鲜切莲藕酶促褐变控制的研究

郝亚勤

摘要:选择柠檬酸(CA)､D-异抗坏血酸钠(D-EA)､乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)3种对莲藕(Neulmbo nucifera Gaerth)多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性抑制率较高的抑制剂,作为鲜切莲藕酶促褐变抑制剂,研究3种抑制剂及其组合对抑制鲜切莲藕酶促褐变的效应｡结果表明,3种褐变抑制剂最佳组合用量为2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na｡

关键词:鲜切莲藕(Neulmbo nucifera Gaerth);酶促褐变;控制;柠檬酸(CA)､D-异抗坏血酸钠(D-EA);乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)

中图分类号:S645.1文献标识码:A文章编号:0439-8114(2014)11-2620-04

Enzymatic Browning Controling of Fresh Cut-lotus Roots

HAO Ya-qin

(Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, Henan, China)

Abstract: The high inhibitors including Citric acid(CA), Sodium D-isoascorbate(D-EA) and Edathamil disodium(EDTA-2Na) of activity of polyphenol oxidase of lotus root Neulmbo nucifera Gaerth were used as the enzymatic browning inhibitors of fresh-cut lotus roots. The effects of the inhibitors and its combination on the inhibition of enzymatic browning of fresh cut lotus root were studied. The results showed that the optimal dosage of combination of this three enzymatic browning inhibitors was 2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na.

Key words: fresh cut-lotus roots(Neulmbo nucifera Gaerth); enzymatic browning; control ; CA;D-EA; EDTA-2Na

鲜切菜贮藏期间发生的褐变主要是酶促褐变[1,2]｡褐变主要是由于切割破坏了蔬菜细胞膜的结构,使体内各种酶与底物的区域化被破坏,导致隔离的化合物(主要是酚类物质)流出,酶与底物直接接触,加上空气中的氧气,在酶的作用下将酚类物质氧化成醌,醌再聚合成有色物质的过程｡一旦醌形成,以后的聚合与褐变反应就能自动地进行[3,4]｡褐变的发生将严重影响产品的品质｡因此,抑制褐变成为鲜切莲藕(Neulmbo nucifera Gaerth)护色的关键环节,对其质量起重要作用｡

本试验以柠檬酸(CA)､D-异抗坏血酸钠(D-EA)､乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为褐变抑制剂,研究这3种抑制剂及其组合对鲜切莲藕褐变控制的效应,以期为其推广应用提供参考｡

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料:形状正常､大小一致､新鲜､无机械性损伤和病虫害的市售带泥白莲藕｡

包装材料:聚乙烯(PE)包装袋,国家农产品保鲜研究中心(天津)提供｡

主要化学试剂:临苯二酚､碘酸钾､NaCl､碘化钾､可溶性淀粉､盐酸､磷酸氢二钠､磷酸二氢钠为分析纯,CA､D-EA､EDTA-2Na为食品级｡

1.2主要仪器

UV-2000型紫外可见分光光度计[尤尼科(上海)仪器有限公司]､WSL-1型比较测色计(北京光学仪器厂)､TGL-16型高速台式离心机(上海安亭科学仪器厂)､SF-200型塑料薄膜封口机(温州市鼎业包装机械制造有限公司)､SC-360Y型澳柯玛立式冷藏箱(青岛澳柯玛股份有限公司)｡

1.3方法

不同褐变抑制剂单因素试验:预冷24 h后的白莲藕洗净去皮,切成0.2 cm左右的薄片,清洗后分别在柠檬酸(CA)(1.0､2.0､3.0 g/L),D-异抗坏血酸钠(D-EA)(1.0､2.0､3.0 g/L),乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)(0.5､1.0､1.5 g/L)中浸泡10 min,取出后沥水,晾干,用PE袋包装封口,于(4±0.5)℃贮藏,并以蒸馏水浸泡为对照(CK)｡样品每袋100 g,每处理3次重复｡

最佳褐变抑制剂组合筛选:采用3因素3水平正交试验设计｡处理后的鲜切白莲藕置于(4±0.5) ℃贮藏,测定贮藏过程中鲜切莲藕的褐变指数､PPO活性､VC含量及可溶性固形物含量等指标,对所得数据进行极差分析,得出最佳褐变抑制剂组合｡正交试验因素与水平见表1｡

1.4测定指标和方法

褐变指数参照曾顺德等[5]的方法,略有改动｡PPO活性参照黄建韶等[6]的方法,略有改动｡VC含量的测定采用碘量法等[7]｡可溶性固形物(SSC)含量参照应铁进等[8]的方法,用阿贝折射仪进行测定｡

