（农产品加工及贮藏工程专业论文）绿竹笋的保鲜与加工.pdf

摘要 绿竹( d e n d r o c a l a m o p s i so l d h a m ik e n g ) 属禾本科竹亚科绿竹属。绿竹笋味 道独特，营养丰富；但若不注意贮藏，采后4 5 h 其风味就开始变化。一般常温 下只能保鲜1 d ，从而限制了绿竹笋的销售。 本文从绿竹笋的保鲜和加工两个方面进行主要研究： l 、绿竹笋的保鲜 通过采用营养液保鲜和抑制其酶活性保鲜两种方法对绿竹笋保鲜技术进行 了比较研究，试验结果表明：最佳的营养液浸泡保鲜工艺为2 5 为贮藏温度、 浸泡在以各种矿物质和氨基酸为主要成分的营养液中隔天给它浇1 次水，贮藏 3 0 d 后进行各指标测定，感官评分为3 5 ，失重率9 4 8 ，粗纤维含量0 0 7 9 ， 氨基酸含量6 4 2 9 ，总糖含量8 7 7 ，蛋白质含量4 0 0 。 从酶活性出发，比较微波处理、臭氧处理和脉冲强光处理对酶抑制效果及对 绿竹笋的保鲜效果。研究表明这三种方法均对酶活性有较好的效果：微波处理条 件为2 s ，脉冲强光处理条件为l o s ，将其用p e 保鲜膜包裹置于2 冷柜中。其贮 藏期可达到1 5 d ，感官评分达3 0 以上。臭氧处理方法，因臭氧的强氧化性对笋 箨的氧化破坏绿竹笋的感官评价，所以该方法还有待改进。 相比较而言，在低温条件下，给绿竹笋提供营养素，为绿竹笋的新陈代谢提 供了物质基础，特别是水分的提供，延缓了绿竹笋的老化、失水，对保持绿竹笋 的鲜味，和良好的感官评价都有较好的效果。并且，贮藏期延长了将近一倍。 2 、绿竹笋的加工 通过对带壳绿竹笋软罐头方法进行研究。最佳工艺为：经臭氧处理后，加热 温度取1 0 0 ，加热时间取9 0 m i n ，经7 天恒温贮藏后，其感官指标达8 8 4 ，总 糖含量达1 7 8 ，蛋白质含量为3 8 5 ，氨基酸含量分别为3 8 5 ，粗纤维含量 为0 7 7 。处理的绿竹笋软罐头达到商业无菌标准，感官评价达到一级标准。 关键词：绿竹笋；保鲜；营养液；臭氧；脉冲强光；微波；老化；加工； 软罐头 a b s t r a c t g r e e nb a m b o os h o o t s ( d e n d r o c a l a m o p s i so l d h a m ik e n g ) i sag r e e nb a m b o o g e n u so fb a m b u s o i d e a e g r e e nb a m b o os h o o t sw i t hu n i q u ef l a v o ra r en u t r i e n t - r i c h ； b u ti fp a yn oa t t e n t i o nt os t o r a g e ，4 - 5h o u r sa f t e rh a r v e s tt h e yb e g i nc h a n g e si n f l a v o r t h eg e n e r a lp r e s e r v a t i o nl a s t o n l yo n ed a ya tn o r m a lt e m p e r a t u r e ，t h u s l i m i t i n gt h es a l e so fg r e e nb a m b o o s h o o t s t h i sd i s s e r t a t i o ne x p l o r e dt h eg r e e nb a m b o os h o o t sf r o mt w om a jo ra s p e c t so f t h ef r e s h k e e p i n ga n dp r o c e s s i n g ： 1t h ep a r to ff r e s h k e e p i n g a d o p t f i n gan u t r i e n ts o l u t i o no rr e s t r a i n i n ge n z y m a t i ca c t i v i t yo fg r e e nb a m b o o s h o o t st or e t a i nf r e s h n e s s ，t h et w ok i n d sm e t h o d sh a v ec a r r i e do u tc o m p a r i s o no nt h e e f f e c t so ff r e s h - k e e p i n gt og r e e nb a m b o os h o o t s a n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h e o p t i m u m c o n d i t i o n sa r e i m m e r s i n g t h eb a m b o os h o o t si n k e e p i n g - f l e s h l i q u i d ，k e e p i n ga t2 5 c , w a t e r i n ga to n e d a yi