浓缩苹果汁酶促褐变及其控制
浓缩苹果汁酶促褐变及其控制
李佩艳 仇农学
(陕西师范大学食品工程系, 西安710062)
摘要:酶促褐变是引起苹果浓缩汁色值降低、品质劣变的主要原因之一,本文介绍了浓缩苹果汁酶促褐变的三个必要生化条件:酚类物质、多酚氧化酶(PPO)和氧气,并综述了浓缩苹果汁生产中酶促褐变的控制方法,如加热钝化酶、调节pH值、添加酶或底物的抑制剂、使用膜技术、添加漆酶等,均能有效控制浓缩苹果汁的酶促褐变,提高果汁的品质。
关键词:浓缩苹果汁,酶促褐变,控制方法
Mechanism and Control of the Enzymatic Browning
in Apple Juice Concentrate
Li Peiyan, Qiu Nongxue
(Food Engineering Department,Shaanxi Normal University,Xi an710062)
Abstract:Enzymatic browning is one of the major factors to cause the low q uali ty of apple juice concentrate.In thi s paper the three biochemical conditions of enzymatic browning of apple juice concentrate are comprehensively analyzed.Many possible methods of solving enzymatic browning,such as,heating,regulating p H,adding inhi bitors of PPO,using absorber resin,are put forward respectively.Those methods,using in apple juice concentrate,can effectively inhibit enzymatic browning and im-prove its quality.
Key words:Apple juice concentrate,Enzymatic browning,Control
1 前言
新鲜苹果经过破碎、压榨工序后,很容易发生酶促褐变,不仅影响产品的感官品质、风味和营养价值,而且影响我国果汁产业的发展。因此研究褐变的机理和寻找其控制方法有着重要的意义。
酶促褐变是在有氧条件下,多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,即PPO)氧化组织中内源性酚类物质形成邻醌,邻醌再相互聚合或与蛋白质、氨基酸等作用生成高分子络合物而使组织发生褐变的复杂生理过程。
2 酶促褐变的生化条件
酶促褐变的产生必须具备3个条件:酚类物质、PPO和氧气,只有这三因素相互结合,苹果浓缩汁才能发生褐变。
2.1 酚类物质
酚类物质是引起苹果浓缩汁酶促褐变和后混浊的主要因素。不同品种、不同成熟阶段、不同部位的苹果中多酚含量不同。一般认为未成熟苹果单宁含量较高,在成熟过程中单宁含量会逐渐减少;果心和果肉部位含的酚类物质较果皮含量高。未成熟苹果中多酚类物质主要有咖啡酸、儿茶素、表儿茶素等,其中高分子多酚(缩合型单宁)占总酚量的20%以上,纯酚类占总酚量的50%[1]。葛毅强等[2]提出,张欣的研究表明浓缩果汁生产的后混浊中酚类物质占25.6%,是引起苹果浓缩汁发生后浑浊的主要因素之一。
2.2 多酚氧化酶
PPO是引起苹果及其深加工产品酶促褐变的
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主要因素之一。PPO是一种含铜离子的膜蛋白酶,能氧化组织中酚类物质形成邻醌,醌聚合形成褐色物质,导致褐变发生。
2.3 氧的存在
正常的果实在细胞内通过一系列膜系统实现PPO和酚类物质区域化分布,阻止了酶促褐变的发生。在浓缩苹果汁加工中,由于破碎、压榨等工序使苹果细胞中的膜系统破坏,打破了多酚与酶的区域化分布,使其在有氧的条件下发生褐变。
3 浓缩苹果汁加工中控制酶促褐变的方法3.1 选择适宜的制汁苹果品种
不同苹果品种因其所含底物的量和PPO活性不同,褐变能力各异,前期研究表明,黄元帅褐变能力最低,乔纳金次之,新红星最高[3]。目前正在推广的理想制汁品种 澳洲青苹,可溶性固形物含量12%左右,酸度5.4~7,据我们利用外标法HPLC测得其鲜榨汁中绿原酸含量60ppm、咖啡酸4ppm、原儿茶酸5ppm,可大大减少酶促褐变的发生,是理想的高酸果汁榨汁原料品种。
3.2 选择适宜的成熟度
未成熟苹果和成熟苹果相比,未成熟苹果中多酚物质的含量高达成熟果的10倍以上[1,4]。唐传核、彭志英提出[5],有研究表明苹果中多酚含量特别是绿原酸和表儿茶素在成熟过程中会有所下降,在收获贮藏期会急剧下降。寇莉萍等[6]认为在石建新[7]的研究中,同一气体指标中富士苹果成熟度低,褐变机率大,富士苹果气调贮藏时,采收应适当晚些,成熟度不宜太低。从理论上来说,成熟度高的苹果,褐变程度轻,但在浓缩果汁加工中,苹果过熟会影响出汁率,加工过程中要综合考虑苹果褐变程度和出汁率之间的关系,选择适宜成熟度的苹果进行加工。
3.3 加热钝化酶的活性
热处理是现代浓缩果汁加工中抑制酶促褐变经济、有效的措施。最常用的方法是高温瞬时灭酶。一般在80 经10~20min,100 下需要2~ 8min能钝化PPO。因此,在浓缩果汁加工中,第一次巴氏杀菌的温度最好控制在90~95 ,时间15 ~30s,可有效防止果汁发生酶促褐变,提高果汁的色值和品质。3.4 调节pH值法
多数引起酶促褐变的PPO最适宜的pH值范围在6~7之间,PPO是一种含铜离子的膜蛋白酶,当pH 3.0时,由于在高酸性环境中,酶中的铜离子被解离出来与酶蛋白脱离,使PPO几乎完全失活,即使果汁pH值再还原到处理前的水平,酶的活性也不会再复活。Weemaes C.A.等[8]研究表明金冠苹果PPO最适pH为6,当pH从7升到8时,大部分酶失活;pH等于或小于4时,酶活性很低。浓缩苹果汁中有机酸含量一般为4~12g/L,主要是苹果酸和少量柠檬酸。所以常用柠檬酸、苹果酸及抗坏血酸等降低果汁pH值,抑制PPO活性。抗坏血酸具有双重作用,不但能降低体系pH值,具有酸的作用,而且还具有还原剂的作用,可以将酶促褐变的产物醌类及其衍生物还原成酚或自身被PPO氧化,消耗氧气减少体系的含氧量,有效地抑制酶促褐变。抗坏血酸添加量要适量,过少会使抗坏血酸完全氧化并与氨基酸反应导致非酶褐变;添加量过多则易引起抗坏血酸氧化褐变。黄建韶、张洪等[9]研究1.50mg/Kg抗坏血酸能有效抑制红富士苹果PPO活性。在浓缩苹果浊汁加工过程中,苹果破碎时用计量泵加入适量的抗坏血酸或柠檬酸,可有效防止果汁酶促褐变。
3.5 隔绝、去除氧气或充分氧化
现代果汁加工中应用的去除氧气的新技术是气调式破碎系统。它可控制系统中氧的含量,使果实在几乎无氧的条件下进行加工,再用适当的温度使酶失活,既防止了产品的酶促褐变,又保持了原料营养价值。一般采用在破碎时充入惰性气体(如充入N2)或利用水蒸气排除系统中的空气。除此之外,充分氧化也是一种控制褐变的方法。张欣等[10]认为张建军和蔡同一在用果胶酶处理果汁的过程中,通入压缩空气,使苹果中的多酚物质充分氧化,可减少苹果汁中多酚物质和蛋白质的含量,果汁贮存八个月仍澄清透明,无浑浊。
