保質(zhì)期內(nèi)蓮藕色度值統(tǒng)計(jì)分析

范傳會(huì)，陳學(xué)玲，何建軍

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064）

蓮藕具有特殊的口感和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是一種在世界范圍內(nèi)都廣受歡迎的水生根莖類(lèi)蔬菜[1-2]。蓮藕中富含鉀、鐵、銅、硫胺素、核黃素、吡哆醇、VC、多酚和膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)元素，具有改善血液循環(huán)、促進(jìn)消化吸收、維持心臟健康、保持精神清醒、提高免疫功能以及減少焦慮、頭痛和血壓等功效[3-4]。蓮藕具有黏膜保護(hù)作用，可用于治療由甾體三萜類(lèi)化合物引起的消化不良、痔瘡以及抗糖尿病和抗炎特性[5-6]。另外，蓮藕還具有抗肥胖、保肝、解熱、抗氧化、抗菌、抗真菌、止瀉、利尿和鎮(zhèn)靜等作用[6-8]。

新鮮蓮藕容易發(fā)生褐變。褐變后的蓮藕表面呈灰黑狀，褐變程度不同，蓮藕表面的色度不同。除褐變外，市場(chǎng)上還存在很多經(jīng)漂白劑漂白的蓮藕。褐變蓮藕和漂白蓮藕都會(huì)影響蓮藕的商品價(jià)值。目前已有關(guān)于抑制蓮藕褐變的研究報(bào)道，如Du 等[1]用100 mg/L的二氧化氯浸泡鮮切蓮藕片15 min 可顯著抑制鮮切蓮藕片褐變的發(fā)生。Xing 等[2]對(duì)比了殼聚糖涂膜、氣調(diào)保鮮和二者結(jié)合的三種方式對(duì)鮮切蓮藕片保鮮效果的影響，結(jié)果表明1.2%殼聚糖涂膜后結(jié)合氣調(diào)保鮮的方式對(duì)鮮切蓮藕片的保鮮效果最佳。Son 等[9]研究結(jié)果表明，用1%抗壞血酸、0.5%洋甘菊提取物結(jié)合100%CO2的處理方式可顯著提升鮮切蓮藕片的貨架期。Sun 等[10]研究了H2S 氣體對(duì)鮮切蓮藕片的保鮮效果，結(jié)果表明15 μL/L 的H2S 可顯著抑制鮮切蓮藕片的褐變，減少超氧陰離子和過(guò)氧化氫量的生成，降低多酚氧化酶（PPO）和過(guò)氧化物酶（POD）活性，提升鮮切蓮藕片的抗氧化能。上述研究都是以蓮藕片為原料，研究蓮藕褐變的問(wèn)題。以新鮮蓮藕為原料，研究蓮藕褐變問(wèn)題也有報(bào)道，如有研究發(fā)現(xiàn)用檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉、D-異抗壞血酸鈉、脫氫乙酸鈉和亞硫酸鈉配制的混合保鮮劑，可顯著抑制整節(jié)新鮮蓮藕的褐變[11]。現(xiàn)有技術(shù)可以較好地解決蓮藕褐變問(wèn)題，但蓮藕表面存在很多黑色斑點(diǎn)，該黑色斑點(diǎn)會(huì)對(duì)判定蓮藕是否發(fā)生褐變帶來(lái)影響。此外除褐變外，漂白蓮藕也是影響蓮藕品質(zhì)的一個(gè)因素，漂白蓮藕是市場(chǎng)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前快速判定蓮藕是否發(fā)生褐變及是否經(jīng)過(guò)漂白，一直是一個(gè)技術(shù)難題。本文通過(guò)符合食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)的保鮮劑對(duì)蓮藕進(jìn)行保鮮處理，用色度計(jì)大量采集蓮藕外觀色度值，通過(guò)分析褐變蓮藕和無(wú)褐變、無(wú)漂白蓮藕的色度值，確定無(wú)褐變、無(wú)漂白蓮藕的色度值正常范圍，以期為判定蓮藕是否發(fā)生褐變和是否經(jīng)過(guò)漂白處理提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

