鮮切蓮藕酶促褐變控制的研究

郝亞勤

摘要:選擇檸檬酸(CA)?D-異抗壞血酸鈉(D-EA)?乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)3種對蓮藕(Neulmbo nucifera Gaerth)多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性抑制率較高的抑制劑,作為鮮切蓮藕酶促褐變抑制劑,研究3種抑制劑及其組合對抑制鮮切蓮藕酶促褐變的效應(yīng)?結(jié)果表明,3種褐變抑制劑最佳組合用量為2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na?

關(guān)鍵詞:鮮切蓮藕(Neulmbo nucifera Gaerth);酶促褐變;控制;檸檬酸(CA)?D-異抗壞血酸鈉(D-EA);乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)

中圖分類號(hào):S645.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2014)11-2620-04

Enzymatic Browning Controling of Fresh Cut-lotus Roots

HAO Ya-qin

(Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, Henan, China)

Abstract: The high inhibitors including Citric acid(CA), Sodium D-isoascorbate(D-EA) and Edathamil disodium(EDTA-2Na) of activity of polyphenol oxidase of lotus root Neulmbo nucifera Gaerth were used as the enzymatic browning inhibitors of fresh-cut lotus roots. The effects of the inhibitors and its combination on the inhibition of enzymatic browning of fresh cut lotus root were studied. The results showed that the optimal dosage of combination of this three enzymatic browning inhibitors was 2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na.

Key words: fresh cut-lotus roots(Neulmbo nucifera Gaerth); enzymatic browning; control ; CA;D-EA; EDTA-2Na

鮮切菜貯藏期間發(fā)生的褐變主要是酶促褐變[1,2]?褐變主要是由于切割破壞了蔬菜細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),使體內(nèi)各種酶與底物的區(qū)域化被破壞,導(dǎo)致隔離的化合物(主要是酚類物質(zhì))流出,酶與底物直接接觸,加上空氣中的氧氣,在酶的作用下將酚類物質(zhì)氧化成醌,醌再聚合成有色物質(zhì)的過程?一旦醌形成,以后的聚合與褐變反應(yīng)就能自動(dòng)地進(jìn)行[3,4]?褐變的發(fā)生將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的品質(zhì)?因此,抑制褐變成為鮮切蓮藕(Neulmbo nucifera Gaerth)護(hù)色的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對其質(zhì)量起重要作用?

本試驗(yàn)以檸檬酸(CA)?D-異抗壞血酸鈉(D-EA)?乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)為褐變抑制劑,研究這3種抑制劑及其組合對鮮切蓮藕褐變控制的效應(yīng),以期為其推廣應(yīng)用提供參考?

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料:形狀正常?大小一致?新鮮?無機(jī)械性損傷和病蟲害的市售帶泥白蓮藕?

包裝材料:聚乙烯(PE)包裝袋,國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮研究中心(天津)提供?

主要化學(xué)試劑:臨苯二酚?碘酸鉀?NaCl?碘化鉀?可溶性淀粉?鹽酸?磷酸氫二鈉?磷酸二氫鈉為分析純,CA?D-EA?EDTA-2Na為食品級(jí)?

1.2主要儀器

UV-2000型紫外可見分光光度計(jì)[尤尼科(上海)儀器有限公司]?WSL-1型比較測色計(jì)(北京光學(xué)儀器廠)?TGL-16型高速臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)?SF-200型塑料薄膜封口機(jī)(溫州市鼎業(yè)包裝機(jī)械制造有限公司)?SC-360Y型澳柯瑪立式冷藏箱(青島澳柯瑪股份有限公司)?

1.3方法

不同褐變抑制劑單因素試驗(yàn):預(yù)冷24 h后的白蓮藕洗凈去皮,切成0.2 cm左右的薄片,清洗后分別在檸檬酸(CA)(1.0?2.0?3.0 g/L),D-異抗壞血酸鈉(D-EA)(1.0?2.0?3.0 g/L),乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)(0.5?1.0?1.5 g/L)中浸泡10 min,取出后瀝水,晾干,用PE袋包裝封口,于(4±0.5)℃貯藏,并以蒸餾水浸泡為對照(CK)?樣品每袋100 g,每處理3次重復(fù)?

