無硫杏脯褐變控制技術研究

張芳，康三江，茍麗娜，龐中存

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，甘肅蘭州730070）

無硫杏脯褐變控制技術研究

張芳，康三江，茍麗娜，龐中存

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，甘肅蘭州730070）

酶促褐變是水果蔬菜加工過程中普遍存在的現(xiàn)象，本文旨在探討無硫杏脯褐變的最佳控制工藝。采用先單因素后正交試驗設計，探討氯化鈣、檸檬酸、氯化鈉、D-異抗壞血酸鈉及浸泡時間對杏脯多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）以及色澤的影響。結果顯示，無硫杏脯最佳護色工藝配方為氯化鈣0.3%+氯化鈉1.0%+檸檬酸0.2%+D-異抗壞血酸鈉0.2%，浸泡時間4 h，在此條件下可以最大限度的抑制杏PPO、POD活性，保持杏脯色澤。

大接杏；褐變；多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）；抑制劑

杏是多年生木本植物的果實，是一種時令性水果，具有風味獨特、色澤艷麗、營養(yǎng)豐富的特點[1]。其加工制品也深受人們喜愛，但是在加工過程中很容易發(fā)生褐變，引起杏的色澤、風味和質(zhì)地發(fā)生嚴重變化，大大影響杏的商業(yè)價值[2-3]。

酶促褐變是水果蔬菜加工過程中普遍存在的現(xiàn)象。近些年來，植物組織褐變已經(jīng)引起許多學者的重視，并已受到了比較廣泛和深入的研究。研究已證實，參與植物組織褐變的酶主要是多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）和過氧化物酶（peroxidase,POD）[4]。在果實的深加工過程中，機械損傷（如破碎或切割）會造成氧化酶類與酚類物質(zhì)直接接觸從而造成果實褐變現(xiàn)象的發(fā)生。以往在杏制品的加工過程中，一般都是用亞硫酸鹽類或硫酸鹽類進行護色，但是這樣會造成杏制品中殘留較多的二氧化硫。因此，為了減少杏制品中二氧化硫的殘留量從而提高杏制品的風味和質(zhì)地，本文以蘭州“大接杏”為試材，通過研究杏脯加工過程中褐變相關酶（PPO、POD）活力和色差值的變化，找到抑制杏制品加工過程中褐變發(fā)生的方法，并篩選出一套最佳復合抑制劑護色方案，以期為杏制品的開發(fā)利用提供一定的理論支持和技術指導。

1 材料與試驗設計

1.1 材料與設備

7～8月份成熟的蘭州大接杏。檸檬酸、氯化鈉、氯化鈣等試劑均為分析純；白砂糖、D-異抗壞血酸鈉為食品級。

BT224S型精密電子天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；手持糖度計：北京惠博瑞科折射儀廠；SHG-D（Ⅲ）型真空泵：上海振捷實驗設備有限公司、烘干箱、DHG-9140型的鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司。UV2400型紫外-可見分光光度計：上海舜宇恒平科學儀器有限公司；TGL-16MC高速臺式冷凍離心機：湖南長沙湘鷹離心機有限公司。

1.2 無硫杏脯制作工藝流程

原料分揀→清洗→去皮、去核、切半→護色燙漂處理（測定PPO、POD及色澤指標）→第一次糖煮（40%糖液）→真空糖漬→第二次糖煮（60%糖液）→真空糖漬→烘制→包裝貯藏→定期測定PPO、POD及色澤指標

1.3 測定指標及方法

1.3.1 PPO、POD的活性測定

粗酶液的提取及PPO、POD相對酶活的測定參照曹健康等[5]方法。

1.3.2 色澤測定

鮮杏和無硫護色杏脯的顏色按照國際照明委員會1976年制定的表色系統(tǒng)。應用色差計測量其色差值L*，色彩指數(shù)a*和b*[6-7]。則兩者之間的△E*ab可用下列公式計算。

