大葉麻竹筍腌制過程中質地變軟原因探究

陳光靜，鄭 炯,2,3，汪莉莎，張 藝，胡國洲，胡 鵬，闞建全,2,3,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.重慶市農產品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400715；3.農業(yè)部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室（重慶），重慶 400715）

大葉麻竹筍腌制過程中質地變軟原因探究

陳光靜1，鄭 炯1,2,3，汪莉莎1，張 藝1，胡國洲1，胡 鵬1，闞建全1,2,3,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.重慶市農產品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400715；3.農業(yè)部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室（重慶），重慶 400715）

以大葉麻竹筍為原料，研究其腌制過程中總酸、水分含量、NaCl含量、乙醇不溶物含量、原果膠含量、纖維素含量和木質素含量與硬度的關系。同時，對樣品腌制過程中的微觀結構進行觀察。結果表明：大葉麻竹筍腌制過程中硬度的變化與總酸含量、NaCl含量、乙醇不溶物含量、原果膠含量和纖維素含量密切相關。同時，大葉麻竹筍腌制過程中組織微觀結構發(fā)生明顯的變化。

大葉麻竹筍；腌制；硬度；變軟

大葉麻竹筍（Dendrocalamus latiflorus）又稱大葉烏竹、大綠竹、甜竹，屬禾本科竹亞科、多年生禾本科植物，廣泛分布于我國亞熱帶和熱帶地區(qū)，其食用部分為初生、嫩肥的芽或鞭，是著名的高產型竹筍，適宜鮮食和加工。大葉麻竹筍的食用方法眾多，腌制大葉麻竹筍因其豐富的營養(yǎng)價值、獨特的風味等特點，深受消費者的喜愛。果蔬腌制過程中，受相關酶、微生物、化學物質等作用，導致腌制果蔬質地變軟，硬度降低，影響了腌制蔬菜的食用價值[1-5]。大葉麻竹筍腌制加工過程中，質地有較大的變化，出現質地變軟等現象。目前，對于果蔬腌制過程中質地變化的原因，有學者提出了如下理論：細胞膨壓、細胞壁組分的降解和果蔬的組織結構都會對腌制果蔬的質地變化產生影響[6-12]。因此，本實驗擬研究大葉麻竹筍腌制過程中水分含量、總酸含量、NaCl含量等基本成分含量的變化，乙醇不溶物、原果膠、纖維素和木質素等細胞壁組分含量的變化，并觀察不同腌制時期大葉麻竹筍的組織微觀結構的變化與硬度變化之間的關系，旨在初步研究大葉竹筍腌制過程中質地變化的原因，為今后大葉麻竹筍的生產加工技術提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料

大葉麻竹筍 采自重慶市北碚區(qū)施家梁鎮(zhèn)大葉麻竹筍種植基地；食鹽 四川馳宇鹽化有限責任公司。

1.2 儀器與設備

TA-XT2i物性測定儀 英國Stable Micro System公司；5810臺式高速離心機 德國Eppendorf公司；PB-10精密pH計 德國Sartorius公司；S-3000N電子掃描顯微鏡 日本日立公司；DHG-9240電熱恒溫鼓風干燥箱、HHS-24電熱恒溫水浴鍋、DHP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱上海齊欣科學儀器有限公司；FSH-Ⅱ高速電動勻漿器江蘇金壇市環(huán)宇科學儀器廠；T6新世紀紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；SYQ-DSX-280A高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療機械廠。

1.3 方法

1.3.1 大葉麻竹筍樣品的前處理方法

挑選新鮮、無霉爛、無病蟲害、無機械損傷、色澤較好，筍齡和大小相對一致的新鮮大葉麻竹筍，將竹筍去殼并清洗干凈，切掉竹筍兩端，取竹筍中部，按實驗要求將竹筍切分為規(guī)格為4 cm×4 cm×0.6 cm的片段。

