哈密瓜干制過程中褐變抑制工藝的研究

許　建，馬西欣，陳俊科，白世踐

(1新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊　830052；2新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆鄯善　838200；3新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，烏魯木齊　830052)

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哈密瓜干制過程中褐變抑制工藝的研究

許建1，馬西欣2，陳俊科3，白世踐2

(1新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊830052；2新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆鄯善838200；3新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，烏魯木齊830052)

摘要：以哈密瓜為原料，采用自然干制方式，以哈密瓜干表面色澤與褐變度為研究指標(biāo)，研究不同褐變抑制劑與濃度對哈密瓜干制褐變抑制的效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，哈密瓜干制過程中，檸檬酸濃度>0.3%，氯化鈉、氯化鈣濃度>0.5%，L-半胱氨酸(L-Cys)、亞硫酸鈉濃度>0.05%時(shí)均有褐變抑制作用。采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用各護(hù)色劑之間的交互協(xié)同作用，得到優(yōu)化褐變抑制劑配比：L-Cys濃度0.1%、氯化鈣濃度1.5%、檸檬酸濃度0.3%、氯化鈉濃度1.0%；經(jīng)復(fù)合護(hù)色劑處理制得哈密瓜干表面色差L=70.49，a=39.42，b=16.18，與對照組比較均呈差異顯著(P<0.05)；褐變度為0.081，與對照組呈極顯著差異(P<0.01)。經(jīng)復(fù)合護(hù)色劑處理的哈密瓜干能夠有效抑制褐變產(chǎn)生，使制品保持優(yōu)良的色澤。

關(guān)鍵詞：哈密瓜；干制；褐變；抑制

哈密瓜是新疆的名優(yōu)特產(chǎn)，由于哈密瓜是熱敏性果實(shí)，從而嚴(yán)重制約了哈密瓜的加工及發(fā)展，導(dǎo)致非商品性瓜利用率很低，這樣既造成浪費(fèi)又阻滯了農(nóng)戶的增產(chǎn)增收[1-3]。本研究采用單因素試驗(yàn)篩選護(hù)色劑種類及濃度，并采用正交試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合護(hù)色劑最優(yōu)配比，以期規(guī)范哈密瓜干制過程中褐變控制的工藝技術(shù)，制作出感官漂亮、商品性優(yōu)良的哈密瓜干，以提升產(chǎn)品競爭力。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

西州密25號，可溶性固形物含量為15%～17%。采用自然晾曬方式，待瓜干水分含量降至15±1%采收。

1.2主要試驗(yàn)儀器與試劑

1.2.1主要儀器Lab色差儀、手持式折光儀、真空包裝機(jī)、酸度計(jì)、可見光分光光度計(jì)、離心機(jī)等。

1.2.2試劑氯化鈉、氯化鈣、抗壞血酸、檸檬酸、L-半胱氨酸、亞硫酸氫鈉等。

1.3主要試驗(yàn)檢測方法 1.3.1表面色澤的測定色差儀L*a*b*值法：L為亮度指數(shù)，L=100表示白色，L=0表示黑色。+a值越大，表明顏色越接近紅色；-a值越大，顏色越接近綠色。+b值越大，表明顏色越接近黃色；-b值越大，顏色越接近藍(lán)色。取5批樣品，每批樣品測3次，取平均值。1.3.2褐變度測定方法取哈密瓜干2.0g加入5mL無水乙醇中，加入少量石英砂研磨，研磨均勻后置于離心管中震蕩混勻10min，6 000r/min離心15min后，取上清液在420nm處用紫外分光光度計(jì)測定其吸光值，單位為：OD420/g。1.4試驗(yàn)因素及水平表1.4.1單因素試驗(yàn)及水平單因素試驗(yàn)及水平見表1。

表1　單因素試驗(yàn)及水平

1.4.2正交試驗(yàn)因素及水平正交試驗(yàn)因素及水平見表2。

表2　正交試驗(yàn)因素及水平　　單位：%

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)，對不同濃度褐變抑制劑處理制得哈密瓜干表面顏色進(jìn)行L、b值測定，不同褐變抑制劑不同濃度下其抑制褐變的效果各有區(qū)別(圖1、2)。品質(zhì)優(yōu)良的哈密瓜干表面呈現(xiàn)亮黃色，色澤鮮艷。

