（食品科学专业论文）不同处理方式对去壳豌豆品质影响的研究.pdf

上海海洋人学硕j 二学位论文 不同处理方式对去壳豌豆品质影响的研究 摘要 本研究以去壳豌豆为试验材料，以保持其商品性为目的，考察了保持其感官 指标和营养指标的条件。从抑制影响其商品性的最大因素褐变入手，以控制 其酶促褐变的三个主要因素：p p o 活性、p o d 活性和氧气为切入点，通过研究 豌豆p p o 、p o d 的酶学特性，确定了酸处理和热激处理的条件；通过不同初始 气调组分确定了最佳气调包装的条件；把样品经预处理和气调包装之后，通过考 察其主要感官指标色差、叶绿素含量、失重率，主要营养指标总糖、蛋白质含量、 v c 含量来衡量处理方式对去壳豌豆品质的影响。得到的主要结果如下： 1 ) 研究了豌豆p p o 、p o d 的最适反应温度、热稳定性及最适p h 后发现： 豌豆p p o 属于不耐热酶，最适温度为3 0 ，以适当高温加热一段时间后可降低 其活性，达到抑制褐变的目的。豌豆p p o 的最适p h 为6 0 ，p h 小于3 0 即可有 效抑制其活性。豌豆p o d 为耐热性酶，6 0 以上相对高温短时加热或者相对低 的高温长时间加热才能一定程度抑制其活性。豌豆p o d 的最适p h 为5 5 ，p h 小于3 0 即可有效抑制其活性。本研究综合考虑后续贮藏过程中质地、微生物等 的变化，确定酸处理条件为o 2 柠檬酸( p h 2 5 ) 和0 1 抗坏血酸( p h 3 0 ) ； 热激处理条件为4 5 热激6 0 s 、9 0 s ，6 0 热激6 0 s 、9 0 s 。 2 ) 用0 2 柠檬酸、0 1 抗坏血酸对去壳豌豆进行处理后发现，两者均可抑 制豌豆的褐变，减少样品表面因蒸腾作用而失水，延缓膜脂过氧化产物m d a 含 量以及v c 含量的下降，从而起到延缓衰老、减轻褐变和延长贮藏期的作用。同 时，经酸处理后的豌豆总糖、蛋白质含量与未处理样品组差别不大，说明酸处理 对豌豆营养成分无不良影响。 3 ) 热激处理在样品贮藏期问可延缓其褐变的发生，显著抑制m d a 上升， 延缓v c 、总糖含量的下降，从而起到延缓衰老和保持品质的作用。同时降低其 蒸腾作用，保持组织较高的持水，其中6 0 。c 热激处理9 0 s 的样品失重率高于对 照组是由于样品细胞膜通透性改变，从而使得细胞中可溶性固形物流失增大所 致。但是目前，关于热激处理的作用机理研究的并不十分清楚。多数学者认为， 上海海洋人学硕j 二学位论文 可能是热激蛋白( h s p ) 的作用。 4 ) 分别用( 9 0 2 lo c 0 2 9 0 n 2 ) 、( 9 0 2 4 c 0 2 8 7 n 2 ) 、( 9 0 2 7 c 0 2 8 4 n 2 ) 、( 1 3 0 2 4o c 0 2 8 3 n 2 ) 、( 1 3 0 2 7 c 0 2 8 0 n 2 ) 、 ( 1 1 0 2 1 c 0 2 8 8 n 2 ) 的气体组分对去壳豌豆进行包装，发现一定气体比 例的气调包装能抑制未经处理的去壳豌豆的褐变，从而保持其品质，延长贮藏期。 本研究确定了气调包装的最佳气体比例是9 0 2 7 c 0 2 8 4 n 2 。 5 ) 酸处理后的去壳豌豆经气调包装后能显著降低样品失重率，抑制叶绿素、 v c 的分解，抑制褐变，同时能保持蛋白质、总糖较高的含量，说明酸处理与气 调包装结合能抑制去壳豌豆呼吸作用，降低其新陈代谢，保持其较好的品质。热 激处理与气调包装结合后对去壳豌豆品质保持的效果没有酸处理那样的明显。 关键词：豌豆，鲜切，褐变，品质 上海海洋人学硕j 二学位论文 e f f e c to ft r e a t m e n t so nq u a l i t yp r e s e r v a t i o no fp e a s ( p i s u m s a t i v u ml i n n ) a sf r e s h c u tv e g e t a b l e a b s t r a c t t h i ss t u d yu s e df r e s h - c u tp e a sa st h et e s t sm a t e r i a l i no r d e rt o k e e pt h e c o m m e r c i a lc h a r a c t e r so ft h ef r e s h c u tp e a s ，s t u d i e so ni n d e x e so fs e n s ea n dn u t r i t i o n ， s u c ha sw a t e rl o s sr a t e ，c o n t e n to fc h l o r o p h y l l ，c h r o m a t i s m ，c o n t e n to fv c ，c o n t e n to f t h et o t a ls u g a ra n dc o n t e n to fp r o t e i n ，w e r et a k e n b r o w n i n gc o n t r o l l i n gi