烫漂过程中荠菜过氧化物酶失活动力学模型研究

吴海燕; 施晓玲; 袁秋梅

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022060096

烫漂过程中荠菜过氧化物酶失活动力学模型研究

吴海燕^{1, 2,},
施晓玲³,
袁秋梅^{1, 2}

1.
南通科技职业学院，江苏南通 226007
2.
南通市农业生物技术重点实验室，江苏南通 226007
3.
南通市食品药品监督检验中心，江苏南通 226006

基金项目: 南通市社会民生科技项目（MS12020058）

详细信息

作者简介:
吴海燕（1978−），女，硕士，副教授，研究方向：农产品综合利用与食品安全，E-mail：why022@126.com

中图分类号: TS255.1
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出版历程
- 收稿日期: 2022-06-12
- 网络出版日期: 2022-12-30
- 刊出日期: 2023-02-28

Kinetic Models of Peroxidase Inactivation in Capsella bursa-pastoris during Blanching

WU Haiyan^{1, 2,},
SHI Xiaoling³,
YUAN Qiumei^{1, 2}

1.
Nantong College of Science and Technology, Nantong 226007, China
2.
Nantong Key Laboratories of Agrobiotechnology, Nantong 226007, China
3.
Nantong Food and Drug Supervision and Inspection Center, Nantong 226006, China

摘要

摘要: 采用一级动力学模型、Weibull分布模型、Logistic模型对荠菜烫漂过程中过氧化酶失活动力学模型进行拟合。以决定系数（R²）、卡方（x²）、均方根误差（RMSE）、精确因子（A_f）、偏差因子（B_f）等为评价指标，分析模型的拟合效果。利用模型预测不同烫漂温度的烫漂工艺条件，同时以维生素C的含量为指标，评价不同烫漂工艺对维生素C含量的影响。结果表明：Logistic模型拟合烫漂过程中荠菜过氧化物失活动力学效果好，拟合精度高，拟合值与实测值偏差小，其决定系数R²为0.9980，x²为0.96×10⁻⁴，RMSE为0.0097，A_f为1.1304，B_f为1.0070。在过氧化物酶95%失活的条件下，依据Logistic模型预测，100 ℃下烫漂20 s，80 ℃下烫漂287 s，POD相对酶活在0.050±0.001之间；烫漂后维生素C含量也存在显著性差异，高温短时烫漂后的维生素C损失较少。POD失活动力学模型预测烫漂工艺条件，可以减少维生素C等热敏性营养成分损失。
- 荠菜 /
- 过氧化物酶 /
- 烫漂 /
- 动力学模型
Abstract: The inactivation kinetic of peroxidase in Capsella bursa-pastoris during blanching was evaluated using first-order, Weibull, and Logistic models. The goodness-of-fit of the three tested models was assessed using the coefficient of determination (R²), chi-square (x²), root mean square error (RMSE), accuracy factor (A_f), bias factor (B_f). Moreover, the best goodness-of-fit model was used to predict the blanching process according to the content of vitamin C. The results indicated that the Logistic model was most suitable than other models for predicting POD inactivation. The performance of the Logistic model indicated a strong fit by the high coefficient of determination (R²=0.9980) and low prediction error (x²=0.96×10⁻⁴, RMSE=0.0097, A_f=1.1304, B_f=1.0070). While the blanching inactivated 95% peroxidase activity in Capsella bursa-pastoris, the relative enzyme activity of POD was 0.050±0.001 after blanching at 100 ℃ for 20 s and 80 ℃ for 287 s according to Logistic model. There was a significant difference in vitamin C content after blanching, high-temperature-short-time blanching could reduce the loss of vitamin C. The inactivation kinetic model of POD can predict the blanching process conditions, which can reduce the loss of heat-sensitive nutrients such as vitamin C.
- Capsella bursa-pastoris /
- peroxidase /
- blanching /
- kinetic model

