褐变抑制剂对雪梨味南酸枣复合果泥贮藏期非酶褐变的影响

摘要：为研究抗坏血酸、曲酸、植酸、L-半胱氨酸、乳清分离蛋白（WPI）和葡萄糖氧化酶（GOD）对雪梨味南酸枣复合果泥贮藏期间非酶褐变的影响，通过单因素试验和正交试验，以总酚、维生素C、5-羟甲基糠醛（HMF）、褐变度、还原糖和褐变率为指标，分析6种褐变抑制剂的控制效果，并选择3种进行复配以确定最佳褐变抑制剂配方。结果表明，植酸对复合果泥不具备褐变抑制效果，抗坏血酸、曲酸、L-半胱氨酸、WPI和GOD对复合果泥均有一定的护色效果，其中曲酸的褐变抑制效果最显著。由正交试验得到最佳褐变抑制剂组合为曲酸质量浓度3.0 g/L、WPI质量浓度2.0 g/L、GOD质量浓度0.5 g/L，在此条件下复合果泥的褐变度最低（0.162），总酚含量（3.294 mg/mL）和维生素C含量（14.74 mg/100 g）明显高于单一抑制剂，可有效抑制果泥发生褐变。

关键词：南酸枣；雪梨；果泥；非酶褐变；褐变抑制剂

中图分类号：TS202.3""""" 文献标志码：A"""" 文章编号：1000-9973（2024）11-0035-07

Effect of Browning Inhibitor on Non-Enzymatic Browning of Snow Pear-Flavor

Choerospondias axillaris Compound Puree During Storage

XIAO Chuan-quan1， DENG Wen-xin1， ZHANG Nan2， LUO Xiao-dan2，

WANG Yang1， YE Yang1*

（1.College of Bioengineering， Sichuan University of Science and Engineering， Yibin 644000， China;

2.Yibin National Agriculture Science and Technology Park， Yibin 644000， China）

Abstract： In order to study the effects of ascorbic acid， kojic acid， phytic acid， L-cysteine， whey protein isolate （WPI） and glucose oxidase （GOD） on the non-enzymatic browning of snow pear-flavor Choerospondias axillaris compound puree during storage， with total phenols， vitamin C， 5-hydroxymethylfurfural （HMF）， degree of browning， reducing sugar and rate of browning as the indexes， the control effects of six browning inhibitors are analyzed by single factor test and orthogonal test， and three inhibitors are selected for compounding to determine the optimal browning inhibitor formula. The results show that phytic acid has no browning inhibitory effect on the compound puree， and ascorbic acid， kojic acid， L-cysteine， WPI and GOD have certain color protection effects on the compound puree， among which， kojic acid has the most significant browning inhibitory effect. The optimal combination of browning inhibitors obtained in the orthogonal test is kojic acid mass concentration of 3.0 g/L， WPI mass concentration of 2.0 g/L and GOD mass concentration of 0.5 g/L. The compound puree under these conditions has the lowest browning degree （0.162）， and the content of total phenols （3.294 mg/mL） and vitamin C （14.74 mg/100 g） is significantly higher than that of single inhibitor， which can effectively inhibit the browning occurrence of puree.

Key words： Choerospondias axillaris; snow pear; puree; non-enzymatic browning; browning inhibitor

收稿日期：2024-04-22

基金项目：四川省科技厅重点研发项目（2021YFN0023）

作者简介：肖川泉（1998—），女，硕士，研究方向：农产品精深加工。

*通信作者：叶阳（1982—），女，副教授，博士，研究方向：农畜产品精深加工。

南酸枣（Choerospondias axillaris）属于漆树科南酸枣属[1]，又名“广枣”，是一种药食同源的植物，其果实富含黄酮、酚酸、多种维生素和矿物质成分[2]。但这些营养物质大多不稳定，在加工和贮藏过程中会造成果泥褐变、营养物质和香味物质损失，大大降低了南酸枣产品的商品价值。

