詹麗娟，范會(huì)平，龐凌云，邢涵博，祝美云，李 瑜*

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

柿子醋貯藏期間褐變及其抑制方法

詹麗娟，范會(huì)平，龐凌云，邢涵博，祝美云，李 瑜*

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

研究柿子醋褐變?cè)蚣耙种破浜肿兎椒ā＠梅止夤舛扔?jì)和色差法分析柿子醋在貯藏期間總酚含量、多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)和過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)活性以及褐變度的變化，并研究幾種抑制劑(NaCl、檸檬酸和L-抗壞血酸)對(duì)其褐變抑制的影響。結(jié)果表明：柿子醋貯藏期間發(fā)生的褐變主要是由于PPO和POD催化氧化總酚類物質(zhì)引起的酶促褐變。不同質(zhì)量濃度的褐變抑制劑NaCl、檸檬酸和L-抗壞血酸均顯著維持醋液中較高的總酚含量，抑制PPO和POD活性，從而降低褐變度，減緩褐變發(fā)生，其中以0.24g/100mL NaCl、溶液1.2g/100mL檸檬酸和0.48g/100mL L-抗壞血酸對(duì)柿子醋抑制效果較好。

柿子醋；褐變；抑制劑

柿子醋是以柿子為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵釀制而成的，與糧食醋相比營(yíng)養(yǎng)更為豐富。其富含醋酸、乳酸、蘋果酸和琥珀酸等多種有機(jī)酸，以及各種氨基酸和生物活性物質(zhì)，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保健藥用功能[1-2]。柿子醋色澤鮮亮、口味醇厚，風(fēng)味獨(dú)特[3]，是很有特色的調(diào)味佳品。然而，柿子醋在開口使用后或貯藏過(guò)程中往往會(huì)發(fā)生褐變現(xiàn)象，導(dǎo)致色值升高。例如剛生產(chǎn)出來(lái)的柿子醋液色值完全符合標(biāo)準(zhǔn)，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的貯藏、運(yùn)輸、尤其是消費(fèi)者打開食用期間，醋液顏色變深，由透明的淺亮色逐漸變成深紅色，甚至紅褐色，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響柿子醋的感官品質(zhì)和商品價(jià)值，甚至還會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和影響企業(yè)形象。因此，褐變是柿子醋生產(chǎn)加工行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

褐變是食品貯藏和加工過(guò)程中常見的一種變色現(xiàn)象，根據(jù)其發(fā)生的機(jī)制，可分為酶促褐變和非酶促褐變。目前普遍認(rèn)為酶促褐變是多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)和過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)利用氧氣將多酚類物質(zhì)氧化成醌，醌以多聚體形式或與其他物質(zhì)的結(jié)合進(jìn)一步產(chǎn)生黑色或褐色的色素沉淀，從而導(dǎo)致顏色改變[4-5]。柿子醋液中含有較高的酚類物質(zhì)如單寧等[3]，據(jù)觀察，柿子醋隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，顏色逐漸加深，尤其是在打開食用后，褐變明顯加速。關(guān)于柿子醋發(fā)生褐變的原因及對(duì)其抑制研究少見報(bào)道[3]，因此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定柿子醋貯藏期間褐變度、總酚含量、褐變氧化酶PPO和POD的活性，分析引起柿子醋發(fā)生褐變的可能原因，并探討幾種食品常用的褐變抑制劑對(duì)柿子醋褐變抑制的效果，以期為解決生產(chǎn)中柿子醋褐變問題提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

成品柿子醋 河南省新鄉(xiāng)市八里溝食品有限公司；鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、雙氧水、氯化鈉、L-抗壞血酸和檸檬酸等為市售分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SC-80C全自動(dòng)色差儀 北京新恒能分析儀器有限公司；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 力康發(fā)展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 柿子醋中總酚含量、PPO和POD活性以及褐變度的測(cè)定