最佳褐變抑制劑組合篩選:采用3因素3水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)?處理后的鮮切白蓮藕置于(4±0.5) ℃貯藏,測定貯藏過程中鮮切蓮藕的褐變指數(shù)?PPO活性?VC含量及可溶性固形物含量等指標(biāo),對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析,得出最佳褐變抑制劑組合?正交試驗(yàn)因素與水平見表1?

1.4測定指標(biāo)和方法

褐變指數(shù)參照曾順德等[5]的方法,略有改動(dòng)?PPO活性參照黃建韶等[6]的方法,略有改動(dòng)?VC含量的測定采用碘量法等[7]?可溶性固形物(SSC)含量參照應(yīng)鐵進(jìn)等[8]的方法,用阿貝折射儀進(jìn)行測定?

2結(jié)果與分析

2.1不同褐變抑制劑對鮮切蓮藕的褐變抑制效果

CA?D-EA?EDTA-2Na對鮮切蓮藕PPO活性的影響見圖1至圖3?經(jīng)褐變抑制劑處理后,蓮藕的PPO活性均受到不同程度的抑制?貯藏期間不同處理的鮮切蓮藕PPO活性的變化趨勢基本上一致,即先增加后減小?貯藏0~4 d,鮮切蓮藕PPO活性增長較緩慢,第六天出現(xiàn)峰值,然后呈下降趨勢?這可能是前期褐變抑制劑起抑制PPO酶活性作用的結(jié)果,4~6 d時(shí),褐變抑制劑對酶的抑制作用減小,導(dǎo)致PPO活性升高,而后酶活性下降,可能是由于酶在貯藏過程中自然失活造成[9]?此外,還可以看出隨著抑制劑濃度的增加,鮮切蓮藕PPO活性受抑制的程度越大,且不同濃度的抑制劑對PPO活性的抑制效果明顯優(yōu)于CK?

CA?D-EA?EDTA-2Na對鮮切蓮藕褐變指數(shù)的影響見圖4至圖6?從圖4至圖6可以看出,鮮切蓮藕貯藏期間褐變指數(shù)總體上呈逐漸增大的趨勢,表現(xiàn)為貯藏0~6 d,褐變指數(shù)增加較快,而后減慢,這與同期PPO活性較高相一致,說明鮮切蓮藕的褐變與其PPO活性變化密切相關(guān),經(jīng)褐變抑制劑處理的蓮藕表現(xiàn)出較低的褐變指數(shù)?2.0 g/L CA?2.0 g/L D-EA?1.0 g/L EDTA-2Na的抗褐變效果明顯優(yōu)于其他處理和CK?

2.2復(fù)合護(hù)色液抑制鮮切蓮藕褐變的效應(yīng)

對鮮切蓮藕使用CA?D-EA?EDTA-2Na進(jìn)行保鮮處理,正交試驗(yàn)L9(34)結(jié)果見表2?根據(jù)各指標(biāo)的R值得到各個(gè)因素的主次順序?yàn)?褐變指數(shù)為A?C?B,PPO活性為B?A?C,維生素C損失率為A?B?C,SSC損失率為A?B?C?因各項(xiàng)指標(biāo)為最小值時(shí),抑制蓮藕褐變達(dá)到最佳效果,所以選擇各指標(biāo)最佳水平組合為:褐變指數(shù)A3B2C3,PPO活性A3B1C3,維生素C損失率A3B1C3,SSC損失率A3B1C1?

4個(gè)指標(biāo)單獨(dú)分析得到的最優(yōu)條件并不一致,根據(jù)各因素對4個(gè)指標(biāo)影響的主次順序,綜合考慮,確定鮮切蓮藕抑制褐變保鮮處理的最優(yōu)條件為A3B1C3,即最佳褐變抑制劑組合為:2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na?

2.3單一褐變抑制劑與最佳褐變抑制劑組合護(hù)色效果比較

適宜濃度單一褐變抑制劑與最佳褐變抑制劑組合對鮮切蓮藕褐變的抑制效果見圖7?從圖7中可以看出,2.0 g/L D-EA在抑制鮮切蓮藕褐變上的效果較2.0 g/L CA?1.0 g/L EDTE-2Na要好?最佳組合A3B1C3與適宜濃度單一褐變抑制劑相比,其抑制鮮切蓮藕褐變的效果是單一褐變抑制劑的3~4倍?由此可知,復(fù)合褐變抑制劑的效果明顯優(yōu)于單一褐變抑制劑?

