果汁褐变机理研究进展

◎姚　森（杭州娃哈哈集团有限公司研究院，浙江 杭州 310018）

果汁褐变机理研究进展

◎姚森
（杭州娃哈哈集团有限公司研究院，浙江 杭州 310018）

纵观可知，为充分实现水果附加值的全面强化，可运用果汁加工这一有效的措施途径，旨在合理规避由于果汁未能及时出售而造成的经济损失情况出现。然而，在果汁加工进程当中，果汁褐变始终是果汁加工行业所面临的巨大难题，基于此进行研究显得十分重要。

果汁；褐变；机理

通常而言，果汁褐变主要指的是在加工以及贮藏果汁的进程中其所发生变化的一种现象。伴随着颜色的不断变化，会导致果汁的风味以及外观均受到直接影响，容易使果汁丢失营养价值，严重时甚至会引发食品变质风险。譬如说，在所发生的美拉德反应中，果汁中所包含的人体必需的氨基酸——赖氨酸均会发生丢失。由此可见，基于果汁褐变机理进行细化分析，并采取针对性措施展开解决处理显得十分重要，应用意义十分深远。

1 果汁褐变机理探究

1.1果汁褐变现象分析

一般来说，能够将褐变划分为酶促褐变以及非酶褐变两种主要类型。其中，多酚氧化酶以及多酚类物质、氧气共同组成酶促褐变反应所需条件；根据机理可把非酶褐变细化分成焦糖化反应以及美拉德反应、抗坏血酸氧化分析以及多元酚氧化缩合，维生素C以及多酚属于非酶褐变底物。这两种褐变始终存在于整个果汁饮料的加工进程中。在1987年，M.Y.Coseteng等相关专家针对多酚氧化物酶褐变底物浓度跟褐变程度相互之间关系展开研究时，发现所分析的全部7类样品中，果汁褐变的实际程度跟底物或者是多酚氧化酶的活性相互间关联度是较小的，若需将其划分成两类，则一部分褐变程度是直接相关多酚氧化酶活性的，即r2=0.827，另一部分则是总酚相关褐变的程度相对较高，即r2=0.986。基于此可知，酶褐变及非酶褐变共同作用形成了褐变，非酶褐变跟总酚相互间存在有必然联系，酶褐变则跟多酚氧化酶活性有着紧密关系。除此之外，在果汁加工的各个阶段，酶褐变及非酶褐变所产生影响不尽相同。李佩艳专家在研究浓缩苹果汁加工进程时，发现压榨以及破碎等相关工序中主要形成的是酶促褐变，历经巴氏杀菌这道工序之后，加工果汁所形成褐变主要是非酶褐变。

1.2果汁褐变机理分析

1.2.1温度

分析温度这一因素条件，非酶褐变会受到起的直接影响，若温度差为十度，那么果汁褐变速度能够相差3～5倍，譬如说，发生美拉德反应的时候，通常温度超过30 ℃的时候，反应速度相对较快些，若是温度处于10 ℃以下进行果汁存放便可起到良好褐变抑制效果。酶促褐变所受温度影响是更加之大的，20 ℃为PPO最适温度值，PPO自身具备的耐热性较弱些，若是在90 ℃情况下针对其展开1 min左右的处理则会导致95％以上的酶丧失活性。此外，温度自身所具稳定性同样会影响到褐变，若处于恒温条件，对比而言，果汁贮藏酚类损失与实际褐变速率均会小于变温条件下的果汁储存状态。

1.2.2pH值

在pH值影响下，非酶褐变所形成表现是，若pH值大于3，伴随着pH值持续升高，非酶褐变实际反应速率随之变快，对于抗坏血酸而言，若pH值在3左右时，其相对稳定些，若是更加偏向于碱性则稳定性欠佳，容易导致褐变问题出现，因此，为达到褐变控制目标可采用降低果汁pH值这一有效手段。与此同时，pH值同样会对酶促褐变产生巨大影响，在日常实验开展中，郝惠英专家发现，在苹果果汁中，多酚氧化酶pH值范围应控制在4.7～7.4内，6.2最为适宜，若是pH值能够上升至6.6，那么酶活性是最高值的60％左右，一旦pH值下降至5.8，则酶活性最高值是80％。

1.2.3底物

发酵底物若存在差异，对应的果汁褐变能力不尽相同。Sn2+等离子能够有效催化激活酚酶，使之活性不断强化，同时逐步加快氧化作用，促使花青素变色速率变快；此外，花青素跟金属会产生暗灰色沉淀物质，草莓汁褐变会因为这一因素存在而加快变化速度。在氧气或者是氧化酶的不断作用下，维生素C发生氧化反应实现脱氢抗坏血酸的生成，一方面，其能够开环脱羧形成糠醛，而后发生聚合生成黑色素，从另一个角度来看，这种化合物能够跟果汁中包含的氨基化合物进行美德反应实现黑色素的有效生成。氧气以及pH值是会对维生素褐变造成影响的直接因素，若是pH值越高且氧气含量越大，则会催发更为明显的褐变问题。除此之外，包括Cu2+及Fe2+在内的微量金属离子、氧化酶等同样会对褐变起到一定促进作用。

