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东北酸菜保藏过程中褐变影响因素及其动力学模型研究

赵敏  
【摘要】:东北酸菜作为一种常见的乳酸菌发酵蔬菜制品,具有味道鲜美营养丰富等特点,是东北地区餐桌上常见的食物之一。但在其加工或保藏过程中若处理不当常会出现严重的质量问题如褐变、胀袋等,使产品的感官品质变差,影响销售。本研究将对东北酸菜保藏过程中外界环境对褐变的影响进行研究,并建立褐变动力学模型,在此基础上对褐变抑制剂配方进行筛选,旨在减少因褐变给东北酸菜生产带来的损失,提高产品的安全性使人们能够吃到安全健康的东北酸菜,同时能够为提高东北酸菜褐变的控制率、增加东北酸菜的加工能力提供理论基础。研究表明:1、把东北酸菜分别在15℃、25℃、35℃条件下保藏180天后,测定保藏过程中各指标的变化,结果表明:保藏180天后总酚的损失率分别为15.03%、34.15%、58.40%;亮度L*分别由1.75降低至1.42、1.22、0.28,红绿值a*分别由-0.44增加至0.12、0.48、0.78;褐变度分别由0.68增加至1.38、1.99、2.13;微生物菌落总数分别由2.19*103cfu/g增加至9.70*104cfu/g、3.05*105cfu/g、2.60*105cfu/g,始终在安全范围以内;感官评分分别为86分、70分、47分。综上可知温度越高东北酸菜褐变越快,因此要尽量在低温条件下保藏。2、把东北酸菜分别在25℃0勒克斯(lx)、500勒克斯(lx)及1000勒克斯(lx)条件下保藏180,测定保藏过程中各指标的变化,结果表明:总酚的损失率分别为20.83%、43.75%、54.17%;亮度L*分别由1.09降至1.58、1.39、1.16,红绿值a*分别由-0.32增加至0.17、0.53、0.78;褐变度分别从0.57增加至0.93、1.56、1.99;微生物菌落总数分别由2.19*103cfu/g增加至 1.66*105 lg(cfu/g)、1.82*105 cfu/g、1.90*105cfu/g;感官评分分别为69分、60分、52分。综上可知光照能够促进东北酸菜褐变的发生,因此在保藏过程中要注意避光。3、把东北酸菜分别用氧气透过率不同的PET/AL/PE、PA/PE及BOPP/PET/CPP复合包装袋进行包装,25℃保藏180天,测定保藏过程中各指标的变化,结果表明:总酚含量的损失率分别为10.84%、35.05%、48.89%:亮度L*分别由2.11降低至1.90、1.22、1.02,红绿值a*由-0.34增加至0.02、0.38、0.68;褐变度分别由0.67增加至1.02、1.77、2.09;微生物菌落总数分别由 2.24*103cfu/g 增加至 9.00*104cfu/g、2.32*105cfu/g、2.76*105cfu/g;感官评分分别为89分、73分、50分。把东北酸菜分别用厚度为0.08、0.10、0.12mm的PA/PE复合包装袋进行包装,测定25℃保藏180天过程中各指标的变化,结果表明:总酚损失率分别为28.00%、29.65%、32.4%;亮度 L*分别由 2.11 降低至 1.22、1.32、1.35,红绿值 a*分别由-0.34增加至0.38、0.32、0.28;微生物菌落总数分别由2.29*103cfu/g增加到3.29*105cfu/g、2.21*105cfu/g、8.99*104cfu/g;感官评分分别为81分、73分、56分。综上可知包装材料不同会影响东北酸菜保藏过程中的褐变速率,在东北酸菜的实际生产中多选择0.10mm的PA/PE复合包装袋。4、把包装好的东北酸菜分别在持续振动、间歇振动及静止条件下25℃保藏180天,测定保藏过程中各指标的变化,结果表明:总酚损失率分别为45.9%、42.7%、20.4%;亮度L*分别从2.06减少至0.65、1.12、1.34,红绿值a*分别由-0.22增加至0.88、0.64、0.45;褐变度分别由0.86增加至1.89、1.75、1.56;微生物菌落总数分别由2.24*103cfu/g增加至8.36*105cfu/g、6.21*105cfu/g、4.02*105cfu/g;感官评分分别为 58 分、62 分、76 分。综上可知振动会加速东北酸菜的褐变,因此在实际生产过程中要做好减震措施。5、利用回归正交实验得到在东北酸菜的保藏过程中各因素对结果影响的大小分别为:温度光照强度包装材料厚度振动;四个因素对东北酸菜褐变度变化的贡献值为88.9%。6、利用动力学方程对不同温度下保藏过程中东北酸菜的褐变度、色泽及总酚含量进行动力学分析,结果表明:总酚含量的变化符合一级动力学模型,褐变度、亮度L*、红绿值a*在保藏过程中的变化符合零级动力学模型。通过计算得到保藏过程中东北酸菜总酚减少反应的活化能为67.18KJ/mol,褐变度、亮度L*及红绿值a*积累反应的活化能分别为61.52KJ/mol、72.17KJ/mol、65.55 KJ/mol,保藏温度越高褐变反应速率越快,所以能够通过降低温度的方法来减少保藏过程中的褐变。7、通过响应面的Box-Behnken实验设计,以东北酸菜的色泽指标L*作为响应值,选取亚硫酸钠、乙二胺四乙酸二钠、植酸和异抗坏血酸钠的添加量四个因素为自变量,综合单因素实验结果,采用四因素三水平的响应面分析法,得到东北酸菜褐变抑制剂的复合配方为:植酸0.017%、亚硫酸钠0.004%、异抗坏血酸钠0.08%、EDTA-2Na 0.017%,通过实验验证实测值与预测值相差2%,在误差允许范围(5%)之内。


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