3討論

CA是一種常用的褐變抑制劑,它可以降低pH,同時(shí)又可以螯合部分金屬離子,從而抑制酶促褐變[10]?D-EA又名赤藻糖酸鈉,是以大米為原料生產(chǎn)的一種新型生物型食品抗氧?防腐保鮮劑,對人體完全無毒害,世界各國普遍使用?近幾年,我國采用D-EA作為保鮮劑,用于果蔬的保鮮已取得十分明顯的效果[11]?EDTA-2Na是一種金屬離子螯合劑,EDTA可螯合Cu2+,抑制PPO活性,從而抑制酶促褐變,許多研究者利用EDTA-2Na來抑制果蔬褐變[12]?對多種蔬菜采用CA?D-EA?EDTA-2Na?抗壞血酸?醋酸鋅等進(jìn)行單一或復(fù)合處理抑制褐變,取得了較好的效果[13]?

本試驗(yàn)結(jié)果表明,2.0 g/L CA?2.0 g/L D-EA?1.0 g/L EDTA-2Na能較好地抑制鮮切蓮藕的PPO活性及褐變,3種褐變抑制劑相比,以D-EA的保鮮效果最好?通過褐變抑制劑復(fù)配試驗(yàn),運(yùn)用極差分析得出最佳處理,即2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na可有效地抑制鮮切蓮藕的PPO活性,控制其褐變,同時(shí)還有利于鮮切蓮藕中維生素C和SSC的保持?3種褐變抑制劑聯(lián)合使用對鮮切蓮藕褐變的抑制效果明顯優(yōu)于單一褐變抑制劑?

參考文獻(xiàn):

[1] 高翔,蔣榮榮.鮮切菜危害分析及品質(zhì)控制[J].食品科技,2004(1):29-34.

[2] 胡曉丹,盧黎明,謝筆鈞,等.蓮藕酶促褐變的研究[J].江蘇食品與發(fā)酵,1999(6):1-4.

[3] 張忠.食品生物化學(xué)[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1997.

[4] LEE-KIM M S, HUANG E S, KIM K H. Inhibition studies on burdock polyphenyl oxides(PPO) activity[J]. Journal of Food Processing and Preservation,1997,21(6):485-494.

[5] 曾順德,張迎君,漆巨容,等.鮮切“翠冠”梨涂膜保鮮研究[J].食品科學(xué),2004,25(11):318-320.

[6] 黃建韶,田宏現(xiàn).蓮藕中多酚氧化酶的性質(zhì)[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,2(23):82-84.

[7] 聶洪勇,黃偉坤,唐英章,等.維生素及其分析方法[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1987.

[8] 應(yīng)鐵進(jìn),傅紅霞,程文洪,等.鈣和熱激處理對無花果的采后生理效應(yīng)和保鮮效果[J].食品科學(xué),2003,24(7):149-152.

[9] 程建軍,王震新,于靜海,等.蘋果梨和鴨梨酶促褐變機(jī)理的研究[J].食品科學(xué),2000,21(2):71-74.

[10] 李寧,郁志芳,趙友興,等.不同護(hù)色劑抑制鮮切藕片褐變效果的比較[J].中國畜產(chǎn)與食品,2000,7(1):15-16.

[11] 虞炳鈞.食品抗氧化劑D-異抗壞血酸及其鈉鹽的性質(zhì)與應(yīng)用[J].杭州食品科技,1990(1):1-5.

[12] FRIEDMON M, BAUTISTA F. Ihibition of polyphenol oxidase by thiols in the absence and presence of potato tissue suspensions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1995,43(1):69-76.

[13] MOORE B M, FLURKEY W H. Tyrosinase activities and isoenzymes in three strains of mushrooms[J]. Food Science,1999, 54(5):1377-1378.

4個(gè)指標(biāo)單獨(dú)分析得到的最優(yōu)條件并不一致,根據(jù)各因素對4個(gè)指標(biāo)影響的主次順序,綜合考慮,確定鮮切蓮藕抑制褐變保鮮處理的最優(yōu)條件為A3B1C3,即最佳褐變抑制劑組合為:2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na?

