◎姚　森（杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司研究院，浙江 杭州 310018）

果汁褐變機(jī)理研究進(jìn)展

◎姚森
（杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司研究院，浙江 杭州 310018）

縱觀可知，為充分實(shí)現(xiàn)水果附加值的全面強(qiáng)化，可運(yùn)用果汁加工這一有效的措施途徑，旨在合理規(guī)避由于果汁未能及時出售而造成的經(jīng)濟(jì)損失情況出現(xiàn)。然而，在果汁加工進(jìn)程當(dāng)中，果汁褐變始終是果汁加工行業(yè)所面臨的巨大難題，基于此進(jìn)行研究顯得十分重要。

果汁；褐變；機(jī)理

通常而言，果汁褐變主要指的是在加工以及貯藏果汁的進(jìn)程中其所發(fā)生變化的一種現(xiàn)象。伴隨著顏色的不斷變化，會導(dǎo)致果汁的風(fēng)味以及外觀均受到直接影響，容易使果汁丟失營養(yǎng)價值，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)食品變質(zhì)風(fēng)險。譬如說，在所發(fā)生的美拉德反應(yīng)中，果汁中所包含的人體必需的氨基酸——賴氨酸均會發(fā)生丟失。由此可見，基于果汁褐變機(jī)理進(jìn)行細(xì)化分析，并采取針對性措施展開解決處理顯得十分重要，應(yīng)用意義十分深遠(yuǎn)。

1 果汁褐變機(jī)理探究

1.1果汁褐變現(xiàn)象分析

一般來說，能夠?qū)⒑肿儎澐譃槊复俸肿円约胺敲负肿儍煞N主要類型。其中，多酚氧化酶以及多酚類物質(zhì)、氧氣共同組成酶促褐變反應(yīng)所需條件；根據(jù)機(jī)理可把非酶褐變細(xì)化分成焦糖化反應(yīng)以及美拉德反應(yīng)、抗壞血酸氧化分析以及多元酚氧化縮合，維生素C以及多酚屬于非酶褐變底物。這兩種褐變始終存在于整個果汁飲料的加工進(jìn)程中。在1987年，M.Y.Coseteng等相關(guān)專家針對多酚氧化物酶褐變底物濃度跟褐變程度相互之間關(guān)系展開研究時，發(fā)現(xiàn)所分析的全部7類樣品中，果汁褐變的實(shí)際程度跟底物或者是多酚氧化酶的活性相互間關(guān)聯(lián)度是較小的，若需將其劃分成兩類，則一部分褐變程度是直接相關(guān)多酚氧化酶活性的，即r2=0.827，另一部分則是總酚相關(guān)褐變的程度相對較高，即r2=0.986。基于此可知，酶褐變及非酶褐變共同作用形成了褐變，非酶褐變跟總酚相互間存在有必然聯(lián)系，酶褐變則跟多酚氧化酶活性有著緊密關(guān)系。除此之外，在果汁加工的各個階段，酶褐變及非酶褐變所產(chǎn)生影響不盡相同。李佩艷專家在研究濃縮蘋果汁加工進(jìn)程時，發(fā)現(xiàn)壓榨以及破碎等相關(guān)工序中主要形成的是酶促褐變，歷經(jīng)巴氏殺菌這道工序之后，加工果汁所形成褐變主要是非酶褐變。

1.2果汁褐變機(jī)理分析

1.2.1溫度

分析溫度這一因素條件，非酶褐變會受到起的直接影響，若溫度差為十度，那么果汁褐變速度能夠相差3～5倍，譬如說，發(fā)生美拉德反應(yīng)的時候，通常溫度超過30 ℃的時候，反應(yīng)速度相對較快些，若是溫度處于10 ℃以下進(jìn)行果汁存放便可起到良好褐變抑制效果。酶促褐變所受溫度影響是更加之大的，20 ℃為PPO最適溫度值，PPO自身具備的耐熱性較弱些，若是在90 ℃情況下針對其展開1 min左右的處理則會導(dǎo)致95％以上的酶喪失活性。此外，溫度自身所具穩(wěn)定性同樣會影響到褐變，若處于恒溫條件，對比而言，果汁貯藏酚類損失與實(shí)際褐變速率均會小于變溫條件下的果汁儲存狀態(tài)。

