阮衛(wèi)紅，鄧放明*，畢金峰，劉 璇，焦 藝，吳昕燁

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜 合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

桃汁熱處理過程中非酶褐變動(dòng)力學(xué)研究

阮衛(wèi)紅1,2，鄧放明1,*，畢金峰2，劉 璇2，焦 藝2，吳昕燁2

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜 合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

桃汁在熱處理過程中極易發(fā)生褐變反應(yīng)，通常將褐變度和色值L*作為評(píng)價(jià)桃汁褐變程度的指標(biāo)。通過測(cè)定和分析桃汁在熱處理（80、90℃和100℃）過程中的相關(guān)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，桃汁的褐變度分別上升了0.185、0.221和0.276，L*值分別下降了4.22、5.74和7.53，Chroma值和Hue值在熱處理過程中逐漸變小，褐變指數(shù)不斷增大；用零級(jí)、一級(jí)和聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型擬合各指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化的研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型可以更好地表示褐變度和色值的動(dòng)態(tài)變化（R2＞0.823）；熱處理過程中VC含量不斷減少，符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型（R2＞0.894）；5-羥甲基糠醛含量不斷增加，符合聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型（R2＞0.905），且在各個(gè)熱處理的溫度條件下5-羥甲基糠醛的生成與褐變度的變化表現(xiàn)出二次項(xiàng)關(guān)系（R2＞0.940）。

桃汁；熱處理；非酶褐變；動(dòng)力學(xué)；色澤

桃屬薔薇科，原產(chǎn)中國(guó)西北地區(qū)。我國(guó)桃樹種植面積廣，產(chǎn)量高，因其味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富而深受人們喜愛。由于受采摘成熟度、微生物和內(nèi)源酶等的影響，桃果實(shí)易腐爛變質(zhì)，給貯藏和運(yùn)輸增大了難度。所以進(jìn)行桃的深加工，能使桃產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益上升、產(chǎn)業(yè)鏈得到可持續(xù)發(fā)展[1-2]。目前桃加工產(chǎn)品種類較多，其中以桃汁加工為主方向。桃汁加工過程中主要的技術(shù)難題是色澤穩(wěn)定性的保持，而引起桃汁色澤變化的反應(yīng)主要有酶促褐變和非酶褐變。大量研究表明果汁在加工過程中引起色澤變化的主要反應(yīng)是美拉德反應(yīng)和VC的降解反應(yīng)，美拉德反應(yīng)是還原糖和氨基化合物之間的反應(yīng)，最終生成類黑精物質(zhì)，VC的降解反應(yīng)也會(huì)生成褐色物質(zhì)，而5-羥甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural，5-HMF）是美拉德反應(yīng)和VC降解反應(yīng)的中間產(chǎn)物，因此常用5-HMF的含量來衡量果汁的褐變程度[3-8]。曹少謙等[9]研究了水蜜桃汁在熱處理過程中的變化發(fā)現(xiàn)引起桃汁褐變的主要反應(yīng)是VC的降解，同時(shí)Leandro[10]、Roiga[11]等研究認(rèn)為VC含量高的果汁在熱處理過程中的非酶褐變主要以VC降解為主，而Ibarz等[12]認(rèn)為梨汁中的VC含量低，主要的褐變是糖類和氨基酸引起的美拉德反應(yīng)。近年來關(guān)于果汁非酶褐變動(dòng)力學(xué)的相關(guān)報(bào)道較多，許多學(xué)者試圖用動(dòng)力學(xué)模型去描述果汁褐變的動(dòng)態(tài)情況，Garza等[13]認(rèn)為桃漿在熱處理過程中蔗糖的降解符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，Burburlu等[14]對(duì)濃縮蘋果汁在貯藏過程中的非酶褐變都符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。然而尚未見對(duì)桃汁較系統(tǒng)的非酶褐變動(dòng)力學(xué)的研究報(bào)道。