n t e r v a lb e t w e e nt h em o n t h ，a n dt h e s e n s eo r g a ng r a d ei s3 5 ，t h el o s so fw a t e ri s9 4 8 ，t h et h i c kf i b e rc o n t e n ti s 0 0 7 9 t h ea m i n oa c i dc o n t e n ti s6 4 2 9 o , t h eg r o s ss a c c h a r i d e sc o n t e n tw a s 8 7 7 t h ep r o t e i nc o n t e n ti s4 0 0 s i n g l ef a c t o rt e s t sw e r eu s e dt oc o m p a r et h ee f f e c t so ff l e s h k e e p i n g 。b yt r e a t i n g w i t ht h ed i f f e r e n tm e t h o d so fp r o c e s s i n gb ym i c r o w a v ei r r a d i a t i o n ，o z o n eo rp u l s e d l i g h t ，w ec o m p a r e dt h ee f f e c t so fr e s t r a i n i n ge n z y m a t i ca c t i v i t yo fg r e e nb a m b o o s h o o t sa n df r e s h n e s s t h eo p t i m u mp r o c e s s i n gm e t h o di sa sf o l l o w s ：a f t e rt r e a t e dw i t l l m i c r o w a v ei r r a d i a t i o nf o r2 so rp u l s e dl i g h tf o r10 s a n dt h e np a c e l e d 、析t l l f l e s h k e e p i n gf i l mo fp e ，p u t t e dg r e e nb a m b o os h o o t si n t ot h ec o n d i t i o ni nw h i c hl o w t e m p e r a t u r e 2 ，i tc a nk e e pf r e s h n e s su pt oh a l fam o n t ha n dm a k ef e w e rc h a n g e si n s e n s o r y , a n dt h es e n s eo r g a ng r a d ei sa b o v e3 0 t h ep r e s e r v a t i o nm e t h o d o ft h et r e a t m e n tw i t ho z o n ei n h i b i t e da p p r o a c hb e c a u s eo ft h es t r o n go z o n e o x i d a t i o n i td e s t r u c t e dt h eg r e e nb a m b o os h o o t ss h e a t h e s ，a n dd a m a g et h e g r e e nb a m b o os h o o t s s e n s o r ye v a l u a t i o n ，s ot h em e t h o dc o u l db ei m p r o v e d b yc o m p a r i s o n ，i td e l a y e dt h ea g i n go f t h eg r e e nb a m b o os h o o t s ，t h el o s i n go f w a t e r 。a n dt h eg r e e nb a m b o os h o o t sm a i n t a i nt h ef l a v o r ，a n dg o o ds e n s o r y e v a l u a t i o ni nt h el o w t e m p e r a t u r ec o n d i t i o n s 晰t hp r o v i d i n gn u t r i e n t st og r e e n b a m b o os h o o t st op r o v i d eam a t e r i a lb a s i st og r e e nb a m b o os h o o t s ，i np a r t i c u l a rt h e p r o v i s i o no fw a t e r i na d d i t i o n 血es t o r a g ep e r i o di se x t e n d e dn e a r l yd o u b l e d 2 、1 1 1 