HTML全文

荠菜是十字花科荠属草本植物，全草均可食用，也可入药^[1]。荠菜叶嫩根硕，风味独特，且营养丰富^[2-6]，具有多种保健功效^[7-11]，深受消费者的喜爱。但是荠菜不耐贮藏，且贮藏期过氧化物酶（POD）活性增强^[12]，POD能促进荠菜酶促褐变，导致营养成分（如维生素C）的氧化，产生不良风味，进而影响产品风味、色泽、质地等^[13-15]。荠菜速冻是解决荠菜不耐贮藏的有效方法，其能较好地保持荠菜品质，且货架期长、食用方便。

速冻荠菜预处理工序烫漂可以钝化氧化酶活性，从而抑制酶促褐变；烫漂还影响产品的其他质量属性^[16-19]，它可以杀死部分微生物，减少微生物初始菌落数量，保证产品品质。SHIN等^[20]在100 ℃条件下烫漂荠菜30 s可以最大程度减少速冻荠菜品质劣变。POD是果蔬中耐热性最强的酶，果蔬烫漂通常以烫漂后POD相对酶活性作为判断烫漂终点的标准^[21-23]。程玉静等^[24]优化荠菜烫漂工艺，确定烫漂终点POD相对酶活在0.03～0.07之间。姜永平等^[25]优化烫漂荠菜工艺，确定烫漂终点POD相对酶活为0.082。同时热烫也会对荠菜中热敏性营养成分、质地有负面影响^[16]。维生素C是热不稳定，烫漂后维生素C的保存量可以作为其他营养成分保存情况的指标^[16,26-28]。康三江等^[21]研究烫漂对速冻苹果维生素C含量的影响，烫漂后速冻苹果中维生素C的损失为12.16%；不烫漂直接速冻的苹果维生素C的损失为20.13%。

为了探究荠菜烫漂预处理过程中不同烫漂工艺对热敏性营养成分损失的影响，以新鲜散叶荠菜为原料，采用热水烫漂，测定烫漂后POD的相对酶活，研究荠菜POD的失活动力学并建立POD失活动力学模型；通过动力学模型预测烫漂工艺条件，在保证POD酶活性受到抑制的前提下，探讨不同烫漂工艺条件对维生素C损失的影响，以期为荠菜速冻生产实践中如何最大限度减少烫漂对品质的负面影响、尽可能地保护热敏性营养成分提供参考。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

荠菜　江苏中宝食品有限公司（荠菜品种为散叶荠菜，2月份整株采收，2 h内运回实验室，冰箱4 ℃冷藏12 h进一步实验）；维生素C标准品（色谱纯）　Sigma公司；草酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、双氧水、愈创木酚等试剂（均为分析纯）　国药集团。

TU1901双通道紫外可见分光光度计　北京通用普析公司；Waters双通道紫外检测器高效液相色谱仪　Waters公司；BS 124S电子天平（精确度0.1 mg）　Sartorius公司；SL8R高速冷冻离心机　Thermo公司；HR2084食品制样器　飞利浦公司；HHS11−8数显恒温水浴锅　常州金坛精达仪器制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 荠菜烫漂

参照程玉静等^[24]的方法并稍作修改。挑选新鲜无虫害、无抽薹的荠菜，去除泥沙、黄叶，洗净沥干水分。称取一定量的荠菜在一定温度条件下（80、85、90、95、100 ℃）漂烫一定时间（20、30、40、50、60、70、80、100、120、150、180 s），烫漂后POD相对酶活力小于0.10时停止实验^[25]，漂烫结束后迅速用冰水冷却终止反应，沥干表面水分后再进行下一步实验。

1.2.2 酶液提取

参照程玉静等^[24]的方法并稍作修改。荠菜放入预冷的研钵中，加入适量0.05 mol/L预冷的磷酸盐缓冲溶液（pH7.0）在冰水浴上研磨成匀浆，转入离心管中在4 ℃、9000 r/min下离心5 min，上清液转入50 mL的容量瓶，用磷酸盐缓冲溶液（pH7.0）定容，贮存于冰箱。