2结果与分析

2.1不同褐变抑制剂对鲜切莲藕的褐变抑制效果

CA､D-EA､EDTA-2Na对鲜切莲藕PPO活性的影响见图1至图3｡经褐变抑制剂处理后,莲藕的PPO活性均受到不同程度的抑制｡贮藏期间不同处理的鲜切莲藕PPO活性的变化趋势基本上一致,即先增加后减小｡贮藏0~4 d,鲜切莲藕PPO活性增长较缓慢,第六天出现峰值,然后呈下降趋势｡这可能是前期褐变抑制剂起抑制PPO酶活性作用的结果,4~6 d时,褐变抑制剂对酶的抑制作用减小,导致PPO活性升高,而后酶活性下降,可能是由于酶在贮藏过程中自然失活造成[9]｡此外,还可以看出随着抑制剂浓度的增加,鲜切莲藕PPO活性受抑制的程度越大,且不同浓度的抑制剂对PPO活性的抑制效果明显优于CK｡

CA､D-EA､EDTA-2Na对鲜切莲藕褐变指数的影响见图4至图6｡从图4至图6可以看出,鲜切莲藕贮藏期间褐变指数总体上呈逐渐增大的趋势,表现为贮藏0~6 d,褐变指数增加较快,而后减慢,这与同期PPO活性较高相一致,说明鲜切莲藕的褐变与其PPO活性变化密切相关,经褐变抑制剂处理的莲藕表现出较低的褐变指数｡2.0 g/L CA､2.0 g/L D-EA､1.0 g/L EDTA-2Na的抗褐变效果明显优于其他处理和CK｡

2.2复合护色液抑制鲜切莲藕褐变的效应

对鲜切莲藕使用CA､D-EA､EDTA-2Na进行保鲜处理,正交试验L9(34)结果见表2｡根据各指标的R值得到各个因素的主次顺序为:褐变指数为A､C､B,PPO活性为B､A､C,维生素C损失率为A､B､C,SSC损失率为A､B､C｡因各项指标为最小值时,抑制莲藕褐变达到最佳效果,所以选择各指标最佳水平组合为:褐变指数A3B2C3,PPO活性A3B1C3,维生素C损失率A3B1C3,SSC损失率A3B1C1｡

4个指标单独分析得到的最优条件并不一致,根据各因素对4个指标影响的主次顺序,综合考虑,确定鲜切莲藕抑制褐变保鲜处理的最优条件为A3B1C3,即最佳褐变抑制剂组合为:2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na｡

2.3单一褐变抑制剂与最佳褐变抑制剂组合护色效果比较

适宜浓度单一褐变抑制剂与最佳褐变抑制剂组合对鲜切莲藕褐变的抑制效果见图7｡从图7中可以看出,2.0 g/L D-EA在抑制鲜切莲藕褐变上的效果较2.0 g/L CA､1.0 g/L EDTE-2Na要好｡最佳组合A3B1C3与适宜浓度单一褐变抑制剂相比,其抑制鲜切莲藕褐变的效果是单一褐变抑制剂的3~4倍｡由此可知,复合褐变抑制剂的效果明显优于单一褐变抑制剂｡

3讨论

CA是一种常用的褐变抑制剂,它可以降低pH,同时又可以螯合部分金属离子,从而抑制酶促褐变[10]｡D-EA又名赤藻糖酸钠,是以大米为原料生产的一种新型生物型食品抗氧､防腐保鲜剂,对人体完全无毒害,世界各国普遍使用｡近几年,我国采用D-EA作为保鲜剂,用于果蔬的保鲜已取得十分明显的效果[11]｡EDTA-2Na是一种金属离子螯合剂,EDTA可螯合Cu2+,抑制PPO活性,从而抑制酶促褐变,许多研究者利用EDTA-2Na来抑制果蔬褐变[12]｡对多种蔬菜采用CA､D-EA､EDTA-2Na､抗坏血酸､醋酸锌等进行单一或复合处理抑制褐变,取得了较好的效果[13]｡

本试验结果表明,2.0 g/L CA､2.0 g/L D-EA､1.0 g/L EDTA-2Na能较好地抑制鲜切莲藕的PPO活性及褐变,3种褐变抑制剂相比,以D-EA的保鲜效果最好｡通过褐变抑制剂复配试验,运用极差分析得出最佳处理,即2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na可有效地抑制鲜切莲藕的PPO活性,控制其褐变,同时还有利于鲜切莲藕中维生素C和SSC的保持｡3种褐变抑制剂联合使用对鲜切莲藕褐变的抑制效果明显优于单一褐变抑制剂｡

参考文献:

[1] 高翔,蒋荣荣.鲜切菜危害分析及品质控制[J].食品科技,2004(1):29-34.