st h em o s t i m p o r t a n ti n d e xf o rf r e s h c u tp e a s s t u d i e so np p o ，p o dc h a r a c t e r i s t i cw e r et a k e n ，i n p u r p o s eo fc o n f i r m i n gt h ec o n d i t i o n so fa c i dt r e a t m e n ta n dh e a tt r e a t m e n t s t u d i e so n d i f f e r e n ta t m o s p h e r ep r o p o r t i o nw e r et a k e n ，i no r d e rt oc o n f i r mt h eb e s tc o n d i t i o no f m a p s t u d i e so np r e t r e a t m e n tc o m b i n e dm a pw e r et a k e n ，i np u r p o s eo f f i n d i n go u t t h ee f f e c to fd i f f e r e n tt r e a t m e n t so n 舶s h c u tp e a s t h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 ) p p oo fp e a si st h e r m o l a b l i l i t y t h em o s tp r o p e rt e m p e r a t u r ef o ri t sp p o a c t i v i t yi s3 0 。c i tc a nb ec o n t r o l l e db yh e a t i n gi nar e l a t i v eh i g h t e m p e r a t u r e t h em o s tp r o p e rp ho fp p oo fp e a si s6 0 ，w h e np hi s l o w e rt h a n3 0 ，t h ea c t i v i t yo fp p oc a nb ec o n t r o l l e d p o do fp e a si s t h e r m o t o l e r a n t i c ，t e m p e r a t u r ea b o v e6 0 。ch e a t i n gi nas h o r tt i m e ，o ra r e l a t i v el o w e rt e m p e r a t u r eh e a t i n gi nal o n gt i m e ，c a nc o n t r o li t s a c t i v i t yt oac e r t a i ne x t e n t t h em o s tp r o p e rp ho fp o do fp e a si s5 5 ， w h e np hi sl o w e rt h a n3 0 ，t h ea c t i v i t yo fp o dc a nb ec o n t r o l l e d t h i s s t u d yc o n f i r m e d t h ec o n d i t i o n so fa c i dt r e a t m e n t ：o 2 c i t r i ca c i d ( p h 2 5 ) ，o 1 a s c o r b i ca c i d ( p h 3 0 ) ；h e a tt r e a t m e n t ：4 5 h e a t i n g 6 0 s 9 0 s ，6 0 ch e a t i n g6 0 s 9 0 s 2 ) o 2 c i t r i ca c i da n d0 1 a s c o r b i ca c i dw e r eu s e dt ot r e a tw i t ht h ef l e s h c u t p e a s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt r e a t m e n tw i t h0 2 c i t r i ca c i da n d0 1 i l l ：海海洋人学硕上学位论文 a s c o r h i ca c i di n h i b i t e dt h ep p oa c t i v i t y ，a n dw a t e rl o s sr a t e i ta l s o r e t a r d e dt h ei n c r e a s e so fm d ac o n t e n ta n dt h ed e c r e a s e so fv c ，t h e r e b y d e l a y i n g t h es e n e s c e n c e p