取干燥潔凈的三角瓶，分別倒入100mL剛打開的柿子醋液，瓶口用錫箔紙輕輕覆蓋，放在室溫下，分別在貯藏后的0、1、4、7d測(cè)定其褐變度、總酚含量、PPO和POD活性。褐變度用全自動(dòng)色差計(jì)法測(cè)定，結(jié)果以E和ΔE表示，E代表色度，E值越大，說(shuō)明被測(cè)樣品顏色越深，ΔE代表處理醋液與對(duì)照醋液之間總色差值的差異，ΔE值越大，說(shuō)明處理醋液與對(duì)照醋液顏色差異也越大，褐變程度越高；總酚的測(cè)定參照Waterhouse[6]的方法，結(jié)果用每毫升醋液吸光度(A/mL)表示；PPO、POD活性測(cè)定參照Z(yǔ)han等[7]和詹麗娟等[8]的方法，PPO一個(gè)酶活力單位(U)定義為每毫升醋液在1min內(nèi)使OD值升高0.001；POD的一個(gè)酶活力單位(U)定義為每分鐘在A470處增加的吸光度，即1U＝ΔA470/min，醋液中POD比活力用U/mL表示。測(cè)定重復(fù)3次，以剛開口的醋液為對(duì)照。

1.3.2 褐變抑制劑對(duì)柿子醋褐變抑制的研究

選用食品中常用的褐變抑制劑，其類型及質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1，按照設(shè)計(jì)質(zhì)量濃度分別將各種抑制劑加入含有100mL柿子醋液的三角瓶中，瓶口用錫箔紙輕輕覆蓋，貯藏在室溫下，分別在貯藏后的0、1、4、7d測(cè)定其褐變度、總酚含量、PPO和POD相對(duì)活性，結(jié)果以最初值(0d)的百分率來(lái)表示，測(cè)定重復(fù)3次，以不加抑制劑的醋液為對(duì)照。

表1 抑制劑類型及質(zhì)量濃度Table 1 The types and concentrations of browning inhibitors

2 結(jié)果與分析

2.1 柿子醋中總酚含量、PPO和POD比活力以及褐變度的變化

由表2可知，柿子醋中總酚含量較高，且在打開口后，總酚含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)顯著降低。貯藏4d后，總酚含量顯著下降，7d后總酚含量下降了8.1%。同時(shí)檢測(cè)到POD和PPO比活力，POD比活力隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)顯著升高，貯藏7d后，POD比活力就由3.08 U/mL增加到3.58U/mL，增加了16.2%，POD比活力在整個(gè)貯藏期間一直顯示出上升趨勢(shì)。和POD比活力相似，PPO比活力也隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)顯著上升，但在貯藏第4天達(dá)到最大值，其后又顯著下降。色度E值隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)顯著增加，尤其在貯藏4d后，E值顯著增加，表明此時(shí)柿子醋顏色顯著增加。

表2 柿子醋貯藏期間總酚含量、POD和PPO比活力及褐變度的變化Table 2 Changes in total phenol content, POD and PPO specific activities, and browning index of persimmon vinegar during storage

根據(jù)上述結(jié)果可知，酶促反應(yīng)可能是導(dǎo)致柿子醋褐變的主要因素之一。柿子醋中含有較高的總酚類物質(zhì)和較強(qiáng)的酚氧化酶PPO和POD活性。柿子醋開口后，由于空氣的進(jìn)入，導(dǎo)致醋液中溶解一定量的氧氣，在氧氣的參與下，酚氧化酶PPO和POD能夠?qū)⒌孜锟偡宇愇镔|(zhì)氧化成醌類物質(zhì)，隨著酚類物質(zhì)向醌類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，總酚含量下降。醌類物質(zhì)再進(jìn)一步聚合或與別的物質(zhì)結(jié)合，生產(chǎn)顏色較深的物質(zhì)，從而導(dǎo)致醋液顏色增加，而試驗(yàn)中測(cè)定的總酚類物質(zhì)含量下降，色度E值增加和上述推測(cè)一致。

2.2 NaCl對(duì)柿子醋中總酚含量、PPO和POD相對(duì)活性以及褐變度的影響

柿子醋打開后，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，總色差值ΔE顯著增加，說(shuō)明柿子醋液顏色隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸加深，褐變加劇。和對(duì)照醋液相比，NaCl處理的醋液總色差值ΔE顯著降低，其中以0.24g/100mL NaCl處理效果最好，在貯藏后的第4、7天，總色差值分別比對(duì)照低46.2%和52.67%(圖1A)?？偡雍侩S著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，和對(duì)照相比，NaCl處理的醋液中總酚含量下降較為緩慢，在貯藏后的第7天，NaCl質(zhì)量濃度為0.08、0.16g/100mL和0.24g/100mL處理的醋液中，總酚含量分別為最初值的98%、99%和97%，而對(duì)照醋液中總酚含量為最初值的92%(圖1B)。NaCl對(duì)PPO相對(duì)活性的影響見圖1C，由圖1C可以看出，柿子醋打開后貯藏期間，PPO相對(duì)活性逐漸升高，和對(duì)照相比，NaCl處理顯著抑制PPO相對(duì)活性，尤其是0.24g/ 100mL NaCl處理的醋液，PPO相對(duì)活性在貯藏期間增加較緩慢。POD相對(duì)活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，和對(duì)照相比，0.24g/100mL NaCl處理在貯藏后的第7天顯著抑制POD相對(duì)活性增加(圖1D)。