1.2.3 酶活测定

参照曾韶西等^[29]的方法并稍作修改。以3 mL磷酸缓冲溶液（pH7.0）作为空白溶液，在比色皿中加入2 mL 0.1%愈创木酚溶液、0.8 mL0.15%双氧水溶液，迅速加入0.2 mL POD提取液混匀，在470 nm波长处测定POD反应液3 min吸光度变化，以每分钟吸光度变化0.01为1个POD活力单位。

活 力

$\rm{POD}活力(U/g\cdot {min})=\frac{\Delta {A}_{470}\times {V}_{T}}{m\times 0.01\times t\times {V}_{S}}$

(1)

式中：ΔA₄₇₀：POD反应液在波长470 nm处吸光度的变化绝对值；m为样品质量，g；t为3 min；V_T为提取POD总体积，mL；V_S为测定时取用POD体积，mL。

POD相对酶活为烫漂后POD残余酶活力P_t与初始酶活力P₀之比。

1.2.4 维生素C含量测定

采用反相高效液相色谱法测定维生素C的含量，以0.1%草酸为流动相，C₁₈色谱柱分离，采用紫外检测器检测，外标法定量计算维生素C的含量^[30]。根据公式（2）计算维生素C的含量。

维 生 素 含 量

$\rm 维生素\text{C}含量(mg/100\;g)=\frac{c\times V\times 100}{m\times 1000}$

(2)

式中：c为待测荠菜的维生素C浓度，μg/mL；V为样品定容的体积，mL；m荠菜的质量，g。

1.2.5 动力学模型

1.2.5.1 一级动力学模型

一级动力学模型是酶失活动力学特性研究中最常用的模型，模型假设酶结构中某一化学键破坏导致酶的失活，研究反应速率常数与酶活性的动力学关系^[26-27]。根据公式（3）计算荠菜烫漂POD失活动力学参数。

$\rm \frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}} = {{\text{e}}^{{{ - kt}}}}$

(3)

式中：P_t为荠菜烫漂t秒后POD活力， $\mathrm{U}/\mathrm{g}\cdot \mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}$ ；P₀为未烫漂荠菜的POD活力， $\mathrm{U}/\mathrm{g}\cdot \mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}$ ；k为反应速率常数，s⁻¹；t烫漂时间，s。

1.2.5.2 Weibull分布模型

Weibull分布模型已经成功应用于食品加热干燥、烫漂过程模拟^[28]。根据公式（4）Weibull分布模型累积函数模拟荠菜的烫漂POD失活参数。

$\rm \frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}} = {{\text{e}}^{{{ - b}}{{\text{t}}^{\text{n}}}}}$

(4)

式中：t烫漂时间，s；b，n是与温度有关的参数；n决定 $\ln\displaystyle \frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}}$ 对t的函数图像形状，n>1，函数图像向上凸；n<1，函数图像向下凸；n=1，函数图像是直线；n在一定温度范围内，受温度影响小，可以近似认为是常数。

1.2.5.3 Logistic模型

Logistic模型已被应用于多酚氧化酶（PPO）残存酶活性^[15]。根据公式（5）模拟荠菜的烫漂POD失活参数。

$\frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}} = \frac{{{{\text{A}}_{{\text{max}}}} - {{\text{A}}_{{\text{min}}}}}}{{1+{{\displaystyle\left(\frac{{\text{t}}}{{{{\text{t}}_{50}}}}\right)}^{\delta}}}}+{{\text{A}}_{\min }}$

(5)

式中：t烫漂时间，s ；t₅₀是POD相对酶活为0.50时所需的烫漂时间，s；δ是曲线参数；A_max是 $\displaystyle\frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}}$ 最大值；A_min是 $\displaystyle\frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}}$ 最小值； $\displaystyle \frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}}$ 最大值为1，最小值为0，公式（5）就可以简化为 $\displaystyle \frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}} = \frac{1}{{1+{{\displaystyle \left(\frac{{\text{t}}}{{{{\text{t}}_{50}}}}\right)}^{\delta}}}}$ 。

