鲜切水果酶促褐变机理及其有效控制途径

鲜切水果酶促褐变机理及其

有效控制途径

郑重禄

(泉州市洛江区农业水务局,福建362011)

点论坛

摘要:对鲜切水果酶促褐变机理进行了综述,并且阐述了化学方法、物理方法、生物方法是控

制鲜切水果酶促褐变的有效途径。关键词:鲜切水果;酶促褐变;控制

Mechanism and Effective Control of Enzymaitic Browning

of Fresh-cut Fruits

ZHENG Zhong-lu

(Agricultureand Water Affairs Bureau of Luojiang District of Quanzhou, Fujian 362011, China)

Abstract:This paper provides an overview of recent advances in mechanism of enzymaitic browing of fresh-cut fruits, and explain to the effective ways to control enzymaitic browning of fresh-cut fruits using physical, chemi -cal and biotic techniques.

Key words:fresh-cut fruits; enzymaitic browning; control

2009年第4期

中图分类号:TS201.2+5文献标识码:A 文章编号:1009-6221(2009)04-0005-04

色素、维生素、芳香物质及酶类等。鲜切水果物质、

经去皮、切分等程序处理后,其组织受到损伤,细胞壁降解组分迅速产生,并激发起伤响应。伤信号会对呼吸、酚类、乙烯等代谢产生明显影响,引起水果组织内各种生理生化反应,如多酚氧化酶(PPO )催化酚类物质氧化反应,脂肪氧化酶(LOX )催化膜脂反应,纤维素酶(cellulase) 催化细胞壁的分解反应等[2]。由于酶促和非酶促褐变的加剧,切分水果表面木质化,营养物质流失,呼吸速率增强,细菌性腐败,最终导致水果外观变劣,腐烂率增加而失去商品价值。

酶促褐变是指新鲜水果经切割加工后,组织内部酶与底物的区域化结构被破坏,酶与底物直接接触,引起酶促反应,影响氧化还原作用的平衡,出现氧化产物的积累,从而导致产品变色的现象发生。水果组织中含有酚类物质,在完整的细胞中作为呼吸传递物质,在酚—醌之间保持着动态当被细胞破坏之后,由于空气中氧的侵入和平衡。

原果实中PPO 的催化作用,多酚类物质被氧化成

(总第53期)

鲜切水果是指将完整新鲜水果经分级、清洗、去皮、整修、切分、包装等程序处理,供人们立即食用或方便餐饮业使用的一种新式水果加工产品。由于其具省时、省力、卫生、方便、新鲜、可食率高达100%等特点,市场需求量逐年增加。但由于去皮、切分等工序处理极易对水果组织产生机械损伤,诱导鲜切水果发生褐变,出现变色、变味、质地改变等质量问题,极大地影响了鲜切水果行业健康发展[1]。笔者在参阅大量文献基础上,对鲜切水果酶促褐变机理及其有效控制方法作一综述,以期为生产中实际应用提供参考依据。

1酶促褐变机理

新鲜水果的主要成分包括水分、碳水化合物

果胶、有机酸、含氮物质、单宁物质、苦味即糖类、

郑重禄(1957—),男,汉族,福建人,高级农艺作者简介:

师,主要从事果树应用技术研究及推广工作.

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邻醌,然后,在酚羟基酶作用下进行二次羟基化作用,生成三羟基化合物,邻醌具有较强的氧化能力,可将三羟基化合物氧化成羟基醌,羟基醌进一步聚合而由红色变为褐色,最后变成黑褐色的黑色素物质[3]。

胡安生等(1998)认为,褐变很可能是PPO 参与酚类物质的氧化,细胞中酶与底物的区域化和膜脂过氧化共同作用的结果。发生酶促褐变反应需要具备3个条件:酚类物质、PPO 和氧。酚类物质主要包括肉桂酸、咖啡酸、绿原酸、儿茶酚、表儿茶酚及其聚合物、酯化物等,且不同的水果酚类物苹果中主要是质的含量以及种类均不同。例如,

绿原酸,梨主要是3,4—二羟基苯丙氨酸。这些酚类物质一般在果实生长发育过程中合成,但若在采收期间或采收后处理不当而造成机械损伤或在胁迫环境中,也能诱导酚类物质的合成。

R A Dixon 等(1995)认为,苯丙氨酸解氨酶(PAL )催化苯丙氨酸向酚类物质转化,是酚类物质合成的关键酶。孙伟等(1999)的大量研究表明,水果在遭受机械损伤后PAL 活性迅速上升。伤诱导PAL 活性的动力学特性受水果种类、品种、生理状态、环境条件等因素的影响。H N Asemota 等(1992)认为,机械伤促进乙烯的产生,而乙烯能促因进呼吸强度的上升并能诱导PAL 活性的提高。