由于水果在加工过程中经过了热烫处理，酶在贮藏前已经被钝化，因此果泥在贮藏期间的褐变主要归因于非酶反应。本实验室前期研究[3]发现南酸枣复合果泥的非酶褐变主要是由美拉德反应和抗坏血酸降解引起的，目前，控制非酶褐变的方法分为物理方式和化学方式。物理方式主要包括低热、超声波和微波处理，如Kim等[4]研究发现无氧热处理能有效地保持苹果泥的颜色，缓解酚类化合物和抗坏血酸的降解；Franco等[5]研究发现超声和微波处理显著降低了冷藏香蕉泥的褐变度。而化学方式主要是添加褐变抑制剂，如Magri等[6]研究发现褪黑素和抗坏血酸联合使用可以改善鲜切牛油果在冷藏过程中的非酶褐变；Li等[7]研究发现阿魏酸和植酸能作为亚硫酸钠的替代品改善酸枣果饼的色泽。其中，添加褐变抑制剂是最经济、便捷的方式，尤其是多种抑制剂的复配使用，其护色效果往往优于单一抑制剂。

研究表明[8-10]，褐变抑制剂已经被广泛应用于果蔬产品中，但抑制剂对南酸枣系列产品非酶褐变的研究报道较少。因此，本文通过单因素试验和正交试验研究6种褐变抑制剂对南酸枣复合果泥贮藏期间非酶褐变的影响，测定非酶褐变的相关指标，并确定最佳的褐变抑制剂组合，为相关果蔬产品的褐变研究提供了参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苹果、雪梨、蔗糖：四川省宜宾市；南酸枣泥：四川宏野食品有限公司；福林酚（分析纯）：上海展云化工有限公司；2，6-二氯靛酚钠盐（分析纯）：合肥博美生物科技有限责任公司；酒石酸钾钠、3，5-二硝基水杨酸、苯酚（均为分析纯）：成都市科隆化学品有限公司；抗坏血酸、曲酸、植酸、L-半胱氨酸、乳清分离蛋白、葡萄糖氧化酶（均为食品级）：广州知味生物科技有限公司；5-羟甲基糠醛（HMF，色谱纯）：阿拉丁试剂（上海）有限公司；其余试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备

LC-2030C 3D Plus型高效液相色谱仪 岛津企业管理（中国）有限公司；StableBond型色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm） 美国安捷伦科技有限公司；TG16G型医用离心机 盐城市凯特实验仪器有限公司；HH-2型数显恒温水浴锅 常州荣华仪器制造有限公司；SP520型破壁料理机 浙江苏泊尔股份有限公司；UV-1900i型紫外可见分光光度计 岛津仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

原料处理→漂烫灭酶→水果打浆→调配混合→装袋封口→灭菌储藏。

南酸枣复合果泥的配方为南酸枣∶雪梨∶苹果∶蔗糖∶水=8∶8∶6∶3∶16。将品质良好的雪梨和苹果去皮切块，放入沸水中分别漂烫灭酶7 min和8 min，将漂烫好的果块放入冰水中冷却至室温，过滤后用破壁机打浆备用，将南酸枣和水按1∶2打浆备用，将上述原料果泥按比例与抑制剂调配，混合均匀后称量，装袋封口（200 g/袋），确保袋内无过多空气残留。对封口后的果泥进行灭菌处理（77 ℃，10 min），置于冰水中冷却至室温后，移至4 ℃冰箱中备用。

1.3.2 不同褐变抑制剂的抑制效果对比

根据预试验，向制备的复合果泥中添加褐变抑制剂，见表1。测定贮藏7 d后的总酚含量、维生素C含量、HMF含量、褐变度和还原糖含量。

1.3.3 褐变抑制剂正交优化试验

根据贮藏7 d时的褐变率，筛选出曲酸、乳清分离蛋白（WPI）和葡萄糖氧化酶（GOD）进行L9（33）正交试验，因素与水平见表2。测定贮藏7 d后的总酚含量、维生素C含量、HMF含量、褐变度和还原糖含量。

