混浊苹果汁杀菌过程中褐变机理及控制的研究
果蔬采后酶促褐变的机制及控制技术研究进展
果蔬采后酶促褐变的机制及控制技术研究进展作者：闵婷谢君郑梦林易阳王丽梅王宏勋来源：《江苏农业科学》2016年第01期摘要：果蔬因其富含维生素、有机酸，无机盐以及植物纤维等营养物质，越来越受消费者青睐。
然而果蔬在采后运输，贮藏和加工过程中极易发生褐变，不仅影响产品的外观、风味、营养，而且还大大降低贮藏加工性能，因此褐变一直是果蔬采后研究的热点。
本文从果蔬褐变的原因、酶促褐变的机制、果蔬褐变控制技术3个方面综述了果蔬采后酶促褐变研究进展。
关键词：果蔬；褐变；研究进展；酶；保鲜；控制技术中图分类号：TS255.3 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0273—03许多新鲜果蔬在加工、物流及销售过程中造成的损伤，易使果蔬原有色泽发生改变，这种现象称为褐变。
目前，普遍认为引起果蔬褐变表现在两方面：酶促褐变和非酶促褐变。
酶促褐变是组织中的酚类物质在酶的作用下氧化成醌类，醌类聚合形成褐色物质从而导致组织变色；非酶促褐变是指由各种非酶原因引起的化学反应而造成的果肉或果皮的褐变。
果蔬产品的褐变，不仅影响其外观，而且严重影响其风味和营养价值，已经成为制约果蔬产业发展的“瓶颈”。
1果蔬褐变的原因果蔬褐变从本质上可分为两大类，即非酶促褐变和酶促褐变。
非酶促褐变是由各种非酶原因引起化学反应导致的褐变，包括焦糖化反应、美拉德反应、维生素c氧化分解、多元酚氧化缩合反应等。
酶促褐变是果蔬组织体内的酚类物质在酶的作用下氧化成醌类，醌类再聚合形成褐色物质，从而导致组织变色。
众多研究表明果蔬褐变以酶促褐变为主。
2果蔬酶促褐变的机制酶促褐变机制一直是科学工作者研究的热点，曾先后提出乙醛乙醇毒害学说、氧自由基假说、维生素C保护假说、酚-酚酶区域分布等学说，其中酚-酚酶区域分布学说最具说服力。
在植物组织细胞中，质膜形成天然的保护屏障，能保证膜内外物质交换顺利进行，酚类物质通常分布在组织细胞液泡内，而酚酶主要存在于各种质体或细胞质内。
果汁褐变机理研究进展
04 / 现代食品 XIANDAISHIPIN
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Modern Food 行业综述
汁饮料的加工进程中。在 1987 年，M.Y.Coseteng 等相 定性欠佳，容易导致褐变问题出现，因此，为达到褐
Yao Sen （Research Institute of Hangzhou Wahaha Group Co. Ltd., Hangzhou 310018, China）
摘 要：纵观可知，为充分实现水果附加值的全面强化，可运用果汁加工这一有效的措施途径，旨在合理 规避由于果汁未能及时出售而造成的经济损失情况出现。然而，在果汁加工进程当中，果汁褐变始终是果汁加 工行业所面临的巨大难题，基于此进行研究显得十分重要。
关专家针对多酚氧化物酶褐变底物浓度跟褐变程度相 变控制目标可采用降低果汁 pH 值这一有效手段。与
互之间关系展开研究时，发现所分析的全部 7 类样品 此同时，pH 值同样会对酶促褐变产生巨大影响，在
中，果汁褐变的实际程度跟底物或者是多酚氧化酶的 日常实验开展中，郝惠英专家发现，在苹果果汁中，
活性相互间关联度是较小的，若需将其划分成两类， 多酚氧化酶 pH 值范围应控制在 4.7 ～ 7.4 内，6.2 最
关键词：果汁；褐变；机理 Ａｂｓｔｒａｃｔ：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. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Fruit juice; Browning; Mechanism 中图分类号：TS255.44
果汁非酶褐变的机制及控制措施