[2] 胡晓丹,卢黎明,谢笔钧,等.莲藕酶促褐变的研究[J].江苏食品与发酵,1999(6):1-4.

[3] 张忠.食品生物化学[M].广州:华南理工大学出版社,1997.

[4] LEE-KIM M S, HUANG E S, KIM K H. Inhibition studies on burdock polyphenyl oxides(PPO) activity[J]. Journal of Food Processing and Preservation,1997,21(6):485-494.

[5] 曾顺德,张迎君,漆巨容,等.鲜切“翠冠”梨涂膜保鲜研究[J].食品科学,2004,25(11):318-320.

[6] 黄建韶,田宏现.莲藕中多酚氧化酶的性质[J].吉首大学学报(自然科学版),2002,2(23):82-84.

[7] 聂洪勇,黄伟坤,唐英章,等.维生素及其分析方法[M].上海:上海科学技术文献出版社,1987.

[8] 应铁进,傅红霞,程文洪,等.钙和热激处理对无花果的采后生理效应和保鲜效果[J].食品科学,2003,24(7):149-152.

[9] 程建军,王震新,于静海,等.苹果梨和鸭梨酶促褐变机理的研究[J].食品科学,2000,21(2):71-74.

[10] 李宁,郁志芳,赵友兴,等.不同护色剂抑制鲜切藕片褐变效果的比较[J].中国畜产与食品,2000,7(1):15-16.

[11] 虞炳钧.食品抗氧化剂D-异抗坏血酸及其钠盐的性质与应用[J].杭州食品科技,1990(1):1-5.

[12] FRIEDMON M, BAUTISTA F. Ihibition of polyphenol oxidase by thiols in the absence and presence of potato tissue suspensions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1995,43(1):69-76.

[13] MOORE B M, FLURKEY W H. Tyrosinase activities and isoenzymes in three strains of mushrooms[J]. Food Science,1999, 54(5):1377-1378.

4个指标单独分析得到的最优条件并不一致,根据各因素对4个指标影响的主次顺序,综合考虑,确定鲜切莲藕抑制褐变保鲜处理的最优条件为A3B1C3,即最佳褐变抑制剂组合为:2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na｡

2.3单一褐变抑制剂与最佳褐变抑制剂组合护色效果比较

适宜浓度单一褐变抑制剂与最佳褐变抑制剂组合对鲜切莲藕褐变的抑制效果见图7｡从图7中可以看出,2.0 g/L D-EA在抑制鲜切莲藕褐变上的效果较2.0 g/L CA､1.0 g/L EDTE-2Na要好｡最佳组合A3B1C3与适宜浓度单一褐变抑制剂相比,其抑制鲜切莲藕褐变的效果是单一褐变抑制剂的3~4倍｡由此可知,复合褐变抑制剂的效果明显优于单一褐变抑制剂｡

3讨论

CA是一种常用的褐变抑制剂,它可以降低pH,同时又可以螯合部分金属离子,从而抑制酶促褐变[10]｡D-EA又名赤藻糖酸钠,是以大米为原料生产的一种新型生物型食品抗氧､防腐保鲜剂,对人体完全无毒害,世界各国普遍使用｡近几年,我国采用D-EA作为保鲜剂,用于果蔬的保鲜已取得十分明显的效果[11]｡EDTA-2Na是一种金属离子螯合剂,EDTA可螯合Cu2+,抑制PPO活性,从而抑制酶促褐变,许多研究者利用EDTA-2Na来抑制果蔬褐变[12]｡对多种蔬菜采用CA､D-EA､EDTA-2Na､抗坏血酸､醋酸锌等进行单一或复合处理抑制褐变,取得了较好的效果[13]｡

本试验结果表明,2.0 g/L CA､2.0 g/L D-EA､1.0 g/L EDTA-2Na能较好地抑制鲜切莲藕的PPO活性及褐变,3种褐变抑制剂相比,以D-EA的保鲜效果最好｡通过褐变抑制剂复配试验,运用极差分析得出最佳处理,即2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na可有效地抑制鲜切莲藕的PPO活性,控制其褐变,同时还有利于鲜切莲藕中维生素C和SSC的保持｡3种褐变抑制剂联合使用对鲜切莲藕褐变的抑制效果明显优于单一褐变抑制剂｡

参考文献:

[1] 高翔,蒋荣荣.鲜切菜危害分析及品质控制[J].食品科技,2004(1):29-34.

[2] 胡晓丹,卢黎明,谢笔钧,等.莲藕酶促褐变的研究[J].江苏食品与发酵,1999(6):1-4.