r o c e s s ，i n h i b i t i n gt i s s u eb r o w n i n ga n d p r o l o n g i n gs t o r a g el i f e i ta l s oi n d i c a t e st h a tt h ec o n t e n to ft o t a ls u g a r a n dp r o t e i nb e t w e e nt h es a m p l ew i t ha c i dt r e a t m e n ta n dn o t r e a t m e n t h a sn ob a de f f e c to np e a sn u t r i t i o n 3 ) 4 5 。ch e a t i n g6 0 s ，9 0 s ；6 0 ch e a t i n g6 0 s ，9 0 sw e r eu s e dt ot r e a tw i t ht h e f l e s h c u tp e a s t h er e s u l ti n d i c a t e st h a th e a tt r e a t m e n tc a np o s t p o n et h e b r o w n i n go fs a m p l e s ，r e t a r dt h ei n c r e a s eo fm d a ，i n h i b i t e dt h ed e c r e a s e o ft h ec o n t e n to fv c ，t o t a ls u g a ra n dw a t e rl o s sr a t e ，t h e r e b yd e l a y i n g t h es e n e s c e n c ep r o c e s sa n dk e e p i n gb e t t e rq u a l i t y t h ew a t e rl o s sr a t eo f s a m p l e sw i t h6 0 。ch e a t i n g9 0 si sh i g h e rt h a ns a m p l e sc o n t r o l l e d ， b e c a u s eo ft h ec h a n g eo fs t r u c t u r eo ft h ec e l lm e m b r a n e ，t h e r e f o r et o g i v er i s et ot h eo u t f l o wo ft h es o l u b l es o l i d si n s i d ec e l l s u pt on o w ，t h e m e c h a n i s mo fh e a tt r e a t m e n ti sn o tb e e nc o n f i r m e d m a n yr e s e a r c h e r s s p e c u l a t eo ne f f e c to fl i s p 4 ) d i f f e r e n ta t m o s p h e r ep r o p o r t i o n - ( 9 0 2 1 c 0 2 9 0 n 2 ) 、 ( 9 0 2 4 c 0 2 8 7 n 2 ) 、( 9 0 2 7 c 0 2 8 4 n 2 ) 、( 1 3 0 2 4 c 0 2 8 3 n 2 ) 、( 1 3 0 2 7 c 0 2 8 0 n 2 ) 、( 11 0 2 1 c 0 2 8 8 n 2 ) ，w e r eu s e dt op a c kf l e s h c u tp e a s i ti n d i c a t e dt h a tp r o p e r a t m o s p h e r ep r o p o r t i o nc a nc o n t r o lt h eb r o w n i n go ff l e s h c u tp e a s ，a n d k e e pi t sq u a l i t y i tc o n f i r m e dt h a tt h eb e s tp r o p o r t i o no fa t m o s p h e r ew a s 9 0 2 7 c 0 2 8 4 n 2 。 