起鲜切水果发生褐变[5]。

2控制褐变的有效途径

水果切分后的褐变会造成外观极差,品质下

为防止酶促褐变,必须消除酚类物质、酶和氧降。

隔三者中任何一个因素,即破坏或抑制酶的活性、离氧、减少酚类物质含量。热处理可使PPO 失活,属传统抑制水果发生褐变的有效方法之一。热处热蒸汽处理、热空气处理等。理包括热水处理、

B Ancos De 等(1999)研究认为,由于PPO 具有一定的热稳定性,当热处理不当时,极易造成鲜切水果的营养成分、质地、色素、风味严重损失,并对组织产生伤害,从而加速水果的腐败。因此,长期以来生产中应用亚硫酸盐类抑制果蔬制品褐变,但由于其存在不安全因素,受到卫生部门严格的限制。从食品安全角度考虑,在鲜切水果加工过程中,必须研发新的方法以抑制酶促褐变的发生。2.1化学方法

目前替代亚硫酸盐类抑制酶促褐变的化学药有机羧酸、含SH 剂主要有抗坏血酸及其衍生物、

化合物、某些酚类物质等,如抗坏血酸(AsA ,VC )、柠檬酸(CA )、半胱氨酸(CY )、4-已基间苯二酚(4-HR )等。抗坏血酸是酶促褐变最理想的抑制剂,它既可作为醌的还原剂,又可作为PPO 分子中铜起到竞争离子的络合剂,甚至可被PPO 直接氧化,性的抑制作用,同时抗坏血酸可提高产品的生物学特性。漆巨容等(2004)研究表明,抗坏血酸对翠冠梨PPO 活性抑制效果非常明显,当抗坏血酸加入量达到0.2~0.4g/L时,翠冠梨PPO 活性受到显著抑制,加入量达到1.0g/L时几乎可完全抑制翠冠梨中的PPO 活性。但由于抗坏血酸属于强还原剂,其添加量十分关键,添加量过少,不仅不能抑制褐变,反而促进羰氨反应,造成非酶褐变;若添加量过多,由于氧化后形成的酮化合物与氨化合物发生非酶促褐变,会加剧鲜切梨的褐变。

H S Lambrecht (1995)和G M Sapers 等(1998)研究表明,异抗坏血酸是抗坏血酸的类似物,与抗坏血酸具有同样的抑制酶促褐变效果,与柠檬酸等结合处理可提高保鲜效果。高愿君等(1997)认为,用0.8%~1.0%D -异抗坏血酸钠浸渍梨片具有较好的护色效果,而且异抗坏血酸的价格比较经济,从节省成本角度考虑,选择使用异抗坏血酸优于抗坏血酸。

乙酸、草酰乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸等为

2009年第4期

(总第53期)

此,彭丽桃等(2003)研究后一致认为,乙烯诱导的PAL 活性的高低已作为判断鲜切水果贮藏与货架期寿命的重要指标[6]。

催化酶促褐变反应的酶类主要为PPO 和过氧化物酶(POD )。果实中PPO 分布很广,从受精后孕育的果实到衰老腐烂的果实,从果皮到果核都含有PPO 。PPO 是一大群酶系,一般将其分为两大类,其一为漆酶(Laccase ),它的作用基质对二苯酚能氧化邻位酚和对位酚,不能氧化一元酚和间位酚;其二为儿茶酚氧化酶(Catchol oxidase ),其作用基质邻苯二酚能催化氧化邻位酚,但不能氧化间位酚和对位酚。在水果中以儿茶酚氧化酶为主,其主要存在于叶绿体、线粒体溶液中[4]。PPO 催化的酶促褐变反应分两步进行:单酚羟化为二酚,然后二酚氧化为二醌。A J Mcevily 等(1992)认为,PPO 以铜离子为辅基,其活性的最适pH 值范围为5~7,有一定的耐热性,其活性可以被有机酸,硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物质所抑制。POD 在植物体内广泛存在,它不仅能促进乙烯形成和呼吸强度增加,在过氧化氢(H 2O 2)存在的条件下还能迅速氧化多酚物质,可与PPO 协同作用引

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水果中常见的羧酸,能降低水果中pH 或者具有络从而减缓合金属离子的作用,可抑制PPO 的活性,鲜切水果褐变的发生。其中最为常见的为柠檬酸。A M C N Rocha 等(1998)研究认为,柠檬酸作为螯合剂和酸化剂能有效地抑制苹果切片的褐变,并改善其风味。草酸乙酸在较低浓度下即可抑制苹果切片的褐变[6]。

