焙烤食品果蔬餡料的護色研究現(xiàn)狀

高 彤，梁 嬌，白衛(wèi)東，劉曉艷，張 鷹

（1.廣州酒家集團利口福食品有限公司，廣東番禺 511442；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，廣東廣州 510225）

0 引言

焙烤食品通常指面粉和其他食品原料及其半成品與各種輔助食品經(jīng)過混合、發(fā)酵后，在高溫下烘烤或經(jīng)過油炸制成的一類松香酥軟的食物[1]。焙烤食品餡料原料的來源廣泛，主要包括水果蔬菜類、果仁類、肉類和谷物類，可以說，基本上能吃的食品都可以作為餡料。近年來，由于競爭日趨激烈，烘焙食品行業(yè)開始關(guān)注產(chǎn)品的升級換代，新技術(shù)和新材料不斷應(yīng)用于烘焙類食品，并且不斷推出采用新型烘焙食品餡料制成的新產(chǎn)品。水果蔬菜類餡料不僅可以提高焙烤食品的營養(yǎng)價值，餡料豐富的色彩還增加了焙烤食品觀賞性，給消費者帶來更多心理上的愉悅感，因此受到越來越多的關(guān)注。

1 果蔬餡料現(xiàn)狀

果蔬類的餡料主要包括新鮮水果、蜜餞、果脯、鮮花等。除傳統(tǒng)的蓮蓉、鳳梨、冬瓜餡外，越來越多的果蔬類餡料被研發(fā)及報道。楊利玲等人[2]以紫薯為餡料制作的蘇式月餅，紫薯中含有自由基清除劑——花青素，其清除自由基的能力是維C的20倍，維E的50倍。劉苗等人[3]以牛油果為餡料制作的牛油果即食湯圓，牛油果果肉所含的脂肪油中不飽和脂肪酸高達80%，極容易被消化吸收，其消化率達93%。林娟娟等人[4]則以香蕉為餡料制作的面包，香蕉中含有類黃酮、多酚、多糖、花青素等活性成分。矯艷平[5]在焙烤食品餡料中添加了含量為12%的平菇，使餡料的感官得到提升，且使餡料的保質(zhì)期延長。蘑菇類物質(zhì)具有較高的營養(yǎng)成分，如氨基酸、礦物質(zhì)等，長期食用可加快機體的新陳代謝。隨著生活水平的提高，鮮花類食品也更多地受到人們的喜愛，馬德娟等人[6]以玫瑰花為餡料制作出玫瑰鮮花酥餅餡。彭芳剛等人[7]制作的低熱量南瓜月餅餡料甜度適當(dāng)、口感細(xì)膩、具有明顯的南瓜風(fēng)味。

盡管市面上果蔬餡的焙烤食品的種類和花樣較多，大多數(shù)果蔬餡料都不能避免在加工過程中出現(xiàn)褐變，也就是原料在去皮、剖分、熬煮、焙烤工藝過程中發(fā)生果肉變黃、褐色或變黑變化使制品失去天然色澤，降低產(chǎn)品的觀賞性、風(fēng)味和營養(yǎng)價值，甚至使得部分加工品不能食用。而消費者的第一感觀是色澤，總希望所購商品與腦海中的新鮮果蔬色澤一致，因此，果蔬餡料的護色勢在必行。

2 果蔬餡料的褐變

食品加工過程中的某些褐變是必要的，如啤酒、紅茶、醬油、咖啡等產(chǎn)品，還有面包、蛋糕等焙烤制品。但是水果、蔬菜作為餡料在加工過程中，褐變是不被需要的，褐變造成餡料的風(fēng)味劣變、營養(yǎng)損失，所以探尋褐變的機理、研究如何抑制褐變在實際生產(chǎn)中具有重要意義。果蔬的褐變會降低感官品質(zhì)、營養(yǎng)價值和食用口感，從而導(dǎo)致焙烤食品的餡料色澤暗淡、口感降低，已成為制約果蔬餡料加工業(yè)的主要障礙之一[8]。在實際的加工中為了追求更加細(xì)膩的口感，水果類的餡料一般都是將其制成果漿再添加在焙烤食品中，所以對于水果類的護色與果醬一般無異。

