全 文 ：山葵低温保鲜及干燥工艺的研究
林梅西
(福建省闽中有机食品有限公司 福建莆田 351100)
摘要 为研究消毒前处理、低温保鲜及干燥条件对山葵品质的影响,以山葵主要辛辣物质——异硫氰酸酯含量
的保存率为主要指标,在山葵的前处理、保鲜试验中采用不同的低温冷链、臭氧、气调方法,研究最佳的前处理
与保鲜参数;在脱水干燥试验中分别采用烘干、风干、晒干及真空冷冻干燥工艺,研究最佳的干燥技术。结果表
明:前处理时间越短,异硫氰酸酯损失越少,处理 15min后无明显变化;低温冷链保鲜时,贵州原料贮藏效果优
于福建上杭原料;冷藏、气调保鲜时,气体成分为 O25%、CO22%、N293%的保鲜组效果较好,异硫氰酸酯保存
率 94.4%;臭氧 20mg/(m3·h)处理组,异硫氰酸酯保存率 100%;干燥试验中,冷冻干燥效果显著,异硫氰酸酯
保存率95.6%。因此在山葵的低温冷链保鲜工艺中使用气调、臭氧技术及真空冷冻干燥工艺,可最大限度地保
存山葵的有效成分。
关键词 山葵 前处理 低温保鲜 干燥
文章编号 1009-7848(2008)01-0083-06
山葵(WasabijaponicaMastum)又称山嵛、山
嵛茶、日本辣根、瓦莎毕,为十字花科(Cruciferae)
喜阴性多年生草本植物[1]。山葵全株各部分均有独
特的风味,即香、辛、甘、粘等4种特色风味。其根
茎、叶片、叶柄中含有一种黑芥子苷类物质(Sin-
grin),当根茎被磨碎时,黑芥子苷在黑芥子苷酶
(Myrosinase)的作用下水解成异硫氰酸酯类化合
物(Isothiocyanate),其中主要是烯丙基异硫氰酸酯
(Alylisothiocyanate)使山葵具有强烈刺激性的辛
辣味和特殊的芳香味[2～3]。山葵在日本家喻户晓,被
人们誉为“绿色黄金”。因其具有独特的辛辣气味
而倍受日本人亲睐[4～5]。
山葵的营养成分非常丰富,100g新鲜山葵中
(根茎)含蛋白质 50mg、脂肪 4mg、维生素 C35
mg、铁 25mg、硫 160mg、钾 330mg、镁 87mg、锰
0.7mg、铜 0.06mg、锌 2.8mg、纤维素 14mg等[6]。
它具有防腐、抗癌、抗感染、抑制血小板凝聚、增进
食欲并能抑制真菌和微生物生长[7],解除余毒、发
汗、利尿、镇痛、清血,促进淀粉性食物的消化,稳
定肠胃中的 VC,清除消化道中的寄生虫等功
效[8～9]。
由于山葵生长条件特殊,适宜生长种植的地
方有限,导致山葵产品稀缺,全球每年市场缺口约
10万t。人工栽培的山葵市场缺口在7万t左右,
并以每年20%的速度增长,价格也以年均8%的增
幅攀升。日本市场的山葵鲜货(根部)售价近几年
均在45～55美元/kg[6,10]。然而,目前对山葵的贮藏
效果不佳,产品质量差,干燥后的山葵甚至出现严
重的苦味;在加工过程中产品有效成分流失较大。
为此,探讨了山葵低温冷链保鲜及干燥工艺,通过
调节过程状态参数,使山葵在原料前处理、贮运、
干制等加工过程中有效成分的损失降至最低
程度。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
山葵:福建闽中有机食品有限公司购进的福
建上杭、贵州等地的山葵原料。
石油醚(分析纯),天津市化学试剂厂;六氢吡
啶(分析纯),中国医药集团上海化学试剂公司;盐
酸(化学纯),天津市化学试剂厂等。
气调设备,福建闽中有机食品有限公司气调
库;循环水式多用真空泵(SHE-C),巩义市英峪予
华仪器厂;烘箱(XD-265),上海信任达仪器有限收稿日期:2007-02-28
作者简介:林梅西,男,1955年出生,高级工程师
Vol.8 No.1
Feb.2008JournalofChineseInstituteofFoodScienceandTechnology
中 国 食 品 学 报第 8卷 第 1期
2008年 2月
第8卷 第1期中 国 食 品 学 报
公司;真空冷冻干燥机(LYO-2.16),上海东富龙
科技有限公司等。
1.2 试验方法
1.2.1 山葵加工前处理试验 处理山葵原料应在
