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现代食品科技 Mo d e r n F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 2 0 0 8 , V o 1 2 4 , N o 1 0 二氧化氯对鲜切莲藕多酚氧化酶的影响研究 黄永锋,宋俊梅 ( 山东轻工业学院食品科学与工程学院,山东 济南 2 5 0 3 5 3 ) 摘要:以莲藕为试材,研究了二氧化氯 ( c l 0 2 ) 对鲜切莲藕在低温贮藏期间多酚氧化酶 ( P P O) 、褐变及感官品质影响的动态变 化。 试验结果表明, 藕的褐变与P P O有密切关系, P P O是发生酶促褐变的关键酶。 5 0 m g L 、 1 0 0 m g 甩浓度的C I O 2 处理鲜切藕片5 ra i n 、 1 0 mi n 、1 5 mi n后,在贮藏期间能抑制 P P O的活性,减轻褐变,保持好的感官品质。而 1 0m g L浓度对 P P O的活性不起抑制作用反 而促进了P P O的活性。1 0 0 me J L C 1 0 2 处理鲜切藕片 1 0 mi n 抑制 P P O的活性效果最好,能使藕片在4 “C下一周的时间保持最佳的感 官品质和最轻的褐变度。而鲜切产品维持一周的货架寿命基本上可满足消费与生产的需求。 关键词:C 1 0 2 ,鲜切莲藕,P P O,褐变,抑制,感官品质。 中图分类号:Q5 5 4 ;文献标识码:A;文章篇号: 1 6 7 3 9 0 7 8 ( 2 0 0 8 ) 1 0 0 9 9 5 0 5 Ef f e c t 0 f Ch l o r i n e Di o x i d e Tr e a t me n t 0 n t h e Po l y p h e n o l o x i d a s e o f Lo t us r o o t HUANG Yon g - f e ng ,S oNG J un- m e i ( Co l l e g e o f F o o d a n d Bi o e n g i n e e r i n g , S h a n d o n g I n s ti t u t e o f Li g h t I n d u s t r y , J i n an 2 5 0 1 0 0 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h e c h a n g e o f p o l y p h e n o x i d a s e( P P O ) , b r o w n i n g d e g r e e a n d s e n s o r y q u a l i t y o f f r e s h - c u t l o t u s r o o t t r e a t e d w i t h c h l o r i n e d i o x i d e( C l 0 2 ) we r e in v e s t i g a t e d The r e s u l t s s h o we d t h a t t h e b r o w n i n g d e g r e e w a s c l o s e l y r e l a t e d w i th P P O, a k e y e n z y me i n l o t u s r o o t b row n i n g T r e a t me n t o f s u i t a b l e c o n c e n t r a ti o n o f C 1 0 2 ( 5 0 mg a n d l O O mg L ) f o r 5 mi n , l O min o r 1 5 min c o u l d i n h i b i t t h e a ct i v i t y o f P P O , d e c r e a s e b r o wn i n g a n d ma i n t a i n p r e f e r a b l e s e n s o r y q u a l i t y o f f r e s h - c u t l o t u s r o o t Ho we v e r ,n o i n h i b i t i o n e ff e c t o n P P O a c t i v i t y Was f o u n d u s ingl O mg Lo f Cl 02 Th eb