A M C N Rocha 等(1998)研究认为,含SH 的氨基酸(如半胱氨酸、乙酰基半胱氨酸)和还原型如半胱氨酸能与谷胱甘肽有很强的抗褐变能力。

醌类物质形成无色的复合物,中断醌类物质聚合形成色素物质,从而抑制褐变。半胱氨酸还可通过与PPO 活性位点的铜离子不可逆结合而抑制酶活性,或者替代PPO 活性位点的组氨酸残基。漆巨容等(2004)研究也表明,L-半胱氨酸(L-Cys )属天然抗酶促褐变物质,当加入量为0.2~0.4g/L时可明显地抑制翠冠梨PPO 活性,加入量达到0.8g/L时则可以完全抑制PPO 活性。

酚类化合物中,有些种类可促进褐变发生,而另一些种类则能与PPO 活性部位结合从而抑制酶S M Son 等[6]研究认为,在苹果切片中,肉桂活性。

酸、阿魏酸、没食子酸与抗坏血酸具有相同的抑制酶促褐变效果。4-已基间苯二酚(4-HR )可与PPO 作用,使酶不能氧化酚类物质[6]。0.01%~0.05%4-HR +0.2%~0. 5%抗坏血酸可有效抑制苹果切片褐郑林彦等人[7]研究表明,用0.01%4-HR、变[2]。

0.01%4-HR+1%柠檬酸(CA )、0.01%4-HR+抗坏血酸(AsA )、0.01%4-HR+1%CA+1%AsA等4种配方处理鲜切桃果实后分别在0℃和5℃条件下贮藏,在贮藏12天时,各处理均不同程度地抑制了Hunter L 值(表示色泽深浅)的下降和Hunter a 、b 值(表示彩度)的上升,延缓了褐变,抑制了PPO 和POD 的活性,保持了总酚含量。由于4-HR 作用专一(只对PPO 作用)、作用浓度低且不具有漂白作用,已经作为抗褐变产品在商业上广泛使用[8]。

可食性涂膜处理对切分后水果的酶促褐变具有很好的抑制作用。一方面可食性涂膜具有减少水分散失、限制氧气摄入,抑制呼吸、延迟乙烯产生、阻止芳香成分挥发并夹带延迟变色和抑制微生物生长的添加剂作用;利用可食性涂膜对氧气的通透性使水果表面的氧气浓度维持在较低水平,不但抑制了褐变也降低了呼吸作用与乙烯的产生。另一方面,在成膜剂中加入抗氧化剂、抗褐变剂可以降低切分水果的氧化变质与变色。黄光荣[8]研究报道,若在成膜剂中加入抗坏血酸、柠檬酸、乙

二胺四乙酸钠(EDTA )等抗褐变剂效果更加明显。

此外,J L Kukura 等(1998)研究表明,钙处理能够保持细胞膜结构的完整性和稳定性,阻止钙盐与其他底物与酶的接触,延缓褐变的发生。褐变抑制剂结合对褐变具有增效作用。氯离子氯化钠能是苹果中PPO 活性的非竞争性抑制剂,比较有效地抑制苹果切片的褐变。梨切片用0.050.2%氯化钙mol/L抗坏血酸或0.05mol/L柠檬酸、

(CaCL 2)溶液处理1min ,在0~5℃条件下贮藏7天而不褐变;用0.2%CaCL 2溶液处理可抑制苹果切片的褐变[9]。

水果防褐变化学处理要在包装前进行,并且以若干种药剂混合浸渍处理的效果较理想。用防褐变溶液结合可食性涂膜处理,则能取得更好的效果。刘新有等(2007)试验结果表明,1.5%羧甲基纤维素钠+1%D-异VC 钠+3%植酸+0.2%脱氢醋酸钠涂膜能有效地抑制鲜切苹果的呼吸作用,减少营养成分的损失,保鲜效果最佳。2.2物理方法

鲜切水果在常温条件下呼吸与代谢旺盛,极易发生酶促褐变。利用低温贮藏可抑制PPO 及其他酶活性,从而减缓褐变进程,降低各种生理生化反应速度,延缓衰老,同时也抑制了微生物的活动。大多数研究认为,切分水果较适合于0~5℃条件下贮藏。J R Gomy 等人(2000)则认为,可利用-1℃条件下贮藏切割梨。D Martinea-Romero 等(2000)利用2℃贮藏切分桃果实达14天之久。由于低温处理只是抑制水果褐变的首要条件,因此,必须与其它手段配合处理。如自发气调包装(MAP )结合冷藏,采用低O 2与高CO 2气调包装,可降低切分水果呼吸、抑制乙烯产生、延迟品质劣变,对褐变也有较好的抑制作用。在降低O 2浓度,升高CO 2浓度的同时还必须防止好气环境的形成,以免引起水果无氧呼吸而产生异味。切分水果包装内部通常要保持2%~5%的O 2和2%~5%的CO 2[10],以利于保持其品质。Ada Margarida 等人(2000)指出,用2%O 2+4%~12%CO 2保鲜切分苹果,贮藏3天后其硬度、颜色较好,果糖及可溶性固形物含量较高,而且当CO 2含量达到12%时保鲜效果更好,但是对硬度与风味的感观效果没有明显的变化。