國(guó)內(nèi)桃汁的加工技術(shù)相對(duì)成熟，但榨汁前的滅酶處理以及加工過程中的滅菌操作都會(huì)使桃汁顏色變暗。近幾年很多學(xué)者研究了熱協(xié)同超高壓滅酶和殺菌技術(shù)對(duì)桃汁品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)桃汁的顏色、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)成分均能較好地保持，但國(guó)內(nèi)超高壓滅菌技術(shù)尚未普及，大多果汁生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中依然選用熱殺菌技術(shù)[15-16]。

目前，桃汁沒有專一品種，一般以白桃為主。本實(shí)驗(yàn)選用主栽品種大久保桃為原料，探究了企業(yè)在桃汁生產(chǎn)過程中常用的3個(gè)殺菌溫度（80、90℃和100℃）下的處理過程中褐變值、色值、VC含量及5-HMF含量的變化，并用動(dòng)力學(xué)模型擬合分析各個(gè)指標(biāo)在整個(gè)研究過程中的動(dòng)態(tài)變化，希望為桃汁加工新技術(shù)提供一定的參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大久保桃 采摘于北京市平谷。

抗壞血酸、2,6-二氯靛酚、異丙醇 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma-Aldrich公司；對(duì)甲苯胺 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；巴比妥酸 成都格雷西亞化學(xué)技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HX-502榨汁機(jī) 奧克斯公司；CPA124S電子天平 德國(guó)Sartorius公司；3K15型高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司；電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；Color Quest XT 型色差計(jì) 美國(guó)Huterlab公司；UV-1800紫外分光光度計(jì) 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 桃汁制備

挑選完整大久保桃，去皮去核，切塊后放入事先配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的VC護(hù)色液中護(hù)色，經(jīng)熱燙滅酶后打漿。將桃漿低速離心以去掉部分雜質(zhì)后得桃汁。取等量桃汁分裝于帶塞的錐形瓶中，分別置于80、90、100℃的條件下恒溫處理，處理間不斷搖勻，保證受熱均勻，每隔30 min取樣，取樣后的樣品立刻放入冰水浴中以終止反應(yīng)，于冰箱中冷藏待測(cè)。

1.3.2 褐變度（browning degree，BD）的測(cè)定[17]

果汁的褐變度是用420 nm波長(zhǎng)處的吸光度（A420nm）表示。取適量待測(cè)果汁樣品，于9 000 r/min離心20 min，用0.45 μm濾膜過濾，測(cè)定A420nm值。

1.3.3 色值的測(cè)定

利用Color Quest XT色差計(jì)測(cè)定桃汁的色差值L*、a*、b*，其中L*值表示亮度，范圍為0～100，L*值越大，表示色澤越亮；a*表示紅綠值，正值偏紅，負(fù)值偏綠；b*值表示黃藍(lán)值，正值偏黃，負(fù)值偏藍(lán)，ΔE表示桃汁色差的總體變化程度。由公式（1）計(jì)算可得ΔE值，由L*、a*、b*值通過公式（2）、（3）、（4）計(jì)算可得色彩飽和程度Chroma，色度角Hue值以及褐變指數(shù)（browing index，BI）[18]。

1.3.4 VC含量的測(cè)定

采用2,6-二氯酚靛酚法測(cè)定。配制0.05 mg/mL的抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，吸取2.00 mL（V）于50 mL的三角瓶中，加入8 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的草酸溶液，用2,6-二氯靛酚溶液滴定，直至溶液呈粉紅色15 s內(nèi)不褪色為止，所消耗的2,6-二氯靛酚溶液記為V1，由此計(jì)算2,6-二氯靛酚溶液滴定度T。

準(zhǔn)確移取一定量的桃汁（Vm），加入適量的2%草酸提取液，過濾，并用2%的草酸溶液定容至100 mL，得待測(cè)液。吸取10 mL待測(cè)液，用標(biāo)定的2,6-二氯靛酚溶液滴定至溶液呈粉紅色至15 s內(nèi)不褪色為止，消耗的體積記為V2。計(jì)算公式如下。

式中：T為2,6-二氯靛酚滴定劑的滴定度/（mg/mL）；ρ為抗壞血酸的質(zhì)量濃度/（mg/mL）；V0為滴定空白液所消耗的滴定劑體積/mL；V為吸取抗壞血酸的體積/mL；V1為滴定抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)液所消耗的2,6-二氯靛酚溶液的滴定體積/mL；V2為滴定試樣液所消耗的滴定劑體積/mL；Vx為滴定時(shí)所移取的桃汁體積/mL。

