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1、1 前言 1.1 中国山药产业的现状1中国是山药的原产地之一，多处种植山药， 栽培历史悠久。山药又名山薯，山芋，长芋等，薯蓣科薯蓣属作物，为一年生或多年生缠绕性藤本植物，主要产品为肥大的肉质块茎(根状块茎)。山药品种丰富，有汾阳山药、太谷山药、水山药、怀山药等；山药分药用和食用(也称菜用)两大类，南方诸省以食用山药为主，药用山药以种植于河南省北部、山西省中南部的太谷山药、怀山药为代表，药用和滋补价值最高，具有补脾养胃、补肺益肾的功效。可用于治疗脾虚久泻、慢性肠炎、肺虚咳喘、慢性胃炎、糖尿病、遗精、遗尿、带下等症。山药在我国分布极为广泛，根据气候条件和山药生产的特点，可将我国划分为五大山药栽培区
2、：华北区：包括山东、山西、河南、河北、江苏北部、安徽北部、陕西的部分地区；华中区：包括长江流域、淮河流域和四川盆地等广大地区；华南区：包括台湾、海南、广东、广西、云南、贵州、江西、福建等地区；东北区：包括辽宁、吉林、河北北部，内蒙古的东部地区；西北干燥区：包括新疆、甘肃和内蒙古的包头地区。山药在我国已经有3000多年的人工栽培历史，但种植面积一直不大，主要作为中药出售，商品化程度很低。山药在全国范围的大面积栽培，始于近十年，特别是农村种植结构调整之后，山药生产有了长足的进步。近几年来，在江苏、山东、河南、河北、山西等省已经形成了一定规模的鲜山药出口基地，年出口鲜山药在500万以上。到目前为止，
3、南起海南省三亚(北纬20度)，北到黑龙江省伊春市(北纬47度)的广大范围内都有山药种植。近十年来，首先是原有的主产区对山药的重视程度得到提高，种植面积不断扩大，如河北省蠡县虽然是传统山药产区，但多年种植面积一直没能突破1333h，自从1997年开始，山药种植面积飞速上升，到2006年种植面积达到047万h。另外值得注意的是，一些原本非山药主产区的发展也很快，如山东单县2006年达到了013万h，新疆伊犁也有3333 h，从而形成了新的主产区。所以，近几年山药的种植面积一直都在稳步增加，到2006年全国山药种植面积已经超过667万h，而且，没有任何减退的迹象。山药为高产高效经济作物，不仅耐贮易运
4、，且可加工增值，外销出口。故山药是当今发展高效农业，促进农民增收的较为理想的推广品种，开发前景极为广阔。目前我国山药专业加工厂还尚未形成规模，仅仅处于起步阶段。因此，应加大开发山药系列食品的力度，以满足市场的需求。尤其是随着生活节奏的加快，软罐头已经成为人们身边不可或缺的重要食品2。1.2 软罐头的产生和在我国的快速发展传统的蔬菜保鲜贮藏多采用冷藏，为延长蔬菜贮藏品质。近年来，发展起来的新技术，如：光催化蔬菜保鲜、真空预冷蔬菜保鲜和气调保鲜等，虽然能够延长蔬菜的保鲜期，但这些蔬菜保鲜方法对于一些特殊条件，如：远洋舰船、极地考察等，仍然无法满足需求3。而软罐头食品仍然具有其贮藏期长和食用方便的优
5、势。罐头食品距今已有100多年的历史，1821年由美国首先批量生产，成为食品加工的一大类别。1917年法国研制成功软包装高温短时杀菌装置。1940年美国和瑞士等国家开始研制软罐头食品的工艺方法，日本也是较早使软罐头食品商品化的围家。我国于20世纪70年代末开始研究软罐头生产工艺。引进日本设备和工艺技术，于80年代初获试产成功，通过了专家鉴定。由于当时我国塑料薄膜工业尚未能批量供应各种合格的、耐高温蒸煮的塑料薄膜复合袋，包装袋主要依赖国外进口，成本较高；开发的软罐头生产工艺技术还不够成熟，所以该技术发展缓慢。通过改进，于1983年我国的软罐头方便菜肴首次出口日本，此后，我国的软罐头陆续销往北美、
