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食品科学 2003年第10期24卷 59-62页

作者：陈艳乐申秀英丁炳扬贾守菊浙江大学温州师范学院生物与环境科学系温州325003 浙江师范大学生命与环境科学学院温州师范学院生物与环境科学系

从薯蓣中提取多酚氧化酶,采用分光光度法对其动力学特性进行研究。结果表明,该酶最适作用pH为5.8,最适作用温度为20℃,Km=1.82mol/L,Vmax=1.11(ΔOD/min)。本文同时考察了抑制剂对薯蓣多酚氧化酶活性的影响。

关键词：薯蓣多酚氧化酶褐变控制动力学特性

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鲜切山药褐变控制技术研究

鲜切山药褐变控制技术研究

作者：范文广山东农业大学

学位级别：硕士

鲜切果蔬具有新鲜、营养、卫生、安全、方便以及可食率高等特点,在发达国家已有相当规模,也是我国果蔬采后市场供应的重要发展方向。我国鲜切果蔬加工虽起步较晚,但未来发展空间巨大。褐变是影响多种鲜切果蔬质量的主要问题。本文研究... 详细信息

鲜切果蔬具有新鲜、营养、卫生、安全、方便以及可食率高等特点,在发达国家已有相当规模,也是我国果蔬采后市场供应的重要发展方向。我国鲜切果蔬加工虽起步较晚,但未来发展空间巨大。褐变是影响多种鲜切果蔬质量的主要问题。本文研究了控制鲜切山药褐变的方法,并对褐变机理进行了初步探讨,研究结果表明:1.切割山药低温贮藏过程中,呈现两个呼吸高峰。山药品种对切割后褐变发生影响较大。佛手山药,组织易碎,切割后呼吸强度高,多酚氧化酶(PPO)活性高,切后褐变发生明显早于花山药、毛山药和牛腿山药。2.热激处理可明显推迟切割山药褐变的发生,可减少腐烂,并显著提高其感官品质,但对抑制表面失水没有明显效果。45℃,10min是鲜切山药热激处理的适宜条件,处理后的切割山药(品种:牛腿)4℃下推迟褐变时间一倍以上,贮藏9天,仍有较好的商品质量。3.乙醇熏蒸处理可较好地控制鲜切山药褐变的发生,其效果可达到商业化应用的程度。200μL/L乙醇熏蒸的切割牛腿山药,4℃下贮藏12天,仍有较好的感官品质,好于对照6天时的质量。4.去除切割损伤产生的汁液有利于减轻山药表面褐变、失水和变粘,有利于提高综合感官质量,也可以明显降低苯丙氨酸解氨酶的活性,推测伤汁液含有促进呼吸上升、酶活改变的信号因子。5.热激处理、乙醇熏蒸以及去除伤汁液后褐变程度均明显降低,PAL活性的上升均被延缓或抑制,而PPO活性的变化无一致规律,由此可以初步得出PAL是鲜切山药褐变中起主导作用的酶,PPO不起主导作用。

关键词：鲜切山药褐变控制技术机理

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梨果制汁性能及梨果汁褐变控制研究

梨果制汁性能及梨果汁褐变控制研究

作者：夏玉静中国农业科学院

学位级别：硕士

梨是我国第三大水果,2008年产量达1367万吨,约为世界总产量的三分之二,居世界第一位。但是我国梨果加工量很少,不到总产量的10%,致使采收期大量梨果涌入市场,销路不畅,甚至造成极大浪费。研究梨果的加工特性,解决产品加工过程中出现的问... 详细信息

