青梅汁濃縮過程中非酶褐變的研究

張慧敏，李遠志（.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭0409；.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東廣州5064）

青梅汁濃縮過程中非酶褐變的研究

張慧敏1，李遠志2
（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014109；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東廣州510642）

摘要：非酶褐變是青梅汁加工和貯藏過程中發(fā)生褐變的主要原因。研究青梅汁濃縮過程中不同添加劑對果汁非酶褐變的影響，結(jié)果表明：添加青梅汁質(zhì)量0.005%的異抗壞血酸鈉對果汁濃縮過程具有顯著的防褐變效果。同時，研究添加不同添加劑對青梅汁濃縮前后果汁顏色變化與其VC、總糖和總酚含量變化相關(guān)系數(shù)R2，結(jié)果表明：青梅汁濃縮過程中非酶褐變主要是由酚類物質(zhì)的氧化縮合引起，VC的氧化、美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)對果汁顏色劣變影響不大。

關(guān)鍵詞：青梅汁；濃縮；非酶褐變

非酶褐變是果汁在加工和貯存過程中常發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，生成的黑褐色物質(zhì)影響果汁的外觀、顏色，降低果汁的營養(yǎng)價值[1]。由于所用的原料、加工工藝及產(chǎn)品的化學(xué)成分互不相同，故引起非酶褐變的各類反應(yīng)在不同果汁中存在的程度各不相同[2]。

青梅汁濃縮過程的非酶褐變導(dǎo)致青梅濃縮汁品質(zhì)變劣和貯存壽命縮短，降低商品價值。非酶褐變的化學(xué)過程已知有以下幾種機制：美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、抗壞血酸氧化分解、多元酚氧化縮合反應(yīng)等[3]。

如何有效抑制和降低非酶褐變是青梅濃縮汁生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵，本試驗主要是針對青梅汁濃縮過程中不同添加劑對非酶褐變的影響進行了研究，以期對實際生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義，為改善青梅濃縮汁的品質(zhì)和延長貯存貨架期提供科學(xué)參考。

1　材料與方法

1.1材料

青梅：來自廣東從化，收獲季節(jié)采收，果實成熟度為八成熟。

試劑：異抗壞血酸鈉、植酸、六偏磷酸鈉等均為國產(chǎn)分析純。

1.2儀器與設(shè)備

RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵：上海市精工真空設(shè)備廠；WYT（0～80%）手持糖量計：成都興晨光學(xué)儀器有限公司；CM-3500d型分光測色儀：日本Minolta公司；UV755B型紫外可見分光光度計：上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1果汁顏色的測定

將超濾制得青梅汁分別加入果汁質(zhì)量0.005%、0.01%和0.02%的異抗壞血酸鈉，果汁質(zhì)量0.02%的植酸和果汁質(zhì)量0.02%的六偏磷酸鈉，45℃、0.09 MPa真空濃縮至66°Brix，然后稀釋到6°Brix時測定果汁顏色。

果汁放入比色杯中（控制25℃），用分光測色儀通過反射法測定果汁的顏色（以L值，a值和b值表示）。L值表示亮度，越大亮度越高，果汁褐變越輕，反之褐變越嚴重；a值越大果汁越紅，褐變越嚴重，越小果汁則越綠，褐變越輕。

果汁顏色變化（△E）計算公式：

式中：L0為果汁濃縮前的亮度；L為果汁濃縮后的亮度；a0為果汁濃縮前的紅綠值；a為果汁濃縮后的紅綠值；b0為果汁濃縮前的黃藍值；b為果汁濃縮后的黃藍值?！鱁為色差，△E越大則表示果汁顏色變化越大。

1.3.2VC的測定

VC的測定采用2，6-二氯靛酚滴定法。

1.3.3總糖含量的測定

總糖的測定采用苯酚-硫酸法。

1.3.4果汁中總酚含量的測定

果汁中總酚的測定采用福林-酚法。

1.3.5可溶性固形物含量的測定

可溶性固形物含量用WYT手持糖度計進行測定。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用DPS v2.00專業(yè)版對測定數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并采用鄧肯氏（Duncan′s）多重比較檢驗各處理之間的差異顯著性。

