褐变抑制剂对干制香蕉片护色效果的影响

2016-12-29毕家钰

食品与机械 2016年11期

关键词：护色剂变度护色

毕家钰

代曜伊1

郑炯1,2

(1. 西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715)

褐变抑制剂对干制香蕉片护色效果的影响

毕家钰1

代曜伊1

郑炯1,2

(1. 西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715)

为了提高香蕉片干制后的颜色品质，获得最佳护色方法，以褐变度和L*值为考察指标，研究植酸、抗坏血酸、氯化钠、EDTA、柠檬酸5种褐变抑制剂对干制香蕉片颜色品质影响，并优选出提高干制香蕉片颜色品质的护色方法。结果表明：单一护色剂护色效果依次为植酸>柠檬酸>EDTA>氯化钠>抗坏血酸，将鲜切香蕉片放入植酸(质量分数为0.9%)和柠檬酸(质量分数为0.3%)组成的复合护色液中浸泡20 min，干制后的香蕉片L*值达65.93，褐变抑制率达84.4%。

香蕉片；干燥；褐变；护色；品质

香蕉属于芭蕉科芭蕉属多年生草本植物，其香甜软糯，能量高，富含糖、纤维素、多种维生素以及黄酮类化合物等，具有润肠通便、降压、降血脂、提高机体免疫力、治疗抑郁等生理功能[1-3]。目前香蕉加工产品主要有香蕉片[4]、香蕉罐头[5]、香蕉果酱[6]等，干制香蕉片是市面上最常见的干制果品之一。但是，香蕉干制过程中，非常容易发生褐变。研究[7-8]表明，造成香蕉片褐变的主要原因是酶促褐变，香蕉中含有的酚类底物被多酚氧化酶氧化成醌类物质，通过非酶聚合反应合成黑色素。褐变直接导致香蕉片色泽差，外观不理想，影响其商业价值。因此，香蕉干制过程中护色处理是决定其品质的关键。传统的护色是采用亚硫酸盐类溶液浸泡处理，但在保藏过程中会产生过量二氧化硫对人类健康造成危害。而采用无硫护色技术不仅可以提高干制果蔬食品品质，还能保证其食用安全性。目前，无硫护色技术已应用于苹果片[9]、山药[10]、百合干[11]等干制品的加工过程中，但对干制香蕉片无硫护色的研究还鲜有报道。因此，本研究拟以干制香蕉片为对象，选用5种无硫护色剂进行护色处理，探讨对香蕉片颜色品质的影响，并优选出提高干制香蕉片颜色品质的护色方法，旨在为干制香蕉片的品质控制提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

香蕉：购于重庆市北碚区永辉超市；

柠檬酸、植酸和抗坏血酸：食品级，天富(连云港)食品配料有限公司；

EDTA、氯化钠：分析纯，成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

电子分析天平：FA2004A型，上海精天电子仪器有限公司；

测色仪：UltraScan PRO型，美国HunterLab公司；

紫外—可见分光光度计：UV-2450型，日本岛津公司；

电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9240B型：上海森信实验仪器有限公司；

常温离心机：1580型，基因科技上海有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 单一护色剂处理参考何继文[12]和黄艳斌[13]的方法，并稍作改动。鲜切香蕉片分别用一定质量浓度的植酸(0.8%，1.0%，1.2%，1.4%，1.6%)、抗坏血酸(0.8%，1.0%，1.2%，1.4%，1.6%)、氯化钠(0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%)、EDTA-2Na(0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%)、柠檬酸(0.6%，0.8%，1.0%，1.2%，1.4%)护色液浸泡护色处理10，20，30，40 min(预试验发现时间长于40 min后对香蕉片质构影响较大)，取出后沥干，放入热风干燥箱中在60 ℃下干燥3.5 h，干燥至水分含量为(30.00±5.00)%，然后测定香蕉片的L*值和褐变度。

1.3.2 复合护色剂处理根据单一护色剂处理的结果，筛选出护色效果较好的植酸和柠檬酸进行复配，植酸与柠檬酸的质量配比分别为1∶1，1∶2，1∶3，3∶1，2∶1。将鲜切香蕉片分别浸入不同质量配比的复合护色液中护色20 min，取出后沥干，放入热风干燥箱中在60 ℃下干燥3.5 h，干燥至水分含量为(30.00±5.00)%，干燥后测定香蕉片的L*值和褐变度，计算褐变抑制率。

1.4 测定项目与方法

1.4.1L*值的测定L*值表示亮度和白度的综合值，该值越大说明被测物越白亮。护色烘干后的香蕉片，使用色差仪在室温条件下进行L*值的测定，重复测定10个香蕉片，取平均值。