3.6 添加与酚类底物作用的螯合剂
经常使用的螯合剂是聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)[11,12]。PVPP是一种无毒、安全、稳定的聚合物,具有很强的选择吸附能力,羰基与果汁中多酚物质的羟基强烈缔合,形成较强的氢键,有选择的吸附多酚物质,从而除去反应体系中的底物,阻止酶促褐变发生,提高果汁色值。PVPP不但可包
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埋多酚阻止其参与酶促褐变,同时也可使果汁澄清、稳定。一般PVPP使用量为每吨苹果浊汁加入200~300g。
3.7 添加酶抑制剂
近期,意大利工作者发现,由氨基乙酸与葡萄糖生成的美拉德反应产物(MRP)可抑制金冠苹果的PPO。Tan等[13]研究表明,不同的氨基酸与葡萄糖生成的MRP对PPO活性的抑制不同,其中抑制效果为:精氨酸=组氨酸>半胱氨酸>赖氨酸。随着酶技术的发展,PPO分解酶正处于研究阶段, PPO分解酶可专一分解PPO,使其失去活性,以达抑制酶促褐变的目的,这是酶工业今后发展的一个重要方向。有望在不久会应用于果汁行业的生产中。
3.8 用膜技术去除酚类物质
超滤已成为浓缩果汁生产中的一个标准工艺,但目前应用在果汁工业中的超滤膜不能截留活性酚类物质,而使酚类物质进入滤出液,不仅引起果汁的二次浑浊,而且引起果汁超滤后工序中的酶促褐变。Borneman Z.等人[12]研究表明PES/PVP膜能显著除去苹果汁中的多酚和黄、褐色物质,可以替代传统的超滤膜材料。
3.9 利用漆酶除去浓缩果汁中多酚物质
漆酶是饮料加工中常见的酶类之一,主要用于饮料澄清与色泽控制。由于酚类物质可透过超滤膜进入滤出液,引起酶促褐变,若在超滤之前的工序中加入漆酶,则漆酶可氧化果汁中的酚类物质形成聚合物,被超滤膜截留,专一性去除浓缩果汁中多酚,改善果汁的色泽及防止发生浑浊,有利于果汁的稳定[14]。也可用固定化漆酶处理苹果汁,处理后能除去其中的儿茶素、绿原酸、根皮苷等酚类物质,使果汁长期贮存,保持澄清。
4 结束语
浓缩苹果汁加工过程中,酶促褐变是影响其营养价值和品质优劣的主要因素之一,引起酶促褐变的因素有很多,我们在生产中不能单一考虑某一因素的控制,而应该从原料的选择入手,控制好加工过程中的每一道工序,综合考虑各种引起酶促褐变的因素,采取积极有效的措施,这样就可大大避免果汁加工中的酶促褐变而引起果汁品质下降的问题。
参考文献
1.武长柱.苹果多酚的功效研究及应用展望[J].城职业大学
学报,1999,14(4):92-93
2.葛毅强,蔡同一,胡小松.果汁中酚类物质研究新思路[J].
饮料工业,2003,6(4):1-4
3.周会玲,段长青等.不同品种苹果汁的褐变及其抑制方法研
究[J].西北农林科技大学学报,2001,29(1):91-93
4.姬德衡,孔繁东等.苹果多酚的开发与利用[J].中国果蔬,
2001,2
5.唐传核,彭志英.苹果多酚的开发及利用[J].中国食品添加
剂,2001,(2):41-45
6.寇莉萍,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,2001,29:144-146
7.夏延斌.食品化学[M].中国轻工业出社,2001:223-226
8.Weemaes C.A.,Ludi khuyze L.R.,Broeck V.D.,Hendrickx
M.E.and Tobback P.P.,Activity,Electrophoretic Characteris-
tics and Heat Inactivation of Polyphenoloxidas es from Apples,Avo-
cados,Grapes,Pears and Plums[J].Lebensm.-Wiss.U.-
Technol.,1998,31(1):44-49
9.黄建韶,张洪,田宏现.苹果中多酚氧化的性质[J].食品与
机械,2001,(3):56-57
10.张欣,葛毅强,蔡同一.苹果浓缩汁的后混浊[J].食品科
学,1998,19(1):22-24
11.Roc ha A.M.C.N.and Morais A.M.M.B.,Characteriz ation of
polyphenol oxidase(PPO)extracted from J onagored apple[J],
Food Control,2001,12:85-90
12.Borneman z.,Gokmen v.and Nijhuis H.H.,Selective removal
of pol yphenols and brown colour in apple j uices using PES/PVP
me mbranes i n a single_ul trafiltration process[J].J ournal of M e m-
brane Science,1997,134:191-197
13.Tan B.K.and Harris N.D.,Maillard reaction products inhibit
apple polyphenol oxidase[J].Food Chemistry,1995,53:267-
273
14.Minussi R.C.,Pastore G.M.and Dura n N.,Potential applica-
tions of laccase in the food indus try,Food Science and Technol o-
gy,2002,13:205-216
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酶促褐变的影响
酶促褐变的影响因素 一、实验目的 1.了解水果蔬菜切分后酶促褐变的机理和影响因素； 2.了解亚硫酸盐、温度、pH值、酸度、还原剂等因素对反应速度的影响； 3.理解酶促褐变的控制方法。 二、实验原理 果蔬材料中的酚酶催化多酚类第五产生醌类物质，并进一步聚合成黑色素。很多因素可以影响酶促褐变，其影响的机理也各不相同。 非酶促褐变:非酶褐变又可分为以下三种类型 1、当还原糖与氨基酸混合在一起加热时会形成褐色“类黑色素”，该反应称为羰氨反应，又称“美拉德反应”。非还原糖在不发生水解的条件下不会发生美拉德反应。 2、糖类在无氨基化合物存在下加热到其熔点以上，也会生成黑褐色的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。 3、柑桔类果汁在贮藏过程中色泽变暗，放出二氧化碳，抗坏血酸含量降低，这是由于抗坏血酸自动氧化而产生的褐变。 酶促褐变：酶促褐变是发生在水果、蔬菜等植物性食物中的由酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。果蔬发生酶促褐变后，产品颜色发暗。为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫过程，从而达到护色的目的。除热烫外，也可通过控制酸度、添加抗氧化剂(如异抗坏血酸钠)、亚硫酸盐类物质(如二氧化硫、焦亚硫酸钠)来抑制酶活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。 三、实验材料与试剂 马铃薯、苹果、将马铃薯和苹果去皮后切成豌豆大小的碎块。 0.5%维生素C溶液、0.5%维C-2%柠檬酸混合液、0.5%亚硫酸氢钠溶液 四、实验过程 1、温度对果蔬酶促褐变的作用 用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各4小片，各分成两份，一份放在室温下，另一份切好后立即投入沸水中，热处理5~ 10min,取出置于室温下，每隔20min观
