（食品科学专业论文）鲜切莲藕和红菜薹在贮藏中生理生化变化的研究.pdf

华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 摘要 鲜切蔬菜由于切分等加工，破坏了细胞原有的分室功能，使蔬菜的呼吸、褐变 加剧，微生物繁殖，营养成分流失，蔬菜变得不易贮藏。本论文选取莲藕( n e l u m b o n u c i f e r a g a e r t h ) 和红菜藿( b r a s i l c ac a m p e s t r i s l v a t p u r p u r e a l b a i l e y s h ) 为原料， 按照鲜切蔬菜的加工流程操作，找出适当的保鲜方法，延长鲜切蔬菜的货架期。 鲜切莲藕的生理特征为：切分等加工导致莲藕呼吸加剧、变软，多酚氧化酶 ( p p o ) 与底物接触而使得褐变严重。本研究表明，影响鲜切后莲藕货架期的主要 因素为褐变和变软，失去莲藕应有的口感。针对鲜切莲藕褐变的情况，结合目前使 用较多的保鲜方法，按照均匀设计的要求，分别设计出以不同浓度的柠檬酸、v c ， 氯化钙和焦磷酸钠的7 种组合来处理鲜切莲藕，研究了莲藕在贮藏期间的褐变度、 可溶性固形物、多酚氧化酶、总酚含量等指标的变化，确定出了最佳的防褐变剂为； 0 2 柠檬酸+ 0 7 v c + o 3 或o 4 氯化钙+ o 2 焦磷酸钠，能使鲜切莲藕在2 个星 期的货架期内，有较好的食用价值。 同时，针对莲藕变软的情况，分别采用0 5 c a c l 2 和0 5 c a c l 2 + n a a ( 萘乙 酸) 常压浸泡处理鲜切莲藕，并贮藏于5 0 环境中的两种处理。在贮藏期间定期测 定莲藕的硬度、s o d 、丙二醛( m d a ) 、膜透性、果胶酶( p e 、p g ) 、不同形态钙 含量变化并作感观评定。结果表明，在贮藏末期与对照相比，经过浸钙处理的样品 在硬度、m d a 、s o d 有显著变化( p 0 0 5 ) ，p g 、p e 活性也有显著性差异( p o 0 5 ) 。 另外，还初步研究了贮藏期问莲藕不同形态钙的含量及其变化规律，为适宜的浸钙 处理提供理论依据。经过浸钙处理后并冷藏的鲜切莲藕能在2 个星期的货架期内有 较好保鲜效果。 鲜切红菜墓的生理特征为：微生物繁殖导致其腐烂，呼吸作用和蒸腾作用旺盛， 花蕾开放，苔茎空心并有纤维化现象，严重降低了食用价值。针对微生物繁殖的情 况，采用不同剂量的印c o q , 辐照处理，按照g b 4 7 8 9 - - 1 9 9 4 的检测标准，检测细菌 总数和真菌总数，同时测定了多酚氧化酶活性、总糖含量，可溶性固型物、v c 含 量等生理生化指标。研究表明，辐照剂量越大，抑菌效果越明显，辐照能减缓鲜切 红菜薹的生理活动，抑制酶活性，但是造成维生素c 的损失，同时，大剂量的辐照 造成的组织伤害无法修复，加快了红菜薹的衰败。结果显示，1 5 k g y 的辐照剂量， 鲜切莲藕和红菜墓在贮藏中生理生化变化的研究 能较好的抑制微生物的生长，较好地抑制p p o 活性，减少营养成分的流失，在2 个星期的货架期内有较好的外观。 对于衰老问题，采用m a p 处理，针对红菜薹的呼吸特点，设计了p e 、p e p a 和p a 三种包装，在贮藏期间测定了维生素c 、总糖、可溶性蛋白、纤维素、纤维 素酶、过氧化物酶，多酚氧化酶活性等生理生化指标。研究表明，m a p 不能减少 维生素c 的损失，总糖含量与对照相比没有显著差别，但是m a p 能缓减红菜薹生 理活性，能推迟p p o 活性高峰，抑制p o d 和纤维索酶活性。结果表明，p e 包装能 有效防止鲜切红菜薹的老化，在2 个星期的贮藏期内有较好的保鲜效果。 最后，采用保鲜液和气调相结合的措施处理红菜薹，保鲜液和气调可能有协调 作用。研究表明，保鲜液结合气调处理能抑制呼吸，其呼吸强度仅为对照的7 1 5 ， 同时能降低纤维素的生成，其纤维素仅为对照的6 8 9 ，和对照相比他们都有显著 的效果( p 0 0 5 ) ，但是和仅用气调处理的样品相比没有显著的差异，这说明保鲜液 结合气调处理确实有协同作用，但这种作用不明显，而且就v c 含量来看，保鲜处 理并不能减少v c 的损失。同时使用保鲜液后使红菜荟开花和褐变现象增加。通过 保鲜液和气调并冷藏的红菜薹在1 个月内有较好保鲜效果。 关键词 莲藕，红菜薹，鲜切、保鲜，褐变，浸钙，气调，辐照 i i 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 a b s t r a c t f r e s h - c u tv e g e t a b l e sa n df r u i t sa r en e w l yd e v e l o p e dp r o d u c t b u tc u t t i n gd e s t r o y st h e m e m b r a n c ei n t e g r i t yw h i c he n h a n c et h er e s p i r a t i o nr a t ea n dr e s u l ti nb r o w n i n g , m i c r o b e p r o l i