ep a r to fp r o c e s s i n g t h ep r o c e s s i n go ft h es o f tc a n n e db a m b o os h o o t si se x p o u n d e di nt h j sp a r to f a r t i c l e t h er e s u l t ss h o w e dt 1 1 a tt h eb e s tp r o c e s s i n go ft h es o f tc a n n e db a m b o os h o o t s w a ss e a l d e di n9 0 10 0 f o r9 0m i n a f t e r7d a y so fs t o r a g e t h es e n s eo r g a ng r a d e i s8 8 4 ，t h eg r o s ss a c c h a r i d e sc o n t e n tw a s8 7 7 t h ep r o t e i nc o n t e n ti s3 8 5 ，t h e a m i n oa c i dc o n t e n ti s3 8 5 t h et h i c kf i b e rc o n t e n ti s0 0 7 9 t h es o f tc a n n e d b a m b o os h o o t sw h i c hd e a l l i n gw i t ht h ep r o c e s s i n ga c h i e v ec o m m e r c i a ls t a n d a r d s ，a n d s e n s o r ye v a l u a t i o na c h i e v eas t a n d a r d k e yw o r d s ：g r e e nb a m b o os h o o t s ( d e n d r o c a l a m o p s i so l d h a m ik e n g ) ； f r e s h - k e e p i n g ；n u t r i e n ts o l u t i o n ；o z o n e ；p u l s e dl i g h t ；m i c r o w a v ei r r a d i a t i o n ；a g i n g ； p r o c e s s ；s o f tc a n i 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本 研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯 他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：扫眵俊获日期：2 幻9 莎丑 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学 校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 日 学位( 毕业) 论文作者案笔签名：彬馁苏 同期：2 加9 衫目 指导教师亲笔签名： b 褥：2 力口q 芬国 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 第一章文献综述 绿竹笋保鲜及加工技术研究综述 竹，属禾本科多年生植物，分布极广：盛产于热带、亚热带和温带地区。中 国是世界上产竹最多的国家之一，我国现有的竹林面积有5 0 0 h m 2 ，共有竹种4 0 多属，5 0 0 多种【l - 3 】( 中国农业百科全书蔬菜卷，1 9 9 0 ；中国大百科全书农业 ( i i ) ，1 9 9 0 ；中国烹饪百科全书，1 9 9 2 ；徐道东等，1 9 9 6 ) 。 竹子都能产笋，不过供食用的竹笋须柔嫩，无苦涩异味。在我国笋用的竹种 至少有2 0 0 种，品质优良的笋用竹有3 0 余种【4 】。竹笋外有壳，普通竹笋出土前 生于竹鞭上。竹鞭伸长而有节，节下生根，节旁有芽，芽出地上便成笋。而绿竹、 麻竹等没有竹鞭，其地下茎极短缩，不伸展，在母竹四周堆集成群，叫合轴丛生 茎，其顶端出土成笋【引。 竹笋是一种特殊的蔬菜，它含有1 8 种氨基酸( a a ) ，其中部分a a 是人体 所必需的，在1 0 0 9 鲜笋中含a a 总量约2 9 ，竹笋还含有人体必需的多种微量元 素，如s e 和g e 等。竹笋含脂肪、淀粉很少，属天然低脂、低热量食品，是肥 胖者减肥的佳品。养生学家认为，竹林丛生之地的人们多长寿，且极少患高血压， 这与经常吃竹笋有一定关系。竹笋因此被誉为“保健食品”【6 】。同时因其味道清 新、爽口、鲜美，营养丰富，岭南人都把它列入山珍之一，向来有“素食第一名” 之称。特别是竹笋具有低脂肪、低糖、多纤维的特点，使食用竹笋不仅能促进肠 道蠕动，帮助消化，去积食，防便秘，并有预防大肠癌的功效。在中医方面认为 竹笋味甘、微寒，无毒。在药用上具有清热化痰、益气和胃、治消渴、利水道、 利膈爽胃等功效。