热烫对希森6号马铃薯鲜切薯条色泽和质构的影响

胡柏耿 孙莎莎 姜启兴 唐小航 陈婉雯

摘要 [目的]研究熱烫灭酶处理对薯条色泽及质构的影响。[方法]测定不同热烫条件下薯条的中心温度、多酚氧化酶（PPO）活性，以确定灭酶条件;测定不同热烫条件下薯条的褐变度、色差及全质构指标，以确定热烫对薯条色泽及质构的影响。[结果]在85 ℃热烫120 s、在90和95 ℃热烫90 s可灭活多酚氧化酶。热烫初期，褐变度增大，此后随着热烫时间的延长而快速下降。在不同温度下热烫薯条的L*值和b*值均先降低后升高，最后趋于稳定，在30 s时达到最低点，L*值从70降至50再升至70左右，b*值从33降至15再升至30左右;a*值先从3升至6再降至-3左右后趋于稳定，在30 s时达到最高点;在85、90、95 ℃下热烫温度下薯条色泽趋于稳定的时间分别为120、90和90 s。加热会使薯条的硬度和咀嚼性下降，黏着性上升，在85、90、95℃下热烫至达到灭酶条件后薯条的硬度分别为对照组的57.69%、55.65%和55.80%，咀嚼性分别为对照组的48.16%、56.97%和56.26%，此后保持稳定。[结论]热烫对鲜切薯条的灭酶效果良好，热烫后薯条的褐变度较小，灭酶后薯条的色泽接近于鲜切薯条，灭酶后再延长热烫时间对薯条色泽和质构的影响不显著，可根据工艺需要适当延长热烫时间。

关键词 鲜切薯条;热烫;多酚氧化酶;色泽;质构

中图分类号 TS215文献标识码 A文章编号 0517-6611（2021）02-0175-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.02.047

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Effects of Blanching on Color and Texture of Fresh Cut Potato Chips ofXisen 6

HU Baigeng1，2， SUN Shasha1，2， JIANG Qixing3，4 et al

（1. Laoling Xisen Potato Industry Group Co.，Ltd.， Laoling， Shandong 253600;2. National Engineering Research Center for Potato， Laoling， Shandong 253600; 3. School of Food Science and Technology， Jiangnan University， Wuxi， Jiangsu 214122;4.Jiangsu Collaborative Innovation Center for Food Safety and Quality Control，Wuxi，Jiangsu 214122）

Abstract [Objective] To study the effects of blanching and enzyme treatment on the color and texture of potato chips. [Method] The centeral temperature and polyphenol oxidase activity of potato chips were measured under different blanching conditions to determine the enzyme killing conditions. The browning degree， color difference and total texture indices of potato chips under different blanching conditions were determined to study the effects of blanching on the color and texture of potato chips.[Result] PPO could be inactivated by scalding at 85 ℃ for 120 s， 90 and 95 ℃ for 90 s. At the beginning of scalding， the browning degree increased， and then decreased rapidly with the prolongation of scalding time. At different temperatures， L* value and b* value of the hot fries first decreased and then increased， and finally became stable. They reached the lowest point at 30 s， L* value firstly decreased from 70 to 50 and then increased to about 70， and b* value decreased from 33 to 15 and then increased to about 30.a* value firstly increased from 3 to 6 and then decreased to about -3 and then became stable， it reached the highest point at 30 s. At 85， 90 and 95 ℃， the time of color stabilization was 120， 90 and 90 s respectively. The hardness and chewability of potato chips decreased and the adhesiveness increased when they were heated to 85， 90 and 95 ℃ respectively. The hardness of potato chips was 57.69%， 55.65% and 55.80% of those in the control group， and the chewability was 48.16%， 56.97% and 56.26% of those in the control group， respectively， and then remained stable. [Conclusion] Blanching had a good effect on inactivating enzyme in fresh cut potato chips. The browning degree of the chips after blanching was small. The color of the chips after inactivating enzyme was similar to that of fresh cut potato chips. Prolonging the blanching time after inactivating enzyme had no significant effect on the color and texture of the chips. The blanching time could be appropriately prolonged according to the needs of the technology.

