蒸汽灭酶工艺在龙眼果肉中的应用研究

黄秋云,林伟锋,陈 中

(华南理工大学轻工与食品学院,食物蛋白工程研究中心,广东广州 510640)

蒸汽灭酶工艺在龙眼果肉中的应用研究

黄秋云,林伟锋,陈 中＊

(华南理工大学轻工与食品学院,食物蛋白工程研究中心,广东广州 510640)

对龙眼果肉加工前热烫工艺进行了研究,通过 PPO、POD等酶活性指标的检测分析和感官评价,探讨了水煮热烫、蒸汽热烫这两种热烫处理方式对龙眼果肉品质的影响。实验结果表明,适宜的热烫处理工艺 (100℃蒸汽热烫2min)能很好地钝化 PPO和 POD酶活性,同时能最大程度地减少龙眼果肉的生青味和蒸煮味。此外,本实验得到复合护色剂对龙眼的褐变最佳抑制效果的配比是：0.1%柠檬酸 +0.1%异抗坏血酸钠 +0.05%EDTA-Na2。

龙眼,PPO,POD,蒸汽热烫,护色剂

1.1 材料与仪器

新鲜泰国龙眼 广州百佳超市购买;磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、邻苯二酚、邻苯二胺、无水乙醇、聚乙烯基吡咯烷酮、过氧化氢、抗坏血酸、异抗坏血酸钠、EDTA-Na2(乙二胺四乙酸二钠)、柠檬酸 均为分析纯。

双杰牌电子天平、高速冷冻离心机 日本H IT ACH公司;752N紫外可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;M idea电磁炉,Philiphs打浆机。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 感官评定 将不同热烫方式(水煮或蒸汽)处理的龙眼果肉进行打浆后进行感官评定,从外观、风味、色泽、香味等方面来评价热烫后龙眼的品质。

将经过蒸汽热烫后的龙眼果肉迅速投入配制好的护色液中冷却,打浆后进行感官评定,从外观、风味、色泽、香味等方面来评价热烫后龙眼的品质。

1.2.3 龙眼果肉中 PPO和 POD活力的测定

1.2.3.1 龙眼果肉的热处理 将新鲜龙眼清洗,剥壳去核,然后将龙眼果肉分别进行水煮热烫 (70℃/ 5min,80℃/5min,90℃/5min,100℃/5min)、蒸汽热烫(100℃,1、2、3、4min),热处理后迅速沥干并冷却到室温,待用。

表 1 不同热烫处理对龙眼果肉品质的影响

1.2.3.2 酶液的制备 参照刘畅[2]的方法 (略有改动),取经过热处理并冷却后的龙眼果肉 5g,加入40mL预先冷却 (4℃)的、含有 0.5g不溶性聚乙烯基吡咯烷酮 (PVP)的 0.1mol/L磷酸盐缓冲液中(pH6.8),立即用打浆机破碎龙眼果肉,匀浆液用冷冻离心机在 4℃左右,12000r/min离心 20min,取上清液,冷藏于冰箱中备用,为 PPO和 POD的粗酶液。

1.2.3.3 PPO活性的测定 取两支试管,其中一支加入 0.1mol/L磷酸盐缓冲液 (pH6.8)1.2mL和 0.1mol/L邻苯二酚(用缓冲液配制,常温保存,现配)1.8mL,混匀,作参比液,另外一支加入 0.1mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.8)1.0mL,0.1mol/L邻苯二酚 1.8mL和 0.2mL酶提取液,作为待测液。用 1cm比色皿盛装待测液,立即在 410nm测定吸光值的变化。以每分钟增加吸光值 0.001的酶量为一个酶活力单位 (U)[3]。

1.2.3.4 POD活性的测定 取两支试管,其中一支加入 0.05mol/L磷酸盐缓冲液 (pH6.8)2.3mL,1.5% (w/v)邻苯二胺-乙醇溶液 (50%乙醇溶液)0.5mL及 0.5%(v/v)过氧化氢溶液 0.2mL,混匀,作为参比液,另外一支加入 0.05mol/L磷酸盐缓冲液 (pH6.8) 2.1mL,1.5%(w/v)邻苯二胺-乙醇溶液 (50%乙醇溶液)0.5mL及 0.5%(v/v)过氧化氢溶液 0.2mL,然后加入 0.2mL粗酶液,作为待测液。用 1cm比色皿盛装待测液,立即在 470nm测定吸光值的变化。以每分钟增加吸光值 0.01的酶量为一个酶活力单位(U)[4]。

1.2.4 护色剂对龙眼果肉的护色效果实验 分别选用了柠檬酸、抗坏血酸、异抗坏血酸钠和 EDTA-Na2作为护色剂,将经过蒸汽热烫 2min后的龙眼果肉立即分别放入含有上述护色液中浸泡 30min,沥干进行真空包装,并以不添加护色剂作为对照,观察龙眼果肉在室温下的色泽变化情况,测定其褐变度,以吸光值大小来表示龙眼的褐变度[5]。