尤其是江浙民间以虫蛀之笋供药用，名“虫笋”，为有效之利尿 药，适用于浮肿、腹水、脚气足肿、急性肾炎浮肿、喘咳，糖尿病、消渴烦热等， 嫩竹叶、竹茹、竹沥均可作药用。在膳食的营养价值和食物保健作用日益受到重 视的今天，人们普遍关注饮食健康和饮食质量，饮食结构向绿色食品的素食结构 化，竹笋及其制品正在越来越受到人们的欢迎，并远销日本，欧美等国家，逐步 走向国际市场【7 j 。 1 绿竹的分布及特点 绿竹( d e n d r o c a l a m o p s i so l d h a m ik e n g ) 属禾本科绿竹属，主要分布在我国 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 的南方亚热带地区、热带地区，尤其是中亚热带和南亚热带地区，有着广泛的分 布和引种范围，根据对我国竹类区域的划分方法，绿竹的天然分布主要在南方热 带、亚热带丛生竹林区及华南丛生竹林区。华中亚热带混生竹林区南部的一些地 区也有种植。绿竹在气候上的自然分布区主要是中亚热带南部、南亚热带的北部 和中部【8 】( 中国植被，1 9 8 0 ) 。从目前我国绿竹种植情况看，主要分布于浙江 南部、台湾、福建及广西、广东，其中以浙江、台湾和福建三省为著【9 j 。绿竹生 长迅速、成林快，具有轮伐期短、收益大等优点。其笋称“绿竹笋 ，因其型似 马蹄，故又称“马蹄笋”。绿竹笋为夏季型竹笋，笋期一般在5 1 0 月，与雷竹、 毛竹等散生笋种的笋期相错。绿竹笋笋质脆嫩，鲜甜可口，营养丰富，其风味优 于其它竹笋；其笋体内酪氨酸含量较低，故适宜罐头加工；绿竹的竹材中纤维较 长，易分解，是优良的造纸原料；绿竹在绿化美化、防风固沙等方面也发挥着良 好的作用，是优良的生态经济型竹种。 2 笋采后生理 竹笋是刚出土的芽，生长旺盛，通过细胞延长进行生长的同时也进行着次生 壁的形成和加厚，纤维素含量急剧增加，同时也伴随着木质素的合成和在次生壁 上的沉积。竹笋在正常生长发育过程中就进行着旺盛的代谢过程，随着细胞的延 长和次生壁的加厚，纤维素大量的合成并形成纤维束，随之也进行着木质素合成 并沉积于纤维素网格中，发生木质化，细胞和组织机械强度大大增加【l o l 。 笋离开母体后，体内会产生一系列的生理生化变化，导致迅速老化而丧失鲜 嫩可口的品质。竹笋老化主要表现是纤维素和木质素含量增加；其次水分的蒸腾 和散失；风味的变化和腐烂。发生木质化，含水量降低，营养成分减少。竹笋在 发育成竹株的过程中也是逐步老化的，而在竹笋离体后由于生理环境发生变化， 加速了老化过程【1 1 1 。竹笋老化过程中纤维素含量大量增加，主要是细胞次生壁加 厚，同时伴随着木质素的合成和沉积，这种木质化过程是在一系列酶促反应下进 行的u 2 j ( m a j i m a se ta 1 ，1 9 9 1 ) 。纤维素分子是b - - d - - 葡萄糖残基互相以l _ 4 连接而成的直链多糖类，而木质素是经莽草酸一苯丙烷途径所产生的对香豆醇、 芥子醇和松柏醇经过氧化物酶脱氢聚合而形成的【l 王1 4 】。在木质化过程中，p a l 和p o d 起着重要的作用，p a l 是苯丙烷途径的限速酶，它的活性高低制约着木 质素3 种芳香醇的产量，p o d 则把这3 种芳香醇聚合成木质素。p a l 和p o d 活 性变化可以反映植物组织木质化速率 1 5 】。 2 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 3国内外笋保鲜及加工技术的研究情况 近年来，国内外对竹笋的研究报道大量涌现，如b e b a t t 1 6 - 1 7 研究分析了印 度东北地区的可食笋的营养成分含量，进一步证明竹笋具有丰富的营养成分；肖 丽霞【1 8 】等研究证明，绿竹笋含有丰富的氨基酸和糖，并指出呈现鲜味的谷氨酸和 天冬氨酸的含量非常高，且和可溶性糖的独特配比使得绿竹笋呈现出独特的鲜 味。 3 1 竹笋的保鲜研究 3 1 1 化学( 保鲜剂) 保鲜 厦门大学徐金森【1 9 1 研制的固体保鲜剂，应用于带壳竹笋，常温下( 1 0 1 5 ) 可贮藏5 周；液体保鲜剂【2 0 】，在常温下可贮藏带壳毛竹笋7 周。 3 1 2 物理保鲜 近年来，对鲜笋的保鲜研究越来越多，有速冻保鲜、辐照保鲜等。报道中有 中科院亚林所刘耀荣【2 l 】等，通过抽气速冻冷藏，使带壳毛竹笋可贮藏3 个月以上。 辐照保鲜目前多用同位素6 0 c o 作为辐照源，其适量的辐照既能对笋体表面杀菌， 也能在一定程度上延缓笋体的生理活性。浙江教育学院的贺晓蓉【2 2 1 利用微波处理 新鲜绿竹笋，同时结合生物保鲜剂在2 5 的冷藏条件下达到良好保鲜1 5 d 。 3 1 3 涂膜保鲜 随着涂膜技术的发展，广泛应用于果蔬的保鲜。涂膜的材料很多，主要由疏 水性物质、水、表面活性物质和水溶性高分子物质组成，经乳化分散加热灭菌制 得。理想的涂膜材料应具有如下特点：有一定粘度，易于成膜；成膜均匀，连续， 具有良好的保鲜作用；无毒，可食，无异味。如英国的森柏尔涂膜保鲜剂，其三 种基本成分为蔗糖脂、羧甲基纤维素钠、脂肪酸甲甘和双甘油脂，他们都是天然 物质，安全无毒。日本用淀粉、蛋白质等高分子溶液加上植物油做成混合涂料， 在柑橘、苹果上应用效果良好【2 3 1 。 林启训等【2 4 1 ，初步探析了用天然植物提取液涂膜带壳绿竹笋后，在冷藏条件 下的保鲜效果。