利用高压静电产生的离子雾与臭氧处理,能最大限度地减少鲜切水果营养成分的损失且保持原有风味,并对有些鲜切水果具有良好的护色效果,因此,具有广阔的应用前景。经800MPa 高压处理杨桃切片1~5min 后,在3℃条件下贮藏2~4

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海南绿橙保鲜难题破解

绿橙是海南省享有盛名的水果,但因保鲜期短,仅有5~7天,给果农采后贮藏保鲜带来极大困扰。近日, 从海南省农科院了解到,由该院加工所研究的绿橙保鲜技术已通过验收,可低

温贮藏绿橙120天以上,室温货架贮藏延长至16天。

来源:南海网

2009-05-31

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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " 周,切片褐变程度较轻,而对照处理(ck )褐变已经相当严重[11]。高压处理对苹果、猕猴桃、西瓜的褐变也有较好的抑制效果。由于品种不同,PPO 活性对高压敏感性也不同,如苹果、梨、葡萄在常温条件下经800MPa 高压处理,PPO 活性几乎完全丧失;而李子在常温条件下用900MPa 处理对PPO 活性没有任何影响[12]。2.3生物方法

某些植物提取液中含有蛋白酶、小分子多肽等活性成分,这些活性成分具有抑制水果褐变的功能。因此,可以用来控制鲜切水果褐变的发生。P G Lozano 等(1993)报道,菠萝汁具有良好的抑制褐变效应,可替代硫化物防止苹果切片发生褐变,并能增进果实风味。T P Labuza 等(1992)分别从无花果、番木瓜和菠萝中提取得到3种蛋白木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶,酶,即无花果蛋白酶、它们均能有效地控制水果发生酶促褐变,这是由于蛋白酶可导致与促进褐变相关的酶系失活,从而抑制褐变的发生。

J Oszmianski 等(1990)研究认为,蜂蜜的有效能抑制白葡成分是一个分子量为0.6Kda 的多肽,

萄和鲜切水果的PPO 活性与褐变。Chen L 等(2000)发现,蜂蜜中因含有如生育酚、抗坏血酸、类黄酮、酚类物质及一些酶等抗氧化成分而能抑制褐变。由于不同花粉来源的蜂蜜抗氧化物质含量差异其中大很大,抑制酶促褐变的能力差异也相当大。豆花蜜比苜蓿花蜜抑制褐变效果更为明显。另外,蜂蜜还能增强亚硫酸和抗坏血酸对褐变的抑制效果。胡福良等[13]研究表明,蜂胶也是很具有发展潜力的天然抗氧化剂和褐变抑制剂,同时,蜂胶还具有抑菌抗菌作用。此外,彭丽桃等(2003)指出,乳酸菌的代谢物质,如酸、乙醇、丁二酮等具有较强的络合金属离子能力和较高的抗氧化性,也能有效地抑制酶促褐变发生[6]。

有人提出栅栏观点[14],利用栅栏因子的相互作用,以数种处理系统组合,如抗氧化剂、抗褐变剂、防腐剂、pH 值、氧化还原电位等栅栏,栅栏间具有

参考文献:

协同作用, 用以对鲜切水果的酶促褐变及微生物加以控制,可较单一处理效果强而避免褐变伤害与

腐败,以获得足够的货架期及确保产品食用安全。

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[3]寇莉苹,刘兴华,薛惠岚.富士苹果果肉褐变研究现状[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2001(29):144—146.

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收稿日期:2009-03-25

鲜切水果酶促褐变机理及其

有效控制途径

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摘要:对鲜切水果酶促褐变机理进行了综述,并且阐述了化学方法、物理方法、生物方法是控

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ZHENG Zhong-lu

(Agricultureand Water Affairs Bureau of Luojiang District of Quanzhou, Fujian 362011, China)

Abstract:This paper provides an overview of recent advances in mechanism of enzymaitic browing of fresh-cut fruits, and explain to the effective ways to control enzymaitic browning of fresh-cut fruits using physical, chemi -cal and biotic techniques.

