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板栗加工中的褐变及其抑制

[ 作者:高海生 贾宪兴 张凤华 | 稿件来源:河北科技师范学院 | 点击数: | 更新时间:2006/7/4         ]

摘要:板栗的褐变主要是多酚氧化m(PPO及过氧化物W(POD)引起的酶促褐变和由于含氮物质等引起的非醉褐变.本文在分析褐变原因的基础上,提出在加工过程中控制水质,温度,pH值,加热时间以及使用护色液等都可以抑制褐变的发生.
关键词:板栗;褐变;护色
板栗是我国著名的"干果之王",在全国各地均有栽培.板栗果肉营养丰富,香糯可口,风味独特.另外,中医认为,板栗具有养胃健脾,补肾强筋,活血止癖之功效,是一种较为理想的保健食品原料.然而在板栗的加工过程中,果实在剥皮后.果皮表面受到机械损伤时,或者在栗仁进行修整,切分,破碎等工序中,常常会发生果肉褐变,影响了板栗的品质.对提高板栗的附加值或进一步的深加工产生了极为不利的影响.解决板栗加工业的这一技术难题,找出适宜的控制措施,对当前板栗的深加工业具有极其重要的意义.
1板栗果肉的褐变原因
1.1酶促揭变
多酚氧化酶(PPO),过氧化物酶(POD)广泛存在于板栗的果肉中,并且主要集中于板栗的边果肉,而板栗的褐变也主要出现于板栗果肉的外表.许多研究己证实多酚氧化酶,过氧化物酶是引起水果,蔬菜发生酶促褐变的主要酶类.在果蔬组织受到伤害的情况下(破坏了氧化还原偶联反应的平衡),使得原来彼此隔离的酚类化合物(如儿茶酚,单宁,花青素,酪氨酸,绿原酸等)和多酚氧化酶,过氧化物酶相互接触,在氧的参预下(由伤口进入),酚类化合物就氧化形成醒类化合物,醒类就氧化形成褐色素或黑色素,导致褐变现象的发生,如梨黑心病,石榴,荔枝,香蕉果皮组织的褐变以及蘑菇,桃加工品的褐变等.板栗果肉中单弓'等物质在多酚氧化酶作用下氧化形成褐色以至黑色物质,严重影响了其外观质量.同时酪氨酸也可在甲酚酶,儿茶酚酶的共同作用下氧化形成3. 4一二轻基苯丙氨酸,3. 4一二酿基苯丙氨酸,再聚合成多巴色素,后者发生自身聚合成黑色素,这也是引起褐变的一个因素.
1.2非酶揭变
美拉德反应是由于栗果中含有氨基化合物如胺,氨基酸,肤,蛋白质和拨基化合物类,因此在加工和储藏过程中易产生美拉德反应,通过交联(斯特雷克尔降解,醛醇缩合)形成中间产物薛夫碱,再同氨基化合物进行醛基一氨基反应,产生引起食品非酶褐变的主要物质一类黑精.美拉德反应非常复杂,反应历程,产物性质,结构等不仅受到氨基酸及糖的种类,性质影响,还受反应时间,温度,pH值,水分等影响,这为我们解决美拉德反应引起的非酶褐变提供了帮助.对金属离子引起褐变的研究发现,铁,铜,铅等金属离子对果蔬褐变有促进作用.研究证实,栗果实与金属铁作用生成黑色的化合物,与锡长时间的加热共煮时,能生成玫瑰色的化合物,与碱作用易变黑,由于金属离子引起的褐变是外部因素造成,所以比较容易解决.
2控制途径
酶促褐变的控制
2.1.1温度处理由于多酚氧化酶,过氧化物酶等所有酶类都由蛋白质构成,较高的温度处理易使酶失活.但在板栗加工中应注意防止处理温度过高( > 100'c)和处理时间过长造成的果肉脱落和破碎现象,制品汁液的混浊和淀粉的析出以及美拉德反应非酶褐变的加剧.采取适宜的方法可达到使酶失活保持品质完好之目的.如采取分段升温一分段降温预煮法:采取沸水浴可使板栗边果肉的多酚氧化酶,过氧化物酶活性los降到极低点,20s JL乎为零另外根据不同酶作用的最适温度,采取不同的温度处理进行分段钝化,从而"跨越"酶作用的最适温度线,达到使酶失活的目的,均是行之有效的方法.
