盧亞婷，羅倉(cāng)學(xué)，王東方

（1.陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710021；2.陜西農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究院，陜西西安710021）

壓差膨化蘋(píng)果脆片的無(wú)硫護(hù)色研究

盧亞婷1，2，羅倉(cāng)學(xué)1，王東方1

（1.陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710021；2.陜西農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究院，陜西西安710021）

針對(duì)壓差膨化前處理中蘋(píng)果的酶促褐變進(jìn)行了無(wú)硫護(hù)色研究，通過(guò)單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)研究了不同護(hù)色劑及其組合對(duì)蘋(píng)果片的護(hù)色效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明檸檬酸、氯化鈉、抗壞血酸對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果影響較顯著，試驗(yàn)中最佳的復(fù)配護(hù)色劑組合為：檸檬酸0.4%、抗壞血酸0.04%、氯化鈉1.0%；護(hù)色溫度是25℃，時(shí)間20min，使用該方法護(hù)色的蘋(píng)果片能很好抑制膨化前的酶促褐變。

蘋(píng)果脆片；無(wú)硫護(hù)色；壓差膨化；褐變

果蔬在加工中的去皮、切片等工藝會(huì)引起酶促褐變的發(fā)生，嚴(yán)重影響果蔬制品的顏色和品質(zhì)。因此，減少褐變、降低損失一直是果蔬加工研究中的熱點(diǎn)[1]。大量研究及實(shí)踐表明，亞硫酸鹽具有很好的抑制酶促褐變的效果[2]，但因含硫物質(zhì)的殘留對(duì)人身體有害，所以逐漸被限制使用。加之近年來(lái)，食品安全問(wèn)題備受消費(fèi)者關(guān)注，所以，尋求亞硫酸鹽的替代物進(jìn)行無(wú)硫護(hù)色成為目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)[3]。本研究以蘋(píng)果為對(duì)象，研究蘋(píng)果片壓差膨化前的無(wú)硫護(hù)色技術(shù)，為壓差膨化果蔬脆片關(guān)鍵技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

富士蘋(píng)果（直徑8 cm～10 cm），市售；檸檬酸、氯化鈉：天津天力化學(xué)試劑有限公司；β-環(huán)糊精：禮泉化工有限實(shí)業(yè)公司；抗壞血酸：天津市紅巖化學(xué)試劑廠；氯化鈣：天津市大陸化學(xué)試劑廠。

1.1.2 儀器

101-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司；MA-50快速水分測(cè)定儀、S323S型電子天平：德國(guó)賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；BCD-196冷藏柜：青島海爾股份有限公司；CM-5分光測(cè)色儀：日本可尼卡美能達(dá)株式會(huì)社；

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 色澤的測(cè)定

CM-5分光測(cè)色儀進(jìn)行測(cè)定。

L*a*b*值，L*值表示色澤的明亮度，L*值的范圍是從0-100，L*=0表示黑色，L*=100表示白色，L*值越大，表示亮度越高、褐變?cè)捷p，L*值越小，表示褐變?cè)絿?yán)重。

1.2.2 褐變度的計(jì)算

鮮切蘋(píng)果片用色度儀立即測(cè)其L*a*b*值，分3次測(cè)量取其平均值，經(jīng)不同復(fù)配護(hù)色溶液和不同溫度時(shí)間條件下護(hù)色后的蘋(píng)果片分三次測(cè)量取平均值，計(jì)算褐變度ΔE*。ΔE*值越小表明褐變?cè)叫4]。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 無(wú)硫護(hù)色劑的選擇

大量的研究表明，酶促褐變主要是由果蔬中所含有的多酚氧化酶所導(dǎo)致的[5]，當(dāng)果蔬受到機(jī)械損傷或處或者由于不良環(huán)境的影響，植物組織細(xì)胞被破壞，導(dǎo)致氧大量侵入。多酚氧化酶（PPO）在O2的參與下催化酚類(lèi)物質(zhì)氧化成醌，醌類(lèi)進(jìn)一步聚合為黑色物質(zhì)，嚴(yán)重影響其感官質(zhì)量及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，鮮切蘋(píng)果中PPO活性增加導(dǎo)致組織快速褐變。其發(fā)生具備3個(gè)條件，即酶，氧氣和底物。針對(duì)酶促褐變發(fā)生的條件，常用的果蔬無(wú)硫護(hù)色劑主要包括酸類(lèi)試劑、還原劑、螯合劑、巰基化合物、離子化合物和包埋劑等，見(jiàn)表1。