浅析酶促褐变如何发生及如何抑制
浅析酶促褐变如何发生及如何抑制 摘要：我们知道，在果蔬在贮藏和加工过程中，会因为酶促褐变的原因，使得果蔬的颜色变化直接或间接的导致了营养的损失，对口感、质地也有所影响。随着人们认识水的不断提高，如何控制果蔬的酶促褐变，提高果蔬的营养价值和外观品质逐渐成为人们越来越关注的问题。因此，对果蔬的酶促褐变机理的研究具有重要的实际意义。 关键词：酶促褐变；抑制；途径；条件。 食品工艺学，它是指是应用化学、物理学、生物学、微生物学、食品工程原理和营养学等各方面的基础知识，研究食品的加工、保藏、包装、运输等因素对食品质量、营养价值、货架寿命、安全性等方面的影响。一方面是为开发新型食品，探讨食品资源利用；另一方面实现食品工业生产合理化、科学化和现代化的一门应用科学。而在食品保藏的过程中，因酶促褐变导致的食品品质上的下降的问题也受到越来越多的人的关注，通过查阅相关文献，接下来我将简单的谈一下如何防止酶促褐变对食品造成影响。 一、酶促反应的相关介绍 1定义： 酶促褐变是指果蔬在受到机械损伤或处于异常环境（受冻、受热）下，在氧化酶作用下将酚类物质氧化形成醌，醌的多聚化以及它与其他物质的结合产生黑色或褐色的色素沉淀，从而导致果蔬的营养丢失。 2酶促褐变的机制： 植物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-醌中保持着动态平衡，当细胞组织被破坏后，氧就大量侵入，造成醌的形成和其还原反应之间的不平衡，于是发生了醌的积累，醌再进一步氧化聚合，就形成了褐色色素，称为黑色素或类黑精。酚酶的系统名称是邻二酚：以氧化还原酶以铜为辅基，必须以氧为受氢体，是一种末端氧化酶。可以用一元酚和二元酚作底物。酶促褐变是在有氧条件下,由于多酚氧化酶的作用,邻位的酚氧化为醌,醌很快聚合成为褐色素而引起组织褐变。 3酶促褐变的条件： 从定义中我们不难看出，酶促褐变的发生需要三个条件：适当的酶和底物，以及氧气的参加。首先让我们来看看酶促反应的底物是什么吧？酶促反应的底物主要是酚类物质。根据酚羟基的数目可将其分为一元酚、二元酚、三元酚及多元酚。通过了解相关信息，我们知道了酚类物质的合成途径主要有两条：一条是由苯丙氨酸脱氨基而形成，另一条由莽草酸或与之一个的环己烷生物直接芳香化而形成。其中，第一条途径是高等植物中最主要的途径。酚类物质的氧化是引起果蔬褐变的主要因素，这些酚类一般是伴随在果蔬生长过程中自身合成的，但是人们发现当对果蔬造成了机械损伤，或在胁迫环境
果蔬加工贮藏中的酶促褐变现象及其研究进展
果蔬加工贮藏中的酶促褐变现象及其研究进展 摘要：果蔬的褐变是困扰农产品加工企业的一大技术难题，实践证明单独使用一种褐变抑制剂效果不太理想，通过探索不同物质控制褐变的机理，利用彼此的增效协同作用进行抑制剂的复配,能够达到更效地防止果蔬褐变的目的。 关键词：果蔬；酶促褐变；机理；防褐变方法 0 引言 褐变是食品中普遍存在的一种变色现象。在一些食品加工过程中，褐变是有益的，如酱油、咖啡、红茶的生产和面包、糕点的烘烤，而在果蔬的加工贮藏中，褐变是有害的，它不仅影响风味，而且降低营养价值。因此了解食品褐变的反应机理，寻找控制褐变的途径有着重要的实际意义。造成褐变的原因是多方面的，从本质上可分为两大类，即非酶褐变和酶促褐变。非酶褐变有美拉德反应、焦糖反应和抗坏血酸氧化褐变。酶促褐变主要是酚类物质的酶促褐变。果蔬褐变以酶促褐变为主，一直是采后研究的重点。以下介绍的是果蔬的酶促褐变现象及其研究进展。 1 果蔬加工贮藏中的酶促褐变现象 大多数农产品在加工贮藏过程中都会发生褐变，如莲藕是一种多年生水生植物，含水量高，皮薄，容易损伤，加之生长在水中，收获后由于改变了生存条件，生理变化加剧，在一般条件下放置3d~5 d 就会出现表皮褐变、萎蔫等现象，严重时内部可食部分也出现褐变，同时组织纤维化，严重影响食用品质[1]；板栗在加工过程中常常会发生果肉褐变，严重地影响了产品的品质、风味和营养成分，制约了板栗的深加工增值[2]；另外还有荔枝、马铃薯、萝卜、白菜、苹果、梨等等众多的水果、蔬菜在加工贮藏过程中都会发生褐变现象。 2 酶促褐变的机理及其活性 2.1 酶促褐变机理
人们对果蔬褐变进行大量研究认为，果蔬褐变是酚类物质氧化的直接结果。在有氧条件下，酚类物质由PPO 酶（多酚氧化酶）催化而被氧化为醌，醌通过聚合作用产生有色物质而导致组织褐变。PPO 酶是指能催化多元酚类物质的一类酶，广泛存在于果品、蔬菜中，其反应的控制步骤如下式所示： 也就是说，酶促褐变的发生必须具备3 个条件，即底物、酶和氧。正常组织中酶和底物的区域性分布阻止了二者的相互接触，避免了褐变发生，而在果蔬衰老、加工过程中，会导致二者区域性分布的破坏，从而在有氧条件下造成褐变发生。POD 酶（过氧化物酶）也可完成酚类物质在体内的氧化，其反应如下： 邻醌通过一系列反应生成黑色素[3] 2.2 氧化酶活性 PPO 的系统命名是邻二酚：氧- 氧化还原酶，该酶以铜为辅基，是一种含铜蛋白质，其分子量约为34 000，必需以氧气为受氢体，是一种末端氧化酶。几乎所有的高等植物中都含有PPO 酶，如马铃薯[4]。据唐茂芝测定，PPO 酶在0 ℃~20 ℃条件下，酶活性较高，在24 ℃~40 ℃酶活性逐渐降低，在16 ℃和50 ℃时，同时出现较高的酶活性，说明有PPO 酶同工酶的存在。对其他果蔬的研究也发现，在贮藏加工过程中有PPO酶同工酶的变化。60 ℃处理10 min，酶活性基本稳定；65 ℃~70 ℃处理6min，80 ℃处理4 min，90 ℃~100 ℃处理1 min，酶活
实验四 果蔬酶促褐变的控制及护色实验
实验四果蔬酶促褐变的控制及护色实验 一、实验目的 1.熟悉果蔬酶促褐变的原理。 2.通过果蔬加工中热烫等处理方法和加抗坏血酸等护色实验，初步掌握果蔬加工中护色的常用方法。 二、实验原理 大多数浅色果蔬，在加工过程中易引起酶促褐变，使产品颜色发暗。为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫处理，从而达到护色的目的。 果蔬加工中，往往采用热烫钝化酶、控制酸度（柠檬酸、草酸、乙酸）、加抗氧化剂（如抗坏血酸）：加化学药品（亚硫酸氢钠）来抑制酶的活性等方法来防止和抑制酶促褐变。 三、实验材料、试剂和仪器 1、实验材料：马铃薯、红薯 2、试剂：1.5%愈创木酚、3%过氧化氢、1%邻苯二酚、0.4%亚硫酸氢钠、0.4%抗坏血酸、1%柠檬酸、1%草酸、1%抗坏血酸和1%乙酸。 3、仪器：电炉子、石棉网、镊子、刀、菜板、烧杯、滴管。 四、操作步骤 1、观察酶褐变的色泽： （1）马铃薯人工去皮，切成3mm厚的圆片，取一片切面滴上2～3滴1.5%的愈创木酚再滴上2～3滴过氧化氢，由于马铃薯中过氧化物酶的存在，愈创木酚与过氧化氢经酶作用，脱氢而产生褐色的络合物。 （2）红薯人工去皮，切成3mm厚的圆片，滴1%邻苯二酚2～3滴，由于多酚氧化酶存在，而使原料变成茶褐色或深褐色的络合物。 2、防止酶褐变： （1）热烫、高温可以使氧化酶类丧失活性，生产中利用热烫防止酶褐变，将马铃薯片投入沸水中，待再次沸腾计时，每隔0.5分钟，取出一片马铃薯用1.5%愈创木酚和3%过氧化氢滴在切面上，观察0.5 1.0、1.5、2.0min后其变色的速度和程度，直到不变色为止，记录各时间段其变色程度和速度。
