苔干加工过程中控制酶促褐变的热处理法工艺条件

苔干加工过程中控制酶促褐变的热处理法工艺条件 陈 乃 富 (皖西学院生物系，六安，237012) 摘 要 研究了热处理法钝化苔干多酚氧化酶(PPO)活性，从而控制酶促褐变的工艺条件及效果。 结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，采用邻苯二酚为底物，在410nm处测定酶促反应1 min时OD值来表示酶活性高低是适 宜的；以85～100℃热水烫漂1min处理或沸水蒸汽处理 1～2．5min后再于 70℃条件下干燥脱水 至成品，能有效钝化苔干PPO活性，很好地控制了酶促褐变，产品质量好。也可先用 0．05％ NaHSO3浸泡处理苔干5 min后再于35℃条件下干燥脱水至成品，得到的产品质量好，PPO活性被 完全抑制；传统的晾、晒干制或烘干不是苔干干制加工的最佳方法。 关键词 苔干，多酚氧化酶，热处理法，钝化活性，酶促褐变 苔干，又名苔菜、贡菜、响菜、山蜇菜，是安徽涡阳、 江苏邳州、睢宁等地的传统蔬菜，在分类上届菊科莴苣 属茎用莴苣(La~uca sativa Var．angustata)_l J。苔 干的种植加工有着悠久的历史，由于其质地脆嫩，营养 丰富，色、香、味俱全，早已享誉国内外。传统的苔干加 工是将鲜苔干刨皮、划菜成条、晾晒或烘干脱水而成绿 色或淡绿色的干制品，现代苔干加工常制成罐头制 品【 ．3]。但不论是干制还是制成罐头，苔干在加工贮藏 销售等环节均会因褐变问题而影响产品质量和商品价 值。 果蔬 的褐变包括酶促褐变和非酶褐变 2大 类[4--7]。它们都会影响到苔干的产品质量。控制酶促 褐变的方法有多种[7--9]。文中针对苔干加工过程中的 酶促褐变，重点研究了热处理法钝化多酚氧化酶活性 的工艺条件，从而为苔干加工过程中酶促褐变的控制 提供科学依据。 1 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 与方法 1．1 材料及其处理方法 新鲜苔干采购于安徽涡阳义门镇，为秋季苔干。 选用若干根粗细相似的新鲜苔干，用不锈钢刀创皮并 采用“十”型划菜的方法将每根创皮后的鲜苔干划成粗 细均匀的条状(4条)。 市售成品干制苔干，含水量约为20％。 1．2 仪器与试剂 TU一1201紫外可见分光光度计(北京普析通用仪 器设备有限公司)；GL一20G一Ⅱ型高速冷冻离心机(上海 安亭科学仪器厂)，101AS-2型不锈钢数显电热鼓风干 燥箱(上海浦东跃欣科学仪器厂)，HH一4数显恒温水浴 第一作者：学士，副教授。 收稿时间：2004—05—17 (30) 锅(国华电器有限公司)，格兰仕 WD750ASL23型微波 炉。邻苯二酚、柠檬酸、Na2HPO4·12H2O、Vc、NaHSO3 等试剂，均为国产 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 纯。 1．3 苔干多酚氧化酶(PPO)活性测定 1．3．1 PPO粗酶液提取 鲜苔干PPO粗酶液提取：参照文献_1 o_方法进行。 取60g鲜苔干，加入约150mL预冷的0．2mol／L pH6．8 柠檬酸一磷酸缓冲液在高速组织捣碎机中以 12 000 r／ min打浆 10min，然后定容至250mL，并在高速冷冻离 心机中以14000 r／min离心 15min，取上清液即为PPO 粗酶液。 热处理后苔干PPO粗酶液提取：同鲜苔干。 成品干苔干PPO粗酶液提取：成品干苔干是采用 不同方法干制的成品苔干，含水量约为20％。按鲜苔 干方法制取 PPO粗酶液。 1．3．2 PPO活性测定[10] 用0．2mol／L pH 7．4的柠檬酸一磷酸缓冲液配制 0．2％的邻苯二酚底物液，取此底物液 5mL，加入粗酶 液 0．5mL后迅速混匀，以 5mL底物液加入 0．5mL pH 6．8的柠檬酸一磷酸缓冲液为对照，在410 nnl处准确测 定酶促反应1min时 0I)值，按照25*(2条件下反应体系 每分钟增加0．