柿子汁非酶褐變抑制技術(shù)研究

李 鵬，張海生，黎畢波

(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062)

柿子汁非酶褐變抑制技術(shù)研究

李 鵬，張海生，黎畢波

(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062)

研究了柿子汁非酶褐變的影響因素以及柿子汁非酶褐變的抑制技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:加熱溫度越高、pH越大、可溶性固形物濃度越高，柿子汁的褐變度越大;天冬氨酸可以抑制柿子汁的非酶褐變，甘氨酸對(duì)柿子汁的非酶褐變有促進(jìn)作用;果糖和葡萄糖對(duì)柿子汁的非酶褐變有促進(jìn)作用;0.2%的異抗壞血酸鈉、0.02%的L－半胱氨酸和0.01%的亞硫酸氫鈉混合抑制劑可以有效抑制柿子汁的非酶褐變。

柿子汁，非酶褐變，抑制技術(shù)

Abstract:The influencing factors and the inhibition technology of non－enzymatic browning against persimmon juice were studied.The results showed that the higher the heating temperature，pH values and the concentration of soluble solids，the greater the browning degree of persimmon juice.Aspartate can inbibit non－enzymatic browning of the persimmon juice，glycine can promote non－enzymatic browning of the persimmon juice.Both fructose and glucose can promote non－enzymatic browning of the persimmon juice.Mixed inhibitors of 0.2% sodium erythorbate，0.02%L－cysteine and 0.01%sodium bisulfite can inhibit non－enzymatic browning of the persimmon juice effectively.

Key words:persimmon juice;non－enzymatic browning;inhibition

果汁褐變按其發(fā)生的機(jī)制分為酶促褐變和非酶褐變兩種類(lèi)型，果汁經(jīng)滅酶處理后，在貯存過(guò)程中發(fā)生的褐變主要為非酶褐變［1－2］。非酶褐變可以分為以下三種類(lèi)型:a.當(dāng)還原糖與氨基酸混合在一起加熱時(shí)會(huì)形成褐色“類(lèi)黑色素”，該反應(yīng)稱(chēng)為羰氨反應(yīng)，又稱(chēng)“美拉德反應(yīng)”，非還原糖在不發(fā)生水解的條件下不會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng);b.糖類(lèi)在無(wú)氨基化合物存在下加熱到其熔點(diǎn)以上，也會(huì)生成黑褐色的色素物質(zhì)，這種作用稱(chēng)為焦糖化作用;c.柑橘類(lèi)果汁再貯藏過(guò)程中色澤變暗，放出二氧化碳，抗壞血酸含量降低，這是由于抗壞血酸自動(dòng)氧化而產(chǎn)生的褐變［3－8］。非酶褐變生成的黑褐色物質(zhì)不僅影響果汁的外在感官品質(zhì)，還降低果汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，嚴(yán)重影響果汁類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)銷(xiāo)售，因此非酶褐變機(jī)理控制技術(shù)研究一直是果汁研究的重點(diǎn)［9］。柿子(Persimmon)屬柿樹(shù)科，柿屬植物，在我國(guó)種類(lèi)繁多，分布廣泛［10－11］。它的果實(shí)含有蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂肪、果膠及多種維生素和礦物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，具有清熱、止渴、生津潤(rùn)肺、化痰、健脾、止血、鎮(zhèn)咳和降血壓的作用［10－12］。并且柿子中維生素C的含量比柑橘要高出3～4倍，其豐富的維生素C能夠增強(qiáng)肝臟功能，起到護(hù)肝的作用。但是在柿子飲料加工過(guò)程中易發(fā)生褐變而嚴(yán)重影響加工品的質(zhì)量。因此，有效抑制和降低柿子果汁褐變是柿子飲料生產(chǎn)的關(guān)鍵。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

牛心柿 產(chǎn)于西安市長(zhǎng)安區(qū)。

UV－2000型可見(jiàn)分光光度計(jì) 尤尼柯儀器有限公司;YP601N型電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司;離心機(jī) 上海醫(yī)用分析儀器廠;榨汁機(jī) 廣州佳維電器實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 工藝流程

鮮柿→挑選→清洗→去皮→切片→熱燙滅酶→壓榨→酶解→離心分離→柿子汁

1.3 操作要點(diǎn)

熱燙滅酶:本實(shí)驗(yàn)研究的是非酶褐變，因此需將柿子片放入沸水中煮2min，以殺滅柿子果實(shí)中的酶;酶解:果膠酶處理果漿可以提高其出汁率，向柿子果漿中加入 0.1%的果膠酶，攪勻，靜置 30min［13］;離心分離:將過(guò)濾后得到的柿子汁在離心機(jī)中以3800r/min的轉(zhuǎn)速，離心分離20min，取上清液，得到澄清的柿子汁。