6、欧洲各国和我国的港澳地区。为了人们能随时吃到各季蔬菜，以及满足航天、远洋、科考等特殊条件要需4 5。本试验选取山药为原材料，研究开发蔬菜软罐头。软罐头6在我国取得快速发展，究其原因，1，我国双职工家庭居多，没有人或没有时间一天做三顿饭，蒸煮食品可以冷食，也可短时间热食，食用方便，不需要花时间做饭做菜，这就可以节省了时间;2，我国的饮食习惯，适合于用蒸煮袋包装，而欧美的面包、糕点、牛排、不太适合蒸煮袋包装。3，我国是住房紧张的国家，没有太多的地方放置大型冰柜，而欧美等国家的住房比轻宽敞，厨房面积大，有较大的面狱放置大型冰柜；4，是我国部是世界上电费最贵的国家之一，因为是使用油和煤为能源，而欧美则
7、以水力和核电为主要能源，相对而言，费用低得多；5，我国商品沉流通中的冷冻链不完首，欧美这条冷冻流通链比较完备. 便于食品的保存。为此，对蒸煮食品兴趣不大。相反，我国却对不需冷冻。1.3 山药褐变的控制技术由于山药容易发生褐变，所以加工前要做一定的处理。比如热处理，还原剂，或者用一些金属螯合剂处理山药，减少其褐变程度7。目前我国在护色方面已经取得了不错的成就，主要从褐变度（BD），颜色，PPO活力，PAL活力来研究山药的褐变8。热水处理对于控制山药的褐变有一定的影响9。贮藏期间的山药的总体评价、感官褐变程度、失水程度以及腐烂程度来看，处理组优于对照组，差异显著。贮藏性均有影响。经过热处理的果蔬贮
8、藏后能保持较好的品质。这与，热处理抑制果蔬成熟衰老，控制某些生理病害，防止果蔬腐烂是一致的10 11 12。从表面颜色变化来看，处理组颜色好于对照组。热水处理对于控制山药的褐变有一定的作用，处理组的褐变程度小于对照组，差异显著。从贮藏期间山药的PPO和PAL活性来看，热水处理山药PPO活性比对照组大，可能由于45摄氏度时，PPO活性最大，但对于山药PAL活性来说热水处理能很好的抑制它的活性，具体原因有待进一步研究。随着贮存期的延长，PPO活性有下降的趋势，可是鲜切山药的褐变增强，可能并不完全是酶促褐变，还可能与山药的氧化还原反应或衰老进程有关。这是我们以后需要继续解决的问题。山药软罐头常用的护
9、色剂是维生素C(抗坏血酸)，柠檬酸和香精。抗坏血酸可用作护色剂，调味剂和还原剂。水果组织在切割，去皮，切片后极易出现酶性褐变的现象。和氧气直接接触后，外层潮湿面上的抗坏血酸就会立即被氧化掉。当这种反应结束后，继之就会出现多酚氧化酶在催化下氧化和呈色物质反应时形成棕褐色的褐变。第一阶段，苯邻二酚被氧化，形成了邻苯醌，邻苯醌经过进一步氧化被形成羟基醌，而羟基醌聚合时就出现了组织破损表面上常见的褐色素。控制果肉表面的氧化褐变，一方面可以采用加热将基质内活动的氧化酶系钝化。例如鲜桃丁或速冻桃丁的预煮和加热排气。另一方面，抗坏血酸具有较强的抗褐变能力，将易褐变的果肉组织浸泡在01的抗坏血酸溶液中或在配料
10、糖水中添加1抗坏血酸。水果软罐头经加热杀菌后，就能有效地控制褐变，延长食品的保质期。但需要注意的是抗坏血酸在加工过程中，受热时间过长，便转变成脱氢抗坏血酸，脱氢抗坏血酸容易引起非酶褐变13。柠檬酸在软罐头食品加工中。主要用于调节酸度，改善食品的风味，通过降低pH来降低热处理的条件，例如水果软罐头行业生产工艺中普通采用低温连续杀菌方法，能有效地保留水果原有的色，香，味，大大提高产品的品质。另外，柠檬酸还能使抗坏血酸增效，对延长罐头的保质期起促进作用。1.4 山药软罐头杀菌技术引起食品变质的主要原因主要是食品中存在着各种不同的微生物，有的腐败微生物能在食品中繁殖，并在食品中发生作用，使食品感官特性
