曾婷婷,張立彥
(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640)
低糖枇杷果脯護(hù)色條件的研究
曾婷婷,張立彥*
(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640)
采用不同濃度的亞硫酸氫鈉、無硫護(hù)色劑(檸檬酸、VC、植酸)分別對枇杷護(hù)色處理和糖漬后分析色澤變化的情況,以便進(jìn)一步尋找安全有效的無硫護(hù)色劑。研究表明:添加0.3%的亞硫酸氫鈉對枇杷亮度L*值、彩度H值有顯著提高作用;檸檬酸單獨(dú)護(hù)色效果較VC好,但在糖漬過程中兩者對枇杷的影響相當(dāng);植酸的護(hù)色效果較差。0.4%檸檬酸+0.2%VC復(fù)配使用可以達(dá)到0.3%亞硫酸氫鈉護(hù)色的效果。
枇杷,色差,無硫護(hù)色劑
枇杷是我國南方的特有水果,富含維生素A、B、C、果膠、蘋果酸、檸檬酸以及鉀、磷、鐵、鈣等礦物質(zhì),還具有潤肺止咳、祛痰,幫助消化吸收、止渴解暑等藥用價值,食用價值較高。然而,由于其柔軟多汁,易受機(jī)械損傷,不耐貯藏和運(yùn)輸,因此對枇杷的深加工就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的果脯加工中,果品的色澤是影響果脯質(zhì)量的一個重要因素。傳統(tǒng)的護(hù)色法是采用亞硫酸鹽溶液進(jìn)行浸泡或熏蒸來達(dá)到較理想的色澤效果。但WHO在1994年規(guī)定亞硫酸鹽每日最大允許攝入量為0.7mg/kg體重,食品中的允許殘留量因種類而異,其范圍是10~100mg/kg[1]。因此含硫超標(biāo)的果脯日益被人們摒棄,尋找天然、健康的無硫護(hù)色劑勢在必行。本研究以枇杷為原料,旨在尋找能替代存在食品安全問題的亞硫酸鹽的、可用于糖漬枇杷的護(hù)色劑,研究無硫護(hù)色劑的作用效果,以達(dá)到食品安全的要求,并希望能為枇杷的進(jìn)一步加工利用提供依據(jù)。
1.1 材料與儀器
枇杷鹽胚 廣東省云浮市新興縣聯(lián)生食品廠提供,其基本組分含量如表 1;鄰苯二酚、高錳酸鉀、硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、硼酸、氫氧化鈉、蒽酮、鉻酸鉀、酚酞、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉(磷酸緩沖液) 均為分析純。
Spectrumlab 22PC型紫外分光光度計(jì) 上海棱光技術(shù)有限公司;D2KW02電熱恒溫鍋 北京市永光明醫(yī)療儀器廠;Center 309 Datalogger thermometerCenter Technology Corporation;80-2離心機(jī) 上海悅豐儀器儀表有限公司;406217型手持式折光儀 泰光折光儀器有限公司。
表1 枇杷鹽胚組分含量表Table 1 Components of salt embryos of loquat
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 水分含量測定 紅外線水分測定儀。
1.2.2 NaCl含量測定 硝酸銀滴定法(GB/T 12457-2008)。
1.2.3 粗蛋白含量測定 半微量凱氏定氮法測量(GB 5511-85)。
1.2.4 總糖的測定 蒽酮比色法(GB/T 5009.9-1985)。
1.2.5 單寧含量測定 高錳酸鉀滴定法(GB/T 15686-2008)。
1.2.6 粗果膠的測定 重量法(食品化學(xué)分析手冊)。
1.2.7 酶的提取方法 取枇杷鹽胚15g,加25mL冷凍丙酮打漿,放置在陰暗處揮發(fā)至無丙酮味,取5~10g丙酮粉按1∶1(w/v)比例加入預(yù)冷的0.05mol/L pH6.5磷酸鹽緩沖液(內(nèi)含0.4mol/L氯化鉀),低溫?fù)v碎至勻漿,離心(3500r/min)20min,上清液即為酶的粗提液,低溫保存?zhèn)溆肹2]。