2.3單一褐變抑制劑與最佳褐變抑制劑組合護(hù)色效果比較

適宜濃度單一褐變抑制劑與最佳褐變抑制劑組合對鮮切蓮藕褐變的抑制效果見圖7?從圖7中可以看出,2.0 g/L D-EA在抑制鮮切蓮藕褐變上的效果較2.0 g/L CA?1.0 g/L EDTE-2Na要好?最佳組合A3B1C3與適宜濃度單一褐變抑制劑相比,其抑制鮮切蓮藕褐變的效果是單一褐變抑制劑的3~4倍?由此可知,復(fù)合褐變抑制劑的效果明顯優(yōu)于單一褐變抑制劑?

3討論

CA是一種常用的褐變抑制劑,它可以降低pH,同時(shí)又可以螯合部分金屬離子,從而抑制酶促褐變[10]?D-EA又名赤藻糖酸鈉,是以大米為原料生產(chǎn)的一種新型生物型食品抗氧?防腐保鮮劑,對人體完全無毒害,世界各國普遍使用?近幾年,我國采用D-EA作為保鮮劑,用于果蔬的保鮮已取得十分明顯的效果[11]?EDTA-2Na是一種金屬離子螯合劑,EDTA可螯合Cu2+,抑制PPO活性,從而抑制酶促褐變,許多研究者利用EDTA-2Na來抑制果蔬褐變[12]?對多種蔬菜采用CA?D-EA?EDTA-2Na?抗壞血酸?醋酸鋅等進(jìn)行單一或復(fù)合處理抑制褐變,取得了較好的效果[13]?

本試驗(yàn)結(jié)果表明,2.0 g/L CA?2.0 g/L D-EA?1.0 g/L EDTA-2Na能較好地抑制鮮切蓮藕的PPO活性及褐變,3種褐變抑制劑相比,以D-EA的保鮮效果最好?通過褐變抑制劑復(fù)配試驗(yàn),運(yùn)用極差分析得出最佳處理,即2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na可有效地抑制鮮切蓮藕的PPO活性,控制其褐變,同時(shí)還有利于鮮切蓮藕中維生素C和SSC的保持?3種褐變抑制劑聯(lián)合使用對鮮切蓮藕褐變的抑制效果明顯優(yōu)于單一褐變抑制劑?

參考文獻(xiàn):

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[2] 胡曉丹,盧黎明,謝筆鈞,等.蓮藕酶促褐變的研究[J].江蘇食品與發(fā)酵,1999(6):1-4.

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[5] 曾順德,張迎君,漆巨容,等.鮮切“翠冠”梨涂膜保鮮研究[J].食品科學(xué),2004,25(11):318-320.

[6] 黃建韶,田宏現(xiàn).蓮藕中多酚氧化酶的性質(zhì)[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,2(23):82-84.

[7] 聶洪勇,黃偉坤,唐英章,等.維生素及其分析方法[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1987.

[8] 應(yīng)鐵進(jìn),傅紅霞,程文洪,等.鈣和熱激處理對無花果的采后生理效應(yīng)和保鮮效果[J].食品科學(xué),2003,24(7):149-152.

[9] 程建軍,王震新,于靜海,等.蘋果梨和鴨梨酶促褐變機(jī)理的研究[J].食品科學(xué),2000,21(2):71-74.

[10] 李寧,郁志芳,趙友興,等.不同護(hù)色劑抑制鮮切藕片褐變效果的比較[J].中國畜產(chǎn)與食品,2000,7(1):15-16.

[11] 虞炳鈞.食品抗氧化劑D-異抗壞血酸及其鈉鹽的性質(zhì)與應(yīng)用[J].杭州食品科技,1990(1):1-5.

[12] FRIEDMON M, BAUTISTA F. Ihibition of polyphenol oxidase by thiols in the absence and presence of potato tissue suspensions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1995,43(1):69-76.

[13] MOORE B M, FLURKEY W H. Tyrosinase activities and isoenzymes in three strains of mushrooms[J]. Food Science,1999, 54(5):1377-1378.

4個(gè)指標(biāo)單獨(dú)分析得到的最優(yōu)條件并不一致,根據(jù)各因素對4個(gè)指標(biāo)影響的主次順序,綜合考慮,確定鮮切蓮藕抑制褐變保鮮處理的最優(yōu)條件為A3B1C3,即最佳褐變抑制劑組合為:2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na?