2. 2. 2酸处理试验证明,柠檬酸可抑制酶的活性.当pH值越低,多酚氧化酶,过氧化物酶的活性越低.这同酶作用的最适pH值有关,如板栗的多酚氧化酶最适pH值为4.1^-5.24.同时,柠檬酸,植酸,磷酸等还可以作为一种鳌合剂,可与水中对果蔬褐变有促进作用的金属离子等发生整合作用,防止了金属离子引起的非酶褐变.
2.1.3亚硫酸盐处理亚硫酸盐如亚硫酸钠,偏二硫酸钠,焦亚硫酸钠以及亚硫酸氢钠等是一类常用保鲜剂,它可在极小浓度下,大大抑制酶活性从而在很大程度上抑制酶促褐变.二氧化硫可以与有机过氧化物中的氧化合,使其不生成过氧化氢,过氧化氢酶便失去氧化作用,同时二氧化硫又能与单宁的酮基结合,使单宁不受氧化,使多酚氧化酶,过氧化物酶失去了作用底物,从而阻正了酶促褐变.另外亚硫酸氢盐产生的稀酸环境,使美拉德反应的拨氨缩合产物很容易水解,从而也抑制了由美拉德反应引起的非酶褐变,但由于二氧化硫具有不可知的危害性,探索天然抗褐变的抑制剂取代亚硫酸盐类己成必然的趋势.
2. 1. 4天然揭变抑制剂处理有Vc, D一异抗坏血酸钠,二硫苏糖醇, L一半肤氨酸,谷肤甘肤以及一些蛋白质,肤,氨基酸等.不同来源的多酚氧化酶它们的理化性质存在差异,同一种物理或化学处理敏感性就存在差异,应根据不同的对象选择不同的天然抑制剂.研究发现,L一半胧氨酸可有效抑制苹果多酚氧化酶的活性,同时发现,Vc和二硫苏糖醇对板栗果肉均有较好的抑制作用,但对过氧化物酶抑制一段时间后有恢复活性的趋势,而对多酚氧化酶抑制效果相当稳定.Vc及其衍生物可抑制醒类的生成,但只能起到暂时的作用.而L一半胧氨酸,谷胧甘肚,二硫苏糖醇等硫氢化物能与多酚氧化酶催化形成的醒类反应形成稳定的无色化合物,或与铜离子形成稳定的络合物.
2. 1. 5茶多酚护色处理茶多酚是从茶叶中提取的天然抗氧化剂,具有抗氧化效能强,安全无毒等特点.茶多酚可以有效地还原酚类物质氧化产生的自由基,使酚类的氧化作用得到有效抑制,由于其减少了酶促反应的底物,从而有效地抑制了板栗的酶促褐变.
2.2非酶促褐变的控制
由于此反应与温度的关系密切,研究发现每升高10'c,美拉德反应增加3-5倍,反应时间越长呈色越深.因此,在板栗加工中应尽量避免高温长时处理,同时应尽量降低pH值环境,因为美拉德反应随pH值升高而加剧,如在碱性条件下,氨基酸呈阴离子状态,利于氨基反应.
板粟加工中的揭变及其抑制
应用二氧化硫处理,这也是其他果品加l.过程中常用的处理方法,它不仅可以抑制美拉德反应引起的褐变,对酶促褐变也能防止.
控制金属离子引起的褐变,主要是在加工处理过程中应尽量减少物料同铁,铜等_1_具及碱类物质的接触机会.另外加入金属离子鳌合剂,柠檬酸等,以减少金属离子过多引起的褐变. 水质对褐变的发生也起着十分重要的作用,自来水硬度大,金属离子的含量高,褐变最严重,而蒸馏水的金属离子含量较少.因此,在板栗的加工中,应尽量重视水的软化处理,以便减轻非酶褐变的发生.
主要参考文献
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