1.2.8 PPO活力測定方法 用0.2mol/L pH6.5的磷酸鹽緩沖溶液配制0.01mol/L鄰苯二酚溶液作為酶的底物,在體積為3mL的測定系統(tǒng)中,含底物溶液2.8mL,再加入適當(dāng)稀釋的粗酶液0.2mL,25℃下保溫5min,然后于波長420nm處比色,測定吸光度A值,結(jié)果以PPO的相對活性表示[2]。
式中:XPPO:PPO酶活,U/mL;U:酶活力單位,U;V:粗酶液體積,mL。
1.2.9 酶相對殘余活力計(jì)算方法 相對殘余酶活(%)=處理后樣品中的酶活/枇杷原始酶活×100%
1.2.10 色差測定 采用全自動便攜式CR-400型電腦色彩色差計(jì)(日本柯尼卡-美能達(dá),測量/照明口徑?8/?11),國際照明委員會(CIE)認(rèn)定在色差測定過程中,在25℃的光源下,通過三色刺激值色差計(jì)的CR-400探頭,能夠直接測得樣品的亮度值L*,紅度值a*,黃度值b*,分別從這三基色的變化趨勢來分析樣品褐變程度。
1.2.11 傳統(tǒng)護(hù)色劑與無硫護(hù)色劑的比較 采用亞硫酸氫鈉、檸檬酸、VC、植酸分別以不同的濃度處理脫鹽枇杷,在1h后測其色差值(L*,a*,b*)和多酚氧化酶的活力,分析其護(hù)色效果。
1.2.12 不同護(hù)色劑處理后的枇杷在糖漬過程中的色澤變化 不同護(hù)色劑處理后的樣品用40%蔗糖溶液,50℃下滲糖4h后進(jìn)行色差測定,分析其褐變的情況。另外對使用亞硫酸氫鈉和VC+檸檬酸復(fù)合護(hù)色劑對枇杷的護(hù)色效果進(jìn)行比較。
2.1 亞硫酸氫鈉對枇杷色澤的影響
圖1 不同濃度亞硫酸氫鈉處理后枇杷彩度值H和亮度值L*的變化Fig.1 Effect of different concentrations of sodium hydrogensulfite on the L*value and H value of loquat
在色差測定過程中,由于樣品個體差異,故采用CR-400型色差計(jì)直接讀出L*、a*、b*值變化趨勢來判斷樣品褐變情況有一定局限性。C.Severini[3]等人在土豆片褐變的研究中提到彩度值H(arctan,b*/a*)能夠作為衡量褐變程度的一個指標(biāo)。由于枇杷樣品所特有的顏色是橙黃色,故樣品的a*、b*值在一定范圍內(nèi)變化不顯著,不利于分析,而使用H值,即arctan(b*/a*),即使a*、b*值在很小范圍內(nèi)變化也能得到顯著的差異,更有利于色差分析。而隨著褐變的加劇枇杷亮度L*值也有明顯的變化,所以枇杷的亮度L*值也是用來表示枇杷褐變的一個重要指標(biāo)。
不同濃度的亞硫酸氫鈉溶液對彩度H值和亮度L*值的影響趨勢如圖1所示。由圖1可以看出,相對于對照樣,亞硫酸氫鈉溶液濃度0.1%時,枇杷H值顯著增加(P<0.05),隨亞硫酸氫鈉濃度的增加樣品H值逐漸增加,當(dāng)亞硫酸氫鈉濃度達(dá)到0.3%以上時,其護(hù)色效果增加不明顯。枇杷亮度L*值也有相似的變化趨勢,亞硫酸氫鈉濃度達(dá)到0.3%以上時,枇杷的亮度L*值基本保持穩(wěn)定,而與空白對照相比枇杷亮度L*值具有顯著性差異[4](P<0.05)。因此枇杷褐變在亞硫酸氫鈉護(hù)色后得到了有效抑制。
亞硫酸氫鈉與枇杷內(nèi)多酚類物質(zhì)在氧化過程中形成的醌類物質(zhì)生成加成化合物,而使醌類不能進(jìn)一步氧化形成黑素,因而可推遲褐變反應(yīng)的發(fā)生,但亞硫酸氫鈉不是直接作用多酚氧化酶,酶催化酚到醌的反應(yīng)依然進(jìn)行,直到亞硫酸鹽消耗完畢,褐變反應(yīng)又開始進(jìn)行[5]。另外,含硫護(hù)色劑還具有安全隱患。因此有必要探索其他護(hù)色劑進(jìn)行枇杷護(hù)色。
2.2 檸檬酸對枇杷色澤的影響
劉洪等人[6]采用0.2%檸檬酸和0.3%NaHSO3混合溶液浸泡枇杷1h,進(jìn)行護(hù)色處理。結(jié)果發(fā)現(xiàn):采用亞硫酸氫鈉和檸檬酸復(fù)合護(hù)色劑溶液浸泡,可防止單寧物質(zhì)氧化褐變和抑制酶促褐變,有利于枇杷中類胡蘿卜素的保存,使制品保持較好的色澤。也有報道稱檸檬酸能有效抑制荔枝和蘋果汁的褐變,并能改善鮮切果蔬的風(fēng)味。有人在研究低糖黃皮果脯的加工過程中采用0.1%的檸檬酸能取得較好的護(hù)色效果[7]。因此,本文研究了單獨(dú)使用檸檬酸對枇杷褐變的影響效果,結(jié)果見圖2所示。