表1 部分護(hù)色劑的抑制褐變機(jī)理Table1 Antibrowning mechanism of main chemical reagents

在眾多的無(wú)硫護(hù)色劑中，由于抗壞血酸和檸檬酸都是酸性護(hù)色液，可以抑制氧化酶活性，使酶促反應(yīng)減弱，從而表現(xiàn)出一定的護(hù)色能力；氯化鈉在一定濃度下可以驅(qū)除水溶液中的氧氣，使酚類(lèi)底物難以與氧氣接觸，同時(shí)一定濃度的鹽對(duì)酶蛋白有一定的抑制作用[6]；β-環(huán)糊精的疏水空腔具有生成包絡(luò)物的能力，可使許多活性成分與環(huán)糊精生成復(fù)合物，使包絡(luò)物減少氧化，物化性質(zhì)更穩(wěn)定[7-8]。浸鈣可抑制PPO的活性，維持細(xì)胞膜的完整性[9]。因此，本節(jié)將初步選擇NaCl、檸檬酸、抗壞血酸、β-環(huán)糊精和氯化鈣作為蘋(píng)果片的無(wú)硫護(hù)色劑。

2.2 無(wú)硫護(hù)色劑單因素試驗(yàn)

取蒸餾水配制不同種類(lèi)和濃度的護(hù)色液，將蘋(píng)果去皮、去核橫向切分成5mm厚的均勻薄片并按照料液（g/m L）比為1∶6置于護(hù)色液中。在25℃下護(hù)色20mim后取出，除去表面護(hù)色液，放入已經(jīng)預(yù)熱至80℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，干燥至水分含量為30%左右取出，待冷卻后，測(cè)定其色值。通過(guò)單因素試驗(yàn)，篩選出對(duì)護(hù)色效果影響顯著的護(hù)色劑及其閾值。無(wú)硫護(hù)色劑單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 蘋(píng)果片單因素護(hù)色試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table2 Single factor experimental design for color-fixing of fresh-cut apples

2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇對(duì)護(hù)色效果較為顯著的護(hù)色劑種類(lèi)，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，以確定復(fù)配護(hù)色劑的組成。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表3。

表3 正交因素水平表Table3 Factors and levels

3 結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1.1 檸檬酸對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響

檸檬酸濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響見(jiàn)圖1。

圖1 檸檬酸濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響Fig.1 Effect of citric acid concentration on color protection of apple chips

由圖1可以看出，當(dāng)檸檬酸濃度在0.4%～0.8%時(shí)，隨著濃度的增大，蘋(píng)果片的護(hù)色效果顯著增強(qiáng)。由于檸檬酸具有調(diào)節(jié)環(huán)境pH的作用，隨著檸檬酸濃度的增大，溶液的pH逐漸減小，當(dāng)檸檬酸的濃度達(dá)到一定的值以后，蘋(píng)果片中的多酚氧化酶活性受到強(qiáng)烈的抑制。隨著pH的繼續(xù)減小，多酚氧化酶的活性基本維持在最低水平保持不變。由以上分析可以看出檸檬酸濃度在0.4%～0.8%之間能有效地抑制褐變。

3.1.2 抗壞血酸對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響

抗壞血酸濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響見(jiàn)圖2。

圖2 抗壞血酸濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響Fig.2 Effect of ascorbic acid concentration on color protection of apple chips

由圖2可以看出，當(dāng)抗壞血酸濃度在0.02%～0.08%時(shí)，隨著濃度的增大，L*值變大，蘋(píng)果片色澤越好；隨著抗壞血酸濃度的繼續(xù)增加，L*值減小，原因是抗壞血酸在高溫的條件下不穩(wěn)定，添加過(guò)量后，自身被氧化后形成的產(chǎn)物能與氨基酸發(fā)生褐變反應(yīng)，抵消了其抗褐變的效果。因此，抗壞血酸濃度在0.06%～0.08%之間護(hù)色效果較明顯。

3.1.3 氯化鈉對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響

氯化鈉濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響見(jiàn)圖3。

圖3 NaCl濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響Fig.3 Effect of Nacl concentration on color protection of apple chips

由圖3可以看出，當(dāng)氯化鈉濃度在0.4%～0.8%之間不斷增大時(shí)，蘋(píng)果片的護(hù)色效果逐漸增強(qiáng)；隨著氯化鈉濃度的增加，護(hù)色效果逐漸恒定。原因在于，氯化鈉可以降低蘋(píng)果片中氧的含量，抑制褐變的發(fā)生。當(dāng)氯化鈉濃度較低時(shí)，鹽溶液的濃度不足以排除原料內(nèi)部的氧，隨著濃度的逐漸增大，原料內(nèi)部的氧被逐漸排除在原料外，破壞了發(fā)生褐變的環(huán)境，抑制了褐變的發(fā)生；當(dāng)氯化鈉濃度較高時(shí)，氧濃度和酶活性降低，因此護(hù)色效果基本恒定。結(jié)合以上分析，以及考慮到氯化鈉濃度對(duì)口感的影響，氯化鈉濃度在0.4%～0.8%之間護(hù)色效果好。

