柿子醋貯藏期間褐變及其抑制方法

詹麗娟，范會平，龐凌云，邢涵博，祝美云，李 瑜*

(河南農業大學食品科學技術學院，河南 鄭州 450002)

柿子醋貯藏期間褐變及其抑制方法

詹麗娟，范會平，龐凌云，邢涵博，祝美云，李 瑜*

(河南農業大學食品科學技術學院，河南 鄭州 450002)

研究柿子醋褐變原因及抑制其褐變方法。利用分光光度計和色差法分析柿子醋在貯藏期間總酚含量、多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)和過氧化物酶(peroxidase，POD)活性以及褐變度的變化，并研究幾種抑制劑(NaCl、檸檬酸和L-抗壞血酸)對其褐變抑制的影響。結果表明：柿子醋貯藏期間發生的褐變主要是由于PPO和POD催化氧化總酚類物質引起的酶促褐變。不同質量濃度的褐變抑制劑NaCl、檸檬酸和L-抗壞血酸均顯著維持醋液中較高的總酚含量，抑制PPO和POD活性，從而降低褐變度，減緩褐變發生，其中以0.24g/100mL NaCl、溶液1.2g/100mL檸檬酸和0.48g/100mL L-抗壞血酸對柿子醋抑制效果較好。

柿子醋；褐變；抑制劑

柿子醋是以柿子為原料，經微生物發酵釀制而成的，與糧食醋相比營養更為豐富。其富含醋酸、乳酸、蘋果酸和琥珀酸等多種有機酸，以及各種氨基酸和生物活性物質，具有較高的營養價值及保健藥用功能[1-2]。柿子醋色澤鮮亮、口味醇厚，風味獨特[3]，是很有特色的調味佳品。然而，柿子醋在開口使用后或貯藏過程中往往會發生褐變現象，導致色值升高。例如剛生產出來的柿子醋液色值完全符合標準，但經過一段時間的貯藏、運輸、尤其是消費者打開食用期間，醋液顏色變深，由透明的淺亮色逐漸變成深紅色，甚至紅褐色，有時還會出現渾濁現象，嚴重地影響柿子醋的感官品質和商品價值，甚至還會造成一定的經濟損失和影響企業形象。因此，褐變是柿子醋生產加工行業亟待解決的關鍵技術問題。

褐變是食品貯藏和加工過程中常見的一種變色現象，根據其發生的機制，可分為酶促褐變和非酶促褐變。目前普遍認為酶促褐變是多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)和過氧化物酶(peroxidase，POD)利用氧氣將多酚類物質氧化成醌，醌以多聚體形式或與其他物質的結合進一步產生黑色或褐色的色素沉淀，從而導致顏色改變[4-5]。柿子醋液中含有較高的酚類物質如單寧等[3]，據觀察，柿子醋隨著貯藏時間的延長，顏色逐漸加深，尤其是在打開食用后，褐變明顯加速。關于柿子醋發生褐變的原因及對其抑制研究少見報道[3]，因此，本實驗通過測定柿子醋貯藏期間褐變度、總酚含量、褐變氧化酶PPO和POD的活性，分析引起柿子醋發生褐變的可能原因，并探討幾種食品常用的褐變抑制劑對柿子醋褐變抑制的效果，以期為解決生產中柿子醋褐變問題提供理論依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

成品柿子醋 河南省新鄉市八里溝食品有限公司；鄰苯二酚、愈創木酚、雙氧水、氯化鈉、L-抗壞血酸和檸檬酸等為市售分析純。

1.2 儀器與設備

SC-80C全自動色差儀 北京新恒能分析儀器有限公司；T6新世紀紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；臺式高速冷凍離心機 力康發展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 柿子醋中總酚含量、PPO和POD活性以及褐變度的測定

取干燥潔凈的三角瓶，分別倒入100mL剛打開的柿子醋液，瓶口用錫箔紙輕輕覆蓋，放在室溫下，分別在貯藏后的0、1、4、7d測定其褐變度、總酚含量、PPO和POD活性。褐變度用全自動色差計法測定，結果以E和ΔE表示，E代表色度，E值越大，說明被測樣品顏色越深，ΔE代表處理醋液與對照醋液之間總色差值的差異，ΔE值越大，說明處理醋液與對照醋液顏色差異也越大，褐變程度越高；總酚的測定參照Waterhouse[6]的方法，結果用每毫升醋液吸光度(A/mL)表示；PPO、POD活性測定參照Zhan等[7]和詹麗娟等[8]的方法，PPO一個酶活力單位(U)定義為每毫升醋液在1min內使OD值升高0.001；POD的一個酶活力單位(U)定義為每分鐘在A470處增加的吸光度，即1U＝ΔA470/min，醋液中POD比活力用U/mL表示。測定重復3次，以剛開口的醋液為對照。

