杏果脯預(yù)處理的燙漂與護(hù)色工藝優(yōu)化

伊麗達(dá)娜·開賽爾，白羽嘉*，鄭麗萍，古孜拉·努爾拉，孔麗潔，胡娟玲，馮作山*

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆果品采后科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室，新疆 烏魯木齊 830052）

杏味道獨(dú)特，富含維生素、類胡蘿卜素、氨基酸等營養(yǎng)成分，具有止咳、化痰、防癌抗癌的作用[1-2]。杏適用于鮮食和加工，杏脯加工中易由多酚氧化酶和過氧化物酶引發(fā)嚴(yán)重的酶促褐變[3]，導(dǎo)致杏脯的外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)下降。因此控制酶促褐變對杏脯品質(zhì)至關(guān)重要，杏脯在加工過程中需要進(jìn)行護(hù)色護(hù)理，若護(hù)色處理不當(dāng)，會產(chǎn)生苦味、陳腐味等異味，還會影響果脯的營養(yǎng)成分，因此果脯加工過程中護(hù)色工藝是關(guān)鍵步驟[4]。目前在果脯加工工藝中多使用含硫的傳統(tǒng)護(hù)色劑，造成果脯味道不佳且對人體有害[5-6]。抑制果蔬褐變的方法有化學(xué)護(hù)色和物理護(hù)色[7]，化學(xué)護(hù)色多為添加褐變抑制劑，物理護(hù)色方法有高溫燙漂[8]、超低溫冷凍[9]、密封包裝[10]等。35～60 ℃是過氧化物酶的最適溫度[11]，為了達(dá)到樣品固有色澤不發(fā)生褐變可以采用高溫燙漂的方法。單一護(hù)色劑往往不能取得滿意的效果，為了更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，多數(shù)使用復(fù)合護(hù)色劑。

本文研究不同燙漂時間對杏脯酶活和感官品質(zhì)的影響，并在單因素護(hù)色試驗基礎(chǔ)上進(jìn)行Box-Behnken Design 響應(yīng)面試驗，以期提升杏脯質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮明星杏：市售，4 ℃冷藏；檸檬酸、L-半胱氨酸、D-異抗壞血酸鈉（均為食品級）：深圳樂?？萍脊煞萦邢薰?；冰乙酸、磷酸、愈創(chuàng)木酚、鄰苯二酚（均為分析純）：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

C21-WH2106 電磁爐：美的電磁爐科技股份有限公司；CM-600D 色差計：柯尼達(dá)美能達(dá)辦公系統(tǒng)（中國）有限公司；TU-1810 紫外線分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；TGL-16G 離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 杏脯加工杏脯加工流程：原料挑選→清洗→切分、去核→燙漂→硬化→護(hù)色→滲糖→干燥→包裝。

1.2.2 熱水燙漂單因素試驗

每組取20 個鮮果，共3 組，在料液比1∶20（g/L）下在不同溫度熱水中進(jìn)行燙漂滅酶處理，熱水燙漂溫度為75、80、85、90、95 ℃，燙漂時間為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 min。

1.2.3 破損率測定

1.2.4 熱水燙漂對杏感官品質(zhì)的影響

選擇10 名經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的食品學(xué)院學(xué)生（5 男5女），根據(jù)表1 對熱水燙漂后的杏脯進(jìn)行感官評定，滿分100 分。

表1 熱水燙漂對杏脯感官評分的影響Table 1 Effect of hot water blanching on the sensory quality of preserved apricots

1.2.5 酶活測定

過氧化物酶（peroxidase，POD）活性、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性參照文獻(xiàn)[12]的方法進(jìn)行測定，計算公式如下。

式中：X 為過氧化物酶酶活，U/（g·min）；Y 為多酚氧化酶酶活，U/（g·min）；A、B 為反應(yīng)混合液的吸光度變化值；Δt 為酶促反應(yīng)時間，min；V 為樣品提取液總體積，mL；Vs為測定時所取樣品提取液體積，mL；W 為樣品質(zhì)量，g。