1.3.5 5-HMF的測(cè)定

配制1、2、4、6、8 μg/mL的羥甲基標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入5 mL對(duì)甲基苯胺和1 mL巴比妥酸溶液，反應(yīng)3 min后在550 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

準(zhǔn)確移取一定量桃汁（V3）于50 mL（V4）容量瓶里，加入亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各1 mL，定容搖勻，靜止30 min后干過濾，即得待測(cè)樣液。取待測(cè)樣液2 mL（V5），加入5 mL對(duì)甲基苯胺，1 mL巴比妥酸，混勻后迅速倒入比色皿，在550 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算5-HMF的含量[19]。

式中：Y為由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到的5-HMF含量。

1.3.6 動(dòng)力學(xué)模型擬合分析

對(duì)加熱過程中桃汁的褐變度、色差值、VC及5-HMF的變化用零級(jí)、一級(jí)和聯(lián)合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行擬合分析。

式中：C為任意時(shí)間指標(biāo)的測(cè)定值；C0為該指標(biāo)的起始值；t表示時(shí)間/min；k0、k1分別表示零級(jí)動(dòng)力學(xué)和一級(jí)動(dòng)力學(xué)的反應(yīng)常數(shù)。

溫度對(duì)各指標(biāo)的影響符合Arrhenius等式：

式中：k為平衡常數(shù)；k0為指數(shù)系數(shù)；Ea為活化能/（kJ/mol）；R為氣體常數(shù)，8.314 kJ/（mol·K）；T為絕對(duì)溫度/K。

對(duì)Arrhenius 等式兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)可得：

取353、363、373 K時(shí)模型的反應(yīng)常數(shù)k值，以－lnk為縱坐標(biāo)，1/T為橫坐標(biāo)，則斜率為Ea/R，可計(jì)算得Ea值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)過程中分別對(duì)3個(gè)處理溫度進(jìn)行3次重復(fù)，采用Excel 2007和Origin 8.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 色差參數(shù)

2.1.1 L*、a*、b*和ΔE的變化

圖1 熱處理過程中桃汁L**//L0**、a**//a0**、b**//b0**及ΔE的變化Fig.1 Changes in L**//L0**, a**//a0**, b**//b0** and ΔE during thermal treatments

L*值越大，表示桃汁的顏色越亮。由圖1a可知，在100℃熱處理時(shí)L*值下降趨勢(shì)表現(xiàn)更明顯。在90℃和100℃熱處理150 min后，L*值出現(xiàn)先上升然后下降的趨勢(shì)，可能原因是非酶褐變的生成物沉淀從而使桃汁顏色變亮。隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)和熱處理溫度的升高，L*值呈極顯著下降趨勢(shì)（P＜0.01）。a*值表示紅綠，a*值越大，表示果汁顏色越趨于紅色。圖1b表明，a*值隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增大，100℃條件下更明顯，同時(shí)加熱時(shí)間和加熱溫度對(duì)a*值有極顯著影響（P＜0.01），隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的升高，桃汁的顏色變深80℃熱處理?xiàng)l件下，b*值從45.83上升至49.22，90℃熱處理?xiàng)l件下，b*值從39.22上升至47.02，100℃熱處理?xiàng)l件下，b*值從42.09上升至52.71，由此可知溫度越高，b*值變化越明顯，且呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，b*值隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)和加熱溫 度的升高，呈極顯著（P＜0.01）上升趨勢(shì)。ΔE值在2.0～4.0時(shí)表示在特定應(yīng)用中可被接受，大于4.0時(shí)被認(rèn)為在大部分應(yīng)用中不可接受，圖1d表明，ΔE值在80℃條件下加熱60min時(shí)大于4.0，90℃和100℃條件下處理30min時(shí)大于4.0，整個(gè)熱處理過程中，溫度越高，ΔE值變化越大，熱處理溫度和時(shí)間對(duì)ΔE影響極顯著（P＜0.01）。