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水豆腐保鲜技术的研究进展
石彦国 李刚 林宇红
哈尔滨商业大学食品工程学院 哈尔滨 58’’[6
阐述了多种杀菌技术与保鲜技术在豆腐保鲜研究中所取得的成果， 分析了豆腐保鲜难的部分原因， 并展望了水 摘要： 豆腐保鲜技术的发展方向。 豆腐； 保鲜； 杀菌； 发展方向 关键词：
^_‘^%,># a% #Y9_: .X 1+>#>+‘^Ya.% Y>,$%.b.<: Y. Y.X9 #$a :@ABFJ ba <@AB ba% :F?JAB $@PSDA 9ADRCPQDHI JK ,JLLCPOC4 $@PSDA458’’[6 ,JGGCBC JK XJJ" >ABDACCPDAB ， ()*+,-.+：Y?C @"R@AOCQ DA H?C @TTGDO@HDJA JK L@AI QHCPDGDc@HDJA @A" TPCQCPR@HDJA HCO?AJGJBI HJ QHF"I JK HJKF TPCQCPR@HDJA V@Q SPDCKGI DAHPJ"FOC"4 H?C T@PHGI O@FQC JK TPCQCPRC "DKKDOFGHI HJ HJKF V@Q @A@GIcC"4 @A" H?C "CRCGJTLCAH HPCA" JK TPCQCPR@HDJA HCO?AJGJBI HJ HJKF V@Q TPJQTCOHC"3 /01 23,4*： HJKF； TPCQCPR@HDJA ； QHCPDGDc@HDJA； "CRCGJTLCAH HPCA"
果汁中的游离氨基酸在酸性条件下主要以阳离子的形式存在4因此4用大孔强酸阳离子交换树脂可以交换除去果汁中的氨基酸4从而基本上控制了果汁的非酶褐变4避免了果汁在贮藏过程中色泽加深4保持了果汁的色值小结非酶褐变对果汁的外观及营养价值造成的影响是不容置疑的目前关于褐变的研究很多但非酶褐变还是没有得到有效的控制因此必须寻找一种经济安全有效的方法来解决果汁非酶褐变的问题
果蔬褐变的机制及防止初探实验报告
果蔬褐变的机制及防止初探实验报告标题：果蔬褐变的原因及防止初探实验报告引言：果蔬褐变是指果蔬在切割、加工或储存过程中表面颜色变为褐色的现象。
这种变色不仅影响了果蔬的外观美观，还可能降低其营养价值和口感。
为了探究果蔬褐变的机制，本文进行了一系列实验，并提出了一些防止果蔬褐变的方法。
一、果蔬褐变的机制1. 酶促反应果蔬中存在一种叫做多酚氧化酶的酶类物质，它在果蔬受到切割或损伤后会被激活，进而催化多酚类物质的氧化反应，导致果蔬表面产生褐色物质。
2. 多酚类物质的存在果蔬中富含多酚类物质，如鞣质、类黄酮等，这些物质在受到氧化作用后会生成褐色产物，导致果蔬表面变色。
3. 氧化反应果蔬与空气中的氧气接触，会引发氧化反应，产生氧化产物，进而导致果蔬表面发生褐变。
二、防止果蔬褐变的实验方法及结果1. 酶活性抑制剂实验本实验选取了苹果和香蕉作为实验材料，通过在切割后分别浸泡在酶活性抑制剂溶液和普通水中进行对比观察。
实验结果显示，浸泡在酶活性抑制剂溶液中的果蔬褐变程度较轻，表面颜色更加鲜亮。
2. 酸碱性调节实验本实验选取了土豆和洋葱作为实验材料，通过在切割后分别浸泡在酸性溶液和碱性溶液中进行对比观察。
实验结果显示，浸泡在酸性溶液中的果蔬褐变程度较轻，表面颜色接近原色。
3. 抗氧化剂实验本实验选取了番茄和柠檬作为实验材料，通过在切割后分别喷洒抗氧化剂和普通水进行对比观察。
实验结果显示，喷洒抗氧化剂的果蔬褐变程度较轻，表面颜色更加鲜亮。
结论：通过以上实验结果可以得出以下结论：1. 果蔬褐变是由酶促反应、多酚类物质的存在以及氧化反应共同作用导致的。
2. 在实验中，酶活性抑制剂、酸性溶液和抗氧化剂的使用可以有效抑制果蔬的褐变现象，保持其外观的鲜亮。
展望：本文只进行了初步的实验探索，未来还可以进一步研究果蔬褐变的机制，并探索更多有效的防止果蔬褐变的方法。
