前处理方式对预腌萝卜果胶酶活性和脆度的影响

汪 欣，汪立平，，*，吴正钧，艾连中，赵 勇

（1.上海海洋大学上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海201306；2.光明乳业股份有限公司乳业生物技术国家重点实验室，上海600597）

前处理方式对预腌萝卜果胶酶活性和脆度的影响

汪 欣1，汪立平1，2，*，吴正钧2，艾连中2，赵 勇1

（1.上海海洋大学上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海201306；2.光明乳业股份有限公司乳业生物技术国家重点实验室，上海600597）

以白萝卜为材料，研究了热风干燥、热烫和高盐预腌渍等泡菜常用的前处理方式对其果胶酶活性的影响，同时观察原料脆度变化。实验表明，在模拟秋季室外晾晒条件即30℃热风干燥条件下，萝卜果胶酶活性先升高后降低，同时萝卜脆度也有不同程度下降，跟失水量密切相关，萝卜最佳失水量为35%，此时脆度下降约45%，果胶酶活性降低约20%；在热烫条件下，温度越高，萝卜果胶酶活性降低越快，最佳热烫条件为60℃、10min，此时原料脆度降低15%，果胶酶活性降低约27%；盐浓度对果胶酶活性的影响有显著影响，在低浓度盐条件下（NaCl＜4%），盐腌渍对酶活有促进作用，在高浓度盐条件下（NaCl＞6%），盐腌渍对果胶酶酶活有显著抑制作用。综合考虑前处理方式对萝卜原料果胶酶活性的抑制和脆度的影响，高盐预腌渍效果更好。

干燥，热烫，果胶酶，脆度

Abstract：Radishes were used as raw material to study on three commonly pretreatment methods including heated-air drying，blanching and high-salt pickling，activities of pectinase and brittleness were investigated.The result showed that，in the conditions of 30℃ hot-air which imitated the outside temperature in autumn，activities of pectinase of radishes rose at beginning and then declined，the brittleness of radishes declined too，changes were closely related to the water loss，losing 35%water was the optimum condition，as a result of that the brittleness dawn to 45%and the the activity of pectinase falt 20%.Different conditions of blanching had an enormous impact on the activities of pectinase.The result indicated that the optimum condition was 60℃，remaining 10min，under these conditions，as a result of that the brittleness dawn to 15%and the activity of pectinase fell 27%.Sodium concentration had significant effect on the activity of pectinase.In the low-salt condition（NaCl＜4%），pickling could increase the activity of pectinase，in the high-salt condition（NaCl＞6%），pickling could reduce the activity of pectinase.These factors taken together，pretreatment methods influenced on the activity of pectinase and brittleness.Given the influence on the activity of pectinase and brittleness by different pretreatment methods，high-salt pickling in the beginning was the best method.

Key words：water loss；blanching；pectinase；brittleness

脆度是衡量果蔬类泡菜品质的重要指标，泡菜的软化严重影响其食用价值和经济效益。果蔬泡制前的预处理对成品泡菜的品质影响非常大，因此要求泡菜原料预处理后，尽可能的保留有原来的品质。一般认为，果蔬的软化主要是由于酶作用引起中胶层和细胞壁物质水解，影响这些物质降解的水解酶很多，主要有果胶酶、纤维素酶和淀粉酶等[1]，而果胶酶已经被证实是酶因素导致泡菜发酵过程中组织软化的主要作用酶[2-3]，因此，最大限度地破坏果胶酶的活性对提高成品泡菜脆度具有重要意义。根据我国传统家庭式泡菜的制作经验，腌制之前果蔬类原材料一般要经过晾晒或热烫处理，在泡菜工业化生产过程中，一般还要经过预腌作用—也就是“出坯”[4]。晾晒处理也称贮前干燥，或者萎蔫处理，果蔬收获时含水量很高，组织脆嫩，通过晾晒可以减少果蔬的含水量。热烫普遍用于果蔬的预处理，杜小琴[5]通过对萝卜进行55℃，20min的热烫激活了有保脆作用的果胶甲酯酶的活性，I Verlent等[6]实验证明，在pH4.4的环境下，50℃的热烫能显著提高西红柿中多聚半乳糖醛酸酶（PG）的活性，番木瓜果实在46℃热烫条件下对PG也有类似的影响[7]。而泡菜制作过程中的预腌处理在一般的工业化生产过程也有采用[4，8]。本文总结了这3种泡菜生产中常用的前处理方式对受试材料果胶酶活性和脆度的影响，以期为提高成品泡菜的品质提供帮助。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