梨是我国第三大水果,2008年产量达1367万吨,约为世界总产量的三分之二,居世界第一位。但是我国梨果加工量很少,不到总产量的10%,致使采收期大量梨果涌入市场,销路不畅,甚至造成极大浪费。研究梨果的加工特性,解决产品加工过程中出现的问题,可以有效缓解梨果采后鲜销和贮藏压力,提高果农收入,从而提高梨果产业效益和推动产业发展。本文以鸭梨、砀山酥、黄金、花盖、南果、五九香等23个代表性梨品种为原料,研究了其制汁特性,筛选出适于制汁的3个品种,总结提出了梨果制汁适应性的评价方法;同时研究了秋子梨后熟程度对制汁特性的影响,以及梨果汁酶促褐变的机理、非酶褐变的控制方法,以期为梨果加工品质提高提供技术支撑。1.梨制汁品种的筛选应从理化指标(可溶性固形物、糖、酸)、出汁率、褐变度(酚含量、PPO活性、L值、OD420nm值)3个方面综合考虑。供试品种中秋白、黄金、安梨为最佳的制汁品种。梨果实的果皮中酚类物质含量最高,果心次之,果肉中含量最低,果皮中酚的含量与果汁褐变度有显著的相关性。多数梨品种果皮中的PPO活性很高,果肉中的PPO活性很低,所以定位高档的果汁加工时可考虑去皮以减轻褐变。2.以口味淡薄的鸭梨和砀山酥梨为主要原料进行混合梨汁试验,正交设计确定最优组合：Ⅰ：砀山酥梨汁50ml,安梨汁25ml,锦香梨汁30ml混合;Ⅱ：鸭梨汁50ml,花盖梨汁15ml,尖把儿梨汁20ml混合。3.秋子梨等软肉梨制汁时要先经过后熟。秋子梨的硬度在2.5～4.0kg／0.5cm2时,硬度适当,此时的出汁率较高,单宁含量低,褐变程度也较低,此时适宜制汁。4.黄金梨汁和秋白梨汁贮存过程的非酶促褐变中,氨基酸、还原糖和总酚的含量变化与褐变指数(OD420nm)极显著负相关,与L值极显著正相关。梨汁贮藏过程中非酶褐变发生的类型主要是美拉德反应和酚类物质的氧化。低温贮藏能有效的抑制非酶促褐变反应的发生。5.黄金梨汁和秋白梨汁贮存中褐变指数(OD420nm)随温度和时间的增加而上升。20℃下贮存,黄金梨汁的色值变化符合两阶段复合型,秋白梨汁符合抛物线型。0℃下贮存时,黄金梨汁和秋白梨汁符合1级模型。黄金梨汁贮藏时褐变反应的活化能是Ea=12.13kcal／mol,秋白梨汁的活化能是Ea=10.73kcal／mol,黄金梨汁比秋白梨汁更容易发生褐变。6.南果梨是秋子梨中的优良品种,但制汁时褐变严重,利用抗褐变剂可以有效的抑制其酶促褐变反应的发生。相同浓度下,所选5种抗褐变剂的抗褐变能力：Na2SO3>Vc>L-半胱氨酸>柠檬酸>CaCl2.对PPO活性的抑制能力：L-半胱氨酸>Na2SO3>柠檬酸>Vc>CaCl2。抗褐变剂混合使用效果更佳,建议用量：抗坏血酸0.046%、L-半胱氨酸0.037%、柠檬酸0.0401%的配比。

关键词：梨果制汁性能秋子梨后熟褐变控制

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鲜切紫甘薯褐变控制技术的研究

鲜切紫甘薯褐变控制技术的研究

作者：于筠天津科技大学

学位级别：硕士

鲜切产品具有取用便利、清洁卫生、食用安全等优点,越来越受到市场和消费者的重视。紫甘薯因其营养成分和功效受到了人们的广泛认可,因此鲜切紫甘薯产品的开发具有一定的现实意义。但紫甘薯切分后产生的褐变等一系列不良反应,制约着鲜... 详细信息

