切果蔬加工业发展的一大难题。据Marlene and Rodriguez^[1]的研究，对菠萝原料进行正确的清洗和消毒，加工的鲜切菠萝在4℃下贮藏17天，产品的细菌总数、酵母和霉菌含量符合标准，未检出大肠杆菌和李斯特氏菌等致病菌。O’Connor-Shaw 等人^[2]的研究也说明鲜切菠萝在4℃下贮藏6天后，其主要问题是褐变而不是微生物腐败。 　　本研究的目的是探讨果蔬常用硬化剂氯化钙和几种常用的褐变抑制剂对鲜切菠萝的硬度和颜色的影响，为进一步的参数优化设计（响应面设计RSM）试验筛选重要因子。 1　材料与方法 1.1　原材料 　　新鲜菠萝购于泰国曼谷市场，普吉（Phuchet）品种，果皮稍转黄；选择无病虫害和机械伤的果实，在13~15℃下存放一个晚上。所用试剂异抗坏血酸纳（SE）、柠檬酸（CA）、EDTA、六偏磷酸纳（NaHMP）和氯化钙（CaCl₂）均为食品级。 1.2　原料制备 　　鲜菠萝切掉顶芽后用自来水洗净，在含200mg/L有效氯的消毒液（用柠檬酸调节pH至6.5）中浸泡消毒5分钟，晾干后用锋利的不锈钢圆筒（直径８cm）去皮器去掉皮和目，用不锈钢刀横切成厚度2.5 cm左右的圆片，去心，再将圆片切成4份。将新鲜菠萝扇片在处理液中浸泡3分钟，捞出振干表面处理液后装于泡沫塑料托盘（12cm×12cm×2cm）中，每盘装5扇片（约120g），用PVC膜（0.03mm厚）包扎密封。溶解化学试剂的水为10℃左右的过滤饮用水，固液比1：5。每处理6盘，3盘于第1天测定，3盘于第7天测定。 1.3　试验设计和统计分析 　　试验采用L₈(2⁷)正交设计表，试验因素为异抗坏血酸纳、柠檬酸、六偏磷酸纳、EDTA和氯化钙，试验水平为0%和0.5%，试验处理见表Ⅰ。表中因素列中“1”表示0%水平，“2”表示0.5%水平。采用Minitab14.12统计软件对所有数据进行统计分析。 1.4　颜色测定 　　由全自动测色仪（RC-300型，日本Minolta公司生产）通过反射法测定不同处理的样品的L*、a*和b*值。每处理测定15次，取平均值。L*等于100表示白色，等于0表示黑色；a*为正时代表红色，为负时代表绿色；b*为正时代表黄色，为负时代表蓝色。 1.5　硬度测定 　　颜色测定后的样品用TA-XT2型质构仪（英国Stable Micro Systems公司生产）TPA （texture profile analysis）法测定样品的硬度：直径35mm的圆柱测定头垂直压破鲜切菠萝横切面所需的最大压力代表菠萝片的硬度，每处理重复测定15次，取平均值。 2　结果与讨论 　　表Ⅰ是异抗坏血酸纳、柠檬酸、六偏磷酸纳、EDTA和氯化钙不同正交组合处理的鲜切菠萝在贮存第1天（即试验的第2天）和第7天的颜色和硬度数据。由于本试验的目的是筛选对保持鲜切菠萝颜色和硬度有重要影响的因素，所以试验不考虑交互作用，也不设重复，利用L₈(2⁷)正交表安排5个因素后余下的两个空列作为误差来进行方差分析。表Ⅱ是不同处理因素对鲜切菠萝颜色和硬度效应的排序和方差分析结果（全部结果的方差分析表共8个，未列出）。  表Ⅰ  正交试验组合与试验结果

