哈密瓜干制过程中褐变抑制工艺的研究

许　建，马西欣，陈俊科，白世践

(1新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐　830052；2新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆鄯善　838200；3新疆农业大学经济与贸易学院，乌鲁木齐　830052)



哈密瓜干制过程中褐变抑制工艺的研究

许建1，马西欣2，陈俊科3，白世践2

(1新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐830052；2新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆鄯善838200；3新疆农业大学经济与贸易学院，乌鲁木齐830052)

摘要：以哈密瓜为原料，采用自然干制方式，以哈密瓜干表面色泽与褐变度为研究指标，研究不同褐变抑制剂与浓度对哈密瓜干制褐变抑制的效果。试验结果表明，哈密瓜干制过程中，柠檬酸浓度>0.3%，氯化钠、氯化钙浓度>0.5%，L-半胱氨酸(L-Cys)、亚硫酸钠浓度>0.05%时均有褐变抑制作用。采用L9(34)正交试验设计，利用各护色剂之间的交互协同作用，得到优化褐变抑制剂配比：L-Cys浓度0.1%、氯化钙浓度1.5%、柠檬酸浓度0.3%、氯化钠浓度1.0%；经复合护色剂处理制得哈密瓜干表面色差L=70.49，a=39.42，b=16.18，与对照组比较均呈差异显著(P<0.05)；褐变度为0.081，与对照组呈极显著差异(P<0.01)。经复合护色剂处理的哈密瓜干能够有效抑制褐变产生，使制品保持优良的色泽。

关键词：哈密瓜；干制；褐变；抑制

哈密瓜是新疆的名优特产，由于哈密瓜是热敏性果实，从而严重制约了哈密瓜的加工及发展，导致非商品性瓜利用率很低，这样既造成浪费又阻滞了农户的增产增收[1-3]。本研究采用单因素试验筛选护色剂种类及浓度，并采用正交试验优化复合护色剂最优配比，以期规范哈密瓜干制过程中褐变控制的工艺技术，制作出感官漂亮、商品性优良的哈密瓜干，以提升产品竞争力。

1材料与方法

1.1试验材料

西州密25号，可溶性固形物含量为15%～17%。采用自然晾晒方式，待瓜干水分含量降至15±1%采收。

1.2主要试验仪器与试剂

1.2.1主要仪器Lab色差仪、手持式折光仪、真空包装机、酸度计、可见光分光光度计、离心机等。

1.2.2试剂氯化钠、氯化钙、抗坏血酸、柠檬酸、L-半胱氨酸、亚硫酸氢钠等。

1.3主要试验检测方法 1.3.1表面色泽的测定色差仪L*a*b*值法：L为亮度指数，L=100表示白色，L=0表示黑色。+a值越大，表明颜色越接近红色；-a值越大，颜色越接近绿色。+b值越大，表明颜色越接近黄色；-b值越大，颜色越接近蓝色。取5批样品，每批样品测3次，取平均值。1.3.2褐变度测定方法取哈密瓜干2.0g加入5mL无水乙醇中，加入少量石英砂研磨，研磨均匀后置于离心管中震荡混匀10min，6 000r/min离心15min后，取上清液在420nm处用紫外分光光度计测定其吸光值，单位为：OD420/g。1.4试验因素及水平表1.4.1单因素试验及水平单因素试验及水平见表1。

表1　单因素试验及水平

1.4.2正交试验因素及水平正交试验因素及水平见表2。

表2　正交试验因素及水平　　单位：%

2结果与分析

2.1单因素试验结果与分析

根据单因素试验，对不同浓度褐变抑制剂处理制得哈密瓜干表面颜色进行L、b值测定，不同褐变抑制剂不同浓度下其抑制褐变的效果各有区别(图1、2)。品质优良的哈密瓜干表面呈现亮黄色，色泽鲜艳。

图1　褐变抑制剂浓度梯度对瓜干L值的影响

图2　褐变抑制剂浓度梯度对瓜干b值的影响

(1)随着抗坏血酸浓度的增加，哈密瓜干的颜色逐渐变暗，并失去果肉原有的浅黄色。维生素C也常作为添加剂与柠檬酸配合用来抑制酶促褐变，需要在一定酸性环境下才能起到抑制褐变的作用，但如添加使用不当，抗坏血酸的氧化褐变反过来又会影响产品的色泽[4]。维生素C可以在抗坏血酸氧化酶的作用下氧化褐变，也可以自动氧化产生羰基糠醛，醛类物质进一步聚合为褐色素[5]。(2)L-Cys为含巯基的新型褐变抑制剂，具有替代亚硫酸盐的作用[6，7]。随着浓度的增加，哈密瓜干L值、b值均呈先上升后下降趋势，在浓度0.15%时，L值最大；浓度0.1%时，b值最大。综合考虑，选用其浓度为0.05%～0.15%。(3)亚硫酸盐是传统的褐变抑制剂，但它破坏营养，使组织软化并产生异味，且有害健康。亚硫酸盐能够有效抑制哈密瓜干褐变的发生，在试验浓度内(0.05%～0.25%)制品表面颜色均呈上升趋势。(4)钙盐可与氨基酸结合为不溶性化合物，有控制褐变的作用[8，9]。随着氯化钙浓度的增大，哈密瓜干L值、b值均呈下降趋势。后期试验选用其浓度为0.05%～0.15%。(5)氯化钠能够抑制褐变的发生，浓度越高褐变抑制效果越好，但是过高浓度会使瓜干变咸，影响口感。(6)柠檬酸可使酚酶反应体系pH值降低而偏离最适pH值，同时络合铜辅基，抑制PPO活性[10]。随着柠檬酸浓度的增加，L值呈先下降后上升趋势，b值呈下降趋势。综合试验结果，选用浓度为0.3%～0.9%。