此外，还可以结合真实的果蔬加工和储存场景，进行更加细致和实用的实验研究。
苹果浓缩汁后混浊的研究进展
到目前为止， 对于苹果浓缩汁后混浊的研究仍 然存在很多问题亟待解决。不同的研究者采用不同 的试验材料和试验方法， 得出的结论也有差异。因 此， 选择有代表性的品种（ 如后混浊程度明显不同的 品 种） 是 研 究 苹 果 浓 缩 汁 后 混 浊 的 机 制 及 其 控 制 措 施的前提。采用人工模拟的方法， 有助于了解后混 浊的底物、中间产物和最终产物之间的变化趋势， 从而为育种指标的选择提供一定的理论依据。多数 控制苹果浓缩汁后混浊的措施都存在不同程度的局 限性。现在， 发达国家已经限制对苹果浓缩汁进行 任何添加剂处理及活性炭脱色处理。因此， 要从根 本上解决苹果浓缩汁后混浊的问题， 只有从原料入 手， 即利用杂交育种培育出后混浊程度轻的苹果制 汁品种。莱阳农学院果树育种项目组经过十多年的
质" 酚类聚合物的主要酚类化合物。能够形成蛋白
酚类物质引起果汁混浊可能是其本身发生了凝
质# 酚类聚合物的蛋白质只占蛋白总量的很小一部
聚反应。在完整的植物细胞中， 多酚氧化酶（ ＰＰＯ） 与
分， 而且其成分可能与其他的蛋白质不同， 脯氨酸
酚类基质被隔离在不同的空间中， 在榨汁前， 苹果
或羟脯氨酸含量较高。
年
合物。原花青素在酸溶液中部分水解， 并且发生再
等人（ １９９３） 推测缩合单宁是形成后混浊的主要酚类
第
聚合， 形成一些大的、不稳定的聚合物。所以， 无
物质， 而且未被氧化的原花青素能与蛋白质形成氢
１０
论有没有蛋白质的参与， 原花青素最终都会产生混
键， 进而形成不溶复合物。果汁中原花青素的氧化
卷
浊和沉淀物。果汁中原花青素的氧化会产生反应活
超滤膜， 因此， 超滤装置的清洗与维护十分重要。
淀。二是络和反应， 主要是一个化学反应， 金属离 子与多酚的络合是酚类物质的共性， 多酚的特征在
防褐变实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在探究RNA干扰技术在抑制苹果多酚氧化酶（PPO）表达，从而减少苹果氧化褐变方面的应用效果。
通过对比实验组与对照组的褐变程度，评估该技术的可行性和有效性。
二、实验材料与仪器1. 实验材料：- 品种：‘北极苹果’（PPO表达量较高）- 试剂：RNA干扰试剂盒、TRIZOL试剂、RT-PCR试剂盒、DNA marker、引物等- 仪器：离心机、PCR仪、凝胶成像系统、电泳仪、超净工作台等2. 实验分组：- 实验组：通过RNA干扰技术抑制PPO表达- 对照组：未进行RNA干扰处理三、实验方法1. RNA提取：分别从实验组和对照组苹果中提取总RNA，并进行浓度和纯度测定。
2. cDNA合成：将提取的总RNA反转录为cDNA。
3. 引物设计：针对PPO基因设计特异性引物。
4. RT-PCR：以cDNA为模板，进行RT-PCR扩增PPO基因。
5. 实验组处理：按照RNA干扰试剂盒说明书进行操作，构建PPO基因的siRNA表达载体，转化苹果细胞，筛选阳性转化子。
6. 阳性转化子鉴定：通过PCR和测序鉴定阳性转化子。
7. 阳性转化子表达检测：采用RT-PCR方法检测PPO基因在阳性转化子中的表达水平。
8. 褐变程度评估：将实验组和对照组的苹果分别切成小块，置于相同条件下进行氧化处理，观察并记录褐变程度。
四、实验结果与分析1. RT-PCR结果：实验组PPO基因表达量显著低于对照组，表明RNA干扰技术能够有效抑制PPO表达。
2. 阳性转化子鉴定：成功筛选出阳性转化子，并经过PCR和测序验证。
3. 阳性转化子表达检测：PPO基因在阳性转化子中的表达量显著低于对照组，进一步证实RNA干扰技术的有效性。
4. 褐变程度评估：实验组苹果在氧化处理后的褐变程度明显低于对照组，表明RNA干扰技术能够有效抑制苹果氧化褐变。