2.3單一褐變抑制劑與最佳褐變抑制劑組合護(hù)色效果比較

適宜濃度單一褐變抑制劑與最佳褐變抑制劑組合對鮮切蓮藕褐變的抑制效果見圖7?從圖7中可以看出,2.0 g/L D-EA在抑制鮮切蓮藕褐變上的效果較2.0 g/L CA?1.0 g/L EDTE-2Na要好?最佳組合A3B1C3與適宜濃度單一褐變抑制劑相比,其抑制鮮切蓮藕褐變的效果是單一褐變抑制劑的3~4倍?由此可知,復(fù)合褐變抑制劑的效果明顯優(yōu)于單一褐變抑制劑?

3討論

CA是一種常用的褐變抑制劑,它可以降低pH,同時(shí)又可以螯合部分金屬離子,從而抑制酶促褐變[10]?D-EA又名赤藻糖酸鈉,是以大米為原料生產(chǎn)的一種新型生物型食品抗氧?防腐保鮮劑,對人體完全無毒害,世界各國普遍使用?近幾年,我國采用D-EA作為保鮮劑,用于果蔬的保鮮已取得十分明顯的效果[11]?EDTA-2Na是一種金屬離子螯合劑,EDTA可螯合Cu2+,抑制PPO活性,從而抑制酶促褐變,許多研究者利用EDTA-2Na來抑制果蔬褐變[12]?對多種蔬菜采用CA?D-EA?EDTA-2Na?抗壞血酸?醋酸鋅等進(jìn)行單一或復(fù)合處理抑制褐變,取得了較好的效果[13]?

本試驗(yàn)結(jié)果表明,2.0 g/L CA?2.0 g/L D-EA?1.0 g/L EDTA-2Na能較好地抑制鮮切蓮藕的PPO活性及褐變,3種褐變抑制劑相比,以D-EA的保鮮效果最好?通過褐變抑制劑復(fù)配試驗(yàn),運(yùn)用極差分析得出最佳處理,即2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na可有效地抑制鮮切蓮藕的PPO活性,控制其褐變,同時(shí)還有利于鮮切蓮藕中維生素C和SSC的保持?3種褐變抑制劑聯(lián)合使用對鮮切蓮藕褐變的抑制效果明顯優(yōu)于單一褐變抑制劑?

參考文獻(xiàn):

[1] 高翔,蔣榮榮.鮮切菜危害分析及品質(zhì)控制[J].食品科技,2004(1):29-34.

[2] 胡曉丹,盧黎明,謝筆鈞,等.蓮藕酶促褐變的研究[J].江蘇食品與發(fā)酵,1999(6):1-4.

[3] 張忠.食品生物化學(xué)[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1997.

[4] LEE-KIM M S, HUANG E S, KIM K H. Inhibition studies on burdock polyphenyl oxides(PPO) activity[J]. Journal of Food Processing and Preservation,1997,21(6):485-494.

[5] 曾順德,張迎君,漆巨容,等.鮮切“翠冠”梨涂膜保鮮研究[J].食品科學(xué),2004,25(11):318-320.

[6] 黃建韶,田宏現(xiàn).蓮藕中多酚氧化酶的性質(zhì)[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,2(23):82-84.

[7] 聶洪勇,黃偉坤,唐英章,等.維生素及其分析方法[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1987.

[8] 應(yīng)鐵進(jìn),傅紅霞,程文洪,等.鈣和熱激處理對無花果的采后生理效應(yīng)和保鮮效果[J].食品科學(xué),2003,24(7):149-152.

[9] 程建軍,王震新,于靜海,等.蘋果梨和鴨梨酶促褐變機(jī)理的研究[J].食品科學(xué),2000,21(2):71-74.

[10] 李寧,郁志芳,趙友興,等.不同護(hù)色劑抑制鮮切藕片褐變效果的比較[J].中國畜產(chǎn)與食品,2000,7(1):15-16.

[11] 虞炳鈞.食品抗氧化劑D-異抗壞血酸及其鈉鹽的性質(zhì)與應(yīng)用[J].杭州食品科技,1990(1):1-5.

[12] FRIEDMON M, BAUTISTA F. Ihibition of polyphenol oxidase by thiols in the absence and presence of potato tissue suspensions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1995,43(1):69-76.

[13] MOORE B M, FLURKEY W H. Tyrosinase activities and isoenzymes in three strains of mushrooms[J]. Food Science,1999, 54(5):1377-1378.