鲜切产品具有取用便利、清洁卫生、食用安全等优点,越来越受到市场和消费者的重视。紫甘薯因其营养成分和功效受到了人们的广泛认可,因此鲜切紫甘薯产品的开发具有一定的现实意义。但紫甘薯切分后产生的褐变等一系列不良反应,制约着鲜切紫甘薯的市场。本论文以新鲜紫甘薯作为原料,通过对失重率、硬度、色差、褐变度、酶活性、总酚、营养成分(可溶性蛋白质、花色苷)含量的的测定,探讨鲜切紫甘薯的褐变进程,得到一种经济、安全、效果好的复合保鲜剂。主要的研究结果如下:(1)通过比色法测定鲜切紫甘薯多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性,紫甘薯经切分后,PPO活性呈现持续上升的趋势,POD活性出现迅速上升而后下降的趋势;利用福林酚法测定总酚含量,总酚含量呈现先上升后下降的趋势。相关性分析表明,鲜切紫甘薯的褐变主要是通过PPO和POD催化酚类物质所引起。通过HPLC法测定鲜切紫甘薯中酚类物质主要包括绿原酸、咖啡酸和阿魏酸三种,以绿原酸的含量为主。4℃能够有效的抑制鲜切紫甘薯中PPO和POD的活性,从而起到抑制褐变的效果。(2)真空包装能有效降低鲜切紫甘薯失重率,储藏到第12天时失重率仅为0.450%;保持紫甘薯原有的硬度和色泽,第12天时色差增长率为22.02%;抑制褐变度的上升以及PPO、POD的活性,同时降低紫甘薯营养成分含量的损失。(3)确定了鲜切紫甘薯热处理的最佳处理时间为5min,最佳处理温度为60℃,热处理能够很好的保持紫甘薯的质量和硬度,抑制PPO和POD的活性,但不利于可溶性蛋白质和花色苷含量的保持。(4)确定了护色剂的最佳处理时间为15min,L-半胱氨酸(L-cys)最佳处理浓度为0.2%,柠檬酸(CA)最佳处理浓度为0.3%,抗坏血酸(AA)最佳处理浓度为0.35%。通过对护色剂的正交试验,得到鲜切紫甘薯的最佳护色剂配比为0.25%柠檬酸+0.05%L-半胱氨酸+0.35%抗坏血酸,褐变度抑制率达到75%。护色剂处理均能维持鲜切紫甘薯原有的色泽,同时延缓了营养物质含量的下降;还能在一定程度上抑制丙二醛(MDA)含量及PPO和POD的活性,延缓鲜切紫甘薯的褐变程度,具有较好的保鲜效果。

关键词：紫甘薯鲜切护色处理褐变控制

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鲜切根、茎类蔬菜褐变控制技术的研究

鲜切根、茎类蔬菜褐变控制技术的研究

作者：徐莉山东农业大学

学位级别：硕士

鲜切果蔬产品具有新鲜、洁净、卫生、安全和方便的特点,在发达国家得到了迅速发展,我国鲜切果蔬加工起步较晚,与发达国家相比有较大的差距,但是随着经济的发展和人民消费习惯的改变,也将得到较快的发展。本研究以根、茎类蔬菜莲藕(Nelum... 详细信息

鲜切果蔬产品具有新鲜、洁净、卫生、安全和方便的特点,在发达国家得到了迅速发展,我国鲜切果蔬加工起步较晚,与发达国家相比有较大的差距,但是随着经济的发展和人民消费习惯的改变,也将得到较快的发展。本研究以根、茎类蔬菜莲藕(Nelumbo nucifera gaertn)、菊芋(Helianthus tuberosus L.)、牛蒡(Arctium lappa L.)为主要材料,探讨了不同材料的褐变控制方法,研究结果表明:1.乙醇熏蒸处理能有效推迟部分果蔬贮藏期间的褐变,且与品种和浓度有关。4～5℃贮藏条件下,乙醇熏蒸处理可使切割山药、牛蒡和菊芋在贮藏期间表面的褐变分别比对照推迟12～15天、2～4天、9～10天。乙醇处理浓度为450μL/L时,鲜切菊芋褐变控制效果最佳。2.苯丙氨酸解氨酶(PAL)可能是鲜切菊芋褐变的关键酶,乙醇熏蒸处理推迟贮藏过程中鲜切菊芋的褐变可能与抑制PAL活性的升高有关。乙醇处理对贮藏过程中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的升高也有一定的抑制作用,而且乙醇处理浓度越高酶活性越低。3.比较三个不同品种的莲藕在贮藏(4～5℃)过程中品质变化情况,从白度变化、粗纤维含量和腐烂率情况来看,三个品种中以济南大卧龙品质最优,从而选择大卧龙作为鲜切材料。切割后热激处理(50℃热水处理4min, 6min,8min,10min)降低了鲜切莲藕贮藏(4～5℃)期间的褐变程度,这与抑制多酚氧化酶(PPO)活性的升高有关。切割前热激处理(50℃热水处理15min,20min,25min)、乙醇和Vc-Ca浸渍处理对控制鲜切莲藕表面的褐变无明显效果。4.真空包装结合1.5%柠檬酸+0.5%抗坏血酸+0.5%氯化钙处理能有效抑制切割牛蒡贮藏期间的褐变,0～3℃条件下贮藏30天,颜色、风味、质地保持良好。

