杏果脯预处理的烫漂与护色工艺优化

伊丽达娜·开赛尔，白羽嘉*，郑丽萍，古孜拉·努尔拉，孔丽洁，胡娟玲，冯作山*

（1.新疆农业大学 食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆果品采后科学与技术重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830052）

杏味道独特，富含维生素、类胡萝卜素、氨基酸等营养成分，具有止咳、化痰、防癌抗癌的作用[1-2]。杏适用于鲜食和加工，杏脯加工中易由多酚氧化酶和过氧化物酶引发严重的酶促褐变[3]，导致杏脯的外观品质和营养品质下降。因此控制酶促褐变对杏脯品质至关重要，杏脯在加工过程中需要进行护色护理，若护色处理不当，会产生苦味、陈腐味等异味，还会影响果脯的营养成分，因此果脯加工过程中护色工艺是关键步骤[4]。目前在果脯加工工艺中多使用含硫的传统护色剂，造成果脯味道不佳且对人体有害[5-6]。抑制果蔬褐变的方法有化学护色和物理护色[7]，化学护色多为添加褐变抑制剂，物理护色方法有高温烫漂[8]、超低温冷冻[9]、密封包装[10]等。35～60 ℃是过氧化物酶的最适温度[11]，为了达到样品固有色泽不发生褐变可以采用高温烫漂的方法。单一护色剂往往不能取得满意的效果，为了更好地满足实际生产需要，多数使用复合护色剂。

本文研究不同烫漂时间对杏脯酶活和感官品质的影响，并在单因素护色试验基础上进行Box-Behnken Design 响应面试验，以期提升杏脯质量。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜明星杏：市售，4 ℃冷藏；柠檬酸、L-半胱氨酸、D-异抗坏血酸钠（均为食品级）：深圳乐福科技股份有限公司；冰乙酸、磷酸、愈创木酚、邻苯二酚（均为分析纯）：天津市致远化学试剂有限公司。

C21-WH2106 电磁炉：美的电磁炉科技股份有限公司；CM-600D 色差计：柯尼达美能达办公系统（中国）有限公司；TU-1810 紫外线分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；TGL-16G 离心机：上海安亭科学仪器厂。

1.2 试验方法

1.2.1 杏脯加工杏脯加工流程：原料挑选→清洗→切分、去核→烫漂→硬化→护色→渗糖→干燥→包装。

1.2.2 热水烫漂单因素试验

每组取20 个鲜果，共3 组，在料液比1∶20（g/L）下在不同温度热水中进行烫漂灭酶处理，热水烫漂温度为75、80、85、90、95 ℃，烫漂时间为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 min。

1.2.3 破损率测定

1.2.4 热水烫漂对杏感官品质的影响

选择10 名经过专业训练的食品学院学生（5 男5女），根据表1 对热水烫漂后的杏脯进行感官评定，满分100 分。

表1 热水烫漂对杏脯感官评分的影响Table 1 Effect of hot water blanching on the sensory quality of preserved apricots

1.2.5 酶活测定

过氧化物酶（peroxidase，POD）活性、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性参照文献[12]的方法进行测定，计算公式如下。

式中：X 为过氧化物酶酶活，U/（g·min）；Y 为多酚氧化酶酶活，U/（g·min）；A、B 为反应混合液的吸光度变化值；Δt 为酶促反应时间，min；V 为样品提取液总体积，mL；Vs为测定时所取样品提取液体积，mL；W 为样品质量，g。

1.2.6 护色剂单因素试验

考察柠檬酸浓度（0%、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%）、D-异抗坏血酸钠浓度（0%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%）、L-半胱氨酸浓度（0%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%）对杏脯L* 值的影响，确定护色剂的范围。

1.2.7 响应面试验

响应面试验因素水平见表2。

表2 响应面试验因素水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

1.2.8 褐变度测定

参照文献[13]的方法。将杏肉研磨均匀，4 000 r/min离心20 min，取上清液1.0 mL，加入1.0 mL 的95%乙醇，摇匀，于420 nm 处比色。

1.2.9 色差测定

使用色差计对杏脯色泽进行测定，测定样品L*值。L* 值表示亮度，亮度越大，L* 值越大。

1.3 数据处理

采用IBM SPSS Statistics 26.0 进行数据分析，P<0.01 为极显著关系，P<0.05 为显著关系。Origin 2018 软件进行绘图。

2 结果与讨论

2.1 热水烫漂单因素试验结果

2.1.1 热水烫漂时间对杏脯感官品质的影响

热水烫漂时间对杏脯感官品质的影响见图1。

图1 热水烫漂时间对杏脯感官品质的影响Fig.1 Effect of hot water blanching time on the sensory quality of preserved apricots