1.4 指标测定

1.4.1 总酚含量的测定

按照Folin-Ciocalteu法[11]并稍作修改，取5 g果泥，加入5 mL无水乙醇，在4 ℃下静置30 min后，在4 ℃下以10 000 r/min离心10 min，取0.1 mL上清液，加入1 mL蒸馏水稀释，再加入1 mL福林酚试剂和5 mL 5%的碳酸钠溶液，避光反应1 h。采用分光光度计测定其在765 nm处的吸光度。

没食子酸标准曲线的绘制：配制质量浓度分别为0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1 mg/mL的没食子酸溶液，分别取0.1 mL标准液，按照上述方法立即用分光光度计测定其在765 nm处的吸光度，绘制标准曲线：y=0.616 1x+0.042 5，R2=0.999 4。

1.4.2 维生素C含量的测定

采用2，6-二氯靛酚法测定维生素C含量，取10 g果泥于试管中，加入10 mL 质量浓度为20 g/L的草酸溶液，旋涡1 min，然后在4 ℃下以10 000 r/min离心5 min，取上清液用2，6-二氯靛酚钠盐溶液滴定至粉红色。

1.4.3 5-羟甲基糠醛（HMF）含量的测定

使用高效液相色谱法（HPLC）测定复合果泥样品中HMF的含量。样品处理：取10 g样品加入20 mL乙酸乙酯中，充分搅拌，提取30 min，然后在4 ℃下以5 000 r/min离心10 min。将上清液倒入含有5 g无水硫酸钠的烧杯中，脱水30 min，过滤，在65 ℃下旋转蒸发至干燥，然后将残留物溶解在1 mL甲醇和1 mL超纯水中，再使用0.45 nm尼龙过滤膜进行过滤。流动相（甲醇∶水为5∶95）流速为1 mL/min，检测波长为284 nm，利用紫外光谱和外部标准HMF的保留时间来确定HMF的含量[12]。

HMF标准曲线的绘制：配制质量浓度分别为0.1，0.5，1，5，10，100 mg/L的HMF溶液，按照上述方法测定峰面积，绘制标准曲线：y=58 213x+1 917.4，R2=0.999 9。

1.4.4 褐变度的测定

按照Pham等[13]的方法，取5 g果泥置于离心管中，加入5 mL 95%乙醇，在4 ℃下以10 000 r/min离心10 min，以50%乙醇为参照液，于420 nm波长处测定上清液的吸光度。

1.4.5 还原糖含量的测定

采用DNS（3，5-二硝基水杨酸）比色法测定还原糖含量，取0.5 g样品置于烧杯中，加入40 mL蒸馏水，在50 ℃下水浴20 min，边加热边搅拌，然后过滤，取上清液0.5 mL于比色皿中，加入1.5 mL DNS溶液，在沸水中反应5 min，冷却定容至25 mL，在494 nm处测定吸光度。

葡萄糖标准曲线的绘制：配制质量浓度分别为0.1，0.5，1，3，5 mg/mL的葡萄糖溶液，绘制标准曲线：y=0.516 2x+0.410 7，R2=0.999 8。

1.4.6 褐变率的测定

测定复合果泥贮藏7 d时的褐变度，计算公式如下：

b（%）=A0A1×100%。

式中：b为复合果泥贮藏7 d时的褐变率（%）；A0为第0天复合果泥的褐变度；A1为第7天复合果泥的褐变度。

1.5 数据处理

各指标平行测定3次，采用IBM SPSS Statistics 26.0软件在0.05水平上对数据进行显著性分析，采用Origin 2021软件绘图。

2 结果与讨论

2.1 抗坏血酸质量浓度对复合果泥品质的影响

由图1可知，抗坏血酸对复合果泥褐变度的影响显著（Plt;0.05），随着贮藏时间的增加，褐变度均有一定程度的上升，且高于对照组，其原因是抗坏血酸是引起非酶褐变的反应底物之一[14]。添加1.0 g/L抗坏血酸的样品在第7天时褐变率最低，为29.32%，而添加0.2 g/L抗坏血酸的样品褐变率显著提高，可能是由于抗坏血酸在pH为3左右时比较稳定，当pHgt;3时，非酶褐变反应的速率随pH的升高而加快[15]，所以当少量添加抗坏血酸时，其作为反应底物参与美拉德反应，从而促进非酶褐变，导致褐变率较高。