1.3.2 大葉麻竹筍的腌制方法

新鮮大葉麻竹筍經過切分、漂燙、瀝干后裝壇，添加11%的食鹽水，料水比為1∶1（m/V），在室溫（17～25℃）條件下進行腌制，每隔7d定期測定大葉麻竹筍的各項指標。

1.3.3 腌制大葉麻竹筍總酸的測定

稱取20 g腌制大葉麻竹筍樣品，置于打漿機中打碎，然后以15 000×g離心20 min，收集上層清液，用0.05 mol/L的NaOH標準溶液滴定其上層清液至pH值為7.00±0.05時為滴定終點，重復測定3次，求平均值[13]。

1.3.4 腌制大葉麻竹筍NaCl含量的測定

參照GB/T 12457—2008《食品中氯化鈉的測定》 ，采用間接滴定法測定[14]。

1.3.5 腌制大葉麻竹筍水分含量的測定

參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》，采用直接干燥法測定[15]。

采用咔唑比色法測定[16-17]。

1.3.7 腌制大葉麻竹筍乙醇不溶物的測定[18]

稱取50 g腌制大葉麻竹筍，加入95%乙醇250 mL進行均質處理后，放入60℃的電熱恒溫鼓風干燥箱中反應40 min，過濾，再用85%乙醇100 mL清洗殘留物2次，最后用100 mL乙醚清洗殘留物1次，收集殘留物于40℃的電熱恒溫鼓風干燥箱中干燥至殘留物恒質量，恒質量后的殘留物即為乙醇不溶性物。重復3次實驗，求平均值。

1.3.8 腌制大葉麻竹筍纖維素的測定

采用蒽酮比色法測定[19-20]。

1.3.9 腌制大葉麻竹筍木質素的測定

采用重量法測定[21]。

1.3.10 腌制大葉麻竹筍硬度的測定

中藥的藥用部分有多種，有些中藥的根、莖、葉、花、果實均可入藥，但不同部位所含的有效成分含量不同，其療效、臨床應用也不同。有學者開展了廣藿香不同藥用部位揮發(fā)油物質基礎差異與抗白色念珠菌的相關性研究，結果發(fā)現，全株提取的揮發(fā)油中廣藿香酮的含量最高，其次是地上部分，而葉幾乎不含廣藿香酮；抗白色念珠菌活性大小順序為全株＞地上部分＞葉[24]，說明藥用部位與中藥揮發(fā)油的質量密切相關。因此，規(guī)范每種中藥的藥用部位，不僅可大大減少中藥揮發(fā)油的質量差異，還可提高其藥理活性。

準確地將腌制大葉麻竹筍片切為1 cm×1 cm×0.4 cm的長方體薄片，放置于物性測定儀測試平板上，采用直徑為22 mm的圓柱型平底探頭P/36R對其進行TPA（質構儀質地多面分析方法）測試。參數設置為：測試前速率2 mm/s，測試后速率1 mm/s，測試速率1 mm/s，試樣壓縮形變百分量70%，兩次壓縮中間停頓時間3 s，觸發(fā)值20 g。重復測定12次，結果取平均值。

1.3.11 腌制大葉麻竹筍的掃描電鏡測定

用保險刀從腌制大葉麻竹筍或漂燙鮮樣中切分體積為1 mm3的正方體小塊，將小方塊放入到裝適量4%戊二醛固定液的小瓶中固定24 h，經pH 7.2的磷酸緩沖溶液漂洗后，以梯度乙醇溶液（體積分數分別為50%、70%、80%、95%、100%）脫水，脫水后的樣品用臨界點設備進行干燥。最后將干燥好的樣品置于真空鍍膜機中進行鍍膜處理，并在掃描電鏡下觀察樣品的微觀結構[22-23]。