五、结论本研究通过RNA干扰技术抑制苹果PPO表达，成功降低了苹果的氧化褐变程度。
苹果汁的褐变控制与澄清技术研究
红富士 苹果 经清 洗 、
去 皮 、 碎工 艺 后 ， 别 浸 泡 于 清水 、． ５ 维 破 分 ００ ％ 生 素 ｃ０ ０ ％ 维生素 ｃ １５ 、．５ 加 ． ％氯 化钠 ３种 护
的主 要原 因 是 酚类 的 氧 化聚 合 ， 多酚 氧化 酶 即 （ Ｐ 氧化 酚类 物 质 形 成邻 酚 ， 酚再 相 互 聚 Ｐ Ｏ） 邻 合 或 与蛋 白质 、 氨基 酸 等 作用 生 成 高分 子络 合 物而产生 褐 色 的 色素 ， 生 褐 变 … 。果 汁 中含 发
１２ ３ 澄清 方 法确 定 试 验 ．．
对 比加 热 澄 清 和
变 抑 制 的效 用 大 小分 别 为 ： 聚磷 酸 钠 ＞亚 硫 多 酸 钠 ＞蜂 蜜 ＞草 酸 ＞维 生 素 ｃ 。其 中 ， 聚 磷 多
酸 钠 、 硫 酸钠 和蜂 蜜 的使 用 量 对褐 变 的抑 制 亚
加酶 澄清 的效 用 。苹 果 经 清 洗 、 碎 、 榨 、 破 压 初
滤工艺后 ， 分三种方法澄清 ， 比较其澄清度。即 ①加热 澄清：０ ８ ℃水 浴 １５小 时， ． 冷却 ，０ ２０目 筛过滤 ； 加酶 澄清 ： ② 加果 胶 酶 （０ ｒ ／０ ｇ果 １０ ｇ １０ ａ 汁 ）５ ￣ 浴 １小 时 ， 却 ，０ 目筛 过 滤 ； ，０Ｃ水 冷 ２０ ③ 加热 加 酶 澄 清 ：Ｏ【水 浴 １５小 时 ， 果 胶 酶 ８ｃ ＝ ． 加
度 的差 别 用 Ａ 果 汁 颜 色 变 化 ） 示 ， Ｅ越 Ｅ（ 表 Ａ 大， 则表 明褐 变 程 度 越 小 ， 对 果 汁褐 变 抑 或 制作 用越 大 。
表 １ 苹果榨汁褐变抑制剂正交试验各因素及其水平
化钠 护色 ｌ 钟后 ， 面鲜黄 绿 ， 出汁黄 绿 ， ５分 果 榨 护 色 效果最 好 。原 因是 氯化钠 能 驱除护 色 液 中 的 ０， 减轻 鲜 切 果 的 氧 化 ； 生 素 Ｃ可 还 原 最 维 初 的氧 化 产 物 醌 为 酚 ， 止 醌 转 化 为 有 色 物 阻 质 ］维 生 素 Ｃ自身 氧 化 也 可 消 耗 处 理 液 中 ， ０ ， 低 氧含 量 。所 以维 生 素 Ｃ和 氯 化钠 二 者 降 的结合 达到 了很 好地 护 色效果 。 ２２ 不 同处 理对 苹果 榨 汁褐变 的抑 制效 果 ． 从 表 ２、 出 ， ３看 ３天后 各 因素 对苹 果 汁 褐
酶促褐变机理和酶促褐变的控制措施
.';. 酶促褐变食品发生酶促褐变需要有3个条件，酚酶、氧、适当的酚类物质，在某些瓜果中如柠檬、橘子、香瓜、西瓜等由于不含有酚酶，不能发生酶促褐变。
在控制酶促褐变的实践中，除去底物的可能性极小，现实的方法主要从控制酶和氧两方面入手，主要措施有：钝化酶的活性；改变酶作用的条件；隔绝氧气；使用抑制剂等。
常用的控制酶促褐变方法有：（1）加热处理因为酶是蛋白质，加热能使酚酶及其它的酶失活，加热处理时间必须严格控制，要求在最短时间内，既能达到钝化酶的要求，又不影响食品原有的风味。
如蔬菜在冷冻保藏或在脱水干制之前需要在沸水或蒸汽中进行短时间的热烫处理，以破坏其中的酶，然后用冷水或冷风迅速将果蔬冷却，停止热处理作用，以保持果蔬的脆嫩。
（2）调节pH 多数酚酶最适宜的pH范围是6～7之间，在pH为3以下时已无明显活性，降低pH来防止果蔬褐变是果蔬加工常用的方法，常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等。
柠檬酸对抑制酚酶氧化有双重作用，既可降低pH，又可与酚酶辅基的铜离子络合而抑制其活性，通常与抗坏血酸或亚硫酸联用。
苹果酸是苹果汁中的主要有机酸，它在苹果汁中对酚酶的抑制作用比柠檬酸强得多。
抗坏血酸是十分有效的酶抑制剂，无异味，对金属无腐蚀性，同时又有营养价值，它不仅能降低pH，同时还具有还原作用，能将醌还原成酚从而阻止醌的聚合。