11、产生变化导致腐败而失去可食性。腐败菌的种类随食品种类和保藏状态而异。从许多研究结果所知，其代表性的有革兰氏阴性菌中的假单胞菌属、产碱菌、大肠菌、肠杆菌等；革兰氏阳性菌有微球菌、葡萄球菌、芽孢菌、乳酸菌等。某些微生物常常在高温的泉水中也能生存，人们一般把55下能繁殖的微生物称为高温菌，有芽孢杆菌、梭菌属的芽孢菌、乳酸菌、放线菌等种类14。这些高温菌不仅在高温下能繁殖，而且大都能长出耐热性芽孢来抵抗加热杀菌，它们是软罐头食品中最难杀灭的腐败菌之一。食品受微生物的污染，是作为食品原料的动植物在自然环境中存在时就开始的，从采收到加工成制品，再到销售，在此过程中，食品中的微生物有的杀灭了，有的在繁殖，在
12、各种各样的食品中形成特有的微生物群落，而且在这种微生物繁殖到一定数量时，食品就会发生腐败。对于原料的初期污染，不仅应注意污染食品的细菌数，而且还必须注意细菌种类。在污染食品的细菌中，若繁殖快，活性强的细菌所占的比例高时，食品在贮藏时的腐败也快。对于软罐头食品之类的加热食品，若食品原料受细菌严重污染，不仅造成原料产品质量低劣，而且加热杀菌时需要高温长时间杀菌，对成品质量有双重的影响。从微生物的作用来看，保存食品的方法有两类：一类是使食品内部环境和外部环境处于微生物难以繁殖的状态，另一类是使食品与微生物隔绝。控制食品环境的方法中有自古以来一直沿用的盐藏、干燥、发酵等，还包括冷藏法、温藏法以及应用食
13、品添加剂的方法。使食品隔绝微生物的方法则要从食品的卫生操作这一最基本的、最重要的方法做起，包装、杀菌等方法都属于这一类。作为食品工作者要研究的是如何将这些方法结合在一起，最大限度地防止食品质量下降，延长食品的保存期。软罐头食品杀菌的目的是杀死食品中所污染的致病菌、产毒菌、腐败菌，并破坏食物中的酶使食品耐藏而不变质。软罐头杀菌通常都是利用加热法促使微生物死亡，加热使微生物细胞内的蛋白质受热凝固而失去了新陈代谢的能力。微生物能够繁殖的温度范围随微生物的种类有很大的差异，人们把微生物分为低温细菌、中温细菌和高温细菌。微生物在比其繁殖的最适温度高数度的温度下就开始致死，因此致死温度随微生物的种类而异。
14、例如，低温细菌海产弧菌在2223时就开始致死，葡萄球菌在45一|46开始致死，而高温细菌嗜热脂肪芽孢杆菌在60或以上的温度下才开始致死。芽孢杆菌的芽孢则对高温具有更高的抵抗性。微生物的耐热性，不仅随微生物的种类而异，即使同一种微生物，也会随内因和外因的不同而有显著的差异。影响因素主要有以下。(1)微生物的生长条件。同一种微生物在高温下培养的要比在低温下培养的耐热性强。所以在进行加热杀菌操作时，食品在加热前应尽可能在低温冷却，而杀菌时应快速加热。(2)细菌密度。加热时单位体积内的细菌数越多，其耐热性也越强。(3)介质的pH值。细菌在中性附近的介质中耐热性最高，降低pH值能提高杀菌的效果。(4)水
15、分。微生物在干燥状态下有较强的耐高温的性能，水分含量越高：蛋白质越容易凝固。(5)食品成分。食品中含有的糖、盐、淀粉或油脂等物质，都可以导致细菌及其芽孢的耐热性增强。通常食盐的浓度在4以下时，对芽孢的耐热性有一定的保护作用，而浓度在8以上时，则可削弱其耐热性；溶液中蔗糖的浓度愈高，杀死芽孢的热处理时间也愈长；如果将酸、碱、亚硝酸、某些抗菌素等对细菌有害的物质加到介质中时，细菌及其芽孢的耐热性就会降低。杀菌工艺条件:杀菌操作过程中软罐头食品的杀菌工艺条件主要由温度、时间、反压三个主要因素组合而成，常用杀菌式表示15 16。（T1T2T3）P/T式中T杀菌锅的杀菌温度， ，T1杀菌锅加热升温升压时
16、间，rainT2杀菌锅内杀菌温度保持稳定不变的时间，rainT3杀菌锅内降压降温时间，P杀菌加热或冷却时杀菌锅内使用反压的压力杀菌式表明软罐头杀菌操作过程中可以划分为升温、恒温和降温等三个阶段。升温阶段就是将杀菌锅温度提高到杀菌式规定的杀菌温度(T)，同时要求将杀菌锅内空气充分排除，保证恒温杀菌时蒸汽压和温度充分一致的阶段，升温阶段的时间不宜过短，否则就达不到充分排气的要求，杀菌锅内会有气囊残存。恒温阶段就是保持杀菌锅温度稳定不变的阶段，此时要注意的是杀菌锅温度升高到杀菌温度并不意味着包装内食品温度也达到了杀菌温度的要求，实际上食品尚处于加热升温阶段。降温阶段就是停止蒸汽加热杀菌并用冷却介质冷