室温10℃以下进行。用4℃以下的冰水洗刷。将
清洗后的山葵根茎立即浸入含二氧化氯的冰水中
消毒。采用双组分的稳定性二氧化氯 (消毒剂量
25~40mg/kg),消毒液和消毒物料的比例为(5~6)∶
1。也可采用0.6~1.0mg/kg的臭氧冰水消毒山葵根
茎,消毒时间只需2min,即可符合产品卫生要求。
采用臭氧水灭菌消毒时需在物料消毒槽上设置排
气罩,以排除溢出的臭氧气体,防止对操作人员造
成危害。
1.2.2 山葵的保鲜试验 选取福建上杭与贵州两
地的山葵进行气调保鲜试验,探讨原料品种间的
差异。
1.2.3 山葵低温冷链气调保鲜试验 研究气调工
艺的气体成分中O2、CO2和N2的最佳比率。
1.2.4 山葵低温冷链臭氧保鲜实验 研究臭氧量
对山葵保鲜效果的影响,确定最适臭氧量。
1.2.5 山葵干燥试验 选择几种常用的干燥方
式:①烘箱:40、50、60℃恒温烘干;②真空冷冻干
燥:预冻至-30℃,预冻速率 3℃/min,开真空泵,
对冷凝器和干燥仓抽真空,当真空度抽至 50Pa
时,打开电加热器补充升华热,升华过程 8～10h;
加热阶段温度逐渐升高,当温度达到 35℃,继续
加热2～3h至干燥终点,打开干燥仓放空阀破坏
真空;③室内10℃风干,阳光下晒干。以冰箱冷冻
贮藏的山葵根茎为对照,测定底物硫甙在芥子苷
酶作用下释放的异硫氰酸酯和葡萄糖,研究干燥
方式对产品的影响。
1.2.6 异硫氰酸酯的测定 山葵水解产生的异硫
氰酸酯与过量的标准六氢吡啶溶液反应生成取代
的硫脲,过量的六氢吡啶用盐酸标准液滴定,由此
计算异硫酸酯的含量[11]。
称取10g样品于冰水浴中研磨,在各酶解条
件下反应后迅速水冷至室温,加100mL石油醚,
真空抽滤,用石油醚洗涤滤渣 3～4次,合并滤液。
将滤液转入分液漏斗中静置分层,醚层转入具塞
三角瓶中,加入25mL六氢吡啶溶液,加塞静置
50min。加3～4滴混合指示剂后用盐酸标准溶液
滴定,溶液由蓝色变为酒红色为滴定终点,记录盐
酸消耗体积。异硫氰酸酯的含量(以烯丙基异硫氰
酸酯计)计算公式:
异硫氰酸酯(%)=99.15÷1000×(N1V1-N2V2)÷
M×100
式中:
N1——六氢吡啶标准溶液的浓度(mol/L);
N2——盐酸标准溶液的浓度 (mol/L);V1——六氢
吡啶标准溶液的加入体积 (mL);V2——滴定时所
耗掉的盐酸标准溶液的体积(mL);99.15——1
mol/L烯丙基异硫氰酸酯的质量 (g);M——样品
质量(g)。
2 结果与讨论
2.1 山葵加工前处理的异硫氰酸酯含量变化
山葵原料清洗后,立即浸在低温消毒液中消
毒。选用二氧化氯消毒,考察消毒时间对异硫氰酸
酯含量的影响。同组内重复,以浸消毒水加工处理
后10min的异硫氰酸酯保存率作为对照,结果列
于表1。
随着浸消毒时间的增加,异硫氰酸酯含量降
低,45min后异硫氰酸酯保存率趋于平稳,约
50%。为确保消毒效果及不损失异硫氰酸酯,消毒
时间一般控制在 10～15min。如采用臭氧冰水消
毒,效果更好,异硫氰酸酯含量消毒前、后基本无
变化。用臭氧消毒防护设施要到位,否则会对操作
人员造成伤害。
2.2 山葵制品低温冷链保鲜参数
山葵的有效成分硫代葡萄糖苷 (水解后产生
异硫氰酸酯)主要集中在其根部。采摘或收割时山
葵组织细胞会受到一定程度的损伤,从而使其损
伤部分细胞内的葡萄糖硫苷酶被激活。此外,作为
鲜活植物体,在贮藏过程中会产生对植物体贮藏
不利的代谢废物。在原料体内水分和温度适宜的
条件下葡萄糖硫苷酶将山葵体内组织细胞中的有
效成分硫代葡萄糖苷分解成具有挥发性的辛辣刺
激的异硫氰酸酯类物质而损失,进而导致物料干
耗损失。因此采用合适的参数,改变环境条件可达
到抑制山葵组织细胞内葡萄糖硫苷酶活性及减少
物质干耗的目的。
根据已有研究,山葵贮藏保鲜过程中影响其
84
第8卷 第1期
组别 原料来源和保藏条件 异硫氰酸酯含量/mg·(100g)-1 异硫氰酸酯保存率/%
1 上杭运输入库的原料 320 -
2 上杭原料气调保鲜10d(3号库) 310 96.9
3 上杭原料气调保鲜10d(4号库) 290 90.6
