南酸棗糕貯藏過程中非酶褐變的研究

余 雯，梁瑞紅，李 俶，劉繼延，劉成梅，*，劉 偉

（1.南昌大學(xué)，食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330047；2.江西齊云山食品有限公司，江西贛州 341000）

南酸棗（Choerospondias axillaris（Roxb.）），又名酸棗樹、山棗子、五眼果等，為漆樹科南酸棗屬落葉喬木[1]。在我國(guó)主要分布在湖南、廣東、廣西、浙江、海南、福建、江西、貴州、安徽、江蘇、湖北和四川等氣候溫濕適宜、陽光充足、土壤條件合適的暖溫帶省區(qū)[2]。南酸棗在印度及中南半島等一些國(guó)家和地區(qū)也有分布[3]。南酸棗的果肉具有很高的營(yíng)養(yǎng)成分，其中維生素C和多酚的含量十分豐富[4]。在醫(yī)藥領(lǐng)域，南酸棗對(duì)于冠心病、心肌梗塞、腫瘤具有良好的治療效果[5]。目前，在食品生產(chǎn)領(lǐng)域，南酸棗也已成為飲料及一些保健食品的優(yōu)質(zhì)原料[6]。南酸棗糕是一種以南酸棗為原料制成的特色食品，它保持了南酸棗的原滋原味，是純天然、營(yíng)養(yǎng)、健康的綠色休閑食品[7]。但棗糕的產(chǎn)品往往顏色過深，不僅嚴(yán)重影響了南酸棗糕的感官品質(zhì)，還可能降低了南酸棗糕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，從而影響了其銷售。有報(bào)道分析其原因主要是，在棗糕的貯藏過程中，發(fā)生的非酶褐變反應(yīng)，主要包括美拉德反應(yīng)、還原性抗壞血酸氧化、多酚類物質(zhì)氧化等，產(chǎn)生的黑褐色物質(zhì)[8-10]。但是對(duì)各階段過程的反應(yīng)變化，影響因素及影響規(guī)律等的具體研究還未見報(bào)道。因此，本文將以原產(chǎn)于江西崇義縣的南酸棗為原料制作南酸棗糕，針對(duì)棗糕在不同的溫度的貯藏過程中，色差、5-羥甲基糠醛、還原性抗壞血酸、總酚等組分含量的變化，進(jìn)一步分析了該過程中發(fā)生的非酶褐變反應(yīng)，從而為褐變的有效控制提供了一定的科學(xué)參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南酸棗鮮果果肉 江西省齊云山食品有限公司，100℃沸水漂燙8min滅酶；抗壞血酸、沒食子酸 阿拉丁試劑，標(biāo)準(zhǔn)品；5-羥甲基糠醛 美國(guó)sigma公司，標(biāo)準(zhǔn)品；其余試劑 均為分析純。

AR224CN型電子分析天平 奧豪斯國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司；UV－1600PC型紫外－可見分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；CR－10型色差計(jì) 日本柯尼卡美能達(dá)有限公司；QL－861型漩渦混合器 江蘇其林貝儀器有限公司；LRH－21CU600型電熱恒溫水浴鍋 上海福馬實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 南酸棗糕的制作工藝流程

將制作好的南酸棗裝袋，封口。分別放置于4℃的冰箱，20、30、40℃的恒溫培養(yǎng)箱中貯藏49d，每隔7d定期檢測(cè)樣品的褐變指數(shù)、羥甲基糠醛、維生素C和總酚的含量。

1.2.2 褐變指數(shù)的測(cè)定 采用色差計(jì)平行測(cè)量三次南酸棗糕的色差值L*、a*、b*，按式（1）計(jì)算褐變指數(shù)BI（Browning Index）[11]。

式中，x=（a*+1.75L*）/（5.645L*+a*－3.012b*）。

1.2.3 5－羥甲基糠醛含量的測(cè)定 參照Duonan Tu等[12]的方法：取1mL樣品溶液，加入8.5mL的濃鹽酸和7mL的（0.03mol/L）的硫代巴比妥酸，混勻后，在40℃下水浴30min，冷卻至室溫，稀釋刻度至25mL，移入比色皿，于波長(zhǎng)414nm處測(cè)定吸光值。由已建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.0123x±0.0003，R2=0.9999，計(jì)算出待測(cè)樣品中5－HMF的含量。

1.2.4 還原性抗壞血酸含量的測(cè)定 將一定量的南酸棗糕搗碎，取10g搗碎的棗糕，加40mL的乙酸溶液（2mol/L），混勻，用乙酸溶液（2mol/L）定容至100mL的容量瓶中。

精密吸取1mL制備的試樣溶液于10mL比色管內(nèi)，加入0.3mL乙二胺四乙酸二鈉溶液（0.25mol/L）、0.5mL乙酸溶液（0.5mol/L）、1.25mL固藍(lán)鹽B溶液（2g/L），加水稀釋至刻度，混勻。室溫（20～25℃）下放置20min后，移入比色皿內(nèi)，以水為參比，于波長(zhǎng)420nm處測(cè)定吸光值[13]，并由標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.0074x±0.0241，R2=0.9984，計(jì)算可得出抗壞血酸含量。

