抑制苹果梨汁酶促褐变的研究

熊思瑞， 郭玉媛， 张智勇， 金铁岩

(延边大学 农学院，吉林 延吉 133002)

0 引言

苹果梨(Pyrusussuriensisvarovoidea)是蔷薇科梨属果树的果实，主产于吉林省龙井市[1].苹果梨果大肉多，甜酸适度，营养丰富，具有润肺止咳、软化血管、抗氧化等功效[2].由于苹果梨鲜果不易储藏，易于造成浪费，因此近年来一些学者及企业对苹果梨的深加工进行了研究，其中将苹果梨加工成汁制品是苹果梨深加工的一个重要方向.但由于苹果梨汁在加工过程中会发生酶促褐变，进而影响果汁的品相和营养，因此研究如何降低苹果梨汁的酶促褐变率具有重要意义[3-4].研究表明，苹果梨汁发生酶促褐变的主要原因是苹果梨中的多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)能够催化酚类物质并将其氧化成为醌，进而生成棕褐色或黑色的色素[5].目前，抑制酶促褐变的主要方法有3种：一是热处理法，该方法可使植物组织中的酶类失活，并能够提高出汁率；二是还原剂处理法，该方法可将氧化的醌还原为酚类物质，并能够阻止醌类物质进一步自发聚合而形成色素；三是酚酶制剂处理法，该方法不仅可有效抑制酶的活性，还可有利于保持食品的自然风味.目前为止还未见有关抑制苹果梨汁酶促褐变的研究报道,基于此本文采用水浴处理法、抗坏血酸处理法和硫代硫酸钠处理法等3种方法考察了其对苹果梨汁酶促褐变的抑制效果，以期为苹果梨汁的加工工艺提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苹果梨，采购于吉林省延边龙华集团果树农场；抗坏血酸、可溶性淀粉、没食子酸、多酚氧化酶，青岛高科园海博生物技术有限公司生产(BR级)；硫代硫酸钠、邻苯二酚、碘酸钾、偏磷酸、福林-酚试剂、碘化钾、碳酸钠、磷酸二氢钾，天津科密欧化学试剂有限公司生产(AR级)；氢氧化钠，沈阳试剂五厂生产(AR级).

磷酸缓冲液(pH 6.4)的配置：称取5.44 g磷酸二氢钾置于烧杯中，用蒸馏水溶解后加入10 mL 1 mol/L的氢氧化钠溶液；在溶液中加入蒸馏水将溶液定容至200 mL，并保存于磨口玻璃瓶中.

可溶性淀粉溶液(0.5%)的配置：称取0.5 g可溶性淀粉置于烧杯中，用蒸馏水溶解后再加入沸腾的蒸馏水使其充分溶解，放凉至室温后定容至100 mL.

碘酸钾溶液(0.01 mol/L)的配置：称取0.356 6 g碘酸钾置于烧杯中，用蒸馏水溶解后加入5 mL 1 mol/L的氢氧化钠溶液和2 g碘化钾;在溶液中加入蒸馏水,将溶液定容至1 000 mL的棕色容量瓶中.

没食子酸标准溶液的配置：分别吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL和0.6 mL质量浓度为0.1 mg/mL的没食子酸溶液置于10 mL容量瓶中，然后加入1.0 mL的福林-酚试剂，摇匀；再加入3.0 mL 100 g/L的碳酸钠溶液，混匀，定容，并在室温下避光放置2 h.在765 nm的波长下，测定不同浓度下没食子酸标准溶液的吸光度值(3组平行对照)，并绘制标准曲线(见图1).

图1 没食子酸标准曲线

1.2 仪器与设备

CM-5型分光测色仪，柯尼卡美能达投资有限公司；FA-N/JA-N型电子天平，上海民桥精密科学仪器有限公司；DK-8D型数显恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；U-3900型紫外分光光度计，HITACHI公司；101型电热鼓风干燥箱，泰斯特仪器有限公司；MN-B型榨汁机，济南松下乐妻电器有限公司.

1.3 苹果梨汁的加工工艺流程

苹果梨汁的加工工艺流程[6]为：苹果梨→挑选→清洗→切丁→榨汁→过滤→抑制酶促褐变→苹果梨汁.

1.4 抑制苹果梨汁酶促褐变的处理方法及其测定方法

1)水浴处理法.将500 mL的苹果梨汁置于1 000 mL烧杯中，然后将其分别放入60、65 ℃和70 ℃(温度过高会导致苹果梨汁的营养成分降低)水浴锅中加热10 min[7].在室温下，分别在苹果梨汁放置0、15、30、60 min时测定其褐变程度.

2)抗坏血酸处理法.将500 mL的苹果梨汁置于1 000 mL烧杯中，然后分别加入体积分数为0.075%、0.10%、0.30%和0.50%的抗坏血酸，并迅速搅拌后密封烧杯口(隔绝空气).在室温下，分别在苹果梨汁放置0、15、30、60 min时测定其褐变程度.

