（农产品加工及贮藏工程专业论文）洋葱提取物的防褐变研究.pdf

华中农业大学2 0 0 5 疆强士研究生毕监论文 摘要 鲜切蔬菜的褐变严重影响其贮藏品质。本论文采用常规溶剂提取法和c 0 2 超 临界萃取法，提取了洋葱中的活性成分，研究了其抑制鲜切蔬菜酶促褐变的效果， 初步探讨了其抑制机制。 首先，采用正交实验，优化了常规溶剂提取法提取条件：p h 6 8 磷酸盐缓冲 液，料液比1 ：l ( w v ) ，浸提温度4 0 。c ，浸提时间3 小时；采用响应面分析法( r s a ) ， 优化了洋葱的c 0 2 超l 临界萃取法工艺条件：萃取压力为1 4 6 1 5 9 m p a ，温度 3 3 3 3 6 6 ，c o 。流量1 8 3 2 1 7 l m i n 。 其次，采用浸渍法和扩散法分别检测了洋葱的常规溶剂提取物和c 魄超临界 萃取物对莲藕、马铃薯、莴苣3 种鲜切蔬菜贮藏过程中酶促褐变的抑制效果，抑 制效果以色度、硬度、多酚氧化酶和果胶酶活性等指标来表征，同时测定了可溶 性固形物含量、淀粉、还原糖、v c 、f e 含量等指标，用于褐交抑制机制的研究。 结果表明洋葱常规溶剂提取物对色度、硬度、多酚氧化酶活性有显著影响 ( p o 0 5 ) ：洋葱c o ：超临乔萃取物对色度有显著影响( p o 0 5 ) 。 此外，还检测了洋葱常规溶剂提取物存在的条件下，不同贮藏条件( 温度、 包装材料) 对莲藕褐变的影响，结果温度为极显著( p 0 0 1 ) ，p a p e ( 0 0 8 ) 袋包 装显著( p o 0 5 ) ：检测了在洋葱常规溶剂提取物中加入葡萄糖、高良姜、柠檬 酸、甘草，对莲藕褐变的影响，结果是柠檬酸加入组显著( p o 0 5 ) 。 洋葱常规溶剂提取物及与柠檬酸的复合液对鲜切蔬菜的酶促褐变有较好的 抑制效果。在4 8 、p a p e ( 0 0 8 ) 包装，经洋葱常规溶剂提取物处理的鲜切莲 藕、马铃薯、莴苣的贮藏期可达到1 2 天左右；其复合液处理的三种鲜切蔬菜的 贮藏期可达到1 6 天以上。萃取物对鲜切莲藕、马铃薯、莴苣的褐变有一定的抑 制作用，但是抑制期较短，一般为1 2 天。 另外，由于微生物是影响鲜切蔬菜品质的重要因素，本实验还检测了洋葱常 规溶剂提取物的抑菌效果。结果表明，提取液对会黄色葡萄球菌和志贺氏痢疾杆 菌有较好的抑制作用。 最后，对2 种洋葱提取物抑制褐变效果的机制进行了初步探讨。由褐变度和 多酚氧化酶活性之间关系可以推测，常规溶剂提取物抑制褐变并不是单一的抑制 了酶的活性，而可能是与酶促反应的中间产物醌生成稳定的无色物，抑制了次级 氧化和聚合反应。c o ：超临界萃取物抑制褐变试验的结果表明，即使提取物与切片 不直接接触，也可以抑制褐变，说明起抑制褐变作用的是洋葱油中的挥发性物质。 关键词：鲜切果蔬天然防褐交洋葱硫化物 洋葱提取物的助褐变研究 a b s t r a c t t h eb r o w n i n go ff r e s h c u tv e g e t a b l e sr e m a i n sap r o b l e mt o d a ya n ds e r i o u s l yd e t e r i o r a t e s t h e i rq u a l i t yd u r i n gs t o r a g e i nt h i sp a p e r , c o m p o n e n t sf r o mo n i o nw e r ee x t r a c t e db yc o m m o n s o l v e n te x t r a c t i o nm e t h o da n dc 0 2s u p e rc r i t i c a lf l u i d ( s c f ) e x t r a e t i n nm e t h o d ，a n dt h e i ra c t i v i t y o hi n h i b i t i n ge n z y m a t i cb r o w n i n go ff r e s h - c u tv e g e t a b l e sd u r i n gs t o r a g ew a se v a l u a t e dw i t ht h e i n h i b i t i n gm e c h a n i s md i s c u s s e d o p t i m a le x 仃a c t i o nc o n d i t i o n so fc o m m o ns o l v e n te x t r a c t i o nm e t