1.2.5.4 模型拟合度的评价

利用决定系数（R²）、卡方（x²）、均方根误差（RMSE）来评价模型拟合度。R²越接近1，x²、RMSE越小，模型的拟合度越好^[31]。精确因子（A_f）、偏差因子（B_f）来评价模型预测值的准确性。A_f始终≥1，当A_f=1表明所有预测值与实验值均相等，A_f越接近于1，预测值与实验值越接近，模型的精确度越高；B_f>1，实验值大于预测值，B_f=1，实验值等于预测值，B_f<1，实验值小于预测值，B_f越接近1，模型预测偏差越小，结果越可靠^[15]。

${{{R}}^2} = 1 - \frac{{\displaystyle \sum\limits_{{\rm i} = 1}^{\rm{N}} {{{({{\text{Y}}_{{\text{mi}}}} - {{\text{Y}}_{\rm{i}}})}^2}} }}{{\displaystyle \sum\limits_{{\rm{i}} = 1}^{\rm{N}} {{{(\overline {{{\text{Y}}_{{\text{mi}}}}} - {{\text{Y}}_{\rm{i}}})}^2}} }}$

(6)

${{\text{x}}^2} = 1 - \frac{{\displaystyle \sum\limits_{{\rm i} = 1}^{\rm{N}} {{{({{\text{Y}}_{{\text{mi}}}} - {{\text{Y}}_{\rm{i}}})}^2}} }}{{{\text{N}} - {\text{n}}}}$

(7)

${\text{RMSE}} = \sqrt {\frac{{\displaystyle \sum\limits_{{\rm{i}} = 1}^{\rm{N}} {{{({{\text{Y}}_{{\text{mi}}}} - {{\text{Y}}_{\rm{i}}})}^2}} }}{{\text{N}}}}$

(8)

$\rm {{\text{A}}_{\text{f}}} = {10^{ \dfrac{{\textstyle\sum {\left| {\lg \textstyle\frac{{{{\text{Y}}_{{\text{mi}}}}}}{{{{\text{Y}}_{\text{i}}}}}} \right|} }}{{\text{N}}}}}$

(9)

$\rm {{\text{B}}_{\text{f}}} = {10^{\dfrac{{\textstyle\sum {{\text{l}}g\textstyle\frac{{{{\text{Y}}_{{\text{mi}}}}}}{{{{\text{Y}}_{\text{i}}}}}} }}{{\text{N}}}}}$

(10)

式中：Y_mi和Y_i分别为模型拟合和实验测得 $\displaystyle \frac{{{{\text{P}}_{\text{t}}}}}{{{{\text{P}}_0}}}$ 值；N为某一温度下烫漂实验次数；n为模型考察的参数个数。

1.3 数据处理

每个实验都平行重复3次，实验结果以平均值±标准偏差表示。使用软件Excel 2010、Origin 2022处理实验数据并绘图；使用软件Excel 2010进行差异显著性分析，显著性水平P<0.05。

2. 结果与分析

2.1 新鲜荠菜的POD酶活力与维生素C含量

POD初始酶活力为（3695.67±31.86）U/g·min；新鲜荠菜的维生素C含量为（54.88±0.22）mg/100 g。

2.2 POD失活特性

烫漂温度、时间是相对酶活的重要影响因素。80 ℃条件下烫漂180 s POD相对酶活为0.0957，而100 ℃条件下烫漂20 s POD相对酶活为0.0505。在不同烫漂温度下，POD相对酶活对烫漂时间（t）作图，实验结果如图1所示。