1.2.6 護(hù)色劑單因素試驗

考察檸檬酸濃度（0%、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%）、D-異抗壞血酸鈉濃度（0%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%）、L-半胱氨酸濃度（0%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%）對杏脯L* 值的影響，確定護(hù)色劑的范圍。

1.2.7 響應(yīng)面試驗

響應(yīng)面試驗因素水平見表2。

表2 響應(yīng)面試驗因素水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

1.2.8 褐變度測定

參照文獻(xiàn)[13]的方法。將杏肉研磨均勻，4 000 r/min離心20 min，取上清液1.0 mL，加入1.0 mL 的95%乙醇，搖勻，于420 nm 處比色。

1.2.9 色差測定

使用色差計對杏脯色澤進(jìn)行測定，測定樣品L*值。L* 值表示亮度，亮度越大，L* 值越大。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用IBM SPSS Statistics 26.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，P<0.01 為極顯著關(guān)系，P<0.05 為顯著關(guān)系。Origin 2018 軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱水燙漂單因素試驗結(jié)果

2.1.1 熱水燙漂時間對杏脯感官品質(zhì)的影響

熱水燙漂時間對杏脯感官品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 熱水燙漂時間對杏脯感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of hot water blanching time on the sensory quality of preserved apricots

從圖1 可以看出，隨著燙漂時間延長，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且不同處理間差異顯著（P＜0.05）。感官評分下降是因為產(chǎn)生了一定程度蒸煮味且有果實(shí)破損[14]，未燙漂的杏脯感官評分為70，杏脯顏色暗淡，味道不濃郁，且不進(jìn)行燙漂的杏脯滲糖效果不佳。燙漂2.0 min 的果脯感官評分為79，得分最高，外觀光澤且透明，破裂率小于5%，杏脯味明顯，燙漂2.5 min 時果脯感官評分下降為69，破損率在5%～10%。Thi 等[15]研究表明，經(jīng)不同溫度處理的蘆筍段隨著熱燙時間的延長，質(zhì)地變軟。食品感官評價可提供快速準(zhǔn)確的結(jié)果[16]，因此結(jié)合熱燙后的感官品質(zhì)，選擇熱燙2.0 min 為最佳的處理條件，本試驗結(jié)果與崔明月[17]研究結(jié)果相似。

2.1.2 熱水燙漂溫度對杏脯PPO、POD 酶活的影響

PPO 和POD 是導(dǎo)致杏脯褐變的關(guān)鍵因素[18]。熱水燙漂是為了使杏脯中的內(nèi)源性酶失活，防止酶促褐變的發(fā)生。不同的熱燙條件對杏脯POD 和PPO 酶活影響見圖2 和圖3。

圖3 熱燙處理對杏脯PPO 酶活的影響Fig.3 Effect of hot water blanching on the PPO activity of preserved apricots

由圖2 和圖3 可知，熱水燙漂可使杏脯POD、PPO活性降低，且不同處理間差異明顯。熱水燙漂溫度影響POD、PPO 的活性，隨著溫度的升高，酶活呈現(xiàn)下降趨勢。75 ℃燙漂2.0 min 的POD 酶活相對其他溫度的酶活高，為25.23%，90 ℃和95 ℃燙漂條件下，POD 酶活分別為1.45%和1.28%，兩者沒有顯著性差異（P＞0.05），隨著燙漂溫度的升高，產(chǎn)品的營養(yǎng)價值下降[19]，且在工藝生產(chǎn)中溫度越高，耗能越大，因此選擇燙漂溫度為90 ℃。PPO 和POD 失去活性，可以減少杏脯的營養(yǎng)成分損失，保持杏脯的天然色澤和營養(yǎng)價值。結(jié)合感官評分和兩種酶的最適酶活，選擇最佳燙漂溫度為90 ℃，最佳燙漂時間2.0 min，此結(jié)果與劉偉等[20]的研究結(jié)果一致。

2.2 護(hù)色劑單因素試驗結(jié)果

2.2.1 檸檬酸濃度對杏脯色度的影響

不同濃度的檸檬酸對杏脯色度的影響見圖4。

圖4 不同濃度的檸檬酸對杏脯色度的影響Fig.4 Effect of different concentrations of citric acid on the color of preserved apricots