关键词：鲜切根菜茎菜褐变控制酶

苦瓜、杏复合饮料加工及其褐变控制技术的研究

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苦瓜、杏复合饮料加工及其褐变控制技术的研究

作者：赵桂玲西北农林科技大学

学位级别：硕士

苦瓜具有很高的药用价值和食用价值,是一种良好的功能食品;杏的果实甘美酸甜,营养丰富,易于消化吸收,而且含酸量较高,具有良好的风味,特别适合于果蔬汁饮料的加工。本研究以苦瓜汁、杏汁为主要原料,利用正交试验的设计方法,研制了苦瓜... 详细信息

苦瓜具有很高的药用价值和食用价值,是一种良好的功能食品;杏的果实甘美酸甜,营养丰富,易于消化吸收,而且含酸量较高,具有良好的风味,特别适合于果蔬汁饮料的加工。本研究以苦瓜汁、杏汁为主要原料,利用正交试验的设计方法,研制了苦瓜汁、杏汁复合饮料。通过加工中控制褐变和提高的饮料稳定性研究,最终获得色泽橙黄、口感柔和的苦瓜汁、杏汁复合饮料。 1.采用热烫温度90℃,热烫时间2min能有效抑制杏果肉PPO酶和PME酶的活性,抑制率达97%。 2.采用果胶酶0.012%,淀粉酶0.02%,纤维素酶0.01%组成的复合酶,酶解温度52℃,酶解时间2h,杏浆料中可溶性固形物含量达到9.80Brix。 3.将4-5mm杏片浸泡于0.3%β-环状糊精+0.2%葡萄糖酸锌复合液中,热烫2min,对杏有良好的护色效果。 4.将0.5cm苦瓜直接浸泡于0.5%β-环状糊精+0.1%柠檬酸+0.2%葡萄糖酸锌复合液中,护色10min,对苦瓜有良好的护色和掩苦效果。5.由10%苦瓜汁和35%杏汁组成的苦瓜、杏复合饮料中添加CMC0.15%、黄原胶0.05%、海藻酸钠0.2%组成的复合稳定剂,然后再加入海藻糖+白砂糖8%(海藻糖:白砂糖=3:7)、蜂蜜6%,搅匀后经30MPa均质2次后,苦瓜、杏复合饮料稳定性最高,口感较好。 6.复合汁在储藏过程中非酶褐变的程度与储藏时间和储藏温度正相关,随着储藏温度升高与储藏时间延长,复合汁饮料的非酶褐变程度越来越严重。4℃储藏60d后褐变速率常数为0.0003A420/d,20℃时褐变速率常数为0.0067A420/d,30℃褐变速率常数达到0.015A420/d,是4℃储藏时的50倍。复合汁饮料中总糖含量与游离氨基酸含量均随储藏温度升高或储藏时间延长而减少。其中30℃总糖含量的变化为0.35%,游离氨基酸含量变化为0.28%。同时Maillard反应中间产物HMF含量由0.036mg/ml增加为0.095mg/ml,表明还原糖与氨基化合物间发生的Maillard反应是造成复合汁饮料储藏期间非酶褐变的主要原因。 7.30℃时R20与R21分别为0.9620与0.8742,经动力学分析,推测苦瓜汁、杏汁复合饮料储藏期间的非酶褐变符合零级动力学方程,其发生非酶褐变的活化能为82.34kJ/mol。

