全 文 ：基金项目:广东省科技厅(项目编号:2003A2030504)
作者简介:杨锡洪(1963-),男 ,广东海洋大学副教授、博士。
E-mail:yangxihong63@ 163.com
通讯作者:解万翠
收稿日期:2007-11-12
第 24卷第 1期
2 0 0 8年 1月
Vol.24, No.1
Jan.2 0 0 8
壳聚糖延长高水分含量番薯果脯保质期的研究
Researchonchitosanforprolongingquality-maintainingduration
ofhigh-moisturepreservedpachyrhizus
杨锡洪 1
YANGXi-hong1　
解万翠1
XIEWan-cui1　
王维民 1
WANGWei-min1　
韩天石 1
HANTian-shi1　
夏文水 2
XIAWen-shui2
(1.广东海洋大学食品科技学院 , 广东 湛江　524025;2.江南大学食品科学与安全教育部重点实验室 ,江苏 无锡　214036)
(1.SchoolofFoodScienceandTechnology, GuangdongOceanUniversity, Zhanjiang, Guangdong524025, China;
2.KeyLaboratoryofFoodScienceandSafety, MinistryofEducation, JiangnanUniversity, Wuxi, Jiangsu214036, China)
摘要:目的:为生产低糖 、高水分含量番薯果脯;方法:研究果
脯中水分含量与水分活度的关系及细菌总数和霉菌数在保
温试验中的变化 , 并采用不同黏均分子量的壳聚糖降低果脯
的水分活度;结果:果脯中霉菌数是影响产品保质期的主要
微生物指标 , 壳聚糖的黏均分子量越低 , 降低水分活度的幅
度越大;结论:通过添加 0.5%、 9 kD黏均分子量的壳聚糖 ,
产品水分含量为 20%、总糖为 26%时 , 番薯果脯常温放置保
值期达到 12个月。
关键词:水分活度;壳聚糖;抑菌;霉菌
Abstract:Objective:Toproducelow-sugarandhigh-moisturepreserved
pachyrhizus;Methods:Therelationshipofmoistureandwateractivity,
numbersofbacterialandmildewwereresearched.Thenwateractivitywas
reducedbychitosanswithdiferentviscosity-averagemolecularweights;
Results:Thenumberofmildewwasamajormicrobialindexofquality-
maintainingdurationofproduct.Thelowerviscosity-averagemolecular
weightsofchitosanswas, themorewateractivityreduced;Conclusion:
When9kDmolecularweight, 0.5% chitosanswasadded, moistureof
productcanreachupto20%, totalsugar26%, preservedpachyrhizus
canbekept12monthsundernormaltemperature.
Keywords:Wateractivity;Chitosan;Antimicrobial;Mildew
番薯果脯是畅销的休闲 、保健食品。传统工艺生产的产
品由于硫残留量高 、微生物超标 、防腐剂过量等食品安全问
题屡被曝光 , 导致产品下架并销毁 ,造成企业的重大经济损
失 , 也严重地危害着广大消费者的身体健康。因此 , 研究番
薯果脯新的加工技术 , 对改造传统产品 , 提升科学技术水平 ,
增强我国农产品在国际贸易中的竞争力具有重要的意义。
高糖果脯的热值高 ,长期食用易引起肥胖。低糖产品是
未来健康食品的发展趋势 , 但加工中随着糖浓度的降低 , 渗
糖速度减慢 , 需要延长煮糖时间。水分含量低使果脯质地坚
韧 , 难以咀嚼 ,严重影响产品的品质。含糖量的降低和提高
产品的水分含量将显著影响产品的水分活度 Aw, 即影响产
品的保质期 [ 1] 。本研究选择壳聚糖降低水分活度 ,并利用其
良好的抑菌能力 [ 2, 3]开发低糖 、高水分和保质期长的番薯果
脯。
1　试验材料与方法
1.1　材料与设备
壳聚糖(脱乙酰度≥90.0%, 25 kD):国药集团化学试剂
有限责任公司;
中性蛋白酶:食品级 ,广西南宁市庞博生物有限公司;
番薯:台湾竹山红;
抗坏血酸钠 、柠檬酸;
冰醋酸 、氯化钙:分析纯;
722S可见分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;