1.3.2 褐變抑制劑對柿子醋褐變抑制的研究

選用食品中常用的褐變抑制劑，其類型及質量分數見表1，按照設計質量濃度分別將各種抑制劑加入含有100mL柿子醋液的三角瓶中，瓶口用錫箔紙輕輕覆蓋，貯藏在室溫下，分別在貯藏后的0、1、4、7d測定其褐變度、總酚含量、PPO和POD相對活性，結果以最初值(0d)的百分率來表示，測定重復3次，以不加抑制劑的醋液為對照。

表1 抑制劑類型及質量濃度Table 1 The types and concentrations of browning inhibitors

2 結果與分析

2.1 柿子醋中總酚含量、PPO和POD比活力以及褐變度的變化

由表2可知，柿子醋中總酚含量較高，且在打開口后，總酚含量隨著貯藏時間的延長顯著降低。貯藏4d后，總酚含量顯著下降，7d后總酚含量下降了8.1%。同時檢測到POD和PPO比活力，POD比活力隨著貯藏時間延長顯著升高，貯藏7d后，POD比活力就由3.08 U/mL增加到3.58U/mL，增加了16.2%，POD比活力在整個貯藏期間一直顯示出上升趨勢。和POD比活力相似，PPO比活力也隨著貯藏時間的延長顯著上升，但在貯藏第4天達到最大值，其后又顯著下降。色度E值隨著貯藏時間延長顯著增加，尤其在貯藏4d后，E值顯著增加，表明此時柿子醋顏色顯著增加。

表2 柿子醋貯藏期間總酚含量、POD和PPO比活力及褐變度的變化Table 2 Changes in total phenol content, POD and PPO specific activities, and browning index of persimmon vinegar during storage

根據上述結果可知，酶促反應可能是導致柿子醋褐變的主要因素之一。柿子醋中含有較高的總酚類物質和較強的酚氧化酶PPO和POD活性。柿子醋開口后，由于空氣的進入，導致醋液中溶解一定量的氧氣，在氧氣的參與下，酚氧化酶PPO和POD能夠將底物總酚類物質氧化成醌類物質，隨著酚類物質向醌類物質的轉化，總酚含量下降。醌類物質再進一步聚合或與別的物質結合，生產顏色較深的物質，從而導致醋液顏色增加，而試驗中測定的總酚類物質含量下降，色度E值增加和上述推測一致。

2.2 NaCl對柿子醋中總酚含量、PPO和POD相對活性以及褐變度的影響

柿子醋打開后，隨著貯藏時間的延長，總色差值ΔE顯著增加，說明柿子醋液顏色隨著貯藏時間的延長逐漸加深，褐變加劇。和對照醋液相比，NaCl處理的醋液總色差值ΔE顯著降低，其中以0.24g/100mL NaCl處理效果最好，在貯藏后的第4、7天，總色差值分別比對照低46.2%和52.67%(圖1A)。總酚含量隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢，和對照相比，NaCl處理的醋液中總酚含量下降較為緩慢，在貯藏后的第7天，NaCl質量濃度為0.08、0.16g/100mL和0.24g/100mL處理的醋液中，總酚含量分別為最初值的98%、99%和97%，而對照醋液中總酚含量為最初值的92%(圖1B)。NaCl對PPO相對活性的影響見圖1C，由圖1C可以看出，柿子醋打開后貯藏期間，PPO相對活性逐漸升高，和對照相比，NaCl處理顯著抑制PPO相對活性，尤其是0.24g/ 100mL NaCl處理的醋液，PPO相對活性在貯藏期間增加較緩慢。POD相對活性隨著貯藏時間的延長逐漸升高，和對照相比，0.24g/100mL NaCl處理在貯藏后的第7天顯著抑制POD相對活性增加(圖1D)。