2　結(jié)果與分析

2.1防褐變劑的選擇

在青梅汁中添加不同濃度不同種類防褐變劑，比較濃縮前后添加物對果汁顏色變化的影響，結(jié)果見表1。

由表1可知，不含添加劑的果汁在濃縮前的L值、a值和b值分別為90.02、0.20和9.18，濃縮后變?yōu)?8.57、0.81和13.25。這表明果汁顏色發(fā)生了變化，亮度降低，顏色變紅變黃，果汁的顏色變化（△E）在所有樣品中最高為4.363 4。

當向果汁中分別添加了青梅果汁質(zhì)量0.005%、0.01%和0.02%的異抗壞血酸鈉，0.02%的植酸和0.02%的六偏磷酸鈉后，再在同樣的條件下濃縮，果汁的顏色變化的指標（△E）都小于空白，表明與空白比較都有不同程度的改善。根據(jù)表1中△E的大小順序，不難發(fā)現(xiàn)，添加劑的防褐變的能力為：添加量質(zhì)量分數(shù)0.005%異抗壞血酸鈉>0.01%異抗壞血酸鈉> 0.02%異抗壞血酸鈉>0.02%六偏磷酸鈉>0.02%植酸?？梢姰惪箟难徕c是較好的防褐變劑。

表1　添加物對果汁濃縮中顏色變化的影響Table 1　Effect of different additive on the color of greengage juice in the concentration processing

對于添加量質(zhì)量分數(shù)0.005%異抗壞血酸鈉、0.01%異抗壞血酸鈉和0.02%異抗壞血酸鈉的果汁，它們濃縮后的L值分別為90.28、90.36、90.52大于濃縮前空白的L值（90.02），濃縮后的a值分別為0.14、0.12、0.07小于濃縮前空白的a值（0.20）。這表明添加青梅果汁質(zhì)量0.005%的異抗壞血酸鈉有效防止了果汁在濃縮中的褐變。

2.2非酶褐變的原因

由于果汁中PPO已表現(xiàn)為無活力，果汁的顏色變化應(yīng)為非酶褐變。非酶褐變包括酚類物質(zhì)的氧化縮合、Maillard反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)和抗壞血酸降解。

為了辨明青梅果汁在濃縮中發(fā)生非酶褐變的類型，我們利用數(shù)學(xué)方法，分別考察了添加不同防褐變劑后，果汁中的顏色變化（△E）與果汁中成分（可能參與褐變的成分）含量變化的相關(guān)系數(shù)（R2），見表2～表4。

由表2可知，果汁中VC的變化量與顏色變化（△E）的相關(guān)系數(shù)（R2）為0.292 1，但為反相關(guān)。也就是說，果汁中VC消耗得越多，果汁褐變越輕。這充分表明果汁褐變不是由VC降解所引起，相反，VC的降解可保護某種物質(zhì)免遭降解從而減輕果汁的褐變。

由表3可知，果汁濃縮中顏色變化與總酚含量變化的相關(guān)方程為：Y=6.288 9X+4.953，相關(guān)系數(shù)R2為0.906 3。表明果汁濃縮中顏色變化與總酚含量變化的相關(guān)性較好，總酚含量減少越多，果汁顏色褐變越嚴重。據(jù)此初步斷定非酶褐變主要由酚類的氧化縮合引起。

由表4可知，總糖的變化量與△E的關(guān)系式為：Y=0.001 5X+0.010 2，相關(guān)系數(shù)R2為0.348 9，這表明果汁中發(fā)生的非酶褐變主要不是由Millard反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)所造成。至此，我們認為果汁的非酶褐變主要由酚類物質(zhì)的氧化縮合引起。

表2　果汁濃縮中顏色變化與VC含量變化的關(guān)系Table 1　Relationship between color change and VCcontent of greengage juice in the concentration processing