由表3可知，抗坏血酸的添加对复合果泥的总酚、维生素C和还原糖的含量影响显著（Plt;0.05）。添加0.8 g/L抗坏血酸时果泥的总酚含量最高，为0.935 mg/mL；添加1.0 g/L抗坏血酸时果泥的维生素C含量最高，为11.16 mg/100 g；未添加抗坏血酸的果泥还原糖含量最高，为0.588 mg/mL；添加0.6 g/L抗坏血酸时果泥的HMF含量最低，为0.359 mg/L。高浓度（0.8～1.0 g/L）的抗坏血酸对复合果泥总酚的保护效果较好，原因可能为以下两点：一是高浓度的抗坏血酸保护了酚类物质不被氧化，二是抗坏血酸还原了酚类物质氧化的中间产物醌[16]。而添加了高浓度抗坏血酸的复合果泥体系中还原糖含量较少，可能是在高浓度抗坏血酸的复合果泥体系中，酚类的氧化缩合反应较少，美拉德反应是导致褐变的主要反应。另外，HMF含量与褐变率呈正相关，HMF含量越高，体系中美拉德反应越多，褐变程度越大。

2.2 曲酸质量浓度对复合果泥品质的影响

由图2可知，曲酸对复合果泥褐变度的影响显著（Plt;0.05），随着贮藏时间的增加，褐变度均有一定程度的上升，但均低于对照组。褐变率最低的为添加4.0 g/L曲酸的复合果泥，褐变率为1.30%，褐变度为0.182。与抗坏血酸相比，曲酸的褐变抑制效果明显高于抗坏血酸，并且曲酸不会作为反应底物参与非酶褐变。

由表4可知，曲酸对复合果泥中总酚、维生素C、还原糖和HMF的含量影响显著（Plt;0.05）。添加5.0 g/L曲酸时复合果泥的总酚含量最高，为2.523 mg/mL；添加4.0 g/L曲酸时复合果泥的维生素C含量最高，为3.49 mg/100 g；添加4.0 g/L曲酸时复合果泥的还原糖和HMF含量最低，分别为0.345 mg/mL和0.185 mg/L。采用适当浓度曲酸（2.0～5.0 g/L）处理后的复合果泥，其总酚和维生素C含量明显高于对照组，说明曲酸处理可以有效减缓总酚和维生素C的降解。曾诗娴等[17]发现采用0.05 g/L曲酸处理娃娃菜，贮藏4 d后娃娃菜的总酚含量明显高于对照组，李庆鹏等[18]研究发现采用2.5%曲酸处理后的鲜切西兰花的维生素C含量高于对照组，与本研究结果类似。此外，曲酸处理后的复合果泥的还原糖含量均有不同程度的损失，但HMF的含量明显低于对照组。由此，曲酸处理可以延缓抗坏血酸降解、总酚氧化缩合和美拉德反应发生，从而抑制非酶褐变。

2.3 植酸添加量对复合果泥品质的影响

由图3可知，植酸对复合果泥褐变度的影响显著（Plt;0.05），贮藏7 d后复合果泥的褐变度有所增加，但均低于对照组。添加0.2 g/L植酸的复合果泥褐变率最低，褐变率为77.89%，褐变度为0.287。虽然经过植酸处理后的复合果泥的褐变度低于对照组，但其褐变程度深，褐变率较大，抑制褐变效果远低于抗坏血酸和曲酸。