酶促褐變是果蔬自身酶類引起的褐變，在果蔬的前處理中易于發(fā)生，果蔬餡料在加工中的褐變主要為非酶褐變，包括美拉德（Maillard） 反應(yīng)、抗壞血酸褐變和酚類物質(zhì)褐變等[9]。

3 果蔬餡料的護色方法

3.1 酶促褐變護色

對于果蔬餡料的酶促褐變類的護色，基本包括抑制酚酶活性、控制氧氣含量、減少酚類物質(zhì)的含量3個部分。

3.1.1 抑制酚酶活性

已有的研究證實了果蔬的褐變與酚酶有關(guān)，POD（過氧化物酶）是廣泛存在于植物中的鐵卟啉金屬有機催化劑，POD在H2O2存在的情況下，能將酚類物質(zhì)和類黃酮氧化聚合而形成褐色物質(zhì)引起褐變[10]。其中蔣益虹[11]研究發(fā)現(xiàn)在百合的褐變過程中POD活性與褐變度呈正相關(guān)。劉野等人[12]發(fā)現(xiàn)西瓜汁的褐變度與POD活性同樣呈正相關(guān)。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，PPO（多酚氧化酶）基因在石榴[13]中被克隆。抑制酚酶活性的方法主要有溫度處理、pH值調(diào)控、酶抑制劑處理。

（1）溫度處理。適當(dāng)?shù)臏囟忍幚砜山档兔傅幕钚裕瑥亩鴾p緩果蔬的酶促褐變。酶促褐變中的酚酶屬于蛋白質(zhì)，高溫和低溫處理均能有效降低或抑制酶活性，從而控制果蔬褐變。在實際熱處理時，加熱的時間與溫度以果蔬中酚酶熱穩(wěn)定性而定。某些酚酶溫度適合范圍較大的果蔬，在實際操作上可以通過分級加熱對酶進行鈍化，確定酶的最適溫度范圍，以更好地抑制果蔬在加熱過程中的褐變。唐茂芝等人[14]在板栗餡的護色中選用95～100℃熱燙去衣，因PPO反應(yīng)的最適溫度為16℃和50℃，且溫度達75℃時酶活性急劇下降，其成品的色澤金黃。

（2）pH值調(diào)控。適宜的pH值可降低果蔬的酶促褐變，考慮到經(jīng)濟成本和實際操作的可行性，如今絕大多數(shù)的廠家都采用此方法進行護色。多數(shù)酚酶的最適pH值為4.5～8.0。pH值＜3時強酸性環(huán)境讓酶蛋白的銅離子解離，使酶活性最小化即酶失活。張良清等人[15]對龍眼肉使用0.1%植酸與0.2%L-抗壞血酸的溶液中護色40 min，使其PPO完全失活，POD殘余酶量＜5%。華凌志[16]在以蘋果為餡料的月餅的制作中對蘋果采用檸檬酸和亞硫酸鈉配比進行護色，其最佳配方為檸檬酸0.75%，亞硫酸鈉0.25%，浸泡20 min。黃立飛等人[17]在低糖紫薯泥餡料研制時使用0.05%維C+0.05%檸檬酸+0.02%NaHSO3對紫薯的護色效果最好。

（3）酶抑制劑處理。酶抑制劑可抑制果蔬的酶促褐變。酶抑制劑包括PPO輔基Cu2+螯合劑、4-HR（4-己基間苯二酚）、硫氫化合物、NaCl、化學(xué)試劑聯(lián)用、某些蛋白酶和天然物質(zhì)。

①目前廣泛使用的PPO輔基Cu2+螯合劑有EDTA（乙二胺四乙酸）鈉鹽、檸檬酸、植酸等，實際操作中僅使用單一護色劑的效果不佳，大多數(shù)使用混合抑制劑進行果蔬護色。熊建華等人[18]在芋頭為餡料的制作中對100 g芋頭中加入護色劑Na2SO30.06 g，明礬0.2 g、EDTA 0.2 g，異維C鈉0.05 g，從而杜絕芋頭丸褐變成灰黑色。