5 ) b o t hp r e t r e a t m e n ta n dm a pw e r eu s e do nf l e s h c u tp e a s i ti n d i c a t e dt h a t a c i dt r e a t m e n tc o m b i n e dw i t hm a pc a no b v i o u s l yd e c r e a s ew a t e rl o s s r a t e ，c o n t r o lb r o w n i n g , r e s t r a i nt h ed e c o m p o s a b i l i t yo fv ca n d c h l o r o p h y l l ，k e e pt h ec o n t e n to fp r o t e i na n dt o t a ls u g a ri nar e l a t i v eh i g h l e v e l i tc a nb ec o n f i r m e dt h a ta c i dt r e a t m e n tc o m b i n e dm a pc a n c o n t r o lt h er e s p i r a t i o n ，r e d u c em e t a b o l i s mo fp e a s ，a n dk e e pi t sq u a l i t y i v 上海海洋人学硕j 二学位论文 h e a tt r e a t m e n tc o m b i n e dw i t hm a pw a sn o ta sa v a i l a b l ea sa c i d t r e a t m e n tc o m b i n e dw i t hm a p 。 k e yw o r d s ：p i s u ms a t i v u m l i n n ，f r e s h c u t ，b r o w n i n gc o n t r o l ，q u a l i t y v 上海海洋大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我 对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：力器各 日期：弘p 年卜月7 e t 上海海洋大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口 学位论文作者签名：茄湿各 日期：砌p 年p 月t e l 指导教师签名：哥嬲豇 日期：芦。7 年，月7e t 上海海洋大学硕士学位论文 第一章引言弟一早5i 吾 1 1 鲜切蔬菜产业的发展现状及意义 鲜切蔬菜( f r e s h c u tv e g e t a b l e s ) x n q 净菜，是指新鲜蔬菜原料经挑选整理、切 分、清洗、预处理、包装后，使产品品质最大限度的保持原有状态，供消费者、 餐饮业使用的一种新型蔬菜加工产品。鲜切蔬菜具有“新鲜、方便、营养、卫生一 的特点，其可食率接近1 0 0 。 鲜切蔬菜于上世纪5 0 年代起源于美国，而后在欧洲市场得到迅速发展，当时 大部分产品仅供给团体膳食和快餐业。现今，随着社会的进步、经济的发展和科 技水平以及人们生活水平的提高，鲜切蔬菜产业得到了迅速的发展。鲜切蔬菜的 产量和所占的市场份额也都在迅速增加。法国在1 9 8 5 年生产鲜切蔬菜仅4 0 0 多吨， 而到1 9 8 9 年却己经达到3 5 0 0 0 吨1 2 1 ；以美国为主的发达国家鲜切蔬菜的消费己占 食物消费的3 5 以上，1 9 9 4 年美国鲜切蔬菜销售额为5 8 亿美元，2 0 0 0 年达到1 9 0 亿美元。上世纪末，日本市场的鲜切蔬菜占有率几乎达到了1 0 0 ，英国的鲜切蔬 菜加工率约占蔬菜总销售量的8 5 l 引。 随着我国人民生活水平的日益提高，生活节奏的加快，现代化的鲜切蔬菜流 通体系必将取代传统的蔬菜流通方式，鲜切蔬菜的加工、销售具有迫切的现实意 义。我国鲜切蔬菜产业正在进入一个快速发展的阶段，面临着一个良好的市场前 景。 鲜切蔬菜的生产和消费己成为现代社会发展的必然趋势，在我国进一步推进 鲜切蔬菜市场具有非常重大的现实意义： 1 减少采后损失。 我国疏菜产业的现状是产量大，但采后加工流通技术相当落后，造成采后损 失十分严重，而且产品档次低，竞争能力差，生产效益低。大规模地推行鲜切蔬 菜上市，将大大地推动蔬菜加工业的发展，提高蔬菜产品的档次和附加值，推动 疏菜流通市场朝着更加规范化、现代化的方向发展。 2 减少家庭、城市生活垃圾，缓解环境压力。 我国是世界上人口最多的国家，城市生活垃圾问题一直都是困扰我国各级政 上海海洋大学硕士学位论文 府的重要问题之一。随着经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，以及大量 农村剩余劳动力进入城市，城市生活垃圾的产生量将继续增加，在目前垃圾量巨 大但资金又相对不足的情况下，解决这一问题的最有效办法就是直接削减垃圾的 产生量。推行鲜切蔬菜进城，是削减有机垃圾量的一个重要途径，鲜切蔬菜去除 了泥土、杂物以及不可食的部位，其可食率接近1 0 0 ，研究表明，实行鲜切蔬菜 进城可以削减菜类产生的垃圾约5 0 ，将大大缓解当前越来越沉重的城市环境压 力【4 1 。 3 减少家庭备餐时间，节约劳力。 随着我国人民生活水平的提高，生活节奏的加快，以及妇女就业率的提高， 准备传统的一日三餐越来越成为人们的生活负担。鲜切蔬菜买来即可食用或用于 烹饪，方便、快捷，为人们节约了大量的时间，能使人们从繁重的家庭劳动中解 脱出来，减轻了生活和工作的压力。 4 减轻失业压力，创造就业机会。 鲜切蔬菜生产配送公司的成立为安排下岗职工再就业开辟了新的就业渠道。 