（3）用二氧化硫及亚硫酸盐处理二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠（低亚硫酸钠）都是广泛使用的酚酶抑制剂。
在蘑菇、马铃薯、桃、苹果加工中常用二氧化硫及亚硫酸盐溶液作为护色剂。
二氧化硫气体处理水果蔬菜，渗入组织快，但亚硫酸盐溶液使用更方便。
二氧化硫及亚硫酸盐溶液在弱酸性（pH=6）条件下对酚酶的抑制效果最好。
二氧化硫和亚硫酸盐对褐变的抑制机理有几种观点，有的认为是抑制了酶，有的认为是二氧化硫把醌还原成了酚，还有认为二氧化硫和醌的加合防止了醌的进一步聚合。
用二氧化硫和亚硫酸盐处理不仅能抑制褐变，还有一定的防腐作用，并可避免维生素C的氧化，但其特点是对色素（花青素）有漂白作用，腐蚀铁罐内壁，破坏维生素B1，有不愉快的味感和嗅感，浓度高时有碍健康。
果汁在加工过程中产生色泽褐变的原因
果汁在加工过程中产生色泽褐变的原因引言果汁是一种常见的饮品，它具有丰富的维生素和矿物质，因此备受人们青睐。
然而，在果汁的加工过程中，有时会出现色泽褐变的情况。
这种褐变会降低果汁的品质和口感，给消费者带来不好的体验。
本文将探讨果汁在加工过程中产生色泽褐变的原因，并提出相应的解决方案。
产生色泽褐变的原因1. 酶的作用当果汁中的水果被切割或榨汁时，细胞中的酶会与氧气接触，从而引起氧化反应，导致果汁变褐。
酶主要为多酚氧化酶和过氧化物酶，它们能够氧化水果中的多酚类物质，使其变为深褐色。
1.1 多酚氧化酶多酚氧化酶是一种常见的酶类，它能够催化多酚化合物的氧化反应。
在果汁的加工过程中，多酚氧化酶会将水果中的多酚类物质氧化为醌类化合物，从而导致果汁变褐。
•解决方案：–添加抗氧化剂：向果汁中添加抗氧化剂，如维生素C等，可以抑制多酚氧化酶的活性，从而减缓果汁的褐变过程。
–采用加热处理：加热可以破坏多酚氧化酶的活性，从而减少果汁的着色问题。
1.2 过氧化物酶过氧化物酶是一种常见的酶类，它能够将过氧化氢分解为氧气和水。
在果汁的加工过程中，过氧化物酶会催化水果中的过氧化氢分解反应，从而产生氧气，进而引起果汁的褐变。
•解决方案：–低温储存：过氧化物酶的活性受温度影响较大，将果汁存储在低温条件下可以降低过氧化物酶的活性，减少果汁的褐变问题。
–采用一氧化碳气氛包装：在果汁的包装过程中，使用一氧化碳气氛可以有效抑制过氧化物酶的活性，减少果汁的氧化反应，从而降低果汁的褐变。
2. 反应物的存在果汁中的某些成分与空气中的氧气反应，也会导致果汁的褐变。
主要反应物有蔗糖、酚类物质和氨基酸等。
2.1 蔗糖蔗糖是果汁中常见的糖类物质，它与氧气反应会产生焦糖化反应，从而导致果汁变为褐色。
•解决方案：–加速加工速度：减少果汁与空气接触的时间，可以减少蔗糖与氧气的反应，从而减少果汁的褐变。
–控制加工温度：高温会加速蔗糖的焦糖化反应，因此在果汁的加工过程中应控制加工温度，避免褐变问题的发生。
苹果汁中多酚氧化褐变及其产物理化特性研究
苹果汁中多酚氧化褐变及其产物理化特性研究苹果汁中多酚氧化褐变及其产物理化特性研究引言：苹果是一种广泛食用的水果，其汁液含有大量的多酚类化合物，如儿茶素、花青素等。
然而，当苹果被加工为汁液时，其中的多酚类化合物会发生氧化反应，导致汁液颜色的变化。
本研究旨在探究苹果汁中多酚类化合物的氧化褐变机制，并对其产物的理化特性进行研究。
方法：1.采集新鲜苹果，制备苹果汁液。
2.将苹果汁液分为几个不同的组：对照组、低温组、酶处理组和添加抗氧化剂组。
3.通过可见光光谱法测定不同组的苹果汁液的吸光度，以评估其颜色变化。
4.利用高效液相色谱法（HPLC）对苹果汁液中多酚类化合物的含量进行测定。
5.利用紫外-可见光谱法（UV-vis）研究苹果汁液中多酚氧化褐变反应的动力学过程。
6.通过红外光谱法（FT-IR）对苹果汁液中多酚氧化褐变反应产物的官能团进行分析。
结果与讨论：实验结果显示，苹果汁液在暴露于空气中后，逐渐出现深褐色，同时其吸光度也显著增加。