酶促褐变
青岛农业大学 果蔬加工新进展课程论文 酶促褐变在果蔬加工中的研究进展Research Advances of Enzymatic Browning During the Processing of Fruits and Vegetables 姓名：董立君 学号：200707109 专业：农产品加工及贮藏工程 中国·青岛 2008年1月
酶促褐变在果蔬加工中的研究进展 董立君200707109 (青岛农业大学266109) 摘要：介绍了酶促褐变的机理和发生酶促褐变的物质条件，综述了在果蔬加工中控制酶促褐变的方法。 关键词：酶促褐变；机理；物质条件；控制方法 Abstract: This paper introduces the principles and the physical conditions of enzymatic browning, then reviews control methods of enzymatic browning during the processing of fruits and vegetables. Key words: enzymatic browning; principles; physical conditions; control methods 果蔬褐变是果蔬成熟老化生理衰退的特征之一。由于发展快，造成果蔬品质变化，贮藏期缩短，成为贮藏保鲜的主要障碍，也成为果蔬采后研究的热点。Smock 等人在苹果的贮藏研究中发现有八类生理失调反应，包括冻害、冷害、组织衰老、缺钙、高二氧化碳、低氧、机械伤等均能引起果实褐变，由此可见造成果实褐变的原因是多方面的。果蔬的褐变从本质上可分为两大类，即非酶褐变和酶促褐变。其中酶促褐变是组织中的酚类物质在酶的作用下氧化成醌类，醌类聚合形成褐色物质从而导致组织变色。果蔬褐变以酶促褐变为主，一直是采后生理研究的重点。一、酶促褐变的机理 在果蔬加工过程中，完整细胞中酚类化合物和醌类化合物之间的动态平衡被破坏，由于空气中氧的侵入和原果蔬中多酚氧化酶的催化作用，多酚类物质被氧化成邻醌，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，羟基醌进一步聚合由红色变为褐色，最后变成黑褐色的黑色素物质[1]。 1.1酚、酶的区域分布假说 质膜是活细胞与环境之间的界面和屏障，能有效保证膜内外物质交换有效的进行。在正常发育的植物组织中，由于多酚类物质分布在细胞液泡内，而PPO分布在各种质体或细胞质内，因此即使它们与氧同时存在也不会发生褐变。一旦细胞壁和细胞膜的完整性被破坏，酶与PPO接触，在氧的参与下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变[2]。
果蔬酶促褐变的控制及护色实验
实验蔬菜加工中护色实验与果蔬酶促褐变的防止 一、实验目的 1.熟悉果蔬酶促褐变的原理。 2.通过果蔬加工中热烫等处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握果蔬加工中护色的常用方法。 二、实验原理 新鲜绿色蔬菜如果在酸性条件下加工，由于脱镁反应的发生，发色体结构部分变化，绿色消失，变成褐色的脱镁叶绿素。如果在弱碱性条件下热烫，则叶绿素的酯结构部分水解生成叶绿酸（盐）、叶绿醇和甲醇，叶绿酸盐为水溶性，仍呈鲜绿色，而且比较稳定。 绿色果蔬或某些浅色果蔬，在加工过程中易引起酶促褐变，使产品颜色发暗。为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫处理，从而达到护色的目的。 果蔬加工中，往往采用热烫钝化酶：用控制酸度：加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）：加化学药品（如二氧化硫、焦亚硫酸钠）来抑制酶的活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。 三、实验材料、试剂和仪器 1、实验材料：绿色青菜、苹果、马铃薯 2、试剂：1?5%愈疮木酚（或联苯胺）、3%过氧化氢、1%邻苯二酚、焦亚硫酸钠、异抗 坏血酸钠柠檬酸氢氧化钠盐酸 3、仪器：烧杯微波炉电热鼓风干燥箱 四、操作步骤 1 、观察酶褐变的色泽： （1）马铃薯人工去皮，切成3mm厚的圆片，取一片切面滴上2?3滴1. 5%滴愈疮木酚（或联苯胺）再滴上2? 3 滴过氧化氢，由于马铃薯中过氧化物酶的存在，愈疮木酚与过氧化氢经酶作用，脱氢而产生褐色的络合物。 （2）苹果人工去皮，切成3mm 厚的圆片，滴1%邻苯二酚（或用邻苯三酚2?3滴，由于多酚氧化酶存在，而使原料变成茶褐色或深褐色的络合物。 2、防止酶褐变： （ 1 ）热烫、高温可以使氧化酶类丧失活性，生产中利用热烫防止酶褐变，将马铃薯片投入 沸水中，待再次沸腾计时，每隔一分钟，取出一片马铃薯用 1.5%愈疮不酚和3%过氧化氢滴 在切面上，观察其变色的速度和程度，直到不变色为止，将剩余马铃薯投入冷水中及时冷却。
酸性电解水对鲜切马铃薯酶促褐变抑制效果
食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 食品开发 · 35 ·2012年 第37卷 第10期收稿日期：2012-03-15 *通讯作者 基金项目：国家自然科学基金项目(31071553)。 作者简介：邓清云(1988—)，女，四川内江人，硕士研究生，研究方向为农产品加工及贮藏工程。 邓清云，刘海杰*，张 芊 (中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083) 摘要：研究了酸性电解水对鲜切马铃薯酶促褐变的抑制效果，并进一步探究了影响酸性电解水抑制酶促褐变效果的外因。通过比较几种方式处理的马铃薯切片在不同贮藏期的褐变度，结果表明，与无处理相比，3种指标的酸性电解水均能够显著(P<0.05)抑制鲜切马铃薯的酶促褐变，其抑制效果与草酸(20 mg/L)、柠檬酸(20 mg/L)相当。同时研究发现，处理时间、酸性电解水的温度、处理方式(静止浸泡、流水冲洗、振荡)对酸性电解水的褐变抑制效果均产生影响，而料液比变化对酸性电解水的褐变抑制效果影响不大。处理时间为15 min ，酸性电解水温度为40 ℃，振荡处理酸性电解水的褐变抑制效果好，且振荡速度越大，效果越好。 