鲜切蔬菜的加工主要工序是择、洗、切、包装等，需要手工操作，适于安排大量 下岗职工，这对减轻失业压力，扩大下岗职工再就业能起到一定的作用。 5 使废弃物的集中式处理成为可能。 鲜切蔬菜采用由中央厨房对生鲜蔬菜进行集中处理的方式，有利于减少环境 负荷，促进资源的再循环利用和循环型社会的形成与发展。 1 2 鲜切蔬菜生产中的质量控制撇c c p 1 2 1h a c c p 系统的概念 h a c c p ( h a z a r da n a l y s i sa n dc r i t i c a lp o i n t s ) 为危害分析与关键控制点。h a c c p 是指从食品原料的种植、饲养开始，经过食品生产、加工、销售，至最终到达消 费者的手中，对这一系列过程中可能产生的危害进行分析，找出能有效控制各种 危害的关键控制点，消除食品的污染与腐败变质，以保证食品的安全性【5 l 。h a c c p 把保证食品质量的重点放在从原料的采购、加工、贮存、运输到销售等整个生产 过程的各个环节上，而不是仅仅着眼于最终产品上，并且通过对食品制作与销售 过程中的危害分析，抓住影响食品质量的主要环节进行控制。h a c c p 能够使预防 措施系统化，重视过程控制，防范于未然，消除了在生产过程中食品质量下降、 到最终产品才加以纠正的现象，从而保证并提高了食品质量1 6 】。 2 上海海洋大学硕士学位论文 1 2 2h a c c p 在蔬菜加工业中的应用 h a c c p 在蔬菜加工业中应用得最好的是速冻。其通用的加工工艺为：蔬菜一 分选、洗菜一去皮一烫漂一冷却一质检一控水一切断成型、包装一冷冻。在这个 流程图中有6 个关键控制点，即洗菜、烫漂、冷却、切断成型、质检和冷冻。在监 督管理中，容器、工具的洗净消毒、水质卫生、个人卫生和冷冻时间是重点管理 内容。由于蔬菜在切断成型时流出的汁液是良好的细菌培养基，因此对所使用的 容器、工具进行洗刷消毒是重要措施。除了这些环节控制微生物外，还必须有最 终产品的检验【7 j 。 我国的鲜切菜生产规模小，往往是作坊式的，所以实施h a c c p 的条件尚不成 熟。但是，一旦规模化鲜切菜生产线及贮运销体系建立，就很有必要实施h a c c p 系统。在鲜切菜生产加工中，蔬菜原料的采购、清洗、护色和包装是关键控制点。 其确定原则是：( 1 ) 某一环节存在的危害若不控制，将造成以后各个环节危害的出 现或危害的加重，这个环节即关键控制点【5j 。鲜切菜加工中，如蔬菜原料发生霉变、 腐败变质等质量问题，加工的成品很难符合卫生要求，故原料的收购就成为关键 控制点。( 2 ) 某一环节存在的危害若不控制，将逐步转化为较严重的危害，这个环 节也是关键控制点1 5 j 。 鲜切菜加工中，清洗得不彻底会导致微生物基数较大，会引起成品严重腐败 变质，不能食用；护色液浓度太低或选用不当，护色达不到要求，就会引起成品 变色，大大缩短商品货架期。所以清洗和护色也成为关键控制点。( 3 ) 某一环节存 在的危害若不控制，将引起污染或再污染【5 j 。鲜切菜在加工过程中，虽然清洗彻底， 但在包装时，接触的双手、用具等往往带有大量微生物，使鲜切菜受到污染或再 污染，故包装时的双手和用具成为关键控制点【8 9 j 。 1 3 鲜切果蔬的酶促褐变机理 1 3 1 酶促褐变机理 p p o 自发现以来受到了人们的广泛关注，因为它是引起水果、蔬菜、甲壳类水 产品等发生酶促褐变( e n z y m a t i cb r o w n i n g ) 的主要原因。例如蔬菜中的马铃薯、蘑 菇、山药、茄子；水果中的苹果、梨、香蕉、桃、葡萄，水产品中的虾等，当它 们受到机械损伤或处于不良环境如受冻、受热时，尤其是在加工过程中，果蔬内 的多酚类物质在多酚氧化酶( e 。c 1 1 4 1 8 1 ) 的作用下氧化而呈现褐色。这些多酚类 物质包括邻苯二酚o l 茶酚) 、绿原酸、咖啡酸、没食子酸等，它们在完整的细胞中 上海海洋大学硕士学位论文 作为呼吸传递物质，在酚醌之间保持着动态平衡，当新鲜的果蔬组织被损伤，氧 大量侵入，酶原被激活，邻苯二酚类物质经酶的催化作用氧化为邻苯醌类化合物， 其中以酪氨酸酶为代表的多酚氧化酶( p o l y p h e n o l o x i d a s e ，p p o ) 起着关键性的作用， 亦即果蔬中的酚类化合物在多酚氧化酶的作用下经多巴( d o p a ：l 1 3 ( 3 、 4 - d i h y d r o x y p h e n i n e ) 一a l a n i n e ) ，多巴醌( d 叩a q u i m n o n e ) 进而生成复杂聚合物一一黑 素( m e l a n i n ) ，其反应式如下【l 0 j ： t 慕 童目段 由图可见，酶促褐变必须具备三个条件：多酚类物质、多酚氧化酶和氧气。 多酚氧化酶催化氧化反应的最初产物邻苯醌进一步变化：( 1 ) 相互作用生成高分子 聚合物；( 2 ) 与氨基酸或蛋白质作用生成高分子络合物；( 3 ) 氧化那些氧化- 还原电位 较低的化合物。其中非酶促反应( 1 ) 和( 2 ) 可导致褐色素的生成，色素的分子量愈高， 颜色愈深。 反应( 3 ) 的产物是无色的。