②4-HR作為一種新技術(shù)對果蔬的護色效果顯著。SO2或亞硫酸鹽在馬鈴薯、龍眼和蘑菇的褐變控制上效果顯著，但由于其對人體有害已禁止使用。4-HR已被證實不具有系統(tǒng)性毒性，是近幾年來抑制酶促褐變效果最好的芳香族化合物。經(jīng)過大量的試驗驗證，4-HR可抑制PPO的活性，從而減少褐變，以增加貨架期，但是4-HR的抑制效果在溫度高于35℃時顯著降低，所以在實際應(yīng)用中只能用作鮮切類果蔬的護色。周會玲等人[19]研究結(jié)果表明，鮮切蘋果在使用40 mg/kg和70 mg/kg 4-HR處理后其PAL的活性被顯著抑制了，進而抑制酚類物質(zhì)合成，降低總酚含量，延緩鮮切蘋果的褐變。

③硫氫化合物能還原酚氧化產(chǎn)物（醌），從而抑制褐變，常見的有還原性谷胱甘肽和半胱氨酸，張樂等人[20]使用檸檬酸0.8%，L-胱氨酸0.04%，谷胱甘肽0.05%進行復(fù)配時，對板栗片的護色效果最佳。在牛蒡[21]、芋艿[22]等餡料的護色上也有成功應(yīng)用。

④NaCl溶液可通過果蔬浸漬降低酶活。一般來說，NaCl溶液濃度增大可抑制褐變，但會增加果蔬原料、加工半成品的苦咸味，影響口感而不使用該方法。孫科祥等人[23]在制作低糖蘋果餡時對蘋果使用NaCl和CaCl2的復(fù)合溶液進行護色及硬化。李雪蓮等人[24]在低糖蔬果月餅餡料的制作中使用1.5%的NaCl溶液浸泡，從而達到護色的效果。

⑤化學(xué)試劑的協(xié)同作用可抑制褐變。例如，檸檬酸可降低pH值、螯合酚酶的銅輔基，單獨使用時抑制褐變的效果微弱，需和抗壞血酸、亞硫酸鹽等一起使用。丁捷等人[25]研究得到鮮切馬鈴薯使用0.005%曲酸，0.299 2%乙二胺四乙胺二鈉，0.045%異抗壞血酸鈉，0.01%氯化鈣，0.045%半胱氨酸溶液處理可以顯著抑制貯藏期間PPO活性。

⑥某些蛋白酶可與使果蔬褐變的酚酶發(fā)生競爭性抑制，導(dǎo)致酚酶喪失活性。如木瓜、無花果、菠蘿蛋白酶等都是馬鈴薯、蘋果等果蔬的褐變抑制劑。謝冬娣等人[26]對淮山使用0.40%檸檬酸+0.20%木瓜蛋白酶+0.20%抗壞血酸進行護色效果最好。

⑦天然抑制劑也可抑制褐變。因其易被消費者接受的特點，近年來成為研究熱點。添加含有抗氧化成分的天然物質(zhì)也能抑制PPO的活性，從而降低果蔬的酶促褐變。林娟娟等人[27]在進行香蕉餡面包開發(fā)時使用檸檬汁對香蕉泥進行護色。趙嫚等人[28]使用0.4%植酸，0.6%L-賴氨酸，0.2%殼聚糖，0.3%菠蘿酶對鮮切甘薯進行護色效果最佳。

3.1.2 控制氧氣含量

在焙烤食品的實際加工過程中，并不能隔絕氧氣進行，因此只能盡量控制實際加工時間，避免果蔬在不加工的情況下與空氣接觸，以及在加工完成后盡快密封或在包裝內(nèi)放置除氧劑等實際操作來減少果蔬與氧氣的接觸。

3.1.3 減少酚類物質(zhì)的含量

酚類物質(zhì)也是果蔬酶促褐變的重要物質(zhì)。果蔬中的酚類物質(zhì)不能完全消除，但可以通過改變酚類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制其含量，達到延緩褐變的效果。作為一種油溶性的抗氧化劑，PG（沒食子酸丙酯）能起到抑制褐變的作用。羅海波等人[29]通過對鮮切茭白殼進行聚糖涂膜抑制了酚類物質(zhì)的合成，從而延緩其褐變和木質(zhì)化。

