青梅汁濃縮過程中非酶褐變的研究

張慧敏，李遠志（.內蒙古農業大學職業技術學院，內蒙古包頭0409；.華南農業大學，廣東廣州5064）

青梅汁濃縮過程中非酶褐變的研究

張慧敏1，李遠志2
（1.內蒙古農業大學職業技術學院，內蒙古包頭014109；2.華南農業大學，廣東廣州510642）

摘要：非酶褐變是青梅汁加工和貯藏過程中發生褐變的主要原因。研究青梅汁濃縮過程中不同添加劑對果汁非酶褐變的影響，結果表明：添加青梅汁質量0.005%的異抗壞血酸鈉對果汁濃縮過程具有顯著的防褐變效果。同時，研究添加不同添加劑對青梅汁濃縮前后果汁顏色變化與其VC、總糖和總酚含量變化相關系數R2，結果表明：青梅汁濃縮過程中非酶褐變主要是由酚類物質的氧化縮合引起，VC的氧化、美拉德反應和焦糖化反應對果汁顏色劣變影響不大。

關鍵詞：青梅汁；濃縮；非酶褐變

非酶褐變是果汁在加工和貯存過程中常發生的化學反應，生成的黑褐色物質影響果汁的外觀、顏色，降低果汁的營養價值[1]。由于所用的原料、加工工藝及產品的化學成分互不相同，故引起非酶褐變的各類反應在不同果汁中存在的程度各不相同[2]。

青梅汁濃縮過程的非酶褐變導致青梅濃縮汁品質變劣和貯存壽命縮短，降低商品價值。非酶褐變的化學過程已知有以下幾種機制：美拉德反應、焦糖化反應、抗壞血酸氧化分解、多元酚氧化縮合反應等[3]。

如何有效抑制和降低非酶褐變是青梅濃縮汁生產的技術關鍵，本試驗主要是針對青梅汁濃縮過程中不同添加劑對非酶褐變的影響進行了研究，以期對實際生產有一定的指導意義，為改善青梅濃縮汁的品質和延長貯存貨架期提供科學參考。

1　材料與方法

1.1材料

青梅：來自廣東從化，收獲季節采收，果實成熟度為八成熟。

試劑：異抗壞血酸鈉、植酸、六偏磷酸鈉等均為國產分析純。

1.2儀器與設備

RE-52A型旋轉蒸發器：上海亞榮生化儀器廠；SHZ-Ⅲ型循環水真空泵：上海市精工真空設備廠；WYT（0～80%）手持糖量計：成都興晨光學儀器有限公司；CM-3500d型分光測色儀：日本Minolta公司；UV755B型紫外可見分光光度計：上海精密科學儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1果汁顏色的測定

將超濾制得青梅汁分別加入果汁質量0.005%、0.01%和0.02%的異抗壞血酸鈉，果汁質量0.02%的植酸和果汁質量0.02%的六偏磷酸鈉，45℃、0.09 MPa真空濃縮至66°Brix，然后稀釋到6°Brix時測定果汁顏色。

果汁放入比色杯中（控制25℃），用分光測色儀通過反射法測定果汁的顏色（以L值，a值和b值表示）。L值表示亮度，越大亮度越高，果汁褐變越輕，反之褐變越嚴重；a值越大果汁越紅，褐變越嚴重，越小果汁則越綠，褐變越輕。

果汁顏色變化（△E）計算公式：

式中：L0為果汁濃縮前的亮度；L為果汁濃縮后的亮度；a0為果汁濃縮前的紅綠值；a為果汁濃縮后的紅綠值；b0為果汁濃縮前的黃藍值；b為果汁濃縮后的黃藍值。△E為色差，△E越大則表示果汁顏色變化越大。

1.3.2VC的測定

VC的測定采用2，6-二氯靛酚滴定法。

1.3.3總糖含量的測定

總糖的測定采用苯酚-硫酸法。

1.3.4果汁中總酚含量的測定

果汁中總酚的測定采用福林-酚法。

1.3.5可溶性固形物含量的測定

可溶性固形物含量用WYT手持糖度計進行測定。

1.4數據分析

采用DPS v2.00專業版對測定數據進行統計分析，并采用鄧肯氏（Duncan′s）多重比較檢驗各處理之間的差異顯著性。

2　結果與分析

2.1防褐變劑的選擇

在青梅汁中添加不同濃度不同種類防褐變劑，比較濃縮前后添加物對果汁顏色變化的影響，結果見表1。

由表1可知，不含添加劑的果汁在濃縮前的L值、a值和b值分別為90.02、0.20和9.18，濃縮后變為88.57、0.81和13.25。這表明果汁顏色發生了變化，亮度降低，顏色變紅變黃，果汁的顏色變化（△E）在所有樣品中最高為4.363 4。

當向果汁中分別添加了青梅果汁質量0.005%、0.01%和0.02%的異抗壞血酸鈉，0.02%的植酸和0.02%的六偏磷酸鈉后，再在同樣的條件下濃縮，果汁的顏色變化的指標（△E）都小于空白，表明與空白比較都有不同程度的改善。根據表1中△E的大小順序，不難發現，添加劑的防褐變的能力為：添加量質量分數0.005%異抗壞血酸鈉>0.01%異抗壞血酸鈉> 0.02%異抗壞血酸鈉>0.02%六偏磷酸鈉>0.02%植酸。可見異抗壞血酸鈉是較好的防褐變劑。

表1　添加物對果汁濃縮中顏色變化的影響Table 1　Effect of different additive on the color of greengage juice in the concentration processing