NaCl是食品中常用的調(diào)味品，其溶液具有高滲透壓作用，一定質(zhì)量濃度的NaCl可以驅(qū)除溶液中的氧氣，使酚類底物難以與氧氣接觸，從而阻止或減緩PPO對(duì)底物酚類的氧化，同時(shí)高質(zhì)量濃度的NaCl對(duì)酶蛋白有一定的抑制作用[9]，因此常常被用來(lái)作為褐變抑制劑。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示NaCl對(duì)柿子醋褐變度、PPO和POD相對(duì)活性具有顯著的抑制作用，能夠有效地減緩總酚含量下降，尤其以0.24g/100mL處理效果最佳。

圖1 NaCl對(duì)柿子醋褐變度(A)、總酚相對(duì)含量(B)、PPO(C)和POD(D)相對(duì)活性的影響Fig.1 Effect of NaCl on browning index (A), total phenol content (B), PPO (C) and POD (D) activities of persimmon vinegar during storage

2.3 檸檬酸對(duì)柿子醋中總酚含量、PPO和POD相對(duì)活性以及褐變度的影響

由圖2A可以看出，與對(duì)照相比，檸檬酸處理的醋液總色差值ΔE顯著低于對(duì)照醋液，表明檸檬酸處理顯著抑制醋液褐變，但不同質(zhì)量濃度檸檬酸處理間差異不顯著。圖2B顯示，檸檬酸處理的醋液中，總酚含量都高于對(duì)照。整個(gè)貯藏期間，對(duì)照醋液總酚含量下降了約8%，處理醋液總酚含量幾乎保持恒定。檸檬酸處理顯著抑制醋液中PPO相對(duì)活性，其中以1.2g/100mL檸檬酸處理質(zhì)量濃度對(duì)PPO相對(duì)活性抑制效果最好。在對(duì)照醋液中，PPO相對(duì)活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，在貯藏的第7天，PPO相對(duì)活性增加了16%。而在檸檬酸處理醋液中，PPO相對(duì)活性在貯藏期間保持恒定或略微下降，其中以1.2g/100mL檸檬酸處理的醋液中，PPO相對(duì)活性最低。檸檬酸對(duì)POD相對(duì)活性的影響如圖2D所示，和PPO相對(duì)活性一樣，檸檬酸處理顯著抑制醋液中POD相對(duì)活性，其中以1.2g/100mL的檸檬酸處理質(zhì)量濃度對(duì)POD相對(duì)活性抑制效果最好。對(duì)照醋液中POD相對(duì)活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)升高，貯藏7d后，其相對(duì)活性增加了約16%，而在檸檬酸處理醋液中，POD相對(duì)活性在貯藏期間幾乎保持恒定。檸檬酸作為常見的食用酸，其抑制褐變的一般機(jī)理為螯合酶相對(duì)活性中心離子從而降低酶的相對(duì)活性，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)p H值，改變酶作用條件。

圖2 檸檬酸對(duì)柿子醋褐變度(A)、總酚相對(duì)含量(B)、PPO(C)和POD(D)相對(duì)活性的影響Fig.2 Effect of citric acid on browning index (A), total phenol content (B), PPO (C) and POD (D) activity of persimmon vinegar during storage