3　討論

異抗壞血酸鈉、六偏磷酸鈉和植酸都有防褐變的作用，但作用機理和作用效果又有差別。

金屬離子對酚類的氧化有催化作用，六偏磷酸鈉和植酸都有螯合金屬離子的作用[4]，這樣二者通過阻止金屬離子對酚類的氧化的催化作用而起到了防褐變的作用，二者的防褐變效果也因螯合金屬離子能力的差別而不同。

異抗壞血酸鈉本身易于被氧化而消耗果汁瓶中的氧氣，使酚類氧化所需的氧氣的不足。另外，異抗壞血酸鈉會將酚類氧化的中間體醌類還原為酚類。從這兩層意義上講，是犧牲了異抗壞血酸鈉而保護了酚類。

從食品安全、防褐變效果和成本等角度考慮，應(yīng)選擇異抗壞血酸鈉作為添加劑來防止青梅汁濃縮過程中的褐變。但異抗壞血酸鈉的作用有濃度依賴性，添加量小效果不佳，過多則成本過高，從經(jīng)濟角度而言，取0.005%的添加量為宜。

表3　果汁濃縮中顏色變化與總酚含量變化的關(guān)系Table 3　Relationship between color change and total phenols content of greengage juice in the concentration processing

4　結(jié)論

青梅果汁在濃縮過程中發(fā)生了非酶促褐變，利用數(shù)學(xué)方法，分別考察了添加不同試劑后，果汁中的顏色變化（△E）與果汁中VC、總糖和總酚含量變化的相關(guān)系數(shù)R2，發(fā)現(xiàn)果汁濃縮過程中非酶褐變主要是由酚類物質(zhì)的氧化縮合引起，VC的氧化及Millard反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)對果汁顏色劣變貢獻不大。濃縮過程中非酶褐變可通過添加0.005%的異抗壞血酸鈉得以改善。

表4　果汁濃縮中顏色變化與總糖*含量變化的關(guān)系Table 4　Relationship between color change and total*sugar content of greengage juice in the concentration processing

參考文獻：

[1]Kacem B J,Comell A,Marshall M R,et al.Nonenzymatic browing in aseptically packaged oranged drinks effect of ascorbic acid,amino acids and oxygen[J].J of Food Sci,1987(6):1668-1672

[2]趙光遠,縱偉,姚二民.渾濁蘋果汁儲藏過程中色澤穩(wěn)定性的研究[J].食品科學(xué),2006,27(8):93-97

[3]馬霞,王瑞明,關(guān)鳳梅,等.果汁非酶褐變的反應(yīng)機制及其影響因素[J].糧油加工與食品機械,2002(9):46-48

[4]Fennema O R.食品化學(xué)[M].3版.王璋,許時嬰,江波,等譯.北京:中國輕工業(yè)出版社,2003

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.007

收稿日期：2015-07-08

作者簡介：張慧敏（1980—），女（蒙古），講師，碩士，研究方向：食品科學(xué)。

Study on the Non-enzymatic Browning of Greengage Juice in the Concentration Processing

ZHANG Hui-min1，LI Yuan-zhi2
（1.Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University，Baotou 014109，Inner Mongolia，China；2.South China Agricultural University，Guangzhou 510642，Guangdong，China）

Abstract：Non-enzymatic browning is the main cause of browning during processing and the storage of greengage juice.This paper focused on the influence of various additives on the non-enzymatic browning of fruit juice in the concentrating of greengage juice.The result indicated that adding sodium erythorbate of 0.005% quality of greengage juice had a significant effect on preventing browning during the concentrating of fruit juice. In addition，this paper conducted research on the effect of different additives on color change of fruit juice and its correlation coefficient of total VC，sugar，and phenolic content before and after the concentrating of fruit juice.The result showed that non-enzymatic browning occured in the concentrating of greengage juice was mainly caused by oxidative condensation of phenolic compounds，while oxidation of VC，the Maillard reaction，and caramelisation had little effect on color change of fruits.

Key words：greengage juice；concentrated；non-enzymatic browning