青梅汁浓缩过程中非酶褐变的研究

张慧敏，李远志（.内蒙古农业大学职业技术学院，内蒙古包头0409；.华南农业大学，广东广州5064）

青梅汁浓缩过程中非酶褐变的研究

张慧敏1，李远志2
（1.内蒙古农业大学职业技术学院，内蒙古包头014109；2.华南农业大学，广东广州510642）

摘要：非酶褐变是青梅汁加工和贮藏过程中发生褐变的主要原因。研究青梅汁浓缩过程中不同添加剂对果汁非酶褐变的影响，结果表明：添加青梅汁质量0.005%的异抗坏血酸钠对果汁浓缩过程具有显著的防褐变效果。同时，研究添加不同添加剂对青梅汁浓缩前后果汁颜色变化与其VC、总糖和总酚含量变化相关系数R2，结果表明：青梅汁浓缩过程中非酶褐变主要是由酚类物质的氧化缩合引起，VC的氧化、美拉德反应和焦糖化反应对果汁颜色劣变影响不大。

关键词：青梅汁；浓缩；非酶褐变

非酶褐变是果汁在加工和贮存过程中常发生的化学反应，生成的黑褐色物质影响果汁的外观、颜色，降低果汁的营养价值[1]。由于所用的原料、加工工艺及产品的化学成分互不相同，故引起非酶褐变的各类反应在不同果汁中存在的程度各不相同[2]。

青梅汁浓缩过程的非酶褐变导致青梅浓缩汁品质变劣和贮存寿命缩短，降低商品价值。非酶褐变的化学过程已知有以下几种机制：美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化分解、多元酚氧化缩合反应等[3]。

如何有效抑制和降低非酶褐变是青梅浓缩汁生产的技术关键，本试验主要是针对青梅汁浓缩过程中不同添加剂对非酶褐变的影响进行了研究，以期对实际生产有一定的指导意义，为改善青梅浓缩汁的品质和延长贮存货架期提供科学参考。

1　材料与方法

1.1材料

青梅：来自广东从化，收获季节采收，果实成熟度为八成熟。

试剂：异抗坏血酸钠、植酸、六偏磷酸钠等均为国产分析纯。

1.2仪器与设备

RE-52A型旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；SHZ-Ⅲ型循环水真空泵：上海市精工真空设备厂；WYT（0～80%）手持糖量计：成都兴晨光学仪器有限公司；CM-3500d型分光测色仪：日本Minolta公司；UV755B型紫外可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司。

1.3方法

1.3.1果汁颜色的测定

将超滤制得青梅汁分别加入果汁质量0.005%、0.01%和0.02%的异抗坏血酸钠，果汁质量0.02%的植酸和果汁质量0.02%的六偏磷酸钠，45℃、0.09 MPa真空浓缩至66°Brix，然后稀释到6°Brix时测定果汁颜色。

果汁放入比色杯中（控制25℃），用分光测色仪通过反射法测定果汁的颜色（以L值，a值和b值表示）。L值表示亮度，越大亮度越高，果汁褐变越轻，反之褐变越严重；a值越大果汁越红，褐变越严重，越小果汁则越绿，褐变越轻。

果汁颜色变化（△E）计算公式：

式中：L0为果汁浓缩前的亮度；L为果汁浓缩后的亮度；a0为果汁浓缩前的红绿值；a为果汁浓缩后的红绿值；b0为果汁浓缩前的黄蓝值；b为果汁浓缩后的黄蓝值。△E为色差，△E越大则表示果汁颜色变化越大。

1.3.2VC的测定

VC的测定采用2，6-二氯靛酚滴定法。

1.3.3总糖含量的测定

总糖的测定采用苯酚-硫酸法。

1.3.4果汁中总酚含量的测定

果汁中总酚的测定采用福林-酚法。

1.3.5可溶性固形物含量的测定

可溶性固形物含量用WYT手持糖度计进行测定。

1.4数据分析

采用DPS v2.00专业版对测定数据进行统计分析，并采用邓肯氏（Duncan′s）多重比较检验各处理之间的差异显著性。

2　结果与分析

2.1防褐变剂的选择

在青梅汁中添加不同浓度不同种类防褐变剂，比较浓缩前后添加物对果汁颜色变化的影响，结果见表1。

由表1可知，不含添加剂的果汁在浓缩前的L值、a值和b值分别为90.02、0.20和9.18，浓缩后变为88.57、0.81和13.25。这表明果汁颜色发生了变化，亮度降低，颜色变红变黄，果汁的颜色变化（△E）在所有样品中最高为4.363 4。

当向果汁中分别添加了青梅果汁质量0.005%、0.01%和0.02%的异抗坏血酸钠，0.02%的植酸和0.02%的六偏磷酸钠后，再在同样的条件下浓缩，果汁的颜色变化的指标（△E）都小于空白，表明与空白比较都有不同程度的改善。根据表1中△E的大小顺序，不难发现，添加剂的防褐变的能力为：添加量质量分数0.005%异抗坏血酸钠>0.01%异抗坏血酸钠> 0.02%异抗坏血酸钠>0.02%六偏磷酸钠>0.02%植酸。可见异抗坏血酸钠是较好的防褐变剂。