白萝卜 品种汉白玉，购于上海市南汇镇果园农贸市场，新鲜、无虫害、无机械损伤（初始含水量94.5%）；pH4.0、0.5%果胶溶液 称取0.500g果胶粉（sigma）溶于100mL、pH4.0醋酸缓冲液中；EDTA、聚乙烯吡咯烷酮K90（PVP） 天津市博迪化工有限公司；D-（+）半乳糖醛酸 sigma；石英砂 江苏永华精细化学品有限公司。

WFZ UV-2000型紫外可见分光光度计 尤尼科（上海）仪器有限公司；DHG-9053A型电热鼓风干燥箱，HWS24型电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司；SJH-4S型数控精密恒温水浴锅 宁波天恒仪器厂；CT14RD型台式高速冷冻离心机 上海天美生化仪器设备有限公司；TA-XT2i型质构仪 英国SMS公司；打孔器 厚度为1.5cm的自制双刀切片，直径为2mL。

1.2 实验方法

1.2.1 酶液的提取 称取5.0g果蔬样品，置于预冷的研钵中，加入10mL经预冷的提取介质（酶提取液含6%NaCl、1mmol/L的EDTA和1.5%PVP），加石英砂在冰浴条件下研磨成匀浆。匀浆液全部转入50mL的离心管中，低温放置10min，然后在4℃、10000r/min离心20min，收集上清液，4℃贮存备用，使用前3倍稀释。

1.2.2 果胶酶活性测定[9]吸取0.5mL 0.5%果胶溶液和1.0mL 50mmol/L、pH4.0的醋酸缓冲液，加入到25mL具塞刻度试管中，样品管中加入0.5mL在37℃预热3min的待测酶液，对照为经过100℃、5min煮沸灭活的酶液。37℃恒温反应1h后迅速加入1.5mL DNS，沸水浴5min，双蒸水定容至25mL，540nm比色。以D-半乳糖醛酸为标准样品做标准曲线。以每分钟每克样品37℃时分解果胶产生1μg的游离半乳糖醛酸定义为一个果胶酶活力单位U。

1.2.3 萝卜质构测定 样品统一用自制打孔器处理成直径2mL，厚度1.5mL的柱形萝卜片。用英国SMS公司的TA-XT2i质构仪对萝卜进行压缩测试。测试条件：力量感应元5kg，探头P/6，测前速率1mm/s，测试中速率1mm/s，测后速率10mm/s，压缩距离：9mm，数据采集率：500pps，触发力5g，每个样品测量重复6次。萝卜的脆度（坚实度）用3～7s之间平均力表示。

1.2.4 脆度感官评定及与仪器测定值对照 取不同脆度的萝卜样品，邀请10名有经验的感官评定员进行感官评定，同时用质构仪对受试样品进行测定，结果如表1所示。

表1 脆度感官值与仪器测定值对照Table 1 The comparison between sensory score and instrument measured

1.2.5 样品处理

1.2.5.1 热风干燥 因自然晾晒条件不稳定性，将事先分组的样品置于30℃热风干燥箱中（模拟上海秋季的室外平均温度），每5min调整萝卜的位置，使萝卜均匀失水，每隔30min测定萝卜水分的损失量、脆度的变化、果胶酶酶活性的变化。

