香蕉加工過程酶促褐變控制技術(shù)的研究概況

楊文梅

摘 要：分析香蕉酶促褐變的機(jī)理及影響香蕉酶促褐變的影響因素，綜述了香蕉酶促褐變控制技術(shù)的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：香蕉，酶促褐變，研究進(jìn)展

酶促褐變是在有氧條件下，由于多酚氧化酶（PPO）的作用，鄰位的酚氧化為醌，醌很快聚合成為褐色素而引起組織褐變。多酚氧化酶是發(fā)生酶促褐變的主要酶，酶促褐變嚴(yán)重制約了香蕉的深加工和綜合利用[1]?？刂泼复俸肿兊难芯烤哂兄匾囊饬x。

1.香蕉酶促褐變的機(jī)理

香蕉中多酚氧化酶是以銅離子為輔基的金屬蛋白[2]香蕉組織中多酚氧化酶催化各種酚類底物發(fā)生氧化。

2.香蕉酶促褐變需要具備的4個條件：

酶促褐變需具備4個條件：①氧的存在；②酶的作用；③含Cu2+輔基的參與；④酶與底物的結(jié)合。因此對酶促褐變的抑制就是通過采用物理的、化學(xué)的以及生化手段等方法來切斷或控制其任何一個環(huán)節(jié)[3]。

3.控制香蕉酶促褐變的方法

正常果蔬組織中的PPO和底物呈區(qū)域性分布[4]，而果蔬貯藏、加工時，酶和底物接觸并暴露于有氧條件下，所以容易發(fā)生褐變。預(yù)防酶促褐變要從控制氧氣濃度、環(huán)境溫度及鈍化酶的活性等方面入手。綜合近年來的研究情況，總結(jié)如下：

3.1物理方法

3.1.1控制氧氣濃度

杜冰，梁淑如等人提到采用自行研發(fā)設(shè)計的液氮排氧打漿機(jī)，對香蕉進(jìn)行低溫排氧打漿。結(jié)果表明：采用添加液氮排氧打漿技術(shù)，可以有效降低香蕉漿體的溫度并驅(qū)排氧氣，起到明顯的防褐變作用[5]。

3.1.2控制溫度抑制酶的活性

一般認(rèn)為0℃～5℃適宜貯藏鮮切果蔬。溫度對多酚氧化酶的影響是雙重的，一方面溫度升高能加快酶催化反應(yīng)速度進(jìn)程，另一方面促使酶蛋白變性，它是兩種對抗效應(yīng)綜合反應(yīng)[6]。

多酚氧化酶對熱敏感，其最適溫度為25℃，75℃處理5min酶基本全部鈍化，100℃時多酚氧化酶全部鈍化的臨界時間為20s，可以利用高溫短時熱燙來控制香蕉褐變程度的發(fā)生[7]。

研究表明微波法鈍酶效果好，池偉建等人研究發(fā)現(xiàn)在微波400w的處理下，等質(zhì)量不同厚度香蕉片該酶完全鈍化的時間為45S[8]。

3.1.3超高壓抑制酶活

超高壓加工技術(shù)不僅可以有效殺滅食品中的微生物和鈍化各種食品品質(zhì)酶，而且能保持食物中天然色、香、味和營養(yǎng)成分。

袁根良研究表明，超高壓處理香蕉果肉PPO和POD的酶活殘存率最佳工藝參數(shù)為壓力480MPa、溫度55℃、保壓時間10min，PPO和POD的酶活殘存率分別為0.90%和3.26%[9].。

3.2化學(xué)方法

3.2.1 加酸化劑

香蕉最適pH范圍為5.0～6.5。張勇等人研究表明當(dāng)pH值≤3.0時半朧氨酸，PPO幾乎完全失活。PPO為堿性蛋白質(zhì)，在較強(qiáng)的酸性條件下，輔基銅將以銅離子的形式解離出來，從而使酶失活；而在堿性條件時輔基銅會解離成氫氧化銅，使酶活力顯著降低。

3.2.1.1 加檸檬酸

當(dāng)添加0.3%檸檬酸時，測得體系的pH為4.0，對香蕉漿液酶促褐變的抑制效果好。

3.2.1.2 加菠蘿汁

章海元研究發(fā)現(xiàn)新鮮菠蘿果汁和熱處理菠蘿果汁具有相同的酶褐變抑制效果而且顯著優(yōu)于蒸餾水、pH3.9檸檬酸溶液和10mmol/L異抗壞血酸溶液，與5mmol/L亞硫酸氫鈉溶液的效果相似。真正的機(jī)理有待于進(jìn)一步的研究[10]。

3.2.2加還原劑

原理：還原的方法使多酚氧化酶對底物的氧化反應(yīng)中止或逆向進(jìn)行。

3.2.2.1 加NaHSO3

亞硫酸化合物是抑制酶促褐變的傳統(tǒng)方法。但由于亞硫酸鹽可能引起一些人群的過敏、哮喘等反應(yīng)，美國FDA已禁止使用。

3.2.2.2加抗壞血酸

謝紹萍等研究表明，當(dāng)異抗壞血酸添加量為0.05%時，對香蕉的抗褐變效果最佳。

3.2.2.3加L-半胱氨酸

L-半胱氨酸能捕獲鄰醌，形成復(fù)合物，足夠量的L-半胱氨酸能有效防止顏色的形成。 謝紹萍、歐陽學(xué)智研究表明高濃度的L-半胱氨酸處理有利于提高香蕉漿的明亮程度，濃度高于0.3%會產(chǎn)生異味，因此L-半胱氨酸的使用應(yīng)在0.3%以下[11]。

3.2.3加酶抑制劑

4-已基間苯二酚（4HR）是酪氨酸酶的有效抑制劑 ，中國食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)委員會1993年同意納入GB2760，限量尚未正式公布[12]。謝紹萍，歐陽學(xué)智研究表明，當(dāng)4HR添加量≥0.1%，對香蕉漿液的護(hù)色效果好。

3.2.4加螯合劑

植酸（肌醇六磷酸）具有12個羧基能與金屬螯合作用，從而能抑制多酚氧化酶的活[13] 。

3.2.5 加絡(luò)合劑

曲酸為一種新型的食品添加劑。它作用的機(jī)理是與PPO活性中心的Cu2+絡(luò)合，并能干擾酶促褐變過程中對氧的吸收曲酸能在極低濃度下抑制多酚氧化酶活力。

3.3物理方法和化學(xué)方法結(jié)合

陳啟聰?shù)忍岢鲆种苿⑽⒉ńY(jié)合處理對香蕉酶促褐變的抑制效果，比單一抑制劑處理和單一微波處理都要好，最佳處理為0.2%L-半胱氨酸和0.3%抗壞血酸復(fù)配，浸泡30min，495W微波處理30s，能較好地保持香蕉產(chǎn)品的品質(zhì)。

3.4 使用生物方法

利用基因工程對果蔬改良可選育抗褐變新品種。反義RNA技術(shù)阻礙了PPO基因的表達(dá)，王清等人提到目前已獲得了抗褐變的馬鈴薯對于香蕉的基因改良目前還未發(fā)現(xiàn)相關(guān)報導(dǎo)。

4.前景

在加工過程中對香蕉果肉進(jìn)行超高壓處理防止褐變，在生產(chǎn)中前景較好。超高壓處理技術(shù)能使食品色、香、味及營養(yǎng)成分保存完整，且安全、衛(wèi)生的特點迎合了消費者的需求心理，更符合當(dāng)前綠色食品的要求，市場前景廣闊。

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