3.2 非酶褐變類的護色

3.2.1 美拉德反應(yīng)的護色

美拉德反應(yīng)是一個復(fù)雜的過程，廣泛存在于食品加熱和儲存中。護色從以下幾點進行：①溫度、時間。同樣條件下，增加加熱時間，顏色加深，溫度越高褐變越快。當(dāng)溫度＜80℃時顏色變化較小，當(dāng)溫度＞100℃時褐變速度顯著提升，所以使用短時低溫加熱可以降低果蔬褐變程度。楊志娟等人[30]研究發(fā)現(xiàn)通過先熱處理鈍化褐變酶后添加食品添加劑相結(jié)合的方法可降低香蕉醬褐變度，提高香蕉醬品質(zhì)。馮巖巖等人[31]研究發(fā)現(xiàn)切后 50℃ 6 min，55℃3 min和切前50℃10 min 3種不同熱激處理均較好地抑制貯藏期間鮮切牛蒡的褐變。

②pH值。pH值對美拉德反應(yīng)有很大的影響，當(dāng)pH值＞7.0時反應(yīng)速度顯著提升，當(dāng)pH值＞11.0時，褐變速度下降，因此應(yīng)在pH值＜7.0的條件下進行。王柯等人[32]發(fā)現(xiàn)在耦聯(lián)工藝條件下，pH值＜6.0時美拉德反應(yīng)非常微弱甚至不存在。因此，工業(yè)上通常使用檸檬酸、抗壞血酸、蘋果酸等有機酸調(diào)節(jié)果蔬的pH值以控制酶促褐變[33]，由于檸檬酸、抗壞血酸等自身也會與酚類發(fā)生反應(yīng)，因此還可作為抑制劑涂抹在果蔬表面，以防止果蔬褐變。在果蔬餡料的加工中，可適當(dāng)調(diào)節(jié)餡料的pH值使其褐變的程度降低。黃立飛[34]在制作紫薯泥餡料時使用0.05%維C+0.05%檸檬酸+0.02%NaHSO3對紫薯泥進行護色。

③糖的種類。褐變中涉及反應(yīng)的糖包括雙糖、五碳糖和六碳糖。可用的雙糖有乳糖和蔗糖；五碳糖有木糖、核糖和阿拉伯糖；六碳糖包括半乳糖、甘露糖、果糖、葡萄糖等[35]。反應(yīng)速度按從小到大排序為雙糖＞六碳糖＞五碳糖。開環(huán)核糖反應(yīng)速度快于環(huán)狀核糖，因為開環(huán)核糖更利于Amadori產(chǎn)物形成[36]。其中，水果中的主要糖類是淀粉、蔗糖、果糖和葡萄糖反應(yīng)速度相對較慢，蔬菜中的糖類含量則少很多，根據(jù)不同果蔬的糖類特性，使用不同的方法護色。

④金屬離子。Fe3+、Fe2+可以加快反應(yīng)速度，其中Fe3+使顏色變化更深，而Ca2+，Mg2+則會降低美拉德反應(yīng)，且Mg2+的護色效果比Ca2+強，K+對褐變反應(yīng)的影響不大。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物與鐵離子螯合的能力隨反應(yīng)溫度的上升，先增強而后逐漸下降，且反應(yīng)在100℃時達到最大值，而Cu2+螯合能力隨著溫度升高而逐漸下降[37]。在實際的加工過程中要避免果蔬與這些金屬相接觸，不使用此類金屬容器和傳送帶等設(shè)備。

3.2.2 抗壞血酸褐變的護色

抗壞血酸是果汁中主要營養(yǎng)成分之一，因此要盡量減少抗壞血酸的損失且降低由抗壞血酸引起的果蔬褐變。因抗壞血酸有酸性、還原性，所以其易于氧化分解并和游離氨基酸形成紅色和黃色的產(chǎn)物。其氧化有2種途徑：即有氧和無氧反應(yīng)。

