无硫杏脯褐变控制技术研究

张芳，康三江，苟丽娜，庞中存

（甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃兰州730070）

无硫杏脯褐变控制技术研究

张芳，康三江，苟丽娜，庞中存

（甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃兰州730070）

酶促褐变是水果蔬菜加工过程中普遍存在的现象，本文旨在探讨无硫杏脯褐变的最佳控制工艺。采用先单因素后正交试验设计，探讨氯化钙、柠檬酸、氯化钠、D-异抗坏血酸钠及浸泡时间对杏脯多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）以及色泽的影响。结果显示，无硫杏脯最佳护色工艺配方为氯化钙0.3%+氯化钠1.0%+柠檬酸0.2%+D-异抗坏血酸钠0.2%，浸泡时间4 h，在此条件下可以最大限度的抑制杏PPO、POD活性，保持杏脯色泽。

大接杏；褐变；多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）；抑制剂

杏是多年生木本植物的果实，是一种时令性水果，具有风味独特、色泽艳丽、营养丰富的特点[1]。其加工制品也深受人们喜爱，但是在加工过程中很容易发生褐变，引起杏的色泽、风味和质地发生严重变化，大大影响杏的商业价值[2-3]。

酶促褐变是水果蔬菜加工过程中普遍存在的现象。近些年来，植物组织褐变已经引起许多学者的重视，并已受到了比较广泛和深入的研究。研究已证实，参与植物组织褐变的酶主要是多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）和过氧化物酶（peroxidase,POD）[4]。在果实的深加工过程中，机械损伤（如破碎或切割）会造成氧化酶类与酚类物质直接接触从而造成果实褐变现象的发生。以往在杏制品的加工过程中，一般都是用亚硫酸盐类或硫酸盐类进行护色，但是这样会造成杏制品中残留较多的二氧化硫。因此，为了减少杏制品中二氧化硫的残留量从而提高杏制品的风味和质地，本文以兰州“大接杏”为试材，通过研究杏脯加工过程中褐变相关酶（PPO、POD）活力和色差值的变化，找到抑制杏制品加工过程中褐变发生的方法，并筛选出一套最佳复合抑制剂护色方案，以期为杏制品的开发利用提供一定的理论支持和技术指导。

1 材料与试验设计

1.1 材料与设备

7～8月份成熟的兰州大接杏。柠檬酸、氯化钠、氯化钙等试剂均为分析纯；白砂糖、D-异抗坏血酸钠为食品级。

BT224S型精密电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；手持糖度计：北京惠博瑞科折射仪厂；SHG-D（Ⅲ）型真空泵：上海振捷实验设备有限公司、烘干箱、DHG-9140型的鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司。UV2400型紫外-可见分光光度计：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；TGL-16MC高速台式冷冻离心机：湖南长沙湘鹰离心机有限公司。

1.2 无硫杏脯制作工艺流程

原料分拣→清洗→去皮、去核、切半→护色烫漂处理（测定PPO、POD及色泽指标）→第一次糖煮（40%糖液）→真空糖渍→第二次糖煮（60%糖液）→真空糖渍→烘制→包装贮藏→定期测定PPO、POD及色泽指标

1.3 测定指标及方法

1.3.1 PPO、POD的活性测定

粗酶液的提取及PPO、POD相对酶活的测定参照曹健康等[5]方法。

1.3.2 色泽测定

鲜杏和无硫护色杏脯的颜色按照国际照明委员会1976年制定的表色系统。应用色差计测量其色差值L*，色彩指数a*和b*[6-7]。则两者之间的△E*ab可用下列公式计算。

△E*ab值越小，代表无硫护色杏脯与鲜杏的色差越小，褐变程度越小。

1.4 试验设计

1.4.1 单一抑制剂适宜浓度的确定

氯化钙溶液分别取0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0.60%；柠檬酸溶液分别取0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%；D-异抗坏血酸钠溶液分别取0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0.60%；氯化钠溶液分别取 0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%、1.20%；浸泡时间分别为 1、2、3、4、5、6 h。对硬化后的杏肉进行护色处理，按工艺流程进行后序处理并进行感官评定。

1.4.2 复合抑制剂对杏脯褐变的影响

正交试验设计：在上述单因素试验的基础上，设计正交试验，选用L16（45）正交表，以柠檬酸、氯化钠、D-异抗坏血酸钠、氯化钙、护色时间为五因素，每因素选取4个水平，以PPO、POD活性及杏脯色差值为考察指标确定无硫杏脯的最佳护色方案。

表1 正交试验因素水平表Table 1

2 结果与分析

2.1 单一抑制剂对杏脯护色效果的影响

2.1.1 不同浓度氯化钙对无硫杏脯护色的效果

不同浓度氯化钙对无硫杏脯的护色效果结果见表2。

表2 不同浓度氯化钙对杏脯的护色效果Table 2 The protecting effects of calcium chloride on apricot

由表2所示，使用不同浓度氯化钙护色后，PPO、POD酶活及色差值比对照明显下降。在氯化钙浓度为0.4%时，酶活最低，PPO活性为1.834 U/（g·min），POD活性为14.648 U/（g·min），色差值为46.26，说明氯化钙具有一定的护色作用。