e s t s e n s o r yq u a l i t ya n dl o we s t b r o wn i n gd e g r e eo f f r e s h - c u t l o t u s r o o t ma int a i n i n gf o r o n ewe e ka t 4 “ C we r ef o u n d u s in g 1 0 0 me g L C 1 0 2 f o r l O mi n The p r o l o n g ed s h e l f l i f e o f t h e fl e s h - c u t l o u ts r o o t ( o n e we e k )c o u l d me e t the d e mand o f c o n s u me r and ma n u f a c t u r e r Ke y wo r d s : c h l o r i n e d i o x i d e ; f r e s h - c u t l o t u s r o o t ; P P O; b r o w n in g ; i n h i b i t i o n ; s e n s e q u a l i ty 莲藕生长于水田、池塘,莲藕是我国重要的水生 蔬菜,尤以长江三角洲、珠江三角洲、洞庭湖为多。 莲藕含有 2 0 的糖类物质和丰富的钙、磷、铁及多种 维生素及天冬碱、蛋白氨基酸、葫芦 巴碱、干酪基酸、 蔗糖、葡萄糖等。李时珍在 本草纲 目中称藕为“ 灵 根” ,味甘,性寒,无毒,视为祛瘀生津之佳品。现代 营养学研究证实,藕中不含胆固醇,却含有丰富的膳 食纤维, 每 1 0 0 g 含有 V c 4 4 m g , V E 0 7 3 m g ,钾2 4 3 mg ,钙 3 9mg及多种微量元素。 现在越来越多的人意识到莲藕的营养价值,我国 北方和国际市场对莲藕需求量也急剧增加,因此,藕 产品有很大的发展空间和销售地 。莲藕组织脆嫩,容 易切分,适合鲜切生产【 l 】 。且具有营养、方便、新鲜、 收稿日期:2 0 0 8 “- 0 4 - 1 8 ,改回E l 期:2 0 0 8 - 0 5 - 2 0 作者简介:黄永锋 ( 1 9 7 9 一 ),男,在读硕士研究生,食品生物技术 通 讯作者:宋俊梅 ,女 ,硕 士生导 师 可利用度高的特点,满足 了人们追求天然、营养、生 活节奏快等方面的需求,近年来以两位数的年增长率 获得了快速发展 。但是组织结构的破坏会加速果蔬 产品自身的代谢活动,表现出呼吸强度上升,组织内 贮藏物质快速降解,同时鲜切果蔬大量汁液的外渗, 使 P P O的活性上升,酶促褐变快速进行,从而加速衰 老,缩短贮藏期。因此,酶促褐变问题也是鲜切藕片 产品首先要解决的问题【 3 J 。 C IO 2 具有消毒、杀菌、防腐、 漂白、除臭等多种 功效, 是世界卫生组织( wHO) 和世界粮农组织( F A O) 向全世界推荐的A1 级广谱、 高效、 安全化学消毒剂【4 j , 在业 内被称为第四代消毒剂,对病毒、细菌、芽孢 、 真菌有良 好的杀灭能力,对人体、动植物细胞无害。 2 0世纪 8 0年代开始 C I O 2 已被众多国家批准用于食品 领域 , 1 9 9 6 年我 国的国家标准 G B - 2 7 6 0将稳定性 C 1 0 2 列入食品添加剂中作防腐剂和食品加工助剂L5 】 。本实 9 9 5 现代食品科技 Mo d e r n F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 2 0 0 8 , V o 1 2 4 , No 1 0 验使用不同低浓度 C I O 2 处理鲜切莲藕, 研究冷藏条件 ( 4 )下 P P O活性、褐变度 ( B D)及感官效果的动 态变化,以期研究 C 1 0 2 应用于鲜切莲藕护色的可行 性。 研究结果对于扩大 C 1 0 应用范围, 促进鲜切果蔬 产业的发展具有重要的意义。 1 材料与方法 1 1 材料藕 济南市蔬菜批发市场购得优质莲藕供实验用, 要 求藕身完整新鲜,具 2 3节,藕节均完好, 藕身较粗, 乳 白色泽一致,无机械损伤,无病虫害和异色斑点, 无腐烂、变质,基本不带泥沙。 1 2 主要仪器 T G L 一 1 6 G A冷冻离心机 ( 上海 A N T I NG科学仪 器 厂 ) 、G B 2 0 4 型 全 自动 分 析 天平( ME T T L E R T 0 L E D O) 、L R H 一 2 5 0 A型生化培养箱 ( 广东省医疗器 械厂) 、C R 3 0 0型色差计 ( 美能达香港有限公司) 、 Uv _ 2 l 0 0型分光光度计 ( 尤尼柯 ( 上海)仪器有限公 司) 。 