与对照组相比，低温组的苹果汁液颜色变化较小，表明低温可以有效减缓多酚氧化的速率。
酶处理组的苹果汁液颜色变化最为明显，表明酶的加入促进了多酚氧化反应。
而添加抗氧化剂的组则几乎没有颜色变化。
通过HPLC分析，我们发现苹果汁液中的花青素在氧化过程中逐渐降解，而单宁酸的含量则逐渐增加。
这与多酚类化合物在氧化过程中的反应规律一致。
UV-vis结果显示，苹果汁液在氧化过程中出现了两个明显的吸收峰，分别位于300-400 nm和600-700 nm，表明多酚类化合物被氧化为具有较长共轭链的产物。
而抗氧化剂的添加则有效减小了这两个吸收峰的强度。
FT-IR结果显示，苹果汁液在氧化过程中出现了C=O的伸缩振动峰的强度增加，表明其产物中可能含有酮类化合物。
此外，还观察到了羟基的伸缩振动峰降低，表明多酚类化合物中的羟基也发生了部分氧化。
结论：本研究揭示了苹果汁液中多酚氧化褐变的机制，实验证明了低温和抗氧化剂的添加可以有效减缓多酚氧化的速率。
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２００６年第卷第期９１０摘要：为了探讨混浊苹果汁杀菌过程中褐变的机理和控制，将几种可食用的化学添加剂在杀菌前加入混浊苹果汁，考察在杀菌过程中果汁的颜色变化和成分变化的关系。
结果表明：混浊苹果汁杀菌中发生的非酶褐变主要是由酚类的氧化聚合而引起，Ｍａｉｌｌａｒｄ反应不显著。
褐变可通过添加０．００６％ＶＣ（ｗ／ｗ）加以控制。
关键词：混浊苹果汁；杀菌；非酶褐变；酚类物质；ＶＣ中图分类号：ＴＳ２７５．５文献标识码：Ａ［收稿日期］２００６－０６－２２［作者简介］赵光远（１９７３－），男，博士，副教授。
研究方向：农产品深加工及食品生物技术。
混浊苹果汁杀菌过程中褐变机理及控制的研究赵光远１，李娜２，王璋３（１郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州４５０００２；２漯河市食品工业学校，河南漯河４６２０００；３江南大学食品学院，江苏无锡２１４０３６）０前言目前混浊苹果汁加工过程中不同程度地存在三大技术难题：色泽稳定性的保持、混浊稳定性的保持、营养素的损耗。
果汁的褐变主要包括发生在加工过程中的酶促褐变、非酶褐变及在随后储藏过程中的非酶褐变。
能引起非酶褐变的主要反应有４种类型，即Ｍａｉｌｌａｒｄ反应、焦糖化反应、抗坏血酸降解及酚类化合物的氧化聚合［１］。
由于不同果蔬汁所用原料、加工工艺及成分互不相同，故４种非酶褐变在不同果汁中存在的种类与程度各不相同［１，２］。
笔者在研究中发现混浊苹果汁在装瓶后杀菌的过程中果汁会有轻微褐变的发生。
为得出较好的通蒸汽破碎的工艺参数，探讨果汁杀菌过程中褐变的机理和控制，减轻果汁杀菌过程中的褐变，将几种可食用的化学添加剂在杀菌前加入混浊苹果汁，通过考察果汁在杀菌过程中的颜色变化和成分变化的关系来探讨果汁杀菌过程中褐变的机理和控制。
１试验材料及方法１．１试验材料破碎打浆机，自制。
此设备可在通蒸汽条件下将苹果在９０ｓ内打成浆并使浆温达到９５℃以上，并设有冷却夹套和内置冷却盘管，可使９５℃的果浆在６ｍｉｎ内降至４０℃以下，且此设备在升降温过程中密封。
此外，此设备还备有内置温度计以便于随时测量果浆温度；ＷＳＣ－Ｓ测色色差计，上海精密科学仪器有限公司；７２２型分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；ＬＸＪ－Ⅱ离心沉淀机，上海医疗器械厂。
ＶＣ和植酸、柠檬酸和六偏磷酸钠均为分析纯；所用富士苹果果实成批购置，４℃保藏。
１．２试验方法１．２．１混浊苹果汁的制备苹果（８ｋｇ）破碎的同时通蒸汽使苹果浆的温度在８０ｓ内由室温达到９５℃，然后通冷却水使果浆温度迅速冷却至３５℃以下，将果浆经三足离心机离心，过滤。
