香蕉果汁的防褐变技术研究.docx

    香蕉果汁的防褐变技术研究    摘 要：以香蕉果肉为原料，采用果胶酶酶解的方法，先对香蕉果浆进行高温钝化酶处理，再通过正交试验来研究香蕉果汁防褐变的最佳工艺条件探讨了温度、时间、pH值对护色效果的影响，获得的最佳工艺条件是：将一定量的香蕉果肉置于95℃初始护色溶液，其体积(mL)为原料重量(g)的2倍，并持续加热5 min，酶解，然后加入含柠檬酸0.32%、维生素C 0.06%、 EDTA 0.10%、植酸0.02%的混合护色液此方法可使香蕉果汁保持2~3个月不发生褐变，保证了其在较长时间内的品质要求，提高了香蕉制品的附加值Keys：香蕉果汁； 酶促褐变； 果胶酶； 护色TS255.44 ：A ：1004-874X（2010）04--0142-04香蕉属于热带水果，在我国主要产于岭南地区，是岭南四大佳果之一香蕉营养丰富，风味芳香，每100 g香蕉中，含热量108.2 cal、蛋白质1.2 g、脂肪0.2 g、碳水化合物25.4 g、钙9 mg、磷27 mg、铁0.6 mg、Va50 mg、Vc11 mg[1]，因此深受人们的喜爱香蕉性甘寒，可清热、润肠、解毒，有世界“百果之冠”之称，肺燥咳嗽，肠燥便秘，慢性咽炎及高血压病人食之有益[2]。

香蕉具有众多水果所不具备的保健作用因此，为适应市场的需要和消费者的营养要求，香蕉的深加工就显得格外迫切，国内外对香蕉的深加工还处于起步阶段香蕉褐变的主要原因是由于香蕉组织中多酚氧化酶(PPO)催化各种酚类底物发生氧化[3]，聚合成黑色素，给产品带来令人不愉快的感观本研究根据当前香蕉的深加工情况和其自身具备的特点，利用酶解的方法，探讨防止香蕉褐变的技术，以期为香蕉的深加工提供参考1 材料与方法1.1 试验材料1.1.1 原料 香蕉为广州市场出售的无病变香蕉；果胶酶为PECTINEX 丹麦诺和德公司产品；柠檬酸、Vc、EDTA、β-环糊精为市售；白砂糖为市售，符合GB317-84质量标准；蜂蜜为优质蜂蜜；NaHSO3为汕头市光华化学厂产品1.1.2 主要仪器 电热恒温水浴锅：江苏省南通县农业科学仪器厂；干燥箱：上海实验仪器厂；粉碎机：上海实验仪器厂；架盘药物天平：上海医用激光仪器厂；754UV可见分光光度计：上海第三分析仪器厂制造；L05-2A高速离心机：北京医用离心机厂；PHS—3C精密PH计：上海精密科学仪器有限公司；糖度计：上海精密科学仪器有限公司；FA1004—上皿电子天平：上海天平仪器厂。

1.2 试验方法1.2.1 工艺流程 香蕉果汁的生产工艺流程参照文 献[4]进行，如图1所示1.2.2 操作要点 (1)原料的选择：选取九成熟、无机械损伤、无腐烂的香蕉2)剥皮：剥去香蕉外皮，用不锈钢小刀的尖端将果肉四周的丝络挑除，再将果肉纵切，挑取果心3)切分与初步护色：将香蕉切成厚度为0.5 cm的香蕉片，并投入90℃、5%β-环糊精水溶液中4) 打浆：将混合物倒入打浆机打浆，打浆机的转速应以泡沫少与短时间结合起来考虑5)高温钝化酶处理：将大约70℃的果浆快速加热到85℃以上，并持续加热15 s6)酶解：加入果胶酶对处理后的香蕉进行酶解7)澄清：加入蜂蜜以加速澄清速度8)最终护色：通过单因素试验和多因素正交试验确定护色的最佳因素和水平9)脱气、灭菌、装瓶、成品：巴氏50℃灭菌2 结果与分析2.1 香蕉不同部位酶促褐变情况香蕉不同部位暴露在空气中，在酶促作用下开始褐变果皮开始褐变时间为6 min，果肉上的丝络、果心部位开始褐变时间分别为5、4.5 min，而果肉开始褐变时间为21 min，香蕉的果皮、果肉上的丝络、果心部位均比果肉易于褐变因此，在香蕉加工中，应采用剥皮除丝络工艺，特别果肉上的丝络要挑除干净，果心部位不易剔除，应尽量避免暴露空中。