因此，酶促褐变反应实际上是多酚氧化酶作用的间 接结果。 1 3 2 多酚氧化酶的催化特性 多酚氧化酶( p o l y p h e n o lo x i d a s e ，p p o ) 是一种以c u 为辅基的氧化还原酶，是 儿茶酚氧化酶( c a t e c h o lo x i d a s e ) e c 1 1 0 3 2 】、酪氨酸酶( t y r o s i n a e ) e c 1 4 1 8 1 】、 漆酶( l a c c a s e ) e c 1 1 0 3 1 】的总称【l l 】，广泛存在于自然界中，人们所熟悉的大多数 水果和蔬菜中都已检出它的活力。按多酚氧化酶在果蔬组织细胞中的存在形式分 为结合态和可溶态多酚氧化酶，在果蔬酶促褐变中起主导作用的是可溶态多酚氧 化酶。一些胁迫条件( 如切分、损伤、高温和乙烯等) 均可造成细胞膜的破坏，使多 酚氧化酶从结合态游离出来，与底物接触并氧化之，加速酶促褐变的发生。 国际生化联合会酶学委员会将多酚氧化酶分作两大类：e c l 1 4 8 1 - 单酚单加氧 酶和e c l 1 0 3 2 邻二酚氧化还原酶，我们一般用p p o 这个名称来代表上述两类酶。 这种分类方法其实是将同一种酶按其催化的两类不同的反应分开，即单酚酶活力 和邻二酚酶活力，因此它能催化两类完全不同的反应1 12 j ：( 1 ) 催化一元酚羟基化， 生成相应的邻二羟基化合物；( 2 ) 催化邻二酚生成邻醌化合物。这两类反应都需要 4 上海海洋大学硕士学位论文 有氧分子的参与。其中一元酚的羟基化反应需要体系中邻二酚、抗坏血酸、 n a d p h 、n a d h 或四氢叶酸等其它还原性化合物的存在，反应机制如下： 审， e h l + x , o ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) 邻二酚的作用是将酶的状态从e 2 c u 2 + ，还原生成b 2 c u + ( 见b 式) ，后者能将 一元酚羟基化生成二元酚( 见c 式) 。在反应体系中不存在邻二酚的条件下，少量 以e 2 c u + 状态存在的酶能将一元酚氧化生成邻苯醌( 见d 式) ，此时反应速度是很 慢的。在多酚氧化酶催化的第二类反应中，氧首先与酶结合，然后邻二酚再与酶 结合，氢通过从酚转移到铜形成氢过氧化络合物，最终转移给氧形成水，同时二 元酚也被氧化成醌。 国内外许多学者很早就开始对p p o 进行了较为广泛深入的研究，并一致认为 植物组织中的酶促褐变主要是由p p o 作用所引起的。刘玲等【l 列通过破坏牛蒡的 p p o 活力有效抑制了牛蒡的褐变；谭兴杰【1 4 j 还从荔枝果皮中分离出了p p o 的底物， 从而进一步证明p p o 在果皮褐变中的作用。据报道p p o 催化形成的o - 2 醌次级产 物在植物抗病中起着重要作用：o 2 醌次级产物形成的黑色素集结，形成可以阻 碍感染的痂i ”1 ；o 2 醌与植物蛋白键合可以降低亲核氨基酸的营养价值【6 1 ；o - 2 醌醌类物质具有抑制细菌繁殖的作用等。 1 3 3 过氧化物酶的催化特性 过氧化物酶( p e r o x i d a s e ，p o d ，e c l 1 1 1 7 c x ) ) ，是一种由单一肽链与卟啉 ( p r o t o p o r p h y r i n ，i x ) 构成的血红素蛋白( h e m o p r o t e i n ) ，系脱辅基蛋白分子 叫鲁僦弋rm叫y僦审m 上海海洋大学硕士学位论文 ( a p o p r o t e i n ) 与血红素结合构成的全酶( h o l o e n z y m e ) ，是果蔬中另一个重要的 氧化酶，在自然界广泛存在，可以催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应： r h 2 + h 2 0 2 2 h 2 0 + r ，与果蔬原料的保藏质量也有密切关系1 1 7 】。它在组织细胞中 以可溶态和结合态两种形式存在，用低离子强度( 0 0 5 o 1 8 m ) 的磷酸缓冲液可将可 溶态过氧化物酶从组织中汲取出来。目前已经发现，过氧化物酶在乙烯生物合成、 激素平衡、膜完整性和果蔬成熟衰老过程的呼吸控制中起作用，同时与果蔬的风 味流失有密切关系f l 引。林植芳等【l9 j 显示，在荔枝的贮藏过程中，外果皮和内果皮 的p o d 活性均增加，从而认为p o d 也参与了酚类物质的氧化。陈贻竹等【2 0 l 证实， 荔枝果皮中p o d 活性较高，p o d 可催化某些酚类物质的氧化，另外，在荔枝果皮 褐变过程中p o d 活性逐渐增加，进一步证实了p o d 参与荔枝果皮的褐变过程。 吴明江等【2 1 1 报道p o d 能催化酚类物质( 包括花青素和类黄酮) 的氧化和聚合以及谷 胱甘肽和抗坏血酸的氧化分解和膜脂过氧化。 1 3 4 活性氧对酶促褐变的影响 氧气是生物生命活动的主要参加物质，也是生命活动不可缺少的。空气中的氧 气不能直接参与酚类物质在p p o 作用下发生的褐变，代谢中的活性氧才是酶促褐 变的主要需氧条件，活性氧包括0 2 、h 2 0 2 和o 玉，其中h 2 0 2 和0 2 。