数控电热恒温水浴锅:余姚市东方电工仪器厂;
恒温培养箱:上海跃进医疗器械厂;
AW-型智能水分活度仪:江苏无锡市碧波电子设备厂。
1.2　试验方法
1.2.1　不同黏均分子量壳聚糖的制备　分别取 2%壳聚糖溶
液 50 mL2份于锥形瓶中 , 置于控温摇床(40 ℃, 120r/min)
上;加 1 mL中性蛋白酶溶液 , 水解 30, 60 min, 95 ℃水浴
15 min使酶灭活 , 测壳聚糖水解液的黏均分子量 [ 4 ～ 6] 。
1.2.2　番薯果脯制备工艺
番薯验收※清洗泥沙※去皮※分切※分检※护色液浸
泡※预煮※加料配糖水※煮糖浸糖※烘干※半成品分检 、称
量装袋※包装※成品目检和抽检※装箱※入库
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DOI :10.13652/j.issn.1003-5788.2008.01.016
1.2.3　水分含量与水分活度的关系　调整烘干机的初段温
度为 75 ℃, 中段温度 80 ℃, 末段温度为 78 ℃, 空气流量
20 m3 /s, 在不同时间取样 , 使样品的水分含量分别为 12%、
14%、16%、18%和 20%,测定水分活度。
1.2.4　水分含量对细菌总数的影响　测定水分含量分别为
12%、14%、16%、18%和 20%的样品 ,在 37 ℃保温 7 d后的
细菌总数。
1.2.5　保温试验中霉菌数的变化　调整煮糖液的浓度和干
燥时间使番薯果脯含水量为 20%、含糖量为 26%, 在 37 ℃
下保温 , 测定不同天数时的霉菌数。
1.2.6　添加壳聚糖对产品水分活度的影响　将制备的不同
黏均分子量的壳聚糖按照 0.25%、 0.50%、 0.75%、 1.0%和
1.25%的浓度添加到糖液中 , 放入番薯干煮制 30 min, 在水
分含量为 20%时 , 测定水分活度 [ 7] 。
1.2.7　添加壳聚糖的产品在保温试验中霉菌数的变化　确
定壳聚糖的黏均分子量和添加量后 , 37 ℃保温试验 , 每天测
定样品中霉菌数的数量 [ 8] 。
1.3　成分分析
1.3.1　壳聚糖分子量的测定　采用二硝基水杨酸法(DNS)
测定壳聚糖的黏均分子量 [ 9] 。
1.3.2　水分含量的测定　直接干燥法 [ 10] 。
1.3.3　水分活度的测定　康维氏皿扩散法测定 Aw[ 11] 。
1.3.4　总糖的测定　酚 —硫酸法 [ 10] 。
2　结果与讨论
2.1　含水量与水分活度的关系
控制果脯的干燥时间 ,制备不同水分含量的样品 , 测定
水分活度 , 结果见图 1。
图 1　含水量与水分活度的关系
Figure1　Therelationshipofmoistureandwateractivity
从图 1可见 , 随着含水量的增加 , 水分活度显著增加。
当含水量达到 20%时的水分活度为 0.80。虽然产品的质地
较柔软 ,但水分活度高 , 微生物易于繁殖 , 不添加防腐剂 , 难
于保存;当含水量小于 16%时 ,水分活度小于 0.7, 在该条件
下一般的霉菌 、细菌等都难以成活 , 产品具有较好的保质期。
但果脯的质地较硬 , 口感较差。
2.2　含水量与产品中细菌总数的关系
将不同含水量的产品放置在 37 ℃的保温箱中 , 7 d后测
定细菌总数 , 结果见图 2。
图 2　含水量与产品中细菌总数的关系
Figure2　Therelationshipofmoistureandtotalbacteria
由图 2可见 , 瓜干产品在 37℃保温 7d后细菌总数虽有
增长 , 但仍在国家标准 (1 000CFU/g)之内 ,也满足农业行业
标准《绿色食品果脯 》400 CFU/g的要求。结果表明:细菌数
量不是影响番薯果脯卫生指标的主要因素。
2.3　产品保温试验中霉菌数的变化
制备含糖量为 26%, 含水量为 20%的样品 , 于 37 ℃条
件下保温 , 每天测定霉菌数 ,结果见图 3。
图 3　霉菌数随保温时间的变化
Figure3　Thechangeofmildewnumber
atdifferentpreservingtime
由图 3可见 , 随着时间的增加 , 霉菌数量急剧增加 , 第 5
天时霉菌数已经大于国家标准(50 CFU/g)。这表明影响果
脯保质期的微生物主要是霉菌 ,制备的低糖 、高水分的产品
不能长时间保存 , 需要添加防腐剂等 , 但是添加的化学合成
防腐剂将危害消费者的健康。 由于在食品中添加吸湿剂可
在水分含量不变条件下 ,降低 Aw值 ,抑制微生物的繁殖。因
此 , 添加壳聚糖 ,降低产品的水分活度 ,同时壳聚糖又是天然
防腐剂 , 具有比一般降低水分活度的吸湿剂更好的延长保质
期的效果。
2.4　不同黏均分子量壳聚糖的浓度对水分活度的影响
通过控制水解时间 , 经中性蛋白酶水解后制备出黏均分
61
科研开发 　 2008年第 1期
