果蔬化学护色技术研究进展

靳 婕,路雪美,冯小雨

(吉林医药学院公卫学院，吉林 吉林 132013)

褐变是存在于果蔬加工储藏过程中的一种普遍现象，可对产品色泽、感官产生严重影响，造成营养价值的损失，甚至引起腐烂变质。因此，缓解果蔬褐变、加强护色方面的研究及开发刻不容缓。目前常见护色方式有物理方法、化学方法、生物方法和基因改变等[1-3]，这些方法在实际应用中发挥了有力作用。化学护色法减少褐变、防止氧化的主要作用机制包括通过螯合多酚氧化酶(PPO)辅基Cu2+而降低酶活力，改变酶作用的pH，还原醌类物质或与之生成无色复合物，除去表面接触的氧气，保持细胞膜的完整性等。近年来还原剂、抑制剂、酸化剂、鳌合剂以及络合剂等食品抗褐变化学方法的使用受到广泛关注。

1 单一护色剂

现使用较多的单一护色剂主要包括抗坏血酸及其衍生物、L-半胱氨酸、乙醇、含钙化合物等。

抗坏血酸呈强还原性，在果蔬酶促褐变中发挥作用，减少氧气含量，抑制多酚氧化酶作用，阻断黑色素的生成，从而抑制褐变。李雅雯[4]等在研究单一护色液处理对红枣干制护色工艺中发现，在抗坏血酸浓度为1%，温度为60 ℃时，抑制褐变度最佳；李霞[5]等通过实验发现抗坏血酸可提高火龙果红色素的稳定性，提高其抗氧化能力。

L-半胱氨酸是一种含硫氨基酸，广泛用于医药卫生、食品加工等领域。已有研究表明[6]，L-半胱氨酸可以抑制鲜切紫甘薯POD、PPO活性，减少总酚含量的积累，从而显著缓解鲜切紫甘薯的褐变，使其保有较好的色泽品质和营养价值，达到护色保鲜作用。

乙醇熏蒸处理能有效减少果蔬多酚氧化酶、过氧化物酶活性并降低总酚的含量，从而缓解褐变[7]。孟一等[8]在对影响鲜切山药质量因素的实验中表明，乙醇熏蒸浓度为200 μL/L时，抑制PPO活性较低,褐变度最低，护色效果好。此外，有研究表明用乙醇熏蒸法可抑制双孢菇[9]、甜樱桃[10]、鲜切苹果[11]等的PPO活性，从而缓解褐变。

钙处理可显著提高果实硬度,提高组织的稳定性和完整性，同时调节β-Gal酶活性进而调节PPO活性，缓解褐变发生[12]。马永强等[13]在对蓝莓汁加工过程中酶促褐变表明，氯化钙可显著抑制蓝莓的褐变；李磊等[14]在实验中表明2%的氯化钙控制了南果梨中可溶性钙向难溶性钙的转化,降低了果皮褐变的发生。

2 复合护色剂

近年来为达到安全高效的护色效果，很多学者致力于研究把多种单一护色剂组合使用，筛选出最佳的复合护色剂组合配比。

柠檬酸、氯化钙、抗坏血酸通过不同比例组成不同复合护色剂：0.06%柠檬酸、0.73%氯化钙加0.06%抗坏血酸可抑制不同品种马铃薯泥的褐变，其PPO活性抑制率平均值达98.7%[15]。吴永祥等[16]以红薯干为原材料通过响应面优化复合护色剂，得出具有最佳护色效果的复合护色剂配方为0.77 g/100 mL抗坏血酸、17 g/100 mL柠檬酸、0.22 g/100 mL氯化钙，测得褐变抑制率达58.66%，显著高于超声波-热烫组(15.37%)和亚硫酸钠组(20.24%)。

通过实验测量PPO活性、褐变度等证实0.4%的桂皮精油纳米乳和0.05%抗坏血酸组成的复合护色剂可以缓解苹果的褐变，同时可将苹果的不稳定性从0.473降至0.018[17]。谷绒[18]在研究鲜切山药护色实验中，采用单因素实验和响应面实验两种实验方法，表明最佳的护色技术：在60 ℃水中烫6 min后的样品，用0.06% L-抗坏血酸、0.02% D-异抗坏血酸钠、0.24%柠檬酸的复合处理液处理1.5 h，色差度为1.44，接近于理论值1.3714。徐佳等[19]在对杏酒褐变工艺优化实验中得出采用抗坏血酸钠0.70 g/L、L-半胱氨酸1.10 g/L、植酸0.01%的复合护色方法，其褐变度可降至最低。

孟一等[20]在研究不同处理对鲜切山药品质的影响实验中发现常温下真空包装贮藏12 d后，用0.06%次氯酸钠、1.0%柠檬酸、0.5%氯化钙护色效果最好。同时200 μL/L乙醇熏蒸3 h，鲜切山药菌落总数最少，褐变度最低，效果最好。姚舒婷等[21]通过最陡爬坡试验和响应面优化得出樱桃番茄果脯最佳复合护色法：柠檬酸1%、六偏磷酸钠0.2%、L-半胱氨酸0.3%、β-环糊精0.1%。

3 可食用性涂膜

可食用性涂膜保鲜剂种类较多，机制为隔离保护、抑制失水、调节呼吸、抑菌抗菌等，包括多糖类、脂质类、蛋白质类以及复合类保鲜剂，且具有来源广泛、经济适用等优势，具有很好的研发价值。Nasrin等[22]通过实验表明用椰子油和蜂蜡混合物涂抹后可减少呼吸作用、乙烯产生，同时保持硬度和水分含量，进而延长柠檬的保质期。研究表明番茄用海藻酸盐和芦荟的多功能可食用涂层后，可显著降低其腐败率和质量损失，有利于延长货架期[23]。李作美等[24]通过实验表明茶多酚复合可食性膜对香梨有显著的保鲜效果,能有效延长香梨的储存时间，较小影响风味。杨志坤等[25]在实验中得出楝油纳米乳可有效缓解蓝莓的腐败，提高蓝莓的储存品质，延长储存时间。

4 天然植物提取液

天然植物提取液具有抗菌活性，常利用天然中草药等的提取物对水果蔬菜进行处理,具有显著的保鲜效果,浸蘸、熏蒸、喷洒或与保鲜纸及涂膜剂等载体相结合等为主要方法。李翠萍等[26]通过实验表明壳聚糖季铵盐添加0.5%的丁香和甘草提取液对蓝莓进行涂抹可以显著降低蓝莓的失重率,维生素C含量和硬度的降低变缓,减缓花青素的变化,具有较好的保鲜效果。付晶晶等[27]对6种植物提取物的抗氧化能力比较得出：金银花提取物有显著的清除自由基能力，因此抗氧化效果较好。

鲜切果蔬因其方便快捷等优势深受人们喜爱，但加工制作以及后期储存中存在营养成分被破坏、品质下降等现象，因此更好地维持果蔬营养价值及降低果蔬的耗损是当下研究的重要课题。目前，国内外有关果蔬护色的报道很多，也取得了明显的进展。虽然不同的化学护色处理方式都对果蔬的褐变有显著的抑制作用，但其中过量硫元素对人体有一定的负面影响，现在大多数果蔬的加工储存多采用无硫护色处理，而且越来越多的实验表明复合护色剂抑制褐变的效果强于单一护色剂。所以在今后的果蔬护色研发方面，可以加大对复合无硫护色剂的开发与利用。