速凍萊陽梨丁防氧化褐變效果研究

宿志健，王建化，梅冬青，孫高飛

（1.廣西大學動物科學技術學院，廣西南寧 530004；2.青島農(nóng)業(yè)大學海都學院，山東萊陽 265200；3.青島華紅食品有限公司，山東青島 266600；4.煙臺市富林礦山機械有限公司，山東煙臺 265400）

萊陽梨含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如糖、維生素、游離酸、蛋白質(zhì)，以及鈣、鐵、磷等礦物質(zhì)，梨去皮切分后，很容易發(fā)生氧化酶變[1-2]。氧化酶變[3]是氧氣催化酚類物質(zhì)形成醌及其聚合物的過程，聚合物質(zhì)進一步氧化得到黑色素[4-5]，酶促褐變完成[6]。酶促褐變需要的酶一種是多酚氧化酶（Polyphenol oxidase），銅是多酚氧化酶的輔基；另外一種酶是多元酚氧化酶（Polypheoloxidase）[7]。有資料表明，不同護色劑（如亞硫酸氫鈉、D-異抗壞血酸鈉及其衍生物、檸檬酸、氯化鈉和氯化鈣復合等） 都可以用來進行鮮切梨的護色，但是護色機理有所不同：亞硫酸氫鈉會產(chǎn)生亞硫酸基團，即在有氧氣的條件下，率先與氧氣發(fā)生反應，保護了色素；D-異抗壞血酸鈉及其衍生物可以降低處理液的氧氣含量；檸檬酸能改變?nèi)芤簆H值，還能夠結合多酚氧化酶的輔基（銅），使多酚氧化酶的活性得到降低；氯化鈉能抑制和破壞酶活性，氧氣在氯化鈉溶液中的溶解度遠小于在空氣中的溶解度，具有護色作用。

1 材料與方法

1.1 儀器

WSC-S型色差計，上海精科有限公司產(chǎn)品；FA1004型電子天平，上海天平儀器廠產(chǎn)品。

1.2 試劑

亞硫酸氫鹽、草酸、氯化鈉、檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、氯化鈣等均為分析純，天津科密歐化學試劑有限公司提供。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗試樣

選擇新鮮、大小均勻、無病蟲害、無機械損傷的萊陽梨，先用清水洗干凈晾干表皮水分后，在經(jīng)消毒的菜板上用無菌刀切割，切分成塊狀，迅速浸泡于相同質(zhì)量分數(shù)的護色劑中，根據(jù)不同時間進行測試。

1.3.2 防氧化褐變?nèi)芤旱闹苽?/p>

制作6組質(zhì)量分數(shù)為0.1%的氯化鈉和氯化鈣復合溶液、亞硫酸氫鹽溶液、D-異抗壞血酸鈉溶液、檸檬酸溶液、L-半胱氨酸鹽酸鹽溶液、草酸溶液護色劑。

1.3.3 氧化褐變程度的測定

用WSC-S型色差計測定。

2 結果與分析

2.1 無護色劑條件下氧化褐變的過程與時間

無護色劑條件下氧化褐變的程度與時間見圖1。

圖1 無護色劑條件下氧化褐變的程度與時間

由圖1可知，鮮切梨削皮后直接放于空氣中，在10～20 min氧化酶變速度最快，因為鮮切梨與空氣中氧氣接觸，使酚-醌類較快積累，形成大量的黑色素，加快了酶變的發(fā)生；40 min后褐變程度減緩，大部分酶已發(fā)生褐變，鮮切梨中底物減少，酶變維持穩(wěn)定。

2.2 復合護色劑條件下氧化褐變的程度與時間

氯化鈉和氯化鈣復合護色劑條件下氧化褐變的程度與時間見圖2。

圖2 氯化鈉和氯化鈣復合護色劑條件下氧化褐變的程度與時間

由圖2可知，時間延長褐變加深，但混合液有較好的護色效果。氯化鈉能夠降低氧氣溶解在溶液中，使氧氣不能與酚類底物作用，起到護色目的；氯化鈣可以與果膠（細胞壁）結合成果膠酸鈣，使組織硬度得到加強，并且有效阻止組織液外泄，降低氧化程度[8-9]。在15 min左右，氯化鈉和氯化鈣復合液的護色效果達到最好。