图 1 漂烫温度和时间对POD活力的影响

Figure 1. Effect of blanching temperature and time on the activities of POD

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烫漂温度、时间对POD相对酶活影响与POD的结构有关^[32-33]，POD是一类氧化还原酶，在同一样品中，POD表现不同耐热性，有些POD与碳水化合物结合，以糖基化蛋白酶形式存在，有较高的耐热性^[28]。图1中同一烫漂时间，POD相对酶活随着烫漂温度升高而降低。同一烫漂温度，起始阶段相对酶活随烫漂时间延长迅速下降，温度越高，下降速度越快；随着烫漂时间延长，相对酶活最终趋向平缓。这是因为同一烫漂时间，温度越高，POD酶蛋白越容易与辅基分离，酶蛋白越容易失活。同一烫漂温度，起始阶段游离POD酶迅速失活，中间过渡区域则是不同耐热性的POD同工酶表现出来的活性，最终平缓阶段代表少量耐热POD有活性。

2.3 酶失活模型

分别用一级动力学模型、Weibull分布模型、Logistic模型拟合荠菜烫漂中POD失活情况，以POD相对酶活（P_t/P₀）对烫漂时间（t）作图，模拟值与实验值对比如图2～图4所示。模型相关参数见表1。

图 2 一级动力学模型POD活性预测值与实验值

Figure 2. The predicted values by the first-order kinetic model and experimental values of POD activity

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图 3 Weibull分布模型POD活性预测值与实验值

Figure 3. The predicted values by the Weibull distribution model and experimental values of POD activity

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图 4 Logistic模型POD活性预测值与实验值

Figure 4. The predicted values by the Logistic model and experimental values of POD activity

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表 1 烫漂过程POD 失活动力学模型参数

Table 1. Results on the parameters of the models fitted to inactivation kinetics of POD enzymes

模型	参数	温度（℃）
模型	参数	100	95	90	85	80
一级动力学	k（s⁻¹）	0.14261	0.06061	0.03015	0.02290	0.01702
	R²	0.99855	0.99534	0.99353	0.99835	0.99431
	x²（×10⁻⁴）	1.55270	4.58211	5.40682	1.31361	4.22113
	RMSE	0.01174	0.02019	0.02193	0.01086	0.01966
Weibull分布	b（s⁻ⁿ）	1.07403	0.10453	0.05246	0.02699	0.02419
	n	0.34537	0.83644	0.85189	0.95784	0.91408
	R²	0.99990	0.99602	0.99844	0.99872	0.99661
	x²（×10⁻⁴）	0.10502	3.91630	1.30694	1.01958	2.51597
	RMSE	0.00286	0.01745	0.01008	0.00903	0.01449
Logistic	t₅₀（s）	2.13329	12.6434	21.5390	29.4027	38.4014
	δ	1.31881	1.96486	1.50881	1.57949	1.46365
	R²	0.99990	0.99851	0.99877	0.99906	0.99757
	x²（×10⁻⁴）	0.10405	1.46539	1.03061	0.74749	1.80041
	RMSE	0.00285	0.01070	0.00895	0.00773	0.01225

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由图2～图4拟合曲线可以看出，三个模型能对POD失活动力曲线进行拟合。由表1可知三个模型的R²>0.99，说明三个模型能解释99%以上实验数据的变异性。为进一步比较三个模型的可靠性，将实验值与模型预测值散点分布进行比较，衡量模型预测值和实测值是否一致，结果见图5～图10。

图 5 一级动力学模型残差值和预测值的分布图

Figure 5. Distribution of residual and predicted values from first-order kinetic model

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图 6 一级动力学模型预测值和实验值的分布图

Figure 6. Distribution of predicted and measured values from first-order kinetic model

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图 7 Weibull 分布模型残差值和预测值的分布图

Figure 7. Distribution of residual and predicted values from Weibull distribution model

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图 8 Weibull分布模型预测值和实验值的分布图

Figure 8. Distribution of predicted and measured values from Weibull distribution model