1.2.2pH值

在pH值影響下，非酶褐變所形成表現(xiàn)是，若pH值大于3，伴隨著pH值持續(xù)升高，非酶褐變實(shí)際反應(yīng)速率隨之變快，對于抗壞血酸而言，若pH值在3左右時，其相對穩(wěn)定些，若是更加偏向于堿性則穩(wěn)定性欠佳，容易導(dǎo)致褐變問題出現(xiàn)，因此，為達(dá)到褐變控制目標(biāo)可采用降低果汁pH值這一有效手段。與此同時，pH值同樣會對酶促褐變產(chǎn)生巨大影響，在日常實(shí)驗(yàn)開展中，郝惠英專家發(fā)現(xiàn)，在蘋果果汁中，多酚氧化酶pH值范圍應(yīng)控制在4.7～7.4內(nèi)，6.2最為適宜，若是pH值能夠上升至6.6，那么酶活性是最高值的60％左右，一旦pH值下降至5.8，則酶活性最高值是80％。

1.2.3底物

發(fā)酵底物若存在差異，對應(yīng)的果汁褐變能力不盡相同。Sn2+等離子能夠有效催化激活酚酶，使之活性不斷強(qiáng)化，同時逐步加快氧化作用，促使花青素變色速率變快；此外，花青素跟金屬會產(chǎn)生暗灰色沉淀物質(zhì)，草莓汁褐變會因?yàn)檫@一因素存在而加快變化速度。在氧氣或者是氧化酶的不斷作用下，維生素C發(fā)生氧化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫氫抗壞血酸的生成，一方面，其能夠開環(huán)脫羧形成糠醛，而后發(fā)生聚合生成黑色素，從另一個角度來看，這種化合物能夠跟果汁中包含的氨基化合物進(jìn)行美德反應(yīng)實(shí)現(xiàn)黑色素的有效生成。氧氣以及pH值是會對維生素褐變造成影響的直接因素，若是pH值越高且氧氣含量越大，則會催發(fā)更為明顯的褐變問題。除此之外，包括Cu2+及Fe2+在內(nèi)的微量金屬離子、氧化酶等同樣會對褐變起到一定促進(jìn)作用。

1.2.4氧氣

果汁飲料褐變備受氧氣含量的直接影響，這主要是因?yàn)檠鯕馐窃斐煞敲负肿儽厝粭l件，同時氧氣會使維生素C氧化分解進(jìn)程不斷加快。就目前的情況來看，我國多數(shù)現(xiàn)代化果品加工企業(yè)均是從國外直接進(jìn)行先進(jìn)設(shè)備引進(jìn)的，比如說，開展鮮榨汁以及果肉渾濁汁生產(chǎn)工作的企業(yè)均運(yùn)用的是瞬時高溫以及真空脫氣并采取有效的滅菌措施，旨在起到良好的褐變控制成效。酶法脫氧為一種行之有效的可行脫氧手段。將適量過氧化氫酶或者是葡萄糖氧化酶加在果汁產(chǎn)品中，能夠把果汁中氧氣及時去除，同時滿足褐變抑制需求，并有效預(yù)防好氣菌的持續(xù)繁殖，加之過氧化氫的產(chǎn)生，達(dá)到一定的殺菌目的。