f e r a t i o na n dn u t r i t i o n a ll o s e b a s e do nt h ep r i n c i p l eo ff r e s h c u tp r o c e s s i n g ，t h i s t h e s i s s e l e c tn e l u m b on u c i f e r ag a e r t ha n db r a s i l c a c a m p e s t r i sl v a t p u r p u r e a l b a i l e y s ha st h et e s t i n gm a t e r i a lt os t u d yt h ep r o p e rk e e p i n g - f r e s hm e t h o da n dp r o l o n g t h es h e l f1 i f c n e p h y s i o l o g i c a lr e a c t i o n so ff r e s h c u tl o t u sr o o tw a s ：p r o c e s s i n gs u c ha sc u t t i n gl e dt o e n h a n c et h er e s p i r a t i o nr a t ea n dr e s u l ti nc o m b i n i n gp h e n o l sa n dp p ow h i c ha r ei s o l a t e d b ym e m b r a n ei ni n t a c tl o t u sr o o t t h es t u d i e ss h o w e dt h em a i nf a c t o rt h a ta f f e c tt h e q u a l i t yo ff r e s h c u tl o t u sr o o tw e r eb r o w n i n ga n ds o f t e n i n g a st ot h eb r o w n i n g ，t h i s p a p e rs c r e e n e do u tt h eo p t i m i z e dc o n c e n t r a t i o no fb r o w n i n gi n h i b i t o rb yt h eu n i f o r m d e s i g n t h er e s u l tw a s ：0 2 c i t r i ca c i d + o 7 v c + o 3 o r0 4 c a l c i u mc h l o r i d e + o 2 s o d i u mp y r o p h o s p h a t e a tt h es a m et i m e ，t h ea c t i v i t yo fp p o ，s s c ，b r o w n i n gd e g r e e a n dt h et o t a lp h e n o l sc o n t e n tw e r es t u d i e dd u r i n gt h es t o r a g e a st ot h es o f t e n i n g , t h em e t h o do fd i p p i n gw i t h0 5 c a c l 2a n d0 5 c a c l 2 + 2 0 m g l n a p h t h y a c e t i c a c i d ( n a a ) e a c hw e r eu s e s ，a n dt h e ns t o r e da t5 t h eh a r d n e s s 、 c o n t e n to fm a l o n d i a l d e h y d e ( m d a ) 、m e m b r a n ep e r m e a b i l i t y 、s o d 、p e ，p ga n dt h e c o n t e n to fc a l c i t i mi nd i f f e r e n tf o r m so ff r e s h - c u tl o t u sr o o tw e r et e s t e d i tw a ss u g g e s t e d t l l a th a r d n e s s 、t h ec o n t e n to fm d aa n ds o dw e r es i g n i f i c a n t l yd i f i e r e n tw i t ht h e c k 函 0 5 ) b e s i d e s ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec o n t e n to fc a l c i u mi nd i f f e r e n tf o r m s a n dt h ep h y s i o c h e m i c a li n d e xw a sp r i m a r i l ys t u d i e