Key words:fresh-cut fruits; enzymaitic browning; control

2009年第4期

中图分类号:TS201.2+5文献标识码:A 文章编号:1009-6221(2009)04-0005-04

色素、维生素、芳香物质及酶类等。鲜切水果物质、

经去皮、切分等程序处理后,其组织受到损伤,细胞壁降解组分迅速产生,并激发起伤响应。伤信号会对呼吸、酚类、乙烯等代谢产生明显影响,引起水果组织内各种生理生化反应,如多酚氧化酶(PPO )催化酚类物质氧化反应,脂肪氧化酶(LOX )催化膜脂反应,纤维素酶(cellulase) 催化细胞壁的分解反应等[2]。由于酶促和非酶促褐变的加剧,切分水果表面木质化,营养物质流失,呼吸速率增强,细菌性腐败,最终导致水果外观变劣,腐烂率增加而失去商品价值。

酶促褐变是指新鲜水果经切割加工后,组织内部酶与底物的区域化结构被破坏,酶与底物直接接触,引起酶促反应,影响氧化还原作用的平衡,出现氧化产物的积累,从而导致产品变色的现象发生。水果组织中含有酚类物质,在完整的细胞中作为呼吸传递物质,在酚—醌之间保持着动态当被细胞破坏之后,由于空气中氧的侵入和平衡。

原果实中PPO 的催化作用,多酚类物质被氧化成

(总第53期)

鲜切水果是指将完整新鲜水果经分级、清洗、去皮、整修、切分、包装等程序处理,供人们立即食用或方便餐饮业使用的一种新式水果加工产品。由于其具省时、省力、卫生、方便、新鲜、可食率高达100%等特点,市场需求量逐年增加。但由于去皮、切分等工序处理极易对水果组织产生机械损伤,诱导鲜切水果发生褐变,出现变色、变味、质地改变等质量问题,极大地影响了鲜切水果行业健康发展[1]。笔者在参阅大量文献基础上,对鲜切水果酶促褐变机理及其有效控制方法作一综述,以期为生产中实际应用提供参考依据。

1酶促褐变机理

新鲜水果的主要成分包括水分、碳水化合物

果胶、有机酸、含氮物质、单宁物质、苦味即糖类、

郑重禄(1957—),男,汉族,福建人,高级农艺作者简介:

师,主要从事果树应用技术研究及推广工作.

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邻醌,然后,在酚羟基酶作用下进行二次羟基化作用,生成三羟基化合物,邻醌具有较强的氧化能力,可将三羟基化合物氧化成羟基醌,羟基醌进一步聚合而由红色变为褐色,最后变成黑褐色的黑色素物质[3]。

胡安生等(1998)认为,褐变很可能是PPO 参与酚类物质的氧化,细胞中酶与底物的区域化和膜脂过氧化共同作用的结果。发生酶促褐变反应需要具备3个条件:酚类物质、PPO 和氧。酚类物质主要包括肉桂酸、咖啡酸、绿原酸、儿茶酚、表儿茶酚及其聚合物、酯化物等,且不同的水果酚类物苹果中主要是质的含量以及种类均不同。例如,

绿原酸,梨主要是3,4—二羟基苯丙氨酸。这些酚类物质一般在果实生长发育过程中合成,但若在采收期间或采收后处理不当而造成机械损伤或在胁迫环境中,也能诱导酚类物质的合成。

R A Dixon 等(1995)认为,苯丙氨酸解氨酶(PAL )催化苯丙氨酸向酚类物质转化,是酚类物质合成的关键酶。孙伟等(1999)的大量研究表明,水果在遭受机械损伤后PAL 活性迅速上升。伤诱导PAL 活性的动力学特性受水果种类、品种、生理状态、环境条件等因素的影响。H N Asemota 等(1992)认为,机械伤促进乙烯的产生,而乙烯能促因进呼吸强度的上升并能诱导PAL 活性的提高。

起鲜切水果发生褐变[5]。

2控制褐变的有效途径

水果切分后的褐变会造成外观极差,品质下

为防止酶促褐变,必须消除酚类物质、酶和氧降。

隔三者中任何一个因素,即破坏或抑制酶的活性、离氧、减少酚类物质含量。热处理可使PPO 失活,属传统抑制水果发生褐变的有效方法之一。热处热蒸汽处理、热空气处理等。理包括热水处理、

