混合香蕉漿的制備工藝及其低溫保鮮技術(shù)研究

葉瓊娟，楊公明，杜 冰，梁 亮，張全凱

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州510642)

香蕉是熱帶特色水果，不僅產(chǎn)量高，栽培效益好，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，功能多而成為全球鮮果消費(fèi)量最多、世界貿(mào)易量最大的水果。廣東香蕉雖然體形小，但香味濃郁，果肉嫩滑，很適于加工。但香蕉果肉極易褐變、風(fēng)味和功能難以保持，且不易貯存。有研究證明，去皮、切片、打漿處理對(duì)香蕉酶促褐變的影響程度由大到小為:打漿＞切片＞去皮，且打漿時(shí)間越長(zhǎng)，褐變程度越高［1］。目前，果蔬漿的保鮮方法有超高壓保鮮、臭氧保鮮、超高溫瞬時(shí)滅菌保鮮、低溫保鮮、化學(xué)保鮮、天然抑菌劑保鮮等［2］，最理想的方法是低溫保鮮。液浸式超速冷凍是一種新型的低溫保鮮技術(shù)，該技術(shù)利用液體冷媒，傳熱系數(shù)是空氣的20多倍，能耗低，凍結(jié)速度快，使物料能夠快速通過最大冰晶生成區(qū)，形成的冰晶小，不嚴(yán)重?fù)p傷細(xì)胞組織，從而保存了食物的原汁與香味，且能保存較長(zhǎng)時(shí)間［3］。目前速凍技術(shù)已廣泛用于果蔬、蕈類、米面類、肉及肉制品的保鮮中［3］，而對(duì)于液浸式超速冷凍技術(shù)保鮮的研究則較少，崔靜等人［4］利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了楊梅的保鮮。本文針對(duì)香蕉極易褐變和果漿不易保鮮等難題，通過不同品種香蕉的生物學(xué)特性研究、香蕉漿護(hù)色工藝研究，以及一次、二次超速冷凍，和一般緩凍(指常見冰箱或冷庫(kù)冷凍)三種不同低溫保鮮技術(shù)研究，確定了香蕉漿的制備和保鮮技術(shù)，該技術(shù)基本解決了新鮮和貯藏香蕉漿色澤褐變的問題，能較好地保持其原有的風(fēng)味。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香牙蕉、大蕉、粉蕉 市售(食品級(jí));檸檬酸、VC廣州市一德路批發(fā)市場(chǎng)(食品級(jí));谷胱甘肽(GSH) 北京索萊寶科技有限公司(食品級(jí));乙醇、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、30%H2O2分析純。

DK－98－II電子調(diào)控萬用電爐 天津市泰斯特儀器有限公司;DS－1高速組織搗碎機(jī) 上海標(biāo)本模型廠;FJ－200高速分散均質(zhì)機(jī) 上海標(biāo)本模型廠制造;阿貝折光儀泰光牌309217型 江門市蓬江區(qū)易成化玻儀器有限公司;DF－110型電子分析天平 常熟衡器工業(yè)有限公司;PL.203電子精密天平 梅特勒托利多儀器(上海)有限公司;液浸式超速冷凍設(shè)備 廣東科奇超速凍科技有限公司;TC－PIIG型全自動(dòng)色差計(jì) 北京光學(xué)儀器廠;SNB－1型數(shù)顯粘度計(jì) 上海方瑞儀器有限公司;DDS－11A型電導(dǎo)率儀 上海雷磁儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 香蕉漿原料的選擇 分別考察香牙蕉、大蕉和粉蕉的營(yíng)養(yǎng)及果漿特點(diǎn)，研究三種香蕉按不同的質(zhì)量比制備混合香蕉漿的綜合評(píng)價(jià)值，以獲得最佳香蕉漿原料。

1.2.2 護(hù)色方式

1.2.2.1 護(hù)色液配比優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 香蕉剝皮后極易褐變，為保護(hù)香蕉色澤，本文研究適宜的護(hù)色液配方。用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)護(hù)色劑檸檬酸(A)、GSH(B)和VC進(jìn)行優(yōu)化。選用L9(34)，因素－水平設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)因素與水平表Table 1 Factors and levels in orthogonal experiment design