关键词：苦瓜、杏复合饮料褐变控制稳定性动力学模型

糯米藕非酶褐变及其产物的分离、初步鉴定和抗氧化研究与褐变控制

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糯米藕非酶褐变及其产物的分离、初步鉴定和抗氧化研究与褐变控制

作者：王明慧南京农业大学

学位级别：硕士

莲藕(Nelumbo nucifern G.),睡莲科莲属多年生宿根性水生草本植物,是我国种植面积最大、经济价值最高的水生蔬菜,莲藕膨大根状茎是主要食用部位。糯米藕是我国传统的莲藕制品之一,绵糯香甜,风味独特,营养健康、食用方便,深受消费者喜爱... 详细信息

莲藕(Nelumbo nucifern G.),睡莲科莲属多年生宿根性水生草本植物,是我国种植面积最大、经济价值最高的水生蔬菜,莲藕膨大根状茎是主要食用部位。糯米藕是我国传统的莲藕制品之一,绵糯香甜,风味独特,营养健康、食用方便,深受消费者喜爱,但糯米藕加工过程中褐变机理及控制、褐变产物功能特性缺乏研究。本文针对糯米藕加工过程中易发生过度褐变的问题,首先初步研究了新鲜莲藕片水煮过程中的褐变现象,探讨藕蒸煮过程中影响其呈色的主要因素;再以糯米藕为研究对象,对其褐变产物类黑精进行分离和初步鉴定,并研究其抗氧化活性;进一步研究了通过外源物的添加有效调控糯米藕加工过程中的过度褐变。以期为糯米藕加工提供理论依据。研究结果如下:以大红紫莲藕品种为研究对象,在分析新鲜莲藕中与色泽变化有关的成分基础上,研究其水煮过程中发生的非酶褐变反应,探讨影响其呈色的主要因素。结果表明,莲藕中含水量为88.06%,干物质成分主要为淀粉、糖类和游离氨基酸。其中,支链淀粉占总淀粉比重97.87%;糖类物质主要有三种,分别为葡萄糖、果糖、蔗糖,果糖占总糖比重75.93%;莲藕中含有的游离氨基酸共16种,其中苏氨酸含量最高,约占总氨基酸含量的50.75%,其次为精氨酸,占比重约12.44%。处理后的莲藕色泽加深,呈深红褐色,各化学成分均不同程度地降低。果糖、葡萄糖含量分别为29.77 mg/g DW、136.20 mg/gDW,物质消耗率分别为33.90%、81.56%,苏氨酸和精氨酸的物质消耗率分别达到65.62%和74.27%,均显著高于其他物质(P褐变反应,其中葡萄糖最先参与反应,果糖是参与美拉德反应的主要糖类物质,苏氨酸和精氨酸是参与反应的主要游离氨基酸。以糯米藕为原料,采用乙醇水溶液浸提法,通过单因素及正交试验L9(34)确定了糯米藕非酶褐变产物类黑精的最佳提取工艺参数。结果表明,影响糯米藕类黑精提取效果的主次因素顺序为:提取温度>乙醇浓度>提取时间>料液比。最佳提取条件为:以10%乙醇为提取溶剂,料液比1:40(w/v),浸提温度80℃,浸提时间1.5 h,在此条件下,糯米藕提取液中的类黑精量(AV值)为8.235。以糯米藕类黑精提取液为研究对象,测定不同浓度类黑精提取液的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(.DPPH)和羟自由基(.OH)清除能力和还原力。结果表明,随着类黑精浓度的增加,三种抗氧化活性指标均显著增强(P控制糯米藕加工过程中的过度非酶褐变。研究表明,pH值的降低和Ca、Mg的添加有效控制了糯米藕加工过程中的非酶褐变作用,pH值越小、Ca、Mg添加量越多,非酶褐变的抑制作用越显著。但pH过低,使得糯米藕口味变酸,影响口感,Ca、Mg作为食品添加剂其添加量有一定限制。因此,以色泽和感官评定为评价指标,经正交试验分析确定出最佳pH和Ca、Mg添加量为初始pH5.5,Ca、Mg添加量分别为0.06mg/mL、0.6mg/mL。