d t h ep h y s i o l o g i c a lr e a c t i o n so ff r e s h c u tb r a s i l c ac a m p e s t r i sl v a t p u r p u r e al b a i l e y s h w a s ：m i c r o b ep r o l i f e r a t i o na n da g i n gi nt h ef o i t no ff i b r o s i sa n dh o l l o w a st ot h e m i c r o b ep r o l i f e r a t i o n t l l et r e a t m e n to fd i f f e r e n td o s a g e ss u c ha s1 5 k g y , 3 k g ya n d 4 5 k g y6 0 c oi r r a d i a t i o nw a su s e d a n dt h e ns t o r e da t5 t h et o t a ln u m b e ro fb a c t e r i a a n df u n g iw e r ed e t e r m i n e db yt h eg b 4 7 8 9 1 9 9 4 t h ec o n t e n to fv ca n dt o t a ls u g a r , s s ca n dt h ea c t i v i t yo fp p ow e r et e s t e d i tw a ss u g g e s t e dt h a ti r r a d i a t i o nc o u l dr e s t r a i n t h ep h y s i o l o g i c a la c t i v i t ya n dt h ee n z y m ea c t i v i t y , a n dt h em o r ed o s a g eo fi r r a d i a t i o n ， t h eb r a s i l c ac a m p e s t r i sl v a t p u r p u r e al b a i l e y s hw a se a s i e rt od e c a y ，b u tm o r ev c w a si o s t t h eb e s tp r o p e rd o s a g ew a s1 5 k g yw h i c hc a nr e l a t i v e l yp r e s e r v et h es e n s ea n d t h en u t r i t i o n a st ot h ea g i n g , t h et r e a t m e n to fm o d i f i e da t m o s p h e r ep a c k a g e ( m a p ) w a su s e d t h r e e d i f f e r e n tm a ps u c ha sp ep 日p aa n dp aw e r ed e s i g n e da c c o r d i n gt ot h er e s p i r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c t h ec o n t e n to fv c ，t o t a ls u g a r s o l u b l ep r o t e i n 。c e l l u l o s ea n dt h ea c t i v i t y o fp p o ，p o dc e l l u l a s ew e r et e s t e d i tw a ss u g g e s t e dt h a tm a pt r e a t m e n tc o u l dr e s t r a i n t h ep h y s i o l o g i c a la c t i v i t y , s u s p e n dt h ea c t i v i t yp e a ko fp p o ，b u tt h ec o n t e n to fv ea n d t o t a ls u g a rh a dn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c ew i t ht h ec k ( p 0 0 5 ) n ep r o p e rt r e a t m e n tw a s 【a p o f p e i i i 鲜切莲藕和红菜薹在贮藏中生理生化变化的研究 n et r e a t m e n to fc o n t r o l l e da t m o s p h e r e ( c a ) a n dd i p p i n gi n t ot h ef r e s h k e e p i n gs o l u t i o n w a su s e d t h ec aw a s9 4 5 n 2a n d5 5 0 2 i tw a sr e p o r