2.2 温度对引起香蕉褐变的酶活力的影响采用调节温度来控制酶催化反应速度是非常重要的一方面，在低温下保藏食品能减少酶对食品软化、不良风味的产生和成熟等的影响另一方面，在食品加工中采用高温处理能破坏或钝化所有的酶活力此外，在酶测定中准确地控制温度是得到可靠重复数据的先决条件温度对多酚氧化酶的影响是双重的，一方面温度升高能加快酶催化反应速度进程，另一方面促使酶蛋白变性，它是两种对抗效应综合反应[5]由图2可知，香蕉多酚氧化酶的最适温度为25℃，即酶活力最大高于40℃时酶开始钝化，到70℃处理5 min后，多酚氧化酶基本不可逆活80℃以上，酶已没活性从图3可以看出，酶液沸水浴钝化处理时，前5 s及10~15 s酶钝化较缓，5~10 s较快，15~20 s又减缓，过了20 s多酚氧化酶基本没有活性，出现这种现象可能是由于同功酶的存在因此，在沸水浴中处理超过20 s，香蕉果肉中的多酚氧化酶及其同功酶基本全部钝化失活一般地说，存在于完整组织或匀浆中的酶，由于其结构被其他胶体物质(蛋白质、碳水化合物和果胶等)所保护，从而比其他以纯化的形式存在的酶更为耐热，因此在香蕉加工中应考虑组织状态对热传递的影响与化学物质对褐变的保护作用，从而选择合适的加工温度以控制加工质量[6]。

2.3 pH值对香蕉中引起褐变的酶活力的影响酶的化学本质是蛋白质，有两性解离特性pH值的改变会改变酶的活力部位上有关基因的解离状态，从而影响酶的酶解效果每一种酶都有其最适宜的pH值根据相关资料结果的比较，确定本次试验中果胶酶的作用pH值取4.5[7]2.4 酶浓度对褐变反应速度的影响由图4可知，在果胶酶液浓度相对较低时，随着酶浓度的增加其反应速度的增加十分明显，而当酶液达到0.08 mol/L时，反应速度的增加趋于稳定，这是由于酶的作用产物抑制了酶活力所以果胶酶的浓度选择为0.08 mol/L2.5 酶解时间对香蕉出汁率的影响酶解时间对香蕉果汁出汁率的影响较大我们分别观察和比较了在酶解0.5、1、1.5、2 h和2.5 h情况下果汁的出汁效果结果表明，随着酶解作用时间的延长，香蕉果汁有明显的分层现象，并且在作用时间达到2 h时，酶解效果最明显，所以最后确定香蕉出汁率的酶解时间为2 h2.6 护色溶液的选择和确定2.6.1 单因素试验 单因素试验的设计Reference[8]柠檬酸、Vc、NaHSO3、EDTA-Na、植酸等5种不同浓度护色剂对香蕉浆液的护色效果如表1所示，由表1可知，柠檬酸、Vc、NaHSO3、EDTA、植酸[9]对香蕉浆液有护色作用，最适浓度分别为0.30%、0.05%、0.05%、0.10%、0.02%。

采用颜色评分的标准比较护色效果来筛选护色溶剂，亮黄色为3分，暗黄色为2分，褐黄色为1分，微褐色为0分以表1的单因素试验结果可确定柠檬酸、Vc、EDTA-Na、植酸为香蕉浆液的护色溶剂2.6.2 正交试验 在单因素试验的基础上，筛选出柠檬酸、Vc、EDTA、植酸4种护色剂作为香蕉浆液的复配护色剂，进行了多因素试验根据单因素护色试验结果及GB2760-1996添加剂用量标准确定正交试验L9(34)水平因子，见表2由表3的正交试验结果可以看出，不同浓度的4种护色溶剂搭配在一起对香蕉果汁的护色效果有很大的影响通过表中R值分析得出，4种护色溶剂对香蕉果汁防褐变的影响的主次顺序为：A>B>C>D根据K值和评分情况，确定它们的优化水平组合为A2B3C1D2，即护色液的最佳配比浓度依次为柠檬酸0.30%、Vc 0.06%、EDTA0.05%、植酸0.02%2.6.3 验证试验 经过上面的分析确定了护色液的种类和浓度的最佳水平，现在再进一步通过试验来验证通过表4的吸光度与时间的关系可以看出，随着时间的延长，每一组的吸光值都在不同程度的增加，并且在一定时间范围内，吸光度越小，护色的效果越明显；反之亦然通过吸光度与时间的曲线可以更清晰地比较出这4种护色剂的护色效果。