對于添加量質量分數0.005%異抗壞血酸鈉、0.01%異抗壞血酸鈉和0.02%異抗壞血酸鈉的果汁，它們濃縮后的L值分別為90.28、90.36、90.52大于濃縮前空白的L值（90.02），濃縮后的a值分別為0.14、0.12、0.07小于濃縮前空白的a值（0.20）。這表明添加青梅果汁質量0.005%的異抗壞血酸鈉有效防止了果汁在濃縮中的褐變。

2.2非酶褐變的原因

由于果汁中PPO已表現為無活力，果汁的顏色變化應為非酶褐變。非酶褐變包括酚類物質的氧化縮合、Maillard反應、焦糖化反應和抗壞血酸降解。

為了辨明青梅果汁在濃縮中發生非酶褐變的類型，我們利用數學方法，分別考察了添加不同防褐變劑后，果汁中的顏色變化（△E）與果汁中成分（可能參與褐變的成分）含量變化的相關系數（R2），見表2～表4。

由表2可知，果汁中VC的變化量與顏色變化（△E）的相關系數（R2）為0.292 1，但為反相關。也就是說，果汁中VC消耗得越多，果汁褐變越輕。這充分表明果汁褐變不是由VC降解所引起，相反，VC的降解可保護某種物質免遭降解從而減輕果汁的褐變。

由表3可知，果汁濃縮中顏色變化與總酚含量變化的相關方程為：Y=6.288 9X+4.953，相關系數R2為0.906 3。表明果汁濃縮中顏色變化與總酚含量變化的相關性較好，總酚含量減少越多，果汁顏色褐變越嚴重。據此初步斷定非酶褐變主要由酚類的氧化縮合引起。

由表4可知，總糖的變化量與△E的關系式為：Y=0.001 5X+0.010 2，相關系數R2為0.348 9，這表明果汁中發生的非酶褐變主要不是由Millard反應和焦糖化反應所造成。至此，我們認為果汁的非酶褐變主要由酚類物質的氧化縮合引起。

表2　果汁濃縮中顏色變化與VC含量變化的關系Table 1　Relationship between color change and VCcontent of greengage juice in the concentration processing

3　討論

異抗壞血酸鈉、六偏磷酸鈉和植酸都有防褐變的作用，但作用機理和作用效果又有差別。

金屬離子對酚類的氧化有催化作用，六偏磷酸鈉和植酸都有螯合金屬離子的作用[4]，這樣二者通過阻止金屬離子對酚類的氧化的催化作用而起到了防褐變的作用，二者的防褐變效果也因螯合金屬離子能力的差別而不同。

異抗壞血酸鈉本身易于被氧化而消耗果汁瓶中的氧氣，使酚類氧化所需的氧氣的不足。另外，異抗壞血酸鈉會將酚類氧化的中間體醌類還原為酚類。從這兩層意義上講，是犧牲了異抗壞血酸鈉而保護了酚類。

從食品安全、防褐變效果和成本等角度考慮，應選擇異抗壞血酸鈉作為添加劑來防止青梅汁濃縮過程中的褐變。但異抗壞血酸鈉的作用有濃度依賴性，添加量小效果不佳，過多則成本過高，從經濟角度而言，取0.005%的添加量為宜。

表3　果汁濃縮中顏色變化與總酚含量變化的關系Table 3　Relationship between color change and total phenols content of greengage juice in the concentration processing

4　結論

青梅果汁在濃縮過程中發生了非酶促褐變，利用數學方法，分別考察了添加不同試劑后，果汁中的顏色變化（△E）與果汁中VC、總糖和總酚含量變化的相關系數R2，發現果汁濃縮過程中非酶褐變主要是由酚類物質的氧化縮合引起，VC的氧化及Millard反應、焦糖化反應對果汁顏色劣變貢獻不大。濃縮過程中非酶褐變可通過添加0.005%的異抗壞血酸鈉得以改善。

表4　果汁濃縮中顏色變化與總糖*含量變化的關系Table 4　Relationship between color change and total*sugar content of greengage juice in the concentration processing

參考文獻：

[1]Kacem B J,Comell A,Marshall M R,et al.Nonenzymatic browing in aseptically packaged oranged drinks effect of ascorbic acid,amino acids and oxygen[J].J of Food Sci,1987(6):1668-1672

[2]趙光遠,縱偉,姚二民.渾濁蘋果汁儲藏過程中色澤穩定性的研究[J].食品科學,2006,27(8):93-97

[3]馬霞,王瑞明,關鳳梅,等.果汁非酶褐變的反應機制及其影響因素[J].糧油加工與食品機械,2002(9):46-48

[4]Fennema O R.食品化學[M].3版.王璋,許時嬰,江波,等譯.北京:中國輕工業出版社,2003

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.007

收稿日期：2015-07-08

作者簡介：張慧敏（1980—），女（蒙古），講師，碩士，研究方向：食品科學。

Study on the Non-enzymatic Browning of Greengage Juice in the Concentration Processing

ZHANG Hui-min1，LI Yuan-zhi2
（1.Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University，Baotou 014109，Inner Mongolia，China；2.South China Agricultural University，Guangzhou 510642，Guangdong，China）

Abstract：Non-enzymatic browning is the main cause of browning during processing and the storage of greengage juice.This paper focused on the influence of various additives on the non-enzymatic browning of fruit juice in the concentrating of greengage juice.The result indicated that adding sodium erythorbate of 0.005% quality of greengage juice had a significant effect on preventing browning during the concentrating of fruit juice. In addition，this paper conducted research on the effect of different additives on color change of fruit juice and its correlation coefficient of total VC，sugar，and phenolic content before and after the concentrating of fruit juice.The result showed that non-enzymatic browning occured in the concentrating of greengage juice was mainly caused by oxidative condensation of phenolic compounds，while oxidation of VC，the Maillard reaction，and caramelisation had little effect on color change of fruits.

Key words：greengage juice；concentrated；non-enzymatic browning