关键词：莲藕非酶褐变类黑精分离纯化抗氧化褐变控制

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鲜切菊芋褐变控制技术研究

鲜切菊芋褐变控制技术研究

作者：王天博山东农业大学

学位级别：硕士

褐变是影响鲜切菊芋品质和限制其货架期的关键因素。本试验研究了切后乙醇浸蘸、N2与CO2混合气体处理、热激后延迟切割和回温处理对鲜切菊芋表面颜色的影响,以寻找安全、有效的褐变控制方法,从而延长鲜切菊芋货架期。实验结果表明:1.切... 详细信息

褐变是影响鲜切菊芋品质和限制其货架期的关键因素。本试验研究了切后乙醇浸蘸、N2与CO2混合气体处理、热激后延迟切割和回温处理对鲜切菊芋表面颜色的影响,以寻找安全、有效的褐变控制方法,从而延长鲜切菊芋货架期。实验结果表明:1.切后乙醇(5%,3 min)浸蘸处理显著抑制了鲜切菊芋褐变的发生,较好地保持了其综合感官品质。5°C贮藏条件下,对照在4 d已明显褐变,而乙醇处理至12 d仍保持较好颜色。2.切前N2与CO2混合气体处理增加了内源乙醇的含量,有效抑制了鲜切菊芋的褐变。5°C贮藏条件下,对照组鲜切菊芋在4 d明显发生褐变,N2与CO2混合气体密封处理16 d后切割的,到12 d仍保持较好色泽。3.热激处理后延迟一定时间再切割,仍可较好地抑制切后褐变的发生。5°C贮藏条件下,对照鲜切菊芋在4 d明显发生褐变,切前50°C热水处理6 min后,于20°C条件下放置1天、3天后切割,褐变明显延缓,褐变程度低于对照。热激处理了抑制苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、降低了总酚含量和呼吸速率,是延缓鲜切菊芋褐变的主要原因。4.回温处理有效抑制和延缓了鲜切菊芋褐变的发生,此处理的菊芋切片贮藏至8 d仍具有较好的色泽。回温处理相对降低了菊芋切片的呼吸速率,并抑制了多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性以及总酚含量的上升。

关键词：鲜切菊芋货架期褐变控制

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鲜切牛蒡褐变控制技术的研究

鲜切牛蒡褐变控制技术的研究

作者：冯岩岩山东农业大学

学位级别：硕士

褐变是影响鲜切牛蒡品质和限制其货架期的关键因素。本试验研究了热激处理、高能电子束辐照、CO2、NO浸泡和乙醇熏蒸处理对鲜切牛蒡褐变的影响，寻找安全、有效的褐变控制方法，从而延长鲜切牛蒡货架期。实验结果表明：1.适宜的热激处... 详细信息

