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    杏果脯預(yù)處理的燙漂與護(hù)色工藝優(yōu)化

    2024-01-03 05:45:16伊麗達(dá)娜開賽爾白羽嘉鄭麗萍古孜拉努爾拉孔麗潔胡娟玲馮作山
    食品研究與開發(fā) 2023年24期
    關(guān)鍵詞:異抗壞血酸鈉護(hù)色劑變度

    伊麗達(dá)娜·開賽爾,白羽嘉*,鄭麗萍,古孜拉·努爾拉,孔麗潔,胡娟玲,馮作山*

    (1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830052;2.新疆果品采后科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室,新疆 烏魯木齊 830052)

    杏味道獨(dú)特,富含維生素、類胡蘿卜素、氨基酸等營養(yǎng)成分,具有止咳、化痰、防癌抗癌的作用[1-2]。杏適用于鮮食和加工,杏脯加工中易由多酚氧化酶和過氧化物酶引發(fā)嚴(yán)重的酶促褐變[3],導(dǎo)致杏脯的外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)下降。因此控制酶促褐變對杏脯品質(zhì)至關(guān)重要,杏脯在加工過程中需要進(jìn)行護(hù)色護(hù)理,若護(hù)色處理不當(dāng),會產(chǎn)生苦味、陳腐味等異味,還會影響果脯的營養(yǎng)成分,因此果脯加工過程中護(hù)色工藝是關(guān)鍵步驟[4]。目前在果脯加工工藝中多使用含硫的傳統(tǒng)護(hù)色劑,造成果脯味道不佳且對人體有害[5-6]。抑制果蔬褐變的方法有化學(xué)護(hù)色和物理護(hù)色[7],化學(xué)護(hù)色多為添加褐變抑制劑,物理護(hù)色方法有高溫燙漂[8]、超低溫冷凍[9]、密封包裝[10]等。35~60 ℃是過氧化物酶的最適溫度[11],為了達(dá)到樣品固有色澤不發(fā)生褐變可以采用高溫燙漂的方法。單一護(hù)色劑往往不能取得滿意的效果,為了更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)需要,多數(shù)使用復(fù)合護(hù)色劑。

    本文研究不同燙漂時間對杏脯酶活和感官品質(zhì)的影響,并在單因素護(hù)色試驗基礎(chǔ)上進(jìn)行Box-Behnken Design 響應(yīng)面試驗,以期提升杏脯質(zhì)量。

    1 材料與方法

    1.1 材料與儀器

    新鮮明星杏:市售,4 ℃冷藏;檸檬酸、L-半胱氨酸、D-異抗壞血酸鈉(均為食品級):深圳樂??萍脊煞萦邢薰?;冰乙酸、磷酸、愈創(chuàng)木酚、鄰苯二酚(均為分析純):天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

    C21-WH2106 電磁爐:美的電磁爐科技股份有限公司;CM-600D 色差計:柯尼達(dá)美能達(dá)辦公系統(tǒng)(中國)有限公司;TU-1810 紫外線分光光度計:北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;TGL-16G 離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠。

    1.2 試驗方法

    1.2.1 杏脯加工杏脯加工流程:原料挑選→清洗→切分、去核→燙漂→硬化→護(hù)色→滲糖→干燥→包裝。

    1.2.2 熱水燙漂單因素試驗

    每組取20 個鮮果,共3 組,在料液比1∶20(g/L)下在不同溫度熱水中進(jìn)行燙漂滅酶處理,熱水燙漂溫度為75、80、85、90、95 ℃,燙漂時間為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 min。

    1.2.3 破損率測定

    1.2.4 熱水燙漂對杏感官品質(zhì)的影響

    選擇10 名經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的食品學(xué)院學(xué)生(5 男5女),根據(jù)表1 對熱水燙漂后的杏脯進(jìn)行感官評定,滿分100 分。

    表1 熱水燙漂對杏脯感官評分的影響Table 1 Effect of hot water blanching on the sensory quality of preserved apricots

    1.2.5 酶活測定

    過氧化物酶(peroxidase,POD)活性、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性參照文獻(xiàn)[12]的方法進(jìn)行測定,計算公式如下。

