紫薯泥产品开发和贮藏期品质研究

高林，刘妍，廖小军，吴继红（中国农业大学食品科学与营养工程学院国家果蔬加工工程技术研究中心农业部果蔬加工重点开放实验室，北京100083）

紫薯泥产品开发和贮藏期品质研究

高林，刘妍，廖小军，吴继红*
（中国农业大学食品科学与营养工程学院国家果蔬加工工程技术研究中心农业部果蔬加工重点开放实验室，北京100083）

以紫薯为原料加工制作成紫薯泥，通过超高压和巴氏杀菌两种方式对产品进行处理，以未杀菌作对照，探究紫薯泥的贮藏期，并对其贮藏期品质进行研究，以期获得能够适宜货架期及质优的预制紫薯泥产品。研究结果表明，在4℃的贮藏下，超高压处理的紫薯泥贮藏期为21 d，巴氏杀菌处理贮藏期为12 d；超高压处理和巴氏杀菌可以有效控制产品的pH值和可滴定酸的变化；超高压处理较于巴氏杀菌和未杀菌处理能较大程度保持产品的色泽、总酚、花色苷和抗氧化活性。

紫薯；超高压杀菌；贮藏期；花色苷；铁还原力

紫薯（Solanum tuberdsm）是旋花科、甘薯属的草本植物，果肉呈艳丽的深紫色，又名黑薯、紫心甘薯、紫心山芋［1］。紫薯含有丰富的膳食纤维、淀粉、维生素等物质，是很好的粮食作物［2］，而较于普通甘薯，其含有较多的花青素、硒、铁、锰、钾、锌、黏性蛋白、赖氨酸、胡萝卜素等多种功能性因子［3］，是具有特定保健功能的新型食品资源。

目前，紫薯产品类型主要有：紫薯色素、紫薯冻干品、紫薯粉、紫薯饮料、紫薯类休闲食品，如紫薯片、紫薯果脯、紫薯枣、油炸紫薯片等［4］。味美色佳的紫薯泥是备受消费者喜爱的紫薯制品，但不论是餐馆还是家庭自制，都是即食即做，不仅食用时制作麻烦、耗费时间，且产品不能做到长期保存，无法实现工业化生产。本文以开发一种适宜货架期的预制紫薯泥为目的，以紫薯为原料加工制作成紫薯泥，以未杀菌为对照，通过超高压和传统巴氏杀菌两种杀菌方式对产品进行处理，微生物指标跟踪产品贮藏期，并对产品的理化、营养指标品质进行评价，开发一种延长货架期的预制紫薯泥产品可以很好的弥补上述不足，既丰富紫薯产品种类，又提高了产品附加值，实现紫薯的综合利用。

1　材料与方法

1.1材料

紫薯品种：济黑1号，山东，购买于北京市清河镇农贸市场；雀巢Nestle鹰唛炼奶炼乳350 g/罐、百吉福棒棒奶酪原味500 g/袋：购买于北京市美廉美超市学清路店；微生物培养基试剂：购买于北京奥博星生物技术有限责任公司；其它试剂购于北京化学试剂公司。

1.2设备

DL-CJ-1F医用型洁净工作台：哈尔滨市东联电子有限公司；DZQ400真空包装机：日上包装机械公司；HunterLab Color Quest XE全能色差仪：美国Hunterlab公司；UV-1800紫外分光光度计：日本岛津公司；PHX智能型生化培养箱：宁波莱福科技有限公司；AY-210电子天平：日本岛津公司；HHP-650超高压设备：包头科发新型高技术食品机械有限责任公司。

1.3方法

1.3.1紫薯泥的加工工艺流程［5］

紫薯挑选、清洗→切片（1 cm左右厚）→水蒸气蒸制（1 h）→去皮→捣泥→复配（3 g炼乳+1.5 g奶酪/100 g紫薯）→搅拌→灌装（高温蒸煮袋真空密封）→未杀菌/杀菌（超高压400 MPa、10 min；巴氏杀菌85℃、30 s）→贮藏（4℃、常温）

1.3.2微生物指标测定

菌落总数检测按照GB 4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》。

1.3.3理化指标测定

1.3.3.1pH的测定

将样品温度平衡到室温，搅拌均匀后，用pH计测定，每个样品重复测3次。

1.3.3.2可滴定酸测定

一定体积的样品用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定至终点pH 8.1。按以下公式计算：

式中：TA为可滴定酸含量，%；V0为样品总体积，mL；V2为消耗的NaOH标准液体积，mL；C为NaOH标准液的摩尔浓度，（0.1 mol/L）；W为样品重量，g；V1为滴定所用的样品体积，mL；K为折算系数（以柠檬酸计，0.070）。