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[9] 程建军,王震新,于静海,等.苹果梨和鸭梨酶促褐变机理的研究[J].食品科学,2000,21(2):71-74.

[10] 李宁,郁志芳,赵友兴,等.不同护色剂抑制鲜切藕片褐变效果的比较[J].中国畜产与食品,2000,7(1):15-16.

[11] 虞炳钧.食品抗氧化剂D-异抗坏血酸及其钠盐的性质与应用[J].杭州食品科技,1990(1):1-5.

[12] FRIEDMON M, BAUTISTA F. Ihibition of polyphenol oxidase by thiols in the absence and presence of potato tissue suspensions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1995,43(1):69-76.

[13] MOORE B M, FLURKEY W H. Tyrosinase activities and isoenzymes in three strains of mushrooms[J]. Food Science,1999, 54(5):1377-1378.

4个指标单独分析得到的最优条件并不一致,根据各因素对4个指标影响的主次顺序,综合考虑,确定鲜切莲藕抑制褐变保鲜处理的最优条件为A3B1C3,即最佳褐变抑制剂组合为:2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na｡

2.3单一褐变抑制剂与最佳褐变抑制剂组合护色效果比较

适宜浓度单一褐变抑制剂与最佳褐变抑制剂组合对鲜切莲藕褐变的抑制效果见图7｡从图7中可以看出,2.0 g/L D-EA在抑制鲜切莲藕褐变上的效果较2.0 g/L CA､1.0 g/L EDTE-2Na要好｡最佳组合A3B1C3与适宜浓度单一褐变抑制剂相比,其抑制鲜切莲藕褐变的效果是单一褐变抑制剂的3~4倍｡由此可知,复合褐变抑制剂的效果明显优于单一褐变抑制剂｡

3讨论

CA是一种常用的褐变抑制剂,它可以降低pH,同时又可以螯合部分金属离子,从而抑制酶促褐变[10]｡D-EA又名赤藻糖酸钠,是以大米为原料生产的一种新型生物型食品抗氧､防腐保鲜剂,对人体完全无毒害,世界各国普遍使用｡近几年,我国采用D-EA作为保鲜剂,用于果蔬的保鲜已取得十分明显的效果[11]｡EDTA-2Na是一种金属离子螯合剂,EDTA可螯合Cu2+,抑制PPO活性,从而抑制酶促褐变,许多研究者利用EDTA-2Na来抑制果蔬褐变[12]｡对多种蔬菜采用CA､D-EA､EDTA-2Na､抗坏血酸､醋酸锌等进行单一或复合处理抑制褐变,取得了较好的效果[13]｡

本试验结果表明,2.0 g/L CA､2.0 g/L D-EA､1.0 g/L EDTA-2Na能较好地抑制鲜切莲藕的PPO活性及褐变,3种褐变抑制剂相比,以D-EA的保鲜效果最好｡通过褐变抑制剂复配试验,运用极差分析得出最佳处理,即2.5 g/L CA+1.5 g/L D-EA+1.5 g/L EDTA-2Na可有效地抑制鲜切莲藕的PPO活性,控制其褐变,同时还有利于鲜切莲藕中维生素C和SSC的保持｡3种褐变抑制剂联合使用对鲜切莲藕褐变的抑制效果明显优于单一褐变抑制剂｡

参考文献:

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[3] 张忠.食品生物化学[M].广州:华南理工大学出版社,1997.

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[5] 曾顺德,张迎君,漆巨容,等.鲜切“翠冠”梨涂膜保鲜研究[J].食品科学,2004,25(11):318-320.

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[7] 聂洪勇,黄伟坤,唐英章,等.维生素及其分析方法[M].上海:上海科学技术文献出版社,1987.

[8] 应铁进,傅红霞,程文洪,等.钙和热激处理对无花果的采后生理效应和保鲜效果[J].食品科学,2003,24(7):149-152.

[9] 程建军,王震新,于静海,等.苹果梨和鸭梨酶促褐变机理的研究[J].食品科学,2000,21(2):71-74.

[10] 李宁,郁志芳,赵友兴,等.不同护色剂抑制鲜切藕片褐变效果的比较[J].中国畜产与食品,2000,7(1):15-16.

[11] 虞炳钧.食品抗氧化剂D-异抗坏血酸及其钠盐的性质与应用[J].杭州食品科技,1990(1):1-5.

[12] FRIEDMON M, BAUTISTA F. Ihibition of polyphenol oxidase by thiols in the absence and presence of potato tissue suspensions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1995,43(1):69-76.

[13] MOORE B M, FLURKEY W H. Tyrosinase activities and isoenzymes in three strains of mushrooms[J]. Food Science,1999, 54(5):1377-1378.