4 贵州运输入库的原料 325 -
5 贵州原料气调保鲜17d(3号库) 325 基本无损耗
6 贵州原料气调保鲜17d(4号库) 310 95.4
表2 不同来源的山葵原料保鲜过程中异硫氰酸酯含量变化
Table2 ThechangeofIsothiocyanatecontentduringfresh-keepingexperimentofWasabimaterialfromdiferentorigin
浸水处理10min 305 100
2 浸水处理15min 295 97.5
浸水处理15min 290
3 浸水处理20min 270 90
浸水处理20min 270
4 浸水处理25min 240 78.3
浸水处理25min 230
5 浸水处理30min 230 71.7
浸水处理30min 200
6 浸水处理35min 180 61.7
浸水处理35min 190
7 浸水处理45min 145 47.5
浸水处理45min 140
8 浸水处理55min 140 48.3
浸水处理55min 150
1 浸水处理10min 295 100
组别 处理条件
检测的物料中异硫氰酸酯含量/
mg·(100g)-1
异硫氰酸酯保存率/%
表1 山葵制品加工前处理(清洗、二氧化氯消毒)中异硫氰酸酯含量的变化
Table1 ThechangeofIsothiocyanatecontentduringthepretreatment(washing,sterlizingwithClO2)ofWasabiproduct
注:异硫氰酸酯保存率:按平均含量300mg/100g为100%计。
组织细胞中有效成份保存的主要因素是温度、环
境气体成分。因此可以通过降低贮藏库的温度、改
变气体成分比例、去除和降解有害代谢成分的方
法来提高贮藏过程中有效成分异硫氰酸酯的保
存率。
有研究表明,山葵收割后在常温贮藏 3～7d
(与当时的气温有关)将失去大部分的商品价值。
2.2.1 不同来源的山葵原料保鲜过程中异硫氰酸
酯含量的变化 上杭、贵州两地山葵原料的保鲜
试验结果列于表2。
从表2可以看出,贵州原料的气调保鲜效果
优于上杭原料的效果。贵州原料的保鲜时间长,且
异硫氰酸酯保存率均在95%以上,如第5组处理
中,异硫氰酸酯基本无损耗。
2.2.2 山葵冷藏、气调保鲜过程中异硫氰酸酯含
量的变化 以贵州山葵为原料,冷藏、气调保鲜试
验结果列于表3。
从表3可以看出,气体成分适宜时,气调效果
优于冷藏效果,如第5组:气体成分为O25%、CO2
2%、N293%时,异硫氰酸酯保存效果最优,保存率
达94.4%。
山葵低温保鲜及干燥工艺的研究 85
第8卷 第1期中 国 食 品 学 报
组别 保藏条件
异硫氰酸酯含量/
mg·(100g)-1
异硫氰酸酯保存率/%
1 1#冷藏库,0～3℃贮藏入库时抽检 335
(本组对照按平均含量
332.5mg/100g为100%计)
330
2 常温贮藏3d后抽检 165 51.1
175
3 2#冷藏库,-1~3℃,臭氧3～5mg/m3,每天处理1h,10d 320 96.2*
320
4 3#冷藏库,-1~3℃,臭氧20mg/m3,每天处理1h,10d 335 100*
330
5 4#冷藏库,-1~3℃,臭氧15mg/m3,隔天处理1h,10d 325 97
320
表4 山葵冷藏臭氧保鲜过程中异硫氰酸酯含量的变化
Table4 ThechangeofIsothiocyanatecontentinWasabiduringtheexperimentsofcold-storage
andozonefresh-keeping
注:*:保存率超过100%,与原料在贮藏期间的干耗引起的计算误差有关。
组别 原料来源或保藏条件
检测的物料中异硫氰
酸酯含量/mg·(100g)-1
异硫氰酸酯保存率/%
1 贵州原料入库的鲜山葵根 360 100
350 100
2 非保鲜对照组(在冷库穿堂存放对照) 215 54.9
175
3 冷藏库0℃贮藏10d后抽检 320 90.8
325