1.2.5.2 热烫处理 考察不同的漂烫温度（40、50、60、70℃）和漂烫时间（5、10、15、20、25、30min）对萝卜的脆度及果胶酶酶活性的影响。

1.2.5.3 盐腌渍处理 将萝卜规则切块，置于紫外灯下表面杀菌20min以排除产酶微生物的干扰，然后放入冷却后的经过灭菌的不同浓度的食盐水中浸泡24h，测定萝卜的脆度、果胶酶活性，食盐水浓度梯度设置为：0%、0.5%、2%、4%、6%、8%、10%、15%。

2 结果与分析

2.1 30℃热风干燥条件下新鲜萝卜的脆度及相关酶活的变化

2.1.1 热风干燥对萝卜脆度的影响 如图1所示，随着新鲜萝卜水分的逐渐散失，萝卜的脆度也在逐渐降低，当失水量达到40%的时候，齿感已经明显不适（脆度值＜7）。果蔬的脆性主要与幼嫩细胞的膨压和细胞壁原果胶成分的状况密切相关[10]。由于水分的损失，导致细胞膨压降低，脆度下降。原果胶多存在于未成熟的细胞壁的中胶层中，具有不溶于水和粘着的性质及粘连细胞和保持组织硬脆性能的作用，水分对原果胶影响不大，细胞膨压的降低是导致脆度下降的主要因素。维持一定的细胞膨压对果蔬脆度意义重大，因此，新鲜萝卜晾晒不宜过度。

图1 新鲜萝卜块在30℃热风条件下干燥速率及脆度变化Fig.1 The change of moisture Content and brittleness in turnip cubes under the condition of 30℃hot air

2.1.2 热风干燥对萝卜果胶酶活性的影响 由图2可以看出，随着新鲜白萝卜失水量的增多，果胶酶活性先升高后降低，失水量在25%，即干燥时间2h时，果胶酶活性最高。水分的散失，促使植物细胞内各种酶系的代谢方向强烈地趋向于水解，使细胞中的高分子化合物水解，水溶性物质增加，导致果胶酶的活性增加，同时也加速了细胞壁物质的降解，使胞壁总体结构和胞间区隔被破坏，导致白萝卜质构的软化。干燥时间超过2h时后，酶活性开始下降，一方面水分散失幅度加大造成部分酶蛋白失活，同时，酶促氧化作用会加剧多酚类及其氧化聚合物对酶蛋白的沉淀作用。相关分析也显示[11]，在果蔬含水量和多酚类含量与果胶酶活性之间均存在显著相关性。

图2 失水程度对萝卜果胶酶活性的影响（n=3±sd）Fig.2 Influence of water loss amount on the activity of radishes pectinase（n=3±sd）

综合图1～图2，新鲜白萝卜泡制前，为了保持较低的酶活和较高的脆度，在干燥过程中保持失水量在35%左右比较合，干燥时间2.5h，此时脆度下降约45%，果胶酶活性降低约20%。

2.2 热烫对萝卜酶活及脆度的影响

2.2.1 热烫对萝卜脆度的影响 由图3可以看出，40℃热烫对萝卜脆度影响较小；50℃时，0～20min时脆度下降比较平缓，超过20min显著下降，因此50℃时合理的热烫时间不宜超过20min；60、70℃时萝卜脆度下降趋势明显，60℃热烫时间超过10min后，脆度下降超过40%，故高温热烫时间不宜超过10min。较低的热烫温度对萝卜胞壁结构破坏较小，因此仍然维持较高的脆度。热烫时间过长或热烫温度过高都会造成脆度的明显下降。由于热烫时间长，萝卜组织遭到严重破坏，热烫温度过高，又不及时冷却，萝卜中原有果胶酶的活性很快被破坏，使萝卜中高甲氧基水溶性果胶的比例增加，中胶层的增溶作用可引起细胞部分分离，表皮与内组织细胞粘着性减弱，严重的可引起萝卜组织软烂（“煮熟”）。因此合理科学地掌握热烫时间和温度显得十分重要。