圖1　褐變抑制劑濃度梯度對瓜干L值的影響

圖2　褐變抑制劑濃度梯度對瓜干b值的影響

(1)隨著抗壞血酸濃度的增加，哈密瓜干的顏色逐漸變暗，并失去果肉原有的淺黃色。維生素C也常作為添加劑與檸檬酸配合用來抑制酶促褐變，需要在一定酸性環(huán)境下才能起到抑制褐變的作用，但如添加使用不當(dāng)，抗壞血酸的氧化褐變反過來又會(huì)影響產(chǎn)品的色澤[4]。維生素C可以在抗壞血酸氧化酶的作用下氧化褐變，也可以自動(dòng)氧化產(chǎn)生羰基糠醛，醛類物質(zhì)進(jìn)一步聚合為褐色素[5]。(2)L-Cys為含巰基的新型褐變抑制劑，具有替代亞硫酸鹽的作用[6，7]。隨著濃度的增加，哈密瓜干L值、b值均呈先上升后下降趨勢，在濃度0.15%時(shí)，L值最大；濃度0.1%時(shí)，b值最大。綜合考慮，選用其濃度為0.05%～0.15%。(3)亞硫酸鹽是傳統(tǒng)的褐變抑制劑，但它破壞營養(yǎng)，使組織軟化并產(chǎn)生異味，且有害健康。亞硫酸鹽能夠有效抑制哈密瓜干褐變的發(fā)生，在試驗(yàn)濃度內(nèi)(0.05%～0.25%)制品表面顏色均呈上升趨勢。(4)鈣鹽可與氨基酸結(jié)合為不溶性化合物，有控制褐變的作用[8，9]。隨著氯化鈣濃度的增大，哈密瓜干L值、b值均呈下降趨勢。后期試驗(yàn)選用其濃度為0.05%～0.15%。(5)氯化鈉能夠抑制褐變的發(fā)生，濃度越高褐變抑制效果越好，但是過高濃度會(huì)使瓜干變咸，影響口感。(6)檸檬酸可使酚酶反應(yīng)體系pH值降低而偏離最適pH值，同時(shí)絡(luò)合銅輔基，抑制PPO活性[10]。隨著檸檬酸濃度的增加，L值呈先下降后上升趨勢，b值呈下降趨勢。綜合試驗(yàn)結(jié)果，選用濃度為0.3%～0.9%。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

由表3L值、b值結(jié)果可見，影響兩值變化的因素大小順序均是：C>A>D>B，即為：L-半胱氨酸鹽酸鹽>氯化鈣>檸檬酸>氯化鈉，而最優(yōu)組合卻有所差別，分別為：A1B1C2D1，即L-半胱氨酸鹽酸鹽濃度0.1%、氯化鈣濃度1.5%、檸檬酸濃度0.6%、氯化鈉濃度0.5%；A1B2C1D3，即L-半胱氨酸鹽酸鹽濃度0.1%、氯化鈣濃度2.0%、檸檬酸濃度0.3%、氯化鈉濃度1.5%。由褐變度分析結(jié)果可見，影響褐變度變化的因素大小順序是：L-半胱氨酸鹽酸鹽>氯化鈣>檸檬酸>氯化鈉，與正交試驗(yàn)L值、b值結(jié)果一致，說明利用色差儀測定制品L值與b值可以直觀地表現(xiàn)出其褐變程度。影響制品L值、b值、褐變度的最優(yōu)組合分別為：A1B1C2D1、A1B2C1D3、A1B2C1D2，且影響因素大小順序均是：C>A>D>B。比較各最優(yōu)組合發(fā)現(xiàn)，各組均以A1(即氯化鈉濃度1.0%)條件下最好，對處理因素D(即檸檬酸含量)影響差異最大，且影響最不顯著。該試驗(yàn)在有效抑制褐變程度并減少食品添加劑用量的原則下，最終選取組合為A1B1C1D2，即L-半胱氨酸鹽酸鹽濃度0.1%、氯化鈣濃度1.5%、檸檬酸濃度0.3%、氯化鈉濃度1.0%。