本研究發(fā)現(xiàn)，L*、a*、b*、ΔE值的零級(jí)和一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的相關(guān)系數(shù)均比聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型的相關(guān)系數(shù)小，因此用聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型表示顏色的變化比零級(jí)、一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型更合適，模型擬合參數(shù)見表1。這與Avila等[20]研究的桃汁及Chutintrasri等[21]研究的菠蘿汁在熱處理過程中色差值L*、a*、b*及ΔE值的變化都符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)有差異，這可能與原料本身的體系有關(guān)，如組成成分、體系pH值等。另色澤參數(shù)對(duì)應(yīng)的Ea都相對(duì)較小，表明體系的反應(yīng)活性高，非酶褐變?nèi)菀走M(jìn)行，其中L*值對(duì)應(yīng)的活化能最小，說明熱處理過程中發(fā)生的非酶褐變對(duì)桃汁的亮度影響最大。

表1 不同熱處理時(shí)桃汁L**//L0*、a**//a0*、b**//b0*及ΔE的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 1 Kinetic parameters ofL**//L0*,, a**//a0*,, b**//b0* anndd ΔE unddeerr different heat treatmennttss

2.1.2 色度值、色度角和褐變指數(shù)的變化

表2 不同熱處理時(shí)色度值、色度角和褐變指數(shù)的變化Table 2 Kinetic parameters of chroma value, hue angle and BI under different heat treatmentsnts

由等式（2）～（4）計(jì)算得到桃汁在不同熱處理下的Chroma值、Hue值和BI值，結(jié)果見表2。Chroma值表示色彩飽和度和色彩強(qiáng)度，Chroma值隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。桃汁在熱處理過程中逐漸轉(zhuǎn)變成紅褐色，表明桃汁在整個(gè)過程中的色彩飽和度愈來愈大。Hue值大于90°時(shí)偏向綠色，小于90°時(shí)，偏向于橙紅色。由表3可知，Hue值的初始值小于90°，且逐漸變小，熱處理溫度越高，Hue值變化越大，桃汁的顏色越來越趨向于紅褐色。在酶促褐變和非酶褐變中，BI是一個(gè)很重要的參數(shù)，它能簡(jiǎn)單明了地反映桃汁顏色的變化。80℃熱處理時(shí)，BI由171.14上升至235.33，90℃熱處理時(shí)由107.02上升至177.64，而100℃時(shí)，BI由131.83上升至275.68，可見，溫度愈高，BI上升的幅度愈大。方差分析表明溫度對(duì)BI有顯著性影響（P＜0.05），且溫度愈高，褐變反應(yīng)愈快，桃汁的色澤越暗。

2.2 褐變度的變化

圖2 不同熱處理?xiàng)l件下桃汁褐變度的變化Fig.2 Changes of browning degree during thermal treatments

表3 不同熱處理時(shí)桃汁A422C0）的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 3 Kinetic parameters ofA422under different heat treatmentss

表3 不同熱處理時(shí)桃汁A422C0）的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 3 Kinetic parameters ofA422under different heat treatmentss

溫度/℃反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)常數(shù)R2活化能Ea/（kJ/mol）80 n=0 k =0.0010.906 90k=9.722×10-40.897 100k =8.758×10-40.878 80 n=1 k =0.00140.886 90k =0.00120.873 100k =0.00110.853 80聯(lián)合k0=0.008，k1=0.0090.954 90k0=0.009，k1=0.0110.98712.05 100k0=0.009，k1=0.0110.984

顏色是桃汁的重要指標(biāo)，常用褐變度值表示桃汁顏色的褐變情況。如圖2所示，隨著熱處理溫度的升高，褐變度有明顯變化。80℃條件下加熱210 min后，褐變度從0.616升至0.801，90℃熱處理210 min后，褐變度從0.616上升至0.837，而100℃熱處理210 min后，褐變度從0.616上升至0.892。由此可見，熱處理溫度越高，桃汁褐變?cè)絿?yán)重，褐變度的變化規(guī)律符合聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型，曹少謙等[9]報(bào)道水蜜桃汁在80℃熱處理時(shí)褐變度的變化符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，100℃熱處理時(shí)褐變度的變化符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。而由表3可知，用聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型能更好地描述褐變度的變化，在3個(gè)溫度梯度處理下，相關(guān)系數(shù)都在0.95以上。同時(shí)，反應(yīng)活化能為12.05 kJ/mol，低于Ibarz等[12]報(bào)道的梨汁的活化能，通常認(rèn)為反應(yīng)活化能在40～400 kJ/mol范圍內(nèi)，而小于40 kJ/mol時(shí)則認(rèn)為反應(yīng)速率非常大。因此，高溫下桃汁的褐變反應(yīng)活性高，在80℃及其以上對(duì)桃汁進(jìn)行熱處理時(shí)都很容易發(fā)生非酶褐變。