1 3 实验方法 1 3 1 鲜切藕片加工工艺流程 新鲜莲藕一挑选一清洗去皮一切分一处理一沥 干一 袋装贮藏 ( 4 ) 新鲜莲藕浸泡于清水中用软布轻轻擦洗, 洗净污 泥,再用清水冲洗 3次。清洗后立即放入冰箱中进行 冷却f 4 ,2 4 h ) 。按节将藕切断,去掉藕蒂和皮,并 用清水洗干净,随即将藕节横切成 0 4 : L - 0 0 5 c m 的薄 片,切好后的藕片立即置于不同处理溶液中,浸泡不 同时间后取出, 控干表面水分, 以清水处理作对照( C K 1 处理的藕片分别装入保鲜袋中置 4 下挽口贮藏 1 0 d 。 每隔l d lJ 定相关指标。 对照组和处理组均设3 个平行。 1 3 2 C 1 0 2 处理参数 C 1 0 2 处理浓度: 0( 自来水) ,1 0 med L ,5 0mg L , 1 0 0 rag L; C 1 0 , 处理时间:5 m i n ,1 0mi n ,1 5 mi n ; 处理后样品的贮藏温度:4 。 1 3 - 3 指标测定 1 3 3 1 P P O提取及酶活测定 参考 A M CN R o c h a 6 的方法,在大量预备实验 的基础上,确定 P P O提取及酶活测定方法如下: ( 1 ) 将已预冷的莲藕切片样品在冰浴中研磨,按 1 : 2的比例加入已预冷的p H7 0磷酸氢二钠 磷酸二氢 钠缓冲液中f 0 2 mo l L ,含 2 的 P V P P ) ,将研磨好的 莲藕液装入 1 5 m L的离心管中, 然后 1 3 2 0 0 r ra i n ( 0 - - 4 9 9 6 ) 冷冻离心 1 0 mi n , 得到上清液即为P P O的粗酶液。 ( 2 )酶活的测定:使用 p H为 7 0 磷酸氢二钠 磷 酸二氢钠缓冲液 ( 0 0 5 mo l L ) 配制 0 0 2 mo l L的邻苯 二酚溶液为反应底物。2 5 水浴保温 1 0 rai n后将 0 2 mL粗酶液加入到 2 8 mL底物溶液中在 4 1 0 n l n下比 色,酶液加入后开始计时,每 3 0 S 记录一次吸收值。 在测定条件下,吸收值变化 O 0 0 1个单位定义为一个 酶活。活性曲线的直线部分作为时间函数来衡量酶活 U ( m i n mY ) 。 1 3 _ 3 2 B D的测定 采用 C R - 3 0 0型色差计测定藕片的 L值。 L代表亮 度 ( 褐变程度) , L值越大, 表示颜色越白, 褐变越轻。 1 3 3 - 3 感官评价的标准 感官评定方法: 目测藕片表面性状,对感官质量 打分:1 - 9分,9分质量最好。 9分:莲藕切面洁白有光泽,无任何褐变和水渍 状; 7分:切面及莲孔有轻微褐变但肉眼不易辨; 5分:切面及莲孔褐变较深,有轻微水渍; 3分:切面及莲孔大面积褐变,颜色很深,大面 积水渍状; 1 分:腐烂变质,完全不能食用。 1 3 - 3 4 数据 处理 使用 E x c e l 2 0 0 3 进行数据处理。 2 结果与分析 2 1 C l 0 2 处理对 P P O酶活力的影响 蝗 避 贮藏 时 I司 d 图 1不同浓度 C 1 0 2 处理 5 m i n 对 P P 0 活性的影响 F i g 1 E ff e c t o f C I O2 c o n c e n t r a ti o n o n t h e P P Oa c t i v i t y ( f o r 5 rai n ) 不同浓度 C 1 0 2 和对照处理藕片 5 mi n 后 , P P O活 性在贮藏期间随天数的变化如图 1 。由图 l 可知,在 贮藏期间,P P O的活性变化趋势大致经历先下降后上 升再下降的过程,对照下降的幅度最大 ( 第 4 d ) 。这 可能是由于处理时间过短,C I O 2 对 P P O 的抑制不完 现代食品科技 Mo d e r n F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 2 0 0 8 , V o 1 2 4 , No 1 0 全导致的。5 0 mg L和 1 0 0 mg L的 C 1 O 2 处理的 P P O 的活性都不同程度地被抑制,只在第 4 d前后 P P O 的 活性高于对照,在这期间两组 P P O的活性变化平缓, 而对照 P P O活性下降陕。1 0 mg L C l 0 2 处理组的 P P O 活性大部分都高于对照,对 P P O 的活性不起抑制作 用。 