在果蔬加工中經(jīng)常使用調(diào)酸的方法抑制果蔬褐變。大多數(shù)羧酸在食品行業(yè)中使用范圍極廣，在產(chǎn)品中添加酸化劑會使產(chǎn)品口感更佳[21]。產(chǎn)品中羧酸添加量十分重要，添加量過少，抑制效果不理想，添加量超標(biāo)又會發(fā)生產(chǎn)品酸化的現(xiàn)象，影響產(chǎn)品味道。

由圖4 可以看出，隨著檸檬酸濃度的增加，杏脯褐變度逐漸呈現(xiàn)下降趨勢。檸檬酸能夠降低體系的pH值從而抑制褐變。當(dāng)檸檬酸濃度為0.60%時褐變度最小，濃度繼續(xù)增加褐變度變化較小。L* 值與檸檬酸濃度成正比，隨濃度的增加而增大，通過試驗分析可知，在檸檬酸溶液達(dá)到0.60%時，可以有效抑制杏脯的褐變，護(hù)色效果較好。

2.2.2 D-異抗壞血酸鈉濃度對杏脯色度的影響

不同濃度的D-異抗壞血酸鈉對杏脯色度的影響見圖5。

圖5 不同濃度的D-異抗壞血酸鈉對杏脯色度的影響Fig.5 Effect of different concentrations of sodium D-isoascorbate on the color of preserved apricots

由圖5 可以看出，隨著D-異抗壞血酸鈉濃度的增加，褐變度先減小后增大，因為D-異抗壞血酸鈉不僅有還原性還有弱酸性，可以使杏脯本身的pH 值降低，起到防止杏脯褐變的作用。當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度為0.20%時，褐變度達(dá)到最小，L* 值達(dá)到最大，亮度最大。當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度過高時，會因為杏脯自身的氧化影響杏脯的色澤。經(jīng)試驗分析，當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度為0.20%時，可以有效抑制杏脯的發(fā)生褐變，具有較好的護(hù)色效果。

2.2.3 L-半胱氨酸濃度對杏脯色度的影響

不同濃度的L-半胱氨酸對杏脯色度的影響見圖6。

圖6 不同濃度的L-半胱氨酸對杏脯色度的影響Fig.6 Effect of different concentrations of L-cysteine on the color of preserved apricots

由圖6 可知，增加L-半胱氨酸的濃度，褐變度呈先下降后上升的趨勢，L* 值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)L-半胱氨酸濃度達(dá)到0.20%時，L* 值最高，為53.83，褐變度為0.163 3，經(jīng)試驗分析，當(dāng)L-半胱氨酸濃度為0.20%時，可以有效抑制杏脯的褐變，護(hù)色效果最好。本試驗結(jié)果與Ali 等[22]研究結(jié)果相似。

2.3 響應(yīng)面試驗結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以杏脯褐變度和L* 值為響應(yīng)值，采用Design-Expert 軟件中的Box-Behnken 試驗設(shè)計方案，進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面試驗。試驗結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiment

對表3 數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到L* 值回歸方程為Y1=64.49-0.0937A-0.06313B-0.3050C-1.80A2-1.29B2-1.80C2+0.077 75AB+0.240 0AC+0.550 0BC。對回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。

表4 色差值回歸模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of color difference regression models

由表4 可知，所建立的L* 值回歸模型的F 值為70.51，P＜0.01，達(dá)極顯著水平。失擬項F 值為1.06，P=0.458 1＞0.05，不顯著，說明回歸模型對試驗擬合的情況良好，穩(wěn)定性良好。相對系數(shù)R2=0.989 1，調(diào)整系數(shù)R2=0.975 1，表明該模型具有良好的相關(guān)性，方程的可靠性高。響應(yīng)值為97.51%，表明色差值的實(shí)際值和預(yù)測值的相關(guān)性良好。變異系數(shù)（CV）為0.433 9%，反映該模型方程具有較好的真實(shí)性。綜合分析該模型，該模型擬合度較好，響應(yīng)值的變化反映較好。由F 值可知，各因素對杏脯L* 值的影響順序為（B）D-異抗壞血酸鈉濃度＞（C）L-半胱氨酸濃度＞（A）檸檬酸濃度。