h o d ，w h i c hw a st h es o l v e n t 0 h6 8p h o s p h a t i cb u f f e 0 ，t h er a t i oo fm a t e r i a la n de x t r a c ts o l v e n t ( 1 ：1 ，w v ) ，e x t r a c t i o n t e m p e r a t u r e ( 4 0 ) ，e x t r a c t i o nt i m e ( 3 h r ) ，w e r eo b t a i n e db ye m p l o y i n go r t h o g o n a le x p e r i m e n t , a n dr s a ( r e s p o n s es u r f a c ea n a l y s i s ) w a se m p l o y e dw i t ht h eo p t i m a lc o n d i t i o n s o fs c f e x t r a c t i o nm e t h o d ：e x t r a c t i o np r e s s u r e1 4 6 - 1 5 9 m p a ，t e m p e r a t u r e3 3 3 - 3 6 6 c ，f l o wr a t eo fc o z 1 8 3 2 1 7 i , m i n t w om e t h o d sw a s r e s p e c t i v e l ya d o p t e d t oe v a l u a t et h e e n z y m a t i c - b r o w n i n g - i n h i b i t i o n - a c t i v i t yo ft h et w oe x t r a c t sm e n t i o n e da b o v eo nt h r e ef r e s h - c u tv e g e t a b l e s0 0 t u sr o o t , p o t a t o ，l e t t u c e ) ，w h i c hw a se v a l u a t e db yh u ea n g l e ，r i g i d i t y , a c t i v i t y o fp o l y p h e n o lo x i d a t i o n e n z y m e ( p p o ) a n dp e c t i ne n z y m e a n dt h ec o n t e n tc h a n g eo fs o l u b l es o l i dm a t e r i a l s ，s t a r c h ， r e d u c t i v es u g a r , v i t a m i nc ，f ew a sd e t e c t e da tt h es a m et i m ef o rf u r t h e rs t u d i e so ni n h i b i f i o n m e c h a n i s m r e s u l t si n d i c a t et h a te x t r a c tb yp h o s p h a t i cb u f f e rr e m a r k a b l ye f f e c t sh u ea n g l e ， r i g i d i t y , a c t i v i t yo fp p o ( p c a ，即浸提温度 浸提时 间 料液比，最佳浸提条件为a i b l c 3 ，即料液比为1 ：1 ，浸提温度为4 0 。c ，浸提 时问为3 小时。在此条件下防褐变效果最好。 在正交实验中，凡各因素水平不同对浸提结果影响大的就是主因素，从方差 分析表中可以看出，三个因素均达到显著水平，根据f 值检验得出三i 天 素的主次 顺序为浸提温度( b ) 浸提时间( c ) 一料液t l ( a ) 。 1 6 ，：，o；o，o，日s|髓n娩b 华中农业大学瑚s 辑颀士研究生毕业论文 3 结论 为了确定合适的提取剂，用磷酸盐缓冲液、蒸馏水、乙醇进行实验，结果表 明，一定p h 值磷酸盐缓冲液浸提洋葱具有良好的效果。通过单因素及正交实验 得出了最优化浸提条件：浸提温度为4 0 ，浸提时问为3 小时，料液比为1 ：1 。 在此条件下提取物的防褐变效果最佳，在浸提温度为4 0 时有利于洋葱中活性 物质的激发，大于这个温度，则容易发生分解反应，导致活性物质的损失。