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图 9 Logistic模型残差值和预测值的分布图

Figure 9. Distribution of residual and predicted values from Logistic model

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图 10 Logistic模型预测值和实验值的分布图

Figure 10. Distribution of predicted and measured values from Logistic model

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从模型的分布图可以看出，一级动力学模型预测值的残差散点分布在零值线的±0.04范围内，Weibull分布模型和Logistic模型预测值的残差散点分布在零值线的±0.006范围内。残差散点分布越接近零值线，预测的准确性越好^[25]，因此Weibull分布模型和Logistic模型预测值准确性要高于一级动力学模型。一级动力学模型实际上是Weibull分布模型中参数n=1的一种特殊情形，且该模型的假设POD一级结构破坏就失活，忽略POD酶本身结构的复杂性，导致预测结果残差值偏大。以同一模型预测值对实验值进行直线回归，直线回归结果评价见表2。

表 2 模型评价参数比较

Table 2. Comparison of the evaluation parameters of models

模型	拟合方程	A_f	B_f	x²（×10⁻⁴）	RMSE	R²
一级动力学	y=1.0427x−0.0156	2.3999	0.4300	3.50	0.0183	0.9959
Weibull分布	y=1.0018x−0.0024	1.1797	0.9423	1.64	0.0125	0.9968
Logistic	y=1.0004x+0.0002	1.1304	1.0070	0.96	0.0097	0.9980

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由表2可知，Logistic模型的A_f、B_f比一级动力学模型、Weibull分布模型更接近1，其模型的x²、RMSE最小，说明Logistic模型预测值与实测值最接近^[15]；Logistic模型预测值对实验值回归方程的决定系数为0.9980，大于一级动力学模型和Weibull分布模型，表明Logistic模型可靠性优于其他模型，能更好拟合荠菜烫漂中POD酶失活的动力学曲线。

2.4 模型应用

热烫会导致蔬菜中水溶性营养成分和热敏性营养成分损失^[16]，黄晓杰等^[27]研究发现漂烫时间越长，水溶维生素C损失越多，维生素C损失受时间因素影响要比温度影响大。烫漂会导致荠菜中维生素C发生损失，但是烫漂也是速冻荠菜钝化POD酶活性、防止氧化褐变，保存维生素C含量的有效方法。研究表明，蔬菜烫漂终止时保留一定POD活性，产品品质反而更好^[23,28]；各种速冻蔬菜获得最佳品质的条件是烫漂后POD相对酶活不超过0.10^[16]，以0.05左右为宜^[34-36]。根据Logistic模型，预测80～100 ℃烫漂，荠菜POD相对酶活在0.05水平需要的烫漂时间，为了便于实验，烫漂时间取整数，测定烫漂后荠菜中POD相对酶活和维生素C的含量，结果见表3。

表 3 POD相对酶活为0.05条件下的不同烫漂条件及维生素C含量

Table 3. Blanching conditions under the 0.05 relative enzyme activity of POD in Capsella bursa-pastoris and corresponding vitamin C contents

温度（℃）	预测烫漂时间t（s）	实际烫漂时间t（s）	P_t/P₀	维生素C含量（mg/100 g）
100	19.89192	20	0.04979	47.62±0.11^a
95	56.58163	57	0.04997	44.59±0.29^b
90	151.6178	152	0.05014	41.41±0.33^c
85	189.6646	190	0.04970	34.20±0.22^d
80	287.0923	287	0.05018	32.09±0.26^e
注：维生素C含量数据列中不同字母表示经单因素方差分析，不同样本差异显著，P<0.05。

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由表3可知，依据Logistic模型预测不同温度下烫漂时间，POD相对酶活在0.050±0.001之间，验证了模型预测的准确性。在POD相对酶活0.05水平下，温度越高所需要的烫漂时间越短，100℃下需烫漂20 s，而80℃下则需烫漂287 s。烫漂后维生素C含量也存在显著性差异（P<0.05），100 ℃下烫漂20 s后，维生素C含量47.62±0.11 mg/100 g；80 ℃下烫漂287 s，维生素C含量32.09±0.26 mg/100 g，高温短时烫漂维生素C损失较少，这与AGÜERO等^[37]的研究结果一致。通过动力学模型预测烫漂工艺条件，可以确保在钝化POD酶活性的提前下减少维生素C等热敏性营养成分损失。