从图1 可以看出，随着烫漂时间延长，感官评分呈现先上升后下降趋势，且不同处理间差异显著（P＜0.05）。感官评分下降是因为产生了一定程度蒸煮味且有果实破损[14]，未烫漂的杏脯感官评分为70，杏脯颜色暗淡，味道不浓郁，且不进行烫漂的杏脯渗糖效果不佳。烫漂2.0 min 的果脯感官评分为79，得分最高，外观光泽且透明，破裂率小于5%，杏脯味明显，烫漂2.5 min 时果脯感官评分下降为69，破损率在5%～10%。Thi 等[15]研究表明，经不同温度处理的芦笋段随着热烫时间的延长，质地变软。食品感官评价可提供快速准确的结果[16]，因此结合热烫后的感官品质，选择热烫2.0 min 为最佳的处理条件，本试验结果与崔明月[17]研究结果相似。

2.1.2 热水烫漂温度对杏脯PPO、POD 酶活的影响

PPO 和POD 是导致杏脯褐变的关键因素[18]。热水烫漂是为了使杏脯中的内源性酶失活，防止酶促褐变的发生。不同的热烫条件对杏脯POD 和PPO 酶活影响见图2 和图3。

图3 热烫处理对杏脯PPO 酶活的影响Fig.3 Effect of hot water blanching on the PPO activity of preserved apricots

由图2 和图3 可知，热水烫漂可使杏脯POD、PPO活性降低，且不同处理间差异明显。热水烫漂温度影响POD、PPO 的活性，随着温度的升高，酶活呈现下降趋势。75 ℃烫漂2.0 min 的POD 酶活相对其他温度的酶活高，为25.23%，90 ℃和95 ℃烫漂条件下，POD 酶活分别为1.45%和1.28%，两者没有显著性差异（P＞0.05），随着烫漂温度的升高，产品的营养价值下降[19]，且在工艺生产中温度越高，耗能越大，因此选择烫漂温度为90 ℃。PPO 和POD 失去活性，可以减少杏脯的营养成分损失，保持杏脯的天然色泽和营养价值。结合感官评分和两种酶的最适酶活，选择最佳烫漂温度为90 ℃，最佳烫漂时间2.0 min，此结果与刘伟等[20]的研究结果一致。

2.2 护色剂单因素试验结果

2.2.1 柠檬酸浓度对杏脯色度的影响

不同浓度的柠檬酸对杏脯色度的影响见图4。

图4 不同浓度的柠檬酸对杏脯色度的影响Fig.4 Effect of different concentrations of citric acid on the color of preserved apricots

在果蔬加工中经常使用调酸的方法抑制果蔬褐变。大多数羧酸在食品行业中使用范围极广，在产品中添加酸化剂会使产品口感更佳[21]。产品中羧酸添加量十分重要，添加量过少，抑制效果不理想，添加量超标又会发生产品酸化的现象，影响产品味道。

由图4 可以看出，随着柠檬酸浓度的增加，杏脯褐变度逐渐呈现下降趋势。柠檬酸能够降低体系的pH值从而抑制褐变。当柠檬酸浓度为0.60%时褐变度最小，浓度继续增加褐变度变化较小。L* 值与柠檬酸浓度成正比，随浓度的增加而增大，通过试验分析可知，在柠檬酸溶液达到0.60%时，可以有效抑制杏脯的褐变，护色效果较好。

2.2.2 D-异抗坏血酸钠浓度对杏脯色度的影响

不同浓度的D-异抗坏血酸钠对杏脯色度的影响见图5。

图5 不同浓度的D-异抗坏血酸钠对杏脯色度的影响Fig.5 Effect of different concentrations of sodium D-isoascorbate on the color of preserved apricots

由图5 可以看出，随着D-异抗坏血酸钠浓度的增加，褐变度先减小后增大，因为D-异抗坏血酸钠不仅有还原性还有弱酸性，可以使杏脯本身的pH 值降低，起到防止杏脯褐变的作用。当D-异抗坏血酸钠浓度为0.20%时，褐变度达到最小，L* 值达到最大，亮度最大。当D-异抗坏血酸钠浓度过高时，会因为杏脯自身的氧化影响杏脯的色泽。经试验分析，当D-异抗坏血酸钠浓度为0.20%时，可以有效抑制杏脯的发生褐变，具有较好的护色效果。

2.2.3 L-半胱氨酸浓度对杏脯色度的影响

不同浓度的L-半胱氨酸对杏脯色度的影响见图6。

图6 不同浓度的L-半胱氨酸对杏脯色度的影响Fig.6 Effect of different concentrations of L-cysteine on the color of preserved apricots

由图6 可知，增加L-半胱氨酸的浓度，褐变度呈先下降后上升的趋势，L* 值呈现先上升后下降的趋势。当L-半胱氨酸浓度达到0.20%时，L* 值最高，为53.83，褐变度为0.163 3，经试验分析，当L-半胱氨酸浓度为0.20%时，可以有效抑制杏脯的褐变，护色效果最好。本试验结果与Ali 等[22]研究结果相似。