1.4 數據處理

實驗數據采用SPSS（Version 19.0）和Origin（Version 8.6）軟件進行相關性和線性回歸處理與分析。

2 結果與分析

2.1 大葉麻竹筍腌制過程中硬度的變化

圖1 大葉麻竹筍腌制過程中硬度的變化Fig.1 Change in hardness of bamboo shoots during pickling

由圖1可知，大葉麻竹筍樣品的硬度隨著腌制時間的延長呈明顯下降趨勢，硬度由最初的99.74 N下降到腌制結束時的67.08 N，硬度丟失率為32.74%。大葉麻竹筍在腌制期的前28 d，硬度降低的最多，硬度從99.74 N降到76.91 N。腌制期42 d到腌制結束時間內，硬度呈緩慢下降趨勢，硬度降低的較少，硬度從71.13 N降到67.08 N。

2.2 大葉麻竹筍腌制過程中基本成分與細胞壁物質含量的變化

2.2.1 大葉麻竹筍腌制過程中基本成分含量的變化

圖2 大葉麻竹筍腌制過程中基本化學成分含量的變化Fig.2 Changes in three main chemical parameters of bamboo shoots during pickling

由圖2可知，大葉麻竹筍的總酸含量隨著腌制時間的延長而增加，腌制前21 d，大葉麻竹筍的總酸含量急劇增加，隨后總酸含量增加緩慢，到腌制42～49 d，總酸含量快速增加，到腌制末期基本不變；大葉麻竹筍的水分含量呈現出先降低再稍微增加，最后基本不變的變化規(guī)律；大葉麻竹筍的NaCl含量隨著腌制時間的延長而增加。腌制前28 d，NaCl含量增加較快，含量從零激增至5.42%，到腌制中后期，NaCl含量增加緩慢直至基本不變，從5.42%緩慢增加至7.24%。

2.2.2 大葉麻竹筍腌制過程中細胞壁組分含量的變化

圖3 大葉麻竹筍腌制過程中細胞壁組分含量的變化Fig.3 Changes in cell wall components of bamboo shoots during pickling

由圖3可知，整個腌制期內，大葉麻竹筍的乙醇不溶物含量隨著腌制時間的延長而降低。腌制前28 d，樣品乙醇不溶物降低的最多，乙醇不溶物含量由最初的3.68%降低到3.29%，腌制中后期到腌制結束，樣品乙醇不溶物含量緩慢降低。樣品原果膠含量隨著腌制時間的延長呈不斷下降的趨勢，腌制前21 d，大葉麻竹筍的原果膠含量降低的最多，原果膠含量從6.99 g/100 g降低到5.09 g/100 g；腌制中后期到腌制結束（35 d后），樣品原果膠含量緩慢降低，從4.54 g/100 g緩慢降低到4.11 g/100 g。大葉麻竹筍的纖維素含量隨著腌制時間的延長呈不斷降低的趨勢，由10.42 g/100 g下降到8.42 g/100 g，與漂燙鮮樣比較，腌制后樣品的纖維素含量減少了19.2%；腌制前7 d，樣品纖維素含量基本不變，腌制期7～35 d，樣品纖維素含量在整個腌制期內下降的最多，纖維素含量由10.40 g/100 g下降到8.88 g/100 g。大葉麻竹筍的木質素含量在腌制期內基本不變，含量在36.03%與36.73%之間波動。

2.3 大葉麻竹筍腌制過程中硬度與基本成分含量變化的關系

圖4 大葉麻竹筍硬度與基本化學成分含量的相關性分析Fig.4 Correlation analysis between hardness and three main chemical parametersof bamboo shoots

