莲藕护色保鲜技术研究进展

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　　摘要：该文介绍了莲藕的营养保健价值及其应用现状，阐述了莲藕的褐变机理以及莲藕护色保鲜技术的研究进展，以期为今后更深入的研究提供参考借鉴。
　　关键词：莲藕;保健功能;护色保鲜;研究进展
　　Abstract：This article briefly introduces the health value and the applications of the lotus root.It mainly describes the browning mechanism，the color protection and preservation of lotus root，which will provide the further understanding of current problems and guidance of future research directions.
　　Key words：Lotus roots;Health care function;Color protection and preservation;Research progress
　　莲藕是我国非常受消费者喜爱的水生蔬菜，多产于长江三角洲、珠江三角洲、洞庭湖地带。当前，我国北方和国际市场对莲藕的需求量巨大，但因莲藕贮运过程易发生褐变现象而影响了其出口和销售[1]。而应用护色保鲜技术，能使莲藕在加工贮藏过程中保持外观白净，防止褐变，延长保存时间。本文对莲藕的护色保鲜的研究进展进行了综述，旨在找出适宜的护色保鲜方法，以提高莲藕色泽的稳定性和风味的可口性。
　　1 莲藕的营养保健功能及开发应用价值
　　1.1 营养保健功能 莲藕既是一种蔬菜，也兼具水果的特性，可餐食、可药用，是集营养和保健于一体的一种药食同源食品，因而它可以作为消费者，尤其是体弱多病者的优质补品。莲藕是一种高碳水化合物、低脂肪食物，不仅含有丰富的碳水化合物，蛋白质、多种维生素、矿物质，多酚化合物，而且天冬碱、氨基酸、胡芦巴碱、焦性儿茶酚、新绿原酸等生物碱也是其所特有的。据测定，每100g藕中含水分77.9～89.0g，蛋白质1～2g，VC25～55mg、铁20.8mg、锰0.34mg、锌0.23mg、磷13mg[2]。性寒，有清热凉血的作用;含有黏液蛋白和膳食纤维，有通便止泻、健脾开胃的作用;富含微量元素、蛋白质、维生素以及淀粉，有益血生肌作用：富含单宁酸，可止血散瘀[3]。在中医学中，莲藕有相当的药用价值，生藕性寒，可祛瘀、清热、生津、止呕、止渴;熟藕性温，可益血补心、消食、止泻、且有健脾益气、养血生肌之功效。藕与其他食物药材相结合，可辅助治疗鼻干舌燥，咳中带血，体乏虚力等症，起到解渴消暑，清热化痰、利肺止咳的作用。现如今，随着人们生活节奏的加快以及生活水平的提高，人们对饮食的要求逐渐从温饱型向营养保健型转化。藕作为一种物美价廉、加工方便的果蔬食品，深受大众的喜爱，这促使着人们对藕制品的要求向营养保健型转化。
　　1.2 开发利用价值 藕可加工成各种营养、保健品，形式多种多样，包括速溶藕粉、盐水浸渍藕、藕醋、藕粉果冻、乳酸菌发酵莲藕、速冻藕、脱水藕，水煮藕等产品。种植莲藕可以获得高经济效益，发展藕加工制品的前景十分广阔，研究开发莲藕新产品具有十分重要的意义。
　　2 莲藕的褐变机理
　　2.1 酶促褐变 莲藕发生酶促褐变是指其组织中的酚类化合物因受到氧气的催化而形成醌，醌再聚合成有色物质的过程。其中，鲜切过的莲藕由于切分机械的伤害，和藕中大量组织细胞与氧气的接触，从而使多酚氧化酶的活性增大，且伴随着酚类物质含量的增加，为酶促褐变提供了有利的条件，给予多酚氧化酶充足的底物，使褐变度也迅速加大。作为发生酶促褐变必须具备的条件之一，莲藕中的酚类底物包括茶酸和隐色花色素2类。而在控制酶促褐变的实践中，除去底物的途径可能性极小，从控制酶和氧气2个方面入手，主要途径有以下几个方面：（1）钝化酶的活性（热烫、抑制劑等）;（2）改变酶作用的条件（水分活度、pH值等）;（3）隔绝氧气的接触;（4）使用抗氧化剂（抗坏血酸、二氧化硫等）。
　　2.2 非酶促褐变 非酶促褐变包括美拉德反应，抗坏血酸氧化分解，多元酚氧化缩合反应，五色花色素的变色及金属离子引起的褐变等。高温可促进非酶褐变，比如煮熟的莲藕会变成灰色。金属离子也可促进藕发生变色，主要作用机理是藕中的多酚化合物可与金属离子结合，尤其铁离子与多酚化合物反应生成的单宁铁在空气中氧化，使得二价铁离子被氧化成为三价铁离子，三价铁离子的单宁化合物色泽要明显比二价铁离子与单宁化合物色泽深，进而使藕的色泽变成黑褐色。因此，在藕的生产加工过程中，要尽量避免与铁质工具接触。另外，有研究发现，曲酸作为多酚氧化酶的竞争性抑制剂，不仅对酶促褐变有很好的抑制效果，而且曲酸的还原性具有抑制非酶褐变的效果。