表1　添加物对果汁浓缩中颜色变化的影响Table 1　Effect of different additive on the color of greengage juice in the concentration processing

对于添加量质量分数0.005%异抗坏血酸钠、0.01%异抗坏血酸钠和0.02%异抗坏血酸钠的果汁，它们浓缩后的L值分别为90.28、90.36、90.52大于浓缩前空白的L值（90.02），浓缩后的a值分别为0.14、0.12、0.07小于浓缩前空白的a值（0.20）。这表明添加青梅果汁质量0.005%的异抗坏血酸钠有效防止了果汁在浓缩中的褐变。

2.2非酶褐变的原因

由于果汁中PPO已表现为无活力，果汁的颜色变化应为非酶褐变。非酶褐变包括酚类物质的氧化缩合、Maillard反应、焦糖化反应和抗坏血酸降解。

为了辨明青梅果汁在浓缩中发生非酶褐变的类型，我们利用数学方法，分别考察了添加不同防褐变剂后，果汁中的颜色变化（△E）与果汁中成分（可能参与褐变的成分）含量变化的相关系数（R2），见表2～表4。

由表2可知，果汁中VC的变化量与颜色变化（△E）的相关系数（R2）为0.292 1，但为反相关。也就是说，果汁中VC消耗得越多，果汁褐变越轻。这充分表明果汁褐变不是由VC降解所引起，相反，VC的降解可保护某种物质免遭降解从而减轻果汁的褐变。

由表3可知，果汁浓缩中颜色变化与总酚含量变化的相关方程为：Y=6.288 9X+4.953，相关系数R2为0.906 3。表明果汁浓缩中颜色变化与总酚含量变化的相关性较好，总酚含量减少越多，果汁颜色褐变越严重。据此初步断定非酶褐变主要由酚类的氧化缩合引起。

由表4可知，总糖的变化量与△E的关系式为：Y=0.001 5X+0.010 2，相关系数R2为0.348 9，这表明果汁中发生的非酶褐变主要不是由Millard反应和焦糖化反应所造成。至此，我们认为果汁的非酶褐变主要由酚类物质的氧化缩合引起。

表2　果汁浓缩中颜色变化与VC含量变化的关系Table 1　Relationship between color change and VCcontent of greengage juice in the concentration processing

3　讨论

异抗坏血酸钠、六偏磷酸钠和植酸都有防褐变的作用，但作用机理和作用效果又有差别。

金属离子对酚类的氧化有催化作用，六偏磷酸钠和植酸都有螯合金属离子的作用[4]，这样二者通过阻止金属离子对酚类的氧化的催化作用而起到了防褐变的作用，二者的防褐变效果也因螯合金属离子能力的差别而不同。

异抗坏血酸钠本身易于被氧化而消耗果汁瓶中的氧气，使酚类氧化所需的氧气的不足。另外，异抗坏血酸钠会将酚类氧化的中间体醌类还原为酚类。从这两层意义上讲，是牺牲了异抗坏血酸钠而保护了酚类。

从食品安全、防褐变效果和成本等角度考虑，应选择异抗坏血酸钠作为添加剂来防止青梅汁浓缩过程中的褐变。但异抗坏血酸钠的作用有浓度依赖性，添加量小效果不佳，过多则成本过高，从经济角度而言，取0.005%的添加量为宜。

表3　果汁浓缩中颜色变化与总酚含量变化的关系Table 3　Relationship between color change and total phenols content of greengage juice in the concentration processing

4　结论

青梅果汁在浓缩过程中发生了非酶促褐变，利用数学方法，分别考察了添加不同试剂后，果汁中的颜色变化（△E）与果汁中VC、总糖和总酚含量变化的相关系数R2，发现果汁浓缩过程中非酶褐变主要是由酚类物质的氧化缩合引起，VC的氧化及Millard反应、焦糖化反应对果汁颜色劣变贡献不大。浓缩过程中非酶褐变可通过添加0.005%的异抗坏血酸钠得以改善。

表4　果汁浓缩中颜色变化与总糖*含量变化的关系Table 4　Relationship between color change and total*sugar content of greengage juice in the concentration processing

参考文献：

[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]赵光远,纵伟,姚二民.浑浊苹果汁储藏过程中色泽稳定性的研究[J].食品科学,2006,27(8):93-97

[3]马霞,王瑞明,关凤梅,等.果汁非酶褐变的反应机制及其影响因素[J].粮油加工与食品机械,2002(9):46-48

[4]Fennema O R.食品化学[M].3版.王璋,许时婴,江波,等译.北京:中国轻工业出版社,2003

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.007

收稿日期：2015-07-08

作者简介：张慧敏（1980—），女（蒙古），讲师，硕士，研究方向：食品科学。

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