t e dt h a tt h ec aa n d f r e s h - k e e p i n g s o l u t i o nh a dc o o p e r a t i v ee f f e c t i tw a ss u g g e s t e dt h a tc aa n d f r e s h k e e p i n gs o l u t i o nc o u l dr e s t r a i nt h er e s p i r a t i o nr a t ea n dr e d u c ec e l l u l o s e ，t h et h e r e s p i r a t i o nr a t ea n dt h ec e l l u l o s ew e r e7 1 5 a n d6 8 9 c o m p a r e dw i t ht h ec k , w h i c h h a ds i g n i f i c a n td i f f e r e n c ew i t ht h ec k 加 0 0 5 ) b u tt h ec o o p e r a t i v ee f f e c tw a sn o t s i g n i f i c a n t a n dt h el o s eo fv cc o u l dn o tb er e d u c e db yt h et r e a t m e n to fc aa n d f r e s h k e e p i n gs o l u t i o n ，a n dt h eb r o w n i n g a n db l o s s o m i n gw e r ee n h a n c e db yt h e f r e s h k e e p i n gs o l u t i o n k e yw o r d s l o t o sr o o tb r a s i l c ac a m p e s t r i sl v a t p u r p u r e al b a i l e y s f r e s h - c u t k e e pf r e s hb r o w n i n gd i p p i n g i n t oc a l c i u mc ar a d i a t i o n i v 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 是否保密 否如需保密，解密时间年 月日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特另4 加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我- - n t 作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意 研牲摊：弘圄 帆2 0 0 6 年6 月1 5 日 学位论文使用授权书 本人完全了解“华中农业大学关于保存，使用学位论文的规定”，即学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播q - 位论 文的全部或部分内容 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书 撇摊：修习摊名：多j f 警 签名日期：2 0 0 6 年6 月1 5 日 签名日期：2 0 0 6 年6 月15 日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之问 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 刖罱 l 课题的提出 1 1 我国蔬菜产业的现状 我国领土面积有9 6 0 万平方千米，地大物博，幅员辽阔，气候类型和地形多样， 适合不同类型的蔬菜生长，因此我国的蔬菜品种十分丰富。2 0 0 3 年底，中国蔬菜播 种面积和总产量达到了2 。6 9 亿亩和5 4 0 亿吨，分别约占世界蔬菜总播种面积和总 产量的1 5 和6 6 ，人均蔬菜占有量约3 3 8k g ，是世界平均水平的3 倍左右。蔬 菜产业现己成为我国农村经济的重要支柱产业( 尚庆茂和张志刚，2 0 0 5 ) 同时， 全国蔬菜总体供大于求，市场过度竞争已不可避免，它带来的直接后果是市场价格 全面走低，“菜贱伤农”，因此有必要提高蔬菜的附加值。我国目前蔬菜产业存在以 下两个突出问题：第一是蔬菜的小规模生产与大市场的矛盾，长期以来农户分散的、 随意的种植，难以应用先进的种植加工技术，农户对化肥和高毒农药的不当使用， 造成蔬菜化肥和农药污染严重，加大了生产监控的难度，很难讲能规模化地占有市 场；其次是在流通领域，基本上是未经过加工和检验便直接上市，市民在食用这样 的蔬菜时难以避免农残，激素等的风险。从这两个方面讲，蔬菜产业有必要向规模 化、集约化、工业化方向发展。 目前，发达国家农产品加工程度都高于9 0 ，而我国只有2 0 3 0 ，相比 之下，我国蔬菜产业更加落后，蔬菜深加工量不足全国蔬菜总产量的1 0 ( 王丽霞 和何盛林，2 0 0 4 ) 。