17、却，同时也是杀菌锅放气降压阶段。为防止软罐头内压较高，外压突然降低而出现破袋现象，冷却时还需加压即反压。正确的杀菌工艺条件应恰好能按照选定的F值完成杀菌任务，将软罐内细菌全部杀死和使酶钝化，保证贮藏安全，但同时又能保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而又不致于蒸煮过度，完成杀菌任务是首要问题。2 材料与方法2.1 主要的试剂和仪器原材料：鲜怀铁棍山药 焦作怀草堂生物科技有限公司主要试剂：柠檬酸 天津市德恩化学试剂有限公司抗坏血酸 天津市瑞金特化学品有限公司EDTA(乙-胺四乙酸)-Na盐郑州轻工业学院食工学院实验室实验仪器与材料：SC-80C全自动色差计 北京康光光学仪器有限公司T6新世纪紫外分
18、光光度计 北京普析通用仪器有限公司YX-280A型不锈钢手提式压力蒸汽灭菌锅 合肥华泰医疗设备有限公司DNP-9052A电热恒温培养箱 上海鸿都电子科技有限公司FA1004B电子天平 上海越平科学仪器有限公司DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱 上海鸿都电子科技有限公司ZQB420真空充气包装机上海人民仪表厂不锈钢刀，保鲜膜，真空封口袋，黑色胶带 郑州轻工业学院食工学院实验室 2.2 内容与方法工艺流程17山药验收分选，整理清洗去皮切片护色处理称量装袋真空封口杀菌冷却保温检验成品 调味汁2.2.1 柠檬酸溶液处理用分析天平称取柠檬酸制成0.00，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00
19、不同梯度的柠檬酸溶液。选取山药水洗后切成4左右厚的薄片后，立即放入不同梯度的柠檬酸浸泡液中浸泡15分钟后，将山药取出，用吸水纸将其表面的水分吸干，下一步操作备用。2.2.2 抗坏血酸溶液处理用分析天平称取抗坏血酸制成0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0. 50不同梯度的抗坏血酸溶液。选取山药水洗后切成4左右厚的薄片后，立即放入不同梯度的柠檬酸浸泡液中浸泡15分钟后，将山药取出，用吸水纸将其表面的水分吸干，下一步操作备用。2.2.3 EDTA-Na盐溶液处理用分析天平称取EDTA-Na盐制成0.00，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25不同梯度的EDTA-Na盐溶液。
20、选取山药水洗后切成4左右厚的薄片后，立即放入不同梯度的柠檬酸浸泡液中浸泡15分钟后，将山药取出，用吸水纸将其表面的水分吸干，下一步操作备用。2.2.4 山药表面颜色测定由于山药中含有多酚氧化酶，容易发生酶促褐变。酶促褐变发生在水果蔬菜等新鲜植物中。在山药发生机械性的损伤后（削皮，切开等），便会发生氧化还原反应，造成氧化产物的积累，造成变色。这类变色非常迅速，酶促褐变在山药食品中是一种不希望出现的氧化反应，会影响山药软罐头的品质8。多年来国内很多科研人员对山药的酶促褐变的形成与还原过程进行了多方面的研究，取得了一系列的研究成果，并将许多成果实际应用于山药软罐头的生产过程中，使山药的品质得到了显著