001 0I)值为1个相对酶活性单位计算 PPO活性(U)。 1．4 热处理钝化 PPO活性的方法 1．4．1 热水烫漂钝化PPO活性 取鲜条菜60 g若干份，分别在70、85、10012热水中 烫漂1．0、2．5、5．0min，烫漂至规定时间后立即在冷水 中降至室温，取此各种不同条件热水烫漂后的苔干测 定其PPO残余活性，与未处理的鲜苔干PPO活性相比 维普资讯 http://www.cqvip.com 得烫漂后PPO活性保存率(％)。另取此各种不同条件 热水烫漂后的苔干分别在35、70℃热风条件下脱水干 制成含水量约20％的成品干苔干(下同)。 1．4．2 常压沸水蒸汽钝化PPO活性 取鲜条菜60g若干份，以水浴锅产生的沸水热蒸 气为热源分别处理 1．0、2．5、5．0min钝化 PPO活性(蒸 气处理时盖上水浴锅上盖)。处理至规定时间后立即 水冷至室温，然后按照本文 1．4．1所述相同的方法测 定PPO残余活性并干制为成品干苔干。 1．4．3 热风钝化 PPO活性 取鲜条菜60g若干份(以下每组试验均取苔干60 g，分成若干份)，在电热鼓风干燥箱中分别以70、85、 100℃热风处理 5、30min。处理至规定时间后测 PPO 活性，其中30 min处理样除测 PPO活性外，继续在 35℃条件下脱水成为成品干苔干。 分别在35、50、70、85、100℃热风直接烘干鲜条菜， 并脱水至成品干苔干，测其PPO活性。 1．4．4 微波辐射钝化 PPO活性 在高功率条件下分别处理 1．0、1．5min，然后测定 PPO活性，并将处理后的苔干在35℃条件下烘干至成 品干苔干。 1．4．5 Vc、NaHSO3、柠檬酸对热处理钝化PPO活性影 响 分别用0、1％Vc、0．05％NaHSO3、0．5％柠檬酸浸 泡5 min后再在35℃热风条件下烘干至成品干苔干，测 PPO活性。 1．4．6 自然条件下干制的干苔干的 PPO活性 分别在室内自然光下晾干及在阳光直射下晒干成 为干苔干，测定 PPO活性。 1．5 热处理法控制酶促褐变的效果 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 控制酶促褐变的效果要根据各种热处理法对 PPO 活性的钝化效果结合成品干苔干的色泽(是主要的评 价指标)、复水后风味、复水后口感(脆度)等综合评价。 2 结果与分析 2．1 鲜苔干PPO催化反应的特性及活性测定结果 2．1．1 苔干PPO酶促反应的吸收光谱及反应速度曲 线 按照测定PPO活性的方法加入邻苯二酚底物液及 粗酶液，在Tu一1201紫外可见分光光度计下于400～ 800nm波长范围内扫描，获得酶促反应产物吸收光谱， 见图 1。 由图1看出，苔干PPO催化邻苯二酚反应生成的 产物在可见光范围内有一明显吸收峰，即 ax为 410 rim。按同样的方法加入底物液及粗酶液，在 410nrn处 每隔20S测一次OD值得到酶促反应速度曲线，见图2。 一 魁 睦5 ()6 0-s 喜0_4 一 罄o．。 ()l 0 图 1 酶促反应产物的吸收光谱 0 o 60 12o 18o 240 300 ,360 420 时问，s 图 2 PPO反应速度曲线 由图2看出，随反应时间的延长，单位时间内的产 物生成量在减少，即酶促反应速度在逐渐减小。反应 至140 s左右，产物生成量不再增加，反应至200 S后，产 物生成量反而略呈下降趋势。这是因为PPO催化邻苯 二酚反应生成产物醌，醌可以无需酶的催化进一步自 动聚合，最后生成结构更为复杂的黑色素l4 · ·¨]，所 以随酶促反应时间延长，OD值会因产物醌的转化而 出现减小趋势。但是60s以内的产物生成量与反应时 间近似呈线性关系，基本能反应酶促反应的初速度。 综上分析，选择最大波长410 nm，测定酶促反应 1 min 时的OD值来表示酶活性高低是合适的。 2．1．