我国蔬菜加工手段有传统的干制、腌制、罐藏、脱水等，也有 发展时间不长的鲜切蔬菜、冷冻脱水蔬菜、蔬菜粉、蔬菜脆片、蔬菜汁等。总的来 说，我国蔬菜加工的手段比较少，技术含量不高。 1 2 鲜切蔬菜上市的重要意义 目前我国蔬菜产业主要处在发展农业阶段“适地生产，区域供应”，以多 种经营和增加收入为特征。部分大城市和区域生产区正在向现代化商品农业阶段迈 步，并呈现出新的发展趋势。鲜切蔬菜正是适应了这一发展趋势，它可以在生产基 地种植并生产加工，通过长途贩运，实现区域供应，甚至是全国供应( 杨晓红，2 0 0 2 ) 。 1 2 1 减少蔬菜采后损耗 正如上所述，我国蔬菜采后的损失相当严重，基本上是不经过任何加工便直接 鲜切莲藕和红菜薹在贮藏中生理生化变化的研究 上市。鲜切蔬菜的推广，可以使蔬菜加工规模化、工业化，使蔬菜生产、加工、销 售一体化，减少蔬菜在生产运输中的损失。据研究，施行鲜切蔬菜加工、销售后， 蔬菜采后的损失可以降低1 0 左右( 茅林春，1 9 9 5 ) 。 1 2 2 减少家庭劳动时间，缓减城市环境压力 由于鲜切蔬菜的可食率接近1 0 0 ，所以城市居民只需要在超市购买“标准化” 生产出来的产品，买回后就可以直接食用，免去了去农贸市场买菜回家后择菜、洗 菜的麻烦。据对杭州市市民的调查，每户居民每天买菜、洗菜的时间约1 3 7 - j , 时， 实行鲜切蔬菜供应后，这部分时间可缩短为0 3 7 ：j , 时( 茅林春，1 9 9 5 ) 。同时，鲜切 蔬菜去除了泥土、杂物以及不可食的部位，其可食率接近1 0 0 ，研究表明，实行鲜 切蔬菜进城可以削减菜类产生的垃圾约5 0 ，将大大缓解当前越来越沉重的城市环 境压力( 张久根，1 9 9 4 ) 。 1 2 3 创造就业机会，缓减就业压力 由于鲜切蔬菜的挑选、切分、包装、运输和销售等，都属于劳动密集型生产， 需要大量的人力，这就大大吸收了在蔬菜生产源地的富余劳动力就地就业，创造更 多的社会价值。 1 3 我国鲜切蔬菜生产发展现状 鲜切蔬菜是美国于5 0 年代以马铃薯为原料开始研究的，由于具有新鲜、方便、 易于工业化生产等原因，在发达国家发展很快，广泛用于快餐、宾馆、零售等。以 荚国加州为例，鲜切蔬菜从1 9 8 4 年的6 4 万吨增加到1 9 8 7 年的2 2 2 7 万吨，法国鲜切蔬 菜在1 9 8 5 年仅为4 0 0 吨，1 9 8 9 年达3 5 万吨，：至1 j 1 9 9 2 年已增力l l g i j 6 万吨( 张明融等，2 0 0 4 ) 。 我国鲜切蔬菜加工虽然始于上世纪9 0 年代，但发展很快，一些省市把鲜切蔬菜的商 品化研究作为重大研究项目( 2 0 0 1 年国家科技部将“净菜加工关键技术及设备的研 究与开发”列入“十五”攻关计划) ，中国农业大学、中国农业科学院蔬菜所、山 东大学、杭州商学院、华南农业大学、浙江大学生物系统工程与食品科学院、四川 农业大学技术工程学院、四川大学、四川省食品发酵工业研究设计院等单位对鲜切 菜加工的品种筛选，预处理、保鲜处理、延长货架期技术、设备包装技术等作了较 为系统的研究开发，取得了阶段性成果；许多大城市如北京、上海等的超市出现了 专门的鲜切蔬菜号柜；出现了产、加、销一条龙服务的公司，如成立于2 0 0 0 年的创 造食品( 中国) 有限公司，2 0 0 2 年公司的销售额为5 0 0 万元，比2 0 0 1 年上升了4 0 ( 傅 红霞，2 0 0 4 ) 。但足，按照国际安全食品生产要求，蔬菜安全生产必须通过三项认证， 2 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 e p l s 0 9 0 0 0 体系( 品质管理和品质保证) 、i s 0 1 4 0 0 0 体系( 环境管理) 、h a c c p ( 危害分 析与关键控制点1 ，目前我国内销鲜切蔬菜加工企业很少能获得这三项技术支撑( 张 明融等，2 0 0 4 ) 同时，在防止褐变、微生物污染、营养元素流失和延长货架期方 面尚待继续深入研究 2 国内外的研究状况 2 1 鲜切蔬菜的特征 2 1 1 鲜切蔬菜的生理特征 鲜切蔬菜( f r e s h c u t v e g e t a b l e ) ，其定义很多，国际鲜切产品委员会( i n t e r n a t i o n a l f r e s h - c u tp r o d u c e a s s o c i a t i o n , 羽p a ) 把鲜切产品定义为：新鲜水果或蔬菜经整理( 或 去皮) 、切割、装袋( 或经预包装) 后提供给消费者的一种营养丰富、方便、新鲜 的具有良好风味的1 0 0 可食用的产品( o i u s o l al a m i h a n a ，2 0 0 2 ) 。鲜切蔬菜虽然 仍然是生活体，但生产过程中的清洗、切分、包装等加工，使其不再具有个体完整 性，从而对蔬菜的生理生化特性和货架期产生不利的影响。保鲜技术的提出，有赖 于鲜切蔬菜的生理生化特性。目前，有关鲜切蔬菜的生理生化研究集中在以下几点。 首先，产生伤信号，破坏细胞正常功能。新鲜果蔬分切后，组织受到机械伤产生伤 信号并传递给邻近细胞，在切分后几秒钟之内诱导产生无数生理反应等变化。伤害 不仅影响伤害细胞自身，而且影响远离伤害位点的细胞。