21、提高。山药褐变颜色用全自动色差计测定。色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科，是以光学，光化学，视觉生理，视觉心理等学科为基础的综合性，也是一门以大量实验为基础的实验性科学。光经过物体反射或透射刺激人眼，人眼的感光系统产生了此物体的光亮度和颜色的感觉信息，并将信息传至大脑中枢在大脑中将信息进行处理，于是形成了色知觉，人们就可认出此物品的明暗程度，颜色类别，颜色纯洁的程度。2.2.4.1 山药褐变颜色的形成机理和测定原理酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。山药组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在酚和醌之间保持着动态平衡，当细胞组织破坏以后，氧就大量侵入，造成
22、醌的形成和其还原反应的不平衡，于是发生了醌的积累，醌再进一步氧化聚合，就形成了褐变色素，成为黑色素或类黑精。酚酶的系统名称是邻二酚：氧-氧化还原酶（EC1.10.3.1）,以铜为辅基，必须以氧为受氢体，是一种末端氧化酶8。色差计的测定原理：明度指数差L*= L*-Lt*色品指数差a*= a*-at* b*= b*-bt*其中Lt*=97.06 at*=0.04 bt*=2.01E=(L* )2+(a*)2+( b*)2)1/2其中E 为总体色差，差值越小，说明与标准白板色色越接近，颜色越白。 at*值为+，则颜色偏红， at*值为-，则颜色偏绿。2.2.4.2 山药褐变颜色的测定方法（1）前处
23、理：将经过浸泡液处理过的山药片用PE复合膜包装，放在恒温箱中（25）保藏7天。（2）色差计校准：首先调零，然后调白。然后进行测量。（3）测量：取出保藏7天的山药片贴上一个带有圆孔的黑色胶带（圆孔直径为5左右），然后用色差计测定。（4）记录数据：记录L*，a*，b*值。（5）计算：E2.2.5 褐变度（BD）的测定2.2.5.1 褐变度的形成机理和测定原理 (1)酚、酶的区域分布假说质膜是活细胞与环境之间的界面和屏障，能保证膜内外物质交换有效的进行。在正常发育的植物组织中，由于多酚类物质分布在细胞液泡内，而PP0分布在各种质体或细胞质内，因此即使它们与氧同时存在也不会发生褐变。一旦细胞壁和细胞膜
24、的完整性被破坏，酶与PP0接触，在氧的参与下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变18。(2)自由基伤害假说自由基袭击生物大分子和膜脂，会导致膜脂过氧化加剧，膜系统结构和功能的破坏，膜透性增大，进而导致代谢障碍以及膜系统的破坏和解体。正常情况下，由于机体内存在防御系统，故自由基代谢保持平衡。但在干旱、高盐分、SO2、臭氧、低温或水分亏缺时，由于自由基产生过多，此时活性氧的产生和清除平衡体系被打破，会导致植物细胞受到伤害，从而引起褐变的发生。(3)保护酶系统假说通常情况下，植物组织中有较高的还原势，正常的氧化还原代谢平衡使氧化形成的醌类物质通过还原氧化或
25、转化而未聚合。保护酶系统包括两类物质：一是氧化酶系统，主要有超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)等，它们可以清除自由基、活性氧，以防止其对细胞膜的攻击，防止膜脂过氧化；二是抗氧化酶系统，主要有谷胱甘肽还原酶(GSH)、抗坏血酸(ASA)、维生素E(VE)，类胡萝卜素(Car)、细胞色素f(Cytf)、氢醌和含硒化合物等，它们能清除自由基和活性氧，也可以作为抗氧化剂，对酚类物质的氧化起抑制作用。在逆境下，超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)三者作用失调，导致过氧化氢积累，从而引起褐变的发生19。酶促褐变