對表3 數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到褐變度回歸方程為Y2=0.054 0+0.001 3A+0.007 9B+0.002 9C+0.012 9A2+0.009 1B2+0.015 6C2-0.0777 5AB-0.006 0AC-0.007 7BC。對回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表5。

表5 褐變度回歸模型的方差分析Table 5 Analysis of variance of brownness regression models

由表5 可知，所建立的褐變度回歸模型的F 值為47.00，P＜0.01，達(dá)極顯著水平。失擬項F 值為2.52，P=0.196 9＞0.05，失擬項不顯著，說明該回歸方程穩(wěn)定性良好。相對系數(shù)R2=0.983 7，調(diào)整系數(shù)R2=0.962 8，說明該方程可靠性較高。響應(yīng)值的96.28%由變量引起，證明杏脯褐變度實(shí)際值與預(yù)測值之間具有較好的擬合相關(guān)性。變異系數(shù)（CV）為4.01%，反映了該模型方程具有較好的真實(shí)性。

2.3.1 各因素間的交互影響

各因素交互作用對L* 值和褐變度的響應(yīng)面和等高線圖見圖7～圖8。

圖7 交互作用對杏脯色差值的影響Fig.7 Effect of interaction on the color difference of preserved apricots

圖8 交互作用對杏脯褐變度的影響Fig.8 Effect of interaction on the brownness of preserved apricots

由圖7～圖8 可知，AB 等高線偏圓形，響應(yīng)面較為陡峭，說明AB 的交互作用達(dá)到顯著水平；檸檬酸濃度（A）和L-半胱氨酸濃度（C）的等高線呈橢圓形，響應(yīng)面坡度不陡峭，說明檸檬酸濃度（A）和L-半胱氨酸濃度（C）間的交互作用不顯著。

2.3.2 最佳護(hù)色劑的確定及驗證試驗

根據(jù)響應(yīng)面試驗，得到杏脯護(hù)色劑的最佳濃度為0.63%檸檬酸、0.22%D-異抗壞血酸鈉、0.18%L-半胱氨酸。進(jìn)行3 次驗證試驗，得到杏脯L* 值為63.43，褐變度為0.075。根據(jù)可操作性和實(shí)際性，因此得到杏脯護(hù)色劑配方為檸檬酸濃度0.60%，D-異抗壞血酸鈉濃度0.20%，L-半胱氨酸濃度0.20%，并進(jìn)行3 次驗證試驗，得出杏脯L* 值為64.61，褐變度為0.075。模型預(yù)測的理論值與預(yù)測值吻合較好，說明該響應(yīng)面試驗回歸模型建立良好。

3 結(jié)論

酶促褐變控制等預(yù)處理對杏脯加工至關(guān)重要，本研究開展熱水燙漂參數(shù)對杏脯酶活和感官評價的影響，結(jié)果表明90 ℃熱燙2.0 min 對控制杏脯褐變酶活性及感官評價具有較好效果。通過3 種護(hù)色劑進(jìn)行單因素試驗，通過分析褐變度和L* 值，發(fā)現(xiàn)杏脯褐變度和L* 值在不同護(hù)色劑上差異較大，其中褐變度抑制褐變度效果最佳的護(hù)色劑為D-異抗壞血酸鈉。通過響應(yīng)面法優(yōu)化護(hù)色劑的配方，得到最佳復(fù)配護(hù)色劑配方為0.60%檸檬酸、0.20% D-異抗壞血酸鈉、0.20% L-半胱氨酸。在此條件下，褐變度為0.075，色差值為64.61，與預(yù)測值吻合率達(dá)到98.91%和98.37%。

在現(xiàn)代都市生活中果脯成為了人們的喜愛零食。采用熱水燙漂是一種簡單高效的鈍化褐變酶的方法，但熱處理會導(dǎo)致一定的營養(yǎng)價值流失，在今后的研究中，冷加工處理方法應(yīng)該被更多研究。