1.2.4氧气

果汁饮料褐变备受氧气含量的直接影响，这主要是因为氧气是造成非酶褐变必然条件，同时氧气会使维生素C氧化分解进程不断加快。就目前的情况来看，我国多数现代化果品加工企业均是从国外直接进行先进设备引进的，比如说，开展鲜榨汁以及果肉浑浊汁生产工作的企业均运用的是瞬时高温以及真空脱气并采取有效的灭菌措施，旨在起到良好的褐变控制成效。酶法脱氧为一种行之有效的可行脱氧手段。将适量过氧化氢酶或者是葡萄糖氧化酶加在果汁产品中，能够把果汁中氧气及时去除，同时满足褐变抑制需求，并有效预防好气菌的持续繁殖，加之过氧化氢的产生，达到一定的杀菌目的。

1.3果汁褐变抑制措施

1.3.1合理运用褐变抑制剂

（1）有机酸抗坏血酸以及柠檬酸、苯甲酸等均属于常用有机酸，基于pH值得合理降低能够起到良好的非酶褐变控制作用，若果汁pH值控制在3.0左右，则不易形成非酶褐变，pH值过低或者过高均会催发程度较大的非酶褐变。其中，使用次数最多的食用酸是柠檬酸，若是选择褐变抑制剂，一般而言，混合使用亚硫酸或者是抗坏血酸能够获得更为良好的使用效果。

（2）含硫氨基酸和亚硫酸盐反应物羰基结合亚硫酸根能够产生加成化合物，所得加成物会跟氨基化合物发生缩合，然而得到的缩合产物不会在产生schif碱以及N-葡萄糖基胺，进而使得美拉德反应进一步发生被阻隔，可取得较佳抑制成效；中间产物羰基结合亚硫酸根能够生成加成化合物，对比可知，其褐变活性比氨基化合物跟还原糖生产的中间产物远远较低，从而规避后面的生成类黑精反应的形成。

（3）氯化钙（CaCl2）。基于两方面能够解释CaCl2抑制果汁褐变的作用，首先，钙结合氨基酸生成不溶化合物，所以二氧化硫在钙盐的协同作用下能够起到良好褐变抑制作用；其次，Ca2+跟PPO中存在的Cu2+实现竞争。现如今，在马铃薯以及白玫瑰等食物中已然成功采用CaCl2，虽然此类食品在存在有亚硫酸盐的情况能够加速褐变形成，然而其通过跟CaCl2的有效结合则能获取良好抑制成效。

1.3.2优化控制工艺及储藏温度

开始加工之前实施热烫操作，能够让多酚氧化酶活性被合理降低，使得酶变的形成受到抑制，在此需注意，如此一来会影响到产品自身品质。众多专家基于热协同及压力措施应用处理果汁，赵光远等专家通过超高压技术运用协同热或者是单独处理鲜榨苹果汁，旨在就其中所包含多酚氧化酶所产生影响展开细化研究，所得结果是处理强度达到400 MPa且温度处于50 ℃以上的时候，果汁中PPO会丧失超过60％的活性，若处理强度为750 MPa且温度为50 ℃以上的时候，PPO活性丧失率能达到90％。

2 结语

综上可知，一直以来，果汁加工企业备受果汁褐变问题的困扰，立足褐变机理分析，积极找出主要的褐变类型，针对性采取有效的褐变抑制措施，控制褐变程度加深，保障果汁品质显得非常重要。

［1］黄春秋，杨志伟，林 君，等.柠檬酸亚锡二钠抑制橄榄果汁褐变研究［J］.南方农业学报，2015，46（2）：313-316.

［2］舒念辉.果汁褐变及控制研究［J］.食品与发酵科技，2011，47（5）：59-61.

［3］连志超，何 仁，周晶晶，等.百香果汁褐变抑制剂的试验研究［J］.包装与食品机械，2011，29（5）：5-8. ［4］刘淑敏，张兴龙，邵兴锋，等.裂褶菌多糖抑制枇杷果汁褐变的工艺优化［J］.食品科学，2016，37（6）：58-63.

Research Progress on the Mechanism of Fruit J uice Browning

Yao Sen
（Research Institute of Hangzhou Wahaha Group Co. Ltd.， Hangzhou 310018， China）

Throughout the show， for the full realization of the fruit added value to strengthen the comprehensive， juice processing the effective measures can be used to reasonably avoid economic loss caused due to the juice to be sold in a timely manner appeared. However， in the process of fruit juice processing， fruit juice browning is always a great challenge for the juice processing industry， and it is very important to study it.

Fruit juice； Browning； Mechanism

TS255.44

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.12.002

姚森（1982-），男，湖北人，硕士，工程师；主要研究方向为果汁饮料和植物蛋白饮料开发。