混合香蕉漿的制備工藝及其低溫保鮮技術研究

葉瓊娟，楊公明，杜 冰，梁 亮，張全凱

(華南農業大學食品學院，廣東廣州510642)

香蕉是熱帶特色水果，不僅產量高，栽培效益好，而且營養豐富，功能多而成為全球鮮果消費量最多、世界貿易量最大的水果。廣東香蕉雖然體形小，但香味濃郁，果肉嫩滑，很適于加工。但香蕉果肉極易褐變、風味和功能難以保持，且不易貯存。有研究證明，去皮、切片、打漿處理對香蕉酶促褐變的影響程度由大到小為:打漿＞切片＞去皮，且打漿時間越長，褐變程度越高［1］。目前，果蔬漿的保鮮方法有超高壓保鮮、臭氧保鮮、超高溫瞬時滅菌保鮮、低溫保鮮、化學保鮮、天然抑菌劑保鮮等［2］，最理想的方法是低溫保鮮。液浸式超速冷凍是一種新型的低溫保鮮技術，該技術利用液體冷媒，傳熱系數是空氣的20多倍，能耗低，凍結速度快，使物料能夠快速通過最大冰晶生成區，形成的冰晶小，不嚴重損傷細胞組織，從而保存了食物的原汁與香味，且能保存較長時間［3］。目前速凍技術已廣泛用于果蔬、蕈類、米面類、肉及肉制品的保鮮中［3］，而對于液浸式超速冷凍技術保鮮的研究則較少，崔靜等人［4］利用該技術實現了楊梅的保鮮。本文針對香蕉極易褐變和果漿不易保鮮等難題，通過不同品種香蕉的生物學特性研究、香蕉漿護色工藝研究，以及一次、二次超速冷凍，和一般緩凍(指常見冰箱或冷庫冷凍)三種不同低溫保鮮技術研究，確定了香蕉漿的制備和保鮮技術，該技術基本解決了新鮮和貯藏香蕉漿色澤褐變的問題，能較好地保持其原有的風味。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香牙蕉、大蕉、粉蕉 市售(食品級);檸檬酸、VC廣州市一德路批發市場(食品級);谷胱甘肽(GSH) 北京索萊寶科技有限公司(食品級);乙醇、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鄰苯二酚、愈創木酚、30%H2O2分析純。

DK－98－II電子調控萬用電爐 天津市泰斯特儀器有限公司;DS－1高速組織搗碎機 上海標本模型廠;FJ－200高速分散均質機 上海標本模型廠制造;阿貝折光儀泰光牌309217型 江門市蓬江區易成化玻儀器有限公司;DF－110型電子分析天平 常熟衡器工業有限公司;PL.203電子精密天平 梅特勒托利多儀器(上海)有限公司;液浸式超速冷凍設備 廣東科奇超速凍科技有限公司;TC－PIIG型全自動色差計 北京光學儀器廠;SNB－1型數顯粘度計 上海方瑞儀器有限公司;DDS－11A型電導率儀 上海雷磁儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 香蕉漿原料的選擇 分別考察香牙蕉、大蕉和粉蕉的營養及果漿特點，研究三種香蕉按不同的質量比制備混合香蕉漿的綜合評價值，以獲得最佳香蕉漿原料。

1.2.2 護色方式

1.2.2.1 護色液配比優化實驗 香蕉剝皮后極易褐變，為保護香蕉色澤，本文研究適宜的護色液配方。用正交實驗對護色劑檸檬酸(A)、GSH(B)和VC進行優化。選用L9(34)，因素－水平設計如表1所示。

表1 實驗因素與水平表Table 1 Factors and levels in orthogonal experiment design

1.2.2.2 熱燙對酶活力的影響 白永亮等人［5］的研究表明，引起成熟香蕉褐變的主要酶為多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)。本實驗在護色液進行一次護色的基礎上，對香蕉進行熱燙處理進行二次滅酶護色，研究熱燙對PPO和POD酶活力的影響。