Key words Fresh chips;Blanching;Polyphenol oxidase;Color;Texture

马铃薯属于茄科植物的块茎，是世界上第四大主要作物。我国是世界上最大的马铃薯生产国，拥有最大的马铃薯种植面积和最高的产量[1]。马铃薯具有较高的营养价值，易于消化和吸收，富含多种维生素、膳食纤维和矿物质，受到人们广泛的喜爱[2]。

马铃薯加工过程中切开后，切面易发生酶促褐变，这不仅影响其外观，降低其营养，而且限制了其加工产品的发展[2]。为保证马铃薯在加工贮藏过程中的质量，采用有效的方法抑制多酚氧化酶的活性是十分重要的，抑制多酚氧化酶活性的方法主要有热烫、抗氧化剂、降低含氧量、红外辐射、涂膜等[3-5]。其中，热烫是最有效的灭酶方法，在工业生产中应用广泛，但热烫过度又会影响产品的硬度等质构品质，因此探究热烫对产品色泽和质构的影响具有重要意义。笔者以希森6号马铃薯为研究对象，比较不同热烫条件对鲜切薯条多酚氧化酶活性、色差及质构的影响，以期为马铃薯的进一步深加工提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 原料及试剂

希森6号马铃薯，由乐陵希森马铃薯产业集团有限公司提供。主要试剂有邻苯二酚、二水磷酸二氢钠、十二水磷酸氢二钠、PVPP、Triton X-100、聚乙二醇、聚乙二醇辛基苯基醚和交联聚乙烯吡咯烷酮，均为分析纯，均购自国药集团。

1.2 试验设备与仪器

马铃薯切条机为诸城市高然机械有限公司产品;恒温水浴锅为巩义市予华仪器有限责任公司产品;均质机为德国IKA公司产品;冷冻离心机为德国Sigma公司产品;UV-1800型紫外可见分光光度仪为上海天美科学仪器有限公司产品;UltraScan Pro1166色差仪为上海信联创作电子有限公司产品;TA-XTPlus物性分析仪为英国SMS公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 热烫过程中鲜切薯条中心温度测定。

将马铃薯切成10 mm×10 mm×40 mm的长条，将温度探头插入薯条几何中心，分别置于85、90和95 ℃水浴锅中热烫，分别于0、10、20、30、40、50、60、90、120、150、180、210、240、270和300 s测定中心温度，重复3次。

1.3.2 鲜切薯条热烫处理。

将马铃薯切成10 mm×10 mm×40 mm 的长条，分别置于85、90和95 ℃水浴锅中热烫0、30、60、90、120、150和180 s，取出后立即置于冷水中冷却，沥干备用。沥水后的样品一部分立即进行酶活和质构测定;另一部分于室温下放置5 h，观察薯条颜色的变化，然后测定褐变度（BD）和色差[6]。

1.3.3 马铃薯多酚氧化酶的提取。

称取2 g热烫后的薯条样品，加入10 mL预冷的提取缓冲液（含1 mmol/L PEG、4% PVPP和1% Triton X-100）均质成浆，在4 ℃、10 000 r/min下離心10 min，取上清液。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 多酚氧化酶（PPO）活性的测定。

PPO酶活的测定参考卫学青[6]、毕秀芳等[7]的方法并略有修改。在试管中分别加入4 mL pH 6.0的0.2 mol/L磷酸缓冲液与1.0 mL 50 mmol/L 的邻苯二酚，然后加入500 μL多酚氧化酶提取液，充分振荡，混匀后迅速放入分光光度计中，测定420 nm 处吸光值，每5 s 记录1次，连续记录1 min。单位酶活性定义为每分钟吸光值发生0.1的变化，重复3次。按以下公式计算残余酶活性（单位为%）：

残余酶活=At/A0×100%（1）

式中，At为热烫后样品中酶的活性;A0为未热烫样品中酶的活性。

1.4.2 褐变度（BD）测定。

BD的测定参考卫学青[6]、毕秀芳等[7]的方法并略有修改。分别称取不同温度热烫后放置5 h的薯条2 g，加入28 mL冷却至4 ℃的去离子水，均质30 s后过滤。滤液在420 nm处测定吸光值A1，以未热烫的鲜切薯条作为对照并测定吸光值A0，褐变度计算公式如下：

褐变度（BD）=30×（A1-A0）/2（2）

1.4.3 色差分析。

对热烫后放置5 h的薯条测定色差，以鲜切的薯条作为对照组（control），使用UltraScan Pro1166色差仪测定薯条的L*、a*、b*值。重复10次。

