草酸与柠檬抑制鲜切香蕉酶襊变的比较研究

覃海元，杨昌鹏，陈智理，黄卫萍，潘嫣丽

(广西农业职业技术学院食品工程系，广西南宁530007)

草酸与柠檬抑制鲜切香蕉酶襊变的比较研究

覃海元，杨昌鹏，陈智理，黄卫萍，潘嫣丽

(广西农业职业技术学院食品工程系，广西南宁530007)

对草酸和柠檬酸抑制鲜切香蕉片酶褐变的效果进行了研究。鲜切香蕉片分别用0、5、10、20、40、60、80、100mmol/L的草酸和柠檬酸溶液浸泡5min，然后置于白纸上常温存放8h，每2h抽样测定香蕉片的L*值;鲜切香蕉片分别用60mmol/L草酸、60mmol/L柠檬酸、60mmol/L草酸+0.5%异抗坏血酸钠和60mmol/L柠檬酸+0.5%异抗坏血酸钠溶液浸泡5min，然后装在塑料托盘里，用PE保鲜膜包扎，在10℃下贮藏5d，每天抽样测定香蕉片的L*值。结果表明，无论常温还是低温下，草酸和柠檬酸均可有效抑制鲜切香蕉褐变，而且草酸抑制鲜切香蕉褐变的效果均好于柠檬酸。

草酸，柠檬酸，香蕉，酶褐变

香蕉是重要的热带水果，除鲜食外，还可以加工成香蕉干、香蕉粉、香蕉泥等产品。然而，在香蕉加工过程中，褐变一直是制约香蕉加工业发展的一个重要因素。香蕉加工过程中的褐变主要是由多酚氧化酶(PPO)引起的酶促褐变［1］。抑制酶褐变的试剂有二氧化硫及其盐类、抗坏血酸、异抗坏血酸、柠檬酸、半胱氨酸、六偏磷酸钠、植酸、氯化钠等，其中二氧化硫或亚硫酸盐是抑制酶褐变最好也是使用最多的试剂［1－3］。但由于亚硫酸盐可引起部分人群产生过敏、哮喘反应等副作用，美国FDA已严禁其在部分食品(如鲜切果蔬)上使用［3］。寻找有效的非硫褐变抑制剂是目前鲜切果蔬研究的热点之一。草酸是一种二元酸，虽然目前还不是食品添加剂，但它是生物体的一种代谢产物，广泛存在于植物、动物和真菌体中，并在不同的生命体中发挥不同的功能。据报道，草酸可以有效延缓芒果果实和桃果实的成熟衰老和腐烂变质［4－5］。但目前国内还没有见到有关草酸抑制鲜切果蔬褐变的研究报道。本研究的目的是以果蔬加工中最常用的酶褐变抑制剂柠檬酸作为对照品，评估草酸对鲜切香蕉酶褐变抑制的效果。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

香蕉 威廉斯品种，果皮绿色，未催熟;草酸、柠檬酸 均为分析纯;异抗坏血酸钠 食品级。

美能达CR－10型色差仪，PHS－3C型pH计，冰柜等。

1.2 实验方法

1.2.1 香蕉片处理 选用大小、成熟度基本一致，外表无任何缺陷的香蕉果实，用不锈钢刀斜切成5mm左右厚的香蕉片。第一个实验将鲜切香蕉片分别用0、5、10、20、40、60、80、100mmol/L的草酸和柠檬酸溶液浸泡5min，然后置于白纸上，常温存放8h，每2h测定香蕉片的L*值。第二个实验将鲜切香蕉片分别用60mmol/L草酸、60mmol/L柠檬酸、60mmol/L草酸+0.5%异抗坏血酸钠和60mmol/L柠檬酸+0.5%异抗坏血酸钠溶液浸泡5min，然后装在塑料托盘(12cm×12cm×2cm)，用PE保鲜膜(0.03mm厚)包扎，在10℃下贮藏5d，每天测定香蕉片的L*值。