这暗示伤害位点产生伤信 号传递到远处细胞。组织受到伤害后，细胞壁降解组分迅速产生，这些降解组分激 发一系列相关的伤响应。许多植物受到伤害后，蛋白酶抑制子( p i ) 的表达激活，在 伤害部位和其它未受伤部位大量积累，这是组织伤响应的重要特征( w i l d o na n d t h a i n ，1 9 9 2 ) 。伤信号可能是纯物理因素如压力波( s c h a l l e ra n df r a s s o n ，2 0 0 1 ) ，或 纯生理的( 水杨酸、乙烯等信号分子诱导伤响应物质的特异合成) ( r y a n ，2 0 0 0 ； s c b a l l e ra n d f r a s s o n ，2 0 0 1 ) ，或是物理和生理的综合结果( s t a h l b e r ga n d c o g r o s i v e ， 1 9 9 4 ) ，胞质钙含量多少影响胞质膜的稳定，同时钙参与了许多信号的传导。伤害 破坏组织内的钙分布，可能改变许多生理过程。加工时应用钙处理可以延缓伤诱导 的衰老进程，保持加工果蔬的质量( g o m ye ta 1 ，1 9 9 9 ) 。机械伤还能影响细胞膜结 构的破坏及原生质流动性的丧失。细胞膜破裂，刺激膜脂的分解代谢，其分解代谢 与果蔬的种类有关。其次，产生乙烯和伤呼吸。组织受到伤害后，乙烯释放迅速上 升，大部分材料乙烯在6 1 2 h 达到高峰( h i l o s o p h h a d a se ta 1 ，1 9 9 1 ) 。伤乙烯显著 3 鲜切莲藕和红菜薹在贮藏中生理生化变化的研究 的生理作用足促进果蔬成熟、软化、衰老。但这种衰老能被a v g ( 氨基乙氧基甘氨 酸，乙烯生成物的专一抑制剂) 所抑制( b o u q u i na n de l a s s e r e ，1 9 9 7 ) 。组织受伤害后， 呼吸加剧，二氧化碳大量产生，氧气被消耗，造成局部c 0 2 0 2 上升，产生一定程 度无氧呼吸，从而乙醇和乙醛等大量积累，它们和其他挥发性物质一起导致鲜切蔬 菜产生异味。再次，产生伤愈合和次生代谢。组织受到伤害后，会在伤害部位细胞 的胞壁中产生和沉积木栓质和木质素( b u r t o n ，1 9 8 2 ) 。土豆、红薯，胡萝卜、菜豆、 番茄和黄瓜的果皮受伤后表层细胞均发生栓质化反应( w a l t e re ta l ，1 9 9 0 ) 。而柑橘果 皮受伤部位发生木质化反应b r o w n ，1 9 9 3 ) 。组织的伤愈合能改变鲜切蔬菜的外观，降 低其食用品质，应减少伤愈合的形成。组织受伤后还产生一系列次生代谢产物，如 苯丙烷类、黄酮类、生物碱、单宁、长链脂肪酸等( m i l l e r , 1 9 9 2 ) ，其中以伤害引起 酚类物质积累研究最广泛，这类物质主要在伤口附近，参与伤口愈合和抵御虫害。 荔枝、莴苣等在伤害部位形成的黑斑点，为酚类物质聚集所致( a s e m o t a e t a l ，1 9 9 2 ) 。 主要次生代谢物质如木质素、酚类、黄酮类等均通过苯丙烷类代谢途径合成，这一 合成途径的3 个关键酶分别是苯丙氨酸解氨酶( p a l ) 、肉桂酸- 4 _ 羟化酶和4 香豆酸 辅酶a 连接酶，其中以苯丙烷代谢途径的第一个关键酶苯丙氨酸解氨酶研究最多。 伤诱导p a l 活性的动力学特性受果蔬种类、品种、生理状态、环境条件等因素的影 响( l o p e a - g a l v e ze ta 1 。1 9 9 6 ) 。伤害对酚类代谢有两方面的影响：一是使p p o 和内源 酚类物质发生褐变；另一方面是在临近伤害的细胞产生酚并积累，以期组织伤愈合。 组织受伤后p a l 活性迅速上升，导致酚类积累。 2 1 2 鲜切蔬菜的微生物特征 微生物指标超标或微生物污染是鲜切蔬菜加工及贮运中的主要障碍之一，鲜切 蔬菜上的微生物主要为细菌，存在着少量霉菌和酵母。在果蔬上发现的细菌种类众 多。在叶菜中，假单胞菌( p s e u o m o n a s s p p ) 和欧文氏菌( e r w i n i as p p ) 是优势菌 群，其总数达到1 o x l 0 5 c f i i g ，并且假单胞菌会使果蔬腐烂( v a r o q u a u xa n dw i l l o c x ， 1 9 9 4 ) 。机械、加工环境和人为的污染是导致净菜微生物超标的主要原因。贮藏初 期，切割果蔬的表面一般无致病菌，而只有腐败菌，如欧文氏菌、假单胞菌等( 黄光 荣，2 0 0 0 ) ，但随着环境条件的改变，微生物菌落种类和数量会发生变化，而使得致 病菌的生长占主导优势。如在包装内部高湿度、极低氧浓度、低盐、低p h 、过高贮 藏温度等条件下，可能会导致一些致病菌如梭状芽抱杆菌( c l o s t r i d i u m ) 、李斯特菌 ( l i s t e r i a ) 、耶尔森氏菌( y e r s i n i a ) 等的生长，并产生毒素，从而危及人类健康( 王俊宁 4 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 等，2 0 0 2 ) 。