2.3 VC含量的變化

VC是桃汁的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，在熱處理過程中很不穩(wěn)定。由圖3可知，熱處理的溫度和時(shí)間對(duì)VC有顯著性影響（P＜0.01）。在熱處理前30 min，VC降解速率很快，以90℃條件下降解最快，可能是果汁本身溶氧量以及與表面空氣的接觸發(fā)生了有氧降解反應(yīng)[22]。由表4可知，在整個(gè)熱處理研究過程中，零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型可以更好地?cái)M合VC含量的變化趨勢(shì)，相應(yīng)的反應(yīng)系數(shù)k分別為－0.042、－0.067和－0.069，說明溫度越高，VC反應(yīng)速率越大，降解速率越快。同時(shí)，Ea為26.82 kJ/mol，說明桃汁在高溫?zé)崽幚項(xiàng)l件下的反應(yīng)是比較容易進(jìn)行的。

圖3 桃汁VC含量在熱處理過程中的變化Fig.3 Changes of VC content during thermal treatment

表4 不同熱處理時(shí)桃汁VVCC（C/C0）的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 4 Kinetic parameters of VC(C/C0) under different heat treatmentss

2.4 5-HMF含量的變化

5-HMF是Maillard反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)和VC降解的重要中間產(chǎn)物，它能指示果汁的褐變程度[23-25]。由圖4可知，隨著熱處理時(shí)間延長(zhǎng)和溫度升高，5-HMF的含量顯著增加（P＜0.01），在100℃條件下，前30 min內(nèi)5-HMF含量迅速增加，而80℃和90℃條件下5-HMF含量增加相對(duì)較緩，說明溫度越高，5-HMF生成速率越快。由表5可知，用聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型表示5-HMF在熱處理過程中的變化優(yōu)于零級(jí)和一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，這與Garza等[13]的研究結(jié)果一致，而與菠蘿汁在熱處理過程中5-HMF含量的變化符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的結(jié)論不一致[26]。有報(bào)道[10]稱當(dāng)己糖濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5-HMF時(shí)，5-HMF可能符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律，因此5-HMF反應(yīng)動(dòng)力學(xué)級(jí)數(shù)的差異，可能是果汁間體系差異而導(dǎo)致的。本研究中5-HMF的反應(yīng)活化能為25.77 kJ/mol，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱處理過程中梨汁中5-HMF的反應(yīng)活化能[12]，因此，桃汁在80℃及其以上高溫條件下處理時(shí)，比較容易發(fā)生非酶褐變反應(yīng)。

圖4 熱處理過程中桃汁5-HHMMFF（C/C0）的變化Fig.4 Changes in 5--HHMMFF (C/C0)) during thermal treatment

表5 不同熱處理時(shí)桃汁5-HHMMFF（C/C0）的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 5 Kinetic parameters of 5-HMF(C/C0) under different heat treatmentss

實(shí)驗(yàn)中以5-HMF為因變量（Y），褐變度為自變量（x），對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)行了回歸分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間用二次項(xiàng)模型擬合最好，關(guān)系式如下：

以上3個(gè)擬合模型的相關(guān)擬合系數(shù)分別為0.940、0.979和0.992，可知，R2均在0.9以上，所以擬合模型是可接受的，且熱處理溫度越高，相關(guān)系數(shù)越接近于1，這與Leandro[10]及Ibarz[12]等的研究結(jié)果一致。因此，可以根據(jù)褐變度的變化情況預(yù)測(cè)此溫度條件下5-HMF的含量。據(jù)報(bào)道[11]，每303 mg/L的VC降解就會(huì)產(chǎn)生217 mg/L的5-HMF，本研究中發(fā)現(xiàn)，各熱處理溫度條件下降解的VC產(chǎn)生的5-HMF與實(shí)際生成的5-HMF分別相差11.41、15.83 mg/L和15.88 mg/L。因此推斷桃汁在高溫?zé)崽幚磉^程中5-HMF的生成是焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)所致。