2 结果与讨论

2.1 不同热烫方式对龙眼果肉感官质量的影响

分别采用 70℃/5min、80℃/5min、85℃/5min、90℃/5min、95℃/5min、100℃蒸汽 /1min、100℃蒸汽 / 2min、100℃蒸汽/3min和 100℃蒸汽 /4min,9个温度/时间组合灭酶打浆后,从色、香、味 3方面进行感官评定,其感官评价结果见表 1。

通过感官评定,从表 1可以看出：85℃/5min和100℃蒸汽/2min效果较好,基本保持了龙眼原有的色香味。但随着温度升高和处理时间的延长,龙眼的颜色加深且出现蒸煮味,使其失去龙眼原有的色泽和香气。

2.2 龙眼果肉 PPO和 POD活性的变化规律

热烫处理时温度高、时间长可使 PPO和 POD灭活,但势必加重美拉德反应等非酶促褐变,且造成能源浪费。此外,热烫后的龙眼有蒸煮味;而灭酶温度低,时间短会很难控制 PPO和 POD的残余活力,从而导致其催化酶促褐变的发生。

2.2.1 龙眼果肉 PPO活性的变化规律 由图 1中可以看出：经 70℃/5min、80℃/5min和 100℃蒸汽/ 1min的龙眼的吸光度逐渐增大,说明其多酚氧化酶的活性较大,灭酶效果不太好,没有达到灭酶的要求。随着热烫时间的延长和热烫温度的升高,龙眼的吸光度与其多酚氧化酶活性的下降趋势具有一致性,尽管在不同的区间其下降的幅度并不一致。这可能是由于龙眼组织内酚类物质的多样性,而测定其酶活性仅采用邻苯二酚为底物的缘故。

图 1 热烫温度和热烫时间对龙眼中 PPO活性的影响注：未经热烫处理所测吸光度相对于热烫处理数据过大(0.163),故未将其标于图 1。

2.2.2 龙眼果肉 POD活性的变化规律 由图 2可知：龙眼中过氧化物酶所测的吸光度比多酚氧化酶大得多。根据在判断果蔬热烫是否完全时,一般以热稳定性高的过氧化物酶 (POD)的残余活力作为指标,当热烫后 POD残活小于 5.0%时,通常认为热烫已基本充分[6],故在龙眼灭酶中应以过氧化物酶(POD)残活来作为龙眼热烫充分的标准。从图 2也可看出：70℃/5min、80℃/5min和 100℃蒸汽/1min的吸光度逐渐增大,说明其灭酶效果不太好,没有达到灭酶的要求;其次,85℃/5min、90℃/5min、95℃/ 5min、100℃蒸汽 /2min、100℃蒸汽/3min和 100℃蒸汽/4min的吸光度数值比较小,说明这些处理条件能够对过氧化物酶产生一定得灭酶效果,但是随着热烫处理温度的升高和处理时间的延长,龙眼的蒸煮味会越来越浓,结合表 1可得到,100℃蒸汽/2min对龙眼的风味最好。100℃蒸汽在 2min内能够最大程度地抑制酶活性,原因可能是相同时间内,蒸汽的放热作用使得其热效应比同温度下的热水更强,所以蒸汽抑酶的效果要比水煮更好[7]。因此,选择 100℃蒸汽/2min作为我们考虑的最佳热烫方式和热烫时间。

表 2 不同护色剂对龙眼果肉褐变的影响

图2 热烫温度和热烫时间对龙眼中 POD活性的影响注：未经热烫处理所测吸光度相对于热烫处理数据过大(0.673),故未将其标于图 2。

2.3 不同护色剂对龙眼果肉色泽的影响[8]