子量分别为 15 kD和 9 kD的壳聚糖 , 加上未水解的壳聚糖
(25kD)共 3种样品 , 分别在煮制果脯的糖液中添加 0%、
0.25%、0.5%、0.75%、1.0%、 1.25%和 1.5%的壳聚糖 ,控制
干燥时间使水分含量为 20%,测定水分活度。结果见图 4。
图 4　壳聚糖添加的浓度与产品水分活度的关系
Figure4　Therelationshipofconcentrationof
chitosanaddedandwateractivity
由图 4可见 , 添加 3种黏均分子量的壳聚糖都可以降低
果脯的水分活度。随着壳聚糖浓度的增加 , 水分活度呈下降
趋势 , 而且黏均分子量低的壳聚糖添加后 , 水分活度的下降
幅度大于黏均分子量高的壳聚糖。 在添加量为 0.25%时 , 3
个样品的水分活度都大于 0.7, 在分别添加 0.5%时 , 添加
9 kD分子量样品的水分活度为 0.68, 产品具有较好的保藏
性。 而分别添加 25 kD和 15kD壳聚糖的样品的水分活度仍
大于 0.7。虽然添加量为 0.75%或更大浓度时 , 3种样品的
水分活度全部低于 0.7,但壳聚糖浓度的增加 ,一是提高了生
产成本 , 二是由于壳聚糖的溶解度较低 , 添加难度较大。因
此 , 选择黏均分子量为 9 kD的壳聚糖 , 添加 0.5%在煮制果
脯的糖液中 , 可制备水分含量为 20%, 水分活度低于 0.7、口
感柔软的果脯。
2.5　添加壳聚糖的样品保温试验中霉菌数的变化
在糖液中添加黏均分子量为 9 kD的壳聚糖 , 添加量为
0.5%,将产品于 37 ℃下保温 , 每天测定霉菌数 ,结果见图 5。
图 5　添加壳聚糖的样品保温试验中霉菌数的变化
Figure5　Thechangeofmildewnumberofsamplesadded
chitosanatdiferentpreservingtime
从图 5可知 , 添加 0.5%、9 kD黏均分子量的壳聚糖后 ,
保温至第 7天时霉菌数为 22 CFU/g, 仍低于国家标准
50 CFU/g,也低于《绿色食品果脯》中 25CFU/g,表明壳聚糖
可以降低水分活度 , 且具有较好的抑制霉菌的效果 [ 12] 。
3　结论
果脯含水量高 , 质地柔软 ,但随着水分含量的增加 , 水分
活度提高 , 将影响产品的保质期。水分含量在一定范围内时
(<20%),总糖 26%, 37 ℃保温 7 d后 , 果脯中的细菌总数
仍低于国家卫生标准 , 表明细菌数量不是影响果脯保质期的
主要指标。水分含量为 20%的果脯 , 37 ℃保温试验中 , 第 5
天时霉菌数会超过国家标准。通过添加壳聚糖 ,降低水分活
度 , 能制备出软硬适口 、低糖 、常温下保质期为 12月 、纯天然
的番薯果脯休闲食品。
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62
第 24卷第 1期 杨锡洪等:壳聚糖延长高水分含量番薯果脯保质期的研究 　
值达到 15 mg/100 g, 且在贮藏末期 , TVB-N值才缓慢升高至
22 mg/ 100 g以上 ,同样没有出现明显的感官腐败现象。
肌蛋白质变质程度以挥发性盐基氮(TVB-N)含量衡量 ,
挥发性盐基氮为蛋白质分解产物所形成 ,包括 NH3和胺类物
质 , 具有明显异味 , 它们含量越高 , 腐败臭味就越浓 ,蛋白质
的分解变质也越严重。试验结果表明:冰温对微生物产生了
极其强大的抑制作用 ,使肌肉鲜度减弱缓慢。
3　结论
(1)在不同贮藏温度下 , 随着贮藏时间的延长 ,样品鲜
度和感官品质下降 , 细菌总数增加 , TVB-N(挥发性盐基氮)
值 、pH值也相应上升 , 且上升速度随贮藏温度的升高而加
快。可将细菌总数与 TVB-N值 、pH值相结合 ,作为鸡肉及其
制品的质量卫生评价指标。
(2)冷藏条件下 , 鸡肉中微生物生长 、蛋白质腐败非常
明显 , 保鲜期达 8 d, 且样品的 pH值有明显上升 , 出现发暗 、
发粘等感官劣化现象 。
(3)冰温能够明显抑制微生物的繁殖 , 可显著延长贮藏
样品的保鲜期。冰点调节剂的配合使用在样品贮藏后期具
有明显的辅助保鲜效果 ,且冰点调节剂 NaCl浓度越高 , 保鲜
效果越好 , 可使样品的保鲜期延长至 20 d以上 , 且同样不会
引起样品 pH值的明显上升及发暗 、发粘等感官劣化现象。
(4)使用不同的冰点调节剂处理的鸡肉 , 随着调节剂浓
度的提高 , 通过保护液的作用 , 冰点下降 , 冰温带拓宽 , 增强
了控制冷库温度的可操作性 ,易实现超冰温贮藏。
需要指出的是 , 由于样品不足 , 试验在 27d结束 ,从研究
角度考虑 , 延续试验时间很有必要 ,以便确切掌握其可能的
贮藏终点。有关鸡肉在冰温贮藏条件下其他品质的变化以
及货架期均有待进一步探索。
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