1.3.3.3色差测定

室温下采用全能色差仪检测样品的色差［6］。以标准白板作为标准，在反射模式下选取Hunter LAB表色系统，L*表示亮度指数，a*表示红绿色，b*表示黄蓝色。

1.3.4营养指标测定

1.3.4.1总酚含量的测定

采用Folin-ciocalteu法测定总酚含量，参照Cao等方法［7］并略作修改。

1.3.4.2总花色苷含量的测定

采用pH示差法测定总花色苷的含量，参照Xu等方法［8］并略作修改。

1.3.5抗氧化能力的测定

提取液的制备：取5 g紫薯泥，加入10 mL 80%甲醇，混匀，超声提取15min，离心（12000g，15min），收集上清液，并在沉淀中再次加入10 mL 80%甲醇，重复上述操作。将两次收集的上清液定容到25 mL容量瓶［9］。

FRAP法：参照Benzie等［10］的方法，并略作修改。

2　结果与分析

2.1微生物指标的变化

2.1.1紫薯泥（4℃贮藏）的菌落总数变化

图1是不同灭菌处理的紫薯泥4℃贮藏期内菌落总数的变化。未经杀菌处理的紫薯泥在第4天左右菌落总数超过了10 000 cfu/g，不符合标准GB 7099-2015《食品安全国家标准糕点、面包》，即未杀菌紫薯泥的贮藏期为3 d。400 MPa、10 min超高压灭菌处理的紫薯泥在第21天左右接近10 000 cfu/g，因此，该处理的紫薯泥的贮藏期为21 d。85℃、30 s的巴氏灭菌处理的紫薯泥在第13天左右菌落总数趋于10 000 cfu/g，即巴氏灭菌处理的紫薯泥的贮藏期为12 d。从贮藏时间上来说，杀菌处理有利于紫薯泥的保存，且超高压杀菌的效果优于巴氏杀菌的效果。

图1　4℃贮藏下紫薯泥菌落总数的变化Fig.1　The changes of microbial counts during 4℃storage

2.1.2紫薯泥（25℃贮藏）菌落总数变化

未杀菌、巴氏杀菌、超高压杀菌处理的紫薯泥在常温贮藏下，第3天每个平板上的菌落总数均大于300CFU，为多不可计，不符合GB 7099-2015《食品安全国家标准糕点、面包》中对于菌落总数的要求；同时部分发生胀袋现象，因此，常温贮藏下的紫薯泥的贮藏期小于3d。后续品质探究将不再涉及常温贮藏紫薯泥。

2.2理化指标的变化

2.2.1pH和可滴定酸的变化

贮藏期内超高压杀菌、巴氏杀菌、未杀菌处理的紫薯泥pH和可滴定酸的变化见表1。4℃下超高压杀菌和巴氏杀菌处理的紫薯泥pH在贮藏期内无显著性变化；未杀菌处理的紫薯泥pH下降显著，可能是因为微生物生长消耗糖类，代谢产生酸而造成的［11］。当产品微生物超标后，与贮藏期内pH相比有明显下降，由此可见微生物繁殖加快。可滴定酸的变化趋势与pH的变化具有一致性。

表14℃贮藏下紫薯泥pH值的变化Table 1　The changes of pH value of purple potato mud during 4℃storage

2.2.2色差的变化

颜色是一个重要感官指标，是消费者首先观察到的食品特性，因此减少产品贮藏过程中颜色的损失非常重要。在贮藏过程中颜色的变化受到很多因素的影响如pH、酸度、贮藏温度等。表2显示了不同处理方式的紫薯泥在4℃贮藏条件下色差L*值、a*值、b*值随贮藏时间的变化。第0天，超高压紫薯泥的L*明显高于未杀菌的样品，可能是由于高压导致紫薯泥组织结构和基础物质的变化形成一种凝胶状态，导致色差L*值上升［12］。超高压紫薯泥在贮藏前期（0～6 d）色差L*显著上升，而后显著下降，L*值下降可能是贮藏过程中酶的活性增加所引起的酶促褐变、色素类物质等发生聚合引起的非酶褐变等［13］；巴氏杀菌紫薯在贮藏期L*值变化不显著，可能是热导致了酶类失活，抑制了酶促反应，从而使亮度变化减小［14］。

超高压和巴氏杀菌处理后，紫薯泥的a*值都降低，说明花青素等色素被降解破坏；而在贮藏期间，各处理组的a*值均显著降低，而超高压紫薯泥a*值始终大于巴氏杀菌组，说明超高压在保持紫薯泥颜色方面效果较好。两种杀菌处理都使得紫薯泥的蓝色程度减少，在贮藏期b*值趋于平稳且超高压组蓝色程度始终高于巴氏杀菌组，b*值变化也主要与花青素的等酚类及其衍生物相关，其性质很不稳定，容易受到温度、光照、pH、氧气等因素的影响而发生降解或引起褪色［15］。