是对细胞极为 有害的物质，可通过h a b e r - w e i s s 反应或f e n t o n 反应形成o h ，o h 是生物体内 最强的氧化基团，可直接伤害蛋白质、核酸和脂类等生物大分子，启动膜脂过氧 化作用【2 2 】。在急降温对梨褐变的影响的研究中，发现急降温促进了细胞内活性氧 的积累，梨果心褐变严重1 2 3 】。当0 2 浓度一定时，c 0 2 浓度与果肉褐变呈正相关。 相同c 0 2 浓度下，果实不受0 2 ( 5 - - 2 0 ) 浓度变化的影响口制。 1 4 影响酶促褐变的因素 1 4 1 温度 温度目前认为大多数酶都属于蛋白质，温度的升高能使蛋白质变性，酶失活。 p p o 不耐热，最适温度一般为3 0 或者2 5 c 2 5 】。对无核白葡萄p p o 的耐热性研 究表明，p p o 在7 0 以下时随时间延长酶活性下降幅度较小，而在8 0 时仅lm i n 酶活性就基本消失【2 6 1 。但是有些果实( 如香蕉、苹果、梨等) 中多酚氧化酶热稳 定性较高，加工时酶活性不易失活。香蕉一般在9 0 1 0 0 的热水中处理1 0r a i n 酶的活性才能完全丧失【2 7 1 。p o d 是果蔬中耐热性最强的酶。工厂一般通过检测过 6 上海海洋大学硕士学位论文 氧化物酶活性来检测钝化酶的效果，即将浓度为1 5 的愈创木酚酒精溶液与3 0 h 2 0 2 等体积混合，在果蔬切片上滴加1 2 滴，若切片呈红褐色，酶未失活；若 切片保持原色，则酶已失活。 1 4 2p h 植物中p p o 的最适p h 一般在5 。1 7 1 左右，随着p h 的下降，p p o 的活性直 线下降，特别是p h 在3 1 以下时，强酸性环境会使酶蛋白上的铜离子解离下来， 导致p p o 逐渐失活，酶活性趋于最低。葡萄贮藏过程中，随着贮藏期的延长，有 机酸、v c 的含量降低对p p o 的抑制作用减少，使其活性增加，导致单宁等物质被 氧化，产生褐变【2 引。有机酸常用作酸化剂来防止芦荟制品褐变，其中最常用的是 柠檬酸。事实上，柠檬酸在抑制酶促褐变方面具有双重作用，不但可作为酸味剂 降低体系p h ，而且还可作为络合剂，与从多酚氧化酶上解离下来的铜离子作用， 形成络合物，降低酚酶的活性【2 9 j 。 1 4 3 氧气 有许多研究都证实了果蔬在采后衰老过程中由于氧化胁迫而产生的活性氧是 引起以下各种变化的主要原因：酶活性的变化，膜功能的丧失、完整性的破坏和 透性的增加，叶绿素和蛋白质的降解以及膜脂过氧化等。活性氧的增加与果蔬的 衰老关系密切。l e s h e m 把叶绿素和蛋白质降解的原因归结为植物组织衰老时活性 氧的剧烈增加所致【3 0 1 。陈惠萍等对香蕉后熟过程中活性氧代谢的研究后认为，活 性氧，特别是0 2 与香蕉果实的衰老密切相关1 3 。席玛芳等也认为活性氧与采后竹 笋的木质化过程密切相关p 2 。 1 5 果蔬酶促褐变的控制方法 1 5 1 物理方法 热激处理加热是最有效的杀酶方法，采用瞬时高温可在短时间将酶活性钝化， 使酚氧化酶及其它的酶类失活或不能发挥作用，达到控制酶褐变的目的。烫漂和 巴氏杀菌均属于热处理。但加热有严重不足之处，如果处理时间过长或是温度过 高，将破坏果蔬原有的风味、色泽，导致营养成分得损失；如果处理不彻底，会 破坏细胞结构，这样不但不能钝化酶类，还会增加酶与底物接触的机会而促进褐 变【3 3 1 。一般来说，在7 5 - - 一9 5 之间热激处理5 7 s ，可使大部分酶失活【3 4 1 。热激 7 上海海洋大学硕士学位论文 处理也可添加热的柠檬酸和抗坏血酸液，效果更加理想。果蔬贮前热处理是一种 新颖的采后处理技术，它不仅可以保持果实的品质1 3 副，抑制果蔬贮藏病虫害的发 生【3 叫，减轻果蔬低温贮藏冷害7 1 ，从而延长贮藏期，同时具有无化学药剂残留的 优点，因而在新鲜果蔬贮藏中具较好的应用前景【3 引。 阻隔氧刽3 9 】酶褐变必须具备三个条件：多酚类物质、多酚氧化酶和氧气。采 用沸水烫漂和抽真空的方法可去除果蔬自身的溶解氧，苹果、梨等果肉组织间隙 中气体较多的水果最适宜采用抽真空的方法，即在9 3 k p a 真空度下保持5 - 1 5 m i n ， 突然破除真空，可将汤汁强行渗入组织内部从而去除细胞间隙的气体，而达到控 制酶褐变的目的。维生素c 也能形成无氧条件，即高浓度的抗坏血酸溶液浸泡果 蔬形成的阻氧扩散层，即氧化态的抗坏血酸隔离层能防止褐变的发生【4 0 1 。 控制氧气含量的另一重要手段是合理的包装材料和包装方法。目前应用最为广 泛的是自发调节气体包装( m o d i f i e da t m o s p h e r ep a c k i n g ，m a p ) ，m a p 的基本原理 是通过包装袋内外气体交换和袋内产品的呼吸作用被动地形成一个袋内的气调环 境，或用某一特殊的混合气体充入特定的包装袋，其最终目标是在包装袋内形成 一个理想的气体条件，尽可能地减低产品的呼吸强度，同时不对产品产生不良影 响【4 1 1 。m a p 中适宜的低0 2 高c 0 2 可降低果品的呼吸强度和乙烯生物合成量，阻 碍和延缓酶的活性，减轻生理紊乱，减缓产品的品质败坏【4 2 1 。