2 鲜苔干的 PPO活性 鲜苔干PPO提取液的酶促反应体系的酶促 1 min 时410nm处吸光度为0．226 0，由酶活性定义可知反应 体系的酶活性为226．0(U)。 2．2 热水烫漂钝化 PPO活性及控制酶促褐变的效果 由表 1看出，同一烫漂温度，烫漂时间越长或同一 烫漂时间，烫漂温度越高皆表现出PPO活性保存率降 低的趋势。除70℃处理1 min的活性保存率仍较高外， 其余的各种处理活性保存率均<10％，说明钝化效果 较好。但是苔干的商品价值关键是体现在成品苔干的 色泽上。所以必需结合成品苔干的色泽来综合分析温 (31) 维普资讯 http://www.cqvip.com 度、时间对控制酶促褐变的效果。表 1中的色泽说明 干燥脱水过程的温度对成品的色泽影响很大，相同的 烫漂温度与相同的烫漂时间，70℃干燥脱水比35℃干 燥脱水的成品色泽好，这是因为 70℃比35℃干燥脱水 快，且70℃温度本身可进一步钝化 PPO活性，因此在 干燥过程中控制酶促褐变效果会更好；相同的烫漂温 度，不同的烫漂时间，干燥温度相同，则烫漂时间越长， 成品苔干的色泽越差，这是因为较长时间的烫漂破坏 苔干组织细胞更严重，使得叶绿体蛋白变性而释放叶 绿素，同时细胞中的有机酸也释出，使叶绿素脱镁而失 绿_5 J。相同的烫漂时间，相同的干燥温度，不同的烫漂 温度，则是 1min烫漂随温度升高，色泽变好，2．5、5min 烫漂随温度升高，色泽变差。这是因为 1 min时间烫 漂，PPO活性保存率随烫漂温度升高而降低，更好地抑 制了酶促褐变，同时1min处理不会过度破坏苔干的组 织细胞和叶绿素。而2，5、5 min烫漂虽然PPO活性被 更好地钝化，但同时对苔干的组织细胞与叶绿素破坏 的更厉害，温度越高，这种破坏越严重，所以会出现高 温长时间处理色泽反而变差的结果。综合分析，烫漂 法钝化 PPO活性及控制褐变的适宜工艺条件是 85～ 100℃烫漂 1 min并经70℃干燥至成品的效果最好。 2．3 沸水蒸汽钝化PPO活性及控制酶促褐变的效果 从表2看出，沸水蒸气钝化PP0活性的效果较好， 1 min处理即可使酶活性保存率降至10％以下，且处理 时间越长，保存率越低。对成品苔干色泽的影响与“热 水烫漂法”的影响相似。同一处理时间，经 70℃干燥脱 水的成品色泽比35℃干燥的好。随处理时间延长，成 品的色泽有变差的趋势，这其中的影响机制与“热水烫 漂法”中所述相同。综合分析认为沸水蒸气钝化PP0 活性并抑制酶促褐变也是一种有效的途径，以沸水蒸 气处理1～2．5 min钝化PPO活性并经 70℃干燥脱水 至成品为佳。 表1 热水烫漂钝化 PPO活性夏其对产品质■的影响 说明：①色泽由好至差的排序为：翠绿(+)一翠绿一绿(+)一绿一绿(一)一黄绿一黄绿(一)一暗绿(+)一暗绿(下同)。②产 品质量：十++为最好；++为好；+为中等；一为差(下同)；③复水后风味、脆度皆以自然晾干的成品干苔干复水后的风味、脆度 为参照进行对比(下同)。④PPO活性保存率指烫漂后测定的PPO活性与鲜苔干PPO活性的比值(下同)。 表 2 热风钝化PPO活性夏其对产品质■的影响 表3 不同温度的热风干燥苔干对PPO活性夏产品质■的影响 2．4 热风钝化PPO活性及控制酶促褐变效果 表3显示，热风温度高，处理时间长，PPO活性保 (32) 存率低，但即使是 IO0*C热风处理30 min，PPo活性仍 保存80％以上，这和前述“沸水蒸气法”相比热风钝化 维普资讯 http://www.cqvip.com PPO活性的效果较差。原因是热风(干燥空气)钝化酶 时在物料的表面存在一气膜层，这一气膜大大增加了 热量传递阻力，使热量很难在短时间传到中间部位，温 度也很难在短时间内升到应有的温度，因此，钝化酶效 果差；而水蒸气(湿热空气)钝化酶时，由于湿热空气在 上升流动的过程中将热量通过物料表面气膜层时产生 的传热阻力很小，能在极短的时间内物料整体达到应 有的温度，所以钝化酶活性效果好Ll 。 