表2　4℃贮藏下紫薯泥L*值，a*值，b*值的变化Table 2　L*，a*，b*value variation of purple potato mud during4℃storage

2.3营养指标的变化

2.3.1总酚含量的变化

总酚含量的变化见图2。

图2　4℃贮藏下紫薯泥总酚含量的变化Fig.2　The changes of total phenol content of purple potato mud during 4℃storage

从图2可知，超高压处理后，紫薯泥总酚含量有所增加，可能是超高压引起的细胞破裂，导致酚类的溶出增加［16］；巴氏杀菌处理的紫薯泥酚类损失达26%，主要是热引起的酚类降解。在4℃贮藏期间，超高压处理和巴氏杀菌的总酚基本没有显著性变化，可能是酶类在压力或温度的作用下得以钝化减缓了酚类降解；而未杀菌的紫薯泥总酚急剧降低，导致酚类降解的因素有酶促反应及氧化分解、酚类与蛋白质或花色苷发生缩合反应等［17］。可见，超高压处理可以更好地保持紫薯泥的总酚品质。

2.3.2花色苷含量的变化

图3是紫薯泥在贮藏期内花色苷含量的变化。超高压处理后，紫薯泥的花色苷含量降低不显著，巴氏杀菌处理的紫薯泥花色苷损失达40%左右，主要是由于花色苷的热降解［18］。在贮藏期内，超高压杀菌在第5天左右，花色苷损失明显下降了18%左右，而后趋于平稳；巴氏杀菌紫薯泥的花色苷在贮藏期没有显著性的变化；未杀菌的紫薯泥花色苷下降趋势显著。花色苷的含量影响到紫薯泥的色泽，花色苷和多酚类化合物发生缩合反应，反应产物不稳定会进一步降解成无色或棕色的化合物，从而引起产品颜色的变化，因此花色苷在贮藏期的变化趋势与紫薯泥颜色指标a*值和b*值的变化具有一定的一致性。

2.4抗氧化性的变化

图3　4℃贮藏下紫薯泥花色苷含量的变化Fig.3　The changes of anthocyanin content of purple potato mud during 4℃storage

图4　4℃贮藏下紫薯泥铁离子还原力的变化Fig.4　The changes of ferric reducing antioxidant of purple potato mud during 4℃storage

图4是紫薯泥在贮藏期内铁离子还原能力的变化。超高压杀菌和巴氏杀菌处理的紫薯泥铁还原力与未杀菌处理的紫薯泥没有显著性变化。在贮藏期第5天左右，超高压杀菌、巴氏杀菌、未杀菌处理的紫薯泥铁离子还原能力降低分别为：4%、22%、50%，且随着贮藏期的延长，超高压处理的样品抗氧化活性变化不显著。由于紫薯泥的抗氧化成分主要是花色苷和酚类物质［19］，因此其抗氧化活性的发挥与总酚和花色苷含量的变化具有一定的一致性［20］。由此可见，超高压杀菌处理不仅能够延长产品货架期，还可以有效的保持其抗氧化活性。

3　结论

1）在4℃的贮藏下，超高压杀菌处理（400 MPa、10 min）的紫薯泥贮藏期为21 d，较于未杀菌处理贮藏期4 d和巴氏杀菌（85℃、30 s）处理贮藏期12 d，更大程度的延长了产品贮藏期；在常温（25℃）的贮藏下，3种处理方式的紫薯泥贮藏期均不超过3 d。可见，超高压处理的紫薯泥于4℃贮藏，可以有效延长紫薯泥产品的货架期。

2）贮藏期紫薯泥的理化指标（pH、可滴定酸、色差）测定结果表明，超高压杀菌和巴氏杀菌可以有效控制产品的pH和可滴定酸的变化；超高压处理的产品较于巴氏杀菌和未处理组能够更好地保持产品的色泽。

3）跟踪贮藏期（4℃）紫薯泥总酚和花色苷含量变化结果表明，超高压处理的紫薯泥总酚和花色苷损失不显著（总酚损失12%、花色苷损失22%），巴氏杀菌对总酚和花色苷有较大程度的破坏，未杀菌处理组的总酚和花色苷急剧下降。所以，超高压能够最大程度地保持紫薯泥的营养品质。

4）Fe离子还原力与总酚和花色苷的变化趋势具有一致性，即超高压杀菌处理不仅能够延长产品货架期，还可以有效的保持其抗氧化活性。

［1］杨阳，张鑫，吴祖芳，等.响应曲面法优化紫薯中花色苷类物质的提取及抗氧化活性研究［J］.食品工业科技，2015，36（10）：278-283

［2］冯晓群.紫薯的保健功能及应用前景 ［J］.甘肃科技，2011，27（9）：160-161

［3］ Aguiar Cipriano P，Ekici L，Barnes R C，et al.Pre-heating and polyphenol oxidase inhibition impact on extraction of purple sweet potato anthocyanins［J］.Food chemistry，2015，180：227-234