B Ancos De 等(1999)研究认为,由于PPO 具有一定的热稳定性,当热处理不当时,极易造成鲜切水果的营养成分、质地、色素、风味严重损失,并对组织产生伤害,从而加速水果的腐败。因此,长期以来生产中应用亚硫酸盐类抑制果蔬制品褐变,但由于其存在不安全因素,受到卫生部门严格的限制。从食品安全角度考虑,在鲜切水果加工过程中,必须研发新的方法以抑制酶促褐变的发生。2.1化学方法

目前替代亚硫酸盐类抑制酶促褐变的化学药有机羧酸、含SH 剂主要有抗坏血酸及其衍生物、

化合物、某些酚类物质等,如抗坏血酸(AsA ,VC )、柠檬酸(CA )、半胱氨酸(CY )、4-已基间苯二酚(4-HR )等。抗坏血酸是酶促褐变最理想的抑制剂,它既可作为醌的还原剂,又可作为PPO 分子中铜起到竞争离子的络合剂,甚至可被PPO 直接氧化,性的抑制作用,同时抗坏血酸可提高产品的生物学特性。漆巨容等(2004)研究表明,抗坏血酸对翠冠梨PPO 活性抑制效果非常明显,当抗坏血酸加入量达到0.2~0.4g/L时,翠冠梨PPO 活性受到显著抑制,加入量达到1.0g/L时几乎可完全抑制翠冠梨中的PPO 活性。但由于抗坏血酸属于强还原剂,其添加量十分关键,添加量过少,不仅不能抑制褐变,反而促进羰氨反应,造成非酶褐变;若添加量过多,由于氧化后形成的酮化合物与氨化合物发生非酶促褐变,会加剧鲜切梨的褐变。

H S Lambrecht (1995)和G M Sapers 等(1998)研究表明,异抗坏血酸是抗坏血酸的类似物,与抗坏血酸具有同样的抑制酶促褐变效果,与柠檬酸等结合处理可提高保鲜效果。高愿君等(1997)认为,用0.8%~1.0%D -异抗坏血酸钠浸渍梨片具有较好的护色效果,而且异抗坏血酸的价格比较经济,从节省成本角度考虑,选择使用异抗坏血酸优于抗坏血酸。

乙酸、草酰乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸等为

2009年第4期

(总第53期)

此,彭丽桃等(2003)研究后一致认为,乙烯诱导的PAL 活性的高低已作为判断鲜切水果贮藏与货架期寿命的重要指标[6]。

催化酶促褐变反应的酶类主要为PPO 和过氧化物酶(POD )。果实中PPO 分布很广,从受精后孕育的果实到衰老腐烂的果实,从果皮到果核都含有PPO 。PPO 是一大群酶系,一般将其分为两大类,其一为漆酶(Laccase ),它的作用基质对二苯酚能氧化邻位酚和对位酚,不能氧化一元酚和间位酚;其二为儿茶酚氧化酶(Catchol oxidase ),其作用基质邻苯二酚能催化氧化邻位酚,但不能氧化间位酚和对位酚。在水果中以儿茶酚氧化酶为主,其主要存在于叶绿体、线粒体溶液中[4]。PPO 催化的酶促褐变反应分两步进行:单酚羟化为二酚,然后二酚氧化为二醌。A J Mcevily 等(1992)认为,PPO 以铜离子为辅基,其活性的最适pH 值范围为5~7,有一定的耐热性,其活性可以被有机酸,硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物质所抑制。POD 在植物体内广泛存在,它不仅能促进乙烯形成和呼吸强度增加,在过氧化氢(H 2O 2)存在的条件下还能迅速氧化多酚物质,可与PPO 协同作用引

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水果中常见的羧酸,能降低水果中pH 或者具有络从而减缓合金属离子的作用,可抑制PPO 的活性,鲜切水果褐变的发生。其中最为常见的为柠檬酸。A M C N Rocha 等(1998)研究认为,柠檬酸作为螯合剂和酸化剂能有效地抑制苹果切片的褐变,并改善其风味。草酸乙酸在较低浓度下即可抑制苹果切片的褐变[6]。

A M C N Rocha 等(1998)研究认为,含SH 的氨基酸(如半胱氨酸、乙酰基半胱氨酸)和还原型如半胱氨酸能与谷胱甘肽有很强的抗褐变能力。

醌类物质形成无色的复合物,中断醌类物质聚合形成色素物质,从而抑制褐变。半胱氨酸还可通过与PPO 活性位点的铜离子不可逆结合而抑制酶活性,或者替代PPO 活性位点的组氨酸残基。漆巨容等(2004)研究也表明,L-半胱氨酸(L-Cys )属天然抗酶促褐变物质,当加入量为0.2~0.4g/L时可明显地抑制翠冠梨PPO 活性,加入量达到0.8g/L时则可以完全抑制PPO 活性。