1.3果汁褐變抑制措施

1.3.1合理運(yùn)用褐變抑制劑

（1）有機(jī)酸抗壞血酸以及檸檬酸、苯甲酸等均屬于常用有機(jī)酸，基于pH值得合理降低能夠起到良好的非酶褐變控制作用，若果汁pH值控制在3.0左右，則不易形成非酶褐變，pH值過低或者過高均會催發(fā)程度較大的非酶褐變。其中，使用次數(shù)最多的食用酸是檸檬酸，若是選擇褐變抑制劑，一般而言，混合使用亞硫酸或者是抗壞血酸能夠獲得更為良好的使用效果。

（2）含硫氨基酸和亞硫酸鹽反應(yīng)物羰基結(jié)合亞硫酸根能夠產(chǎn)生加成化合物，所得加成物會跟氨基化合物發(fā)生縮合，然而得到的縮合產(chǎn)物不會在產(chǎn)生schif堿以及N-葡萄糖基胺，進(jìn)而使得美拉德反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生被阻隔，可取得較佳抑制成效；中間產(chǎn)物羰基結(jié)合亞硫酸根能夠生成加成化合物，對比可知，其褐變活性比氨基化合物跟還原糖生產(chǎn)的中間產(chǎn)物遠(yuǎn)遠(yuǎn)較低，從而規(guī)避后面的生成類黑精反應(yīng)的形成。

（3）氯化鈣（CaCl2）。基于兩方面能夠解釋CaCl2抑制果汁褐變的作用，首先，鈣結(jié)合氨基酸生成不溶化合物，所以二氧化硫在鈣鹽的協(xié)同作用下能夠起到良好褐變抑制作用；其次，Ca2+跟PPO中存在的Cu2+實(shí)現(xiàn)競爭?，F(xiàn)如今，在馬鈴薯以及白玫瑰等食物中已然成功采用CaCl2，雖然此類食品在存在有亞硫酸鹽的情況能夠加速褐變形成，然而其通過跟CaCl2的有效結(jié)合則能獲取良好抑制成效。

1.3.2優(yōu)化控制工藝及儲藏溫度

開始加工之前實(shí)施熱燙操作，能夠讓多酚氧化酶活性被合理降低，使得酶變的形成受到抑制，在此需注意，如此一來會影響到產(chǎn)品自身品質(zhì)。眾多專家基于熱協(xié)同及壓力措施應(yīng)用處理果汁，趙光遠(yuǎn)等專家通過超高壓技術(shù)運(yùn)用協(xié)同熱或者是單獨(dú)處理鮮榨蘋果汁，旨在就其中所包含多酚氧化酶所產(chǎn)生影響展開細(xì)化研究，所得結(jié)果是處理強(qiáng)度達(dá)到400 MPa且溫度處于50 ℃以上的時候，果汁中PPO會喪失超過60％的活性，若處理強(qiáng)度為750 MPa且溫度為50 ℃以上的時候，PPO活性喪失率能達(dá)到90％。

2 結(jié)語

綜上可知，一直以來，果汁加工企業(yè)備受果汁褐變問題的困擾，立足褐變機(jī)理分析，積極找出主要的褐變類型，針對性采取有效的褐變抑制措施，控制褐變程度加深，保障果汁品質(zhì)顯得非常重要。

［1］黃春秋，楊志偉，林 君，等.檸檬酸亞錫二鈉抑制橄欖果汁褐變研究［J］.南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，46（2）：313-316.

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Research Progress on the Mechanism of Fruit J uice Browning

Yao Sen
（Research Institute of Hangzhou Wahaha Group Co. Ltd.， Hangzhou 310018， China）

Throughout the show， for the full realization of the fruit added value to strengthen the comprehensive， juice processing the effective measures can be used to reasonably avoid economic loss caused due to the juice to be sold in a timely manner appeared. However， in the process of fruit juice processing， fruit juice browning is always a great challenge for the juice processing industry， and it is very important to study it.

Fruit juice； Browning； Mechanism

TS255.44

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.12.002

姚森（1982-），男，湖北人，碩士，工程師；主要研究方向?yàn)楣嬃虾椭参锏鞍罪嬃祥_發(fā)。