26、是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。山药组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在酚和醌之间保持着动态平衡，当细胞组织破坏以后，氧就大量侵入，造成醌的形成和其还原反应的不平衡，于是发生了醌的积累，醌再进一步氧化聚合，就形成了褐变色素，成为黑色素或类黑精等不溶于水的物质，用乙醇浸泡后这些不溶于水的黑色素或类黑精会溶于乙醇中。紫外可见分光计的基本工作原理是利用一定频率的紫外-可见光照射被分析的有机物质，引起分子中价电子的跳跃，它将有选择的被吸收。在紫外-可见光的范围内，对于一个特定的波长，吸收的程度正比于试样中该成分的浓度，因此可以定性和定量分析褐变度。2.2.5.2 褐变度
27、的测定方法分光光度计，每种护色剂处理取5g，加30ml95乙醇提取6h，在420nm下测定吸光值，即为褐变程度。（1）前处理：将山药经过六种不同梯度的浸泡液处理过的5g山药片用PE复合膜包装，放在恒温箱中（25）保藏7天。（2）浸泡：取出保藏7天的山药片分别放入标有序号1-6的小烧杯，每瓶小烧杯30ml乙醇中浸泡提取6h。（3）测定吸光值：分别将6瓶提取液用紫外可见分光光度计在波长420nm下测定吸光值。（4）记录数据：依次记录其吸光值。（5）数据处理：以吸光度来表示BD，吸光度越大，说明褐变度越大。3 结果与讨论3.1 护色剂浓度对山药片BD的影响（单因素）山药在加工过程中会发生酶促褐变，对
28、山药的色泽和质量会造成不良的影响，必须加以控制。酶促褐变的发生需要三个条件，即适当的酚类底物，酚氧化酶和氧气缺一不可。在控制酶促褐变的实践中，除去底物的途径可能性很小，曾经有人设想过使酚类底物改变结构，但迄今为止没有取得使用上的成功。因此，实践中控制酶促褐变的方法主要从酚酶和氧两方面入手，主要途径有：（1）热处理法（2）调节pH（3）二氧化硫及亚硫酸盐处理（4）驱除或隔绝氧气（5）加酚酶底物的类似物（6）底物改性8。3.1.1 柠檬酸溶液对山药BD的影响利用酸的作用控制酶促褐变是广泛使用的方法，最常用的是柠檬酸，一般来说，它的作用是降低pH值以控制酚酶的活力，因为酶的最适pH值在6-7之间，p
29、H值低于3.0时酚酶已无活性。柠檬酸是使用最广泛的食用酸，对酚酶有降低pH值和螯合酚酶的铜辅基的作用，但作为褐变抑制剂来说，单独使用柠檬酸的效果不大，通常与抗坏血酸或亚硫酸联用8。柠檬酸对山药BD的影响00.020.040.060.080.10.120.140.160.180.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%图3.1.1 柠檬酸浓度吸光度柠檬酸溶液既可以降低pH值，抑制多酚氧化酶的活性，酸性溶液中氧气溶解度较小而兼有抗氧化作用柠檬酸中羰基可与多酚氧化酶中的铜离子产生比较强的螯合作用，对山药多酚氧化酶的活性有一定抑制。如图3.1.1可知经过柠檬酸处理过的山药随着柠檬酸浓度
30、的增大，吸光度值越来越小，即BD度程度越来越低，在浓度06时为最低。但当浓度超过06时，变化的幅度明显减少，基本上不变；由于过高浓度的柠檬酸溶液会影响山药的口感。因此，本试验取柠檬酸04、05、和06等3个浓度作为正交试验中的3个浓度水平。3.1.2抗坏血酸溶液对山药BD的影响利用酸的作用控制酶促褐变是广泛使用的方法，抗坏血酸是更加有效的酚酶抑制剂，即使浓度极大也无异味。对金属无腐蚀作用，而且作为一种维生素，其营养价值也是尽人皆知的。也有人认为抗坏血酸能使酚酶失活。抗坏血酸在果汁中的抗褐变作用还可能作为抗坏血酸氧化酶的底物，在酶的催化作用下把溶解在果汁中的氧消耗掉了。据报道，在每千克水果制品中