圖2 不同濃度檸檬酸護(hù)色后枇杷彩度值H和亮度值L*的變化Fig.2 Effect of different concentrations of citric acid on the L* value and H value of loquat
由圖2可知,經(jīng)檸檬酸處理后的枇杷,彩度H值同亮度L*值呈相似的變化趨勢。與對照樣相比,檸檬酸加量在0~0.2%范圍內(nèi)時,彩度H值、亮度L*值都略有減小,這可能是由于枇杷鹽胚內(nèi)的pH相對較高,還不能達(dá)到鈍化多酚氧化酶(PPO)活性的pH范圍,故其褐變未能得到有效抑制所致;當(dāng)檸檬酸濃度在0.2%~0.6%時,彩度H值開始回升,亮度L*值也呈上升趨勢,由于隨著檸檬酸濃度的增加枇杷內(nèi)的pH也在下降,多酚氧化酶(PPO)活性受到抑制,從而抑制枇杷褐變;檸檬酸濃度達(dá)到0.6%~0.7%時,彩度H值變化仍有上升趨勢,亮度L*值增加緩慢,這說明不同的檸檬酸劑量對枇杷的彩度H值和亮度L*值的影響不一致,要根據(jù)具體的護(hù)色樣品、需要達(dá)到的護(hù)色效果來確定其護(hù)色的劑量。有報道稱檸檬酸只有在0.02%~1%之間較大濃度時對蘋果才有較弱的抑制作用[8]。
檸檬酸對枇杷多酚氧化酶的抑制作用主要表現(xiàn)在兩個方面:一方面是通過螯合多酚氧化酶的輔基銅離子來抑制褐變;另一方面是可以降低體系的pH,使得多酚氧化酶偏離較適pH,從而達(dá)到抑制褐變的目的[9]。而檸檬酸對銅離子的螯合作用較弱,所以檸檬酸單獨(dú)使用對枇杷的護(hù)色效果不及亞硫酸氫鈉,相對較好的護(hù)色濃度為0.4%。
2.3 VC對枇杷色澤的影響
圖3 不同濃度VC處理后枇杷彩度值H和亮度值L*的變化Fig.3 Effect of different concentrations of VCon the L*value and H value of loquat
由圖3可知,VC的加量在0%~0.2%時,枇杷彩度H值有所增加,當(dāng)VC加量大于0.2%后,枇杷彩度H值開始減?。?.50~1.45),而后VC加量在0.4%~0.7%時,枇杷彩度H值則趨于平緩。圖3亮度L*值與VC加量的關(guān)系與彩度的變化趨勢類似。在VC濃度為0.2%時,枇杷的彩度H值與亮度L*值都有所增加,主要是由于VC的護(hù)色機(jī)理所致。有報道證實(shí),VC的護(hù)色機(jī)理主要是在相對過量的條件下,能保護(hù)酚類物質(zhì)不被氧化,但當(dāng)VC氧化后會繼續(xù)抗壞血酸褐變,從而影響護(hù)色的效果,因此VC的用量應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)[10]。VC的護(hù)色能力主要是由于其有較強(qiáng)的還原性,張軍等人[11]在研究葡萄汁護(hù)色過程中,表明向葡萄汁中加入VC可以減少呈色物質(zhì)的氧化而達(dá)到護(hù)色和澄清的目的。從圖3可知,在單獨(dú)使用VC時,其對枇杷的護(hù)色效果也不理想,只能在一定程度上控制褐變,本研究中VC0.2%加量護(hù)色效果相對較好。
2.4 植酸對枇杷色澤的影響
植酸是維生素B族的一種肌醇六磷酸酯,其環(huán)狀對稱結(jié)構(gòu)對促進(jìn)氧化作用的微量金屬離子有很強(qiáng)的螯合作用,且植酸與金屬離子形成的絡(luò)合物不能活化氧分子,使氧較難實(shí)現(xiàn)對雙鍵的加成反應(yīng)或形成過氧化物,從而起一定的穩(wěn)定色澤的作用[12]。枇杷彩度H值與亮度L*值隨植酸加量變化的影響趨勢如圖4所示。植酸在加量為0.1%~0.5%時,枇杷的彩度H值逐漸減小,亮度L*值也有相似的變化趨勢,亮度L*值從約54(未用植酸處理)降到50(0.5%植酸處理)左右。此過程中樣品色度值的下降可能和植酸本身顏色有關(guān),本實(shí)驗(yàn)所用植酸為褐色,可能會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖4 不同植酸濃度護(hù)色后枇杷彩度H和亮度值L*的變化Fig.4 Effect of different concentrations of phytic acid on the L* value and H value of loquat