表3　正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3驗(yàn)證試驗(yàn)及結(jié)果

由表4可見，驗(yàn)證組哈密瓜干表面色澤與對照組比較均呈顯著性差異(P<0.05)，褐變度呈極顯著差異(P<0.01)。

表4　正交試驗(yàn)結(jié)果

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果顯示，不同種類的褐變抑制劑及濃度對哈密瓜干的褐變抑制效果各有不同。檸檬酸、抗壞血酸、苯甲酸等有機(jī)酸，一般是通過降低pH值達(dá)到抑制非酶褐變的目的[11]。在該試驗(yàn)中，當(dāng)維生素C在單獨(dú)作為褐變抑制劑使用時(shí)，對褐變抑制作用很小，且隨著其濃度的升高反而加速了褐變的產(chǎn)生?？箟难嶙鳛楹肿円种苿┚哂须p效性，且抗壞血酸氧化分解產(chǎn)生的褐變是非酶褐變的4種類型之一[12]。抗壞血酸氧化形成脫氫抗壞血酸，水合形成2，3-二酮古洛糖酸，經(jīng)脫水、脫羧后形成糠醛，而糠醛是形成類黑色素的主要前體物質(zhì)，這也是抗壞血酸加速褐變的主要機(jī)理。試驗(yàn)中將同濃度的亞硫酸氫鈉與L-半胱氨酸(L-Cys)進(jìn)行褐變抑制效果比對，發(fā)現(xiàn)L-Cys在濃度范圍0.05%～0.15%時(shí)，褐變抑制作用與亞硫酸鹽相似，說明含硫氨基酸作為褐變抑制劑具有替代亞硫酸鹽的潛在利用價(jià)值。研究認(rèn)為，當(dāng)檸檬酸濃度>0.3%，氯化鈉、氯化鈣濃度>0.5%，L-Cys、亞硫酸鈉濃度>0.05%時(shí)均顯現(xiàn)褐變抑制作用。本試驗(yàn)最終得到試驗(yàn)優(yōu)化條件為：L-Cys濃度0.1%、氯化鈣濃度1.5%、檸檬酸濃度0.3%、氯化鈉濃度1.0%。由優(yōu)化條件制得的哈密瓜干色澤鮮亮，制品色澤參數(shù)與對照組比較均呈顯著性差異(P<0.05)；褐變度與對照組呈極顯著差異(P<0.01)。說明在該復(fù)合護(hù)色劑條件下，能夠有效抑制哈密瓜干褐變的產(chǎn)生，制得品質(zhì)優(yōu)良的哈密瓜干?！?/p>

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(責(zé)任編輯李燕妮)

作者簡介：許建(1982—)，男，在讀博士研究生，助理研究員，研究方向：園藝作物栽培及貯藏加工。

Study on Browning Inhibition Process in Dried Hami Melon

XU Jian1，MA Xi-xin2，CHEN Jun-ke3，BAI Shi-jian2

(1College of Forestry and Horticulture，Xinjiang Agricultural University，Urmuqi 830052，China；2Xinjiang Research Laboratory of Grape and Melon，Shanshan 838200，China；3College of Economics and Business，Xinjiang Agricultural University，Urmuqi 830052，China)

Abstract：The dried Hami melon were made by nature air drying.With surface color and browning degree of dried melon as evaluation index，we researched the effects of different browning inhibition and concentration on browning inhibition of dried Hami melon.Results showed that brownin，inhibition could produce effect when citric acid concentration > 0.3%，sodium chloride and calcium chloride concentration > 0.5%，or L-Cys and sodium sulfite concentration > 0.05%.L9(34)test showed optimize the ratio of browning inhibitors was that 0.1% L-Cys，1.5% calcium chloride，0.3% citric acid and 1.0% sodium chloride。Dried melon used the compound reagent，had good color with the value were L=70.49，a=39.42，b=16.18，which had significant differences(P<0.05)with the control group.While browning degree was 0.081，which had significant differences with the control group(P<0.01).The dried melon processed with complex color-protective liquid had good color and low degree of browning.

Keywords：Hami melon；drying；browning；inhibition