褐变是影响鲜切牛蒡品质和限制其货架期的关键因素。本试验研究了热激处理、高能电子束辐照、CO2、NO浸泡和乙醇熏蒸处理对鲜切牛蒡褐变的影响，寻找安全、有效的褐变控制方法，从而延长鲜切牛蒡货架期。实验结果表明：1.适宜的热激处理可较好保持鲜切牛蒡的贮藏品质。切后50°C6min，55°C3min和切前50°C10min3种不同热激处理均较好地抑制了贮藏期间鲜切牛蒡的褐变。在贮藏1°C条件下，对照3d就明显褐变。热激处理的鲜切牛蒡贮藏至12d仍具有较好的色泽，且失水程度明显低于对照，感官品质明显好于对照。热激处理抑制了苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、总酚含量和呼吸速率的上升，是其延缓褐变的主要原因。2.高能电子束辐照处理可以较好地保持鲜切牛蒡的色泽;抑制多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）的活性;降低总酚和丙二醛（MDA）含量，有助于延缓褐变，维持牛蒡鲜切片品质。1.0Kgy辐照处理的褐变抑制效果优于0.5Kgy。3.不同纯气体处理对褐变抑制效果最好的是CO2处理。未经处理的对照2d就明显褐变，CO2处理的牛蒡贮藏至9d仍具有较好的色泽。CO2处理抑制了多酚氧化酶（PPO）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性，从而抑制酚类物质合成，降低总酚含量;同时降低丙二醛（MDA）的含量，抑制呼吸强度，减轻对细胞膜造成的损伤，抑制膜脂过氧化进程。4. NO浸泡和乙醇熏蒸均明显抑制鲜切牛蒡褐变的发生，而且对PPO和PAL活性，MDA和总酚的含量以及呼吸速率均起到显著的抑制作用;同时，促进了绿原酸、没食子酸、原儿茶酸的合成，增强抗氧化能力，减轻褐变。

关键词：鲜切牛蒡货架期褐变控制

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橙汁加工过程的酶解工艺优化与褐变控制研究

橙汁加工过程的酶解工艺优化与褐变控制研究

作者：王小明广东海洋大学

学位级别：硕士

采用甜橙全果加工生产浓缩橙汁，可以减少人工成本，实现全程自动化生产，但随着甜橙皮汁的掺入，浓缩橙汁出现了严重的褐变问题，成为了甜橙全果加工生产中影响浓缩橙汁品质下降的主要因素之一;另外，在加工过程中热敏性物质的挥发，... 详细信息