1.2.2.2 熱燙對(duì)酶活力的影響 白永亮等人［5］的研究表明，引起成熟香蕉褐變的主要酶為多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)。本實(shí)驗(yàn)在護(hù)色液進(jìn)行一次護(hù)色的基礎(chǔ)上，對(duì)香蕉進(jìn)行熱燙處理進(jìn)行二次滅酶護(hù)色，研究熱燙對(duì)PPO和POD酶活力的影響。

1.2.3 不同低溫保鮮工藝

1.2.3.1 一次速凍工藝流程 三種市售香蕉(九成熟)→剝皮、去絲絡(luò)→稱重→切片→護(hù)色→滅酶→打漿→均質(zhì)→包裝→預(yù)冷→速凍→解凍→分析測(cè)定

1.2.3.2 二次速凍工藝流程 三種市售香蕉(九成熟)→剝皮、去絲絡(luò) →稱重→ 護(hù)色→包裝 → 預(yù)冷 → 速凍→打漿→均質(zhì)→包裝→二次速凍→解凍→分析測(cè)定

1.2.3.3 緩凍工藝流程 同1.2.1，只是速凍條件變?yōu)樵谄胀ū渲杏冢?0℃緩慢凍結(jié)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 褐變度(OD值)參照馮建榮等的方法［6］。

1.3.2 PPO酶提取及活力的測(cè)定 參照Yu Zhifang等的方法［7］。稱取香蕉漿 5g，加入 10mL 0.05mol/L pH6.8的磷酸緩沖液(PBS)于冰浴下研磨成勻漿，勻漿液在4℃、4000r/min離心15min，取上清液，記錄粗酶液體積。

依次向試管中迅速加入0.05mol/L pH6.8 PBS 2.0mL、0.2mol/L鄰苯二酚1.0mL，再加入酶提取液0.1mL，在398nm波長(zhǎng)處進(jìn)行比色測(cè)定，酶液加入后開始記時(shí)，每分鐘記錄一次吸光度(A)，對(duì)照不加酶液，每個(gè)試樣重復(fù)測(cè)3次。酶活力以每分鐘吸光度增加0.001為一個(gè)活力單位，記為U。

1.3.3 POD酶提取及活力的測(cè)定 參照詹嘉紅的方法［8］。稱取5g香蕉漿置入玻璃勻漿杯中，加入預(yù)冷的20mL 0.2mol/L pH6.0 PBS進(jìn)行冰浴研磨提取，勻漿液在4℃、4000r/min離心15 min，取上清液，記錄粗酶液體積。

取反應(yīng)液(0.1mol/L pH6.0 PBS 50mL，加入愈創(chuàng)木酚28μL，加熱攪拌，直至愈創(chuàng)木酚溶解，待溶解冷卻后，加入30%H2O219μL，混合液保存于冰箱)3mL，加入1mL酶粗提取液，立即開始計(jì)時(shí)，在470nm波長(zhǎng)處進(jìn)行比色，每分鐘記錄一次A值，共測(cè)5min，每個(gè)試樣重復(fù)測(cè)3次。酶活力以每分鐘吸光度增加0.001為一個(gè)活力單位。

式中:E為酶活力/U;V為酶液總體積/mL;V1為用于測(cè)量酶液體積/mL;m為香蕉質(zhì)量/g。

1.3.4 香蕉漿的色差分析 采用色差計(jì)測(cè)各處理香蕉漿的 L*、a*和 b*值，選用 HunterLAB表色系統(tǒng)。L*值表亮度，L*值越大，亮度越大;a*表紅綠值，正值越大，偏向紅色的程度越大，負(fù)值絕對(duì)值越大，偏向綠色的程度越大;b*表黃藍(lán)值，正值越大，偏向黃色的程度越大，負(fù)值絕對(duì)值越大，偏向藍(lán)色的程度越大。