1.2.5 總酚含量的測(cè)定 總酚含量采用福林－酚法[14]進(jìn)行測(cè)定，由標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.0104x±0.0329，R2=0.9996，計(jì)算出待測(cè)樣品中總酚的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間南酸棗糕色澤的變化

為了了解南酸棗糕在貯藏過程中的褐變情況，采用褐變指數(shù)BI（Browning Index）來表示南酸棗糕的褐變程度。由圖1可知，褐變指數(shù)的大小與棗糕的貯藏溫度呈正相關(guān)，在同一貯藏時(shí)間內(nèi)，溫度越高，褐變度越大。當(dāng)溫度在4℃時(shí)，貯藏一周至七周的南酸棗糕的褐變指數(shù)基本保持在28左右，褐變度沒有明顯差別。由此表明，在低溫條件下，南酸棗糕的褐變非常緩慢，低溫能夠有效地抑制其褐變；并且隨溫度的升高，褐變程度加深，尤其當(dāng)溫度上升至40℃時(shí)，貯藏末期，其褐變指數(shù)較4℃下的28.43升至50.54，褐變的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低溫。出現(xiàn)此現(xiàn)象可能的原因是褐變反應(yīng)需要適宜的反應(yīng)溫度，在低溫條件下，反應(yīng)速率較慢，產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的累積量不足以造成顏色上的改變[15]。

2.2 貯藏期間南酸棗糕中5-羥甲基糠醛含量的變化

5－羥甲基糠醛作為美拉德反應(yīng)的重要中間產(chǎn)物，它的積累在一定程度上與褐變存在著很強(qiáng)的相關(guān)性，可以作為美拉德反應(yīng)的指示因子[16]。從圖2可以看出，在7周的貯藏過程中，當(dāng)貯藏溫度為4℃時(shí)，5－羥甲基糠醛的含量從60.44mg/1000g上升至70.24mg/1000g，變化幅度較小；當(dāng)貯藏溫度在20℃時(shí)，第49d，其含量略有上升，升至111.69mg/1000g；在30℃時(shí)，第49d，其含量與20℃時(shí)差異顯著；當(dāng)溫度升至40℃時(shí)，貯藏7周的棗糕中，5－羥甲基糠醛的含量有了大幅度的提升，比4℃下高出333.39mg/1000g。該結(jié)果顯示，5－羥甲基糠醛的含量變化與溫度呈極顯著的正相關(guān)，而其作為美拉德反應(yīng)的代表性產(chǎn)物，表明美拉德反應(yīng)受溫度的影響較大。有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，美拉德反應(yīng)一般在30℃以上發(fā)生得較快，而在10℃以下反應(yīng)速度很慢[17－18]，由此可以解釋上述現(xiàn)象。

2.3 貯藏期間南酸棗糕中還原性抗壞血酸含量的變化

由圖3可見，在不同的貯藏溫度下，南酸棗糕中還原型抗壞血酸的含量均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而趨于降低，且溫度越高，下降的速度越快。當(dāng)貯藏溫度在40℃時(shí)，到第49d，還原型抗壞血酸的含量從104.2mg/100g下降至23.6mg/100g，下降比例約為80%。其原因是可能由于還原性抗壞血酸在有氧條件下，極易被氧化形成脫氫抗壞血酸，進(jìn)一步脫水、脫羧形成有色物質(zhì)引起褐變[19]。此結(jié)果與Roig MG等[20]在橙汁貯藏過程中得到的結(jié)果相似。

2.4 貯藏期間南酸棗糕總酚含量的變化

由圖4可知，南酸棗糕在貯藏49d后，4℃下，總酚的含量?jī)H從647.29mg/100g降至644.24mg/100g；20、30℃時(shí)，南酸棗糕在貯藏49d后，下降值分別約為7mg/100g和16mg/100g。40℃下，貯藏初期與末期，南酸棗糕中總酚的含量從648.46mg/100g下降至625.87mg/100g。由此得出結(jié)論，在不同的貯藏溫度下，南酸棗糕中總酚含量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而略有遞減，隨著溫度的升高略有下降。多酚類化合物的化學(xué)性質(zhì)較活潑，易氧化生成苯醌，而苯醌具有非常強(qiáng)的親電子基團(tuán)，易與親核基進(jìn)行許多不同的化學(xué)反應(yīng)，生成有色物質(zhì)引起褐變[21]。但本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多酚類化合物不是引起棗糕在貯藏期間發(fā)生褐變的主要因素。多酚類化合物的氧化在一定程度上會(huì)使棗糕發(fā)生褐變，但其在溫度不高的條件下氧化的速率較慢[22]。