处理	SE	CA	CaCl2	NaHMP	EDTA	L*		a*		b*		硬度(N)
						1d	7d	1d	7d	1d	7d	1d	7d
1	1	1	1	1	1	69.72	63.51	-1.44	2.53	34.09	26.01	55.81	52.19
2	1	1	1	2	2	70.46	64.27	-1.62	2.40	34.69	25.83	55.77	51.61
3	1	2	2	1	1	70.66	64.61	-1.51	2.32	34.52	26.07	56.05	52.00
4	1	2	2	2	2	71.09	64.43	-1.74	2.08	35.12	26.58	57.47	52.94
5	2	1	2	1	2	72.25	66.03	-2.53	0.98	36.04	28.06	56.32	52.01
6	2	1	2	2	1	71.73	65.42	-2.27	1.27	35.67	26.86	56.64	52.38
7	2	2	1	1	2	72.38	65.75	-2.31	1.01	36.21	28.92	56.81	52.74
8	2	2	1	2	1	72.86	66.31	-2.76	1.13	36.75	28.23	56.53	51.93

 表Ⅱ  正交试验因子效应排序和方差显著性分析结果

时间	结果	SE	CA	CaCl2	NaHMP	EDTA
1d	L*	1*	2	3	5	4
	a*	1*	3	5	2	4
	b*	1*	2	5	4	3
	硬度	5	1	2	3	4
7d	L*	1*	2	3	5	4
	a*	1*	3	4	5	2
	b*	1*	2	5	4	3
	硬度	4	1	5	3	2