    式中:X 為過氧化物酶酶活,U/(g·min);Y 為多酚氧化酶酶活,U/(g·min);A、B 為反應(yīng)混合液的吸光度變化值;Δt 為酶促反應(yīng)時間,min;V 為樣品提取液總體積,mL;Vs為測定時所取樣品提取液體積,mL;W 為樣品質(zhì)量,g。

    1.2.6 護(hù)色劑單因素試驗

    考察檸檬酸濃度(0%、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%)、D-異抗壞血酸鈉濃度(0%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%)、L-半胱氨酸濃度(0%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%)對杏脯L* 值的影響,確定護(hù)色劑的范圍。

    1.2.7 響應(yīng)面試驗

    響應(yīng)面試驗因素水平見表2。

    表2 響應(yīng)面試驗因素水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

    1.2.8 褐變度測定

    參照文獻(xiàn)[13]的方法。將杏肉研磨均勻,4 000 r/min離心20 min,取上清液1.0 mL,加入1.0 mL 的95%乙醇,搖勻,于420 nm 處比色。

    1.2.9 色差測定

    使用色差計對杏脯色澤進(jìn)行測定,測定樣品L*值。L* 值表示亮度,亮度越大,L* 值越大。

    1.3 數(shù)據(jù)處理

    采用IBM SPSS Statistics 26.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,P<0.01 為極顯著關(guān)系,P<0.05 為顯著關(guān)系。Origin 2018 軟件進(jìn)行繪圖。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 熱水燙漂單因素試驗結(jié)果

    2.1.1 熱水燙漂時間對杏脯感官品質(zhì)的影響

    熱水燙漂時間對杏脯感官品質(zhì)的影響見圖1。

    圖1 熱水燙漂時間對杏脯感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of hot water blanching time on the sensory quality of preserved apricots

    從圖1 可以看出,隨著燙漂時間延長,感官評分呈現(xiàn)先上升后下降趨勢,且不同處理間差異顯著(P<0.05)。感官評分下降是因為產(chǎn)生了一定程度蒸煮味且有果實(shí)破損[14],未燙漂的杏脯感官評分為70,杏脯顏色暗淡,味道不濃郁,且不進(jìn)行燙漂的杏脯滲糖效果不佳。燙漂2.0 min 的果脯感官評分為79,得分最高,外觀光澤且透明,破裂率小于5%,杏脯味明顯,燙漂2.5 min 時果脯感官評分下降為69,破損率在5%~10%。Thi 等[15]研究表明,經(jīng)不同溫度處理的蘆筍段隨著熱燙時間的延長,質(zhì)地變軟。食品感官評價可提供快速準(zhǔn)確的結(jié)果[16],因此結(jié)合熱燙后的感官品質(zhì),選擇熱燙2.0 min 為最佳的處理條件,本試驗結(jié)果與崔明月[17]研究結(jié)果相似。

    2.1.2 熱水燙漂溫度對杏脯PPO、POD 酶活的影響

    PPO 和POD 是導(dǎo)致杏脯褐變的關(guān)鍵因素[18]。熱水燙漂是為了使杏脯中的內(nèi)源性酶失活,防止酶促褐變的發(fā)生。不同的熱燙條件對杏脯POD 和PPO 酶活影響見圖2 和圖3。

    圖3 熱燙處理對杏脯PPO 酶活的影響Fig.3 Effect of hot water blanching on the PPO activity of preserved apricots

    由圖2 和圖3 可知,熱水燙漂可使杏脯POD、PPO活性降低,且不同處理間差異明顯。熱水燙漂溫度影響POD、PPO 的活性,隨著溫度的升高,酶活呈現(xiàn)下降趨勢。75 ℃燙漂2.0 min 的POD 酶活相對其他溫度的酶活高,為25.23%,90 ℃和95 ℃燙漂條件下,POD 酶活分別為1.45%和1.28%,兩者沒有顯著性差異(P>0.05),隨著燙漂溫度的升高,產(chǎn)品的營養(yǎng)價值下降[19],且在工藝生產(chǎn)中溫度越高,耗能越大,因此選擇燙漂溫度為90 ℃。PPO 和POD 失去活性,可以減少杏脯的營養(yǎng)成分損失,保持杏脯的天然色澤和營養(yǎng)價值。結(jié)合感官評分和兩種酶的最適酶活,選擇最佳燙漂溫度為90 ℃,最佳燙漂時間2.0 min,此結(jié)果與劉偉等[20]的研究結(jié)果一致。