1 0 0 mg L C l 0 2 处理组的P P O的活性最低, 最低点 大约 4 0 0U。 蜒 避 贮 藏 时间 d 图 2不同浓度 C 1 0 2 处理 1 0 mi n 对 P P O活性的影响 Fi g 2 Effe c t o f CI O2 c o n c e n t r a t i o n o n t h e PP O a c ti v i t y f f 0 r l O mi n ) 将对照和 C I O 2 处理组处理藕片时间延长至 1 0 m i n后, P P O活性随贮藏时间的变化如图2 , 1 0 0mg L 处理组比对照的曲线值低, 1 0mg L处理组和 5 0 mg L 处理组 P P O活性在第 3 d以后都高于对照。而且 C 1 02 处理组的曲线比较平缓,尤其是 1 0 mg L处理组几乎 没有大的波动,对照的变化幅度仍然很大。1 0 0 m 处理的P P O活性明显低于 1 0 mg L和 5 0 mg L处理组。 整体和图 1 相比,对照的变化幅度比图 1 要大, 同浓度处理组的 P P O的活性比图 1 低,l O O mg L处理 组 0 d时的P P O活性比图 1 低 3 0 0 U, 最低点低 1 0 0 U。 由此 可见处理 时间 1 0 mi n ,P P O 活性 的抑制 效果好于 处理 5 m i n 。 一c o n t r o l ! g 避 贮藏时间 d 图3不同浓度 C 1 0 处理 1 5 m i n 对 P P 0活眭的影响 F i g 3 Effe c t o f CI O2 c o n c e n t r a t i o n o n t h e PP O a c t i v i t y ( f o r 1 5 mi n ) 将处理藕片的时间继续延长至 1 5 mi n ,P P O活 性随贮藏时间的变化如图 3 , 从图上看, 5 0 mg L和 1 0 0 mg L处理组 P P O活性都低于对照,对酶活性都有抑 制作用。仍然是 1 0 0 mg L处理组的 P P O活性最低, 但是对比图2 来看 , 1 0 0 mg L处理组 曲线的变化较大, 即P P O活性变化较大,在贮藏期间不稳定, 所以处理 时间 1 5 mi n P P O活性的抑制效果不如处理 1 0 ra i n 。 综 上可 以得出,1 0 0 mg L C I O 2 处理组处理 1 0 mi n抑制 P P O的活性效果最好。 2 2 C 1 O 2 处理对 B D和感官品质的影响 根据 L代表亮度 ( 褐变程度) ,L值越大,表示 颜色越 白,褐变越轻。从图4 A可以观察到,4 条 曲线 的 L值大体都是下降的。这说明随着天数的增加,鲜 切藕片的褐变程度越来越严重。结合图 4 B来看,感 官品质的变化曲线与 B D 曲线的变化是一致的,说明 藕的感官品质与其本身的褐变密切相关。 具体分析图 4 A 的曲线,发现 L值 l O O mg L 5 0 mg L对照l O mg L, 表示褐变程度依次严重,这 与以上图 1的 P P O的活性的大小一致。说明 P P O与 藕的褐变密切相关。 其中 l O O mg L浓度防止褐变效果 最好 。 感官品质也是 l O O mg L处理组的感官品质在前 8 d 在 8分以上,远远好于其它三组。 狮 填 贮 藏 时 间 d A 贮 藏 时 间 d B 图4不同浓度 c 1 0 z 处理 5 m i n对 B D ( A ) 和感官品质( B ) 的影响 F i g 4 E ff e c t o f C I O2 c o n c e n t r a ti o n o n B D( A ) a n d s e n s o r y q u a l i ty o f t h e f r e s h - c u t l o t u s r o o t ( f o r 5 ra i n ) 9 9 7 现代食品科技 Mo d e r n F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 2 0 0 8 , V o 1 2 4 , N o 1 0 图 5 A中L值前 4 d仍然是 1 0 0 mg L 5 0 mg L 对照1 0 me d L ,对照的 L值变化较大,这与前面 图2的 P P O活性的变化一致。 对比图4 A和图5 A,可以发现,C 1 02处理组曲 线没有很大的变化,只是曲线下降变化平缓,而对照 曲线变化较大 , 这与上面图 2的 P P O的活性变化也是 一 致的。