1.4.4 质构剖面分析（TPA）。

质构分析参照卫学青[6]的方法并略有修改。以鲜切的薯条为对照组（control），使用TA-XTPlus物性分析仪进行质构剖面分析。采用25R探头进行测定，测定条件如下：探头下降速率1 mm/s，探头上升速率1 mm/s，压缩比率40%，触发值5 g。重复6次。

1.5 数据处理

组间差异比较使用SPSS 21.0软件进行单因素分析，检测限设定为0.05。为更直观地表达试验结果，试验数据均以图片形式呈现，绘图使用Office 2013软件。

2 结果与分析

2.1 不同热烫温度下薯条的中心温度曲线

不同热烫条件下薯条的中心温度曲线见图1。从图1可以看出，不同温度下薯条中心温度变化曲线的变化趋势类似，在热烫的最初10 s，薯条中心温度缓慢上升，这是因为热量从外往内传递需要一定时间，随着热烫时间的延长，薯条中心温度快速上升，40～50 s后中心温度上升的速度逐渐变慢，最后趋于平缓。

2.2 热烫条件对多酚氧化酶（PPO）活性的影响

不同热烫条件对鲜切薯条PPO活性的影响如图2所示。从图2可以看出，在不同温度下热烫初期多酚氧化酶活性下降较慢，随着热烫时间的增加，PPO活性下降速度逐渐加快并最后降至0。热烫温度越高，PPO活性下降得也越快。85 ℃下热烫120 s，90和95 ℃下热烫90 s后PPO活性基本消失。

2.3 热烫条件对薯条褐变度的影响

不同条件下薯条热烫后放置5 h的褐变情况见图3。从图3（a）、（b）、（c）可以看出，热烫初期薯条放置后均发生了显著褐变，随着热烫时间的延长，褐变度变轻直至不发生褐变。这主要是由于热处理过程PPO酶被激活，60～65 ℃热处理可使细胞发生渗漏（去隔离），使酶和底物混合、接触，从而发生褐变[8]，随着热烫时间的延长，渗漏出来的酶被灭活，也就没有褐变。从图3（d）薯条横切面可以看出，热烫初期褐变主要发生在外围，褐变前沿呈圆环状，随着热烫时间的延长，鲜切薯条褐变逐渐向里推移并变为圆柱状，直至最后消失。

对比图3（a）、（b）、（c）可知，热烫初期相同热烫时间下，温度越高，薯条颜色越浅，表明温度越高，对渗漏出来的酶灭活效果越好。在85 ℃热烫90 s薯条仍有轻微褐变，120 s后不再褐变，在90、95 ℃下热烫90 s后则不再发生褐变。

褐变度（BD）能定量反映褐变程度。不同热烫条件对薯条褐变度的影响如图4所示。从图4可以看出，与对照组相比，随着热烫时间的延长，鲜切薯条褐变度呈先增大后变小的趋势，热烫温度越低，褐变度越大。85、90 ℃下热烫，热烫60 s褐变度最大值，此后快速下降，热烫120 s后则保持不变;95 ℃热烫30 s后褐变度达到最大值，然后开始下降。此结果与图3薯条的褐变情况基本是一致的。热烫后褐变度并不是0，这可能是热烫后淀粉糊化溶出以及色素物质溶出增多所致。

2.4 不同热烫条件对鲜切薯条色差的影响

图5a为不同热烫条件下薯条放置5 h后L*值的变化。从图5a可以看出，与鲜切的薯条（control）相比，未烫的薯条放置5 h后L*值略有下降，而热烫30 s后3个温度下薯条的L*值均呈显著下降趋势，从70降至50附近，随后L*值开始逐渐增大至70左右，此后保持平稳。薯条在90和95 ℃下热烫90 s后达到稳定，并接近对照组水平，在85 ℃下热烫120 s才能达到稳定。

图5b为不同热烫条件下薯条的a*值变化情况。从图5b可以看出，与鲜切的薯条（control）相比，未热烫的薯条放置5 h后a*值变大，而热烫30 s后放置5 h的薯条a*值进一步增大。95和90 ℃热烫的薯条在30 s后a*值开始下降，90 s 后基本稳定，85 ℃下热烫的薯条在60 s后a*值开始下降，热烫120 s后基本稳定在-3左右。