NaCl是食品中常用的調味品，其溶液具有高滲透壓作用，一定質量濃度的NaCl可以驅除溶液中的氧氣，使酚類底物難以與氧氣接觸，從而阻止或減緩PPO對底物酚類的氧化，同時高質量濃度的NaCl對酶蛋白有一定的抑制作用[9]，因此常常被用來作為褐變抑制劑。本實驗結果也顯示NaCl對柿子醋褐變度、PPO和POD相對活性具有顯著的抑制作用，能夠有效地減緩總酚含量下降，尤其以0.24g/100mL處理效果最佳。

圖1 NaCl對柿子醋褐變度(A)、總酚相對含量(B)、PPO(C)和POD(D)相對活性的影響Fig.1 Effect of NaCl on browning index (A), total phenol content (B), PPO (C) and POD (D) activities of persimmon vinegar during storage

2.3 檸檬酸對柿子醋中總酚含量、PPO和POD相對活性以及褐變度的影響

由圖2A可以看出，與對照相比，檸檬酸處理的醋液總色差值ΔE顯著低于對照醋液，表明檸檬酸處理顯著抑制醋液褐變，但不同質量濃度檸檬酸處理間差異不顯著。圖2B顯示，檸檬酸處理的醋液中，總酚含量都高于對照。整個貯藏期間，對照醋液總酚含量下降了約8%，處理醋液總酚含量幾乎保持恒定。檸檬酸處理顯著抑制醋液中PPO相對活性，其中以1.2g/100mL檸檬酸處理質量濃度對PPO相對活性抑制效果最好。在對照醋液中，PPO相對活性隨著貯藏時間的延長逐漸升高，在貯藏的第7天，PPO相對活性增加了16%。而在檸檬酸處理醋液中，PPO相對活性在貯藏期間保持恒定或略微下降，其中以1.2g/100mL檸檬酸處理的醋液中，PPO相對活性最低。檸檬酸對POD相對活性的影響如圖2D所示，和PPO相對活性一樣，檸檬酸處理顯著抑制醋液中POD相對活性，其中以1.2g/100mL的檸檬酸處理質量濃度對POD相對活性抑制效果最好。對照醋液中POD相對活性隨著貯藏時間的延長升高，貯藏7d后，其相對活性增加了約16%，而在檸檬酸處理醋液中，POD相對活性在貯藏期間幾乎保持恒定。檸檬酸作為常見的食用酸，其抑制褐變的一般機理為螯合酶相對活性中心離子從而降低酶的相對活性，同時通過調節p H值，改變酶作用條件。

圖2 檸檬酸對柿子醋褐變度(A)、總酚相對含量(B)、PPO(C)和POD(D)相對活性的影響Fig.2 Effect of citric acid on browning index (A), total phenol content (B), PPO (C) and POD (D) activity of persimmon vinegar during storage

2.4 L-抗壞血酸對柿子醋中總酚含量、PPO和POD相對活性以及褐變度的影響

由圖3A可知，和對照相比，L-抗壞血酸顯著降低醋液總色差ΔE值，抑制醋液褐變。抗壞血酸對總酚含量的影響如圖3B所示，在貯藏期間，抗壞血酸處理顯著增加醋液中總酚含量，尤其是在貯藏第1天，抗壞血酸處理的醋液中總酚含量迅速增加，其中以0.48g/100mL抗壞血酸處理總酚增加最快，增加為原來的204%，在隨后的貯藏期間，總酚含量逐漸下降，對照醋液中總酚含量在整個貯藏期間呈下降趨勢。抗壞血酸處理顯著抑制醋液中PPO和POD相對活性，但不同質量濃度抗壞血酸處理之間差異不大(圖3C、D)。抗壞血酸是一種天然抗氧化劑和護色劑，其作用機理一般認為其可以作為酚酶相對活性中心銅離子的絡合劑，抑制酶的相對活性，也可作為還原劑，將氧化的醌類及其衍生物還原成酚類物質，從而阻止醌類物質進一步聚合形成黑色素類[10]，抗壞血酸甚至可直接被PPO氧化，起到底物競爭抑制作用，同時減少溶液中溶解的氧氣。本實驗結果顯示，抗壞血酸處理能顯著增加醋液中總酚含量，抑制酚酶相對活性，其作用可能主要是作為酶抑制和還原劑。但抗壞血酸添加量一般不宜過多，一方面增加產品成本，另外抗壞血酸氧化還會引起非酶促褐變。

