淺論澄清型香蕉汁加工過程中酶褐變的抑制（上）

1、淺論澄清型香蕉汁加工過程中酶褐變的抑制（上）摘要：使用可食性抑制劑控制澄清型香蕉汁加工過程中的酶褐變。結(jié)果表明，L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸均能同時顯著地抑制香蕉PPO和POD活性，在打漿時添加0.5檸檬酸，在酶解結(jié)束后再添加0.025L-半胱氨酸和0.05抗壞血酸能有效地抑制香蕉汁的酶褐變。要害詞：香蕉汁；酶褐變；抑制；褐變抑制劑作者簡介：楊昌鵬（1964），男，廣西桂林人,廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事果蔬深加工及采后生理等研究工作基金項目：人事部留學(xué)回國人員科技活動擇優(yōu)資助項目。香蕉是我國南方生產(chǎn)的重要熱帶水果，年產(chǎn)量在500萬噸以上，且其營養(yǎng)豐富，香味濃，口感好，利用其生產(chǎn)果汁

2、或香蕉混合果汁具有潛在的開發(fā)前景。已有研究表明：用果膠酶酶解香蕉漿汁，不僅能夠提高其出汁率1，而且還能水解香蕉果汁中引起混濁的果膠物質(zhì)，具有明顯的澄清效果2，因而果膠酶酶解法將成為生產(chǎn)澄清型香蕉汁的理想方法。然而，在香蕉汁的加工過程中，發(fā)生的酶褐變現(xiàn)象十分突出，嚴重地影響其營養(yǎng)品質(zhì)和外觀品質(zhì)，因而如何有效地抑制其酶褐變成為開發(fā)澄清型香蕉汁必須解決的要害問題。在香蕉中同時存在多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）3，前者是引起香蕉酶褐變的主要酚酶，且半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸等可食性抑制劑能有效地抑制香蕉PPO活性4。為此，本研究旨在探討這些可食性抑制劑的添加對香蕉汁酶褐變與感官品質(zhì)的影響，

3、以期為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的澄清型香蕉汁加工品提供酶褐變防止的工藝參數(shù)。1材料與方法1.1材料完全黃熟的香蕉(購自水果市場)。1.2化學(xué)試劑果膠酶為瑞士Sigma-Aldrich公司提供，酶活力為1.63U/mg；多巴胺為日本片山株式會社提供；L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸、愈創(chuàng)木酚、過氧化氫、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鉀等試劑均為國產(chǎn)市售的分析純。1.3主要儀器果汁打漿機、恒溫水浴鍋、水浴振蕩器、離心機、精密pH計、UV755B紫外可見分光光度計。1.4實驗方法1.4.1單次添加抑制劑的香蕉汁制備工藝流程去皮切分添加抑制劑和果膠酶液與果肉一起打漿（100g香蕉肉添加含抑制劑的0.06果膠酶液50mL）加熱酶解

4、（50，150min）用6層紗布榨汁離心分離（4000r/min,10min）澄清型香蕉汁。抑制劑和果膠酶添加量均已以其占果肉重量和溶劑(蒸餾水)重量的百分比濃度表示(下同)。1.4.2二次添加抑制劑的香蕉汁制備工藝流程去皮切分添加檸檬酸抑制劑和果膠酶液與果肉一起打漿（100g香蕉肉添加含0.5檸檬酸的0.06果膠酶液50mL）加熱酶解（50，150min）用6層紗布榨汁二次添加抑制劑離心分離（4000r/min,10min）澄清型香蕉汁。1.4.3PPO活性測定以0.02M多巴胺為底物，按照yang(筆者)等報道的紫外分光光度法測定4。以每毫升酶液每分鐘吸光度改變0.1為一個酶活性單位（U）

5、。1.4.4POD活性測定參照Fujita等報道的紫外分光光度法測定5，略作改動。反應(yīng)液由3.8mL磷酸鹽緩沖液（0.1M、pH6.0）、0.5mL愈創(chuàng)木酚-乙醇溶液(0.1M)、0.5mL過氧化氫（0.3）和0.2ml酶液(各種處理的香蕉清汁)組成。在30下反應(yīng)5min，在470nm波長下測定其吸光度的變化。以每毫升酶液每分鐘吸光度改變0.1為一個酶活性單位（U）。1.4.5果膠物質(zhì)定性檢測采用酒精變性法檢測6，“”表示果膠呈陽性反應(yīng)，“”表示果膠呈陰性反應(yīng)。1.4.6果汁褐變度的測定以所制備的香蕉澄清汁在420nm波長下測得的吸光值（A420）大小表示其褐變度。2結(jié)果與分析2.1單次添加抑