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比經(jīng)過處理后的香蕉漿(L*，a*，b*)與新鮮的香蕉漿(L0*，a0*，b0*)的色澤差異ΔE*，ΔE*=［(L*－L0*)2+(a*－a0*)2+(b*－b0*)2］－1，ΔE*越大褐變?cè)絿?yán)重。測(cè)定 3次，取平均值。

1.3.5 香蕉漿凍結(jié)曲線測(cè)定 選取相同質(zhì)量的三種香蕉漿，將溫度計(jì)進(jìn)行隔熱保護(hù)包裝后，將溫度計(jì)探針從包裝袋中心位置插入，然后封好，放進(jìn)液浸速凍機(jī)或冷凍冰箱中凍結(jié)，至中心溫度－18℃以下為止，每15s記錄一次降溫過程，制定凍結(jié)曲線。

1.3.6 粘度的測(cè)定 采用粘度計(jì)分別測(cè)定經(jīng)一次速凍、二次速凍和緩凍混合香蕉漿的粘度值。

1.3.7 相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定 分別取3種低溫處理后的香蕉漿50g放入小燒杯中，輕輕震蕩后用電導(dǎo)率儀測(cè)定其初始電導(dǎo)值。然后，再測(cè)定煮沸10min的電導(dǎo)值。以相對(duì)電導(dǎo)率(%)表示不同工藝下香蕉漿細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。相對(duì)電導(dǎo)率=初始電導(dǎo)率/最終電導(dǎo)率。

1.3.8 感官評(píng)價(jià)方法 采用系統(tǒng)評(píng)分法，由10名專業(yè)為食品科學(xué)的人員組成評(píng)價(jià)小組，評(píng)定指標(biāo)為色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)，總分為100分，得出最佳方案。評(píng)分項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 香蕉漿感官品定指標(biāo)及評(píng)分Table 2 Sensory evaluation standards for banana puree

2 結(jié)果與分析

2.1 香蕉漿原料選擇

由表3、表4可以看出，香牙蕉漿雖然顏色淡黃，但褐變度較大，易褐變;大蕉雖不易褐變，但香氣平淡，酸度大，口感相對(duì)較差，且粘度大;粉蕉雖不易褐變，但色澤沒有香牙蕉黃亮，且偏甜，價(jià)格較貴。綜合考慮三種蕉的營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、色澤及其經(jīng)濟(jì)，在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究將三種香蕉按不同的質(zhì)量比制備混和香蕉漿，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

表3 不同品種香蕉漿的營(yíng)養(yǎng)成分Table 3 Nutritional composition of different varieties of banana puree

表4 不同品種香蕉漿的感官比較Table 4 Comparison of different varieties of banana puree on sensory evaluation

圖1 不同品種香蕉質(zhì)量比對(duì)評(píng)價(jià)值的影響Fig.1 Effect of different mass ratio of banana on quality

由圖1可知，將三種蕉按香牙蕉∶大蕉∶粉蕉=4∶4∶2的質(zhì)量比進(jìn)行打漿制備混合香蕉漿的綜合評(píng)價(jià)值最高，達(dá)到90分以上，制得的混合香蕉漿色澤黃亮，不易褐變，酸甜適中，甜而不膩，酸而不澀，組織狀態(tài)均勻，粘度適中，各方面均表現(xiàn)較優(yōu)。

2.2 護(hù)色液配方正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及方差分析

由表5可知，對(duì)香蕉漿色澤影響最大的是檸檬酸添加量，最小的是GSH，各因素的影響大小順序是A＞C＞B。為了進(jìn)一步判斷實(shí)驗(yàn)誤差與實(shí)驗(yàn)條件是否影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，找出這些因素中的主效因子，結(jié)果如表6所示，按分析結(jié)果檸檬酸添加量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(色差值)有一定影響但沒有顯著性影響。為使色差值最小，極差分析結(jié)果得到的最佳組合是A2B1C2，即:檸檬酸添加量0.20%，GSH 0.10%，VC添加量0.10%。

表5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及極差分析表Table 5 The results of orthogonal experiment