关键词：酸性电解水；褐变；抑制效果；影响因素 中图分类号：TS 255.3 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)10-0035-04 Inhibition effects of enzymatic browning in fresh-cut potatoes by using acidic electrolyzed oxidizing water DENG Qing-yun, LIU Hai-jie *, ZHANG Qian (College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083) Abstract: This investigation was conducted to determine the effect that acidic electrolyzed oxidizing water (AEOW) inhibit enzymatic browning in fresh-cut potato slices and which factors affected its efficiency. Through the comparison of several treatments on △L% values of fresh-cut potato slices after different storage time, the results showed that compared to no treatment, AEOW could significantly (P<0.05) inhibit the enzymatic browning of potato slices and its effect was equal to oxalic acid (20 mg/L) and citric acid (20 mg/L). This study also found that processing time, the temperature of AEOW, processing methods (soaking, flushing, oscillating) would influenced the effect of AEOW on enzymatic browning, besides the volume of AEOW. When the processing time was 15 min, AEOW was 40 ℃, and the processing method was oscillating, AEOW had a better inhibition effect on browning. Also the speed of oscillating was higher, the effect was better.Key words: acidic electrolyzed oxidizing water; browning; inhibition effects; influence factors 酸性电解水对鲜切马铃薯酶促褐变 抑制效果研究
果蔬酶促褐变的控制及护色实验
实验一蔬菜加工中护色实验与果蔬酶促褐变的防止 一、实验目的 1.熟悉果蔬酶促褐变的原理。 2.通过果蔬加工中热烫等处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握果蔬加工中护色的常用方法。 二、实验原理 新鲜绿色蔬菜如果在酸性条件下加工，由于脱镁反应的发生，发色体结构部分变化，绿色消失，变成褐色的脱镁叶绿素。如果在弱碱性条件下热烫，则叶绿素的酯结构部分水解生成叶绿酸（盐）、叶绿醇和甲醇，叶绿酸盐为水溶性，仍呈鲜绿色，而且比较稳定。 绿色果蔬或某些浅色果蔬，在加工过程中易引起酶促褐变，使产品颜色发暗。为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫处理，从而达到护色的目的。 果蔬加工中，往往采用热烫钝化酶：用控制酸度：加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）：加化学药品（如二氧化硫、焦亚硫酸钠）来抑制酶的活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。 三、实验材料、试剂和仪器 1、实验材料：绿色青菜、苹果、马铃薯 2、试剂：1～5%愈疮木酚（或联苯胺）、3%过氧化氢、1%邻苯二酚、焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠柠檬酸氢氧化钠盐酸 3、仪器：烧杯微波炉电热鼓风干燥箱 四、操作步骤 1、观察酶褐变的色泽： （1）马铃薯人工去皮，切成3mm厚的圆片，取一片切面滴上2～3滴1．5%滴愈疮木酚（或联苯胺）再滴上2～3滴过氧化氢，由于马铃薯中过氧化物酶的存在，愈疮木酚与过氧化氢经酶作用，脱氢而产生褐色的络合物。 （2）苹果人工去皮，切成3mm厚的圆片，滴1%邻苯二酚（或用邻苯三酚2～3滴，由于多酚氧化酶存在，而使原料变成茶褐色或深褐色的络合物。
2、防止酶褐变： （1）热烫、高温可以使氧化酶类丧失活性，生产中利用热烫防止酶褐变，将马铃薯片投入沸水中，待再次沸腾计时，每隔一分钟，取出一片马铃薯用 1.5%愈疮不酚和3%过氧化氢滴在切面上，观察其变色的速度和程度，直到不变色为止，将剩余马铃薯投入冷水中及时冷却。 （2）不同化学试剂防止酶褐变：各种不同的化学试剂可降低价质中的PH值和减少溶解氧均可抑制氧化酶类活性，将切片的苹果分别取3～5片块投入到0.4%柠檬酸溶液、0.4%亚硫酸氢钠溶液、0.4%抗坏血酸溶液中护色20分钟，取出滴干，另取50ml水作对照用。用1.5%愈疮不酚和3%过氧化氢滴在切面上，观察其变色的速度和程度。3、比较不同pH值条件下，蔬菜热处理后的色泽变化 绿色青菜洗净后分成3份，分别编号I、II、III，于沸水中（pH为4、7、9的不同酸碱度条件下），各热烫1~2min。分别捞起沥干，在微波炉中进行干燥。取出自然冷却后，放在滤纸上。观察不同PH条件下，脱水青菜的色泽。 4、隔氧试验 用不锈钢刀切取苹果、马铃薯6小片，4片浸入一杯清水中，2片置于空气中，10min 后，观察记录现象，之后，又从杯中取出2片置于空气中，10min后再观察比 五、注意事项 产品加工过程防止抗氧剂残留超标。 六、讨论题 1．土豆变色原因？护色有哪些方法？护色机理？ 七、参考文献 1．石彦国任莉编着,大豆制品工艺学,中国轻工出版社,1993. 2．天津轻工业学院,食品工艺实验[M],天津:院内教材,2000.6.
鲜切果蔬酶促褐变之控制
鲜切果蔬酶促褐变之控制 鲜切果蔬又名轻度加工果蔬或最少加工处理果蔬，半加工果蔬，切割果蔬等，是指新鲜果蔬原料经清洗、去皮、修整、切分等工序，最后用塑料薄膜袋或将塑料托盘装外覆塑料膜包装，供消费者立即食用或餐饮业使用的一种新型果蔬加工产品。 随着现代生活节奏加快和生活水平提高，以及对自身健康的关注，人们消费模式正发生变化，传统果蔬加工品，因缺乏果蔬加工前原有的新鲜感，开始被消费者冷落，而新鲜、营养、方便、卫生、快捷的鲜切果蔬日益受到消费者的青睐，因而具有广阔的市场潜力。 但鲜切果蔬在加工过程中，由于细胞组织受到损伤，容易发生褐变，同时产生不良风味和营养成分损失，因此，在鲜切果蔬加工中，控制褐变一直是研究的热点。 1、鲜切果蔬褐变原因 鲜切果蔬发生的褐变，有酶促褐变和非酶促褐变。其中主要是酶促褐变，它是多酚类物质在酶的催化下，发生氧化造成的。酶促褐变反应的发生需要三个条件，即酚类物质(底物)、酶和氧气。 酶促褐变过程中，参与酚类物质氧化的酶主要有多酚氧化酶(PPO)。目前对多酚氧化酶研究一致认为：多酚氧化酶几乎存在于所有植物中，它是果蔬发生酶促褐变的主要酶；其次，是过氧化酶(POD)在有过氧化氢存在时，可催化酚类、类黄酮的氧化和聚合，参与酚类物质的代谢，导致组织褐变； 此外，苯丙氨酸解氨酶(PAL)与酶类物质生成有关，鲜切果蔬加工时，切割可诱导苯丙氨酸解氨酶的mRNA增加，使PLA活性增加，催化酶类物质合成和累和，为PPO提供催化底物，从而促进酶促褐变。 