6、制劑對香蕉汁酶褐變與感官品質(zhì)的影響由表1可知：打漿時單次添加L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸單一褐變抑制劑后，在果膠酶酶解后所得的澄清型香蕉汁中，殘存的PPO活性在1.828.5之間，殘存的POD活性為2.221.3，這說明L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸不僅能顯著地抑制香蕉PPO活性，同時也能顯著地抑制香蕉POD活性。抑制效果因抑制劑的種類及其濃度不同而有2 所差異。在所測試條件下，抑制酶活能力即抗酶褐變能力的順序依次為：1檸檬酸0.1L-半胱氨酸0.1抗壞血酸0.05L-半胱氨酸0.05抗壞血酸0.5檸檬酸0.025L-半胱氨酸0.025抗壞血酸0.25檸檬酸，且每種抑制劑的抑制酶活能力均表現(xiàn)

7、為濃度依靠性，即濃度越高抑制酶活能力越強。非凡是檸檬酸的抑制效果對濃度依靠性表現(xiàn)得最為顯著，其次是抗壞血酸。經(jīng)果膠物質(zhì)定性檢測，各種處理的香蕉酶解汁中的果膠物質(zhì)均呈陰性反應(yīng)，這一結(jié)果表明：在所試驗的濃度范圍內(nèi)，上述三種抑制劑的添加均不影響果膠酶的正常酶解。然而，添加抗壞血酸的香蕉漿在加溫酶解過程中色澤變紅，導(dǎo)致所得的香蕉酶解汁顏色呈現(xiàn)淡紅色，這可能是在加熱條件下抗壞血酸出現(xiàn)非酶褐變所致。因此，抗壞血酸不適于加溫酶解前添加。另外，濃度0.05的L-半胱氨酸的抑制酶活能力雖然較強，但其香蕉酶解汁中殘存L-半胱氨酸異味較濃，加上其成本偏高，不適宜用高濃度的L-半胱氨酸作抑制劑。考慮到果膠酶酶解香蕉汁

8、的最適pH為4.02，在此條件下香蕉酶解汁的口感恰好甜酸適度，其酶褐變也能得到有效控制，故應(yīng)首選0.5檸檬酸作為香蕉打漿時添加的抑制劑。表1打漿時添加單一抑制劑對香蕉汁酶褐變與感官品質(zhì)的影響抑制劑名稱抑制劑濃度（）殘存PPO活性殘存POD活性酶解汁pH值果膠殘留果汁感官品質(zhì)酶活(U)相對酶活()酶活(U)相對酶活()對照(水)038.301004.601004.7味甜，棕褐色，無異味L-半胱氨酸0.0256.8017.80.5411.74.6味甜，淡黃色，無明顯異味0.054.1210.80.367.84.5味甜，淡黃色，有異味0.102.105.50.102.24.4味甜，淡黃色，有異味抗壞

9、血酸0.0259.0223.60.8618.74.6味甜，淡紅色，無明顯異味0.056.0815.90.4610.04.6味甜，淡紅色，無明顯異味0.103.328.70.204.34.4味甜，淡紅色，有異味檸檬酸0.2510.9228.50.9821.34.3甜酸適度，微褐色，無異味0.56.2016.20.4810.44.0甜酸適度，淡黃色，無異味1.00.681.80.092.03.3味過酸，淡黃色，無異味2.2二次添加抑制劑對香蕉汁酶褐變的影響為了更有效地控制澄清型香蕉汁加工過程中發(fā)生的酶褐變現(xiàn)象，以0.5檸檬酸為基本抑制劑，開展了二次添加抑制劑的實驗。從表2可以看出，在香蕉打漿時添加檸檬酸的基礎(chǔ)上，再在果膠酶酶解結(jié)束后添加一定濃度的L-半胱氨酸、抗壞血酸，其酶褐變抑制效果要優(yōu)于僅在打漿時單一添加檸檬酸的效果。其中，0.5檸檬酸0.025L-半胱氨酸0.05抗壞血酸這一組合的抑制效果最好，其香蕉汁褐變度(A420)隨時間推移而增加不大，這表明該處理的香蕉汁酶褐變已得到有效控制。0