試驗(yàn)所用蓮藕采購(gòu)于湖北省武漢市江夏區(qū)金水良祺有限公司產(chǎn)地，蓮藕品種為“鄂蓮5 號(hào)”。蓮藕采摘日期為2018 年11 月20 日。采摘后的蓮藕用清水清洗干凈后，剔除殘次品，選擇表面無(wú)傷痕、無(wú)腐敗、3到5 節(jié)連在一起的蓮藕作為試驗(yàn)材料。其他分析試劑均采購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

JA2003A 型電子天平，上海精天電子儀器有限公司；CS580B 型色差計(jì)，杭州彩譜科技有限公司；EOS 80D 照相機(jī)，佳能（中國(guó)）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 保鮮劑的配制

稱取一定質(zhì)量的檸檬酸、乙二胺四乙酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、脫氫乙酸鈉、亞硫酸鈉溶解在蒸餾水中配制成含有0.02%檸檬酸、0.05%乙二胺四乙酸二鈉、0.02%D-異抗壞血酸鈉、0.01%脫氫乙酸鈉、0.02%亞硫酸鈉的混合溶液，備用。

1.2.2 蓮藕浸泡處理及貯藏

蓮藕浸泡分為試驗(yàn)組（EX）和對(duì)照組（CK）。在EX組中，將配制的保鮮劑25 L 加入60 cm×40 cm×50 cm的長(zhǎng)方形容器內(nèi)。加入10 kg 蓮藕，浸泡5 min。將浸泡后的蓮藕控干水分，裝入60 cm×40 cm 厚度為0.05 mm 的PE 袋中，在PE 袋的底層墊入用保鮮劑浸泡過(guò)的楊樹(shù)木屑，蓮藕裝入PE 袋時(shí)，分3 層，每層蓮藕之間加入少量木屑防止蓮藕在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生碰撞傷口。將包裝在PE 袋內(nèi)的蓮藕放入80 cm×35 m×20 cm 的包裝箱內(nèi)，4 ℃下貯藏，分別貯藏0、8、16、24、

32、40 d 后取樣分析。CK 組的蓮藕用清水代替保鮮劑浸泡5 min，其他處理方式與EX 組相同。

1.2.3 蓮藕色度值測(cè)定

將浸泡后的整節(jié)蓮藕濾干水分，放入20 cm×10 cm×10 cm 的白色盒子內(nèi)，用色差計(jì)測(cè)定蓮藕表面不同點(diǎn)的色度值。每節(jié)蓮藕的色度值采集不少于10點(diǎn)，每組蓮藕色度值采集不少于300 點(diǎn)。

1.2.4 拍攝蓮藕圖片

將EX 和CK 蓮藕橫放在50 cm×25 cm 黑色背景的平板上，日光燈下用照相機(jī)拍照。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

將所有采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)剔除異常值后，采用Excel 2013 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 蓮藕色度值分布范圍隨貯藏時(shí)間的變化