對大葉麻竹筍的硬度與基本化學成分間的相關性進行分析，由圖4可知，總酸含量、NaCl含量與硬度間呈較好的負相關（R2分別為0.9619、0.9856），而水分含量與硬度間的相關性低（R2為0.5652）。大葉麻竹筍腌制過程中的低pH值環(huán)境主要為乳酸發(fā)酵所產生的乳酸提供，所以乳酸含量的變化在很大程度上決定了pH值的變化情況。高乳酸含量提供低pH值環(huán)境，相關研究表明，果膠在pH 4.3～4.9時水解度最小，當pH＜4.3或＞4.9時水解度增大，果膠酶在pH 2.5～4.5時水解果膠的效率最高[24]；此外，當pH＜4.5時，果膠物質發(fā)生β-消除反應（beta-elimination reactions），引起果膠降解，且pH值越低，此反應的反應速率越快[25]。

腌制前21 d，總酸含量急劇增加，使得pH值快速降低，低pH值條件下，果膠水解度增大、果膠酶水解效率提高和果膠β-消除反應速率加快3個因素的共同作用下，使得與樣品硬度密切相關的原果膠物質含量大幅降低，使得腌制前21 d，樣品硬度快速降低。腌制中期到腌制結束時間內，總酸含量增加緩慢，pH值相對穩(wěn)定，果膠的水解、β-消除反應速率相對穩(wěn)定，與樣品硬度密切相關的原果膠物質含量降低的較少，所以，硬度呈緩慢下降趨勢，且硬度降低的較少。

NaCl主要通過兩種方式影響大葉麻竹筍的硬度[26-27]：1）NaCl滲入到大葉麻竹筍細胞中，產生高滲透壓，細胞脫水，使得其細胞膨壓降低，樣品硬度降低；2）Na+通過置換大葉麻竹筍細胞多糖分子中的Ca2+，破壞細胞結構中多糖分子間的氫鍵，導致多糖分子的分散性增加，樣品硬度降低。腌制前28 d，NaCl含量增加較快，這說明腌制前期（前28 d）NaCl滲入到大葉麻竹筍的速率較中后期快，從而可能在腌制前期產生更高的滲透壓，細胞失水更嚴重，使得其細胞膨壓降低的更多，樣品硬度在腌制前期降低的最多。此外，腌制前期Na+的急劇增加，使得更多連接果膠分子的Ca2+被置換出來，引起更多果膠降解，使得腌制前期樣品硬度降低的最明顯。

2.4 大葉麻竹筍腌制過程中硬度與細胞壁成分含量變化的關系

圖5 大葉麻竹筍硬度與細胞壁組分含量的相關性分析Fig.5 Correlation analysis between hardness and four cell wall components of bamboo shoots

對大葉麻竹筍的硬度與細胞壁組分含量間的相關性進行分析，由圖5可知，乙醇不溶物含量、原果膠含量、纖維素含量和硬度間呈較好的正相關（R2分別為0.9898、0.9745、0.9119），而木質素含量與硬度間的相關性低（R2為0.0610）。腌制果蔬的硬度與乙醇不溶物含量有密切的關系，即乙醇不溶物含量越高，其硬度越大。因為乙醇不溶物為果蔬細胞結構中果膠分子之間的連接物，能夠與鈣、鎂離子結合增加果蔬組織結構的硬度，乙醇不溶物含量的減少將使得果蔬硬度降低，表現出果蔬質地變軟[28]。原果膠是含有甲氧基的多縮半乳糖醛酸縮合物，不溶于水，主要存在于大葉麻竹筍細胞壁的中膠層中，并與纖維素、半纖維素結合，起著黏連細胞和維持組織硬度的作用。當原果膠受到果膠酶作用水解為水溶性果膠，Na+置換而除去原果膠中起交聯作用的Ca2+和Mg2+導致原果膠降解時，原果膠會喪失黏連細胞的作用，使得細胞間的結合力降低，細胞彼此分離，引起大葉麻竹筍組織的硬度下降，組織軟化[29]。纖維素為大葉麻竹筍細胞壁的主要組成部分，是大葉麻竹筍細胞壁的重要骨架物質，其含量影響大葉麻竹筍的硬度[30]。大葉麻竹筍硬度變化與原果膠含量、乙醇不溶物含量和纖維素含量變化的一致性表明：原果膠含量、乙醇不溶物含量和纖維素含量的降低引起了樣品硬度的降低。