3. 结论

利用一级动力学模型、Weibull分布累积形式、Logistic模型对POD失活动力学进行拟合，三个模型决定系数R²>0.99。通过对三个模型预测值与实验值比较，Logistic模型的A_f最接近1，预测值与真实值最接近，因此三个模型中Logistic模型拟合POD失活动力学效果最好。Logistic模型决定系数R²为0.9980，x²为0.96×10⁻⁴，RMSE为0.0097，A_f为1.1304，B_f为1.0070，Logistic模型拟合精度高，预测值准确度高。

依据Logistic模型预测，100 ℃下烫漂20 s，80 ℃下烫漂287 s，POD相对酶活在0.050±0.001之间；烫漂后维生素C 含量也存在显著性差异，高温短时烫漂后的维生素C损失较少。烫漂过程POD失活动力学模型预测烫漂工艺条件，可以减少烫漂对产品热敏性营养成分损失，为荠菜速冻生产实践中烫漂如何最大限度减少对品质的负面影响提供实践指导；同时也为其他蔬菜烫漂提供模型拟合的理论参考。

图 1 漂烫温度和时间对POD活力的影响

Figure 1. Effect of blanching temperature and time on the activities of POD

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图 2 一级动力学模型POD活性预测值与实验值

Figure 2. The predicted values by the first-order kinetic model and experimental values of POD activity

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图 3 Weibull分布模型POD活性预测值与实验值

Figure 3. The predicted values by the Weibull distribution model and experimental values of POD activity

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图 4 Logistic模型POD活性预测值与实验值

Figure 4. The predicted values by the Logistic model and experimental values of POD activity

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图 5 一级动力学模型残差值和预测值的分布图

Figure 5. Distribution of residual and predicted values from first-order kinetic model

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图 6 一级动力学模型预测值和实验值的分布图

Figure 6. Distribution of predicted and measured values from first-order kinetic model

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图 7 Weibull 分布模型残差值和预测值的分布图

Figure 7. Distribution of residual and predicted values from Weibull distribution model

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图 8 Weibull分布模型预测值和实验值的分布图

Figure 8. Distribution of predicted and measured values from Weibull distribution model

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图 9 Logistic模型残差值和预测值的分布图

Figure 9. Distribution of residual and predicted values from Logistic model

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图 10 Logistic模型预测值和实验值的分布图

Figure 10. Distribution of predicted and measured values from Logistic model

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表 1 烫漂过程POD 失活动力学模型参数

Table 1 Results on the parameters of the models fitted to inactivation kinetics of POD enzymes

模型	参数	温度（℃）
模型	参数	100	95	90	85	80
一级动力学	k（s⁻¹）	0.14261	0.06061	0.03015	0.02290	0.01702
	R²	0.99855	0.99534	0.99353	0.99835	0.99431
	x²（×10⁻⁴）	1.55270	4.58211	5.40682	1.31361	4.22113
	RMSE	0.01174	0.02019	0.02193	0.01086	0.01966
Weibull分布	b（s⁻ⁿ）	1.07403	0.10453	0.05246	0.02699	0.02419
	n	0.34537	0.83644	0.85189	0.95784	0.91408
	R²	0.99990	0.99602	0.99844	0.99872	0.99661
	x²（×10⁻⁴）	0.10502	3.91630	1.30694	1.01958	2.51597
	RMSE	0.00286	0.01745	0.01008	0.00903	0.01449
Logistic	t₅₀（s）	2.13329	12.6434	21.5390	29.4027	38.4014
	δ	1.31881	1.96486	1.50881	1.57949	1.46365
	R²	0.99990	0.99851	0.99877	0.99906	0.99757
	x²（×10⁻⁴）	0.10405	1.46539	1.03061	0.74749	1.80041
	RMSE	0.00285	0.01070	0.00895	0.00773	0.01225