1.4.2 褐变度的测定参考刘俊围等[14]的方法，将干制香蕉片研磨后取15 g加入25 mL体积分数95%的乙醇，常温放置30 min后，经4 000 r/min离心10 min，用分光光度计在420 nm处测量上清液的吸光值A，以A值来衡量香蕉片褐变度大小。

1.4.3 褐变抑制率按式(1)计算：

(1)

式中：

R——褐变抑制率，%；

A0——对照样品所测褐变度；

Am——护色处理样品褐变度。

1.5 数据处理

试验结果以均值±标准误差(Mean ± S.E)表示。所有试验均进行3次重复。应用SPSS 18.0统计软件，对数据进行方差分析。使用Origin 8.0进行相关图表的绘制和数据处理。

2 结果与分析

2.1 单一护色剂对香蕉片色泽的影响

2.1.1 植酸对香蕉片色泽的影响植酸又名肌醇六磷酸酯，是B族维生素中一种可以与多个金属离子螯合并形成稳定化合物的物质，利用其与食品辅酶中的金属离子螯合，抑制酶促反应进行，能起到稳定色泽的作用[15]。由图1可知，随着护色时间的增加，干制香蕉片亮度值L*逐渐增加，褐变程度逐渐减小；当护色时间在10～30 min时，香蕉片具有较大的L*值，褐变程度较低。当护色时间继续增加至40 min时，护色效果下降，其原因可能是植酸分子中的羟基和磷酸基等活性基团络合能力已达饱和，抑制褐变作用减弱。当植酸浓度为1.2%，护色20 min后干制香蕉片L*值最大，为63.23，同时褐变度也最小，为0.043，在此条件下护色后的干制香蕉片具有较好的颜色品质。

2.1.2 抗坏血酸对香蕉片色泽的影响抗坏血酸不仅可以通过改变体系的pH值，影响多酚氧化酶的活性，从而降低酶促褐变率，它还可以把食品中的醌还原为酚类物质，阻止了氧化引起的色泽劣变[16]。由图2可知，随着护色时间的延长，干制香蕉片的亮度值逐渐降低，褐变程度增加；而抗坏血酸浓度越高，其色泽越差，这可能是抗坏血酸作为一种强还原剂，它比酚类物质更容易被氧化[17]，影响了香蕉片的色泽品质。这一结果与杨金亮[18]使用抗坏血酸处理荔枝汁的研究结果相似，因此抗坏血酸不适宜用于防止香蕉褐变。

2.1.3 氯化钠对香蕉片色泽的影响由图3可知，在较低浓度时(0.4%～0.8%)，随氯化钠质量分数增大，干制香蕉片的亮度值逐渐升高，褐变度减小；当氯化钠浓度为0.8%，护色处理40 min后L*值最大，为55.1，褐变度随时间的增加而逐渐减小至0.184，但随氯化钠浓度进一步提高，护色10 min后其L*值较起始有所下降，褐变度有所增加。说明低浓度氯化钠对干制香蕉片有一定护色作用，可能是氯化钠溶于水后减少了水中的溶解氧，减少或避免了多酚氧化酶与氧直接接触，同时钠离子与多酚氧化酶中的铜离子竞争导致其活性下降[19]。而当氯化钠的浓度较大时，溶液具有较高的渗透压，导致组织细胞脱水，破坏了组织结构，林河通等[20]发现当细胞失水后使定位在液泡的酚类物质与定位在质体及其他细胞器的多酚氧化酶更易接触，造成色泽劣变。

图1 植酸对干制香蕉片亮度和褐变度的影响Figure 1 Effects of phytic acid on the L* value and browning degree of dried banana slices

图2 抗坏血酸对干制香蕉片亮度和褐变度的影响Figure 2 Effects of ascorbic acid on the L* value and browning degree of dried banana slices

图3 氯化钠对干制香蕉片亮度和褐变度的影响Figure 3 Effects of sodium chloride on the L* value and browning degree of dried banana slices

2.1.4 EDTA对香蕉片色泽的影响 EDTA是一种能与多种多价金属络合的螯合剂，能抑制金属离子对氧化酶的催化作用，从而起到护色效果。由图4可知，当EDTA浓度为0.1%～0.4%时，样品亮度值较护色处理前有所增加，褐变度有所下降；0.2%和0.4%组在30 min时白度达到最大，0.1%和0.3%组在20 min时白度达到最大，四组均在40 min褐变度降至最低。而EDTA浓度为0.5%时，初始时具有一定的护色效果，随时间增加，亮度值L*减小，褐变度增加。综合亮度值L*和褐变度的大小，当护色时间为40 min，EDTA浓度为0.2%时，样品的L*值为56.02，褐变度为0.169，此时的香蕉片护色效果较好。