2、酶促褐变的控制 酶促褐变是影响鲜切果蔬品质重要原因之一。随着果蔬酶促褐变发生，造成产品变色外，往往还会产生不良的风味以及造成其营养成分的损失。因此，为了保持鲜切果蔬品质和延长其货架期，探讨控制酶促褐变的方法，国内外科研工作者进行大量广泛研究，并提出了许多方法，大体上可分为物理方法、化学方法、生物方法等。 1）物理方法 ①低温处理 低温能有效抑制果蔬的呼吸强度和酶的活性，降低体内的各种生理生化反应速度，延缓衰老和抑制褐变，延长果蔬保鲜期。 ②热处理 热处理是近年来发现控制鲜切果蔬褐变的新方法。热处理可减轻褐变，与加热能导致PPO 失活有关。因此PPO对热稳定性不高，一般当温度高于40℃会使其钝化。 ③气调包装(MAP) 主要控制包装环境中氧气的浓度，达到有效控制鲜切果蔬产品在贮藏和流通期间酶促褐变发生。如传统采用低氧(适宜氧气浓度为2%～10%)和高二氧化碳(适宜浓度为10%～20%)气凋包装。鲜切莲藕在2%氧气和6%二氧化碳，5℃及相对湿度为85%环境下储存20d，能明显降低呼吸速率，减少水分损失和抑制褐变的发生。鲜切甘蓝采用5%～10%的氧气和5%～15%的二氧化碳气调包装，可以推迟其褐变的发生。 但要抑制大多数鲜切产品褐变，需要将氧气分压控制在1kpa以下，如抑制莴苣和桃切片褐变的氧气分压应控制在0.25kpa以内。但气调包装要控制好气体中各成分含量，氧气过低或二氧化碳过高，会导致无氧呼吸，产生不利的代谢反应和生理紊乱。近几年研究表明，超大气高氧气调包装对抑制一些鲜切果蔬的酶促褐变也有较好作用。 ④可食性涂膜处理
酶促褐变
果蔬在采后，由于组织衰老、失水、低温冷害、高CO2伤害、机械损伤、病原微生物浸染或其他逆境胁迫会引起褐变，从而影响了其外观、食用和销售［1］。本文就果蔬酶促褐变的形成条件、褐变机理以及抑制方法进行了综述。 1 酶促褐变的条件 酶促褐变是指果蔬在受到机械损伤或处于异常环境（受冻、受热）下，在氧化酶作用下将酚类物质氧化形成醌，醌的多聚化以及它与其他物质的结合产生黑色或褐色的色素沉淀，从而导致果蔬的营养丢失。酶促褐变反应的发生需要三个条件：底物、酶类物质和氧。 1.1 底物 底物，即酚类物质。酚类物质按酚羟基数目分为一元酚、二元酚、三元酚及多元酚。 酚类物质的合成途径有两条：其一是由苯丙氨酸脱氨基而形成，其二由莽草酸或与之一个的环己烷生物直接芳香化而形成。其中，第一条途径是高等植物中最主要的途径［2］。 酚类物质的氧化是引起果蔬褐变的主要因素［1］，在果蔬贮存过程中随贮存时间的延长含量下降，一般认为是多酚氧化酶氧化的结果。这些酚类物质一般在果蔬生长发育中合成，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。 1.2 酶类物质 催化酶促褐变反应的酶类主要为多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）。 在果蔬细胞组织中PPO存在的位置因原料的种类、品种及成熟度不同而有差异。PPO在大多数果蔬中存在，如马铃薯、黄瓜、莴苣、梨、番木瓜、葡萄、桃、芒果、苹果、荔枝等，在擦伤、割切、失水、细胞损伤时，易引起酶促褐变［1，3，4］。 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。PPO以铜离子为辅基［3］，其活性的最适pH值范围为5～7，有一定耐热性，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［6］。POD在H2O2存在条件下能迅速氧化多酚物质，可与PPO协同作用引起苹果、梨、菠萝等果蔬产品发生褐变［7］。 1.3 氧 氧是果蔬酶促褐变的必要条件。正常情况下，外界的氧气不能直接作用于酚类物质和PPO 而发生酶促褐变。这是因为酚类物质分布于液泡中，PPO则位于质体中，PPO与底物不能相互接触。在果蔬贮存、加工过程中，由于外界因素使果蔬的膜系统破坏，打破了酚类与酶类的区域化分布，导致褐变发生［5］。 2 酶促褐变的机理 2.1 酚、酶的区域分布假说 质膜是活细胞与环境之间的界面和屏障，能有效保证膜内外物质交换有效的进行。在正常发育的植物组织中，由于多酚类物质分布在细胞液泡内，而PPO分布在各种质体或细胞质内，因此即使它们与氧同时存在也不会发生褐变。一旦细胞壁和细胞膜的完整性被破坏，酶与PPO接触，在氧的参与下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变［2，3］。 2.2 自由基伤害假说 自由基袭击生物大分子和膜脂，会导致膜脂过氧化加剧，膜系统结构和功能的破坏，膜透性增大，进而导致代谢障碍和膜系统的破坏和解体。正常情况下，由于机体内存在防御系统，故自由基代谢保持平衡。但在干旱、高盐分、SO2、O3、低温或水分亏缺时，由于自由基产生过多，此时活性氧的产生和清除平衡体系被打破，会导致植物细胞受到伤害，从而引起褐变的发生。 2.3 保护酶系统假说 通常情况下，植物组织中有较高的还原势，正常的氧化还原代谢平衡使氧化形成的醌类物质通过还原氧化或转化而未聚和。保护酶系统包括两类物质：一是氧化酶系统，主要有超
褐变反应
褐变 科技名词定义 中文名称：褐变 英文名称：browning 定义：食品在加工和贮藏中因酚类物质被氧化或产生糖-氨基反应而发生的褐色变化。 所属学科：水产学（一级学科）；水产品保鲜及加工（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 目录 定义 研究的意义 类型 酶促褐变 非酶促褐变 展开 编辑本段定义 饲料在加工过程中或长期贮存于湿热环境下，其所含的氨基化合物如蛋白质、氨基酸及醛、酮等与还原糖相遇，经过一系列反应生成褐色聚合物的现象称为褐变反应，简称褐变。 编辑本段研究的意义 褐变是食品中普遍存在的一种变色现象，尤其是新鲜果蔬原料进行加工时或经贮藏或受机械损伤后，食品原来的色泽变暗，这些变化都属于褐变。 在一些食品加工过程中，适当的褐变是有益的，如酱油、咖啡、红茶、啤酒的生产和面包、糕点的烘烤。而在另一些食品加工中，特别是水果蔬菜的加工过程，褐变是有害的，它不仅影响风味，而且降低营养价值，因此了解食品褐变的反应机理，寻找控制褐变的途径有着重要的实际意义。 编辑本段类型