圖3 L-抗壞血酸對柿子醋褐變度(A)、總酚相對含量(B)、PPO (C)和POD(D)相對活性的影響Fig.3 Effect of L-ascorbic acid on browning index (A), total phenol content (B), PPO (C) and POD (D) activities of persimmon vinegar during storage

3 結論與討論

柿子醋中總酚含量41.75A/mL，PPO、POD比活力分別36U/mL和3.08U/mL，其較高的總酚含量和較強的酶活性為貯藏期間發生酶促褐變提供必要條件；柿子醋打開口放置7d后，其總酚含量顯著下降，PPO和POD活性顯著增加，褐變度顯著增加。0.24g/100mL NaCl、1.2g/ 100mL檸檬酸和0.48g/100mL L-抗壞血酸對柿子醋褐變具有較好的抑制作用，可作為柿子醋的護色劑使用。

本實驗選用抑制劑NaCl、檸檬酸和L-抗壞血酸對柿子醋褐變具有一定的抑制作用，占習娟等[11-12]研究也認為添加檸檬酸可以有效地防止柿子汁色變，但柿子醋是一種調味品，添加NaCl和檸檬酸可能會影響其風味、口感和品質。L-抗壞血酸作為柿子醋首選的護色劑[13]，本研究也發現其具有很好的抑制效果，但一定質量濃度抗壞血酸可能引起氧化反應導致非酶促褐變的發生。此外，單一抑制劑對褐變的抑制效果較多種不同抑制劑的協同作用抑制效果差[11]，因此，還需要在上述單一抑制劑的研究基礎上，進一步開展對不同抑制劑組合的協同抑制效果進行研究，為防止柿子醋酶促褐變提供更切實有效的抑制方法。

目前研究普遍認為，防止酶促褐變的主要途徑是抑制酶活性、降低底物濃度和降低氧氣濃度[14-15]。因此，避免柿子醋在貯藏期間發生褐變的主要方法除了在加工過程中通過加熱鈍化天然的酶活性[16]，在貯藏期間添加抑制劑之外，還可以在加工過程中通過徹底脫澀減少可溶性單寧含量，從而降低酶促反應底物含量，再結合低氧包裝，可有效防止其褐變發生。然而，影響柿子醋褐變的因素很多，褐變的發生由多種褐變類型共同作用的結果，其過程比較復雜，在發生酶促褐變的同時也可能伴隨著非酶促褐變，比如美拉德反應、抗壞血酸的氧化分解以及多酚類物質的氧化縮合都可能導致成品醋液發生褐變，因此進一步深入探討柿子醋褐變的機理及其褐變抑制研究勢在必行。

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Browning and Its Inhibition of Persimmon Vinegar during Storage

ZHAN Li-juan，FAN Hui-ping，PANG Ling-yun，XING Han-bo，ZHU Mei-yun，LI Yu*
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

In this study, the content of total phenols, the activities of polyphenol oxdise (PPO) and peroxidase (POD) and browning degree of persimmon vinegar during storage were spectrometically assayed. Meanwhile, the effects of selected inhibitors such as NaCl, citric acid and L-ascorbic acid on the browning of persimmon vinegar were also investigated. The results indicated that the browning of persimmon vinegar during storage was enzymatic browning due to the oxidation of total phenols by PPO and POD in the presence of oxygen. Browning inhibitors such as NaCl, citric acid and L-ascorbic acid could maintain the content of total phenols, significantly inhibit the activities of PPO and POD, and delay the browning of persimmon vinegar during storage. In addition, 0.24 g/100 mL NaCl, 1.2 g/100 mL citric acid and 0.48 g/100 mL L-ascorbic acid revealed better inhibitory effect.

persimmon vinegar；browning；browning inhibitors

TS255

A

1002-6630(2011)16-0370-05

2011-06-01

詹麗娟(1978—)，女，講師，博士，研究方向為果蔬貯藏保鮮與加工。E-mail：ljzhan@hotmail.com

*通信作者：李瑜 (1976—)，女，副教授，博士，研究方向為果蔬貯藏保鮮與深加工。E-mail：liyuliyu76@163.com