由圖1 可知，與CK 組相比，EX 組蓮藕初始L*、a*和b*的最小值增大，最大值無(wú)明顯變化，說(shuō)明混合保鮮劑處理后增大了蓮藕色度的最小值。由范傳會(huì)等[11]研究可知，混合保鮮劑處理減少了蓮藕表面褐變斑點(diǎn)，進(jìn)而增大蓮藕外皮中初始色度的最小值。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，CK 組中色度值L*和b*的最小值向著偏小的方向移動(dòng)，L*和b*的范圍都在變大。在40 d的貯藏時(shí)間內(nèi)，EX 組中色度值L*的最大值和最小值雖然略有少許變化，但L*的最小值無(wú)顯著降低的現(xiàn)象，可認(rèn)為EX 組蓮藕色度值L*無(wú)明顯變化。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，EX 組蓮藕色度值b*的范圍呈先減小后增大再減小的趨勢(shì)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)EX 組蓮藕色度值b*的最大值呈現(xiàn)“減—增—減”趨勢(shì)，b*的最小值呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。L*代表蓮藕的白度，b*值代表蓮藕的黃藍(lán)值，CK 組和EX 組蓮藕的色度值L*和b*的不同變化趨勢(shì)，說(shuō)明褐變顯著影響了蓮藕的白度L*和黃藍(lán)值b*。由范傳會(huì)等[11]研究可知，EX 組蓮藕的最佳保質(zhì)期為32 d，對(duì)比圖1 中32 d CK 組和EX 組蓮藕的L*值，EX 組貯藏32 d 的蓮藕的L*值與貯藏40 d 的蓮藕的L*差異不顯著，說(shuō)明蓮藕L*不能區(qū)分最佳保質(zhì)期（32 d）內(nèi)和最佳保質(zhì)期外的蓮藕的白度，因此還需要其他指標(biāo)加以佐證蓮藕外觀色度的變化。由圖1 可知，CK 組中隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，b*的最大值和最小值均為減少的趨勢(shì)，而EX 組b*的最大值為“減—增—減”的趨勢(shì)，最小值為先減少后增大的趨勢(shì)，但貯藏40 d 時(shí)EX 組蓮藕色度b*的最小值小于初始值。因此b*不能作為區(qū)分最佳保質(zhì)期內(nèi)和最佳保質(zhì)期外蓮藕色度值的指標(biāo)。

圖1 蓮藕色度值的分布范圍隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.1 Change tendency of the distribution range of lotus root chromaticity value with storage time

圖1 中CK 組和EX 組色度值a*的最大值和最小值都向著增大的方向移動(dòng)，由a*值的變化可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，CK 組和EX 組a*的最大值和最小值都為增加趨勢(shì)，但在最佳保質(zhì)期32 d 內(nèi)，EX 組蓮藕的色度a*的最大值增幅遠(yuǎn)小于CK 組蓮藕的色度a*的最大值增幅；當(dāng)貯藏期超過(guò)最佳保質(zhì)期時(shí)，EX組蓮藕色度a*的最大值明顯增大，接近CK 組中的a*最大值。EX 組a*值的變化趨勢(shì)說(shuō)明可用a*值佐證蓮藕的正常色度值。

參考范傳會(huì)等[11]研究中蓮藕圖片的褐變位置可知，蓮藕褐變的主要位置發(fā)生在蓮藕表面的白色部位且呈片狀分布，結(jié)合本研究蓮藕色度值的變化結(jié)果綜合分析可得，最佳保質(zhì)期范圍（32 d）內(nèi)無(wú)明顯褐變蓮藕的色度值的正常范圍L*值：17.85～29.67，a*值：0.62～2.82，b*值：5.53～11.76。

2.2 蓮藕色度值頻率隨貯藏時(shí)間的變化情況

將測(cè)定的蓮藕色度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為了便于作圖，將色度值進(jìn)行適度連續(xù)分段，并將出現(xiàn)在該區(qū)間段的色度值出現(xiàn)次數(shù)記在區(qū)間段的末尾值上，分析色度值在不同數(shù)值區(qū)間出現(xiàn)的次數(shù)與總測(cè)定次數(shù)的百分比，記為色度值的頻率。圖2、圖3 和圖4 是CK 組蓮藕的色度值頻率隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)圖。圖5、圖6 和圖7 是EX 組蓮藕的色度值隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)圖。

圖2 CK 組蓮藕色度值a*的頻率隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.2 Change tendency of the frequency of lotus root chromaticity value a*in CK group with storage time

圖3 CK 組蓮藕色度值b*的頻率隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.3 Change tendency of the frequency of lotus root chromaticity value b*in CK group with storage time

圖4 CK 組蓮藕色度值L*頻率隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.4 Change tendency of the frequency of lotus root chromaticity value L*in CK group with storage time

圖5 EX 組蓮藕色度值a*頻率隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.5 Change tendency of the frequency of lotus root chromaticity value a*in EX group with storage time

圖6 EX 組蓮藕色度值b*頻率隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.6 Change tendency of the frequency of lotus root chromaticity value b*in EX group with storage time