分别选用柠檬酸、抗坏血酸、异抗坏血酸钠和EDTA-Na2作为护色剂,并以不添加护色剂作为对照,观察龙眼果肉打浆后在室温下的色泽变化情况,实验结果如表2所示。

从表 2可以看出,通过 100℃蒸汽热烫 2min后的龙眼果肉,在不经任何护色处理的对照褐变严重,褐变度达到 0.556。相比之下各种护色剂都能对龙眼果肉的褐变起到一定的抑制作用。单从防褐变效果来看,以 0.1%柠檬酸的效果最好,这主要是因为柠檬酸的加入降低龙眼的 pH,使抗坏血酸和氨基酸中的氨基基团稳定,减少抗坏血酸的氧化及还原糖与氨基酸反应所带来的黑色素,从而能较好地保持龙眼原有的色泽。抗坏血酸的护色作用,除其酸性环境外,还同其作用机理有关。抗坏血酸的护色机理主要为：临二醌 +抗坏血酸→临二酸 +脱氢抗坏血酸。此外,抗坏血酸还是强还原剂,可捕捉氧气。在处理样品后,样品表面形成一层“保护膜”,在一定时间内可阻止酶促褐变[9]。但是在本实验中,抗坏血酸的护色效果相对较差,同时考虑到成本问题,故不采用抗坏血酸。异抗坏血酸钠的护色机制是“捕捉”氧气,能防止龙眼中多酚类底物氧化,使酶促褐变因缺氧而终止,但龙眼中残留的氧气同时也会使异抗坏血酸钠不断被氧化,从而会影响龙眼的色泽。因此,异抗坏血酸钠的添加并不是越多越好,故添加量为 0.1%的护色效果较好。EDTA-Na2作为一种金属离子螯合剂,可很好地阻止金属离子对褐变反应的促进作用,从而抑制龙眼的褐变反应,且随浓度加大,效果也越显著。柠檬酸、异抗坏血酸钠和 EDT A-Na2复合使用,可以起到协同增效的作用,达到较为理想的效果。本实验结果表明,添加 0.1%柠檬酸 +0.1%异抗坏血酸钠 +0.05%EDTA-Na2和 0.1%柠檬酸 + 0.1%异抗坏血酸钠 +0.075%EDTA-Na2两组样品,褐变度分别为 0.216和 0.279,样品的色泽良好,且不会对龙眼风味产生不利的影响。从产品的安全性考虑,确定 0.1%柠檬酸 +0.1%异抗坏血酸钠 +0.05% EDTA-Na2为龙眼果肉褐变的抑制剂。

3 结论

3.1 水煮热烫和蒸汽热烫均能有效抑制龙眼果肉中PPO和 POD酶活性,85℃/5min和 100℃蒸汽/2min的效果比较好,其中 PPO几乎没有酶活,而 POD残留的酶活也比较稳定,达到果蔬灭酶的要求。同时由于 85℃/5min相对于 100℃蒸汽/2min来说,蒸煮味更浓,故结合综合感官评定可以得到 100℃蒸汽/ 2min的效果最佳。

3.2 添加 0.1%柠檬酸、0.1%异抗坏血酸钠和0.05%EDTA-Na2对龙眼果肉的褐变有较好的抑制作用,产品色泽良好,且不会对龙眼的风味产生不利的影响,是龙眼果肉理想的褐变抑制剂。

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Study on the appliation of the steam-inactivation of enzym e in the flesh of longan

HUANG Qiu-yun,L INW ei-feng,CHEN Zhong＊
(Research Center of Food Protein Engineering,College of Food Engineering, South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

B lanching trea tm ent technology of longan flesh before p rocess ing was s tud ied.Through de tec tion of the ac tivity of PPO and POD in longan flesh and sensory eva lua tion,we d iscussed the effec t on the qua lity of longan fruit by two b lanching trea tm ents(wa te r-b lanching and s team-b lanching).The results showed tha t suitab le b lanching trea tm ent(100℃s team b lanching2m in)can s ignificantly reduce PPO and POD ac tivity and ge t rid of the bad flavor.In add ition,we got the bes t comp os ition of com b ined color agents was0.1% c itric ac id,0.1% sod ium e rythorba te and0.05%EDTA-Na2.

longan;PPO;POD;s team-b lanching;color agents

TS255.3

B

1002-0306(2010)03-0278-04

龙眼又名桂圆,是我国的特产佳果之一,栽培历史很悠久,至少已经有 2000年以上。龙眼除鲜食外,主要是糖水龙眼罐头、龙眼干 (桂圆干)、龙眼肉(桂圆肉)、龙眼酱、龙眼膏、桂圆糖果等[1],这些产品的风味与龙眼鲜果相差甚远,营养损耗大,已不能满足我国龙眼生产地发展和消费者的需求。但是在对龙眼进行深加工过程中,龙眼果肉酶促褐变较严重,并且发生迅速[2],因此对龙眼果肉中引起酶促褐变的相关酶类的研究显得非常必要。热烫处理是最彻底的抑制酶促褐变的方法,被广泛地使用。然而龙眼果肉加工过程中一个重要的技术难点就是龙眼的生青味和蒸煮味,一般会影响到龙眼后续加工的风味和口感。目前,龙眼果肉加工中热烫处理方式主要是水煮热烫[2],对于蒸汽热烫在龙眼果肉中的应用目前还没有报道,因此研究蒸汽灭酶在龙眼果肉中的应用具有十分重要的意义。

1 材料与方法

2009-05-11 ＊通讯联系人

黄秋云(1984-),女,硕士研究生,研究方向：粮食油脂及植物蛋白工程。

广东省产学研项目(2008B090500082)。