4 冰箱冷藏室6℃下贮藏10d后抽检 315 89.4
320
5 气调成分:O2 5%、CO2 2%、N2 93%,20d后抽检 330 94.4
340
6 气调成分:O2<2%、CO2<2%、N2 96%,20d后抽检 335 93.7
330
7 气调成分:O27%、CO2 7%、N2 84%,10d后抽检 320 76.1
220
表3 山葵冷藏、气调保鲜过程中异硫氰酸酯含量的变化
Table3 ThechangeofIsothiocyanatecontentinWasabiduringexperimentofcold-storageand
airconditionfresh-keeping
2.2.3 山葵冷藏臭氧保鲜异硫氰酸酯含量变化
贵州山葵冷藏、臭氧保鲜试验结果列于表4。
从表4可以看出,臭氧的保鲜效果优于常温
贮藏,如第4组:即温度-1~3℃,臭氧20mg/(m3·h)
时,保鲜效果明显,异硫氰酸酯保存率达100%。
2.3 山葵制品干燥方式
将各条件下干燥的山葵根茎于 70℃水溶液
酶解,料液比1∶5,水解2h后,测定山葵根茎释放
的异硫氰酸酯量。各种干燥处理对山葵根茎品质
的影响结果见表5。
由表5可以看出,真空冷冻干燥处理后,释放
的异硫氰酸酯含量与冰箱冷冻贮藏的效果相当;
而烘箱干燥对山葵根茎品质的影响比较明显,
60℃时山葵品质损失达92.6%;室内风干的效果
相对好些,晒干与烘箱50℃处理的效果相当。虽
然真空冷冻干燥效果好,但大规模生产的成本较
高。如果缺少冻干设备时建议采用室内10℃下风
干。
注:异硫氰酸酯保存率:按平均含量355mg/100g为100%计。
86
第8卷 第1期
3 结论
(1)用双组分稳定性二氧化氯进行消毒预处
理,消毒效果明显,操作方法简便、易行,消毒时间
控制在10～15min,异硫氰酸酯保存率在 97.5%以
上。
(2)低温冷链保鲜时,贵州原料贮藏效果优于
组别 干燥方式 异硫氰酸酯含量/mg·(100g)-1 异硫氰酸酯保存率/%
1 冰箱冷冻 350 (按平均含量340mg/100g为100%计)
330
2 烘箱40℃ 95 26.5%
85
3 烘箱50℃ 35 8.83%
25
4 烘箱60℃ 10 2.21%
5
5 风干 210 60.3%
200
6 晒干 10 2.35%
6
7 真空冷冻干燥 240 69.1%
230
表6 破碎干燥山葵根茎水解后释放的异硫氰酸酯含量与保存率
Table6 ThecontentsandretentionratioofIsothiocyanatereleasedfrombrokendry
Wasabistemafterhydrolyzation
组别 干燥方式 异硫氰酸酯含量/mg·(100g)-1 异硫氰酸酯保存率/%
1 冰箱冷冻 350 (按平均含量340mg/100g为100%计)
330
2 烘箱40℃ 160 45.6
150
3 烘箱50℃ 110 30.9
100
4 烘箱60℃ 30 7.4
20
5 风干10℃ 265 76.5
255
6 晒干 115 32.4
105
7 真空冷冻干燥 330 95.6
320
表5 不同干燥条件的山葵根茎水解后释放的异硫氰酸酯含量与保存率
Table5 ThecontentsandpreservativeratioofIsothiocyanatereleasefromWasabistemafter
hydrolyzatationunderdiferentdryconditions
另外,将原料完全破碎,在上述各条件下干燥
后水解,测定释放的异硫氰酸酯含量,试验结果见
表6。
由表6可以看出,破碎干燥后,异硫氰酸酯损
失较为严重,且温度越高,损失越大。这主要是由
于完整的原料不能释放出异硫氰酸酯,而原料破
碎后底物硫代葡萄糖苷与芥子苷酶接触,发生水
解反应产生了异硫氰酸酯。因此大规模干燥时,应
尽量保证原料的完整。
山葵低温保鲜及干燥工艺的研究 87
第8卷 第1期中 国 食 品 学 报
参 考 文 献
1.周太炎.中国植物志 [M].北京:科学出版社,1987.400～408.