1.2.3 不同低溫保鮮工藝

1.2.3.1 一次速凍工藝流程 三種市售香蕉(九成熟)→剝皮、去絲絡→稱重→切片→護色→滅酶→打漿→均質→包裝→預冷→速凍→解凍→分析測定

1.2.3.2 二次速凍工藝流程 三種市售香蕉(九成熟)→剝皮、去絲絡 →稱重→ 護色→包裝 → 預冷 → 速凍→打漿→均質→包裝→二次速凍→解凍→分析測定

1.2.3.3 緩凍工藝流程 同1.2.1，只是速凍條件變為在普通冰箱中于－40℃緩慢凍結。

1.3 測定指標

1.3.1 褐變度(OD值)參照馮建榮等的方法［6］。

1.3.2 PPO酶提取及活力的測定 參照Yu Zhifang等的方法［7］。稱取香蕉漿 5g，加入 10mL 0.05mol/L pH6.8的磷酸緩沖液(PBS)于冰浴下研磨成勻漿，勻漿液在4℃、4000r/min離心15min，取上清液，記錄粗酶液體積。

依次向試管中迅速加入0.05mol/L pH6.8 PBS 2.0mL、0.2mol/L鄰苯二酚1.0mL，再加入酶提取液0.1mL，在398nm波長處進行比色測定，酶液加入后開始記時，每分鐘記錄一次吸光度(A)，對照不加酶液，每個試樣重復測3次。酶活力以每分鐘吸光度增加0.001為一個活力單位，記為U。

1.3.3 POD酶提取及活力的測定 參照詹嘉紅的方法［8］。稱取5g香蕉漿置入玻璃勻漿杯中，加入預冷的20mL 0.2mol/L pH6.0 PBS進行冰浴研磨提取，勻漿液在4℃、4000r/min離心15 min，取上清液，記錄粗酶液體積。

取反應液(0.1mol/L pH6.0 PBS 50mL，加入愈創木酚28μL，加熱攪拌，直至愈創木酚溶解，待溶解冷卻后，加入30%H2O219μL，混合液保存于冰箱)3mL，加入1mL酶粗提取液，立即開始計時，在470nm波長處進行比色，每分鐘記錄一次A值，共測5min，每個試樣重復測3次。酶活力以每分鐘吸光度增加0.001為一個活力單位。

式中:E為酶活力/U;V為酶液總體積/mL;V1為用于測量酶液體積/mL;m為香蕉質量/g。

1.3.4 香蕉漿的色差分析 采用色差計測各處理香蕉漿的 L*、a*和 b*值，選用 HunterLAB表色系統。L*值表亮度，L*值越大，亮度越大;a*表紅綠值，正值越大，偏向紅色的程度越大，負值絕對值越大，偏向綠色的程度越大;b*表黃藍值，正值越大，偏向黃色的程度越大，負值絕對值越大，偏向藍色的程度越大。

本實驗通過對比經過處理后的香蕉漿(L*，a*，b*)與新鮮的香蕉漿(L0*，a0*，b0*)的色澤差異ΔE*，ΔE*=［(L*－L0*)2+(a*－a0*)2+(b*－b0*)2］－1，ΔE*越大褐變越嚴重。測定 3次，取平均值。

1.3.5 香蕉漿凍結曲線測定 選取相同質量的三種香蕉漿，將溫度計進行隔熱保護包裝后，將溫度計探針從包裝袋中心位置插入，然后封好，放進液浸速凍機或冷凍冰箱中凍結，至中心溫度－18℃以下為止，每15s記錄一次降溫過程，制定凍結曲線。

1.3.6 粘度的測定 采用粘度計分別測定經一次速凍、二次速凍和緩凍混合香蕉漿的粘度值。

1.3.7 相對電導率的測定 分別取3種低溫處理后的香蕉漿50g放入小燒杯中，輕輕震蕩后用電導率儀測定其初始電導值。然后，再測定煮沸10min的電導值。以相對電導率(%)表示不同工藝下香蕉漿細胞結構的完整性。相對電導率=初始電導率/最終電導率。

1.3.8 感官評價方法 采用系統評分法，由10名專業為食品科學的人員組成評價小組，評定指標為色澤、香氣、滋味和組織狀態，總分為100分，得出最佳方案。評分項目和標準見表2。