　　3 莲藕的护色保鲜技术研究进展
　　莲藕制品在工业生产制作过程中，褐变是极其容易出现的问题，影响着莲藕产品的感官质量和深层次的加工，甚至可能使藕不能较好的发挥其在工业中的应用价值。而莲藕发生变色主要是由酶促褐变和非酶促褐变导致的，这是由于莲藕中含有丰富的酚类物质、碳水化合物以及蛋白质等营养物质。因此，莲藕的护色保鲜实质上是抑制莲藕褐变的发生。护色保鲜是果蔬采后贮藏中的关键技术环节，根据护色原理不同，一般可将莲藕的护色保鲜分为物理护色保鲜、化学护色保鲜法和生物护色保鲜法3种。
　　3.1 物理护色保鲜 物理保鲜是根据莲藕的性质，利用包装和贮藏等物理手段对莲藕护色，主要方法有低温冷藏法、气调贮藏法、薄膜包装贮藏等。通过这些物理手段，可调节莲藕的生理代谢，并对微生物有抑制作用。物理护色技术只能在一定程度上减慢果蔬褐变速度，减轻果蔬褐变的程度，而不能完全保证果蔬的良好色泽，因此，需要结合化学护色保鲜和生物护色保鲜[10]。 　　3.2 化学护色保鲜 莲藕在加工工序之间，主要是防止酶褐变，为防止变色常采取护色液对莲藕进行护色处理。许多学者研究了护色剂对莲藕的护色作用效果，例如，吴光旭等[11]研究了在EDTA浓度为0.25%、维生素C浓度为0.1%、草酸浓度为0.25%、半胱氨酸濃度为0.7%对，抑制莲藕褐变的效果，结果表明，通过这种未组合的护色剂，使鲜切过的莲藕在整个试验期间内未发生褐变现象，且莲藕色白。胡军[6]研究了护色剂对多酚氧化酶活性影响，结果表明，以二氧化硫和维生素C为主剂的护色剂对多酚氧化酶的还原抑制作用，随其浓度增加而增加，以二氧化硫计，浓度在0.2%时，维生素C在0.1%以内就可抑制多酚氧化酶活性，起到防褐变作用。杨猛等[12]在生产休闲藕片的护色工艺流程中，对亚硫酸氢钠，亚硫酸钠以及柠檬酸和抗坏血酸4种护色剂以不同的添加剂量，不同的组合方式进行了对藕的护色效果的对比研究，结果显示，将4种护色剂叠加使用的效果要远比使用单一护色剂的效果明显，其作用效果比较为：亚硫酸氢钠+维生素C+柠檬酸>亚硫酸氢钠+维生素C>亚硫酸氢钠+柠檬酸>亚硫酸氢钠>维生素C+柠檬酸>维生素C>柠檬酸。虽然化学保鲜技术中的硫试剂的还原作用可破坏酶的氧化系统，组织氧化作用，同时兼有漂白和杀菌等多种作用，但由于亚硫酸盐对人体健康可产生威胁，美国FDA已将其在鲜切产品中禁止使用[8]。
　　3.3 生物护色保鲜 生物保鲜剂是利用生物代谢物及其衍生物开发出的，具有护色、防腐和延缓采后果蔬贮藏期的一类天然食品保鲜剂。壳聚糖就是一类天然食品保鲜剂，有研究表明，壳聚糖具有成膜性，抗菌活性和诱导防御作用，已广泛应用于食品保鲜，尤其是果蔬保鲜[13-15]。李珊等[13]比较研究了烫漂灭酶、浸泡和真空渗透工艺对壳聚糖涂膜藕带的护色效果。其中，选取0.2%维生素C、0.6%植酸、0.2%柠檬酸、1%氯化钙作为保鲜液的成分，再通过真空渗透的方式处理保鲜液，涂膜2%壳聚糖溶液，保鲜膜包裹藕带，这种方法具有最佳的护色效果，且护色时间最为持久。研究中的其他护色工艺，比如直接浸泡保鲜液和烫漂灭酶，都不及真空渗透保鲜液对藕带护色的效果好。而复合保鲜剂的效果更好，李湘利等[16]研究以新鲜莲藕为试材，采用改变大蒜提取液、生姜汁、壳聚糖浓度以及将三者以不同浓度复合的方法来研究保鲜剂对鲜切莲藕护色与保鲜效果的作用。结果表明：以2.0%和4.0%的生姜汁、4.0%和6.0%的大蒜浸提液、2.0%的壳聚糖为配比的保鲜剂可使切分莲藕贮后15d，也能保持藕的表面洁白、无明显的褐变、质地仍然坚硬、且有新鲜莲藕清香，也不会有保鲜剂的异味。研究中还选取生姜汁、大蒜浸提液、壳聚糖、浸泡时间作为实验因子，对藕的保鲜护色效果作综合评价，其影响效果强弱顺序为壳聚糖>生姜汁≥大蒜浸提液>浸泡时间。综合来说，将壳聚糖的成膜性与姜蒜提取物的杀菌性相结合，是最佳的一种护色保鲜措施。
　　柠檬酸亚锡二钠（DSC）是一种新型护色剂，无含硫成分。金定樑等[17]将DSC用于鲜切莲藕预处理阶段，抑制莲藕多酚氧化酶活力及褐变，探讨影响DSC对鲜切莲藕片护色作用可能存在的因素。结果显示：DSC很好的抑制了鲜切藕产品在低温保藏期间所发生的褐变，如在pH3～6条件下，用0.05%～0.2%DSC浸泡液处理15min后，藕的褐变度大大降低。研究同时还将DSC与其他的护色剂进行了比较，其中在0.1%的等量护色剂浓度下，DSC护色效果是明显比柠檬酸、抗坏血酸、异抗坏血酸钠等要更佳。虽然与亚硫酸氢钠效果相当，但鉴于DSC毒性比亚硫酸盐要低，所以DSC可作为护色剂选择的优先选项。
　　4 展望
　　莲藕具有很高的营养保健价值，种植莲藕具有良好的社会效益及经济效益。对于新型莲藕护色保鲜技术的研究，一直是业内的重点研究课题。莲藕的护色保鲜剂，不含硫成分，是一种新型、安全、高效的保鲜技术，将会得到广泛的应用[18-21]。
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