△E*ab值越小，代表無硫護色杏脯與鮮杏的色差越小，褐變程度越小。

1.4 試驗設計

1.4.1 單一抑制劑適宜濃度的確定

氯化鈣溶液分別取0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0.60%；檸檬酸溶液分別取0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%；D-異抗壞血酸鈉溶液分別取0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0.60%；氯化鈉溶液分別取 0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%、1.20%；浸泡時間分別為 1、2、3、4、5、6 h。對硬化后的杏肉進行護色處理，按工藝流程進行后序處理并進行感官評定。

1.4.2 復合抑制劑對杏脯褐變的影響

正交試驗設計：在上述單因素試驗的基礎上，設計正交試驗，選用L16（45）正交表，以檸檬酸、氯化鈉、D-異抗壞血酸鈉、氯化鈣、護色時間為五因素，每因素選取4個水平，以PPO、POD活性及杏脯色差值為考察指標確定無硫杏脯的最佳護色方案。

表1 正交試驗因素水平表Table 1

2 結果與分析

2.1 單一抑制劑對杏脯護色效果的影響

2.1.1 不同濃度氯化鈣對無硫杏脯護色的效果

不同濃度氯化鈣對無硫杏脯的護色效果結果見表2。

表2 不同濃度氯化鈣對杏脯的護色效果Table 2 The protecting effects of calcium chloride on apricot

由表2所示，使用不同濃度氯化鈣護色后，PPO、POD酶活及色差值比對照明顯下降。在氯化鈣濃度為0.4%時，酶活最低，PPO活性為1.834 U/（g·min），POD活性為14.648 U/（g·min），色差值為46.26，說明氯化鈣具有一定的護色作用。

2.1.2 不同濃度氯化鈉對無硫杏脯護色的效果

不同濃度氯化鈉對無硫杏脯的護色效果見表3。

表3 不同濃度氯化鈉對無硫杏脯的護色效果Table 3 The protecting effects of sodium chloride on apricot

由表3可以看出，使用氯化鈉護色后，PPO、POD酶活及色差值比對照明顯下降。在氯化鈉濃度為1.2%時，酶活最低（PPO：1.526 U/（g·min），POD：13.398 U/（g·min），色差值：47.11），說明氯化鈉的護色效果隨濃度增加而增加。

2.1.3 不同濃度檸檬酸對無硫杏脯護色的效果

不同濃度檸檬酸對無硫杏脯護色的效果如表4所示。

表4 不同濃度檸檬酸對無硫杏脯的護色效果Table 4 The protecting effects of citric acid on apricot

由表4可知，使用檸檬酸護色后，PPO、POD酶活及色差值比對照相比明顯下降。在檸檬酸濃度為0.6%時，酶活最低（PPO：1.842 U/（g·min），POD：14.543 U/（g·min），色差值：46.89）。然而，當檸檬酸濃度大于0.8%時，PPO與POD的酶活性呈上升趨勢，說明檸檬酸具有一定的護色作用，且濃度要適宜。

2.1.4 不同濃度D-異抗壞血酸鈉對無硫杏脯的護色效果

不同濃度D-異抗壞血酸鈉對無硫杏脯的護色效果見表5。

由表5可以看出，使用D-異抗壞血酸鈉護色后，PPO、POD酶活及色差值與對照相比發(fā)生明顯變化，隨著D-異抗壞血酸鈉濃度的升高，PPO、POD的活性先下降后上升。在D-異抗壞血酸鈉濃度為0.3%時，酶活最低：PPO為2.298 U/（g·min）；POD為12.231 U/（g·min），色差值為47.15。說明D-異抗壞血酸鈉具有一定的護色作用，且護色濃度要適宜。

表5 不同濃度D-異抗壞血酸鈉對無硫杏脯的護色效果Table 5 The protecting effects of sodium D-isoascorbate on apricot