表2 香蕉漿感官品定指標及評分Table 2 Sensory evaluation standards for banana puree

2 結果與分析

2.1 香蕉漿原料選擇

由表3、表4可以看出，香牙蕉漿雖然顏色淡黃，但褐變度較大，易褐變;大蕉雖不易褐變，但香氣平淡，酸度大，口感相對較差，且粘度大;粉蕉雖不易褐變，但色澤沒有香牙蕉黃亮，且偏甜，價格較貴。綜合考慮三種蕉的營養、風味、色澤及其經濟，在預實驗基礎上研究將三種香蕉按不同的質量比制備混和香蕉漿，實驗結果如圖1所示。

表3 不同品種香蕉漿的營養成分Table 3 Nutritional composition of different varieties of banana puree

表4 不同品種香蕉漿的感官比較Table 4 Comparison of different varieties of banana puree on sensory evaluation

圖1 不同品種香蕉質量比對評價值的影響Fig.1 Effect of different mass ratio of banana on quality

由圖1可知，將三種蕉按香牙蕉∶大蕉∶粉蕉=4∶4∶2的質量比進行打漿制備混合香蕉漿的綜合評價值最高，達到90分以上，制得的混合香蕉漿色澤黃亮，不易褐變，酸甜適中，甜而不膩，酸而不澀，組織狀態均勻，粘度適中，各方面均表現較優。

2.2 護色液配方正交實驗結果及方差分析

由表5可知，對香蕉漿色澤影響最大的是檸檬酸添加量，最小的是GSH，各因素的影響大小順序是A＞C＞B。為了進一步判斷實驗誤差與實驗條件是否影響實驗結果，將正交實驗數據進行方差分析，找出這些因素中的主效因子，結果如表6所示，按分析結果檸檬酸添加量對實驗結果(色差值)有一定影響但沒有顯著性影響。為使色差值最小，極差分析結果得到的最佳組合是A2B1C2，即:檸檬酸添加量0.20%，GSH 0.10%，VC添加量0.10%。

表5 正交實驗結果及極差分析表Table 5 The results of orthogonal experiment

表6 方差分析表Table 6 The results of ANOVA

2.3 熱燙對酶活力的影響

由圖2、圖3可知，滅酶前三種蕉的酶活力從大到小一次為粉蕉﹥香牙蕉﹥大蕉，所以打漿時大蕉最不易褐變。熱燙能明顯降低酶活，減輕褐變。三種蕉的PPO酶分別下降了89.5%、86.7%、81.9%;POD酶分別下降了98.9%、98.4%、94.0%;POD酶比PPO酶對熱更敏感。通過護色并熱燙后，香蕉漿基本上能保持原有色澤，無明顯褐變。

圖2 熱燙對PPO酶活力的影響Fig.2 Effect of blanching on PPO

圖3 熱燙對POD酶活力的影響Fig.3 Effect of blanching on POD

2.4 不同低溫加工技術對香蕉漿品質的影響

2.4.1 不同低溫加工技術香蕉漿的凍結曲線 由圖4可知，在速凍工藝條件下，香蕉漿的凍結速率明顯快于緩慢冷凍。一次速凍下香蕉漿冷凍不到5min其中心溫度即達到－18℃，二次速凍時由于之前有凍過，香蕉漿的起始溫度就較低，也是很快達到－18℃，而緩慢冷凍時達到此溫度差不多用了20min，且經過最大冰晶生成區的時間較長。

圖4 不同低溫加工技術香蕉漿的凍結曲線Fig.4 Freezing pattern of banana puree in different temperatures

2.4.2 不同低溫加工技術對香蕉漿粘度的影響由圖5可以看出，經低溫加工的香蕉漿粘度均比新鮮的低，這可能是因為低溫破壞了大分子間的交聯作用，使得粘度大大下降。而三種工藝下，緩凍工藝下香蕉漿的粘度較大，一次速凍工藝最小，這可能是因為緩慢凍結時，晶核主要是在細胞間隙中形成，晶核數目少，晶體體積大，造成機械損傷，細胞破裂，汁液外流，導致粘度較大;而速凍時，細胞內外的水分同時形成晶核，晶體小，且數量多，分布均勻，對果蔬的細胞膜和細胞壁不會造成擠壓現象，對組織結構破壞小，細胞內汁液流失少，所以粘度較小。

圖5 不同低溫加工工藝對香蕉漿粘度的影響Fig.5 Effect of differen kinds of low temperature processing on viscosity