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表 2 模型评价参数比较

Table 2 Comparison of the evaluation parameters of models

模型	拟合方程	A_f	B_f	x²（×10⁻⁴）	RMSE	R²
一级动力学	y=1.0427x−0.0156	2.3999	0.4300	3.50	0.0183	0.9959
Weibull分布	y=1.0018x−0.0024	1.1797	0.9423	1.64	0.0125	0.9968
Logistic	y=1.0004x+0.0002	1.1304	1.0070	0.96	0.0097	0.9980

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表 3 POD相对酶活为0.05条件下的不同烫漂条件及维生素C含量

Table 3 Blanching conditions under the 0.05 relative enzyme activity of POD in Capsella bursa-pastoris and corresponding vitamin C contents

温度（℃）	预测烫漂时间t（s）	实际烫漂时间t（s）	P_t/P₀	维生素C含量（mg/100 g）
100	19.89192	20	0.04979	47.62±0.11^a
95	56.58163	57	0.04997	44.59±0.29^b
90	151.6178	152	0.05014	41.41±0.33^c
85	189.6646	190	0.04970	34.20±0.22^d
80	287.0923	287	0.05018	32.09±0.26^e
注：维生素C含量数据列中不同字母表示经单因素方差分析，不同样本差异显著，P<0.05。

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参考文献(37)

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 荠菜烫漂
1.2.2 酶液提取
1.2.3 酶活测定
1.2.4 维生素C含量测定
1.2.5 动力学模型
1.2.5.1 一级动力学模型
1.2.5.2 Weibull分布模型
1.2.5.3 Logistic模型
1.2.5.4 模型拟合度的评价
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 新鲜荠菜的POD酶活力与维生素C含量
2.2 POD失活特性
2.3 酶失活模型
2.4 模型应用
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 荠菜烫漂
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1.2.4 维生素C含量测定
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1.2.5.1 一级动力学模型
1.2.5.2 Weibull分布模型
1.2.5.3 Logistic模型
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2.2 POD失活特性
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3. 结论

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烫漂过程中荠菜过氧化物酶失活动力学模型研究

作者简介: 吴海燕（1978−），女，硕士，副教授，研究方向：农产品综合利用与食品安全，E-mail：why022@126.com

计量

出版历程

Kinetic Models of Peroxidase Inactivation in Capsella bursa-pastoris during Blanching

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.2 实验方法

1.2.1 荠菜烫漂

1.2.2 酶液提取

1.2.3 酶活测定

1.2.4 维生素C含量测定

1.2.5 动力学模型

1.2.5.1 一级动力学模型

1.2.5.2 Weibull分布模型

1.2.5.3 Logistic模型

1.2.5.4 模型拟合度的评价

1.3 数据处理

2. 结果与分析

2.1 新鲜荠菜的POD酶活力与维生素C含量

2.2 POD失活特性

2.3 酶失活模型

2.4 模型应用

3. 结论

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目录

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.2 实验方法

1.2.1 荠菜烫漂

1.2.2 酶液提取

1.2.3 酶活测定

1.2.4 维生素C含量测定

1.2.5 动力学模型

1.2.5.1 一级动力学模型

1.2.5.2 Weibull分布模型

1.2.5.3 Logistic模型

1.2.5.4 模型拟合度的评价

1.3 数据处理

2. 结果与分析

2.1 新鲜荠菜的POD酶活力与维生素C含量

2.2 POD失活特性

2.3 酶失活模型

2.4 模型应用

3. 结论

作者简介:
吴海燕（1978−），女，硕士，副教授，研究方向：农产品综合利用与食品安全，E-mail：why022@126.com