从表4可以看出， A单独处于最差水平，A在2 d后吸光度明显增大，到第10 d时护色液基本失效B、C、D、G、H的护色效果在次一级水平，由吸光度(A)与时间的关系图，结合表3的极差分析可以看出，柠檬酸是护色影响最主要的因素；G比B、C、D、H都低，即吸光度小，护色效果好E、F和I吸光度基本处于较低水平，三者吸光度增幅基本相同且一开始就处于最佳护色状态，原因有两个：一是柠檬酸是最主要的因素且处于最高水平；二是其他3个因素都有两者处于最佳水平或高水平状态2.6.4 最佳护色混合液的确定 曲线E（A2B2C3D1）和F（A2B3C1D2）对应的编号是正交试验中的5、6，并且是正交试验中综合衡量评分最高的两组，通过曲线的比较得出它们同为最佳水平因素我们通过进一步的比较来确定哪种护色混合液更适宜用于香蕉果汁的防褐变，结合考虑经济成本及单因素试验的结果，我们重新选取一组护色液设定其为K，K组护色液的配比条件为柠檬酸0.32%、Vc 0.06%、EDTA 0.10%、植酸0.02%，将K与E和F进行比较，结果见表5通过比较验证试验，由曲线可以看出，E（A2B2C3D1），和F（A2B3C1D2）与K相比，K和E的护色效果比F略好一点。

综合考虑经济因素，最终确定K组合即柠檬酸0.32%、Vc0.06%、EDTA 0.10%、植酸0.02%为最佳护色液组合2.7 产品质量标准2.7.1 感观指标 色泽：黄色；香味：带有香蕉味道，果香浓；滋味：甜味柔和；形态：澄清透明，无悬浮物及沉淀2.7.2 理化指标 经检测，100 mL产品中含总酸（以柠檬酸计）0.32 g、Vc 0.11 g、总糖0.13 g3 结语香蕉具有丰富的营养和保健功能，香蕉果汁的发展前景非常广阔，对香蕉果汁防褐变技术的研究，不仅可解决果多价贱的问题、增加果农收入，还带动与香蕉相关的其他食品行业的发展，对经济起到推动作用通过对此项技术的研究，确定了适合用来作为香蕉果汁护色溶液的种类和最佳护色浓度，最佳护色剂的浓度为柠檬酸0.32%、Vc0.06%、EDTA 0.10%、植酸0.02% 配制成的混合护色液这对香蕉和其他水果的防褐变技术的研究奠定了基础，也将带动水果深加工行业的进一步发展Reference：[1] 李春美.常吃香蕉益处多[J].家庭科技，2003（1）：31.[2] 蔡健.浅谈香蕉的保健作用[J].食品与药品，2005，7(3)：65-67.[3] Moiling，Taconic，Kamahi. Browning phenomenon by banana polyhenoioxidases[J].Journal of Japanese Society of Food Science and Technology，1983，30(4)：245-251.[4] 黄发新，尹仁兴，严志新，等.香蕉清凉饮料的研制[J].江苏食品与发酵，1999(2)：7-11.[5] 袁振远.食品酶学导论[M].北京:中国轻工出版社,1989，128-130.[6] 赵谋明.食品生物化学[M].广州:华南理工大学出版社，1997.[7] 杨方琪，高福成.香蕉果肉饮料的研究[J].无锡轻工大学学报，1995，l4(1)：14-23.[8] 塔卡基，杨方琪，高福成.广东芝麻香蕉加工中的酶变研究(II)——不同添加剂对多酚氧化酶变的影响[J]. 无锡轻工食品学院学报，1994，13(2)：85-93.[9] 张京芳，陈锦屏.梨片酶揭变控制方法的研究[J].食品工业科技，2002，23(2)：57-58.  -全文完-。