褐变按其发生的机理分为酶促褐变（生化褐变）和非酶促褐变（非生化褐变）两大类。 编辑本段酶促褐变 概念 酶促褐变多发生在水果蔬菜等新鲜植物性食物中，是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在正常的情况下，氧化还原反应之间(酚和醌的互变)保持着动态平衡，当组织破坏后氧就大量侵入，打破了氧化还原反应的平衡，于是发生了氧化产物醌的积累和进一步聚合及氧化,形成黑色。 酶促褐变的机理 催化酶促褐变的酶有酚酶、抗坏血酸脱氢酶、过氧化物酶等。 酚酶是以氧为受氢体的末端氧化酶，是两种酶的复合体，其一是甲酚酶（又称酚羟化酶），作用于一元酚，另一是儿茶酚酶（又称为多元酚氧化酶），作用于二元酚。也有人认为酚酶是既能作用一元酚，又能作用于二元酚的一种特异性不强的酶。 酚酶属氧化还原酶类中的氧化酶类，能直接催化氧化底物酚类，它最适pH为7，较耐热，在100 ℃可钝化。 马铃薯切开后在空气中暴露，切面会变黑褐色，是因为其中含有酚类物质——酪氨酸，在酚酶作用发生了褐变。酱油在发酵时变褐色，这也是原因之一。 酶促褐变的预防措施 （1）热处理：热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃，维持几秒钟； （2）酸处理：多数酚酶的最适pH 为6-7，pH<3.0 基本失活，所以降低pH 就可以抑制酶促褐变，常用 VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。一般柠檬酸与亚硫酸钠混用，0.5%柠檬酸+ 0.3%VC； （3）二氧化硫及亚硫酸钠：在pH=6 时，效果最好，10ppm 的二氧化硫足以使酚酶失活，但考虑到挥 发，反应损失等，一般增加为300ppm，残留低于20mg/kg。添加此类试剂会造成食品褪色和维生素 B1被破坏； （4）驱氧法；使用抗坏血酸，浸涂在果蔬表面，其可螯合Cu，还原醌，它比醌更容易氧化 （5）底物改性：使酚形成甲基取代物。 编辑本段非酶促褐变 非酶褐变对食品的影响 （1）颜色 （2）营养价值：氨基酸、蛋白质和抗坏血酸。 ①美拉德（Maillard）反应 美拉德（Maillard）反应又称为羰氨反应，指食品体系中含有氨基的化合物与含有羰基的化合物之间发生反映而使食品颜色加深的反应。羰氨反应的过程复杂，可分为3 个阶段。
浅谈食品中多酚氧化酶与酶促褐变的控制
浅谈食品中多酚氧化酶与酶促褐变的控制 摘要：多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase, PPO）是一类广泛分布于植物体中，由核基因编码，能与铜相结合的一种金属蛋白酶。植物多酚氧化酶是许多果蔬等农产品酶促褐变的主要原因，对农产品食品品质有重要影响。本文概述了多酚氧化酶的分布、分子结构及活性诱导特点，PPO与酶促褐变的关系及对食品的影响，介绍了食品工业生产中酶促褐变的抑制方法，并展望了今后PPO及酶促褐变的研究方向，以对食品中PPO及在酶促褐变中的应用作浅析。 关键词：食品；多酚氧化酶；酶促褐变；控制 1 前言 多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase, PPO) 是植物体内普遍存在的一类铜结合酶。它早在1895 年就被发现，直至1937 年才被分离得到。随着研究的深入，将其分为单酚单氧化酶（酪氨酸酶(tyrosinase) ,EC. 1. 14. 18. 1）、双酚氧化酶（儿茶酚氧化酶(catechol oxidase) , EC. 1. 10. 3. 2）、漆酶（laccase , EC. 1.10. 3. 1）[1,2]。现在所说的多酚氧化酶一般是指儿茶酚氧化酶和漆酶的统称。 食品在贮藏加工过程中，经常会发生褐变现象，其中以酶引起的褐变作用非常迅速，酶促褐变需要和氧接触，由酶催化，故称之为酶促褐变。这是由于水果、蔬菜等新鲜植物食物在采摘后，组织中仍在进行活跃的代谢活动。在正常情况下，完整的果蔬组织中氧化还原反应是偶联进行的，但当发生机械性的损伤（如削皮、切开、压伤、虫咬、磨浆等）及处于异常的环境条件下（如受冻、受热）时，便会影响氧化还原作用的平衡，发生氧化产物的积累，造成变色。 大多数情况下，酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化，如香蕉、苹果、梨、马铃薯等园艺产品均很容易在削皮切开后褐变，不仅有损于感观，且影响产品的运销，还可使产品的营养价值降低。另一方面，适当的褐变又是形成如茶叶、可可豆、某些干果等食品良好风味与色泽所不可缺少的。而PPO属于酚酶，能催化酚类物质形成醌及其聚合物，被认为是酶促褐变的主要原因。故对食品中PPO 进行相关研究，寻找能抑制或控制食品酶促褐变的方法，在食品工业中有着重要的意义。
果蔬酶促褐变的控制及护色实验
果蔬酶促褐变的控制及 护色实验 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
实验一蔬菜加工中护色实验与果蔬酶促褐变的防止 一、实验目的 1.熟悉果蔬酶促褐变的原理。 2.通过果蔬加工中热烫等处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握果蔬加工中护色的常用方法。 二、实验原理 新鲜绿色蔬菜如果在酸性条件下加工，由于脱镁反应的发生，发色体结构部分变化，绿色消失，变成褐色的脱镁叶绿素。如果在弱碱性条件下热烫，则叶绿素的酯结构部分水解生成叶绿酸（盐）、叶绿醇和甲醇，叶绿酸盐为水溶性，仍呈鲜绿色，而且比较稳定。 绿色果蔬或某些浅色果蔬，在加工过程中易引起酶促褐变，使产品颜色发暗。为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫处理，从而达到护色的目的。 果蔬加工中，往往采用热烫钝化酶：用控制酸度：加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）：加化学药品（如二氧化硫、焦亚硫酸钠）来抑制酶的活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。 三、实验材料、试剂和仪器 1、实验材料：绿色青菜、苹果、马铃薯 2、试剂： 1～5%愈疮木酚（或联苯胺）、3%过氧化氢、1%邻苯二酚、焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠柠檬酸氢氧化钠盐酸 3、仪器：烧杯微波炉电热鼓风干燥箱
四、操作步骤 1、观察酶褐变的色泽： （1）马铃薯人工去皮，切成3mm厚的圆片，取一片切面滴上2～3滴1．5%滴愈疮木酚（或联苯胺）再滴上2～3滴过氧化氢，由于马铃薯中过氧化物酶的存在，愈疮木酚与过氧化氢经酶作用，脱氢而产生褐色的络合物。 （2）苹果人工去皮，切成3mm厚的圆片，滴1%邻苯二酚（或用邻苯三酚2～3滴，由于多酚氧化酶存在，而使原料变成茶褐色或深褐色的络合物。 2、防止酶褐变： （1）热烫、高温可以使氧化酶类丧失活性，生产中利用热烫防止酶褐变，将马铃薯片投入沸水中，待再次沸腾计时，每隔一分钟，取出一片马铃薯用%愈疮不酚和3%过氧化氢滴在切面上，观察其变色的速度和程度，直到不变色为止，将剩余马铃薯投入冷水中及时冷却。 （2）不同化学试剂防止酶褐变：各种不同的化学试剂可降低价质中的PH值和减少溶解氧均可抑制氧化酶类活性，将切片的苹果分别取3～5片块投入到%柠檬酸溶液、%亚硫酸氢钠溶液、%抗坏血酸溶液中护色20分钟，取出滴干，另取50ml水作对照用。用%愈疮不酚和3%过氧化氢滴在切面上，观察其变色的速度和程度。 3、比较不同pH值条件下，蔬菜热处理后的色泽变化 绿色青菜洗净后分成3份，分别编号I、II、III，于沸水中（pH为4、7、9的不同酸碱度条件下），各热烫1~2min。分别捞起沥干，在微波炉中进行干燥。取出自然冷却后，放在滤纸上。观察不同PH条件下，脱水青菜的色泽。 4、隔氧试验
实验三 非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止