1.2.2 褐变的测定 由色差仪通过反射法测定不同处理的样品的L*值(代表明亮度)。褐变程度主要由L*值反映，L*为0代表黑色，100代表白色;L*减少，表示明亮度降低，也就表示褐变加重。褐变抑制效果评估参照Lozano－de－Gonzalez等［6］的方法，计算公式如下:

褐变抑制率(%)=(ΔL*ct－ΔL*tt)/Δ L*ct×100%

式中:ΔL*tt=L*t0－L*tt，ΔL*ct=L*c0－L*ct，t=处理，c=空白对照，t=时间，0=开始时(即t=0)。

2 结果与分析

2.1 常温下草酸和柠檬酸抑制鲜切香蕉褐变的效果

不同浓度的草酸和柠檬酸溶液处理的香蕉片，在常温贮存期间L*值的变化如图1和图2所示。可以看出，与空白对照(蒸馏水)相比，草酸和柠檬酸对香蕉片褐变均有显著的抑制作用，而且效果随着浓度的增大而增大，但浓度超过60mmol/L后效果增加不明显。比较图1和图2，可以发现，常温下相同浓度的草酸溶液抑制鲜切香蕉酶褐变的效果好于柠檬酸溶液。

图1 草酸处理香蕉片常温贮藏期间L*变化

图2 柠檬酸处理香蕉片常温贮藏期间L*变化

褐变抑制率通常用来评估一种褐变抑制剂的潜在抑制褐变的能力［7］。不同浓度的草酸溶液和柠檬酸溶液处理的香蕉片，在常温贮存期间褐变率的变化如图3和图4所示。图3表明，草酸溶液对鲜切香蕉褐变有明显的抑制作用，尤其是高浓度草酸溶液(60mmol/L以上)的抑制效果更明显。比较图3和图4可以发现，在贮存前期(6h前)，草酸溶液抑制鲜切香蕉褐变的效果好于相同浓度的柠檬酸溶液，但贮存后期则刚好相反;在整个8h的贮存期内，草酸溶液抑制褐变的效果逐渐降低，而柠檬酸溶液抑制褐变的效果则相对稳定。

图3 草酸处理香蕉片常温贮藏期间褐变抑制率比较

图4 柠檬酸处理香蕉片常温贮藏期间褐变抑制率比较

2.2 低温下草酸/异抗坏血酸钠混合液和柠檬酸/异抗坏血酸钠混合液抑制香蕉片褐变的效果

常温实验表明，60mmol/L的草酸溶液具有显著的抑制鲜切香蕉褐变的效果，同时异抗坏血酸钠又是最常和柠檬酸混合使用的果蔬褐变抑制剂之一，因此选用60mmol/L的草酸溶液和柠檬酸溶液单独和分别与异抗坏血酸钠混合处理鲜切香蕉，并在10℃下贮存5d。图5表明，在冷藏的5d内，草酸和柠檬酸溶液处理的香蕉片褐变一直显著少于空白(蒸馏水)处理的香蕉片，草酸处理比柠檬酸处理的香蕉片的褐变轻;草酸和柠檬酸溶液中添加异抗坏血酸钠后抑制香蕉片褐变的效果均得到明显提高。图6表明，在冷藏的5d内，草酸抑制香蕉片褐变的效果一直显著好于柠檬酸;在冷藏的前4d内加入异抗坏血酸钠可以显著提高草酸和柠檬酸抑制褐变的效果，但到第5d异抗坏血酸钠的效应不复存在。

图5 草酸或柠檬酸与异抗坏血酸钠处理香蕉片冷藏期间L*变化

图6 草酸或柠檬酸与异抗坏血酸钠处理香蕉片冷藏期间褐变抑制率变化

3 讨论

香蕉酶褐变主要是多酚氧化酶(PPO)催化反应的结果。香蕉中PPO是以铜离子为辅基的酶，最适pH范围为5.0～6.5［2］。草酸和柠檬酸都是酸味剂，能降低反应体系的pH，从而使PPO远离其最适pH范围而降低活性;柠檬酸是一种螯合剂，它的三个羧基对PPO中的铜离子起着较强的螯合作用，从而抑制其活性，减缓褐变［8］。草酸也是一种金属螯合剂［4］，它对鲜切香蕉酶褐变的抑制功能可能也是主要来自于它的两个羧基对PPO中的铜离子的螯合作用。另外，草酸处理可以减少果实中内源还原性抗坏血酸损失，提高SOD活性，降低活性氧代谢，提高组织的抗氧化能力，从而减缓褐变［4］。