酚类化合物中,有些种类可促进褐变发生,而另一些种类则能与PPO 活性部位结合从而抑制酶S M Son 等[6]研究认为,在苹果切片中,肉桂活性。

酸、阿魏酸、没食子酸与抗坏血酸具有相同的抑制酶促褐变效果。4-已基间苯二酚(4-HR )可与PPO 作用,使酶不能氧化酚类物质[6]。0.01%~0.05%4-HR +0.2%~0. 5%抗坏血酸可有效抑制苹果切片褐郑林彦等人[7]研究表明,用0.01%4-HR、变[2]。

0.01%4-HR+1%柠檬酸(CA )、0.01%4-HR+抗坏血酸(AsA )、0.01%4-HR+1%CA+1%AsA等4种配方处理鲜切桃果实后分别在0℃和5℃条件下贮藏,在贮藏12天时,各处理均不同程度地抑制了Hunter L 值(表示色泽深浅)的下降和Hunter a 、b 值(表示彩度)的上升,延缓了褐变,抑制了PPO 和POD 的活性,保持了总酚含量。由于4-HR 作用专一(只对PPO 作用)、作用浓度低且不具有漂白作用,已经作为抗褐变产品在商业上广泛使用[8]。

可食性涂膜处理对切分后水果的酶促褐变具有很好的抑制作用。一方面可食性涂膜具有减少水分散失、限制氧气摄入,抑制呼吸、延迟乙烯产生、阻止芳香成分挥发并夹带延迟变色和抑制微生物生长的添加剂作用;利用可食性涂膜对氧气的通透性使水果表面的氧气浓度维持在较低水平,不但抑制了褐变也降低了呼吸作用与乙烯的产生。另一方面,在成膜剂中加入抗氧化剂、抗褐变剂可以降低切分水果的氧化变质与变色。黄光荣[8]研究报道,若在成膜剂中加入抗坏血酸、柠檬酸、乙

二胺四乙酸钠(EDTA )等抗褐变剂效果更加明显。

此外,J L Kukura 等(1998)研究表明,钙处理能够保持细胞膜结构的完整性和稳定性,阻止钙盐与其他底物与酶的接触,延缓褐变的发生。褐变抑制剂结合对褐变具有增效作用。氯离子氯化钠能是苹果中PPO 活性的非竞争性抑制剂,比较有效地抑制苹果切片的褐变。梨切片用0.050.2%氯化钙mol/L抗坏血酸或0.05mol/L柠檬酸、

(CaCL 2)溶液处理1min ,在0~5℃条件下贮藏7天而不褐变;用0.2%CaCL 2溶液处理可抑制苹果切片的褐变[9]。

水果防褐变化学处理要在包装前进行,并且以若干种药剂混合浸渍处理的效果较理想。用防褐变溶液结合可食性涂膜处理,则能取得更好的效果。刘新有等(2007)试验结果表明,1.5%羧甲基纤维素钠+1%D-异VC 钠+3%植酸+0.2%脱氢醋酸钠涂膜能有效地抑制鲜切苹果的呼吸作用,减少营养成分的损失,保鲜效果最佳。2.2物理方法

鲜切水果在常温条件下呼吸与代谢旺盛,极易发生酶促褐变。利用低温贮藏可抑制PPO 及其他酶活性,从而减缓褐变进程,降低各种生理生化反应速度,延缓衰老,同时也抑制了微生物的活动。大多数研究认为,切分水果较适合于0~5℃条件下贮藏。J R Gomy 等人(2000)则认为,可利用-1℃条件下贮藏切割梨。D Martinea-Romero 等(2000)利用2℃贮藏切分桃果实达14天之久。由于低温处理只是抑制水果褐变的首要条件,因此,必须与其它手段配合处理。如自发气调包装(MAP )结合冷藏,采用低O 2与高CO 2气调包装,可降低切分水果呼吸、抑制乙烯产生、延迟品质劣变,对褐变也有较好的抑制作用。在降低O 2浓度,升高CO 2浓度的同时还必须防止好气环境的形成,以免引起水果无氧呼吸而产生异味。切分水果包装内部通常要保持2%~5%的O 2和2%~5%的CO 2[10],以利于保持其品质。Ada Margarida 等人(2000)指出,用2%O 2+4%~12%CO 2保鲜切分苹果,贮藏3天后其硬度、颜色较好,果糖及可溶性固形物含量较高,而且当CO 2含量达到12%时保鲜效果更好,但是对硬度与风味的感观效果没有明显的变化。

利用高压静电产生的离子雾与臭氧处理,能最大限度地减少鲜切水果营养成分的损失且保持原有风味,并对有些鲜切水果具有良好的护色效果,因此,具有广阔的应用前景。经800MPa 高压处理杨桃切片1~5min 后,在3℃条件下贮藏2~4