    2.2 護(hù)色劑單因素試驗結(jié)果

    2.2.1 檸檬酸濃度對杏脯色度的影響

    不同濃度的檸檬酸對杏脯色度的影響見圖4。

    圖4 不同濃度的檸檬酸對杏脯色度的影響Fig.4 Effect of different concentrations of citric acid on the color of preserved apricots

    在果蔬加工中經(jīng)常使用調(diào)酸的方法抑制果蔬褐變。大多數(shù)羧酸在食品行業(yè)中使用范圍極廣,在產(chǎn)品中添加酸化劑會使產(chǎn)品口感更佳[21]。產(chǎn)品中羧酸添加量十分重要,添加量過少,抑制效果不理想,添加量超標(biāo)又會發(fā)生產(chǎn)品酸化的現(xiàn)象,影響產(chǎn)品味道。

    由圖4 可以看出,隨著檸檬酸濃度的增加,杏脯褐變度逐漸呈現(xiàn)下降趨勢。檸檬酸能夠降低體系的pH值從而抑制褐變。當(dāng)檸檬酸濃度為0.60%時褐變度最小,濃度繼續(xù)增加褐變度變化較小。L* 值與檸檬酸濃度成正比,隨濃度的增加而增大,通過試驗分析可知,在檸檬酸溶液達(dá)到0.60%時,可以有效抑制杏脯的褐變,護(hù)色效果較好。

    2.2.2 D-異抗壞血酸鈉濃度對杏脯色度的影響

    不同濃度的D-異抗壞血酸鈉對杏脯色度的影響見圖5。

    圖5 不同濃度的D-異抗壞血酸鈉對杏脯色度的影響Fig.5 Effect of different concentrations of sodium D-isoascorbate on the color of preserved apricots

    由圖5 可以看出,隨著D-異抗壞血酸鈉濃度的增加,褐變度先減小后增大,因為D-異抗壞血酸鈉不僅有還原性還有弱酸性,可以使杏脯本身的pH 值降低,起到防止杏脯褐變的作用。當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度為0.20%時,褐變度達(dá)到最小,L* 值達(dá)到最大,亮度最大。當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度過高時,會因為杏脯自身的氧化影響杏脯的色澤。經(jīng)試驗分析,當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度為0.20%時,可以有效抑制杏脯的發(fā)生褐變,具有較好的護(hù)色效果。

    2.2.3 L-半胱氨酸濃度對杏脯色度的影響

    不同濃度的L-半胱氨酸對杏脯色度的影響見圖6。

    圖6 不同濃度的L-半胱氨酸對杏脯色度的影響Fig.6 Effect of different concentrations of L-cysteine on the color of preserved apricots

    由圖6 可知,增加L-半胱氨酸的濃度,褐變度呈先下降后上升的趨勢,L* 值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)L-半胱氨酸濃度達(dá)到0.20%時,L* 值最高,為53.83,褐變度為0.163 3,經(jīng)試驗分析,當(dāng)L-半胱氨酸濃度為0.20%時,可以有效抑制杏脯的褐變,護(hù)色效果最好。本試驗結(jié)果與Ali 等[22]研究結(jié)果相似。

    2.3 響應(yīng)面試驗結(jié)果分析

    根據(jù)單因素試驗結(jié)果,以杏脯褐變度和L* 值為響應(yīng)值,采用Design-Expert 軟件中的Box-Behnken 試驗設(shè)計方案,進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面試驗。試驗結(jié)果見表3。

    表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiment

    對表3 數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合,得到L* 值回歸方程為Y1=64.49-0.0937A-0.06313B-0.3050C-1.80A2-1.29B2-1.80C2+0.077 75AB+0.240 0AC+0.550 0BC。對回歸方程進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表4。

    表4 色差值回歸模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of color difference regression models

    由表4 可知,所建立的L* 值回歸模型的F 值為70.51,P<0.01,達(dá)極顯著水平。失擬項F 值為1.06,P=0.458 1>0.05,不顯著,說明回歸模型對試驗擬合的情況良好,穩(wěn)定性良好。相對系數(shù)R2=0.989 1,調(diào)整系數(shù)R2=0.975 1,表明該模型具有良好的相關(guān)性,方程的可靠性高。響應(yīng)值為97.51%,表明色差值的實(shí)際值和預(yù)測值的相關(guān)性良好。變異系數(shù)(CV)為0.433 9%,反映該模型方程具有較好的真實(shí)性。綜合分析該模型,該模型擬合度較好,響應(yīng)值的變化反映較好。由F 值可知,各因素對杏脯L* 值的影響順序為(B)D-異抗壞血酸鈉濃度>(C)L-半胱氨酸濃度>(A)檸檬酸濃度。