得到的果汁再经ＬＸＪ－Ⅱ离心沉淀机离心２０ｍｉｎ（３０００ｒ／ｍｉｎ），制得果汁产品，果汁的可溶性固形物含量（ＳＳ）为１０．１°Ｂｘ，ｐＨ为４．０。
１．２．２混浊苹果汁的杀菌和储藏将果汁分别加入不同量的ＶＣ和植酸、柠檬酸和六偏磷酸钠（按质量分数添加，添加量为０．０１２％），装瓶，封盖后在１００℃沸水浴中杀菌１０ｍｉｎ，取出逐级冷却。
测定果汁颜色和浊度后在４０℃避光储藏。
１０２００６年第卷第期９１０３０ｄ后，取瓶顶部果汁测定浊度，然后摇匀后测定果汁颜色。
１．２．３果汁颜色的测定［３］取果汁进行测定。
果汁颜色变化（!Ｅ）计算公式见文献［４］，"Ｅ＝｛（Ｌｔ－Ｌ０）２＋（ａｔ－ａ０）２＋（ｂｔ－ｂ０）２｝１／２，式中ｔ为６０ｍｉｎ。
#Ｅ越大则表示果汁颜色变化越大。
１．２．４还原型ＶＣ和总ＶＣ含量的测定［５］１．２．５果汁中总酚含量的测定苹果中总酚的提取按文献［６］并稍做改动。
取１０ｇ果浆或１０ｍｌ摇匀的果汁溶于甲醇中，然后用８０％乙醇定容至５０ｍｌ，过滤，取滤液按文献［７］测定总酚。
１．２．６总糖及还原糖含量的测定［８］取１ｍｌ果汁，加入１００ｍｌ的容量瓶中，加入５ｍｌ２０％（质量分数）的中性醋酸铅溶液，摇匀。
静置１５ｍｉｎ后，加入５ｍｌ１０％的硫酸钠溶液，用去离子水定容至１００ｍｌ。
过滤，取１ｍｌ滤液用ＤＮＳ法［９］测定还原糖含量；另取２５ｍｌ滤液加入到５０ｍｌ的容量瓶中，再加入２．５ｍｌ６ｍｏｌ／Ｌ的盐酸，在６８￣７０℃水浴中放置１５ｍｉｎ，取出立即流水冷却，用６ｍｏｌ／Ｌ的氢氧化钠中和，然后定容至１００ｍｌ。
取１ｍｌ用ＤＮＳ法测定总糖含量。
总糖含量与还原糖含量之差为蔗糖含量。
２结果与讨论２．１混浊苹果汁杀菌过程中的褐变及其机理的探讨由表１可知，不含添加剂的果汁在杀菌前的Ｌ值、ａ值和ｂ值分别为３０．４４、－４．０３和８．３６，杀菌后变为２９．０５、－２．９０和７．１７。
这表明果汁颜色发生了劣变，亮度降低，颜色变红变黄，果汁的颜色变化（$Ｅ）在所有样品中最高（２．１５０６）。
当往果汁中添加了不同量的ＶＣ和０．０１２％（质量分数）的柠檬酸、植酸和六偏磷酸钠后，再在同样的条件下杀菌，果汁的颜色变化的指标（%Ｅ）都小于空白，表明非酶褐变较空白都有不同程度的改善。
根据表１最后一栏的&Ｅ的大小顺序，不难发现添加剂的防褐变的能力为１／２ＶＣ＞ＶＣ＞１／４ＶＣ＞六偏磷酸钠＞植酸＞柠檬酸。
可见ＶＣ是较好的防褐变剂。
对于添加ＶＣ和１／２ＶＣ的果汁，它们杀菌后的Ｌ值（３０．７９、３０．５７）大于杀菌前空白的Ｌ值（３０．４４），杀菌后的ａ值（－４．０９、－４．０５）小于杀菌前空白的ａ值（－４．０３）。
这表明添加０．００６０％的ＶＣ有效地防止了果汁在杀菌中的褐变，而添加量增加到０．０１２％时还有轻微的漂白作用。
由于果汁中ＰＰＯ已表现为无活力（结果未列出），果汁的颜色变化应为非酶褐变。
非酶褐变包括酚类物质的氧化聚合、Ｍａｉｌｌａｒｄ反应、焦糖化反应、抗坏血酸降解［１］。
为了辨明果汁在杀菌中发生的是何种非酶褐变，我们利用数学方法，分别考察了添加不同试剂后，果汁中的颜色变化（’Ｅ）与果汁中成分（可能参与褐变的成分）含量变化的相关系数（Ｒ２），见表２￣表４。
表１添加物对果汁杀菌中颜色变化的影响添加剂颜色杀菌前后颜色变化（ΔＥ）Ｌａｂ１／２ＶＣ３０．５７－４．０５７．９３０．４４９７ＶＣ３０．７９－４．０９７．９９０．５１２８１／４ＶＣ３０．１１－３．９７７．５８０．８４３２六偏磷酸钠３０．１７－３．４０７．２０１．３４２７植酸３０．０１－３．２０７．００１．６５０３柠檬酸２９．４１－２．８３７．２４１．９３７９空白（杀菌后）２９．０５－２．９０７．１７２．１５０６空白（杀菌前）３０．４４－４．０３８．３６注１表中ＶＣ表示添加量为０．０１２％（质量分数）。
１／２ＶＣ表示添加量减半，１／４ＶＣ表示添加量再减半；２下同不加说明表示为杀菌后的数据。
由表２可知，还原型ＶＣ、总ＶＣ的变化量与颜色变化（!Ｅ）的相关系数（Ｒ２）分别为０．８２９、０．８４４９，但为反相关。