图3 热烫对萝卜脆度影响（n=6±sd）Fig.3 Influence of treatment with the different temperature on the brittleness of radishes（n=6sd）

2.2.2 热烫对萝卜果胶酶活性的影响 在不同的温度下，白萝卜果胶酶活性随热烫时间的变化如图4所示。由图4可知，40℃果胶酶活性在0～15min时略有上升，但是升高的幅度不大，因此，该温度下对果胶酶的活性影响较小，热烫意义不大。50℃时，果胶酶活性变化比较明显，热烫10min后，酶活增加到一个比较高的水平，说明酶在该温度下得到一定程度上的激活，有研究表明，果蔬果胶酶的最适温度在50℃左右[6]，但是长时间的加热后，酶的活性中心开始遭到破坏，然后酶活开始快速下降，到20min后，下降速度变慢。60、70℃时，随着热烫时间的延长，果胶酶活性呈现明显的下降趋势，高温造成的酶失活成了主要影响因素，虽然热烫时间越长，果胶酶活性越低，但是考虑到脆性的变化，60℃、10min热烫时间最合适。

图4 热烫对萝卜果胶酶活性的影响（n=3sd）Fig.4 Influence of treatment with the different temperature on the of pectinase of radishes（n=3±sd）

综合考虑热烫温度和时间对萝卜脆度、果胶酶活性的影响，60℃、10min是最佳热烫时间，此时原料脆度降低15%，果胶酶活性降低约27%。实验证明，此热烫温度下，对果胶甲酯酶的激活也有很大的帮助[12]。

2.3 预盐渍对萝卜酶活和脆度的影响

2.3.1 预腌渍对萝卜脆度的影响 在不同浓度的食盐水中，由于渗透作用，萝卜组织均有不同程度的失水，直接导致萝卜果肉组织细胞膨压的变化，直接表现出来就是脆度的变化，质构软化，如图5所示。

图5 食盐浓度对萝卜脆度的影响（n=6±sd）Fig.5 Influence of treatment with the different salt concentration on the brittleness of radishes（n=6±sd）

从图5可以看出，食盐浓度从0%～6%时，随着食盐浓度的增加，盐液浸泡的萝卜脆度呈下降趋势；食盐浓度超过6%以后，脆度有回升的趋势，说明在高浓度的食盐条件下，萝卜脆度有所恢复。这可能是因为在高渗环境下，萝卜组织细胞壁遭到完全破坏，细胞膜由选择性透过性变成全透性，细胞膨压有所恢复。这跟苏青海[13]得出的结论一致。

2.3.2 预腌渍对萝卜果胶酶活性的影响 有研究表明[14-15]，果胶酶的活性受到阳离子浓度的影响，实验也证实了这一结论。如图6所示，在低浓度的食盐环境下，果胶酶活性有明显的升高，在浓度为4%时，活性最高，食盐浓度继续增加后，果胶酶活性开始下降，说明高浓度食盐对果胶酶活性有抑制作用，这可能是因为阳离子竞争底物或者酶活性中心引起的。人工接种乳酸菌发酵低盐泡菜，普遍存在脆度比自然发酵的高盐泡菜低的现象，可能跟不同盐浓度对果胶酶活的抑制作用有关。预腌渍的盐浓度控制在10%左右比较合适。

图6 食盐浓度对萝卜果胶酶活性的影响（n=3±sd）Fig.6 Influence of treatment with the different salt concentration on the activity of pectinase of radishes（n=3±sd）

2.4 不同处理方式之间的比较

在各处理的最优条件下，比较对萝卜果胶酶活性和脆度的影响，结果如图7所示，由图7可以看出，30℃、2.5h热风干燥处理导致萝卜原料脆度较低；60℃、10min热烫能较好的保存原料的脆度，但是对酶活的抑制不如预腌渍处理；10%食盐水预腌的前处理能够较好的保留原料的脆度，同时较大程度的抑制果胶酶的活性。