其结果表明：用天然植物提取液涂膜保鲜可保持笋体较好的感官 性状，对笋体的老化也有明显的抑制作用。李艺雄，庞杰，林启训等【2 5 】研究了用 液膜及固体保鲜剂，同时采用乙烯薄膜包装后在3 c 下贮藏。试验表明：液膜与 固体保鲜剂协同作用时可明显抑制笋体的呼吸作用，减缓纤维素的增加，使绿竹 笋在贮藏期间保持良好的外观，保鲜期达到2 4 d 。 3 2 竹笋的加工研究 3 福建农林大学硕士学位论文 绿竹笋的保鲜与加工 由于鲜笋的保鲜存在投资大，效果不理想，技术不成熟等风险。人们也不断 的进行将竹笋) j n - r 成熟笋进行贮藏的研究。虽然它对竹笋的风味保持没有鲜笋的 贮藏保鲜效果好，但因其技术含量低，容易操作，易于被笋农们所接受。 3 2 1 熟笋加工 鲜笋通过高温加热，煮熟后，笋体上的微生物即被杀死，也终止了笋体中酶 的活性，使笋体失去了生理活动，然后将笋进行包装，冷藏，可保持一段时间不 变质。 也有利用添加防腐剂进行熟笋保鲜，目前主要的研究成果有： ( 1 ) 8 0 年代，中国林业科学院亚林所研制的保鲜剂( 专利号8 6 1 0 3 1 5 1 ) ， 其主要成分为山梨酸钾。 ( 2 ) 9 0 年代，云南思茅地区的徐平，用苯甲酸钠，焦亚硫酸钠作为化学添 加剂保鲜竹笋，获国家发明奖( 专利号9 0 1 0 9 0 9 1 ) 。 ( 3 ) 林业部竹子研究开发中心丁兴萃等【6 】的研究结果表明，用山梨酸钾+ 乳 酸+ 柠檬酸为保鲜剂，对熟笋保鲜效果很好。 3 2 2 笋干加工 在中国，蔬菜干制是一种传统而普遍的蔬菜加工方法。而竹笋干制也具有一 定的历史。研究表明，笋干制品在贮藏中产生吸湿，同时因吸湿会引起物理形态 和系列的化学变化，干制前的原料处理、干燥介质的温度及包装的形式都是重要 的影响因素。林启训等口6 1 研究表明，脱水过程中的干燥速度及干燥室内的气体的 含氧量是影响竹笋品质的因素，利用气调干燥技术提高了笋干的) j n - r 品质。 3 2 3 笋脯加工 我国也有很多对笋脯的加工研究，如邱坚例研究了龙竹系列竹笋制品加工工 艺，褚玉芳等【3 0 】对乳酸菌发酵笋脯进行了研制。 以上有关的研究与报道，对竹笋的保鲜和加工工业的发展产生了巨大的推动 作用，在一定程度上解决了利用竹笋过程中遇到的一系列问题。但从国内外大量 资料发现，对如何保持绿竹笋独特的鲜味，在保鲜和加工的过程中，至今还有很 多问题。 4 立题依据及本研究的主要内容 我国自改革开放到如今加入w t o 后，各行各业都面临着巨大的机遇和挑战。 丰富的资源条件，先进的技术应用，使农产品的生产和加工获得很大的发展。广 4 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 阔的国内外市场为农产品的销售、再生产提供了良好的条件。福建作为一个林业 大省，其中竹笋一直是福建省的出口创汇源之一。绿竹笋作为笋中上品，以其独 特的鲜嫩风味，一直受广大消费者的喜爱。而盛产于盛夏高温季节的绿竹笋，在 常温下极容易失水，老化，极大的影响了绿竹笋的营养品质。而且绿竹笋多生产 在交通不便的山区和丘陵，从采收到销售市场往往要经过长时间的颠簸，这使短 时间内销售，尽快食用以享受到其鲜美风味更难实现。为了延长绿竹笋的保质期， 保持绿竹笋鲜味，本文主要从鲜笋保鲜和带壳绿竹笋软罐头加工进行研究。 4 1 立题依据 竹笋离开母体后，体内会产生一系列的生理生化变化，离体竹笋木质化速 率不是减弱，反而是更为强化【1 3 1 4 1 。导致迅速老化【2 1 。竹笋老化主要表现是纤 维素和木质素含量增加，发生木质化；水分的蒸腾和散失，含水量降低；风味变 化，易腐烂，营养成分减少。竹笋在发育成竹株的过程中是逐步老化的，而在竹 笋离体后由于生理环境发生变化，绿竹笋骤然失去营养供应源，巨大机械伤口加 剧笋的生理紊乱和酶活性的变化，加速了老化过程【3 】。呼吸作用、贮藏物质转化 和水分的散失等方面，对竹笋采后的生理活性乃至竹笋活体保鲜都是一个关键的 影响因素【3 】。所以竹笋采后的呼吸作用、贮藏物质转化和水分的散失是采后竹笋 保鲜研究的重要方面。本试验通过将采后的绿竹笋浸泡在营养液中，以此为采后 绿竹笋继续提供养分，以稳定其生理变化来达到保鲜效果。 另一方面，采用一些适当措施降低或抑制木质素合成酶系统的活性。通过 如降低温度、减少供氧、改变p h 值、施加酶抑制剂等，降低木质化速率或阻止 木质化进程，从而使竹笋保持嫩脆状态，实现竹笋保鲜。本试验则通过脉冲强光 辐照，臭氧处理和微波处理来抑制采后绿竹笋的酶活性，使采后绿竹笋保持相对 低的生理活性从而延缓其纤维老化的程度。 以下将进行详细介绍酶的特性及臭氧、微波和脉冲强光处理的原理及其对酶 活性的影响： 4 1 1 酶的特性 酶，是生物体产生的，有催化能力的蛋白质。细胞内的蛋白质，9 0 都有催 化活性。它是一种生物催化剂，与一般催化剂一样，只改变反应速度，不改变化 学平衡，并在反应前后本身不变。但酶作为生物催化剂，与一般的无机催化剂相 比有以下特点： ( 1 ) 催化效率高 5 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 酶的催化效率比无机催化剂高1 0 6 l 1 0 乃倍。 ( 2 ) 专一性强 一般催化剂对底物没有严格的要求，能催化多种反应，而酶只催化某一类物 质的一种反应，生成特定的产物。