2.1.5 不同浸泡時間對無硫杏脯的護色效果

不同浸泡時間對無硫杏脯的護色效果如表6所示。

表6 不同浸泡時間對無硫杏脯的護色效果Table 6 The protecting effects of soaking time on apricot

由表6可知，不同護色時間處理后，PPO、POD酶活及色差值與對照相比明顯下降。說明在本試驗條件下，隨著護色時間的延長，護色效果越好。在護色時間為5 h時，PPO和POD酶活最低，分別為2.345和11.413；色差值為 45.71。

2.2 正交試驗結果

按照工藝流程和試驗安排，進行杏脯無硫護色正交試驗，結果見表7。

表7 正交試驗結果Table 7 The orthogonal test result

續(xù)表7 正交試驗結果Continue table 7 The orthogonal test result

以未護色和0.12%的Na2S2O5溶液浸漬20 min為對照。從表7可知，各試驗因素對杏脯PPO、POD及色差值有著重要的影響，使用復合抑制劑后顯著降低了杏脯PPO、POD及色差值。最顯著的因素為氯化鈉和D-異抗壞血酸鈉，其次是氯化鈣及檸檬酸，由極差值R大小得出各影響因素的主次順序是氯化鈉＞D-異抗壞血酸鈉＞護色時間＞氯化鈣＞檸檬酸；即本試驗條件下以PPO為指標無硫杏脯最佳護色工藝為A3B3C1D1E4，即采用0.3%氯化鈣+1.0%氯化鈉+0.2%檸檬酸+0.2%D-異抗壞血酸鈉的護色液及護色時間4 h制成的杏脯塊型整齊、呈金黃色、酸甜適中、柔軟有韌性、無異味，不含硫、有杏香味、品質(zhì)最好。

2.3 驗證試驗

采用0.3%氯化鈣+1.0%氯化鈉+0.2%檸檬酸+0.2%D-異抗壞血酸鈉的護色液及護色時間4 h為試驗條件進行3次驗證試驗，驗證試驗結果表8。

表8 驗證試驗結果Table 8 The verification result

驗證試驗結果表明：采用本試驗條件下無硫杏脯最佳護色工藝，即采用0.3%氯化鈣+1.0%氯化鈉+0.6%檸檬酸+0.2%D-異抗壞血酸鈉的護色液及護色時間4 h制成的杏脯PPO、POD的活性及色差值都較低，說明試驗結果的可信度較高。即此護色配方能有效抑制PPO、POD的活性，使杏脯塊型整齊、呈金黃色、酸甜適中、柔軟有韌性、無異味、不含硫，有杏香味、品質(zhì)最好。

3 討論

杏中PPO的含量特別豐富，很容易發(fā)生酶促褐變。因此可通過物理、化學以及生化手段等方法來切斷或控制酶的催化反應，如高壓、加熱、加入酶抑制劑等[7]。許多學者研究了抑制果蔬酶促褐變的方法，其中使用化學抑制劑是最廉價且有效的方法，同時優(yōu)化褐變抑制劑配方是目前研究的重點[9-11]。