图7 不同处理方式下最优条件对对萝卜果胶酶和脆度的影响Fig.7 Influence of the optimum conditions by different pretreatments on the activity of pectinase and firmness of radishes

3 结论

为了最大程度地降低果胶酶在泡菜发酵过程中对原料脆度的破坏，尝试了利用不同的方法对预腌萝卜原料进行处理。实验表明，热风干燥、热烫和高盐预腌渍处理都能够改变萝卜果胶酶的活性。为了抑制萝卜中果胶酶活性的同时保持原料脆度，泡制前萝卜的失水量保持在35%左右比较合适。热烫对萝卜中果胶酶影响较大，但是热烫温度过高或者热烫时间过长，都会造成原材料的“熟透”，最佳热烫条件为60℃、10min。高盐预腌渍作为泡菜工业化生产中重要的步骤，不仅能够降低果胶酶活性，还能利用食盐渗透压除去萝卜中的部分水分、渗入盐味和杀灭腐败微生物，同时能降低正式泡制时盐水浓度，对开发乳酸菌接种低盐泡菜具有重要意义。

[1]Ning B，Kubo Y，Inaba A.Softening characteristics of chinese pearyali’fruit with special relation to changes in cell-wall polysaccharidesand theirdegrading enzymes[J].Scientific Reports，1997，86：71-78.

[3]Saichol，Kestsa，Daengkanit Tira.Firmness and activities of polygalacturonase，pectinesterase，β -galactosidase and cellulase in ripening durian harvested at different stages of maturity[J].Scientia Horticulturae，1999，80：181-188.

[4]陈功.中国传统泡菜工业化生产技术[J].食品与发酵工业，2002，28（10）：75-77.

[5]杜小琴，车振明.低温漂烫对泡菜脆度的影响研究[J].中国调味品，2009（3）：79-81.

[6]Verlent I，Hendrickx M，Verbeyst L，et al.Effect of temperature and pressure on the combined action ofpurified tomato pectinmethylesterase and polygalacturonase in presence of pectin[J].Enzyme and Microbial Technology，2007，40（5）：1141-1146.

[7]T Chan H.Papaya polygalacturonase and its role in thermally injured ripening fruit[J].Food Science and Biotechnology，1981，46：190-197.

[8]蒋和体.四川泡菜袋装发酵研究[J].食品科学，1994（4）：39-40.

[9]曹健康，姜微波，赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京：中国轻工业出版社，2007.

[10]李瑜.泡菜配方与工艺[M].北京：化学工业出版社，2008：35-37.

[11]李雄彪，吴镝.植物细胞壁[M].北京：北京大学出版社，1993.

[12]杜小琴，车振明.果胶甲酯酶对泡菜脆度的影响研究[J].中国调味品，2008（6）：44-46，53.

[13]苏青海，苏纯营.酱腌菜的脆性变化及保脆措施[J].四川食品工业科技，1995（3）：29-32.

[14]L P Lin T， C C Liu， S W Chen， et al.Purification and characterization of pecinmethylesterase from ficus awkeotsang makino achenes[J].Plant Physiol，1989，91：1445-1453.

[15]陈捷，梁知洁，宋佐衡，等.阳离子对黄瓜苗期猝倒病菌果胶酶活性的影响[J].植物病理学报，1994，24（1）：43-48.

Effect of pretreatment method to pickled radishes on the activity of pectinase and brittleness

WANG Xin1，WANG Li-ping1，2，*，WU Zheng-jun2，AI Lian-zhong2，ZHAO Yong1
（1.Shanghai Engineering Research Center of Aquatic Product Processing，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2.Bright Dairy State Key Laboratory of Dairy Biotechnology，Shanghai 600597，China）

TS255.54

B

1002-0306（2012）20-0219-04

2012-05-08 *通讯联系人

汪欣（1986-），男，硕士研究生，研究方向：乳酸菌与发酵。

上海市科委工程中心建设（11DZ2280300）；光明乳业股份有限公司乳业生物技术国家重点实验室开放基金（SKLDB2011-005）。