2.4 L-抗壞血酸對(duì)柿子醋中總酚含量、PPO和POD相對(duì)活性以及褐變度的影響

由圖3A可知，和對(duì)照相比，L-抗壞血酸顯著降低醋液總色差ΔE值，抑制醋液褐變。抗壞血酸對(duì)總酚含量的影響如圖3B所示，在貯藏期間，抗壞血酸處理顯著增加醋液中總酚含量，尤其是在貯藏第1天，抗壞血酸處理的醋液中總酚含量迅速增加，其中以0.48g/100mL抗壞血酸處理總酚增加最快，增加為原來(lái)的204%，在隨后的貯藏期間，總酚含量逐漸下降，對(duì)照醋液中總酚含量在整個(gè)貯藏期間呈下降趨勢(shì)?？箟难崽幚盹@著抑制醋液中PPO和POD相對(duì)活性，但不同質(zhì)量濃度抗壞血酸處理之間差異不大(圖3C、D)。抗壞血酸是一種天然抗氧化劑和護(hù)色劑，其作用機(jī)理一般認(rèn)為其可以作為酚酶相對(duì)活性中心銅離子的絡(luò)合劑，抑制酶的相對(duì)活性，也可作為還原劑，將氧化的醌類及其衍生物還原成酚類物質(zhì)，從而阻止醌類物質(zhì)進(jìn)一步聚合形成黑色素類[10]，抗壞血酸甚至可直接被PPO氧化，起到底物競(jìng)爭(zhēng)抑制作用，同時(shí)減少溶液中溶解的氧氣。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，抗壞血酸處理能顯著增加醋液中總酚含量，抑制酚酶相對(duì)活性，其作用可能主要是作為酶抑制和還原劑。但抗壞血酸添加量一般不宜過(guò)多，一方面增加產(chǎn)品成本，另外抗壞血酸氧化還會(huì)引起非酶促褐變。

圖3 L-抗壞血酸對(duì)柿子醋褐變度(A)、總酚相對(duì)含量(B)、PPO (C)和POD(D)相對(duì)活性的影響Fig.3 Effect of L-ascorbic acid on browning index (A), total phenol content (B), PPO (C) and POD (D) activities of persimmon vinegar during storage

3 結(jié)論與討論

柿子醋中總酚含量41.75A/mL，PPO、POD比活力分別36U/mL和3.08U/mL，其較高的總酚含量和較強(qiáng)的酶活性為貯藏期間發(fā)生酶促褐變提供必要條件；柿子醋打開口放置7d后，其總酚含量顯著下降，PPO和POD活性顯著增加，褐變度顯著增加。0.24g/100mL NaCl、1.2g/ 100mL檸檬酸和0.48g/100mL L-抗壞血酸對(duì)柿子醋褐變具有較好的抑制作用，可作為柿子醋的護(hù)色劑使用。

本實(shí)驗(yàn)選用抑制劑NaCl、檸檬酸和L-抗壞血酸對(duì)柿子醋褐變具有一定的抑制作用，占習(xí)娟等[11-12]研究也認(rèn)為添加檸檬酸可以有效地防止柿子汁色變，但柿子醋是一種調(diào)味品，添加NaCl和檸檬酸可能會(huì)影響其風(fēng)味、口感和品質(zhì)。L-抗壞血酸作為柿子醋首選的護(hù)色劑[13]，本研究也發(fā)現(xiàn)其具有很好的抑制效果，但一定質(zhì)量濃度抗壞血酸可能引起氧化反應(yīng)導(dǎo)致非酶促褐變的發(fā)生。此外，單一抑制劑對(duì)褐變的抑制效果較多種不同抑制劑的協(xié)同作用抑制效果差[11]，因此，還需要在上述單一抑制劑的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展對(duì)不同抑制劑組合的協(xié)同抑制效果進(jìn)行研究，為防止柿子醋酶促褐變提供更切實(shí)有效的抑制方法。

目前研究普遍認(rèn)為，防止酶促褐變的主要途徑是抑制酶活性、降低底物濃度和降低氧氣濃度[14-15]。因此，避免柿子醋在貯藏期間發(fā)生褐變的主要方法除了在加工過(guò)程中通過(guò)加熱鈍化天然的酶活性[16]，在貯藏期間添加抑制劑之外，還可以在加工過(guò)程中通過(guò)徹底脫澀減少可溶性單寧含量，從而降低酶促反應(yīng)底物含量，再結(jié)合低氧包裝，可有效防止其褐變發(fā)生。然而，影響柿子醋褐變的因素很多，褐變的發(fā)生由多種褐變類型共同作用的結(jié)果，其過(guò)程比較復(fù)雜，在發(fā)生酶促褐變的同時(shí)也可能伴隨著非酶促褐變，比如美拉德反應(yīng)、抗壞血酸的氧化分解以及多酚類物質(zhì)的氧化縮合都可能導(dǎo)致成品醋液發(fā)生褐變，因此進(jìn)一步深入探討柿子醋褐變的機(jī)理及其褐變抑制研究勢(shì)在必行。

[1]李世秀, 師俊玲. 新型保健飲料-果醋的釀造技術(shù)[J]. 中國(guó)調(diào)味品, 2001(10)∶ 3-6.