图5c为不同热烫条件下薯条的b*值变化。从图5c可以看出，b*值整体变化趋势与L*值类似。在90和95 ℃下热烫30 s后薯条的b*值达到最低值，在85 ℃热烫60 s后薯条的b*值达到最低值，此后b*值开始上升，最终稳定在30左右。

整体而言，不同温度下热烫的薯条放置5 h后，前期由于褐变，色泽变化显著;在90和95 ℃下热烫90 s后，由于酶全部灭活薯条不会褐变，色泽趋于稳定;在85 ℃下则需要热烫120 s，薯条的色泽才会趋于稳定，这与热烫对酶活的影响结果基本是一致的。

2.5 不同热烫条件对鲜切薯条质构的影响

热烫会导致淀粉糊化，破坏薯条的细胞结构，进而影响薯条的质构[9-11]，在保证薯条色泽稳定的情况下，探索能较好地保持薯条质构的热烫条件具有重要意义的。图6为经不同热烫条件处理后薯条的质构变化。

2.5.1 不同热烫条件对薯条硬度、弹性、凝聚性和咀嚼性的影响。

从图6a可以看出，随着热烫时间的延长，薯条硬度快速下降，此后趋于平缓，在85、90、95 ℃下热烫的薯条达到灭酶条件时（90、90、120 s），其硬度分别为未漂烫薯条的57.69%、55.65%和55.80%，继续延长热烫时间，硬度仅有轻微下降，这与迪珂君等[12]的研究结果类似。

图6b为马铃薯在不同热烫条件下的弹性变化。从图6b可以看出，不同热烫条件处理后薯条的弹性均维持在0.75左右。

由图6c可知，随着热烫时间的延长，薯条的凝聚性有轻微下降的趋势，热烫180 s后凝聚性从0.46下降到0.40左右。

由图6d可知，鲜切薯条咀嚼性的变化趋势与硬度的变化趋势相一致，开始快速下降，随后下降趋势变缓。85、90、95 ℃下热烫的薯条在达到灭酶条件时其咀嚼性分别为未漂烫薯条的48.16%、56.97%和56.26%，继续延长热烫时间，咀嚼性轻微下降，但下降不显著。试验初期鲜切薯条的咀嚼性大幅度降低，可能是热烫使土豆组织细胞内的果胶等物质分解，淀粉糊化膨胀所致[13]。

2.5.2 不同热烫条件对薯条回复性和黏着性的影响。

图6e为热烫处理对薯条回复性的影响。由图6e可知，不同热烫条件下薯条的回复性均维持在0.27左右，没有显著变化。

图6f为热烫处理对薯条黏着性的影响。由图6f可知，热烫会使薯条的黏着性增大，达到灭酶条件时，在85、90、95 ℃下热烫薯条的黏着性较对照组分别增加了16.76、9.5和7.3倍，其黏着性的增加可能与淀粉受热糊化有关。Adhikari等[13-14]研究发现随着热烫温度和时间的延长，薯条淀粉糊化度增大。

图6结合组间差异分析结果可知，在热烫时间相同的情况下，仅存在6组由不同热烫温度所导致的质构组间差异（P<0.05），试验共进行42组，存在差异的组别仅为总组别的1/7，由此可见在热烫时间相同的情况下热烫温度对鲜切薯条质构的影响相对较小。达到酶灭活时间后，适当延长热烫时间也并没有引起硬度、咀嚼度等质构指标的显著变化。

3 結论

热烫可以有效灭活鲜切薯条的多酚氧化酶活性，在85、90、95 ℃下，随着热烫时间的增加，薯条的PPO活性逐渐降低。热烫初期，由于细胞发生渗漏，而酶又没有完全灭活，促进了薯条褐变的发生，当热烫时间分别达到120、90和90 s时可完全使酶失活，抑制褐变发生。随着热烫时间的延长，薯条的L*值和b*值均呈先降低后升高最后趋于稳定的变化趋势，a*值则呈先增高后降低最后趋于稳定的趋势，85、90、95 ℃下色差趋于稳定的时间分别为120、90和90 s，此后3种温度下薯条色泽无显著差异。热烫初期使薯条的硬度、咀嚼性显著下降，黏着性增大，但相同时间下3种温度间质构指标大多未见显著性差异，表明温度对质构的影响较小;达到灭酶时间点后，再延长热烫时间对色泽以及硬度、咀嚼性等质构指标影响不显著，可以根据工艺需要适当延长热烫时间。

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