2.刘琴.山葵 (WasabiJapaneseMatsum)组培快繁的关键技术研究 [D].南京:南京农业大学,2002.
3.InaK,WuJs,EtohH,etal.IsothiocyanateinChinesewasabi,Hilielashuangpaiensis[J].JournaloftheJapanese
SocietyforFoodScienceandTechnology,1993,40(12):859～862.
4.李武军.珍稀名优蔬菜80种 [M].北京:中国农业出版社,1992.18～22.
5.KlingM.Wasabi-aJapanesecondimentspeciality[J].GemuseMcunchen,1998,34(2):107～108.
6.穆文明.山葵的特殊功效作用 [J].中国土特产,1999,(6):33.
7.DelaquisPJ,MazzaG.Antimicrobialpropertiesofisothiocyanatesinfoodpreservation[J].FoodTechnology, 1995,
49(1):73～79.
8.林丽钦.山葵、辣根、芥末的辛辣成分及功能 [J].福建轻纺,1999,(9):1～4.
9.TanidaN,KawauraA,etal.Suppressiveefectofwasabi(pungentJapanesespice)ongastriccarcinogenesesinduced
byMNNGinrats[J].NutritionandCancer,1991,16(1):53～58.
10.吴震,李式军,王广东.我国发展山葵产业的前景和对策 [J].中国农学通报,2000,16(2):45～47.
11.姜子涛,李荣.芥末中的辛辣物质——异硫氰酸酯成份的研究 [J].中国调味品,1996, (2):30～32.
StudiesontheLowTemperatureFresh-keepingandDryingTechnologyofWasabi
LinMeixi
(FujianMinzhongOrganicFoodCo.,LTD.,Putian,Fujian351100)
Abstract Inordertostudyefectsoftreatmentbeforesterilizing,lowtemperaturefresh-keepinganddryingcondi-
tionsonthequalityofWasabi.Usingtheretentionratioofisothiocyanateasthemainindex,thebestpretreatmentand
fresh-keepingparameterwerestudiedbythewayofdiferentlowtemperatureChains,ozone,air-conditionduringthe
testofpretreatmentandfresh-keeping,thebestdryingtechnologywasstudiedbythewayofair-drying,wind-drying,
sun-dryingandvacuumfreeze-dryingduringthetestofdehydration.Theresultshowedthattheretentionratioofisothio-
cyanatewasdecreasedastimewent,therewasnosignificantchangeafter15min;thestorageofGuizhouWasabiwas
beterthanthatofShanghang;withthelowtemperaturetreatmentofatmospherecontroling(thegroupoftheatmosphere
was5% O2,2% CO2and93% N2)andozone〔20mg/(m3·h)〕,therearehighretentionratioofisothiocyanatewhich
were94.4% and100% respectively;andduringthedryingtechnology,freezedryinghassignificantefectwith 95.6%
retentionratio.ThereforetheefectivecomponentofWasabicanbepreservedatthegreatestdegreebyadoptingair-con-
dition,ozonetechnologyseparatelyduringtheprocessoflowtemperatureChainsandfresh-keepingandvacuumfreeze-
driedtechnology.
Keywords WasabiPretreatmentLowtemperaturefresh-keeping Drying
上杭原料。冷藏、气调保鲜的气体成分为O25%、
CO22%、N293%时效果较好,异硫氰酸酯保存率
94.4%。臭氧20mg/(m3·h)处理组,异硫氰酸酯保
存率100%。
(3)干燥方式对比,真空冷冻干燥效果显著,
异硫氰酸酯保存率高达95.6%,但生产成本高,适
于高端客户。大规模生产时也可选择室内冷风干
燥,既节约成本,又能保持产品品质。
88