异抗坏血酸钠是抗坏血酸的异构体，具有与抗坏血酸同样的抗氧化性能，可将体系中的醌类及其衍生物还原成酚类，防止醌类物质聚合形成黑色素［8］。异抗坏血酸钠处理的香蕉片在贮藏4d后褐变抑制率降低，这可能与异抗坏血酸钠在贮藏过程中逐渐被醌类和空气氧化消耗，在后期含量减少有关。

本实验结果表明，在相同的浓度条件下，草酸单独使用或与异抗坏血酸钠混用，其抑制鲜切香蕉酶褐变的效果均优于柠檬酸。

［1］谢绍萍，欧阳学智.香蕉加工过程中酶促褐变控制的研究［J］.电子科技大学学报，2003，32(6):642－644.

［2］张勇，池建伟，温其标，等.香蕉多酚氧化酶褐变性质的研究［J］.食品与发酵工业，2004，30(5):53－57.

［3］Timbo B，Koehleen KM，Wolyniak C.Sulfites－a Food and Drug Administration review of recalls and reported adverse events［J］.J Food Protection，2004，67:1806－1811.

［4］郑小林，田世平，徐勇，等.气调贮藏下草酸处理对杧果果实成熟和腐烂的影响［J］.果树学报，2005，22(4):351－355.

［5］郑小林，田世平，李博强，等.草酸对冷藏期间桃果实抗氧化系统和 PPO活性的影响［J］.园艺学报，2005，32(5):788－792.

［6］Lozano－de－Gonzalez PG，Barrett DM，Wrolstad RE.Enzymatic browning inhibition in fresh and dried apple rings by pineapple juice［J］.J Food Sci，1993，58(2):399－404.

［7］Labuza TP，Lillemo JH，Taoukis PS.Inhibition of polyphenol oxidase by proteolytic enzymes［J］.Fruit Process，1992(2):363－367.

［8］Alzamora Stella M，Tapia Maria S MS，Lopez－Malo Aurelio.Minimally processed fruits and vegetables Fundamental Aspects and Applications［M］.Maryland:Aspan Publication，2000.

Study on inhibition of enzymatic browning of fresh－cut banana by oxalic acid and citric acid

QIN Hai－yuan，YANG Chang－peng，CHEN Zhi－li，HUANG Wei－ping，PAN Yan－li
(Department of Food Engineering，Guangxi Agricultural Vocation－Technical College，Nanning 530007，China)

The effectiveness of oxalic acid and citric acid in enzymatic browning inhibition of fresh－cut banana slices were studied.At the first experiment，banana slices were dipped in 0，5，10，20，40，60，80，100mmol/L oxalic acid solution and citric acid solution for 5min，respectively，and then stored at room temperature for 8h.The L* values of banana slices were measured every two hours.At the second experiment，banana slices were dipped in 60mmol/L oxalic acid solution and citric acid solution with or without 0.5%sodium isoascorbate for 5min，respectively，packaged in plastic trays covered with PE film，and then stored at 10℃for 5d.The L* values of banana slices were measured every day.The results showed that both oxalic acid and citric acid could inhibit browning of fresh－cut banana effectively，but oxalic acid had better anti－browning effectiveness than citric acid，no matter at room temperature or at low temperature.

oxalic acid;citric acid;banana;enzymatic browning

TS255.3

A

1002－0306(2011)04－0075－03

2009－08－25

覃海元(1964－)，男，副教授，研究方向:果蔬贮藏加工与食品安全。

广西农业职业技术学院科研基金项目。