[2]劉月梅, 白衛(wèi)東, 魯周民, 等. 柿果醋醋酸發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2008, 24(4)∶ 257-260.

[3]李剛, 孫俊良, 張玉坡. 幾種抗氧化劑對(duì)柿子醋顏色變化的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006, 34(16)∶ 4100-4104.

[4]SANCHEZ-FERRER A, RODRIGUEZ-LOPEZ J, GARCIA-CANOVAS F, et al. Tyrosinase∶ A comprehensive review of its mechanism[J]. Biochim Biophys Acta, 1995, 1247(1)∶ 1-11.

[5]ROBINSON S. Peroxidases and their significance in fruits and vegetables[M]// FOX P. Food Enzymology. London∶ Elsevier Science, 1991∶ 399-426.

[6]WATERHOUSE A L. Determination of total phenolics[M]//WROLSTAD R. Current protocols in food analytical chemistry. New York∶ Wiley, 2002∶ 463-470.

[7]ZHAN Lijuan, FONTANA E, TIBALDI G, et al. Qualitative and physiological response of minimally processed garden cress (Lepidium sativum L.) to harvest handling and storage conditions[J]. J Food Agric Environ, 2009, 7(3/4)∶ 43-50.

[8]詹麗娟, 賴齊賢, 朱祝軍, 等. 南湖菱多酚氧化酶一般特性研究[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2006, 6(5)∶ 59-63.

[9]盧影, 鄭建仙. 復(fù)合護(hù)色液對(duì)鮮切蘋果的防褐變研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2009, 25(9)∶ 1024-1028.

[10]REYES L, VILLARREAL J, CISNEROS-ZEVALLOS L. The increase in antioxidant capacity after wounding depends on the type of fruit or vegetable tissue[J]. Food Chem, 2007, 101(3)∶ 1254-1262.

[11]占習(xí)娟, 陳義倫, 劉賓, 等. 澀柿貯藏過(guò)程中PPO及褐變控制[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(4)∶ 341-344.

[12]占習(xí)娟. 柿果貯藏加工品質(zhì)變化及控制技術(shù)的研究[D]. 泰安∶ 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007.

[13]胡婉珊, 郭琳博, 李宇華, 等. 柿子加工中關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué), 2010, 31(13)∶ 342-346.

[14]GERALDM S. Browning of food∶ control by sulfites, antioxidantys, and other means[J]. Food Technol, 1993, 47(10)∶ 75-84.

[15]孫芝楊, 錢建亞. 果蔬酶促褐變機(jī)理及酶促褐變抑制研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 2007, 13(3)∶ 22-24.

[16]陳振林. 帶果肉柿子汁飲料工藝研究[J]. 工藝技術(shù), 2005, 26(8)∶99-101.

Browning and Its Inhibition of Persimmon Vinegar during Storage

ZHAN Li-juan，F(xiàn)AN Hui-ping，PANG Ling-yun，XING Han-bo，ZHU Mei-yun，LI Yu*
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

In this study, the content of total phenols, the activities of polyphenol oxdise (PPO) and peroxidase (POD) and browning degree of persimmon vinegar during storage were spectrometically assayed. Meanwhile, the effects of selected inhibitors such as NaCl, citric acid and L-ascorbic acid on the browning of persimmon vinegar were also investigated. The results indicated that the browning of persimmon vinegar during storage was enzymatic browning due to the oxidation of total phenols by PPO and POD in the presence of oxygen. Browning inhibitors such as NaCl, citric acid and L-ascorbic acid could maintain the content of total phenols, significantly inhibit the activities of PPO and POD, and delay the browning of persimmon vinegar during storage. In addition, 0.24 g/100 mL NaCl, 1.2 g/100 mL citric acid and 0.48 g/100 mL L-ascorbic acid revealed better inhibitory effect.

persimmon vinegar；browning；browning inhibitors

TS255

A

1002-6630(2011)16-0370-05

2011-06-01

詹麗娟(1978—)，女，講師，博士，研究方向?yàn)楣哔A藏保鮮與加工。E-mail：ljzhan@hotmail.com

*通信作者：李瑜 (1976—)，女，副教授，博士，研究方向?yàn)楣哔A藏保鮮與深加工。E-mail：liyuliyu76@163.com