3)硫代硫酸钠处理法.将500 mL的苹果梨果汁置于1 000 mL烧杯中，然后分别加入3.0、4.0、5.0 mg和6.0 mg的硫代硫酸钠，并迅速搅拌后密封烧杯口(隔绝空气).在室温下,分别在苹果梨汁放置0、15、30、60 min时测定其褐变程度.

1.5 苹果梨汁褐变程度指标的测定方法

表1 苹果梨汁感官品质的评价标准

1.6 数据处理

利用Excel中的“平均值±标准方差”对实验数据进行统计，并运用SPSS 17.0软件对褐变率、多酚氧化酶抑制率和感官品质进行单因素方差分析.

2 结果与分析

2.1 苹果梨汁的色度

研究表明，酶促褐变可降低苹果梨汁的色度[11].3种处理方法对苹果梨汁色度的影响如图2所示.由图2可以看出,采用3种处理方法处理的苹果梨汁随放置时间其色度均出现下降趋势.放置60 min时：抗坏血酸处理法在添加0.50%的抗坏血酸时其色度值最高(78.15)，但该值与添加0.075%的抗坏血酸所得的色度值(76.32)并无显著差异(P> 0.05)；水浴处理法在70 ℃时其色度值最高(64.52)；硫代硫酸钠处理法在添加0.012 mg/mL的硫代硫酸钠时其色度值最高(64.02)；空白组的色度值为46.43.由以上可知，添加0.075%的抗坏血酸对保持苹果梨汁色度的效果相对最优.

图2 3种处理方法对苹果梨汁色度的影响

2.2 苹果梨汁的总酚含量

研究表明，苹果梨汁的褐变程度与其总酚含量呈负相关[12].3种处理方法对苹果梨汁总酚含量的影响如图3所示.由图3可以看出,采用3种处理方法处理的苹果梨汁随放置时间其总酚含量均出现了下降趋势.放置60 min时：抗坏血酸处理法在添加0.075%的抗坏血酸时其总酚含量最高，为0.178 mg/mL；水浴处理法在温度为70 ℃时其总酚含量最高，为0.021 mg/mL；硫代硫酸钠处理法在添加0.012 mg/mL的硫代硫酸钠时其总酚含量最高，为0.032 mg/mL；空白组的总酚含量为0.01 mg/mL.由此可知，添加0.075%的抗坏血酸对保持苹果梨汁总酚含量的效果相对最优.

图3 3种处理方法对苹果梨汁总酚含量的影响

2.3 苹果梨汁的褐变率

褐变率是评价果实贮藏效果的重要指标[13].表2为不同处理方法处理苹果梨汁时的褐变率.对照表2中的空白组可知，3种处理方法均可抑制苹果梨汁的褐变，且各方法在不同放置时间的褐变率均存在显著性差异(P<0.05).放置60 min时：抗坏血酸处理法在添加0.075%的抗坏血酸时其褐变率最低，为2.63%；水浴处理法在温度为70 ℃时其褐变率最低，为6.04%；硫代硫酸钠处理法在添加0.012 mg/mL的硫代硫酸钠时其褐变率最低，为6.43%；空白组的褐变率为17.06%.由此可知，添加0.075%的抗坏血酸对降低褐变率的效果相对最优.

表2 3种处理方法的苹果梨汁褐变率

2.4 苹果梨汁对多酚氧化酶的抑制作用

表3为不同处理方法对苹果梨汁多酚氧化酶的抑制率.由表3可以看出，放置60 min时:抗坏血酸处理方法在添加0.50%的抗坏血酸时其对多酚氧化酶的抑制率最高(64.00%)，水浴处理法在温度为70 ℃时其对多酚氧化酶的抑制率最高(54.54%)，硫代硫酸钠处理法在添加0.012 mg/mL的硫代硫酸钠时其对多酚氧化酶的抑制率最高(59.99%).考虑到添加0.50%和0.075%的抗坏血酸时其对多酚氧化酶的抑制率无显著性差异(P>0.05)，以及实际加工苹果梨汁时的经济效益问题[14]，因此可将添加0.075%抗坏血酸的处理方法作为相对最优的处理方法.

2.5 苹果梨汁的感官品质

表4是3种处理方法对苹果梨汁感官品质的影响.由表4可以看出，采用3种处理方法处理苹果梨汁所得的感官评分与空白组无显著性差异(P>0.05)，说明采用这3种处理方法处理苹果梨汁时不会对其感官品质产生明显影响.

表4 3种处理方法对苹果梨汁感官品质的影响

3 结论

本文采用水浴处理法、硫代硫酸钠处理法及抗坏血酸处理法考察了其对苹果梨汁酶促褐变的抑制效果.结果显示：3种处理方法均可有效抑制苹果梨汁的酶促褐变，且对苹果梨汁的感官品质无明显影响；在常温下添加0.075%的抗坏血酸时其抑制苹果梨汁酶促褐变的效果相对最优.本文研究结果可为解决苹果梨深加工中出现的酶促褐变现象提供参考.