31、，加入660抗坏血酸，即可有效控制褐变并减少苹果罐头顶隙中的含氧量8。 抗坏血酸对山药的影响00.050.10.150.20.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.50%图3.1.2 抗坏血酸的浓度吸光度从图3.1.2可知经过抗坏血酸处理过的山药吸光度降低，随着抗坏血酸浓度的增大，总体上吸光度值是降低趋势，即BD度程度呈降低趋势，在浓度02和0.4%时吸光度较低，效果较好。但当浓度超过04时，变化的幅度略微上升。由于过高浓度的抗坏血酸溶液会影响山药的口感。因此，本试验取抗坏血酸01、02、和03等3个浓度作为正交试验中的3个浓度水平。3.1.3 EDTA-Na盐溶液对山药BD的影响
32、EDTA-Na盐可与Cu2+、Fe3+、Mn2+等金属离子络合使酶失活而减少产品的褐变。虽然这些物质在一些果蔬保鲜中对抑制褐变起到了较好的效果，但本试验结果表明，在浓度高时，山药的表面会变黄，对抑制山药表面的褐变，效果并不好，这或许与处理浓度或原料有关，需进一步的研究。EDTA-Na盐对山药的影响00.020.040.060.080.10.120.140.160.00%0.05%0.10%0.15%0.20%0.25%图3.1.3 EDTA-Na盐的浓度吸光度如图3.1.3结果所示，在浓度低于0.15%时，控制褐变的效果较好，随着浓度的增大，褐变度降低。但当浓度高于0.15%时，山药表面的颜色
33、为黄色，抑制褐变的效果不好，而且吸光度有上升的趋势。因此本试验取EDTA-Na盐005、010、和015等3个浓度作为正交试验中的3个浓度水平。3.2山药表面测定结果分析3.2.1 柠檬酸溶液对山药表面颜色的影响从图可以3.2.1可知，经过柠檬酸处理后，在室温下放置7天后，山药表面颜色随着柠檬酸浓度的增大，总体色差E越来越小，E越小表明山药表面颜色接近白色。3.2.2抗坏血酸溶液对山药表面颜色的影响从图可以3.2.2可知，经过抗坏血酸处理后，在室温下放置7天后，山药表面颜色随着抗坏血酸浓度的增大，总体色差E总体趋势变小，E越小表明山药表面颜色接近白色。3.2.3 EDTA-Na盐溶液对山药表面
34、颜色的影响从图可以3.2.3可知，经过EDTA-Na盐溶液处理后，在室温下放置7天后，山药表面颜色随着EDTA-Na盐溶液的增大，总体色差E总体趋势变小，E越小表明山药表面颜色接近白色。3.3护色剂组合的筛选（一）按照的试验方案，将山药进行复合处理，对试验的结果分析如下。选择抑制效果较好的护色剂，设计相应的浓度，采用L9（34）进行正交试验，选出山药片褐变的最佳护色剂组合，见下表3-3-1（1） 数据计算表3-3-1 试验方案及结果分析试验号因素水平指标BD柠檬酸（A）抗坏血酸（B）EDTA-Na（C）11（0.4%）1（0.1%）1（0.05%）0.083212（0.2%）2（0.10%）0
35、.077313（0.3）3（0.15%）0.08642（0.5%）130.06152210.07662320.06473（0.6%）120.06283230.05993310.101褐变度K1K2K30.2460.2010.2220.2060.2120.2510.2600.2030.2061230.0820.0670.0740.0690.0710.0840.0870.0680.069优先水平A1B3C1R0.0150.0150.019主次顺序CA和B（二）因素与各种指标的趋势图为了更直观地反映因素对试验指标的影响规律和趋势，以因素水平为横坐标，以试验指标的平均值为纵坐标，绘制因素与指标趋势图，