2.3 响应面试验结果分析

根据单因素试验结果，以杏脯褐变度和L* 值为响应值，采用Design-Expert 软件中的Box-Behnken 试验设计方案，进行三因素三水平的响应面试验。试验结果见表3。

表3 响应面试验设计与结果Table 3 Design and results of response surface experiment

对表3 数据进行回归拟合，得到L* 值回归方程为Y1=64.49-0.0937A-0.06313B-0.3050C-1.80A2-1.29B2-1.80C2+0.077 75AB+0.240 0AC+0.550 0BC。对回归方程进行方差分析，结果见表4。

表4 色差值回归模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of color difference regression models

由表4 可知，所建立的L* 值回归模型的F 值为70.51，P＜0.01，达极显著水平。失拟项F 值为1.06，P=0.458 1＞0.05，不显著，说明回归模型对试验拟合的情况良好，稳定性良好。相对系数R2=0.989 1，调整系数R2=0.975 1，表明该模型具有良好的相关性，方程的可靠性高。响应值为97.51%，表明色差值的实际值和预测值的相关性良好。变异系数（CV）为0.433 9%，反映该模型方程具有较好的真实性。综合分析该模型，该模型拟合度较好，响应值的变化反映较好。由F 值可知，各因素对杏脯L* 值的影响顺序为（B）D-异抗坏血酸钠浓度＞（C）L-半胱氨酸浓度＞（A）柠檬酸浓度。

对表3 数据进行回归拟合，得到褐变度回归方程为Y2=0.054 0+0.001 3A+0.007 9B+0.002 9C+0.012 9A2+0.009 1B2+0.015 6C2-0.0777 5AB-0.006 0AC-0.007 7BC。对回归方程进行方差分析，结果见表5。

表5 褐变度回归模型的方差分析Table 5 Analysis of variance of brownness regression models

由表5 可知，所建立的褐变度回归模型的F 值为47.00，P＜0.01，达极显著水平。失拟项F 值为2.52，P=0.196 9＞0.05，失拟项不显著，说明该回归方程稳定性良好。相对系数R2=0.983 7，调整系数R2=0.962 8，说明该方程可靠性较高。响应值的96.28%由变量引起，证明杏脯褐变度实际值与预测值之间具有较好的拟合相关性。变异系数（CV）为4.01%，反映了该模型方程具有较好的真实性。

2.3.1 各因素间的交互影响

各因素交互作用对L* 值和褐变度的响应面和等高线图见图7～图8。

图7 交互作用对杏脯色差值的影响Fig.7 Effect of interaction on the color difference of preserved apricots

图8 交互作用对杏脯褐变度的影响Fig.8 Effect of interaction on the brownness of preserved apricots

由图7～图8 可知，AB 等高线偏圆形，响应面较为陡峭，说明AB 的交互作用达到显著水平；柠檬酸浓度（A）和L-半胱氨酸浓度（C）的等高线呈椭圆形，响应面坡度不陡峭，说明柠檬酸浓度（A）和L-半胱氨酸浓度（C）间的交互作用不显著。

2.3.2 最佳护色剂的确定及验证试验

根据响应面试验，得到杏脯护色剂的最佳浓度为0.63%柠檬酸、0.22%D-异抗坏血酸钠、0.18%L-半胱氨酸。进行3 次验证试验，得到杏脯L* 值为63.43，褐变度为0.075。根据可操作性和实际性，因此得到杏脯护色剂配方为柠檬酸浓度0.60%，D-异抗坏血酸钠浓度0.20%，L-半胱氨酸浓度0.20%，并进行3 次验证试验，得出杏脯L* 值为64.61，褐变度为0.075。模型预测的理论值与预测值吻合较好，说明该响应面试验回归模型建立良好。

3 结论

酶促褐变控制等预处理对杏脯加工至关重要，本研究开展热水烫漂参数对杏脯酶活和感官评价的影响，结果表明90 ℃热烫2.0 min 对控制杏脯褐变酶活性及感官评价具有较好效果。通过3 种护色剂进行单因素试验，通过分析褐变度和L* 值，发现杏脯褐变度和L* 值在不同护色剂上差异较大，其中褐变度抑制褐变度效果最佳的护色剂为D-异抗坏血酸钠。通过响应面法优化护色剂的配方，得到最佳复配护色剂配方为0.60%柠檬酸、0.20% D-异抗坏血酸钠、0.20% L-半胱氨酸。在此条件下，褐变度为0.075，色差值为64.61，与预测值吻合率达到98.91%和98.37%。

在现代都市生活中果脯成为了人们的喜爱零食。采用热水烫漂是一种简单高效的钝化褐变酶的方法，但热处理会导致一定的营养价值流失，在今后的研究中，冷加工处理方法应该被更多研究。