并且李斯特菌( l i s t e r i a ) 、沙门氏菌( s a l m o n e l l as p p ) 等在通常的贮藏 温度5 的条件下同样会繁殖，这就会影响鲜切蔬菜的食用安全。微生物的控制，目 前主要有化学药剂直接杀灭或抑制微生物、辐照、臭氧等方法。由于化学药剂法效 果明显且价格低廉，是目前在鲜切蔬菜加工中普遍使用的方法，其中最常用的是次 氯酸盐，但次氯酸钠由于使用后会残留不良气味且会导致果蔬萎蔫，且残氯含量不 好控制，所以虽然杀菌效果不错，但在鲜切蔬菜自n q - o e 的使用受到限制。因此有必 要寻找一种次氯酸钠的替代品。何建军等用不同浓度的次氯酸钠、二氧化氯和次磷 酸钠作为杀菌剂在鲜切莲藕上做对比试验，发现二氧化氯的效果最佳( 何建军等， 2 0 0 2 ) 。 2 1 3 鲜切蔬菜的营养特征 鲜切蔬菜由于去皮、切分和清洗等工序，导致蔬菜的部分营养元素流失。其中 维生素c 和胡萝卜素的损失是影响鲜切蔬菜营养的重要原因( w i l e y 。1 9 9 4 ) 。如马铃 薯由于去皮使维生素c 损失高达3 5 ，切分后的甘蓝在水中浸泡1 h ，维生素c 损失7 ( 王新华和刘宣生，1 9 9 4 ) 。此外，光、温度、贮藏时间等也影响产品营养元素含 量。低温、低氧、避光等措施有利于营养元素的保存。 2 2 保鲜技术在鲜切蔬菜上的应用 2 2 1 低温贮藏 低温贮藏一般分为冷冻和冷藏。前者将贮藏物降到冰点以下，使其中的水部分 或全部呈冻结状态，动物性食品常用此法；后者无冻结过程，通常是降温至微生物 和酶活力较小的温度即可，在新鲜果蔬的贮藏中常用此法。低温能降低体内各种生 理生化反应速度，延缓衰老，温度每降低i o 。c ，反应速度降低2 4 倍，温度从1 0 降到o 。c ，酶活性降低一半；另一方面微生物的生理代谢被抑制，微生物的生长和 繁殖收到抑制( 廖小军和胡小松，1 9 9 9 ) 。 一般来说，最好的方法是将鲜切蔬菜产品贮存在温度略高于冷害临界点的环境 中，但是应注意不能使环境温度低于蔬菜的冷害临界点，尤其是对于易发生冷害的 蔬菜，否则会因低温伤害而导致蔬菜抗病性下降，营养物质外渗，这将会更加加剧 病原微生的感染和产品的腐败变质( 周山涛，1 9 9 8 ) 。不同的蔬菜对低温的敏感性各 不相同，比如黄瓜、西红柿、辣椒等瓜果类蔬菜就属于冷敏感性蔬菜，因此在加工 和贮藏中就不能采用极端低温。通常，鲜切产品的贮藏温度在0 c 56 c 之间( 周会 玲，2 0 0 1 ) 。 5 鲜切莲藕和红菜墓在贮藏中生理生化变化的研究 2 2 2 褐变的控制 冷害可以引起果实褐变，采用温度调节措施可以有效地预防或减少褐变的发 生，低温处理可以有效地阻止果实的果肉褐变。将果实放在略高于冷害临界温度的 环境中一段时问，可以增加果实的抗冷性，可以防止减轻果实的果肉褐变( 孙蕾等， 2 0 0 2 ) 。 传统上，一般使用亚硫酸盐抑制褐变，因为亚硫酸盐释放的二氧化硫是强还原 剂，可以减少植物组织中氧的含量，抑制氧化酶和微生物的活性，但亚硫酸盐的使 用会是一些人产生不良反应，特别是它对哮喘病人有负作用，因此有必要寻找亚硫 酸盐的替代品。目前研究最多的替代品有抗坏血酸、异抗坏血酸及其衍生物、半胱 氨酸、柠檬酸和e d t a 等，可以分为酸化剂( 柠檬酸) 、还原剂( 抗坏血酸) 、螯 合剂( e d t a ) 、底物竞争剂( 4 - - h r ) ，通常是它们当中的一种或几种的复合抑制 剂。 2 2 3 涂膜和包装 理论上，涂膜可以减少水分损失、阻止氧气进入，抑制呼吸和乙烯的生成。用 于涂膜的物质主要有四类：脂类、树脂、多聚糖、蛋白质。在涂膜液中有时加入防 腐剂如苯甲酸钠、山梨酸钾和抗氧化剂如b h a 、b h t 、t b h q 等。蔗糖脂肪酸酯和 c m c 能延迟水分损失，抑制褐变( b a l d w i ne ta 1 ，1 9 9 5 ) 。卡拉胶和壳聚糖对于鲜切果 蔬来说是很有希望的涂层材料，但美国f d a 还未批准将卡拉胶作为涂层的一种成 分。 目前比较常用的包装是气调包装( m a ) 。气调包装有两种形式，一是人工气调， 是指人为地在包装袋中充入一定地0 2 、c 0 2 或n 2 ，造成缺氧环境，一般是2 5 的0 2 和9 5 9 8 的c 0 2 ( k a d d ee ta 1 ，1 9 9 6 ) ；另一种是自动气调( m a p ) ，其基本原 理是通过使用适宜透气性的包装材料被动地产生一个调节气体环境。但足，目前最 困难的是难以寻找一种合适的膜材料，以产生合适浓度的氧气和二氧化碳。针对不 同蔬菜原料的呼吸强度不同，可供选择的膜材料有聚乙烯( p e ) 、聚丙烯( p p ) 、尼 龙( p a ) 、乙烯一乙酸乙烯共聚物( e v a ) 等，随着材料工业的发展，这个矛盾有 望得到解决。 3 研究的目的和意义 近年来，随着国家政策的变化和我国国情的发展，有关鲜切蔬菜的研究引起了 6 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 科研工作者普遍的关注，有了初步的成果。但是，它们都是局限于某一种果蔬的某 一具体方面作出了较深入的研究，比如褐变的机理及其抑制或微生物的控制等。