*p≤0.05 2.1　颜色 　　颜色是食品的一个重要质量特性，褐变是鲜切果蔬普遍存在的一个质量问题。颜色可以由L*、a*和b*表示。L*代表明亮度，L*减少，表示明亮度降低，也就表示褐变加重；a*为正时代表红色，为负时代表绿色，a*值增加表明颜色加深；b*为正时代表黄色，为负时代表蓝色，b*值减少表示黄色消退。表1显示，鲜切菠萝在贮藏的第7天，其L*值、b*值明显降低，而a*值明显增加，表明鲜切菠萝在10℃的环境下贮存过程中褐变明显。 　　异抗坏血酸是抗坏血酸的异构体，具有与抗坏血酸同样的抗氧化性能，可将体系中的醌类及其衍生物还原成酚类，防止醌类物质聚合形成黑色素，因而具有抑制褐变的作用；菠萝黄色主要来源于类胡萝卜素，类胡萝卜素氧化将导致b*值变小；应用抗氧化剂如抗坏血酸或异抗坏血酸纳可以抑制类胡萝卜素的氧化，从而减少黄色消褪^[3]。抗坏血酸和异抗坏血酸纳处理鲜切苹果^[4]、芒果^[5]、香蕉^[6]均可以有效抑制产品褐变。表2显示，异抗坏血酸纳显著地抑制鲜切菠萝L*、a*和b*值的变化，因而抑制褐变。Martinez-Ferrera^[5]、Gonzalez-Aguilar^[7]的研究结果也证实了这一点。　　鲜切果蔬的酶褐变主要是由以铜离子为辅基的多酚氧化酶（PPO）引起的。柠檬酸、六偏磷酸纳和EDTA都是螯合剂，对PPO中的铜离子起着较强的螯合作用，从而抑制其活性^[3]。柠檬酸处理香蕉^[6]、苹果^[8]，六偏磷酸纳处理苹果^[8]，均可显著抑制褐变。本试验结果表明柠檬酸、六偏磷酸纳和EDTA抑制鲜切菠萝褐变的效果均不显著，推测可能是菠萝PPO含量低、鲜切菠萝褐变主要不是由PPO引起的缘故。 2.2　硬度 　　果实软化是导致果蔬产品品质下降的一个重要方面，也是影响鲜切菠萝品质的一个重要因素。由于钙离子可与果胶酸生成不溶于水的果胶酸钙，在细胞间形成共价键桥而维持组织的质地，抑制软化，所以采后果蔬进行钙处理可以保持果蔬组织硬度，减缓软化。采用钙处理鲜切甜瓜^[9、10]、鲜切香瓜^[11]均可以有效抑制产品贮藏期间的软化。本试验结果显示氯化钙处理对鲜切菠萝硬度的影响不显著，与潘永贵等人^[12]的研究结果不一致，推测可能是菠萝品种不同而导致的果胶含量差异的缘故。　　柠檬酸处理对鲜切果蔬硬度的影响虽然不显著，但从因子效应排序看，柠檬酸的效果好于氯化钙，排在第一位（见表Ⅱ）。推测这可能与柠檬酸抑制微生物生长繁殖，减少产品腐败有关。 3　结论 　　鲜切菠萝在温度为10℃的冷藏过程中会逐步褐变。使用0.5%的异抗坏血酸纳处理新鲜的菠萝片可以明显抑制鲜切菠萝贮存过程中的褐变。柠檬酸处理对鲜切菠萝颜色的保持效果仅次于异抗坏血酸纳，但达不到显著水平（α=0.05）。六偏磷酸纳、EDTA和氯化钙对鲜切菠萝颜色影响均不明显。包括氯化钙在内的所有试剂对鲜切菠萝硬度的影响均不显著（α=0.05）。 　　虽然柠檬酸对鲜切菠萝颜色和硬度的影响在α=0.05水平下不显著，但考虑到其效应排序以及抑制李斯特菌等微生物生长繁殖的效果，在下一步的参数优化设计试验中可以将它和异抗坏血酸纳及冷藏时间一起作为试验因子。 致谢本研究得到泰国丁家俊基金的资助，在此谨表致谢！ 参考文献[1] Marlene RD and Rodriguez CA. 2004. Quality assurance systems for minimally processed pineapple. Available from www.neda.gov.ph.[2] O’Connor-Shaw RE, Roberts R and Ford AL et al.. Shelf life of minimally processed honeydew, kiwifruit, papaya, pineapple and cantaloupe. J. Food Sci., 1994, 59（6）: 1202-1206.[3]Alzamora Stella M, Tapia Maria S MS and Lopez-Malo Aurelio. Minimally processed fruits and vegetables：Fundamental Aspects and Applications[M]. Maryland: Aspan Publication, 2000. 26~27.[4] Soliva-Fortuny RC, OMS-Oliu, Martin-Belloso. Effects of ripeness stages on the storage atmosphere, color, and textural properties of minimally processed apple slices. J. Food Sci., 2002, 67(5): 1958-1963.[5] Martinez-Ferrer M, Harper C and Perez-Munoz F et al.. M. Modified atomosphere packaging of minimally processed mango and pineapple fruits. J. Food Sci., 2002, 67(9): 3365-3371.[6] Molin HE, Buta JG and Newman IM.. Prevention of browning of banana slices using natural products and their derivates. J. Food Quality, 1999, 22: 499-511.[7] Gonzalez-Aguilar GA, Ruiz-Cruz S and Cruz-Valenzuela R et al.. Physiology and quality changes of fresh-cut pineapple treated with antibrowning agents. Lebensm.-Wiss. u.-Technol, 2004, 37:369-376. Available from www.elsevier.com/locate/1wt.[8] Pilizota V and Sapers GM.. Novel browning inhibitor formulation for fresh-cut apples. J. Food Sci., 2004, 69 (4): SNQ140-143.[9] Luna-Guzman I and Barrett DM. Comparison of calcium chloride and calcium lactate effectiveness in maintaining shelf stability and quality of fresh-cut cantaloupes. Postharvest Biology and Technology [J], 2000, 19 (1): 61-72.[10] Lamikanra O and Watson MA. Effect of calcium treatment temperature on fresh-cut cantaloupe melon during storage．J. Food Sci. [J], 2004, 69 (6): c468-471.[11] Lister GE and Grusak AM. Post-harvest application of calcium and magnesium to honeydew and netted muskmelons：Effect on tissue ion concentrations, quality and senescence．J American Society for Horticultural Science [J], 1999, 124 (2):545-552.[12]潘永贵，王国梅，吕良铨．切割方式和钙处理对MP菠萝品质影响研究[J]．食品科学，2002，23（4）：121-123． 作者简介：覃海元（1964-），男，壮族，广西大化人，本科学历，讲师，主要研究方向为果蔬贮藏与加工技术及质量安全控制。

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