由表4看出，用 35～70℃干热风长时间把苔干干 制为成品，虽然色泽为绿色尚可，但PPO活性仍较高。 这样的成品在贮藏、销售过程中易发生酶促褐变而影 响产品质量。用85～100℃干热风把苔干干制为成品， 虽然PPO活性降至很低，甚至完全失活，但是产品色泽 并不理想，这其中原因是高温长时钝化PP0活性控制 了酶促褐变，但是由于长时间的高温处理会导致非酶 褐变的发生，同样降低产品质量。 综合表3、表4分析认为，热风钝化PPO活性并控 制酶促褐变不是理想的方法。 2．5 微波辐射钝化 PPO活性结果 微波短时辐射能十分有效钝化PPO活性，且干制 成品色泽也非常好，但是由于微波使得苔干外观形态 发生了异常变化，出现局部膨胀的“起泡”现象，严重影 响产品的感观质量，故综合看产品质量不符合要求(见 表5)。因此，微波辐射也不是适宜的钝化PPO的方 法。 表5 微波辐射对PPO活性及产品质量的影响 2．6 Vc、NaHSO3、柠檬酸对钝化 PPO活性及控制酶促 褐变的影响 由表6可以看出一定浓度的Vc、NaHSO3、柠檬酸 均有助于热处理钝化PPO的活性。尤其是NaHSO3的 使用，PPO活性被完全抑制，并且干制的成品色泽也非 常理想。这是因为 NaHSO3是 PPO的有效抑制 剂【 ，--6,m，¨J既可与PPO作用又能与醌类形成无色的 聚合物，且是醌的还的剂，还有漂白作用，但是漂白作 用对叶绿素(绿色)几乎无影响Ll 3l，同时so2又是非酶 促褐变的有效抑制剂L4，5J所以产品的色泽好。但是，过 量的so2残留对人体健康不利，且影响苔干的风味，因 此 要在安全使用的范围内使用 NaHSO3，并通过干燥 过程除去so2残留(使 so2残留降至嗅觉难以感受的 量)。这样既不影响风味，又能很好地配合热处理(干 燥过程)抑制酶促褐变与非酶褐变。 vc也是 PPO的有效抑制剂L4 ，10,“J，既能抑制 PP0本身的催化作用，又能还原醌为酚，但是 Vc的使 用降低了pH值，这使叶绿素易变成去镁叶绿素，所以 干苔干呈黄绿色，产品质量不理想。柠檬酸的使用同 样有助于叶绿素去镁而失绿影响产品的色泽。故Vc、 柠檬酸皆不宜在热处理过程中使用。 裹6 Vc、NaHSO3、柠檬酸对 PPO活性及产品质量影响 2．7 自然条件下干制苔干的PPO活性 由表 7看出，阳光下晒干或室内晾干的成品苔干 PPO活性保存率均较高，且产品的色泽不理想，这是因 为无论晒干还是晾干的时间都比较长，在这较长的干 (33) 维普资讯 http://www.cqvip.com 制过程中酶促褐变的发生必然影响到产品的色泽，而 且较高的PPO活性保存率也易在贮存、销售过程引起 酶促褐变。因此，相比而言，这种自然条件下干制苔干 也不是最佳方法。 裹7 自然条件下千制苔千的PPO活性及产品质量 3 小 结 (1)对苔干多酚氧化酶活性的测定采用邻苯二酚 为底物，在410nm波长处测定反应1 min时OD值来表 示活性高底是适宜的。 (2)热处理钝化PPO活性控制酶促褐变的适宜工 艺条件视采用何种热处理方法而有所不同： 方法 1：85～100℃热水烫漂 1 rain后在 70℃条件 下干燥脱水至成品干苔干； 方法 2：沸水蒸气处理 1～2．5 rain后在 70℃条件 下干燥脱水至成品干苔干； 方法 3：先用0．05％ NaHSO3浸泡鲜苔干 5rain后 于35℃条件下脱水至成品干苔干。 热风、微波处理苔干、自然条件下晾干或晒干苔干 皆不是最适宜的加工方法。 参 考 文 献 635～636 2 郭文场，杨松涛，吕安宁．古来“贡菜”话苔干[J]，植物杂志， 2001(1)：27～28 3 郭同君，袁云侠．苔干栽培与加工[J]．蔬菜，2000(10)：6～7 4 张国珍主编．食品生物化学[M]．北京：农业出版社，1992． 303——314 5 天津无锡轻工业学院合编．食品生物化学[M]北京：轻工 业出版社，1981，360～368 6 王 璋编．食品酶学[M]．北京：轻工业出版社，1992．