实验三非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止 陈曼韵11食品营养3班201130600802 一、实验目的 通过焦糖的制备及羰氨反应来了解非酶褐变以及焦糖的性质与用途。 通过蔬菜加工中热烫等前处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握蔬菜加工中护色的常用方法。 二、实验原理 褐变反应是食品加工中最普遍存在的一种变色现象，按其发生机制分为酶促褐变和非酶褐变两大类。 非酶促褐变：非酶褐变又可分为以下三种类型 1．当还原糖与氨基酸混合在一起加热时会形成褐色“类黑色素”，该反应称为羰氨反应，又称“美拉德反应”。非还原糖在不发生水解的条件下不会发生美拉德反应。 2．糖类在无氨基化合物存在下加热到其熔点以上，也会生成黑褐色的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。 3．柑桔类果汁在贮藏过程中色泽变暗，放出二氧化碳，抗坏血酸含量降低，这是由于抗坏血酸自动氧化而产生的褐变。 酶促褐变：酶促褐变是发生在水果、蔬菜等植物性食物中的由酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。果蔬发生酶促褐变后，产品颜色发暗。为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫过程，从而达到护色的目的。除热烫外，也可通过控制酸度、添加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）、亚硫酸盐类物质（如二氧化硫、焦亚硫酸钠）来抑制酶活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。 三、操作步骤及实验现象 （一）非酶褐变 1．1焦糖的制备：称取蔗糖25g放入蒸发皿中，加入1ml水，在电炉上加热到150℃左右，关去电源，温度上升至190～195℃，恒温10min左右，呈深褐色，稍冷后，加入少量蒸馏水溶解，冷却后移入250ml容量瓶中，定容。 1.2 比色：分别吸取上述10％焦糖溶液5ml，分别稀释至50ml，成为1％焦糖溶
酶促褐变机理和酶促褐变的控制措施
酶促褐变 食品发生酶促褐变需要有3个条件，酚酶、氧、适当的酚类物质，在某些瓜果中如柠檬、橘子、香瓜、西瓜等由于不含有酚酶，不能发生酶促褐变。 在控制酶促褐变的实践中，除去底物的可能性极小，现实的方法主要从控制酶和氧两方面入手，主要措施有：钝化酶的活性；改变酶作用的条件；隔绝氧气；使用抑制剂等。 常用的控制酶促褐变方法有： （1）加热处理因为酶是蛋白质，加热能使酚酶及其它的酶失活，加热处理时间必须严格控制，要求在最短时间内，既能达到钝化酶的要求，又不影响食品原有的风味。如蔬菜在冷冻保藏或在脱水干制之前需要在沸水或蒸汽中进行短时间的热烫处理，以破坏其中的酶，然后用冷水或冷风迅速将果蔬冷却，停止热处理作用，以保持果蔬的脆嫩。 （2）调节pH 多数酚酶最适宜的pH范围是6～7之间，在pH为3以下时已无明显活性，降低pH来防止果蔬褐变是果蔬加工常用的方法，常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等。 柠檬酸对抑制酚酶氧化有双重作用，既可降低pH，又可与酚酶辅基的铜离子络合而抑制其活性，通常与抗坏血酸或亚硫酸联用。苹果酸是苹果汁中的主要有机酸，它在苹果汁中对酚酶的抑制作用比柠檬酸强得多。 抗坏血酸是十分有效的酶抑制剂，无异味，对金属无腐蚀性，同时又有营养价值，它不仅能降低pH，同时还具有还原作用，能将醌还原成酚从而阻止醌的聚合。 （3）用二氧化硫及亚硫酸盐处理二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠（低亚硫酸钠）都是广泛使用的酚酶抑制剂。在蘑菇、马铃薯、桃、苹果加工中常用二氧化硫及亚硫酸盐溶液作为护色剂。 二氧化硫气体处理水果蔬菜，渗入组织快，但亚硫酸盐溶液使用更方便。二氧化硫及亚硫酸盐溶液在弱酸性（pH=6）条件下对酚酶的抑制效果最好。二氧化硫和亚硫酸盐对褐变的抑制机理有几种观点，有的认为是抑制了酶，有的认为是二氧化硫把醌还原成了酚，还有认为二氧化硫和醌的加合防止了醌的进一步聚合。用二氧化硫和亚硫酸盐处理不仅能抑制褐变，还有一定的防腐作用，并可避免维生素C的氧化，但其特点是对色素（花青素）有漂白作用，腐蚀铁罐内壁，破坏维生素B1，有不愉快的味感和嗅感，浓度高时有碍健康。食品卫生标准规定其残留量不得超过0.05 g/kg（以二氧化硫计）。 （4）驱氧法将切开的水果蔬菜浸泡在水中，隔绝氧以防止酶促褐变，更有效的方法是在水中加入抗坏血酸，使抗坏血酸在自动氧化过程中消耗果蔬切开组织表面的氧，使表面生成一层氧化态抗坏血酸隔离层，对组织中含氧较多的水果如苹果、梨，组织中的氧也会引起缓慢褐变，需要用真空渗入法把糖水或盐水强行渗入组织内部，驱出细胞间隙中的氧。一般在一定的真空下保持一段时间后突然破坏真空即可达到目的。 （5）加酚酶底物的类似物最近报道，加入酚酶底物的类似物，如肉桂酸，阿魏酸，对位香豆酸等能有效抑制苹果汁的酶促褐变，而且这3种有机酸是果蔬中天然存在的芳香有机酸。
酶促褐变在食品加工中的作用
华南农业大学考研复习资料 常考题： 第2章水分第3章糖第4章脂类 第5章蛋白质第6章维生素和矿物质 第7章酶第8章色素 第9章呈味物质第10章呈香物质 201. 结合水的定义、种类 指通过化学键结合的水。根据被结合的牢固程度，有几种不同的形式： (1) 化合水 (2) 邻近水 (3) 多层水 结合水包括化合水和邻近水以及几乎全部多层水。食品中大部分的结合水是和蛋白质、碳水化合物等相结合的。 202. 自由水的定义、种类 就是指没有被非水物质化学结合的水。它又可分为三类： （1）滞化水（2）毛细管水（3）自由流动水 203. 自由水在食品中的实例＃ 204. 结合水在食品中的实例＃ 205. 结合水和自由水在性质上和表现上的异同 1：结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比较固定的比例关系。 2：结合水的蒸气压比自由水低得多。 3：结合水不易结冰（冰点约-40℃）。 4：结合水不能作为溶质的溶剂。 5 ：自由水能为微生物所利用，结合水则不能。 ●食品成分中的羧基和氨基等离子基团牢固结合，结合水最强.这部分水可看成是在干物质可接近的强 极性基团周围形成一个单分子层所需水的近似量。 ●水分占据固形物表面第一层的剩余位置和亲水基团周围的另外几层位置，主要靠水—水和水—溶质的 氢键键合作用与邻近的分子缔合，同时还包括直径<1μm的毛细管中的水。 ●是毛细管凝聚的自由水。这部分水是食品中结合最不牢固和最容易流动的水。 206. 水分活度的定义、实质 水分活度是指食品中水的蒸气压和该温度下纯水的饱和蒸气压的比值。 207. 水分活度与食品含水量关系 一般情况下，食品中的含水量愈高，水分活度也愈大，但不成线性关系，其关系曲线为吸湿等温线。208. 吸湿等温线定义及含意 如果向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。在一定 w时，食品的解吸过程一般比回吸过程时含水量更高。 210. 水分活度与食品保藏之间的关系 211. 冰冻对食品保藏保鲜的影响 ●具有细胞结构的食品和食品凝胶中的水结冰时，将 出现两个非常不利的后果：（1）非水组分的浓度 将比冷冻前变大；（2）水结冰后其体积比结冰前