从图 5 B看出,1 0 0 mg L处理组,在前 8 d的 感官品质都稳定在 9分以上,几乎成直线,感官品质 比图 4 B 要好 ,说明藕在这一周 的时间里褐变较 轻, 保持较好的商品价值。 血 鹫 贮 藏 时 间 d A 一 c o n t r o l- 5 0 mg L 臧 时 间 d B 图 5不同浓度 C 1 0 处理 1 0 m i n对 B D ( A ) 和感官品质( B ) 的影响 F i g 5 E f f e c t o f C I O2 c o n c e n t r a t i o n o n B D( A ) a n d s e n s o r y q u a l i ty o f t h e fl e s h - c u t l o t u s r o o t ( f o r 1 0 mi n ) 图 6 A 的曲线之间的差别缩小,5 0 m 和 1 0 0 mg m 在第 2 d 和第 7 d有交叉,1 0 mg L和对照在贮 藏开始不久到第 6 d有交叉和重叠,5 0 mg m 和 1 O mg m 亮度分别高于 1 0 0 mg L和对照。整体来说曲线 变化较大,不如图5 A平缓。从图6 B上也可以看出, 在前 4 d ,5 0 mg L处理组感官 品质高于 1 0 0 mg m 处 理组。1 0 mg m 处理组和对照几乎重叠。对比图 5 B, 1 0 0 m g L感官品质明显不如图 5 B,说明处理时间达 1 5 mi n后,褐变的程度除受浓度影响外,还取决于浸 泡时问。 综合 P P O活性、 B D值和感官品质三项分析, 1 0 0 9 98 mg L C I O 2 处理 1 0 mi n的鲜切莲藕褐变度最小,感官 品质最好。 这与上面得出的P P O活性结论一致。因为 高剂量的C I O 2 对人体有伤害,且 1 0 0 mg L C l O2 处理 1 0 rai n完全能在一周 内达到抑制鲜切藕片褐变的 目 的。所以,本文使用C 1 0 2 的最高剂量为 1 0 0 m g m。 一 c o n t r o l_ r 5 0 mg L 乜 工 锁 求 恤 填 贮藏 时间 d A 一c o n t r o l 5 0 mg L 贮藏 时间 d B 图 6不同浓度 c 1 0 处理 1 5 m i n对 B D ( A ) 和感官品质( B ) 的影响 F i g 6 E ff e c t o f C I O 2 c o n c e n t r a ti o n o n B D( A ) a n d s e n s o r y q u a l i t yo f t h e f r e s h - c u t l o tus r o o t ( f o r l S m t n ) 3 讨论 ( 1 )从果蔬中提取可溶性P P O常遇到的问题是: 在果实破碎和用缓冲溶液研磨粉碎的过程中,由于酶 促褐变生成的色素物质会沉淀 P P O 蛋白,并使 P P O 变成不溶性的,故导致酶活性受到不可逆抑制 J 。为 了克服这些因素的不利影响, 提取过程应在 0以下 的低温环境中进行。因此选择在冰浴中研磨。在某些 情况下,莲藕最好先进行预冷。 ( 2 )温度 是新鲜果蔬质量控制 中至关重要 的因 素 。对于鲜切 果蔬而言 ,适宜 的低温有利 于控制 果蔬 的呼吸作用,减少水分蒸发,抑制些引起果蔬生理 生化变化的酶的活性,同时控制微生物的生长,维持 原有品质。本实验对鲜切藕产品采取低温( 4 ) 保存可 达到一周以上的货架寿命。鲜切产品维持一周的货架 寿命基本上可满足消费与生产的需求。 ( 下转第9 8 6 页) 现代食品科技 Mo d e r n F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 2 0 0 8 , V o 1 2 4 , No 1 0 ( 上接第 9 9 8页) ( 3 )1 0 mg L C l O 2 处理藕片,P P O活性反而高于 对照,促进了 P P O的活性,加速了褐变。目前对于这 一 反应机理还不是很清楚, 根据 C 1 0 2 的杀毒机理和酶 促褐变的机理可以推测,其原因可能有:C 1 02 可为 反应体系提供氧,促进褐变的发生。C l O 2 氧化儿茶 酚、绿原酸等酚类物质,形成的产物可能进一步形成 颜色深的聚合物。 酚类物质氧化形成的醌类在 C l O 2 的强氧化作用下可能会进一步

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