表6 方差分析表Table 6 The results of ANOVA

2.3 熱燙對(duì)酶活力的影響

由圖2、圖3可知，滅酶前三種蕉的酶活力從大到小一次為粉蕉﹥香牙蕉﹥大蕉，所以打漿時(shí)大蕉最不易褐變。熱燙能明顯降低酶活，減輕褐變。三種蕉的PPO酶分別下降了89.5%、86.7%、81.9%;POD酶分別下降了98.9%、98.4%、94.0%;POD酶比PPO酶對(duì)熱更敏感。通過護(hù)色并熱燙后，香蕉漿基本上能保持原有色澤，無明顯褐變。

圖2 熱燙對(duì)PPO酶活力的影響Fig.2 Effect of blanching on PPO

圖3 熱燙對(duì)POD酶活力的影響Fig.3 Effect of blanching on POD

2.4 不同低溫加工技術(shù)對(duì)香蕉漿品質(zhì)的影響

2.4.1 不同低溫加工技術(shù)香蕉漿的凍結(jié)曲線 由圖4可知，在速凍工藝條件下，香蕉漿的凍結(jié)速率明顯快于緩慢冷凍。一次速凍下香蕉漿冷凍不到5min其中心溫度即達(dá)到－18℃，二次速凍時(shí)由于之前有凍過，香蕉漿的起始溫度就較低，也是很快達(dá)到－18℃，而緩慢冷凍時(shí)達(dá)到此溫度差不多用了20min，且經(jīng)過最大冰晶生成區(qū)的時(shí)間較長(zhǎng)。

圖4 不同低溫加工技術(shù)香蕉漿的凍結(jié)曲線Fig.4 Freezing pattern of banana puree in different temperatures

2.4.2 不同低溫加工技術(shù)對(duì)香蕉漿粘度的影響由圖5可以看出，經(jīng)低溫加工的香蕉漿粘度均比新鮮的低，這可能是因?yàn)榈蜏仄茐牧舜蠓肿娱g的交聯(lián)作用，使得粘度大大下降。而三種工藝下，緩凍工藝下香蕉漿的粘度較大，一次速凍工藝最小，這可能是因?yàn)榫徛齼鼋Y(jié)時(shí)，晶核主要是在細(xì)胞間隙中形成，晶核數(shù)目少，晶體體積大，造成機(jī)械損傷，細(xì)胞破裂，汁液外流，導(dǎo)致粘度較大;而速凍時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外的水分同時(shí)形成晶核，晶體小，且數(shù)量多，分布均勻，對(duì)果蔬的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁不會(huì)造成擠壓現(xiàn)象，對(duì)組織結(jié)構(gòu)破壞小，細(xì)胞內(nèi)汁液流失少，所以粘度較小。

圖5 不同低溫加工工藝對(duì)香蕉漿粘度的影響Fig.5 Effect of differen kinds of low temperature processing on viscosity

2.4.3 不同低溫加工技術(shù)對(duì)香蕉漿色差的影響 由表7可知，三種工藝下，一次速凍的L*值最大，且L*、a*、b*值均最接近新鮮香蕉漿，說明此工藝下的香蕉漿明亮度、紅綠和黃藍(lán)度變化不明顯。而二次速凍的L*值最小，a*為正值，b*值也最小，說明此工藝下的香蕉漿有亮度變暗，顏色有變綠和變藍(lán)的趨勢(shì)。這是由于二次速凍工藝下，香蕉經(jīng)第一次速凍后直接打漿再速凍，整個(gè)過程中沒有熱燙滅酶，只是用低溫抑制酶的活力，所以香蕉漿色澤差異較大。由ΔE*值也可以看出，一次速凍工藝的香蕉漿色差最小，二次速凍的最大。