圖7 EX 組蓮藕色度值L*的頻率隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.7 Change tendency of the frequency of lotus root chromaticity value L*in EX group with storage time

由圖2～4 可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，CK 組中蓮藕的色度值頻率發(fā)生明顯變化。與CK-0 d 組蓮藕色度值頻率相比，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，色度值a*的頻率分布向右方移動(dòng)，且“頻率分布峰”的寬度變寬。a*值頻率“峰型”的轉(zhuǎn)變，說(shuō)明高a*值的頻率出現(xiàn)次數(shù)增多。a*值代表紅綠值，高a*值頻率的增多，說(shuō)明蓮藕表面有緩慢變紅的趨勢(shì)。色度值b*的頻率分布向著左方移動(dòng)，且“頻率分布峰”的寬度也增加。b*值頻率“峰型”的轉(zhuǎn)變，說(shuō)明低b*值的頻率出現(xiàn)次數(shù)增多。b*值代表黃藍(lán)值，低b*值頻率的增多，說(shuō)明蓮藕表面的淡黃色減退。色度L*值的頻率“峰型”向左方向移動(dòng)，L*值頻率“峰型”的移動(dòng)，說(shuō)明低L*值的頻率出現(xiàn)次數(shù)增多。L*值代表白度，低L*值頻率的增多，說(shuō)明蓮藕褐變的部位增多。

由圖5～7 可知，EX 組蓮藕的色度值a*頻率的范圍呈緩慢右移的趨勢(shì)，但無(wú)明顯“偏平”峰型的出現(xiàn)，說(shuō)明在整個(gè)貯藏期內(nèi)蓮藕的色度值a*雖然在某些細(xì)小范圍內(nèi)頻率略有改變，但整體無(wú)明顯“向大”或“向小”移動(dòng)現(xiàn)象。色度b*和L*值頻率向左移動(dòng)的趨勢(shì)減緩且“頻率分布峰”無(wú)明顯“變寬”的趨勢(shì)。對(duì)比CK組和EX 組可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，CK 組蓮藕不僅色度值范圍發(fā)生改變，色度值出現(xiàn)的頻率也發(fā)生明顯改變，因此，蓮藕色度值的頻率圖可以作為判定蓮藕是否褐變的依據(jù)。與未發(fā)生褐變的蓮藕色度值的頻率圖對(duì)比可知，發(fā)生褐變蓮藕色度值的頻率分布峰的寬度增大，“峰型”有變“平坦”的趨勢(shì)。

對(duì)以上蓮藕色度值頻率擬合圖進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到蓮藕色度值頻率方程：

式中：Y 為色度值的頻率，X 為色度值L*、a*、b*的值。

方程系數(shù)及決定系數(shù)R2值見(jiàn)表1。由表1 可知CK 組蓮藕發(fā)生褐變后，擬合得到的方程系數(shù)和決定系數(shù)都會(huì)發(fā)生改變。通過(guò)對(duì)表1 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并參考范傳會(huì)等[11]研究中蓮藕的外觀，發(fā)現(xiàn)在最佳保質(zhì)期內(nèi)未褐變蓮藕（CK-0 d 組和EX 組的蓮藕）的色度值L*、a*和b*的頻率方程決定系數(shù)都大于0.85，并且色度值頻率擬合方程中方程系數(shù)滿足表2 所述關(guān)系。因此當(dāng)蓮藕色度值頻率方程滿足表2 中數(shù)據(jù)關(guān)系，且蓮藕的色度范圍在正常蓮藕的色度范圍內(nèi)時(shí)，可認(rèn)為該蓮藕無(wú)顯著褐變。

表1 CK 組和EX 組蓮藕色度值頻率擬合方程R2 值及方程系數(shù)值Table 1 The frequency fitting equation determination coefficient and equation coefficents of lotus root chromaticity in CK group and EX group

續(xù)表1 CK 組和EX 組蓮藕色度值頻率擬合方程R2 值及方程系數(shù)值Continue table 1 The frequency fitting equation determination coefficient and equation coefficents of lotus root chromaticity in CK group and EX group