2.2正交试验结果及分析

由表3L值、b值结果可见，影响两值变化的因素大小顺序均是：C>A>D>B，即为：L-半胱氨酸盐酸盐>氯化钙>柠檬酸>氯化钠，而最优组合却有所差别，分别为：A1B1C2D1，即L-半胱氨酸盐酸盐浓度0.1%、氯化钙浓度1.5%、柠檬酸浓度0.6%、氯化钠浓度0.5%；A1B2C1D3，即L-半胱氨酸盐酸盐浓度0.1%、氯化钙浓度2.0%、柠檬酸浓度0.3%、氯化钠浓度1.5%。由褐变度分析结果可见，影响褐变度变化的因素大小顺序是：L-半胱氨酸盐酸盐>氯化钙>柠檬酸>氯化钠，与正交试验L值、b值结果一致，说明利用色差仪测定制品L值与b值可以直观地表现出其褐变程度。影响制品L值、b值、褐变度的最优组合分别为：A1B1C2D1、A1B2C1D3、A1B2C1D2，且影响因素大小顺序均是：C>A>D>B。比较各最优组合发现，各组均以A1(即氯化钠浓度1.0%)条件下最好，对处理因素D(即柠檬酸含量)影响差异最大，且影响最不显著。该试验在有效抑制褐变程度并减少食品添加剂用量的原则下，最终选取组合为A1B1C1D2，即L-半胱氨酸盐酸盐浓度0.1%、氯化钙浓度1.5%、柠檬酸浓度0.3%、氯化钠浓度1.0%。

表3　正交试验结果

2.3验证试验及结果

由表4可见，验证组哈密瓜干表面色泽与对照组比较均呈显著性差异(P<0.05)，褐变度呈极显著差异(P<0.01)。

表4　正交试验结果

3结论与讨论

试验结果显示，不同种类的褐变抑制剂及浓度对哈密瓜干的褐变抑制效果各有不同。柠檬酸、抗坏血酸、苯甲酸等有机酸，一般是通过降低pH值达到抑制非酶褐变的目的[11]。在该试验中，当维生素C在单独作为褐变抑制剂使用时，对褐变抑制作用很小，且随着其浓度的升高反而加速了褐变的产生。抗坏血酸作为褐变抑制剂具有双效性，且抗坏血酸氧化分解产生的褐变是非酶褐变的4种类型之一[12]。抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸，水合形成2，3-二酮古洛糖酸，经脱水、脱羧后形成糠醛，而糠醛是形成类黑色素的主要前体物质，这也是抗坏血酸加速褐变的主要机理。试验中将同浓度的亚硫酸氢钠与L-半胱氨酸(L-Cys)进行褐变抑制效果比对，发现L-Cys在浓度范围0.05%～0.15%时，褐变抑制作用与亚硫酸盐相似，说明含硫氨基酸作为褐变抑制剂具有替代亚硫酸盐的潜在利用价值。研究认为，当柠檬酸浓度>0.3%，氯化钠、氯化钙浓度>0.5%，L-Cys、亚硫酸钠浓度>0.05%时均显现褐变抑制作用。本试验最终得到试验优化条件为：L-Cys浓度0.1%、氯化钙浓度1.5%、柠檬酸浓度0.3%、氯化钠浓度1.0%。由优化条件制得的哈密瓜干色泽鲜亮，制品色泽参数与对照组比较均呈显著性差异(P<0.05)；褐变度与对照组呈极显著差异(P<0.01)。说明在该复合护色剂条件下，能够有效抑制哈密瓜干褐变的产生，制得品质优良的哈密瓜干。◇

参考文献

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(责任编辑李燕妮)

作者简介：许建(1982—)，男，在读博士研究生，助理研究员，研究方向：园艺作物栽培及贮藏加工。

Study on Browning Inhibition Process in Dried Hami Melon

XU Jian1，MA Xi-xin2，CHEN Jun-ke3，BAI Shi-jian2

(1College of Forestry and Horticulture，Xinjiang Agricultural University，Urmuqi 830052，China；2Xinjiang Research Laboratory of Grape and Melon，Shanshan 838200，China；3College of Economics and Business，Xinjiang Agricultural University，Urmuqi 830052，China)

Abstract：The dried Hami melon were made by nature air drying.With surface color and browning degree of dried melon as evaluation index，we researched the effects of different browning inhibition and concentration on browning inhibition of dried Hami melon.Results showed that brownin，inhibition could produce effect when citric acid concentration > 0.3%，sodium chloride and calcium chloride concentration > 0.5%，or L-Cys and sodium sulfite concentration > 0.05%.L9(34)test showed optimize the ratio of browning inhibitors was that 0.1% L-Cys，1.5% calcium chloride，0.3% citric acid and 1.0% sodium chloride。Dried melon used the compound reagent，had good color with the value were L=70.49，a=39.42，b=16.18，which had significant differences(P<0.05)with the control group.While browning degree was 0.081，which had significant differences with the control group(P<0.01).The dried melon processed with complex color-protective liquid had good color and low degree of browning.

Keywords：Hami melon；drying；browning；inhibition