因此酶的种类也是多种多样的。酶催化的反应 称为酶促反应，酶促反应的反应物称为底物。酶只催化某一类底物发生特定的反 应，产生一定的产物，这种特性称为酶的专一性。 ( 3 ) 反应条件温和 酶促反应不需要高温高压及强酸强碱等剧烈条件，在常温常压下即可完成。 ( 4 ) 酶的活性受多种因素调节 无机催化剂的催化能力一般是不变的，而酶的活性则受到很多因素的影响。 比如底物和产物的浓度、p h 值以及各种激素的浓度都对酶活有较大影响。酶活 的变化使酶能适应生物体内复杂多变的环境条件和多种多样的生理需要。生物通 过变构、酶原活化、可逆磷酸化等方式对机体的代谢进行调节。 ( 5 ) 稳定性差 酶是蛋白质，只能在常温、常压，近中性的条件下发挥作用。高温、高压、 强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐、超声波、剧烈搅拌、电场，甚至泡沫的表面 张力等都有可能使酶变性失活。不过自然界中的酶是多种多样的，有些酶可以在 极端条件下起作用。有些细菌生活在极端条件下，如超嗜热菌可以生活在9 0 以上环境中，高限为1 1 0 ；嗜冷菌最适温度为一2 ，高于1 0 c 不能生长等等。 4 1 2 臭氧特性及对酶活性的影响 4 1 2 1 臭氧的物理性质 臭氧是一种具有特殊气味的不稳定气体，1 个标准大气压下0 。c 时的密度为 2 1 4 4 9 l ，沸点是- - 1 1 1 9 【3 1 3 2 1 。臭氧略溶于水，在标准温度和压力( s t p ) 下， 纯臭氧的溶解度为6 4 1 m l l ，比氧高1 3 倍。将纯臭氧通入蒸馏水中，0 c 下的溶 解度为1 3 7 2 m g l ，随温度的升高，溶解度减低。用空气为原料的臭氧发生器产 生的臭氧，因为臭氧体积浓度一般只占0 6 1 2 ，所以将该浓度范围的臭氧通 入蒸馏水中，在水温为2 5 c 时，臭氧的溶解度只有3 7m g l 。臭氧能吸收大 部分短波光线，在可见光谱区的最大吸波长范围是5 6 0 6 2 0 n m ，在紫外光谱区 为2 2 0 一- - 3 3 0 n m 3 3 1 。 4 1 2 2 臭氧的氧化能力及对酶的影响 臭氧的氧化能力很强，其氧化还原电位是2 0 7 e v ，仅次于氟的氧化性，比氧、 6 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 氯、二氧化氯及高锰酸钾等氧化剂的氧化还原电位都高【3 4 】。 臭氧能氧化许多饱和及不饱和的有机物质，一定浓度的臭氧可有效地降低和 消除贮藏库中的乙烯3 5 。3 6 1 。臭氧通过渗透和扩散进入到果实内；也可降低果实 内乙烯的浓度，并减少或消除乙醇、乙醛的作用，缓解由乙醇、乙醛所造成的伤 害f 3 7 】。 臭氧在植物体内可生成自由基，如超氧自由基、过氧化氢等，能使自由基防 御系的一些酶活力下降或失活。高庆义【3 8 】的实验表明菠菜经过臭氧处理后，抗坏 血酸过氧化物酶、超氧歧化酶和过氧化氢酶等活性都下降或失活。李杰、朱碧岩 等【3 明研究臭氧水对荔枝采后若干生理生化指标的影响表明经臭氧水处理的荔 枝，p p o 的活性明显降低，同时使经臭氧水处理过的荔枝的p o d 的活性保持在 较平稳的水平。刘晓军等【4 0 】实验研究表明臭氧对采后冬枣的p p o 活性也有明显 的抑制作用。李艳、张自林等【4 1 】通过臭氧处理对板栗采后生理效应研究，结果表 明，经臭氧处理的板栗，在贮藏期间过氧化氢酶和淀粉酶的活性均呈下降趋势。 臭氧与有机物的反应方式之一，是臭氧发生分解。所谓臭氧分解是指臭氧与 极性有机化合物的反应，是在有机化合物原来双键的位置上发生反应，把其分子 分裂为二。由于臭氧的氧化力极强，不但可以杀菌，而且还可以除去水中的色味 等有机物，这是它的优点。然而臭氧的自发分解特性，使其只能随用随生产，臭 氧不适于贮存和输运。 4 1 2 3 臭氧的分解 臭氧的化学性质极不稳定，在空气和水中都会逐渐分解成氧气，起反应式为： 2 0 3 - - 3 0 2 + 2 8 5 1 u 温度对臭氧的稳定性影响很大，随温度升高，在空气和水中的臭氧分解速率 都加快，若水温接近o c 时，臭氧变得很稳定引。所以，在低温条件下产生臭 氧的工艺研究，已经引起人们的关注。臭氧在水中的分解速度要比在空气中快的 多，水中含有矿物质等杂质时，会加速臭氧的分解，在p h 值为5 的溶液中臭氧 最稳定，随p h 升高会加速水中臭氧的分解h 副。此外，紫外线照射、过氧化氢和 活性炭等都能加速臭氧的降解h 引。 4 1 2 4 臭氧的毒性 环境中臭氧浓度高于一定限度，就会对动植物产生毒害作用。d a m e z 【4 5 1 、 李怀m 】等人对臭氧的安全使用作了专门的论述。在美国，为了保障人体健康， 规定工作环境中臭氧的最高限量为0 2 m g m 3 ：如果臭氧浓度达到o 4m m 3 ， 7 福建农林大学硕士学位论文 绿竹笋的保鲜与加工 接触时间不应超过l o m i n 4 7 1 。我国工业生产标准规定，车间内臭氧浓度允许值为 0 4 3m m 3 ，环境标准为0 2 1 4m m 3 【4 引。大气中臭氧浓度一般在0 0 1m m 3 左右，当环境中臭氧浓度达到0 2 1 - 一0 4 3m m 3 时，在欧洲和北美认为对植物 有毒害作用【4 9 】。 