2.1.2 不同浓度氯化钠对无硫杏脯护色的效果

不同浓度氯化钠对无硫杏脯的护色效果见表3。

表3 不同浓度氯化钠对无硫杏脯的护色效果Table 3 The protecting effects of sodium chloride on apricot

由表3可以看出，使用氯化钠护色后，PPO、POD酶活及色差值比对照明显下降。在氯化钠浓度为1.2%时，酶活最低（PPO：1.526 U/（g·min），POD：13.398 U/（g·min），色差值：47.11），说明氯化钠的护色效果随浓度增加而增加。

2.1.3 不同浓度柠檬酸对无硫杏脯护色的效果

不同浓度柠檬酸对无硫杏脯护色的效果如表4所示。

表4 不同浓度柠檬酸对无硫杏脯的护色效果Table 4 The protecting effects of citric acid on apricot

由表4可知，使用柠檬酸护色后，PPO、POD酶活及色差值比对照相比明显下降。在柠檬酸浓度为0.6%时，酶活最低（PPO：1.842 U/（g·min），POD：14.543 U/（g·min），色差值：46.89）。然而，当柠檬酸浓度大于0.8%时，PPO与POD的酶活性呈上升趋势，说明柠檬酸具有一定的护色作用，且浓度要适宜。

2.1.4 不同浓度D-异抗坏血酸钠对无硫杏脯的护色效果

不同浓度D-异抗坏血酸钠对无硫杏脯的护色效果见表5。

由表5可以看出，使用D-异抗坏血酸钠护色后，PPO、POD酶活及色差值与对照相比发生明显变化，随着D-异抗坏血酸钠浓度的升高，PPO、POD的活性先下降后上升。在D-异抗坏血酸钠浓度为0.3%时，酶活最低：PPO为2.298 U/（g·min）；POD为12.231 U/（g·min），色差值为47.15。说明D-异抗坏血酸钠具有一定的护色作用，且护色浓度要适宜。

表5 不同浓度D-异抗坏血酸钠对无硫杏脯的护色效果Table 5 The protecting effects of sodium D-isoascorbate on apricot

2.1.5 不同浸泡时间对无硫杏脯的护色效果

不同浸泡时间对无硫杏脯的护色效果如表6所示。

表6 不同浸泡时间对无硫杏脯的护色效果Table 6 The protecting effects of soaking time on apricot

由表6可知，不同护色时间处理后，PPO、POD酶活及色差值与对照相比明显下降。说明在本试验条件下，随着护色时间的延长，护色效果越好。在护色时间为5 h时，PPO和POD酶活最低，分别为2.345和11.413；色差值为 45.71。

2.2 正交试验结果

按照工艺流程和试验安排，进行杏脯无硫护色正交试验，结果见表7。

表7 正交试验结果Table 7 The orthogonal test result

续表7 正交试验结果Continue table 7 The orthogonal test result

以未护色和0.12%的Na2S2O5溶液浸渍20 min为对照。从表7可知，各试验因素对杏脯PPO、POD及色差值有着重要的影响，使用复合抑制剂后显著降低了杏脯PPO、POD及色差值。最显著的因素为氯化钠和D-异抗坏血酸钠，其次是氯化钙及柠檬酸，由极差值R大小得出各影响因素的主次顺序是氯化钠＞D-异抗坏血酸钠＞护色时间＞氯化钙＞柠檬酸；即本试验条件下以PPO为指标无硫杏脯最佳护色工艺为A3B3C1D1E4，即采用0.3%氯化钙+1.0%氯化钠+0.2%柠檬酸+0.2%D-异抗坏血酸钠的护色液及护色时间4 h制成的杏脯块型整齐、呈金黄色、酸甜适中、柔软有韧性、无异味，不含硫、有杏香味、品质最好。

2.3 验证试验

采用0.3%氯化钙+1.0%氯化钠+0.2%柠檬酸+0.2%D-异抗坏血酸钠的护色液及护色时间4 h为试验条件进行3次验证试验，验证试验结果表8。

表8 验证试验结果Table 8 The verification result

验证试验结果表明：采用本试验条件下无硫杏脯最佳护色工艺，即采用0.3%氯化钙+1.0%氯化钠+0.6%柠檬酸+0.2%D-异抗坏血酸钠的护色液及护色时间4 h制成的杏脯PPO、POD的活性及色差值都较低，说明试验结果的可信度较高。即此护色配方能有效抑制PPO、POD的活性，使杏脯块型整齐、呈金黄色、酸甜适中、柔软有韧性、无异味、不含硫，有杏香味、品质最好。