也就是说，果汁中还原型ＶＣ、总ＶＣ消耗得越多，果汁褐变越轻。
这充分表明果汁褐变不是由ＶＣ降解所引起，相反，ＶＣ的降解可保护某种物质免遭降解从而减轻果汁的褐变。
Ｅ数据见表２。
表２果汁杀菌中颜色变化与ＶＣ含量变化的关系添加剂还原型ＶＣ（ｍｇ／ｍｌ）总ＶＣ（ｍｇ／ｍｌ）杀菌前杀菌后变化量杀菌后杀菌前变化量ＶＣ０．０５８００．１２３４０．０６４９０．１４８００．１５９００．０１１０１／２ＶＣ０．０１４６０．０６５７０．０５１１０．０８４５０．０９５７０．０１１２１／４ＶＣ０．００３４０．０３６９０．０３３５０．０５３８０．０６２９０．００９０柠檬酸０．００２００．００３８０．００１８０．０３１５０．０３４００．００２５植酸０．００２２０．００３８０．００１６０．０３２００．０３４００．００２０六偏磷酸钠０．００２３０．００３８０．００１５０．０３２１０．０３４００．００１９不加任何（空白）０．００２２０．００３８０．００１６０．０３１８０．０３４００．００２２与ΔＥ相关性（Ｒ２）ｙ＝－０．０３６ｘ＋０．０６８５Ｒ２＝０．８２９ｙ＝－０．００６ｘ＋０．０１３３Ｒ２＝０．８４４９由表３可知，果汁杀菌中颜色变化与总酚含量变化的相关方程为：ｙ＝９．７９９８ｘ＋７．９８６７，相关系数（Ｒ２）为０．９０９３。
表明果汁杀菌中颜色变化与总酚含量变化的相关性较好，总酚含量减少越多，果汁颜色褐变越严重。
据此初步断定非酶褐变主要由酚类的氧化聚合引起。
１１２００６年第卷第期９１０表３果汁杀菌中颜色变化与总酚含量变化的关系添加剂杀菌前总酚含量（ｍｇ／Ｌ）杀菌后总酚含量（ｍｇ／Ｌ）总酚的变化量（ｍｇ／Ｌ）杀菌前后颜色变化（!Ｅ）ＶＣ５３０５２０１００．５１２８１／２ＶＣ５３０５１５１５０．４４９７１／４ＶＣ５３０５１２１８０．８４３２柠檬酸５３０５０２２８１．９３７９植酸５３０５０８２２１．６５０３六偏磷酸钠５３０５１０２０１．３４２７不加任何（空白）５３０５００３０２．１５０６与!Ｅ相关性（Ｒ２）!ｙ＝９．７９９８ｘ＋７．９８６７!Ｒ２＝０．９０９３成熟的苹果中淀粉含量较少，主要含有果糖、葡萄糖和蔗糖。
苹果经过较长时间的储藏其中的淀粉才会转变成还原糖和少量低聚糖［１０］。
我们在混汁的加工中未使用淀粉酶，果汁中几乎不含低聚糖。
所以，果汁中的糖类主要是来源于苹果中的果糖、葡萄糖和蔗糖，我们定义的总糖就是这三者的总和。
由表４可知，总糖的变化量与!Ｅ的关系式为：ｙ＝４７．３６６ｘ＋０．７６２１，相关系数（Ｒ２）为０．１５５，这表明果汁中发生的是非酶褐变。
表４果汁杀菌中颜色变化与总糖含量＊变化的关系添加剂杀菌前总糖含量（ＯＤ５４０）杀菌后总糖含量（ＯＤ５４０）总糖的变化量ΔＯＤ杀菌前后颜色变化（ΔＥ）ＶＣ０．３９５０．３９５０．００００．５１２８１／２ＶＣ０．３９５０．３７８０．０１７０．４４９７１／４ＶＣ０．３９５０．３８８０．００７０．８４３２柠檬酸０．３９５０．３８４０．０１１１．９３７９植酸０．３９５０．３８３０．０１２１．６５０３六偏磷酸钠０．３９５０．３８２０．０１３１．３４２７不加任何（空白）０．３９５０．３８００．０１５２．１５０６与ΔＥ相关性（Ｒ２）ｙ＝４７．３６６ｘ＋０．７６２１!Ｒ２＝０．１５５＊用ＤＮＳ法测定，结果以在５４０ｎｍ的吸光值（ＯＤ５４０）表示。
褐变不是由Ｍｉｌｌａｒｄ反应和焦糖化反应所造成。
至此，我们认为果汁的非酶褐变主要由酚类物质的氧化聚合引起。
２．２混浊苹果汁杀菌过程中的褐变的防止ＶＣ、六偏磷酸钠、植酸和柠檬酸都有防褐变的作用，但作用机理和作用效果又有差别。
金属离子对酚类的氧化有催化作用［４］，六偏磷酸钠、植酸和柠檬酸都有螯合金属离子的作用［１１］，这样三者通过阻止金属离子对酚类的氧化的催化作用而起到了防褐变的作用，三者的防褐变效果也因螯合金属离子能力的差别而不同。
ＶＣ本身易于被氧化而消耗果汁瓶中的氧气，使酚类氧化所需的氧气的不足。