浸提 时间为3 小时，有利于更充分的提出有效物质，低于这个时间，则提取不充分。 较低料液比有利于提高活性物质的浓度，加强果蔬的防褐变效果。 1 7 洋葱提取物的聃褐受研究 第二章超临界萃取洋葱油试验 刖蟊 从洋葱中提取油的成分可以用蒸馏法、超临界萃取法、溶剂抽提法。其中蒸 馏法又分为直接、间接、直间接并用法。蒸馏法耗能较大，部分成分可能损失， 且提取率低。而用有机溶剂萃取，不但萃取效果不够理想，而且为以后产品脱除有 机溶剂带来麻烦( 王建军等，2 0 0 3 ) 。超临界流体萃取技术( s u p e r c r i t i c a lf l u i d e x t r a c t i o n ，s f e ) 是一种新型的天然萃取分离技术。该技术是利用流体( 溶剂) 在临界点附近某一区域( 超临界区) 内，与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡 行为和传递性能，因而对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变 动这一特性而达到溶质分离的一项技术( 葛毅强和蔡同一，2 0 0 1 ) 。因此，利用超 临界流体作为溶剂，可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分。超临界 流体技术在萃取和精馏过程中，作为常规分离方法的替代，有着许多潜在的应用 前景( 葛毅强等，1 9 9 8 ) 。近二十年来，该技术的研究取得了很大的进展。由于超 临界流体萃取技术能满足许多食品a n t 产品的特殊品质要求，特别是对生产价值 高的产品极为有用，它在食品加工中的应用亦日益广泛，已开始进行工业化规模 的生产。迄今为止，超临界= 氧化碳萃取技术在食品加工中的应用及研究主要集 中在五大方面：食品风味成分的萃取；动植物油的萃取分离( 杨桢，1 9 9 9 ) ；食品 中某些特定成分的萃取；食品脱色脱臭脱苦；食品灭菌防腐方面的研究( 葛毅强 等，2 0 0 3 ) 。其中，超临界二氧化碳萃取技术在提取或精制热敏性和易氧化的生姜、 大蒜、洋葱等天然植物香辛料中风味物质和天然生理活性物质方面，显示出不可 比拟的优势( 乔旭光等，2 0 0 1 ) 。该技术具有天然性好、提取效率高、功能活性不 破坏、传质快、能耗低、工艺简便、操作方便等优点，能更好地避免热敏性物质 发生降解或其它不希望发生的副反应，也是近几年超临晃流体技术的研究热点 ( 陈雄等，2 0 0 2 ) 。本章对洋葱油的c 0 2 超临界萃取工艺进行了探讨，利用 r s a ( r e s p o n s es u r f a c ea n a l y s i s ) 进行了分析，对影响萃取的三个因素分三个水 平设计了响应面分析实验，共有1 5 个实验点其中1 2 个为析因子，3 个零点，零点 进行了3 次用以估计试验误差，并进行回归分析，以期找到c 0 2 超临界萃取洋葱油 的工艺参数。 华中农业大学2 0 0 s 穗硕士研究生毕业论文 1 材料与方法 1 1 实验材料 鲜黄皮洋葱鳞茎，洗净，磨碎： c o ，纯度9 9 5 ： 1 2 仪器 h l 一1 l 一5 0 一b 超临界流体( c o ：) 萃取装置 1 3 分析方法 洋葱油重量：称量 硫化物的测定：定硫法( 马往校等，2 0 0 2 ) 1 4 实验设计 利用响应面分析( r s a ) 对工艺参数进行优化，首先必须确定需优化的因 素及水平，以一定原则对参数进行组合，根据工艺参数组合进行实验测定，并 获得实验指标响应值r s a 采用三因素三水平，实验因素为压力( x 1 ) ，温度 ( x 2 ) ，c 0 ：流量( x 3 ) ，设置三个水平采用二次通用旋转组合设计，其数学模型 为： y = a 0 + a l x 】+ a 2 x z + a 3 x 3 + a i l x l x l + a 2 2 x 2 x 2 + a 3 3 x 3 x 3 + a 1 2 x 1x 2 + a 1 3 x 1 ) 【3 + a 2 3 x 2 x 3 各实验因素水平与编号见表2 1 。 表2 - 1 三因素三水平编号 t a b l e2 1t h ec o d eo ft h e3f a c t o r sa n d3l e v e l s 洋葱提取物钓防褐变磺究 1 5 萃取条件 取新鲜洋葱鳞茎若干，洗净、破碎，在不同体系压力、温度、c o 。流量下萃 取5 小时，计算得率及硫化物百分含量。 2 结果与分析 2 1 回归分析 根据表2 - i 中对实验因素与水平的设计，采用不同萃取体系压力( x 1 ) 、温度 ( x 2 ) 、c 0 ：流量( x 3 ) 进行1 5 次实验，实验结果见表2 2 。 