目前多種化學抑制劑已被用于抑制果蔬褐變的發(fā)生，如：抗壞血酸、D-異抗壞血酸、L-半胱氨酸、草酸、植酸、檸檬酸、NaCl、CaCl2、4-HR 等。在實際應用中，復合抑制劑比單獨使用的護色效果更好[12-18]。張珍[19]通過分析PPO的性質(zhì)研究了杏產(chǎn)品的護色工藝，研究表明，在杏制品的加工過程中添加1.5%的維生素C、0.25%的檸檬酸和0.2%的氯化鋅后可有效抑制PPO的活性，并對杏制品具有良好的護色效果。趙桂玲[20]研究了杏片厚度和護色工藝對杏制品的護色效果，發(fā)現(xiàn)將4 mm～5 mm的杏片在含0.3%β-環(huán)狀糊精和0.2%葡萄糖酸鋅的護色液中熱燙2 min后可有效抑制PPO的酶活，從而防止杏漿料的褐變。劉璇等[21]以明度值和色差值作為杏干褐變的指標，研究了無硫護色液對凍干杏干的護色效果，結果顯示在檸檬酸0.4%、氯化鈉0.1%、抗壞血酸0.06%以及焦磷酸鈉0.04%的護色液中浸泡10 min的條件下，杏干的顏色保持的最好。此外，也有研究表明經(jīng)0.1%檸檬酸+0.1%氯化鈉+0.03%抗壞血酸+0.04%亞硫酸護色液處理后的杏片干也能保持良好的色澤、香味組織形態(tài)[22]。由此可見，多種抑制劑的協(xié)同使用能更有效的控制杏加工過程中出現(xiàn)的褐變現(xiàn)象。本文同時以POD、PPO的酶活性以及色差值的變化為研究指標，研究了氯化鈣、氯化鈉、檸檬酸、D-異抗環(huán)血酸對杏脯護色效果的影響。單因素試驗結果表明，單獨使用氯化鈣、氯化鈉、檸檬酸、D-異抗環(huán)血酸均能顯著降低PPO、POD的活性以及色差值，但是使用濃度要適宜，且浸泡時間不宜過長。進一步，正交試驗結果表明對杏脯護色效果影響最顯著的因素是氯化鈉和D-異抗壞血酸鈉，其次是氯化鈣及檸檬酸。

另外，本文正交試驗和驗證試驗均表明：將杏在含A3B3C1D1E4即氯化鈣0.3%、氯化鈉1.0%、檸檬酸0.2%、D-異抗壞血酸鈉0.2%的護色液中浸泡時間4 h時，可以最大限度的抑制杏PPO、POD活性，降低色差值，保持杏脯色澤，可有效抑制杏脯加工過程中酶促褐變的發(fā)生。因此，在生產(chǎn)中可將多種護色劑結合使用從而最大限度的發(fā)揮其協(xié)同增效作用，既能減輕異味，也能提升口感。

4 結論

從本文正交試驗可以看出，對杏脯護色效果影響最顯著的因素是氯化鈉和D-異抗壞血酸鈉，其次是氯化鈣及檸檬酸。護色劑之間的協(xié)同可以很大程度的提高杏脯的護色效果，在本試驗條件下其最佳復合抑制劑護色方案是氯化鈣0.3%、氯化鈉1.0%、檸檬酸0.2%、D-異抗壞血酸鈉0.2%、浸泡時間4 h。在此條件下可以最大限度的抑制杏PPO、POD活性，保持杏脯色澤，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

[1]Roussos P A,Sefferou V,Denaxa N K,et al.Apricot(Prunus armeniaca L)fruit quality attributes and phytochemicals under different crop load[J].Scientia Horticulturae,2011,129(3):472-478

[2]張加延.杏的營養(yǎng)成分與醫(yī)療保健作用[C].中國園藝學會干果分會成立大會暨全國干果生產(chǎn)與科研進展學術研討會論文集,2001(9月):131-135

[3]劉萍萍.杏脯的加工技術[J].中國食物與營養(yǎng),2004(5):44-45

[4]Jiang S.Enzymatic Browning and Its Control During Sweet Potato Processing[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2001,17(2):136-139

[5]曹建康,姜微波,趙玉梅.果蔬采后生理生化實驗指導[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2007,34-95

[6]徐吉祥,楚炎沛.色差計在食品品質(zhì)評價中的應用[J].現(xiàn)代面粉工業(yè),2010,24(3):43-45

[7]A Akyildiz,FK Zorlugenc,H Benli,et al.Changes in Color and Total Phenolic Content of Different Cultivars of Persimmon during Dehydration[J].International Journal of Food Engineering,2008,4(7):99-107

[8]曾朝珍,張永茂,康三江,等.果蔬褐變抑制機理研究進展[J].北方園藝,2013(5):186-190

[9]張清安,范學輝,申輝,等.基于多酚氧化酶活性的苦杏仁酶促褐變化學控制研究[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2014(2):246-267