3 讨论

杏中PPO的含量特别丰富，很容易发生酶促褐变。因此可通过物理、化学以及生化手段等方法来切断或控制酶的催化反应，如高压、加热、加入酶抑制剂等[7]。许多学者研究了抑制果蔬酶促褐变的方法，其中使用化学抑制剂是最廉价且有效的方法，同时优化褐变抑制剂配方是目前研究的重点[9-11]。

目前多种化学抑制剂已被用于抑制果蔬褐变的发生，如：抗坏血酸、D-异抗坏血酸、L-半胱氨酸、草酸、植酸、柠檬酸、NaCl、CaCl2、4-HR 等。在实际应用中，复合抑制剂比单独使用的护色效果更好[12-18]。张珍[19]通过分析PPO的性质研究了杏产品的护色工艺，研究表明，在杏制品的加工过程中添加1.5%的维生素C、0.25%的柠檬酸和0.2%的氯化锌后可有效抑制PPO的活性，并对杏制品具有良好的护色效果。赵桂玲[20]研究了杏片厚度和护色工艺对杏制品的护色效果，发现将4 mm～5 mm的杏片在含0.3%β-环状糊精和0.2%葡萄糖酸锌的护色液中热烫2 min后可有效抑制PPO的酶活，从而防止杏浆料的褐变。刘璇等[21]以明度值和色差值作为杏干褐变的指标，研究了无硫护色液对冻干杏干的护色效果，结果显示在柠檬酸0.4%、氯化钠0.1%、抗坏血酸0.06%以及焦磷酸钠0.04%的护色液中浸泡10 min的条件下，杏干的颜色保持的最好。此外，也有研究表明经0.1%柠檬酸+0.1%氯化钠+0.03%抗坏血酸+0.04%亚硫酸护色液处理后的杏片干也能保持良好的色泽、香味组织形态[22]。由此可见，多种抑制剂的协同使用能更有效的控制杏加工过程中出现的褐变现象。本文同时以POD、PPO的酶活性以及色差值的变化为研究指标，研究了氯化钙、氯化钠、柠檬酸、D-异抗环血酸对杏脯护色效果的影响。单因素试验结果表明，单独使用氯化钙、氯化钠、柠檬酸、D-异抗环血酸均能显著降低PPO、POD的活性以及色差值，但是使用浓度要适宜，且浸泡时间不宜过长。进一步，正交试验结果表明对杏脯护色效果影响最显著的因素是氯化钠和D-异抗坏血酸钠，其次是氯化钙及柠檬酸。

另外，本文正交试验和验证试验均表明：将杏在含A3B3C1D1E4即氯化钙0.3%、氯化钠1.0%、柠檬酸0.2%、D-异抗坏血酸钠0.2%的护色液中浸泡时间4 h时，可以最大限度的抑制杏PPO、POD活性，降低色差值，保持杏脯色泽，可有效抑制杏脯加工过程中酶促褐变的发生。因此，在生产中可将多种护色剂结合使用从而最大限度的发挥其协同增效作用，既能减轻异味，也能提升口感。

4 结论

从本文正交试验可以看出，对杏脯护色效果影响最显著的因素是氯化钠和D-异抗坏血酸钠，其次是氯化钙及柠檬酸。护色剂之间的协同可以很大程度的提高杏脯的护色效果，在本试验条件下其最佳复合抑制剂护色方案是氯化钙0.3%、氯化钠1.0%、柠檬酸0.2%、D-异抗坏血酸钠0.2%、浸泡时间4 h。在此条件下可以最大限度的抑制杏PPO、POD活性，保持杏脯色泽，提高产品质量。

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Study on Browning Control Technology of Apricot without Sulphite

ZHANG Fang，KANG San-jiang，GOU Li-na，PANG Zhong-cun
（Agricultural Product Storage and Processing Research Institute，Gansu Academy of Agricultural Science，Lanzhou 730070，Gansu，China）

Enzymatic browning is a common phenomenon in the processing of fruits and vegetables.This paper aimed to discuss the best control technology of browning of apricot without sulphite.The orthogonal design was performed to study the effects of calcium chloride，citric acid，sodium chloride，sodium D-erythorbate and soaking time on the PPO and POD activity and the color of the apricot without sulphite.The results revealed that the optimum technological parameters were as follows：calcium chloride 0.3%，citric acid 0.2%，sodium chloride 1.0%，sodium D-isoascorbate 0.2%，immersion time 4 h.In this condition，the PPO and POD activities were extensively inhibited and the color of apricot was extensively maintained.

apricot；browning；poiyphenol oxidase（PPO）；peroxidase（POD）；inhibitors

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.018

2014年度甘肃省农业科学院中青年基金项目（2014GAAS28）；2017年度甘肃省林业科技计划项目(2017kj056)

张芳（1977—），女（汉），副研究员，本科，主要从事果蔬精深加工方面的研究工作。

2017-04-24