将表2 - 2 数据通过回归方程( 1 ) 采用多元回归方法分别建立了以萃取得率 ( y 1 ) 、硫化物含量( y 2 ) 为指标对试验因子的回归方程，回归系数见表2 3 。 表2 - 2 响应面分析实验结果 t a b l e2 - 2r e s u l t so fd a t aa n a l y s i sb yr s a 毕中农监大学2 0 0 s 扁碗i 。研究生毕业论殳 表2 - 3 回归系数的取值 t a b l e2 - 3v a l u e so fp a r a m e t e re s t i m a t e 对y l 和y 2 两回归模型的进一步分析和计算发现( 表2 - 4 ) ，回归模型l 的f 值为4 1 6 7 大于r 。( 9 ，5 ) = 1 0 2 ，而回归模型2 的f 值为1 0 7 小于f o 。( 9 ，5 ) = 4 8 ， 说明回归模型l 的因变量与全体自变量关系显著，回归模型2 的不显著。 表2 4 回归模型的方差分析 t a b l e2 - 4a n a l y s i so fv a r i a n c eb yt h ep e gp r o c e d u r e 方差米源自由度洋葱油( y 1 )硫化物( y 2 ) s o u r c ed fo n i o no n ( y 1 )s u lf u rc o m p o u n d sr r 2 1 平方和均方筹f 值平方平均方莘f 值 s u mo fm e a nf v a l u e s u mo fm c a nf v a l u e 1 9 1 1 1 壁 ! q ! 坚! 业! 堡!1 9 1 1 些 【旦j 归91 3 0 8 2 51 4 5 3 6 1 4 1 6 7 * +1 0 9 3 4 61 2 1 4 91 0 7 m o d e l 方差 e t r o t 总离差 c o r r e c t e d t o t a l 相关系数 r s q u a r e 1 41 3 2 5 6 9 0 9 8 6 8 f o 。( 9 ，5 ) = 1 0 2 为了进一步考察三个实验因子：压力( x 1 ) 、温度( x 2 ) 和c o ：流量( x 3 ) 及其交 互作用，对回归模型采用降维法分析，即可得到两因子的回归模型，用s a s 编程处 理作图。结果见图2 一l 2 6 。 2 1 图2 - 1 洋葱油含量与压力和温度的关系 f i g 2 - lr e l a t i o n s h i pb e t w e e no n i o no i lc o n t e n ta n dp r e s s u r ea n dt e m p e r a t u r e 图2 - 2 洋葱油含量与压力和c 0 2 流量的关系 f i g 2 2r e l a t i o n s h i pb e t w e e no n i o no i lc o n t e n ta n dp r e s s u r ea n df l u x 图2 3 洋葱油含量与温度和c 0 2 流量的关系 f i g 2 - 3r e l a t i o n s h i pb e t w e e no n i o no i lc o n t e n ta n dt e m p e r a t u r ea n df l u x 华中表监大学2 0 0 5 疆硕士研究生毕监论文 图2 - 4 硫化物含量与压力和c 0 2 流量的关系 f i g 2 - 4r e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u lf u rc o m p o u n d sa n dp r e s s u r ea n df l u x 图2 5 硫化物含量与温度和c 0 2 流量的关系 f i g 2 - 5r e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u l f u rc o m p o u n d sa n dt e m p e r a t u r ea n df l u x 图2 - 6 硫化物含量与压力和温度的关系 f i g 2 6r e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u i f u rc o m p o u n d sa n dp r e s s u r ea n dt e m p e r a t u r e 洋毽提取铙的磅褐受研究 2 2 压力和温度对萃取得率的影响 压力和温度是超临界萃取中最重要的两个参数。