由表5可知，植酸对复合果泥中总酚、维生素C、还原糖和HMF的含量影响显著（Plt;0.05）。添加0.6 g/L植酸的复合果泥总酚和还原糖含量最高，分别为0.980 mg/mL和0.625 mg/mL；添加0.8 g/L植酸的复合果泥维生素C含量最高，为9.84 mg/100 g；添加0.2 g/L植酸的复合果泥HMF含量最低，为0.568 mg/L。较高浓度的植酸对复合果泥的总酚和维生素C保护较好，但植酸浓度较高时又会引起复合果泥中HMF含量和褐变度的增加，原因是植酸可以催化美拉德反应中类黑色素的形成[19]。Fang等[20]研究发现浓度为0.8%的植酸可以抑制鲜切苹果的褐变，其植酸添加量的不同主要是因为原料差异及产品中pH的变化。

2.4 L-半胱氨酸质量浓度对复合果泥品质的影响

由图4可知，添加不同浓度L-半胱氨酸的复合果泥在贮藏7 d后褐变度无显著性差异（Pgt;0.05），L-半胱氨酸抑制褐变的效果并不明显。其中，褐变率最低的为添加4.0 g/L L-半胱氨酸的复合果泥，褐变率为1.44%，褐变度为0.211。

由表6可知，L-半胱氨酸对复合果泥中总酚、维生素C、还原糖和HMF的含量影响显著（Plt;0.05）。添加5.0 g/L L-半胱氨酸的复合果泥总酚和维生素C含量最高，分别为3.720 mg/mL和4.67 mg/100 g；添加1.0 g/L L-半胱氨酸的复合果泥还原糖和HMF含量最低，分别为0.498 mg/mL和0.285 mg/L。经L-半胱氨酸处理后的复合果泥的总酚和维生素C含量显著高于对照组，Wu等[21]研究发现L-半胱氨酸可以提高总酚的保留率，从而抑制褐变；令阳等[22]研究发现L-半胱氨酸处理青脆李果实可以延缓抗坏血酸的降解。当L-半胱氨酸的浓度大于1.0 g/L时，能够抑制还原糖含量的下降，王瑞清等[23]发现L-半胱氨酸可有效抑制香菇子实体中的糖类消耗。郭鸿阳等[24]研究表明L-半胱氨酸处理可以降低薯片中的HMF含量，本实验结果与其结果一致。

2.5 WPI质量浓度对复合果泥品质的影响

由图5可知，WPI浓度在2.0～5.0 g/L时，抑制褐变的效果显著（Plt;0.05）。添加3.0 g/L WPI的复合果泥的褐变率最低，为0.38%，褐变度为0.265。经WPI处理后的复合果泥的褐变度高于对照组，但是褐变率低，效果更好，石启龙等[25]研究发现随着WPI质量浓度的增加，桑葚粉的色差有所增加。

由表7可知，WPI对复合果泥中总酚、维生素C、还原糖和HMF的含量影响显著（Plt;0.05）。添加4.0 g/L WPI的复合果泥的总酚和还原糖含量最高，分别为1.327，0.510 mg/mL；添加1.0 g/L WPI的复合果泥的维生素C含量最高，为4.23 mg/100 g，HMF含量最低，为0.215 mg/L。经WPI处理后的复合果泥含量总酚、维生素C和还原糖含量均有不同程度的损失，WPI会与体系中的总酚结合，导致总酚含量下降。同时，当WPI浓度在2.0～5.0 g/L时，HMF含量较高，可能是由于WPI与还原糖发生了美拉德反应，从而导致HMF含量上升[26]。

2.6 GOD质量浓度对复合果泥品质的影响

由图6可知，GOD对复合果泥的褐变度影响显著（Plt;0.05），GOD浓度在0.5～1.5 g/L时褐变抑制效果较好，尤其是添加0.5 g/L GOD的复合果泥的褐变率最低，为2.92%，褐变度为0.235。当GOD浓度大于2.0 g/L时褐变率显著增高，可能是添加的GOD过多，并且在有氧的环境下产生了过氧化氢，与抗坏血酸发生反应，导致抗坏血酸降解，从而使褐变率增大。