2.1.5 柠檬酸对香蕉片色泽的影响柠檬酸是一种广泛应于食品加工的有机酸，其分子式中的3个羧基可以与多酚氧化酶活性中心的铜螯合，抑制OPP的活性，另外作为酸化剂，可以降低溶液的pH，破坏酶分子的结构，同时使氧气在酸性溶液中的溶解度降低，起到抗氧化和防褐变的作用[21]。由图5可知，随着护色时间延长，干制香蕉片褐变程度逐渐减小，亮度增加，护色20 min时，亮度达到最高，除1.4%浓度组外，其余各组在20 min时褐变度达到最低，20 min后，柠檬酸的护色效果有所下降，这也可能是较低的pH环境对香蕉细胞造成伤害所致。当柠檬酸浓度为1.2%，护色时间为20 min时，香蕉片的亮度为63.05，褐变度为0.065，具有较好的感官品质，护色效果较好。这一结果与李胤楠等[22]使用柠檬酸处理鲜切香蕉研究结果一致。

图4 ETDA对干制香蕉片亮度和褐变度的影响Figure 4 Effects of EDTA on the L* value and browning degree of dried banana slices

图5 柠檬酸对干制香蕉片亮度和褐变度的影响Figure 5 Effects of citric acid on the L* value and browning degree of dried banana slices

2.2 复合护色剂筛选

综合单一护色剂对干制香蕉片亮度和褐变度的影响结果，护色效果依次为：植酸(1.2%)>柠檬酸(1.2%)> EDTA(0.2%)>氯化钠(0.8%)>抗坏血酸。其中，抗坏血酸使干制香蕉片色泽劣变，因此不适宜作为香蕉片的护色剂。鲜切香蕉片分别经1.2%的植酸和柠檬酸浸泡20 min的护色效果最好，因此优选出1.2%的植酸和柠檬酸组合成为复合护色剂，以20 min作为护色时间，进一步研究二者在不同质量配比下的复合护色效果。

由图6可知，植酸与柠檬酸在不同质量配比下的复合护色效果差异明显。干制香蕉片的亮度值L*和褐变抑制率随着复合护色液中柠檬酸比例的升高呈先上升后下降趋势；提高植酸比例后，当植酸与柠檬酸的配比为3∶1时(即浓度为0.9%和0.3%)，香蕉片的亮度值最大，达到65.93，褐变抑制率达到84.4%；降低植酸比例后，护色效果有所下降。未使用护色剂时，香蕉片的L*值为50.76，使用复合护色剂之后亮度值最高提升了15.17%；使用复合护色剂与单一使用植酸和柠檬酸两种护色剂相比使干制香蕉片的亮度值分别提高了4.34%和4.57%，协同增效的护色效果进一步提升了干制香蕉片的颜色品质。

图6 复合护色剂对干制香蕉片亮度和褐变抑制率的影响

Figure 6 Effects of compound color fixative on theL*value and browning inhibition rate of dried banana slices

3 结论

本试验使用植酸、柠檬酸、EDTA、氯化钠和抗坏血酸5种无硫护色剂，研究了对干制香蕉片颜色品质的影响。得出了最佳的护色工艺：将鲜切香蕉片浸泡在以植酸(质量分数为0.9%)和柠檬酸(质量分数为0.3%)组成的复合护色液中护色20 min，在此条件下L*值达65.93，褐变抑制率达84.4%，表明在香蕉片干制过程中使用无硫护色剂可以达到与传统护色剂相似的效果。本试验可为干制香蕉片的无硫护色技术提供数据支撑和试验依据，但关于褐变抑制剂对香蕉片营养成分和质构特性等品质的影响还需进一步研究。

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Effects of different browning inhibitors on color preservation of dried banana slices

BI Jia-yu1

DAIYao-yi1

ZHENGJiong1,2

(1.CollegeofFoodScience,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;2.ChongqingEngineeringResearchCenterofRegionalFood,Chongqing400715,China)

In order to improve the color quality of dried banana slices and obtain the best color protecting method, the effects of five different colors protecting agents, i.e. phytic acid, ascorbic acid, sodium chloride, EDTA and citric acid, on the color quality of dried banana slices evaluating were studied, by detecting theL*value and browning degree. The results showed that the order of the effects was phytic acid > citric acid > EDTA > sodium chloride > ascorbic acid. Moreover, it was also found that a better color quality of dried banana slices could be obtained through soking the slices in the color fixative compound, containing 0.9% phytic acid and 0.3% citric acid, for 20 min, obtaining a 65.93L*value and an 84.4% browning inhibition rate.

banana slices; drying; browning; color protecting; quality of color