在l 临界点附近与流体溶解 能力密切相关的密度趋于接近液体。在超临界条件下，其等密度线稠密，在临界 点附近尤其集中。这样，温度和压力的微小改变就可引起流体密度的显著变化， 从而造成溶解能力的很大改变。 由图2 一l 可以看出，压力对洋葱油萃取得率有一定影响，在较低压力时，葶 取率随压力升高而增加很快，但超过一定压力范围后，变化趋于平缓；而在一定 压力条件下，随温度升高，萃取率降低。洋葱油得率在温度3 3 3 3 6 6 。c 范围内 达到最高。从图2 6 中可以观察到，压力与温度之间存在交互作用，在一定的温 度下，随着压力的变大硫化物的百分含量增加。这可能是因为超临界流体的密度 是压力的函数，随着压力升高，流体密度和介电常数增大，溶解能力增大。 2 3 温度和流量对萃取得率的影响 由图2 3 可以看出，洋葱油得率受温度影响较大，在一定流量下，随温度的升 高得率逐渐变大，但是，在3 6 6 3 9 9 范围内随着温度的升高其得率减小。 流量与温度亦存在交互作用，在1 8 3 2 1 7 m p 范围内流量的萃取效果最好。在 图2 5 中可以看到，温度在3 6 6 。c 附近，流量在1 8 3 2 1 7 范围内其硫化物百分 含量达到最高，在一定温度下，流量在1 5 0 1 8 3 范围内的百分含量基本无变化， 而在1 8 3 2 5 0 其含量随流量的变大而升高。 2 4 压力和流量对萃取得率的影响 在图2 2 中，压力和流量对洋葱油得率的交互作用较明显，压力在1 3 3 1 4 6 和流量在1 8 3 2 1 7 之间洋葱油得率较低。从图2 - t 压力和流量对硫化物百分 含量的影响中可以看出，在一定压力下，随着流量的增加其硫化物百分含量反而 降低，而压力是在1 2 o 1 3 3 和1 4 6 1 5 9 的范围内硫化物百分含量较高。 3 结论 洋葱中提取油的成分可以用蒸馏法、超临界萃取法、溶剂抽提法。其中蒸馏 法耗能较大，部分成分可能损失，且提取率低。而用有机溶剂萃取，不但萃取效 果不够理想，而且为以后产品脱除有机溶剂带来麻烦。本章利用c o 。超临界萃耿 2 4 华中农业大学瑚s 辑硬士研究生毕业论文 技术萃取洋葱油，利用相应面分析了三个因素对油的得率及硫化物百分含量的影 响。从图中可知，本实验中c 0 ：的密度较低，分子间的距离较大，与溶质分子的 缔合作用较弱，致使温度升高造成的分子间作用力减弱起了主导作用。由此可见， 萃取温度越接近临界温度，萃取率越高。对于压力而言，实际操作不能仅为了提 高产率而无限制地升高压力，应考虑产品资源和操作整体参数等综合指标。因为 工业生产中对压力限制较大，往往升高l o m p a ，设备投资便要成倍地增加。 流量的变化对萃取能力主要有两方面的影响。首先，由于流量的增加，超临 界流体在萃取器中的停留时间相应减少，所以不利于萃取率的提高；但另一方面， 随着流量的增加，超临界流体通过料层速度加快，与料液的接触搅拌作用增强， 体质系数和纬质面积都相应增大，使之能较快地达到平衡溶解度，提高萃取能力。 洋蕊提取耪的醅揭叠研究 第三章洋葱油防褐变抑制作用的研究 前言 洋葱被广泛的用在食用上，特别是为了消除肉和鱼的腥味而一起被烹调。本 实验所用洋葱油是经过c 0 2 超临界流体萃取( 第二章) 而得出的精油，洋葱油的得 率在0 0 2 5 肌0 0 5 。 从洋葱中提取洋葱油作为调味剂和香料应用于食品、医药和香料工业美国、 意大利等许多国家早已普遍应用和生产( 吴关良，1 9 8 7 ) 。它不仅深受欢迎的调味 品之一，而且今年来的许多研究表明，它具有抗过敏、抗菌、抗高血脂和增强机体 抵抗力等多种生物活- 生( w a l t e r ，1 9 8 7 ) ，但是，对于洋葱油是否有抑制褐变作用 尚未见报道。 本文在第一章介绍了关于洋葱粗提液的防褐变抑制作用，但是对于经过c 0 2 超临界萃取的洋葱油是否具有相同作用并不十分了解。因此本章在以往研究的基 础上，进一步观察洋葱油对三种鲜切蔬菜的褐变抑制作用，为以后检测、分析洋 葱中抑制褐变的有效活性成分奠定基础。 1 材料与方法 1 1 实验材料 新鲜莲藕、马铃薯、莴苣切片 洋葱油( 超临界萃取得出精油) 一第二章 1 2 仪器 w s c s 测色色差计 1 3 方法 浸渍法 把洋葱油o 1 o 4 m l 添加到2 0 m l 纯水中，搅拌均匀，分别把l o g 新鲜的莲 藕、马铃薯、莴苣切片浸渍在试验液中l o m i n ，搅拌之后，用水冲洗3 0 s ，1 0 0 0 r p m 离心脱水，然后把切片放入聚乙烯袋中，在i o c 暗处贮藏一天，测定褐变抑制 率，称为浸渍法。 