表2 正常蓮藕色度值頻率擬合方程R2 值及方程系數(shù)值Table 2 The frequency equationcorrelation determination and equation coefficents of nomal lotus root chromaticity

2.3 漂白蓮藕驗(yàn)證試驗(yàn)

圖8 是分別用2.5%亞硫酸氫鈉，1.5%過(guò)氧化氫和1.5%次氯酸鈉浸泡處理后的蓮藕外觀圖片。上述3 種化學(xué)試劑都是常用的漂白劑，但在食品行業(yè)中屬于非法或者限量使用的化學(xué)試劑。用上述3 種試劑浸泡的蓮藕屬于漂白蓮藕。范傳會(huì)等[11]研究中的EX組蓮藕是用本文中所報(bào)道的保鮮劑浸泡后未發(fā)生褐變的蓮藕，將圖8 與范傳會(huì)等[11]研究中的新鮮蓮藕對(duì)比可知，圖8 中蓮藕色度略微偏白，但蓮藕白度差異肉眼辨識(shí)度低，誤差較大。用色度計(jì)測(cè)定圖8 中蓮藕的色度值得到表3 中蓮藕色度值分布范圍。將表3 中的蓮藕色度范圍與上述分析得到的正常蓮藕色度值對(duì)比可知，用漂白劑浸泡后的蓮藕的色度值L*范圍明顯增大，a*范圍明顯變小，b*范圍向著略微增大的方向移動(dòng)。對(duì)上述3 種漂白蓮藕的色度值出現(xiàn)的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到色度值頻率方程，方程系數(shù)和方程相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表4。對(duì)比表2 中的數(shù)據(jù)可知，漂白蓮藕色度值頻率方程的方程系數(shù)和相關(guān)系數(shù)均不符合表2 中的要求。驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果表明，蓮藕的色度值分布范圍和色度值頻率方程可用于判定蓮藕是否發(fā)生褐變和漂白。經(jīng)過(guò)漂白處理后的蓮藕色度值范圍和色度值頻率方程均不符合正常蓮藕的色度值范圍和色度值頻率方程。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)中蓮藕色度值頻率擬合方程系數(shù)及R2 值Table 4 The frequency equation determination coefficient and equation coefficents of lotus root chromaticity in verification tests

圖8 不同化學(xué)漂白劑處理的蓮藕外觀圖Fig.8 Images of lotus root treated with different chemical bleaching agents

表3 驗(yàn)證試驗(yàn)中蓮藕色度值分布范圍Table 3 The distribution range of lotus root chromaticity in verification tests

3 結(jié)論

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，EX 組蓮藕的色度值與CK組蓮藕的色度值不同，用自配保鮮劑浸泡蓮藕后，EX組中初始L*、a*和b*的最小值增大，最大值無(wú)顯著變化，說(shuō)明保鮮劑處理后增大了蓮藕色度的最小值，且無(wú)漂白作用。綜合分析可知，最佳保質(zhì)期范圍內(nèi)，無(wú)褐變蓮藕的正常色度值范圍為L(zhǎng)*值17.85～29.67，a*值0.62～2.82，b*值5.53～11.76。

對(duì)蓮藕色度值頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，EX 組和CK 組的蓮藕色度值出現(xiàn)的頻率存在明顯差異。可用蓮藕色度值頻率方程中未知項(xiàng)色度值的系數(shù)和方程的決定系數(shù)進(jìn)一步限定無(wú)褐變和無(wú)漂白蓮藕的色度值和色度值出現(xiàn)頻率。

驗(yàn)證試驗(yàn)表明，經(jīng)漂白處理的蓮藕的色度值不在蓮藕的正常色度值范圍內(nèi)，且漂白蓮藕的色度值頻率方程也不滿足正常蓮藕色度值頻率方程的未知項(xiàng)系數(shù)和方程的決定系數(shù)。所以可用蓮藕的色度值判定蓮藕是否褐變和是否經(jīng)過(guò)漂白處理。