4 1 3 脉冲强光产生原理及对酶活性的影响 4 1 3 1 脉冲强光技术起源及原理 脉冲强光技术起源于7 0 年代后期的日本，1 9 8 4 年在美国被注册为专利【5 0 1 ， 在1 9 8 8 年新成立的美国纯亮公司获得这个专利，并开始进行物体表面杀菌应用 实验，在以后的几年时间内，设计了相关的成套设备。脉冲强光杀菌设备是以交 流电为电源，采用强光闪照的方法进行杀菌，它由一个动力单元和一个惰性气体 灯单元组成。动力单元是一个能提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提 供所需的能量，惰性气体灯能发出由紫外线至近红外线区域的光线，即惰性气体 灯放出只持续数百微秒的脉冲强光，此光谱与太阳光光谱比较相似，但比太阳光 强几千倍至数万倍【5 0 - 5 2 1 。 多年以来对脉冲强光技术的研究主要是在杀菌方面，相关研究表明【5 3 - 5 4 ，脉 冲强光中紫外线成分在杀菌中起重要的作用，但脉冲强光杀菌和紫外线杀菌有明 显的区别，高能量和高强度的脉冲强光对细胞的破坏作用比单独某一波段的光 强：脉冲强光谱的光能产生全面的、不可逆地破坏作用，使得菌体细胞中的d n a 、 细胞膜、蛋白质和其他大分子遭到破坏【5 5 1 。 4 1 3 2 脉冲强光对酶活性影响研究 今年来，不少人对脉冲强光对酶钝化的影响进行研究。如周万龙等5 7 1 ， 通过脉冲强光杀菌对淀粉酶和蛋白酶的钝化作用表明：脉冲强光能使液体状态的 淀粉酶和蛋白酶钝化，两种酶的活力均随闪照次数的增加而明显降低，酶活力分 别降低7 0 4 和9 0 3 。两种酶若以固态形式存在，则脉冲强光主要钝化固体表 面的酶活性。 4 1 4 微波特性及对酶活性的影响 4 1 - 4 1 微波起源及原理 微波与无线电波、电视信号、雷达通讯、红外线、可见光等一样，属于电 磁波，只是波长各不相同，通常用于电视、广播、通讯技术中。随着现代技术的 发展，又将它扩展为一种新的能源。在工农业上进行加热、干燥等；在科学研究 中进行激发等离子体等。家用微波炉就是微波能应用的一个典型离子。 8 福建农林大学硕士学位论文 绿竹笋的保鲜与加工 应用于工业上的微波一般是指在3 0 0 m h z 至3 0 0 k m h z 的电磁波。研究表明， 微波电磁场对物料相互作用结果能产生两方面的效果：一是加热效应，微波能转 化为物料升温的热能而对物料加热；通常，物质由极性分子和非极性分子组成。 在微波电磁场的作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电 磁场的交变而重新排列取向。例如：微波频率在2 4 5 0 m h z ，就会出现每秒2 4 5 亿次排列，分子间就会因运动而产生激烈摩擦，微波能量瞬间转化为物质内的热 能，使物质温度呈现快速升高。二是非热效应；与物料中生物活性组成部分( 如 蛋白质酶) 或混合物( 如细菌、霉菌等) 等相互作用，使它们的生物活性得到抑 制或激励。 4 1 4 2 微波对酶活性影响研究 酶是一种具有催化功能的活性蛋白质，广泛存活于刚收获的农业物料中。因 酶的活性使农业物料营养成分格外消耗，色泽变化，品质下降。酶的灭活成为农 业物料加工中的一个重要问题。北京的王绍林等，在微波对酶失活影响方面作了 许多研究，表明微波加热时的物理环境有二：温度场和电磁场。两种场同时存在， 其合作用能大大加强被加热物料的蛋白质变性作用；以温度场和电磁场的作用相 比，后者大大强于前割5 8 j 。 微波灭酶具有快速、彻底的效果。国外【5 9 】已将微波用于加热蔬菜、水果，进 行酶灭活的处理( 称为“煮白 ) ，避免了沸水或蒸汽“煮白”造成的物料的水 溶性维生素和汁液的流失。如瑞典已使用微波功率为3 0 k w 、频率为2 4 5 0 m h z 的设备对装在真空包装袋内、浸在v c 溶液中的土豆进行酶灭活处理，每小时加 工量为6 0 0 k g 。加拿大则将微波对芥子籽粒作葡糖硫苷酶灭活，以减少芥子粉的 刺激性。此外，用微波快速杀灭面粉中0 【淀粉酶活性，将这种处理过的面粉烤制 面包，其内芯不粘牙。若用常规加热灭酶法，则因面粉受热温度高而降低面粉品 质。 4 2 本项目研究主要内容 随着人们生活水平的提高，对食品的卫生、营养、感官都有了新的要求。以 往对绿竹笋的保鲜和加工，旨在保证有尽量长的保质期，而忽略了对绿竹笋营养 物质的保持。本项目以绿竹笋为对象，从保鲜和加工这两方面进行研究，以保持 其鲜嫩风味为主要宗旨，同时尽量延长其可食用期限。 在保鲜方面，本研究通过将采后的绿竹笋浸泡在营养液中，以此为断了营养 源的采后绿竹笋继续提供养分，并结合相关辅助条件，以稳定其生理变化来达到 9 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 保鲜效果。另一方面，通过脉冲强光、臭氧、微波处理抑制酶活性，延缓新陈代 谢的进程而达到保鲜效果。 在加工方面，本项目通过对绿竹笋进行不剥壳加工研究其风味和营养成分变 化。通过采用常压杀菌，结合臭氧水处理生产带壳绿竹笋软罐头，来达到长期保 质并实现尽量保持绿竹笋原有鲜嫩风味。 