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海南绿橙保鲜难题破解

绿橙是海南省享有盛名的水果,但因保鲜期短,仅有5~7天,给果农采后贮藏保鲜带来极大困扰。近日, 从海南省农科院了解到,由该院加工所研究的绿橙保鲜技术已通过验收,可低

温贮藏绿橙120天以上,室温货架贮藏延长至16天。

来源:南海网

2009-05-31

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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " 周,切片褐变程度较轻,而对照处理(ck )褐变已经相当严重[11]。高压处理对苹果、猕猴桃、西瓜的褐变也有较好的抑制效果。由于品种不同,PPO 活性对高压敏感性也不同,如苹果、梨、葡萄在常温条件下经800MPa 高压处理,PPO 活性几乎完全丧失;而李子在常温条件下用900MPa 处理对PPO 活性没有任何影响[12]。2.3生物方法

某些植物提取液中含有蛋白酶、小分子多肽等活性成分,这些活性成分具有抑制水果褐变的功能。因此,可以用来控制鲜切水果褐变的发生。P G Lozano 等(1993)报道,菠萝汁具有良好的抑制褐变效应,可替代硫化物防止苹果切片发生褐变,并能增进果实风味。T P Labuza 等(1992)分别从无花果、番木瓜和菠萝中提取得到3种蛋白木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶,酶,即无花果蛋白酶、它们均能有效地控制水果发生酶促褐变,这是由于蛋白酶可导致与促进褐变相关的酶系失活,从而抑制褐变的发生。

J Oszmianski 等(1990)研究认为,蜂蜜的有效能抑制白葡成分是一个分子量为0.6Kda 的多肽,

萄和鲜切水果的PPO 活性与褐变。Chen L 等(2000)发现,蜂蜜中因含有如生育酚、抗坏血酸、类黄酮、酚类物质及一些酶等抗氧化成分而能抑制褐变。由于不同花粉来源的蜂蜜抗氧化物质含量差异其中大很大,抑制酶促褐变的能力差异也相当大。豆花蜜比苜蓿花蜜抑制褐变效果更为明显。另外,蜂蜜还能增强亚硫酸和抗坏血酸对褐变的抑制效果。胡福良等[13]研究表明,蜂胶也是很具有发展潜力的天然抗氧化剂和褐变抑制剂,同时,蜂胶还具有抑菌抗菌作用。此外,彭丽桃等(2003)指出,乳酸菌的代谢物质,如酸、乙醇、丁二酮等具有较强的络合金属离子能力和较高的抗氧化性,也能有效地抑制酶促褐变发生[6]。

有人提出栅栏观点[14],利用栅栏因子的相互作用,以数种处理系统组合,如抗氧化剂、抗褐变剂、防腐剂、pH 值、氧化还原电位等栅栏,栅栏间具有

参考文献:

协同作用, 用以对鲜切水果的酶促褐变及微生物加以控制,可较单一处理效果强而避免褐变伤害与

腐败,以获得足够的货架期及确保产品食用安全。

[1]郑重禄.影响鲜切水果质量的因素及其保鲜技术[J].中国果菜,2004(5):38.

[2]陈言楷,陆东和. 切割果蔬保鲜研究现状及发展趋势[J].福建果树,2003(1):24—27.

[3]寇莉苹,刘兴华,薛惠岚.富士苹果果肉褐变研究现状[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2001(29):144—146.

[4]张华云,王善广,牟其芸,等.梨果实生长过程中多酚氧化酶和过氧化物酶活性变化[J].中国果品研究,1995(2):17.[5]Tomas-Barberam F A .Phenolic compounds and related en -zymes as determinants of quality in fruits and vegetable[J].J Sci Food Agric, 2001,81:853—870.

Lee C Y ,et al. Inhibitory effect of vari -[6]Son S M, Moon K D ,

ous antibrowning agents on apple slices[J].FoodChem, 2001,73:23—30.

[7]郑林彦,韩涛,李丽萍,等. 4-已基间苯二酚对鲜切桃色泽相关生理的影响[J].园艺学报,2007,35(6):1367—1372. [8]黄光荣. 切分水果的酶促褐变抑制[J].浙江科技学院学报,2002,14(3):21—24.

[9]任列花,张登福. 切割果蔬的加工技术[J].甘肃农业科技,2004(12):31—32.

[10]Kadder A A, Zagory D, Kerbel E L. Modified atmostphere packaging of fruits and vegetables[J].J Food Sci, 1999, 6:165—169.

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收稿日期:2009-03-25


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