表7 不同工藝對(duì)香蕉漿色澤的影響Table 7 Effect of differen kinds of processing on colour

2.4.4 不同低溫加工技術(shù)對(duì)香蕉漿電導(dǎo)率的影響相對(duì)電導(dǎo)率是衡量細(xì)胞膜透性的重要指標(biāo)，其值越大，表示電解質(zhì)的滲漏量越多，細(xì)胞膜受害程度越重。從圖6可以看出，三種工藝中，二次速凍工藝下的相對(duì)電導(dǎo)率最小，與新鮮漿差不多，而緩凍工藝下的相對(duì)電導(dǎo)率最大。速凍技術(shù)的凍結(jié)速率快，物料很快達(dá)到最大冰晶生成區(qū)，形成的冰晶細(xì)小，細(xì)胞膜破壞程度小，因此，速凍工藝系下的相對(duì)電導(dǎo)率明顯小于緩凍工藝。

2.4.5 感官評(píng)定值 香蕉漿品質(zhì)評(píng)價(jià)采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)進(jìn)行分析。把粘度和感官評(píng)定值作為香蕉漿品質(zhì)的正相關(guān)指標(biāo)，采用公式:Xμ=(X－Xmin)/(Xmax－Xmin)計(jì)算，把色差值和相對(duì)電導(dǎo)率作為負(fù)相關(guān)指標(biāo)，采用公式:Xμ=1－(X－Xmin)/(Xmax－Xmin)計(jì)算，最后計(jì)算平均隸屬函數(shù)值X作為香蕉漿品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。其結(jié)果越接近0越差，越接近1表明該工藝下的香蕉漿綜合品質(zhì)越好。

圖6 不同低溫加工工藝對(duì)香蕉漿相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.6 Effect of differen kinds of low temperature processing on relative electric conductivity

從優(yōu)良品質(zhì)的平均隸屬函數(shù)值可以看出，三種工藝下的香蕉漿平均隸屬函數(shù)值分別為0.69933、0.55689、0.43089，優(yōu)良品質(zhì)居上(X＞0.5)的有兩種，其中最好的工藝是一次速凍工藝，其次是二次速凍。因此，速凍技術(shù)相較于緩凍更適宜于果蔬漿(汁)的加工保藏。

表8 不同工藝香蕉漿感官評(píng)定值Table 8 Comparison of different processing on sensory evaluation

表9 不同工藝香蕉漿品質(zhì)排序Table 9 Sequence of quality of banana puree based on different processing

3 結(jié)論

3.1 不同品種的香蕉在加工中有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為了揚(yáng)長(zhǎng)避短，得到色澤營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味均較佳的香蕉漿，本實(shí)驗(yàn)首次將香牙蕉、大蕉和粉蕉按一定比例(4∶4∶2)混合制成混合香蕉漿，其顏色黃亮、口感適宜，很適合直接飲用或是添加到其他物料中進(jìn)一步加工成其他香蕉風(fēng)味的食品。

3.2 制備香蕉漿的最佳護(hù)色液配方為0.20%檸檬酸+0.10%GSH+0.10%VC，用該護(hù)色液對(duì)香蕉果肉進(jìn)行護(hù)色，果肉能很好地保持香蕉本身的黃色。在一次護(hù)色的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)香蕉果肉進(jìn)行熱燙60s滅酶護(hù)色，能使PPO和POD酶基本失活，比文獻(xiàn)報(bào)道的［9］熱燙5～7min，大大縮短了熱燙時(shí)間。短時(shí)熱燙對(duì)香蕉漿的風(fēng)味影響不大，得到的香蕉漿口感細(xì)滑，酸甜適宜，色澤黃亮。

3.3 香蕉漿保鮮的最佳工藝是一次速凍，即香蕉經(jīng)護(hù)色后滅酶打漿，然后包裝于－40℃的超速冷凍設(shè)備中凍結(jié)8min。該工藝所使用的液浸式超速冷凍設(shè)備，凍結(jié)速度快，能耗低，采取先包裝后凍結(jié)的方式避免了原料的二次污染，同時(shí)較好地保持了香蕉漿的色澤、風(fēng)味和組織結(jié)構(gòu)。成功實(shí)現(xiàn)香蕉漿的低溫保鮮，基本解決香蕉漿易褐變、易分層的問題。

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