2.5 不同護(hù)色劑處理后枇杷多酚氧化酶活力變化情況
由圖5可知,經(jīng)過亞硫酸氫鈉、檸檬酸、VC、植酸處理后枇杷的多酚氧化酶活力都有一定程度的降低,在最佳用量下處理相同時間后,亞硫酸氫鈉的抑制多酚氧化酶的效果比其他三種護(hù)色劑都好,對多酚氧化酶的最大抑制率為95.07%,其次是檸檬酸,它的最大抑制率為77.78%,最后為VC和植酸,分別為76.23%和67.85%。植酸在酸性條件下,主要對鐵有很強(qiáng)的螯合作用,而對其他金屬離子需在堿性條件下才有較強(qiáng)的螯合作用,枇杷是偏酸性的,所以植酸在抑制枇杷多酚氧化酶活力的能力不及其他三種護(hù)色劑[12]。
圖5 不同護(hù)色劑處理后枇杷中多酚氧化酶活力的變化Fig.5 Changes of polyphenol oxidase(PPO)disposed by different color-preserving reagents
2.6 不同護(hù)色劑處理后糖漬過程中枇杷色澤的變化
由圖6可知,采用不同的護(hù)色劑(亞硫酸氫鈉濃度為0.3%、檸檬酸濃度為0.4%、VC濃度為0.2%、植酸濃度為0.1%)分別護(hù)色1h后,用40%蔗糖溶液,50℃下真空滲糖4h后,各個處理樣的亮度L*總體表現(xiàn)為:時間在0~60min內(nèi)各樣品的亮度L*值變化較小,但隨著處理時間(60~240min)的延長,亮度L*值下降顯著(P<0.05)。單獨(dú)看各個處理樣,亞硫酸氫鈉處理樣的L*值下降了7.55%,檸檬酸處理樣L*值下降14.39%, VC與植酸處理樣亮度L*值分別下降了15.09%、23.08%,而空白樣的亮度L*值下降了17.31%,可以看出,對多酚氧化酶的抑制效果最顯著的是亞硫酸氫鈉,說明單獨(dú)使用亞硫酸氫鈉的護(hù)色效果明顯,枇杷褐變受到抑制,其次是檸檬酸與VC,最后是植酸。
圖6 不同護(hù)色劑對枇杷糖漬過程中L*的影響Fig.6 Effect of different color-preserving reagents on the L* value of loquat in candied
圖7 不同護(hù)色劑處理后枇杷滲糖過程中彩度值H的變化Fig.7 Effect of different color-preserving reagents on the H value of loquat in candied
由圖7可知,對照樣的彩度H值隨著糖漬時間的延長而降低,說明未經(jīng)護(hù)色處理的枇杷樣品在糖漬過程中褐變較重,而亞硫酸氫鈉處理樣在糖漬過程中彩度H值變化不大,下降約3.2%,基本維持原始值約1.50~1.55左右,而對照樣彩度H值在處理4h后下降了約20.6%,檸檬酸處理樣在糖漬過程中彩度H值下降了約7%,VC處理樣在糖漬過程中彩度H值下降約7.2%,而植酸處理樣彩度H值約下降16%。故檸檬酸和VC在枇杷糖漬過程中對彩度H值影響相當(dāng),但都不及亞硫酸氫鈉護(hù)色效果明顯,而植酸護(hù)色效果不太理想,故可以考慮檸檬酸和VC復(fù)配使用代替亞硫酸氫鈉的護(hù)色效果。
2.7 亞硫酸氫鈉與VC+檸檬酸復(fù)合護(hù)色劑的效果比較
有報道證實(shí)檸檬酸若與抗壞血酸結(jié)合使用,可起到協(xié)同作用,因?yàn)樘砑右欢康臋幟仕峥稍鰪?qiáng)抗壞血酸的穩(wěn)定性,降低抗壞血酸的損失而提高其抑制效果[8]。吳立根等人[13]在研究濃縮蘋果汁的護(hù)色工藝中發(fā)現(xiàn)VC與檸檬酸結(jié)合護(hù)色效果明顯,且用量較單一使用時少。劉曼西等[14]認(rèn)為,脫離母株的果實(shí)中酸的代謝轉(zhuǎn)化隨著果實(shí)的成熟衰老大大加速,總的趨勢是有機(jī)酸急劇減少,以至引起褐變。因此,本實(shí)驗(yàn)采用0.3%亞硫酸氫鈉護(hù)色劑與0.2%維生素C+0.4%檸檬酸復(fù)合護(hù)色劑進(jìn)行護(hù)色比較。