3.1.4 β-環(huán)糊精對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響

β-環(huán)糊精濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響見(jiàn)圖4。

圖4 β-環(huán)糊精濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響Fig.4 Effect of Beta-Cyclodextrin concentration on color protection of apple chips

由圖4可以看出，蘋(píng)果片的護(hù)色效果隨著β-環(huán)糊精濃度的增大緩慢增加。因?yàn)棣?環(huán)糊精分子較大，但是進(jìn)入蘋(píng)果片組織中的β-環(huán)糊精數(shù)量很少。所以，隨著β-環(huán)糊精濃度的增加，對(duì)蘋(píng)果的L*值影響不大。

3.1.5 氯化鈣對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響

氯化鈣濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響見(jiàn)圖5。

由圖5可以看出，當(dāng)氯化鈣濃度在0.05%～0.25%之間不斷增大時(shí)，蘋(píng)果片的護(hù)色效果逐漸增強(qiáng)；隨著氯化鈣濃度的繼續(xù)增加，蘋(píng)果片的L*值變化緩慢，對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果不明顯。當(dāng)氯化鈣濃度大于0.45%時(shí)，蘋(píng)果產(chǎn)生不良?xì)馕?，因此氯化鈣濃度應(yīng)選擇在0.15%～0.35%的濃度范圍。

圖5 氯化鈣濃度對(duì)蘋(píng)果片護(hù)色效果的影響Fig.5 Effect of CaCl2concentration on color protection of apple chips

3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

將鮮切的蘋(píng)果片立即測(cè)量其色值，測(cè)量結(jié)果取平均值，L*=82.56、a*=0.25、b*=27.60。經(jīng)9種不同復(fù)配溶液護(hù)色后測(cè)量L*、a*、b*值，取3次測(cè)量的平均值（方法同單因素），試驗(yàn)結(jié)果及分析見(jiàn)表4。

根據(jù)表4的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行褐變度分析及極差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 正交試驗(yàn)褐變度分析Table4 The results of browning degree analysis of orthogonal experiment

由褐變度分析結(jié)果可以看出當(dāng)ΔE*=3.39時(shí)褐變度最小，對(duì)應(yīng)的組合為A2B3C1。由表的正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果可以看出，試驗(yàn)所選的3個(gè)因素中，護(hù)色效果強(qiáng)弱順序依次為：氯化鈉＞檸檬酸＞抗壞血酸，優(yōu)選的最佳組合為：A2B3C3。因此需要對(duì)篩選出的組合做對(duì)照試驗(yàn)。

3.3 對(duì)照試驗(yàn)及結(jié)果

取蒸餾水分別按照A2B3C1的組合Ⅰ和A2B3C3的組合Ⅱ配置600mL的復(fù)配護(hù)色液各3份，做對(duì)照試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 5 Comparation experiment result

由表5可以看出，兩組對(duì)照試驗(yàn)的相對(duì)誤差均小于5%，A2B3C1護(hù)色劑護(hù)色后的褐變度總體均小于A2B3C3，因此優(yōu)選的護(hù)色劑組合為A2B3C1，即0.04%的抗壞血酸和1.0%的氯化鈉和0.4%的檸檬酸。

4 結(jié)論

針對(duì)壓差膨化前處理中蘋(píng)果片的酶促褐進(jìn)行的無(wú)硫護(hù)色研究，優(yōu)選的無(wú)硫護(hù)劑組合為：0.04%的抗壞血酸和1.0%的氯化鈉和0.4%的檸檬酸，在25℃下，按照料液（g/mL）比為1∶6取適量的蘋(píng)果薄片投入到復(fù)配護(hù)色液中進(jìn)行護(hù)色20min，護(hù)色效果良好。

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Research of Sulfur Free Color Protection on Puffed Apple Chips

LU Ya-ting1，2，LUO Cang-xue1，WANG Dong-fang1
（1.College of Life Science&Engineering，Shaanxi University of Science&Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China；2.Shaanxi Research Institute of Agricultural Products Processing Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China）

This paper researched the problem of sulfur free color protection about the enzymatic browning of apple processing occurred in pretreatment of differential expansion.Using the single factor tests and orthogonal tests，studied the color-protecting effects of different color protection agents and their combinations on apple slices.The results showed that citric acid，sodium chloride and ascorbic acid have obvious color-protecting effects on the apple slice.The orthogonal experiment established the best complex combination，the results were that0.4%citric acid，0.04% ascorbic acid，1.0%sodium chloride，the best color temperature was25℃，and time was20minutes.Use this method can get better color-protecting effect.

apple slices；sulfur free color protection；explosion puffing；browning

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.005

2014-07-30

咸陽(yáng)市科技局項(xiàng)目（2012K06-08）；西安市未央?yún)^(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（201407）

盧亞婷（1979—），女（漢），碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品深加工及綜合利用。