[10]許彬,李慧星,趙婷婷.檸檬酸與五種褐變抑制劑的交互作用對馬鈴薯護色的影響[J].中國食品添加劑,2015(3):163-169

[11]Hossieni M,Mostafavi M,Hadavi E,et al.Evaluation of Ascorbic Acid,Citric Acid and Sodum Metabi-Sulfite Effect on Physcochemical and Organoleptical Properties Dried Apricot[J].JOURNAL OF HORTICULTURE SCIENCE(AGRICULTURAL SCIENCES AND TECHNOLOGY)Prunus Armeniaca L.Var Jahangiri,2012,26(1):63-67

[12]田密霞,胡文忠,朱蓓薇,等.抗壞血酸處理對鮮切水晶梨營養(yǎng)成分及褐變的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2008,34(1):156-159

[13]慕鴻雁,趙梅.復合護色液對鮮切牛蒡的防褐變研究[J].食品工業(yè),2012(2):60-62

[14]竇同心,孟祥春,張愛玉,等.不同菠蘿品種殺菌劑和褐變抑制劑對鮮切菠蘿貯藏品質(zhì)的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工·學刊,2011(4):12-15

[15]童剛平,陸勝民,鄔應龍.鮮切荸薺褐變抑制劑組合的篩選[J].食品工業(yè)科技,2004(12):64-66

[16]Shi T,Li Z,Zhang Z,et al.Effect of 1-methylcyclopropene(1-MCP)treatment on antioxidant enzymes of postharvest Japanese apricot[J].African Journal of Biotechnology,2013,12(7):689-694

[17]Ortiz-Ruiz C V,Berna J,Rodriguez-Lopez J N,et al.Tyrosinase-Catalyzed Hydroxylation of 4-Hexylresorcinol,an Antibrowning and Depigmenting Agent:A Kinetic Study[J].Journal of Agricultural&Food Chemistry,2015,63(31):7032-7040

[18]Tan Y T,Zeng K F.Effects of Combined Treatment with Ascorbic Acid,Cysteine and CaCl2on Browning of Fresh-Cut Taro[J].Food Science,2014,35(4):231-235

[19]張珍.杏加工產(chǎn)品非硫護色工藝的研究[J].糧油食品科技,2004,12(4):27-28

[20]趙桂玲.杏的無硫護色工藝研究[J].食品研究與開發(fā),2009,30(1):77-80

[21]劉璇,趙麗芹.無硫護色液對凍干杏干護色效果影響的研究[J].食品工業(yè)科技,2014,35(15):286-288

[22]過利敏,鄒淑萍,孟伊娜,等.復合護色劑對杏片干制中護色效果的研究[J].食品工業(yè)科技,2012,33(6):290-293

Study on Browning Control Technology of Apricot without Sulphite

ZHANG Fang，KANG San-jiang，GOU Li-na，PANG Zhong-cun
（Agricultural Product Storage and Processing Research Institute，Gansu Academy of Agricultural Science，Lanzhou 730070，Gansu，China）

Enzymatic browning is a common phenomenon in the processing of fruits and vegetables.This paper aimed to discuss the best control technology of browning of apricot without sulphite.The orthogonal design was performed to study the effects of calcium chloride，citric acid，sodium chloride，sodium D-erythorbate and soaking time on the PPO and POD activity and the color of the apricot without sulphite.The results revealed that the optimum technological parameters were as follows：calcium chloride 0.3%，citric acid 0.2%，sodium chloride 1.0%，sodium D-isoascorbate 0.2%，immersion time 4 h.In this condition，the PPO and POD activities were extensively inhibited and the color of apricot was extensively maintained.

apricot；browning；poiyphenol oxidase（PPO）；peroxidase（POD）；inhibitors

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.018

2014年度甘肅省農(nóng)業(yè)科學院中青年基金項目（2014GAAS28）；2017年度甘肅省林業(yè)科技計劃項目(2017kj056)

張芳（1977—），女（漢），副研究員，本科，主要從事果蔬精深加工方面的研究工作。

2017-04-24