2.4.3 不同低溫加工技術對香蕉漿色差的影響 由表7可知，三種工藝下，一次速凍的L*值最大，且L*、a*、b*值均最接近新鮮香蕉漿，說明此工藝下的香蕉漿明亮度、紅綠和黃藍度變化不明顯。而二次速凍的L*值最小，a*為正值，b*值也最小，說明此工藝下的香蕉漿有亮度變暗，顏色有變綠和變藍的趨勢。這是由于二次速凍工藝下，香蕉經第一次速凍后直接打漿再速凍，整個過程中沒有熱燙滅酶，只是用低溫抑制酶的活力，所以香蕉漿色澤差異較大。由ΔE*值也可以看出，一次速凍工藝的香蕉漿色差最小，二次速凍的最大。

表7 不同工藝對香蕉漿色澤的影響Table 7 Effect of differen kinds of processing on colour

2.4.4 不同低溫加工技術對香蕉漿電導率的影響相對電導率是衡量細胞膜透性的重要指標，其值越大，表示電解質的滲漏量越多，細胞膜受害程度越重。從圖6可以看出，三種工藝中，二次速凍工藝下的相對電導率最小，與新鮮漿差不多，而緩凍工藝下的相對電導率最大。速凍技術的凍結速率快，物料很快達到最大冰晶生成區，形成的冰晶細小，細胞膜破壞程度小，因此，速凍工藝系下的相對電導率明顯小于緩凍工藝。

2.4.5 感官評定值 香蕉漿品質評價采用模糊數學隸屬函數進行分析。把粘度和感官評定值作為香蕉漿品質的正相關指標，采用公式:Xμ=(X－Xmin)/(Xmax－Xmin)計算，把色差值和相對電導率作為負相關指標，采用公式:Xμ=1－(X－Xmin)/(Xmax－Xmin)計算，最后計算平均隸屬函數值X作為香蕉漿品質的綜合評價指標。其結果越接近0越差，越接近1表明該工藝下的香蕉漿綜合品質越好。

圖6 不同低溫加工工藝對香蕉漿相對電導率的影響Fig.6 Effect of differen kinds of low temperature processing on relative electric conductivity

從優良品質的平均隸屬函數值可以看出，三種工藝下的香蕉漿平均隸屬函數值分別為0.69933、0.55689、0.43089，優良品質居上(X＞0.5)的有兩種，其中最好的工藝是一次速凍工藝，其次是二次速凍。因此，速凍技術相較于緩凍更適宜于果蔬漿(汁)的加工保藏。

表8 不同工藝香蕉漿感官評定值Table 8 Comparison of different processing on sensory evaluation

表9 不同工藝香蕉漿品質排序Table 9 Sequence of quality of banana puree based on different processing

3 結論

3.1 不同品種的香蕉在加工中有其各自的優缺點，為了揚長避短，得到色澤營養風味均較佳的香蕉漿，本實驗首次將香牙蕉、大蕉和粉蕉按一定比例(4∶4∶2)混合制成混合香蕉漿，其顏色黃亮、口感適宜，很適合直接飲用或是添加到其他物料中進一步加工成其他香蕉風味的食品。

3.2 制備香蕉漿的最佳護色液配方為0.20%檸檬酸+0.10%GSH+0.10%VC，用該護色液對香蕉果肉進行護色，果肉能很好地保持香蕉本身的黃色。在一次護色的基礎上，進一步對香蕉果肉進行熱燙60s滅酶護色，能使PPO和POD酶基本失活，比文獻報道的［9］熱燙5～7min，大大縮短了熱燙時間。短時熱燙對香蕉漿的風味影響不大，得到的香蕉漿口感細滑，酸甜適宜，色澤黃亮。

3.3 香蕉漿保鮮的最佳工藝是一次速凍，即香蕉經護色后滅酶打漿，然后包裝于－40℃的超速冷凍設備中凍結8min。該工藝所使用的液浸式超速冷凍設備，凍結速度快，能耗低，采取先包裝后凍結的方式避免了原料的二次污染，同時較好地保持了香蕉漿的色澤、風味和組織結構。成功實現香蕉漿的低溫保鮮，基本解決香蕉漿易褐變、易分層的問題。

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