254～ 278 7 程建军，任远宏，杨咏丽等．果蔬酶褐变控制的研究进展 [J]．东北农业大学学报，2000，31(4)：406～410 8 郁志芳，彭贵霞，夏志华等．鲜切山药酶促褐变机理的研究 [J]．食品科学，2003，24(5)：44～49 9 钱 和，刘长虹，张 添 芦荟制品的酶促褐变及其控制措 施[J]．食品工业科技，2002，23(10)：36～39 10 陈乃富．蕨菜多酚氧化酶的酶学性质[J]．云南植物研究， 2003，25(6)：705～710 ll Gerald M．S，Browning of food：control by sulfites，antioxi— dantys，and other means[J]，Food Technology，1993，47 (10)：75～84 12 杨大伟，夏延斌．脱水黄花菜加工过程中褐变抑制条件的 研究[J]．食品与发酵工业，2003，29(8)：48～52 13 刘志皋，高彦祥等编．食品添加剂基础[M]．北京：轻工业 出版社，1999．119～126 1 安徽植物志(第四卷)[M]．合肥：安徽科技出版社，1991． Controling of Enzymatic Browning in the Process of Lactuca sativa Var． Angustata Production Using Heat Treatment Method Chen Naifu (Department of Biology，West Anhui University，Liu’an，237012) ABSTRACT The activity of polyphenol oxidase(PP0)in lactuca sativa var．angustata was ana· lyzed using heat treatment method to control its enzymatic browning．By using the catechol as the sub· strate，it is suitable to determine enzyme activity using toe O．D value at 4 1 0nm wavelength for 1 min enzymatic reaction．The products can be extracted from treating lactuca sativa with 85～100℃ water f0r 1 min or with steam for 1～2．5 min and then drying under 70℃ ．These methods can effective in— activate PP0 activity Lactuca sativa var．angustataand control enzymatic browning．If using 0．05％ NaHSO3 to soak Lactuca sativa var．anguststa for 5 min and drying it under 35"C，the activity of PPO in the product would be completely inactivated．The method iS considered ideal alternative for the traditional production process of air—drying，fire·drying or sun—drying． Key words L口￡ 阳sativa var．angustata，ployphenol oxidase(PPO)，heat treatment method，inac· tivate activity，enzymatic browning (34) 维普资讯 http://www.cqvip.com