百合加工無硫護色技術(shù)的研究

李 華，趙

百合（Lily），含有蛋白質(zhì)、多糖、微量元素等營養(yǎng)成分[1]，可供藥用或食用，是衛(wèi)生部首批頒布的“藥食兼用”珍貴植物資源[2]，作為中藥材可廣泛用于抗疲勞、抗衰老、潤肺、抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、降血糖等方面[3-7]，作為蔬菜也具有悠久的食用歷史。百合保鮮期短，新鮮百合的食用受到季節(jié)的限制，故可將百合加工成百合干、百合淀粉和百合罐頭等產(chǎn)品，以滿足消費者的需要[8]。但是在百合的貯藏、加工過程中，由于多酚氧化酶（PPO）等的存在會引起褐變，導(dǎo)致百合產(chǎn)品品質(zhì)下降，影響市場競爭力。

傳統(tǒng)的果蔬護色方法常用硫熏和亞硫酸鹽。在果蔬加工貯藏過程中使用硫磺熏蒸，利用殘留于產(chǎn)品上的亞硫酸根離子的強還原作用來抑制酶活性[9-10]。硫可導(dǎo)致哮喘，亞硫酸鹽抑制褐變經(jīng)濟有效、操作簡便[11]，但對人體健康有害，可能會引起過敏、癌癥等疾病，美國FDA已將其從一般安全物質(zhì)目錄中去掉[12-13]，我國相關(guān)食品法規(guī)等對其使用也有嚴格限制。因此，研究高效安全的褐變抑制劑已成為發(fā)展趨勢。

目前，國內(nèi)外對板栗[14]、蘋果[15]、梨[16]等果蔬抑制酶促褐變的護色研究報道較多，而有關(guān)百合護色的報道則相對較少，大多集中在百合的營養(yǎng)價值和各種理化性質(zhì)等方面的研究[17-18]。為抑制百合加工過程中的褐變，試驗通過篩選組合護色劑，以期找到能替代硫的安全、高效護色劑組合，從而提高百合產(chǎn)品的品質(zhì)和附加值，豐富產(chǎn)品種類，促進百合產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，這也是我國食品工業(yè)發(fā)展的需要。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮百合，無病蟲害、無任何機械損傷，真空包裝；鄰苯二酚、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、蘋果酸、異抗壞血酸鈉、殼聚糖、L-半胱氨酸、精氨酸、木瓜蛋白酶、谷胱甘肽、檸檬酸等，均為分析純。

TP-214型電子分析天平，北京塞利多斯儀器系統(tǒng)有限公司產(chǎn)品；723型分光光度計，上海精密儀器廠產(chǎn)品；FW100型高速萬能粉碎機，杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；高速冷凍離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；DZKW-D1型數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋，北京市永光明醫(yī)療儀器廠產(chǎn)品；電熱恒溫干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；PHS-25型酸度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 粗酶液的制取

根據(jù)李新華等人[19]的提取方法，并進行改進。將新鮮百合洗凈切片、粉碎，稱取5 g糊狀樣品，并加入4 mL預(yù)冷的磷酸鹽緩沖溶液（pH值為6.84），在8 000 r/min的轉(zhuǎn)速下冷凍離心，上清液即為粗酶液。

1.2.2 單因素護色試驗

選擇對褐變有影響的酸化劑、螯合劑、抑酶劑、天然提取物等試劑作為護色劑來進行護色試驗。將新鮮百合洗凈切片、粉碎，分別稱取5 g糊狀樣品浸漬于25 mL不同質(zhì)量分數(shù)（0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%）的蘋果酸等護色劑溶液中，并加入4 mL預(yù)冷的磷酸鹽緩沖溶液（pH值6.84），護色25 min后，在8 000 r/min的轉(zhuǎn)速下冷凍離心，再分別測定其對褐變度的影響，找出護色效果較好的護色劑。

1.2.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選用護色效果較好的護色劑進行復(fù)配，進一步進行正交試驗，找出最佳復(fù)配效果。

1.2.4 評價抗褐變效果的指標

果蔬在加工時，組織受損，導(dǎo)致氧侵入，酶原被激活，酚類經(jīng)酶的催化作用氧化為醌類，進一步與細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)等反應(yīng)，發(fā)生褐變現(xiàn)象[20]。褐變的程度可直接反映護色液的防褐效果，因而褐變度成為抗褐變、護色的一個重要指標[21]。

1.2.5 褐變度的測定

采用消光值法[22]，參照文獻方法并加以改進，分別取0.2%鄰苯二酚溶液2 mL和離心后的上清液，在25℃的恒溫水浴鍋中加熱10 min后，取出2種溶液并迅速混合均勻，在420 nm處測量吸光度。結(jié)果以A420×10表示褐變度。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一護色劑的護色效果

使用蘋果酸、異抗壞血酸鈉、殼聚糖、L-半胱氨酸、精氨酸、木瓜蛋白酶、谷胱甘肽等進行護色試驗后，根據(jù)安全高效原則選擇蘋果酸、異抗壞血酸鈉和半胱氨酸進行正交試驗，其相應(yīng)機理及對褐變的影響討論如下。