本 文重点是分别以不同蔬菜( 莲藕和红菜薹) 为原料，按照鲜切加工的要求，采用不 同的保鲜手段( 褐变抑制剂、浸钙、辐照、气调包装等) ，研究鲜切蔬菜在贮藏期 间的生理生化变化，并讨论这种加工方法对鲜切蔬菜品质的影响，以期能对鲜切蔬 菜的上市提供一定理论基础和实践支持。 7 鲜切莲藕和红菜蕞在贮藏中生理生化变化的研究 第一章鲜切莲藕片的防褐变研究 鲜切莲藕由于切分等造成的机械损伤，导致组织细胞破裂，细胞内的化学成分 在酶作用下相互作用，迅速产生褐变，引起外观色泽的变化，同时改交风味，造成 营养物质损失，降低了鲜切莲藕的商品价值及食用价值。 本章内容在预实验的基础上，按照均匀设计的要求，分别设计出以不同浓度的 柠檬酸、v c ，氯化钙和焦磷酸钠的7 种组合来处理鲜切莲藕，研究了鲜切莲藕在贮 藏期间的褐变度、可溶性固形物、多酚氧化酶，总酚含量等指标的变化，确定出了 最佳的防褐变剂，为鲜切莲藕的后续加工提供了依据。 1 材料与方法 1 1 实验材料 “3 5 3 7 ”莲藕2 0 0 5 年5 月2 0 日购于华中农业大学菜场 1 1 1 主要试剂 柠檬酸：食用级 无水c a c l 2 ( a r ) ：天津华真特种化学试剂厂 焦磷酸钠( a r ) ：上海试剂二厂 抗坏血酸( a r ) ：湖北大学化工厂 次氯酸钠( a r t ) ；广东西陇化工厂 福林试剂：自制 儿茶酚( c p ) ：上海试剂三厂 1 1 2 主要仪器 真空充气包装机d z q 4 0 0 ：s b浙江真空包装机总厂 测色色差计w s c s上海物理光学仪器厂 手持糖量计w y b 4泉州中友光学仪器有限公司 紫外可见分光光度计u v - 7 5 0 4上海精密仪器仪表有限公司 质构仪仇x t , p l u s s t a b l em i c r os y s t e m 1 2 工艺流程 分级筛选一预冷一清洗去皮一整理切分一灭菌一保鲜一脱水一包装 一冷藏 8 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 清晨鲜藕购后之后，选择直径大约7 8 c m 的莲藕直接置于5 冷库预冷，于 下午清洗鲜藕表面泥土，去皮，然后把莲藕按厚度5 m m 切成片，放入1 次氯酸钠 浸泡灭菌5 m i n 左右，按照设计的不同方案进行保鲜，脱水，用p a p e 复合膜包装， 按0 0 8 m p a 抽真空，最后于5 0 下冷藏。以后每4 天测一次指标。每个设计做3 次 重复，结果取均值。 1 3 实验方法 1 3 1p p o 的测定( 绪方安邦，1 9 8 0 ) 取4 9 莲藕组织加入1 0 m l 磷酸盐缓冲液( p h = 7 o ) ，冰浴研磨，然后离心1 0 m i n ( 7 1 2 6 r m i n ，4 0 ) ，得初酶液。在另一试管中取p h = 5 的醋酸缓冲液2 5 m i 、0 0 4 m o l l 的儿茶酚l m l ，加入初酶液0 5 m l ，在3 0 0 条件下混匀，记录k l o 随时间的变化， 每3 0 s 测一次，共测3 m i n ，以最初直线段的斜率( 1 0 t ) 计算酶活力。一个相 对酶活性单位( u ) 定义为，在3 0 c 下每分钟引起吸光度改变0 0 0 1 所需酶量。 1 3 2 总酚的测定( 严守雷，2 0 0 3 ) 取2 9 莲藕，加入5 m l 蒸馏水研磨由加入7 0 丙酮，补充至2 5 m l ，浸提6 h ， 离心1 0 r a i n ( 4 0 0 0 r m i n ) ，取1 0 m l 稀释至2 0 m l ，再吸取2 m l ，加福林试剂3 m l ，7 8 r a i n 后加1 0 n a c 0 3 3 m l ，定容至刻度，1 小时后测a 6 s 。在标准曲线上查得相应 浓度，计算总酚含量。 1 3 3 硬度的测定 用质构仪测贮藏期间莲藕的硬度变化，条件如下： m o d e ： c o m p r e s s i o n p m t e s ts p e e d ： 2 0 0 m m s e ct e s ts p e e d ：2 0 0 m m s e c p r o t e s ts p e e d ：1 0 o o m m s e c t r i g g e rf o r c e ：5 9 1 3 4 可溶性固形物的测定：手持糖量仪法 1 3 5 褐变度( b d ) 的测定 采用w s c - s 测色色差计测出，仪器照明几何条件采用c i e 规定的4 5 0 测试头， 表色系统为e ( l ，a b ) ，其中e 为总体色差，差值越小，说明与标准白板色度越 接近，颜色越自。a 值为+ ，则颜色偏红，a 值为一，则颜色偏绿。以l ( l 取值 0 1 0 0 ，0 和1 0 0 分别是黑色和白色两个极端) 表示。 9 鲜切莲藕和红菜薹在贮藏中生理生化变化的研究 1 4 褐变抑制剂的设计方案 表l l 褐变抑制剂的配比方案 t a b l e l - 1t h ed e s i g no f b r o w n i n gi n h i b i t o r 表l 一2 按均匀设计u ，( 7 ) 安排的因素水平表 t a b l e l - 2t h ed e s i g no ff a c t o r sa n dl e v e l so fu n i f o r md e s i g n 注：柠檬