［4］杨巍，黄洁琼，陈英，等.紫薯的营养价值与产品开发［J］.农产品加工·学刊，2011（8）：41-43

［5］李博，雷激，汤富蓉，等.紫甘薯泥制作工艺的研究［J］.食品科技，2011，36（4）：81-86

［6］Wang Y，Yi J，Yi J，et al.Influence of pressurization rate and mode on inactivation of natural microorganisms in purple sweet potato nectar by high hydrostatic pressure［J］.Food and Bioprocess Technology，2013，6（6）：1570-1579

［7］Cao X，Zhang Y，Zhang F，et al.Effects of high hydrostatic pressure on enzymes，phenolic compounds，anthocyanins，polymeric color and color of strawberry pulps［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2011，91（5）：877-885

［8］Xu Z，Wu J，Zhang Y，et al.Extraction of anthocyanins from red cabbage using high pressure CO2［J］.Bioresource technology，2010，101 （18）：7151-7157

［9］潘少香.超高压加工技术对姜汁杀菌及品质影响［D］.北京：中国农业大学，2013

［10］Benzie I F F，Strain J J.The ferric reducing ability of plasma（FRAP）as a measure of“antioxidant power”：the FRAP assay［J］.Analytical biochemistry，1996，239（1）：70-76

［11］Bull M K，Hayman M M，Stewart C M，et al.Effect of prior growth temperature，type of enrichment medium，and temperature and time of storage on recovery of Listeria monocytogenes following high pressure processing of milk［J］.International journal of food microbiology，2005，101（1）：53-61

［12］Zhou J Q，Zhao G Y，Zhang P Q，et al.Color stability of fresh peach juice prepared by heating at high pressure during storage［J］.Modern Food Science and Technology，2008，24：6-11

［13］马霞，陈建文.苹果汁贮存过程中非酶褐变因素及其控制［J］.山东轻工业学院学报（自然科学版），2001，15（4）：52-55

［14］Wang H，Hu X，Chen F，et al.Kinetic analysis of non-enzymatic browning in carrot juice concentrate during storage［J］.European Food Research and Technology，2006，223（2）：282-289

［15］双长明，陈学平.杨梅果汁花色苷及其色泽稳定性的研究［J］.食品与发酵工业，1991，3（1）：1-7

［16］王永涛.超高压对紫甘薯汁杀菌、安全性及品质影响研究［D］.北京：中国农业大学，2013

［17］Kirca A，Özkan M，Cemerogˇlu B.Effects of temperature，solid content and pH on the stability of black carrot anthocyanins［J］.Food Chemistry，2007，101（1）：212-218

［18］Rein M J，Ollilainen V，Vahermo M，et al.Identification of novel pyranoanthocyanins in berry juices［J］.European Food Research and Technology，2005，220（3/4）：239-244

［19］孙金辉，王微，董楠.紫薯花色苷的研究进展［J］.粮食与饲料工业，2011（11）：38-40

［20］Wang Y，Liu F，Cao X，et al.Comparison of high hydrostatic pressure and high temperature short time processing on quality of purple sweet potato nectar［J］.Innovative Food Science&Emerging Technologies，2012，16：326-334

Development of Purple Sweet Potato Processed Products and Its Qualities on Storage Life

GAO Lin，LIU Yan，LIAO Xiao-jun，WU Ji-hong*
（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agriculture University，National Engineering Research Center for Fruits and Vegetables Processing，Key Laboratory of Ministry of Agriculture Vegetables，Beijing 100083，China）

The objective of this study was to develop a kind of prepared purple potato mud that has a longer shelf life and better quality.Based on the fresh purple sweet potato，with the combination traditional steaming processing technology and high hydrostatic pressure（HHP）or pasteurization，prepared purple potato mud were developed.The effects of HHP and pasteurization on inactivation of natural microorganisms，contents of physical and chemical indicators and the antioxidant activity were investigated.It turned out that during the process of HHP，the storage period of purple potato mud could be extended to 21 days at 4℃，and pasteurization could prolong storage life to 12 days.There were no evident changes on the pH value and the titratable acid content among these treatments during the storage period.The process of HHP performed better in keeping the color，contents of total phenols，anthocyanin and the antioxidant activity on purple potato mud's storage life than pasteurization and unsterilized.

purple sweet potato；high hydrostatic pressure（HHP）；storage life；anthocyanin；Ferric reducing antioxidant power（FRAP）

2015-09-09

北京市科技计划课题（Z131100003113001）；国家支撑计划课题（2014BAD04B04）

高林（1988—），女（汉），博士生，主要从事农产品加工研究。

吴继红，女，教授，博士生导师，主要从事农产品加工与贮藏领域的研究。