采用甜橙全果加工生产浓缩橙汁，可以减少人工成本，实现全程自动化生产，但随着甜橙皮汁的掺入，浓缩橙汁出现了严重的褐变问题，成为了甜橙全果加工生产中影响浓缩橙汁品质下降的主要因素之一;另外，在加工过程中热敏性物质的挥发，使浓缩橙汁的香气物质损失，也成为了浓缩橙汁加工中亟待解决的问题。所以，研究解决浓缩橙汁加工过程中的褐变及风味物质逸散等关键技术问题，探明褐变的主要原因及其作用机理，提出控制褐变的方案，探明风味物质逸散的主要原因及采用增香技术，从而提出改善浓缩橙汁风味的方案，已成为当前我国橙汁产业发展的迫切需要。此研究对于提高浓缩橙汁产品质量、降低生产成本、推进产业技术进步有重要意义。本论文通过在甜橙压榨工段添加纤维素酶和果胶酶进行酶解处理来提高橙汁的提取率，提高甜橙的原料利用率。在生产浓缩橙汁的浓缩工段前添加风味酶(β-葡萄糖苷酶)进行酶解处理来增加浓缩橙汁的香气，在确定β-葡萄糖苷酶酶解增香工艺的基础上，采用GC-MS分析方法，研究浓缩橙汁在主要加工工段香气物质总量的变化状况，改善浓缩橙汁产品的品质。通过研究去皮压榨浓缩橙汁和带皮压榨浓缩橙汁中酚类物质含量、维生素C含量和类胡萝卜素含量的差异，分析出带皮压榨浓缩橙汁产生褐变的主次要物质因素，并通过分析去皮压榨和带皮压榨两种工艺条件下生产浓缩橙汁过程中主要工段褐变指数变化，确定出控制浓缩橙汁褐变的关键工段。选用树脂吸附法、活性炭吸附法、pH值调节法和金属离子调节法研究出控制浓缩橙汁褐变的有效方法及相应工艺组合。主要研究内容及结论如下： ⑴橙汁酶解提取的工艺优化：通过纤维素酶和果胶酶酶比例、酶添加量、酶解温度和酶解时间四个因素所做的单因素实验，确定各因素的影响顺序为：酶解温度>酶解时间>酶添加量>酶比例。设计四因素三水平的响应面分析，并用统计软件DesignExpert V.7.1.6对试验数据进行回归分析，回归方程为： Y=60.05+0.13A+0.48B+0.72C+0.65D+0.24AB-0.055AC-0.17AD+0.19BC-0.21BD+0.100CD-0.57A-0.79B-0.65C-0.95D(R=0.9133)，该模型回归系数R=0.9133，表明响应面模型回归性较好。通过实验优化后的甜橙果汁提取的最佳酶解工艺组合为：酶比例为1:2，酶添加量为0.04%，酶解温度为48.1℃，酶解时间为2.15h。此条件下，甜橙果汁的提取率为60.26%，比不添加纤维素酶和果胶酶的空白实验提取率54.57%有较大幅度提高。 ⑵橙汁酶解增香的工艺优化：影响橙汁酶解增香效果的主次顺序为：酶添加量>酶解温度>酶解时间。其中，酶添加量对酶解增香效果影响显著，表明是否添加β-葡萄糖苷酶和添加量是影响橙汁芳香效果的最主要因素。研究确定出橙汁酶解增香的最佳工艺组合为：酶添加量为2.0mg/L，酶解温度为40℃，酶解时间为60min。采用GC-MS联机分析，检测出来的有效香气成分有41种，主要为烃类、酯类、醇类、酮类和醛类化合物。含量较多的成分为D-柠檬烯、丁酸乙醋、巴伦西亚桔烯、4-松油醇、3-羟基己酸乙醋、己醇、β-月桂烯、芳樟醇、乙醇、反式-对-孟二烯-醇、香芹酮、顺式-3-己烯-1-醇、松油醇、己酸乙酯、1-辛醇等。研究表明经纤维素酶和果胶酶复合酶酶解处理会导致橙汁香气物质损失4.86%;经热浓缩加工处理会导致香气物质损失达10.87%;而经杀菌工艺处理则会造成橙汁香气物质严重损失达16.64%;表明浓缩橙汁的加工过程对香气物质的影响较大。采用β-葡萄糖苷酶酶解处理可使浓缩橙汁香气物质成分提高7.06%，起到一定的增香作用。 ⑶浓缩橙汁加工过程的褐变研究：带皮压榨浓缩橙汁产生褐变的主要原因是由于甜橙带皮压榨过程中酚类物质、维生素C和类胡萝卜素含量均有不同程度增加所致。其中，甜橙全果浓缩汁比果肉浓缩汁中酚类物质和维生素C含量分别高出52.07mg/100mL、18.36mg/100mL，表明酚类物质和维生素C影响浓缩橙汁褐变的两个主要因素，而类胡萝卜素含量高出0.98mg/100mL，表明类胡萝卜素仅是影响浓缩橙汁褐变的次要因素。通过研究浓缩橙汁生产加工过程中褐变的动态过程，发现酚类物质在浓缩和杀菌阶段含量显著增加，从而使酚类物质自身聚合和相互氧化缩合反应增强而导致褐变，维生素C和类胡萝卜素的含量在浓缩阶段由于浓缩效应而使其单位含量显著提高，但在杀菌阶段后维生素C和类胡萝卜素的单位含量出现明显下降，这是由于在浓缩和杀菌阶段的较高温度引起维生素C的氧化降解和类胡萝卜素的异构化和氧化降解反应。同时，两种加工方式生产的橙汁在杀菌阶段后的褐变指数比压榨阶段后的褐变指数分别高出0.09和0.159，确定出浓缩和杀菌阶段是引起浓缩橙汁褐变的关键工段。 ⑷浓缩橙汁的褐变控制研究：7种不同树脂

关键词：浓缩橙汁酶解工艺优化 GC-MS 褐变控制