2.5 大葉竹筍腌制過程中組織微觀結構的變化

影響果蔬質地的細胞結構由大量的維管束組成，果蔬經腌制后，細胞結構發(fā)生改變，細胞膜、中膠層和細胞壁出現破裂、收縮、塌陷[31]。大葉麻竹筍的薄壁細胞間靠與細胞壁相鄰的中膠層相互黏合在一起，中膠層的主要成分為果膠物質。由圖6可知，大葉麻竹筍腌制過程中，組織微觀結構發(fā)生了明顯的變化。大葉麻竹筍漂燙鮮樣的細胞結構完整，細胞壁平滑，排列緊密，中膠層完整。隨著腌制時間的延長，細胞結構發(fā)生變化。腌制15 d，樣品維管束的中膠層明顯變薄。腌制30 d，樣品維管束的中膠層繼續(xù)變薄，細胞壁出現不規(guī)則褶皺，并出現部分塌陷。腌制45 d，樣品細胞壁部分降解，中膠層解體，細胞壁塌陷嚴重。腌制60 d，樣品細胞壁完全塌陷，細胞壁已嚴重分解，中膠層嚴重解體，細胞結構破壞嚴重，使得樣品腌制后與鮮樣相比，硬度明顯降低。

圖6 大葉麻竹筍腌制過程中維管束組織掃描電鏡圖（×1 5001 500）Fig.6 Scanning electron micrographs of vascular bundle tissue of bamboo shoots during pickling (× 1 500)

3 結 論

大葉麻竹筍腌制過程中總酸含量、NaCl含量與硬度間呈較好的負相關，而水分含量與硬度間的相關性低；乙醇不溶物含量、原果膠含量、纖維素含量和硬度間呈較好的正相關，而木質素含量與硬度間的相關性極低。這說明大葉麻竹筍腌制過程中硬度的降低是由多方面原因引起的，總酸含量的增加、NaCl含量的增加，原果膠的降解、乙醇不溶物含量降低和纖維素含量降低都會使得大葉麻竹筍質地出現變軟，硬度降低。同時，大葉麻竹筍腌制過程中組織微觀結構發(fā)生了明顯的變化。對于可能與質地有關的相關酶酶活性、微生物與質地關系的探討，還需要進一步的深入研究。

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Mechanism of Texture Softening of Bamboo Shoots during Pickling

CHEN Guang-jing1, ZHENG Jiong1,2,3, WANG Li-sha1, ZHANG Yi1, HU Guo-zhou1, HU Peng1, KAN Jian-quan1,2,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage, Chongqing 400715, China; 3. Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

The relationships between the changes in chemical parameters of bamboo shoots (Dendrocalamus latifl orus), including titratable acidity, moisture content, salt concentration, protopectin content, cellulose content, lignin content, and hardness were investigated and compared during the pickling process. Meanwhile, the vascular bundle tissue of bamboo shoots was observed under a scanning electron microscope. It was found that there were highly positive correlations between such chemical parameters as titratable acidity, salt concentration, ethanol insoluble (AIS) content, protopectin content and cellulose content and hardness of bamboo shoots. Besides, the microstructure of vascular bundle tissue of bamboo shoots was obviously altered during pickling.

bamboo shoots (Dendrocalamus latifl orus); pickling; firmness; softening

TS255.53

A

1002-6630(2014)01-0056-06

10.7506/spkx1002-6630-201401011

2013-06-14

國家重大星火計劃項目（2011GA811001）；中央高校基本科研業(yè)務費專項（XDJK2013C131）

陳光靜（1989—），男，碩士研究生，研究方向為食品安全與質量控制。E-mail：chenguangjing2015@126.com

*通信作者：闞建全（1965—），男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養(yǎng)學、食品生物技術、食品安全與質量控制。E-mail：ganjq1965@163.com