1.4 不同濃度可溶性固形物溶液的制備方法

取5個(gè)錐形瓶，依次編號(hào)，分別吸取50mL柿子汁，然后在柿子汁中分別加入蔗糖至可溶性固形物達(dá)到3%、6%、9%、12%、15%，在90℃的恒溫水浴中加熱5h，每隔1h從每個(gè)錐形瓶中吸取2mL柿子汁，測(cè)定其A420值，另外再做一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

1.5 測(cè)定方法

柿子汁褐變度的測(cè)定:在420nm波長(zhǎng)下，測(cè)定樣品的吸光值，以A420值表示樣品的褐變度。

可溶性固形物的測(cè)定:手持糖度計(jì)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 柿子汁非酶褐變的影響因素研究

2.1.1 加熱溫度對(duì)柿子汁非酶褐變的影響 由圖1可以看出，在相同的加熱時(shí)間下，加熱溫度越高，柿子汁的A420值越高，說(shuō)明加熱溫度對(duì)柿子汁非酶褐變具有明顯的促進(jìn)作用;在相同的加熱溫度條件下，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，柿子汁的A420值越高，說(shuō)明柿子汁的非酶褐變與加熱時(shí)間呈正相關(guān)。由此可知，在柿子汁的加工中應(yīng)盡量避免高溫長(zhǎng)時(shí)間的處理。

圖1 加熱溫度對(duì)柿子汁非酶褐變的影響

2.1.2 pH對(duì)柿子汁非酶褐變的影響 圖2表明，pH在2～6時(shí)，柿子汁A420值在相同加熱時(shí)間條件下與pH 的增加呈正相關(guān)，加熱5h 后，pH 為2、3、4、5、6 的柿子汁 A420值分別為0.692、0.756、0.801、0.868、0.985，分別比對(duì)照 (0.63)高 0.062、0.126、0.171、0.238、0.355;pH為2～6時(shí)，柿子汁A420值在相同的pH條件下與加熱時(shí)間的遞增呈正相關(guān)。因此，柿子汁加工中應(yīng)盡量降低pH，縮短加熱時(shí)間。

圖2 pH對(duì)柿子汁非酶褐變的影響

2.1.3 氨基酸對(duì)柿子汁非酶褐變的影響 本實(shí)驗(yàn)選取天冬氨酸和甘氨酸研究氨基酸對(duì)柿子汁非酶褐變的影響。

天冬氨酸對(duì)柿子汁非酶褐變的影響結(jié)果如圖3所示，當(dāng)天冬氨酸濃度為1%時(shí)，加熱5h后，柿子汁的A420值為0.687，比對(duì)照(0.762)低0.075;當(dāng)天冬氨酸濃度為2%時(shí)，加熱5h后，其A420值為0.624，比對(duì)照(0.762)低0.138。說(shuō)明1%和2%的天冬氨酸對(duì)柿子汁的非酶褐變具有抑制作用。

圖3 天冬氨酸對(duì)柿子汁非酶褐變的影響

甘氨酸對(duì)柿子汁非酶褐變的影響結(jié)果如圖4所示，在加熱時(shí)間相同的條件下，柿子汁的A420值與甘氨酸的濃度呈不太明顯的正相關(guān)，加熱5h后，甘氨酸濃度為1%的柿子汁的A420值為0.845，甘氨酸濃度為2%的柿子汁的 A420值為 0.924，分別比對(duì)照(0.762)高0.083和0.162。說(shuō)明甘氨酸對(duì)柿子汁的非酶褐變具有一定的促進(jìn)作用。

圖4 甘氨酸對(duì)柿子汁非酶褐變的影響

2.1.4 還原糖對(duì)柿子汁非酶褐變的影響 本實(shí)驗(yàn)選取果糖和葡萄糖兩種還原糖研究其對(duì)柿子汁非酶褐變的影響。

由圖5可以看出，加入果糖、葡萄糖的柿子汁，其A420值明顯高于對(duì)照，5h后，加入果糖和葡萄糖的柿子汁的A420值分別比對(duì)照增加了0.157和0.07，說(shuō)明果糖和葡萄糖對(duì)柿子汁的非酶褐變均有促進(jìn)作用。

圖5 還原糖對(duì)柿子汁非酶褐變的影響

2.1.5 可溶性固形物對(duì)柿子汁非酶褐變的影響 由于蔗糖不是還原糖，并且蔗糖的焦糖化反應(yīng)溫度在200℃，因此本實(shí)驗(yàn)的溫度(90℃)達(dá)不到使蔗糖發(fā)生焦糖化反應(yīng)的要求。由此可知，本實(shí)驗(yàn)若發(fā)生非酶褐變，并不是所添加的蔗糖本身發(fā)生了焦糖化反應(yīng)。因此，可以用蔗糖作為可溶性固形物來(lái)研究柿子汁的非酶褐變。