2.1.1 蘋果酸對百合褐變度的影響

蘋果酸是一種重要的有機羧酸，廣泛存在于果蔬中，能降低產(chǎn)品的pH值或者具有絡(luò)合金屬離子的作用，可作調(diào)酸劑和保鮮劑，抑制PPO的活性，從而減緩加工果蔬的酶促褐變發(fā)生[23]。大多PPO最適pH值在6.0～7.4，在pH值降至4.0以下，PPO幾乎完全失去活性。因此可加入適量的pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)酸以降低pH值的方法來抑制果蔬褐變的發(fā)生率[24]。選取蘋果酸質(zhì)量分數(shù)為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%進行試驗。

不同質(zhì)量分數(shù)的蘋果酸溶液對百合褐變度的影響見圖1。

圖1 不同質(zhì)量分數(shù)的蘋果酸溶液對百合褐變度的影響

由圖1可知，不同質(zhì)量分數(shù)的蘋果酸抗褐變的效果不同，0.6%～1.0%內(nèi)護色效果顯著，隨著蘋果酸質(zhì)量分數(shù)的增大，褐變度不斷減小。當質(zhì)量分數(shù)為0.8%時，抗褐變效果最好。

2.1.2 L-半胱氨酸對百合褐變度的影響

L-半胱氨酸（L-Cys） 作為組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸之一，可溶，無毒副作用，含有巰基（-SH），是一種安全高效的天然褐變抑制劑，對多種果蔬（如蘋果、馬鈴薯等）體內(nèi)的PPO都有抑制作用[25-26]，作為無硫護色的替代品很有潛力。L-Cys作為一種還原劑，既能消耗果蔬組織中的氧，又可與酶促褐變底物反應(yīng)生成的醌類化合物進行加成或還原，使其不再形成黑色素[27-28]。選取L-Cys質(zhì)量分數(shù)為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%進行試驗。

不同質(zhì)量分數(shù)半胱氨酸溶液對百合褐變度的影響見圖2。

圖2 不同質(zhì)量分數(shù)L-Cys溶液對百合褐變度的影響

由圖2可知，不同質(zhì)量分數(shù)的L-Cys抗褐變的效果不同，質(zhì)量分數(shù)0.4%～1.0%時護色效果顯著，隨著L-Cys質(zhì)量分數(shù)的增大，褐變度不斷減小。當質(zhì)量分數(shù)為1.0%時，抗褐變效果最好。

2.1.3 異抗壞血酸鈉對百合褐變度的影響

異抗壞血酸鈉既能抑制PPO本身的催化作用，作為酶分子中銅離子的螯合劑，通過-OH與多酚氧化酶的輔基銅離子螯合，并能被多酚氧化酶直接氧化，起到競爭性抑制劑的作用，同時又有較強的還原性，作為醌的還原劑，能將PPO形成的產(chǎn)物醌還原為酚，阻止它們轉(zhuǎn)化為有色物質(zhì)，并且還能消耗反應(yīng)體系中的氧[27，29]。選取異抗壞血酸鈉質(zhì)量分數(shù)為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%進行試驗。

不同質(zhì)量分數(shù)異抗壞血酸鈉溶液對百合褐變度的影響見圖3。

圖3 不同質(zhì)量分數(shù)異抗壞血酸鈉溶液對百合褐變度的影響

由圖3可知，不同質(zhì)量分數(shù)的異抗壞血酸鈉抗褐變的效果不同，質(zhì)量分數(shù)0.2%～0.8%時護色效果顯著，隨著異抗壞血酸鈉質(zhì)量分數(shù)的增大，褐變度不斷減小。當質(zhì)量分數(shù)為0.8%時，抗褐變效果最好。

2.2 復(fù)合護色劑對百合褐變度的影響

進行一系列的單因素試驗后，分別選取0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的蘋果酸；0.2%，0.4%，0.6%，0.8%的異抗壞血酸鈉；0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的半胱氨酸進行正交試驗，對復(fù)合護色劑進行優(yōu)化。

正交試驗因素與水平設(shè)計見表1，正交試驗方案與結(jié)果見表2。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計/%

由正交極差分析可知，因素的主次關(guān)系為異抗壞血酸鈉＞蘋果酸＞L-半胱氨酸，試驗結(jié)果中整體的吸光度都低，與單因素護色劑處理相比，護色效果都有提高。如表2所示，該試驗條件下質(zhì)量分數(shù)分別為蘋果酸0.4%，異抗壞血酸鈉0.8%，L-半胱氨酸溶液1.0%時吸光度最小，褐變度僅為2.75。但由表2極差統(tǒng)計分析可知，應(yīng)選擇蘋果酸0.8%，異抗壞血酸鈉0.2%，L-半胱氨酸溶液0.8%為最優(yōu)的護色劑組合。

3 結(jié)論

不同種類及質(zhì)量分數(shù)的護色劑對百合褐變的抑制作用不同，根據(jù)安全高效原則選擇蘋果酸、異抗壞血酸鈉和半胱氨酸做進一步的正交試驗。結(jié)果表明，蘋果酸質(zhì)量分數(shù)0.8%，異抗壞血酸鈉質(zhì)量分數(shù)0.2%，L-半胱氨酸溶液質(zhì)量分數(shù)0.8%為最優(yōu)的護色劑組合。復(fù)合護色劑組合中各成分安全可靠，可作為硫的替代物在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用。

表2 正交試驗方案與結(jié)果

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