    對表3 數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合,得到褐變度回歸方程為Y2=0.054 0+0.001 3A+0.007 9B+0.002 9C+0.012 9A2+0.009 1B2+0.015 6C2-0.0777 5AB-0.006 0AC-0.007 7BC。對回歸方程進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表5。

    表5 褐變度回歸模型的方差分析Table 5 Analysis of variance of brownness regression models

    由表5 可知,所建立的褐變度回歸模型的F 值為47.00,P<0.01,達(dá)極顯著水平。失擬項F 值為2.52,P=0.196 9>0.05,失擬項不顯著,說明該回歸方程穩(wěn)定性良好。相對系數(shù)R2=0.983 7,調(diào)整系數(shù)R2=0.962 8,說明該方程可靠性較高。響應(yīng)值的96.28%由變量引起,證明杏脯褐變度實(shí)際值與預(yù)測值之間具有較好的擬合相關(guān)性。變異系數(shù)(CV)為4.01%,反映了該模型方程具有較好的真實(shí)性。

    2.3.1 各因素間的交互影響

    各因素交互作用對L* 值和褐變度的響應(yīng)面和等高線圖見圖7~圖8。

    圖7 交互作用對杏脯色差值的影響Fig.7 Effect of interaction on the color difference of preserved apricots

    圖8 交互作用對杏脯褐變度的影響Fig.8 Effect of interaction on the brownness of preserved apricots

    由圖7~圖8 可知,AB 等高線偏圓形,響應(yīng)面較為陡峭,說明AB 的交互作用達(dá)到顯著水平;檸檬酸濃度(A)和L-半胱氨酸濃度(C)的等高線呈橢圓形,響應(yīng)面坡度不陡峭,說明檸檬酸濃度(A)和L-半胱氨酸濃度(C)間的交互作用不顯著。

    2.3.2 最佳護(hù)色劑的確定及驗證試驗

    根據(jù)響應(yīng)面試驗,得到杏脯護(hù)色劑的最佳濃度為0.63%檸檬酸、0.22%D-異抗壞血酸鈉、0.18%L-半胱氨酸。進(jìn)行3 次驗證試驗,得到杏脯L* 值為63.43,褐變度為0.075。根據(jù)可操作性和實(shí)際性,因此得到杏脯護(hù)色劑配方為檸檬酸濃度0.60%,D-異抗壞血酸鈉濃度0.20%,L-半胱氨酸濃度0.20%,并進(jìn)行3 次驗證試驗,得出杏脯L* 值為64.61,褐變度為0.075。模型預(yù)測的理論值與預(yù)測值吻合較好,說明該響應(yīng)面試驗回歸模型建立良好。

    3 結(jié)論

    酶促褐變控制等預(yù)處理對杏脯加工至關(guān)重要,本研究開展熱水燙漂參數(shù)對杏脯酶活和感官評價的影響,結(jié)果表明90 ℃熱燙2.0 min 對控制杏脯褐變酶活性及感官評價具有較好效果。通過3 種護(hù)色劑進(jìn)行單因素試驗,通過分析褐變度和L* 值,發(fā)現(xiàn)杏脯褐變度和L* 值在不同護(hù)色劑上差異較大,其中褐變度抑制褐變度效果最佳的護(hù)色劑為D-異抗壞血酸鈉。通過響應(yīng)面法優(yōu)化護(hù)色劑的配方,得到最佳復(fù)配護(hù)色劑配方為0.60%檸檬酸、0.20% D-異抗壞血酸鈉、0.20% L-半胱氨酸。在此條件下,褐變度為0.075,色差值為64.61,與預(yù)測值吻合率達(dá)到98.91%和98.37%。

    在現(xiàn)代都市生活中果脯成為了人們的喜愛零食。采用熱水燙漂是一種簡單高效的鈍化褐變酶的方法,但熱處理會導(dǎo)致一定的營養(yǎng)價值流失,在今后的研究中,冷加工處理方法應(yīng)該被更多研究。

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