孔凡春等在用气调 包装贮藏去壳雷竹笋发现，在气体比例为2 0 2 、5 c 0 2 和9 3 n 2 ，贮藏温度为 1 0 的条件下，气调贮藏能明显抑制m d a 的含量和p o d 、p a l 的活性，从而抑 制了雷竹笋的褐变【4 3 1 。y m j i a n g 等人j 的实验研究表明，将鲜切的荔枝贮藏温度 为1 、湿度为9 0 条件下，调节空气含量为含0 2 3 5 、含c 0 2 3 5 ，可以很 好的抑制褐变，保持水果的质量。 另外m a p 还衍生出平衡气调包装( e m a ) ，其原理是针对不同产品，保持包装 内气体的动态最适平衡，并在菠菜、菊苣、莴苣上应用【4 引。 避免金属离子的干扰金属( 如铁、铜、锡、铝等) 离子是酚酶的激活剂，也是 非酶褐变中花青苷变色的催化剂。在贮藏中，对使用的工具和设备要求减少或避 免金属离子的催化，就可以抑制果蔬褐变的发生。 1 5 2 化学控制方法 酸处理酚酶的最适p h 值在6 7 之间，如控制在p h 值在4 - - 5 以下，则可以 降低酚酶的活性，减少偶联褐变过程。常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸， 还有p 对羟基苯丙烯酸矧、l 半胱氨酸【3 9 】、k o j i ca c i d 、肉桂酸，它们的作用是降 低p h 值以控制酚酶的活力。 8 上海海洋大学硕士学位论文 柠檬酸是使用最多的有机酸，对酚酶有降低p h 值和鳌合酚酶的铜辅基的作用， 但作为褐变抑制剂来说，通常与抗坏血酸或亚硫酸以3 ：1 的比例联用，效果更好。 j i a n gy u e m i n 9 1 47 j 研究发现1 0 0 - m m o l l 的柠檬酸与1 0 0 m m o l l 的谷胱甘肽混合应 用在荔枝上能抑制p p o 活性8 5 。l i u t 4 8 j 用0 3 0 的柠檬酸与0 0 7 - 0 1 1 的六 偏磷酸盐配合使用取得了很好的抗褐变的效果。苹果酸在果汁中对酚酶的抑制作 用比柠檬酸强【3 4 1 ，但其价格昂贵。 抗坏血酸是更加有效的酚酶抑制剂，即使浓度极大也无异味，对金属无腐蚀作 用，是理想的抗褐变剂 4 9 1 。原因是抗坏血酸在抗坏血酸过氧化物酶的作用下可消 耗掉溶解氧。h s u 等人( 1 9 9 8 ) 以蘑菇为试材，比较了不同抗坏血酸衍生物对p p o 活 性的抑制作用，结果表明抗坏血酸比异抗坏血酸效果好，而抗坏血酸磷酸醋和硫 酸醋则无效，这是因为前者可被磷酸酶分解产生抗坏血酸而起到抑制作用，但后 者不行。他们提出抗坏血酸能抑制p p o 是由于其可以将c u ”还原成c u + 。曲酸( k o j i c ) 和环庚三烯酚酮均能与c u 2 + 键连而有抑制p p o 活性的作用，后者还与o 二羟基 酚竞争p p o 的活性位点c u 2 + ，是可逆性抑制剂1 5 0 】。塔卡基等人【5 1 1 对广东芝麻香蕉 的酶褐变研究中发现，在反应开始前的一段时间内，有时反应混合物的透光率会 大于1 0 0 ，这表明抗坏血酸不仅能够抑制多酚氧化酶的酶促褐变，而且也起漂白 作用。这可能是因为它与产物醌作用，生成稳定的无色化合物从而起到漂白作用。 抗坏血酸的添加量十分关键，添加量过少，不仅不能抑制褐变，反而易与氨基酸 反应促进羰氨反应造成非酶褐变；加量过多，成品在贮存期间，特别是在较高温 度下，由于氧化后所形成的酮化合物与氨化合物发生非酶促褐变反应，从而加剧 成品的变色【5 2 1 。抗坏血酸的衍生物如异抗坏血酸、磷酸抗坏血酸、三磷酸抗坏血 酸等也对褐变有很好的抑制作用【5 3 l 。 二氧化硫及亚硫酸盐处理二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和偏亚硫酸钠等 溶液在偏酸性( p h 6 ) 的条件下对荔枝中酚酶的抑制效果最好，同时兼有漂白和杀菌 等多种作用，抑制p p o 活性，阻止黑色素的形成【4 9 l 。只要有游离的二氧化硫就能 起作用，一般用量为0 7 r a g k g - 1 ( 以二氧化硫记) 同时还可保持抗坏血酸不被氧化 1 3 4 1 。虽然二氧化硫和亚硫酸盐是高效的酶促褐变的抑制剂，但对人体健康有害， 可诱发过敏和哮喘，被限制使用。 基质络合法这种方法是从改变基质的结构入手，如基质甲基化法，它的综合 效果最好，其抑制机制是使果蔬组织内的酚类甲基化，生成难于受酚酶催化的新 型结构物质，对食品的色泽、风味、组织状态几乎无影响。此甲基化方法的抗褐 变剂是s 腺苷蛋氨酸，比较昂贵。根据甲基化法得到的启示，选用铝化物、锌化 物作为抗褐变剂，以基质络合法控制果蔬的酶褐变。因为z n 2 + 等的d 层电子呈全 9 上海海洋大学硕士学位论文 充满结构，不含有易被可见光激发的自旋平行d 电子，能避免与多酚类物质络合 时产生有色物质，从而抑制酶褐变的发生【5 4 】。硼酸、铝化物、锌化物等都对果蔬 褐变具有很好的抑制力。0 2 5 a l ( o h ) 3 在中性和偏酸性条件下和 o 1 0 - - - 0 2 5 z n c l 2 在酸性条件下的多相体系都可以有