有氧氧化后成為含脫氫抗壞血酸，抗壞血酸脫水變成DKG（2,3-二酮古洛糖酸），又經(jīng)過脫羧生成酮木糖（Xylosone），最后生成還原酮。還原酮在美拉德反應(yīng)的中間和最后階段進行，使褐變速度加快，無氧反應(yīng)的產(chǎn)物大多數(shù)為糠醛。抗壞血酸的氧化褐變與pH值有關(guān)，當(dāng)pH值為3.5～5.0時，抗壞血酸形成脫氫抗壞血酸且反應(yīng)可逆，速率較慢；當(dāng)pH值為6.0～9.0時，其氧化褐變速度明顯加快。覃海元等人[38]通過研究表明，異抗壞血酸鈉可顯著延緩鮮切菠蘿的顏色變化和軟化。李申等人[39]研究發(fā)現(xiàn)柑橘汁中部分氨基酸能夠促進5-HMF生成，加快抗壞血酸的降解，參與美拉德反應(yīng)，其中精氨酸和脯氨酸促進褐變的作用最顯著。此外，部分氨基酸具有抑制褐變的作用，如半胱氨酸可作為添加劑用于抑制褐變。

3.2.3 酚類物質(zhì)褐變的護色

酚類物質(zhì)也會導(dǎo)致果蔬褐變。多酚作為酚類化合物，其化學(xué)性質(zhì)活躍且容易被氧化變成苯醌，苯醌極易和親核基發(fā)生反應(yīng)。去除多酚類物質(zhì)在實際操作中不適用，一是由于常用方法是活性炭法，活性炭不具有專一性，其在吸附多酚類物質(zhì)的同時，也會吸附別的活性成分，如氨基酸、蛋白質(zhì)等，從而影響產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)；二是由于某些產(chǎn)品對多酚的含量有不同的要求，例如某些用于消除便泌的食用品必須含有多酚物質(zhì)，否則無法達到上述功效。因此，實際生產(chǎn)中一般不通過去除酚類物質(zhì)來降低非酶褐變。胡銳等人[40]通過添加褐變抑制劑可有效降低哈密瓜塊的PPO活性，并減少酚類物質(zhì)的損失。其中以L-半胱氨酸效果最好，檸檬酸和抗壞血酸次之。

4 關(guān)于果蔬餡料護色的思考及展望

人們對果蔬餡料的褐變有了更深入的了解，通過物理、化學(xué)、生物技術(shù)等進行護色。由于果蔬屬于活的有機體，褐變產(chǎn)生和機體內(nèi)物質(zhì)的種類、含量密切相關(guān)，果蔬焙烤中的褐變是一個復(fù)雜的生物學(xué)過程。新鮮果蔬經(jīng)過切割處理后，極易發(fā)生酶促褐變，不僅嚴(yán)重影響鮮切果蔬的感官品質(zhì)并且也會對風(fēng)味、營養(yǎng)成分產(chǎn)生影響。由于對果蔬褐變機理深入的研究，一些相關(guān)的控制褐變的措施亦不斷被用于實際操作中。關(guān)于果蔬的褐變機制，特別是酶促褐變的機制仍有很多疑問，導(dǎo)致褐變的控制效果不足。因此，研究人員一直在探索如何更有效地控制加工過程中果蔬的褐變。

目前，控制果蔬褐變的措施主要通過化學(xué)方法，效果較理想，但考慮到化學(xué)殘留對人體健康構(gòu)成一定威脅，這類方法逐漸受到消費者的抵觸。果蔬餡料的護色從物理護色的角度來看，低溫進行焙烤食品的加工是很難實現(xiàn)的，所以化學(xué)類的護色方法依然是主流方向，重要的是如何做到?jīng)]有殘留及對消費者相關(guān)知識的普及，讓產(chǎn)品更容易被消費者所接受，是推廣及應(yīng)用的關(guān)鍵。考慮到食品安全的因素，使用天然提取物處理果蔬，即使用提取液來涂抹處理，也是較安全的方法，且已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用。然而，與用化學(xué)方法的護色劑處理相比，其成本增加，是生產(chǎn)中的實際問題，如何在降低成本的同時做到護色是研究人員工作開展的方向。

對焙烤食品果蔬餡料褐變的原因、機理、控制措施等進行了闡述，但仍有不足，果蔬餡料在焙烤中的褐變因素有許多。因此，探索果蔬餡料褐變深層次的調(diào)控機理，將會極大地豐富果蔬褐變理論，同時為進一步探究果蔬餡料的褐變提供參考。