3 結(jié)論

南酸棗糕在貯藏過程中的褐變主要由美拉德反應(yīng)和還原型抗壞血酸氧化引起，針對(duì)南酸棗糕在貯藏過程中發(fā)生的非酶褐變進(jìn)行研究。

3.1 褐變指數(shù)的大小與南酸棗糕的貯藏溫度呈正相關(guān)，隨著溫度的升高，貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，棗糕的褐變度遞增；低溫條件下，褐變非常緩慢。

3.2 5-羥甲基糠醛作為美拉德反應(yīng)的特征因子，它的生成隨溫度和貯藏時(shí)間的的遞增而遞增，在溫度較低時(shí)，變化幅度不明顯。還原型抗壞血酸的含量變化與貯藏溫度呈負(fù)相關(guān)，是引起褐變的一個(gè)主要因素；而多酚化合物的含量變化不是引起棗糕在貯藏過程中發(fā)生褐變的主要因素。

[1]江蘇植物研究所編.江蘇植物志[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1982：431-432.

[2]熊文愈.中國(guó)木本藥用植物[M].上海：上海科技教育出版社，1993：337-338.

[3]Hua Wang，Xiang Dong Gao，Gao Chao Zhou，et al.In vitro and in vivoantioxidantactivity ofaqueousextractfrom Choerospondias axillaris fruit[J].Food Chemistry，2008，106：888-895.

[4]劉曉庚，陳優(yōu)生.南酸棗果實(shí)的成分分柝[J].中國(guó)野生植物資源，2000，19（3）：35-40.

[5]李長(zhǎng)偉，崔承彬，蔡兵，等.南酸棗的芳香族化合物及其體外抗腫瘤活性[J].中國(guó)藥物化學(xué)雜志，2005，15（3）：138.

[6]劉曉庚，陳梅梅，丁悅琴.南酸棗果的幾種加工方法[J].林業(yè)科技開發(fā)，1995（1）：44-46.

[7]蔡定建，謝志鵬，郭晟.HPLC法檢測(cè)南酸棗糕中的合成色素、防腐劑、甜味劑、山梨酸、食品膠[J].中國(guó)調(diào)味品，2008（1）：79-83.

[8]Hodge JE.Origin of flavor in foods Non-enzymatic browning reactions[J].The Chemistry and Physiology of Flavors，1967，21：465-491.

[9]Hodge JE.Chemistry of browning reactions in model systems[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，1953（1）：928-943.

[10]Jennifer A.Applications of the Maillard reaction in the food industry[J].Food Chemistry，1998，62：431-439.

[11]Ju-Woon Lee，Sang-Hee Oh，Jae-Hun Kim，et al.The effect of irradiation temperature on the non-enzymatic browning reaction in cooked rice[J].Radiation Physics and Chemistry，2007，76：886-892.

[12]Cohen E，Birk Y，Mannheim CH，et al.A Rapid Method to Monitor Quality of Apple Juice During Thermal Processing[J].Lebensmittel-Wissenschaftund Technologie，1988，31：612-616.

[13]GB/T 5009.159-2003.食品中還原型抗壞血酸的測(cè)定[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

[14]Nunzia Cicco，Maria T Lanorte，Margherita Paraggio，et al.A reproducible，rapid and inexpensive Folin-Ciocalteu micromethod in determining phenolics of plant methanol extracts[J].Microchemical Journal，2009，91：107-110.

[15]Bozkurt H，Gogus F，Eren S.Nonenzymatic browning reactions in boiled grape juice and its models during storage[J].Food Chemistry，1999：64（1）：89-93.

[16]Keeney M，Bassette R.Determination of intermediate compounds in the dairy stages of browning reaction in milk products[J].Journal of Dairy Science，1959，43：945-960.

[17]Yaylayan V.Classification of the Maillard reaction[J].A conceptual approach.Trends in Food Science&Technology，1997（8）：13－18.

[18]鄭文華，許旭.美拉德反應(yīng)的研究進(jìn)展[J].化學(xué)進(jìn)展，2005，17（1）：122－129.

[19]Jessica López， Elsa Uribe， Antonio Vega－Gálvez， et al.Effect of Air Temperature on Drying Kinetics， Vitamin C，Antioxidant Activity， Total Phenolic Content， Non －enzymatic Browning and Firmness of Blueberries Variety O’Neil[J].Food Bioprocess Technol，2010（3）：772－777.

[20]Roig MG，Bello GF，Rivera S，et al.Studies on the occurrence of non－enzymatic browning during storage of citrus juice[J].Food Research International，1999，32：609－619.

[21]Hodge JE.Chemistry of browning reactions in model systems[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，1953（1）：928－936.

[22]Louise E，Bennett，Hema Jegasothy，et al.Total poly－phenolics andanti－oxidantproperties of selected dried fruits and relationships to drying conditions[J].Journal of functional food，2011（3）：115－124.