36、又称关系图，如图3-3-2所示。00.010.020.030.040.050.060.070.080.09吸光值A1 A2 A3B1 B2 B3C1 C2 C3图3-3-2 因素水平(三) 确定最优工艺条件根据上图的值确定各因素的最优水平组合为：A1B3C1 ，即用0.4%的柠檬酸，0.3%的抗坏血酸和0.05%的EDTA-Na盐溶液作为混合护色液效果最佳。3.4杀菌条件的确定3.4.1 杀菌条件的确定原理山药软罐头食品是将山药原料加工处理后，装人真空封口袋中，加入0.2%的柠檬酸溶液，经过真空封口机封口，经过适度的加热杀菌过程，使之成为能长期保存食用方便的山药食品。故要能达到长期保存的目的，
37、其合理的加热杀菌条件就至关重要。食品在高温高压杀菌时，温度越高，细菌致死的时间就越短，但食品本身的蛋白质变性、脂肪氧化、风味损失等现象也将加速进行20。因此在食品加工工艺中要考虑如何有效地杀灭细菌，又要注意尽可能保存食品品质和营养价值，最好还能做到有利于改善食品品质。故要能达到不改变食品风味的目的，其合理的加热杀菌条件就至关重要。3.4.2杀菌条件的确定方法将本试验产品在121、5min的条件下进行反压灭菌，该法灭菌彻底， 但灭菌后山药软烂， 不利于长期储存、运输， 其色泽、组织状态均受到很大影响； 紫外灭菌时若照射过度， 会使得包装材料内发生异味、变色、热封性改变等， 且达不到灭菌效果； 选
38、择在110时高温高压杀菌方式， 既能达到杀菌效果， 同时又不影响产品品质。杀菌条件对产品有两方面的影响:第一,对产品口感的影响.第二,对产品保质期的影响,由于该产品属于高酸性食品。所以拟采取的杀菌温度为110,为此进行了不同杀菌条件的探讨,结果如下表表不同杀菌时间对产品的影响次序杀菌时间(min)口感评定保温试验（427d）1510.0稍微有气体289.5稍微有气体3109.0稍微有气体4128.5无气体产生5158.0无气体产生6207.0无气体产生从表中可知，杀菌时间越长，其保藏性越好，但口感较差，失去了本身的脆度尤其是鲜味减弱，综合考虑，110下杀菌12min。4 结论 （1）柠檬酸溶液
39、既可以降低pH值，抑制多酚氧化酶的活性，酸性溶液中氧气溶解度较小而兼有抗氧化作用柠檬酸中羰基可与多酚氧化酶中的铜离子产生比较强的螯合作用，对山药多酚氧化酶的活性有一定抑制。经过柠檬酸处理过的山药随着柠檬酸浓度的增大，吸光度值越来越小，即BD度程度越来越低，在浓度06时为最低。但当浓度超过06时，变化的幅度明显减少，基本上不变；由于过高浓度的柠檬酸溶液会影响山药的口感。另外，柠檬酸还能使抗坏血酸增效，对延长山药软罐头的保质期起促进作用。（2）抗坏血酸处理过的山药吸光度降低，随着抗坏血酸浓度的增大，总体上吸光度值是降低趋势，即BD度程度呈降低趋势，在浓度02和0.4%时吸光度较低，效果较好。但当浓
40、度超过04时，变化的幅度略微上升。过高浓度的抗坏血酸溶液会影响山药的口感。（3）EDTA-Na盐可与Cu2+、Fe3+、Mn2+等金属离子络合使酶失活而减少产品的褐变。虽然这些物质在一些果蔬保鲜中对抑制褐变起到了较好的效果，EDTA-Na盐溶液作为护色剂时，在浓度低于0.15%时，控制褐变的效果较好，随着浓度的增大，褐变度降低。但当浓度高于0.15%时，山药表面的颜色为黄色，抑制褐变的效果不好，而且吸光度有上升的趋势。因此，EDTA-Na盐溶液浓度不宜过高。（4）随着护色剂溶液浓度的增大，总体色差越来越小，总体色差越小说明颜色越接近白色。护色液在一定的浓度范围内，浓度越大，效果越好。（5）用0.4%的柠檬酸，0.3%的抗坏血酸和0.05%的EDTA-Na盐溶液作为混合护色液效果最佳。（6）最佳杀菌工艺：110下杀菌12min，既保证了山药软罐头的长时间保藏，又不影响山药的品质。致 谢本课题是在导师纵伟教授的悉心指导下完成的。从论文选题、资料收集、试验设计到试验实施阶段都倾注了纵伟导师无数的心血，导师渊博的学识和严谨的态度使我在以后的人生道路上终身受益，在此向恩师半年来对我的无微不至的关怀和无私的教诲表示最诚挚的感谢。论文的完成同样也离不开食品学院各位老师