圖6表明，在90℃的加熱條件下，不同可溶性固形物的濃度對(duì)柿子汁A420值的影響。在加熱時(shí)間相同的條件下，柿子汁A420值與可溶性固形物濃度的增大呈正相關(guān)，加熱1h之后，可溶性固形物濃度為3%的柿子汁，其A420值為0.351，而可溶性固形物濃度為15%的柿子汁的 A420值為0.621，較之前者增大了0.27;在加熱溫度相同的條件下，柿子汁A420值與可溶性固形物濃度的增大呈正相關(guān)，加熱5h可溶性固形物濃度為3%和15%的柿子汁，其 A420值分別為0.777和0.975，前者是后者的1.25倍。

圖6 可溶性固形物對(duì)柿子汁非酶褐變的影響

2.2 褐變抑制劑對(duì)柿子汁非酶褐變的影響

2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn) 不同抑制劑對(duì)柿子汁非酶褐變的抑制效果如表1所示，濃度為0.2%、0.3%的異抗壞血酸鈉，0.01%、0.02%、0.03%的 L－半胱氨酸，0.01%、0.015%、0.02%的亞硫酸氫鈉對(duì)柿子汁的非酶褐變均有不同程度的抑制作用。

表1 褐變抑制劑對(duì)柿子汁褐變度的影響

2.2.2 正交實(shí)驗(yàn) 在上述單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，因素水平表如表2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。由極差分析可知，三種抑制劑對(duì)柿子汁非酶褐變抑制效果影響的主次順序?yàn)锳＞B＞C，即異抗壞血酸鈉＞L－半胱氨酸＞亞硫酸氫鈉。柿子汁非酶褐變抑制劑的最優(yōu)組合為 A2B2C1，即異抗壞血酸鈉濃度為0.2%、L－半胱氨酸濃度為0.02%、亞硫酸氫鈉濃度為0.01%，經(jīng)驗(yàn)證，該混合抑制劑對(duì)柿子汁非酶褐變具有明顯的抑制作用，可使柿子汁的A420值由0.661降為0.369。

表2 柿子汁非酶褐變抑制的L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

溫度、pH、氨基酸、還原糖、可溶性固形物的含量對(duì)柿子汁的非酶褐變均有明顯的影響，加熱溫度越高，pH越高，可溶性固形物濃度越高，柿子汁的褐變度越大;天冬氨酸對(duì)柿子汁的非酶褐變有抑制作用，甘氨酸對(duì)柿子汁的非酶褐變有促進(jìn)作用;果糖和葡萄糖對(duì)柿子汁的非酶褐變均有促進(jìn)作用;0.2%的異抗壞血酸鈉、0.02%的L－半胱氨酸和0.01%的亞硫酸氫鈉混合抑制劑可以有效抑制柿子汁的非酶褐變。

［1］劉金豹，翟衡，張靜.果汁褐變及其影響因素研究進(jìn)展［J］.飲料工業(yè)，2004，3(3):1－5.

［2］喬勇進(jìn)，徐芹，方強(qiáng)，等.溫度、pH對(duì)梨汁非酶褐變影響的研究［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，24(3):6－9.

［3］楊克同.食品加工中非酶褐變反應(yīng)對(duì)風(fēng)味的影響［J］.食品科學(xué)，1983(10):1－3.

［4］Geoffrey Ge Pan，Laurence D，Melton.Nonenzymatic Browning of Lactose and Caseinate during Dry Heating at different Relative Humidities［J］.J Agric Food Chem，2007，55(24):10036－10042.

［5］Satu M，Lievonen，Tommi J，et al.Nonenzymatic Browning in Food Models in the Vicinity of the Glass Transition:Effects of Fructose，Glucose and Xylose as Reducing Sugar［J］.J Agric Food Chem，2007，50(24):7034－7041.

［6］蔡妙顏，肖凱軍，袁向華.美拉德反應(yīng)與食品工業(yè)［J］.食品工業(yè)科技，2003(7):90－93.

［7］龔巧玲，張建文，劉書(shū)來(lái)，等.食品中的美拉德反應(yīng)及其影響［J］.食品工業(yè)科技，2009(2):330－338.

［8］李慧蕓.油棗非酶褐變影響因素及其控制技術(shù)的研究［D］.陜西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.

［9］王漢屏，王浩東.儲(chǔ)藏過(guò)程中棗汁非酶褐變的研究［J］.食品工業(yè)科技，2008(10):237－239.

［10］蔡健，宋華，徐良，等.柿子資源開(kāi)發(fā)利用［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，2005，26(11):115－117.

［11］劉月梅，白衛(wèi)東，魯周民，等.我國(guó)柿子加工研究進(jìn)程［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，22(2):152－155.

［12］王同陽(yáng)，葛邦國(guó).蜂蜜－柿子汁發(fā)酵飲料的研制［J］.食品科技，2007(8):205－208.

［13］龐彩霞，金英姿.果膠酶在果蔬飲料中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2008(1):81－82.

Inhibition technology of non－enzymatic browning against persimmon juice

LI Peng，ZHANG Hai－sheng，LI Bi－bo
(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)

TS255.1

B

1002－0306(2010)08－0271－04

2009－09－17

李鵬(1985－)，男，碩士研究生，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。