1 0 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与) j d q - 第二章绿竹笋的保鲜 第一节营养液处理对绿竹笋贮藏保鲜效果研究 本试验通过采用将采后的绿竹笋置于低温下，浸泡于营养液中，并结合浇水以补 充采后绿竹笋因为呼吸作用，物质转化和蒸腾作用而散失的水分等营养物质。通过正 交试验对采后绿竹笋在贮藏过程中，有无营养液浸泡、贮藏温度和浇水频率对贮藏过 程中绿竹笋的蛋白质含量，氨基酸含量，粗纤维含量变化进行探讨。 1 材料与方法 1 1 材料与设备 1 1 1 试验材料 原料：新鲜绿竹笋( 由福建霞浦县东孚农庄有限公司提供) ，将当天从霞浦采的 绿竹笋置于放有冰块的泡沫保温箱里运回后，用清水洗去淤泥等杂质，切去老化和有 创伤部分的笋头。 营养液( 自配) 1 1 2 试验设备 冷库( 福建农林大学保鲜基地)离心机( s i g m az 1 6 k )分光光度计 ( w f z - u v - 2 0 0 0 型)蒸馏水发生器 1 2 试验方法 1 2 1 绿竹笋保鲜处理流程 采笋一预冷鲜笋一洗去淤泥等杂质一切除老化，损伤部分一浸泡在营 养液中( 浸泡根部1 0 1 e m 左右，并立于容器中) 一分别置于不同温度的冷库 中一冷藏 1 2 2 试验方案设计 ( 1 ) 单因素筛选 在用营养液浸泡绿竹笋的贮藏保鲜过程中- ，贮藏温度和浇水频率是影响绿竹笋的 重要因素。一般，植物正常生活所需要的温度范围为1 5 - 3 5 c ，温度越高，植物体内 酶活性越强，呼吸作用越大，温度每升高1 0 c ，呼吸强度增大1 1 5 倍 4 1 。降低温度， 可降低其呼吸强度，延缓其呼吸高峰的到来，同时低温可减少乙烯的产生量，而且在 低温条件下，乙烯促进衰老的生理作用受到强烈的抑制。每一种果蔬都有其最适宜的 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 贮藏温度，即贮藏适温1 5 j 。对绿竹笋而言，贮藏适温就是指采后笋体的生理活性降低 到最低限度而又不引起生理失调的温度。低温贮藏对微生物的抑制，也具有关键作用。 在常温中，绿竹笋的老化，失水程度是以小时来记，采后四小时，绿竹笋就会呈现明 显的老化，纤维化现象 6 1 。故贮藏温度的选择对绿竹笋的保鲜起到重要作用。本试验 通过将绿竹笋浸泡在营养液中，放置在相对湿度为9 0 3 的不同温度冷库中贮藏3 0 天后进行指标检测，以确定绿竹笋的适宜贮藏温度。采后绿竹笋失水也是老化的重要 标志，这给绿竹笋的风味和感官都带来了很不利的影响。本试验通过给浸泡在营养液 中，置于3 c 冷库中的绿竹笋浇水，以探讨在外界补水的情况下，能否在一定程度上弥 补绿竹笋因为蒸腾，呼吸等生理作用而失掉的水分。 ( 2 ) 正交优化实验 正交实验优化了绿竹笋低温保鲜的因素参数，在单因素探索试验基础上，采用三 因素三水平b ( 3 3 ) 正交组合设计，见因素表2 1 ，以产品的感官指标，游离氨基酸 含量、总糖和蛋白质作为衡量指标，进行综合模拟分析，优化试验因素参数，确定最 佳的参数组合及研究各因素对绿竹笋保鲜效果影响的密切程度。 表2 - 1 因素水平表 t a b l e2 - 1 e x p e r i m e n t a l f a c t o r sa n d l e v e l s 1 2 3 检测指标和方法 1 2 3 1 感官指标【7 】 表2 - 2 感官指标 亿l b l e2 2s t a n d a r do fe v a l u a t i o n 级数 4 3 2 1 标准 切口色白，新鲜，无老化，箨叶呈绿色，可食 切口微黄，色较白，表面潮湿，箨叶微黄，微老化，可食 切口干皱，色变暗，有少量霉菌，箨叶较黄，老化，尚可食 切口变褐，发粘，有发霉现象，箨叶发黄，有异味，老化严重，不可食 注：评分在3 分以上，为人们可接受产品，还具商品价值。 1 2 3 2 总糖含量检测方法 1 2 福建农林大学硕士学位论文绿竹笋的保鲜与加工 按葸酮比色法测定【8 】 样液制备： 称取1 0 9 样品一研磨一用1 0 0 m l 热水冲洗3 遍至5 0 0 m l 容量瓶中一 加z n s 0 4 5 m l 一沸水浴5 m i n 一取出，边摇动边加入亚铁氰化钾溶液5 m l 一 冷却一定容5 0 0 m l 一过滤一吸取滤液2 0m l 一定容至1 0 0 m l 一制得 样液 测定： 吸取样液l m l ，蒸馏水各l m l ，加入试管中，再沿壁加入5 m l 冷的葸酮试 剂，混匀，于试管口盖上玻璃球，在沸水浴中加热1 0 m i n ，取出在流水中冷却2 0 m i n 后，在6 2 0 波长下，以空白试剂调零，测定k o 值，通过标准曲线求出样品总 糖含量。 1 2 3 3 蛋白质含量检测方法 按考马斯亮蓝g 2 5 0 法( 染料法) 测定【9 】 ( 1 ) 称取5 9 绿竹笋，放入研钵中，加入5 m l 蒸馏水中在冰浴中研成匀浆，离 心( 1 0 0 0 0 r m i n ，1 0 m i n ) ，将上清液倒入1 0 m l 容量瓶中。再向残渣中加入2 m l 蒸馏水，再离心1 0 m i n ，合并上清液，定容至刻度。 ( 2 ) 另取1 支具塞试管，准确加入0 1 m l 样品提取液，再加入0 9 m l 蒸馏 水，5 m l