由表8可知，GOD对复合果泥中维生素C、还原糖和HMF的含量影响显著（Plt;0.05），对总酚含量的影响不显著（Pgt;0.05）。添加1.0 g/L GOD的复合果泥的维生素C含量最高，为2.42 mg/100 g，添加2.5 g/L GOD的复合果泥的还原糖含量最高，为0.786 mg/mL，添加0.5 g/L GOD的复合果泥的HMF含量最低，为0.414 mg/L。与对照组相比，GOD处理后的复合果泥的总酚含量高，维生素C含量下降缓慢。许培振等[27]研究发现GOD可以延缓刺梨果汁中的维生素C氧化。当GOD浓度较小（0.5～1.5 g/L）时，HMF含量积累较慢，周晶晶等[28]研究发现GOD可以降低并且推迟HMF的生成。

2.7 不同抑制剂的褐变率

由表9可知，对比不同褐变抑制剂的平均褐变率，平均褐变率从小到大为曲酸lt;L-半胱氨酸lt;WPIlt;GODlt;抗坏血酸lt;植酸，其中植酸对南酸枣复合果泥不具备抑制效果。虽然L-半胱氨酸的平均褐变率较低，但是会给南酸枣复合果泥带来不愉悦的气味，严重影响了果泥的风味。因此，选择曲酸、WPI和GOD进行正交试验，曲酸质量浓度选择3.0～5.0 g/L，WPI质量浓度选择2.0～4.0 g/L，GOD质量浓度选择0.5～1.5 g/L。

2.8 褐变抑制剂正交优化

2.8.1 正交试验组复合果泥的理化指标

由表10可知，正交组中总酚含量最高为4.353 mg/mL（A3B2C1），维生素C含量最高为30.38 mg/100 g（A3B1C3），HMF含量最低为0.541 mg/L（A1B3C3），还原糖含量最高为0.668 mg/mL（A1B1C1、A1B2C2）。与单因素试验相比，总酚和维生素C的含量明显提高。

2.8.2 正交试验结果

由表11中极差R值可知，影响复合果泥褐变度的因素主次顺序为A（曲酸质量浓度）=C（GOD质量浓度）gt;B（WPI质量浓度），优化后的抑制剂配方为A1B2C1，即曲酸质量浓度为3.0 g/L，WPI质量浓度为3.0 g/L，GOD质量浓度为0.5 g/L。由于该抑制剂组合不在正交组中，需进一步进行验证试验。

2.8.3 验证试验

将正交优化所得配方（A1B2C1）与正交组中褐变度最低的配方（A1B1C1）进行验证试验。

由表12可知，优化组A1B2C1的褐变度（0.171）高于样品A1B1C1的褐变度（0.162），因此，确定最终的南酸枣复合果泥抑制剂组合为A1B1C1，即曲酸质量浓度为3.0 g/L，WPI质量浓度为2.0 g/L，GOD质量浓度为0.5 g/L。

3 结论

南酸枣复合果泥贮藏期间的褐变以非酶褐变为主，因此本试验研究不同护色剂对果泥褐变度的影响，同时测定非酶褐变底物和中间产物的含量变化，发现1.0 g/L抗坏血酸、4.0 g/L曲酸、0.2 g/L植酸、4.0 g/L L-半胱氨酸、3.0 g/L WPI和0.5 g/L GOD为各自抑制果泥褐变的最佳质量浓度，且贮藏期间平均褐变率从小到大为曲酸lt;L-半胱氨酸lt;WPIlt;GODlt;抗坏血酸lt;植酸，其中曲酸的平均褐变率低至6.53%，有效减缓了果泥的褐变程度。经复配后得到最佳抑制剂配方为曲酸质量浓度3.0 g/L、WPI质量浓度2.0 g/L、GOD质量浓度0.5 g/L，该配方能明显提高样品中总酚和维生素C的含量，改善果泥的褐变程度，为南酸枣相关产品的护色工艺提供了方案。

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