3 結(jié) 論

為了更好地?cái)M合桃汁在熱處理過程中的非酶褐變動(dòng)力學(xué)模型，在實(shí)驗(yàn)中盡可能多取數(shù)據(jù)點(diǎn)，以提高模型精確度，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定每隔30 min取樣檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)桃汁在不同的熱處理過程中，熱處理時(shí)間和熱處理溫度對(duì)褐變度、色差值（亮度值L*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*）、VC含量及5-HMF含量均有顯著性影響（P＜0.01），其中VC的降解反應(yīng)符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，褐變度、色差值、5-HMF的變化符合聯(lián)合動(dòng)力學(xué)模型，相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，因此用動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型表示各指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化是合理的。同時(shí)由計(jì)算可知，各指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的活化能都較小，表明在高溫下，桃汁發(fā)生褐變的反應(yīng)活性較高，褐變反應(yīng)易發(fā)生。熱處理過程中降解的V C所產(chǎn)生的5-HMF遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)中所測(cè)定的5-HMF，故推斷出是焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)產(chǎn)生了大量的5-HMF，因此熱處理過程中發(fā)生褐變的主要原因是焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)所致。另對(duì)各處理溫度下所產(chǎn)生的5-HMF含量和褐變度的變化情況進(jìn)行回歸分析，兩者表現(xiàn)為二次項(xiàng)關(guān)系，且溫度越高，擬合系數(shù)越好。5-HMF作為非酶褐變的重要中間產(chǎn)物，也是加工貯藏過程中的主要產(chǎn)物，因此從某程度上通過抑制5-HMF的生成來控制桃汁色澤的穩(wěn)定性對(duì) 桃汁的加工和貯藏都具有重要意義。

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Kinetic Study of Non-enzymatic Browning of Peach Juice during Thermal Treatments

RUAN Wei-hong1,2, DENG Fang-ming1,*, BI Jin-feng2, LIU Xuan2, JIAO Yi2, WU Xin-ye2
(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Key Laboratory of Agro-products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Agro-products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Non-enzymatic browning easily takes place during thermal treatment of peach juice. Browning degree and the colour parameter L* are usually used as indexes to evaluate non-enzymatic browning. The indexes during thermal processing at different temperatures 80, 90 ℃ and 100 ℃ for peach juice were investigated. The results showed that with increasing temperature, the browning degree was increased by 0.185, 0.221 and 0.276, whereas the L* value was decreased by 4.22, 5.74 and 7.53, respectively. Both the chroma value and Hue angle were gradually decreased. The browning index (BI) was increased as the temperature increased. Various kinetic models including zero-order kinetic, fi rst-order kinetic and combined kinetic models were employed to fi t the experimental data. The results showed that the combined kinetic model was a better one for describing the dynamic changes in browning degree and colour value, as compared to the other two models (R2＞0.823). Furthermore, the declined vitamin C content during thermal processing could be accurately described by the zeroorder kinetic model (R2＞0.894). Meanwhile, the combined kinetic model (R2＞0.905) could properly express the gain of 5-hydroxymethylfurfural contents. The relationship between 5-hydroxymethylfurfural and browning degree was satisfactorily fi tted by means of quadratic model (R2＞0.940) at three different temperatures.

peach juice; thermal treatment; non-enzymatic browning; kinetics; colour

TS255.44

A

1002-6630(2014)01-0050-06

10.7506/spkx1002-6630-201401010

2013-07-09

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD29B03）

阮衛(wèi)紅（1988—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣哔A藏與加工技術(shù)。E-mail：hong99899@163.com

*通信作者：鄧放明（1962—），男，教授，博士，研究方向?yàn)楣哔A藏與加工技術(shù)。E-mail：fmdenghnau@sina.com