2.3 D-異抗壞血酸鈉條件下氧化褐變的程度與時間

D-異抗壞血酸鈉條件下氧化褐變的程度與時間見圖3。

圖3 D-異抗壞血酸鈉條件下氧化褐變的程度與時間

由圖3可知，隨時間的延長氧化褐變的程度也相應增強，與圖1比較有明顯好轉(zhuǎn)，表明D-異抗壞血酸鈉有抑制酶變的效果。D-異抗壞血酸鈉又名赤藻糖酸鈉，其本身極容易被氧化，具有護色的效果，在10 min左右，質(zhì)量分數(shù)為0.1%的D-異抗壞血酸鈉護色效果達到最佳。

2.4 檸檬酸條件下氧化褐變的程度與時間

檸檬酸條件下氧化褐變的程度與時間見圖4。

圖4 檸檬酸條件下氧化褐變的程度與時間

由圖4可知，隨時間的延長，梨丁褐變程度增大。與圖1比較表明，檸檬酸可以延緩酶變的發(fā)生，檸檬酸不僅能當酸化劑，改變?nèi)芤旱膒H值，進而抑制酶的活性，還可以與PPO活性部位銅離子進行螯合作用，抑制了PPO活性，起到了護色作用。在20 min左右檸檬酸護色效果達到最佳。

2.5 L-半胱氨酸鹽酸鹽條件下氧化褐變的程度與時間

L-半胱氨酸鹽酸鹽條件下氧化褐變的程度與時間見圖5。

由圖5可知，L-半胱氨酸鹽酸鹽與氧-醌通過自身巰基化合物反應得到無色物質(zhì)，L-半胱氨酸鹽酸鹽還可以通過調(diào)節(jié)pH值來抑制褐變。10 min左右是L-半胱氨酸鹽酸鹽的最佳護色時間，后期護色效果逐漸下降的原因是L-半胱氨酸鹽酸鹽能螯合水中的金屬離子，降低護色效果。

圖5 L-半胱氨酸鹽酸鹽條件下氧化褐變的程度與時間

2.6 草酸條件下氧化褐變的程度與時間

草酸條件下氧化褐變的程度與時間見圖6。

圖6 草酸條件下氧化褐變的程度與時間

由圖6可知，隨著時間的延長，梨丁的氧化褐變程度相應上升，跟圖1比較發(fā)現(xiàn)草酸有護色效果。草酸能抑制酚類催化酶，另外草酸是很強的酸化劑，可以改變環(huán)境的pH值來抑制酶活，降低多酚氧化酶的活性。

2.7 亞硫酸氫鈉條件下氧化褐變的程度與時間

亞硫酸氫鈉條件下氧化褐變的程度與時間見圖7。

圖7 亞硫酸氫鈉條件下氧化褐變的程度與時間

由圖7可知，亞硫酸氫鈉有極好的防止蘋果汁酶促褐變的效果，40 min后氧化褐變逐漸升高，原因是亞硫酸氫鈉還有漂白作用，加快了底物酶與空氣中氧氣的反應。

2.8 氧化褐變的程度與時間

氧化褐變的程度與時間見圖8。

由圖8可知，6種護色劑都有一定的護色效果，褐變程度都有下降，對比發(fā)現(xiàn)：空白對照組＞L-半胱氨酸鹽酸鹽＞草酸＞亞硫酸氫鈉＞檸檬酸＞氯化鈉和氯化鈣復合液＞D-異抗壞血酸鈉。

圖8 氧化褐變的程度與時間

3 結論

質(zhì)量分數(shù)為0.1%的不同護色劑，相同時間內(nèi)護色效果也存在差距，在相同時間內(nèi)，護色劑的護色效果也不同，在梨切開的前10 min，L-半胱氨酸鹽酸鹽、亞硫酸氫鈉、D-異抗壞血酸鈉的護色效果最佳；其次是氯化鈉和氯化鈣混合液、檸檬酸溶液、草酸溶液。在20 min左右護色效果最好檸檬酸和草酸，其次是D-異抗壞血酸鈉。試驗只采取單因素試驗對速凍萊陽梨丁氧化褐變程度進行測定，至于復合試劑和多因素試驗還需要進一步研究。