由圖8可知,使用亞硫酸氫鈉與VC+檸檬酸復(fù)合護(hù)色劑處理枇杷樣前后亮度L*值、彩度H值都有顯著增加(P<0.05),且增加程度相當(dāng),說明復(fù)配護(hù)色劑對枇杷的護(hù)色效果與0.3%亞硫酸氫鈉護(hù)色效果相當(dāng)。
圖8 兩種護(hù)色劑對枇杷亮度L*的影響Fig.8 Effect of the two color-preserving reagents on the L* value of loquat
圖9 兩種護(hù)色劑對枇杷彩度H的影響Fig.9 Effect of the two color-preserving reagents on the H value of loquat
在研究亞硫酸氫鈉和三種無硫護(hù)色劑對枇杷原料及糖漬過程的護(hù)色效果后得出:亞硫酸氫鈉護(hù)色效果最好,其次是檸檬酸和VC,最后是植酸。檸檬酸與抗壞血酸結(jié)合使用,可起到協(xié)同作用,0.4%檸檬酸與0.2%VC復(fù)配后可以達(dá)到與0.3%亞硫酸氫鈉相當(dāng)?shù)淖o(hù)色效果。
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Study on color keeping effect during low sugar loquat processing
ZENG Ting-ting,ZHANG Li-yan*
(College of Light Industry and Food Sciences,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)
In order to look for safe and effective sulfur-free color-preserving reagent,the different concentrations of sodium hydrogensulfite and sulfur-free color-preserving reagent(citric acid,VC,phytic acid)were selected to investigate color-preserving effects on raw loquat and loquat candied.Results showed that 0.3%level of sodium hydrogensulfite could significantly improve the L*value and H value of loquat;the color-preserving with critic acid was more effective than VC,but in the process of candying,they had the similar colour protecting effect;phytic acid had little effect on the colour of loquat.The colour protecting effect of the mixture of 0.4% citric acid and 0.2%VCwas similar to 0.3%sodium hydrogensulfite.
loquat;chromatism;sulfur-free color-preserving reagent
TS255.41
B
1002-0306(2012)07-0287-05
2011-07-08 *通訊聯(lián)系人
曾婷婷(1986-),女,研究生,研究方向:食品加工與保藏。
廣東省科技計(jì)劃農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(2010B020312004)。