扩散法 第二个方法把l o g 新鲜的莲藕、马铃薯、莴苣切片放到直径l o e m ，深1 5 c m 的玻璃皿中，为了避免接触在中心放入2 c m 的正方形纸片，将洋葱油的试验液 毕中农业大学2 0 0 5 届硕i 研究生毕业硷立 0 1 1 m l 滴在纸上，把玻璃皿放到1 0 。c 暗处贮藏一天，把玻璃【放入前面所提 的聚乙烯袋中防止挥发性成分的挥发。测定褐变抑制率，称为扩散法。 2 结果与分析 结果为三组平行的平均值 在图3 1 、3 2 、33 中，横坐标的d a y 一0 表示藕片处理前的a e 值，o 、0 1 等表示在贮藏后一天不同浓度( 1 ) 的洋葱油处理藕片的e 值。 表3 一l 洋葱油对藕片褐变的抑制作用( 浸渍法) t a b l e 3 - 1e f f e c to fo n i o no ilo nt h ei n h i b i t i o no fb r o w n i n go fl o t u sr o o t ( d i p p i n g ) 图3 1 洋葱油对藕片褐变的抑制作用( 扩散法) f i g 3 - 1e f f e c to fo n i o no ilo nt h ei n h i b i t i o no fb r o w n i n go fl o t u sr o o t ( d i f f u s 曲 围3 - 洋葱油对藕片褐变的抑制作用( 扩散法) f i g 3 一ae f f e c to fo n i o no i1o nt h ei n h i b i t i o n o fb r o w n i n go fl o t u sr o o t ( d i f f u s e ) 图3 _ b 对照 f i g 3 一bc k 洋葱提取物的防揭垒研究 表3 2 洋葱油对马铃薯切片褐变的抑制作用( 浸渍法) t a b l e 3 - 2e f f e c to fo n i o no ilo nt h ei n h i b it i o no fb r o w n i n go fp o t a t o ( d i p p i n g ) 图3 - 2 洋葱油对马铃薯褐变的抑制作用( 扩散法) f i g 3 - 2e f f e c to fo n i o no i lo nt h ei n h i b i t i o no fb r o w n i n go fp o t a t o ( d if f u s e ) 图3 _ c 洋葱油对马铃薯褐变的抑制作用( 扩散法) f i g 3 一ce f f e c to fo n i o no i lo nt h ei n h i b i t i o n o fb r o w n i n go fp o t a t o ( d i f f u s e ) 图3 _ d 对照 f i g 3 dc k 华中盔e 蚶2 0 0 5 属碗士研究生毕业论文 表3 - 3 洋葱油对莴苣褐变的抑制作用( 浸渍法) t a b l e 3 - 3e f f e c to fo n i o no i lo nt h ei n h i b i t i o no fb r o w n i n go fl e t t u c e ( d i p p i n g ) eo- 图3 - 3 洋葱油对莴苣褐变的抑制作用( 扩散法) f i g 3 - 3e f f e c to fo n i o no i lo nt h ei n h i b i t i o no fb r o w n i n go fl e t t u c e ( d i f f u s e ) 图3 _ e 洋葱油对莴苣褐变的抑制作用( 扩散法)图3 - f 对照 p i g 3 - ee f f e c to fo n i o no i lo nt h ei n h i b i t i o n f i g 3 一fc k o fb r o w n i n go fl e t t u c e ( d i f f u s e ) 从以e 两种方法观察洋葱油对i 三种鲜切蔬菜褐变的抑制作用。结果显示，在 浸渍法中，添加0 0 5 浓度的情况下，对藕片的褐变抑制率为2 3 8 ，7 6 2 发生褐 变。对马铃薯切片的褐变抑制率为2 8 8 ，7 1 2 发牛褐变，对莴苣切片的褐变抑 制率为1 3 3 ，8 6 7 发生褐变可以看出，用0 0 5 浓度抑制褐变作用微弱而浓 洋恕提取物的翰褐变 井究 度增加到0 2 的时候，藕片、马铃薯切片的褐变抑制率都在7 0 以上，莴苣略小 为5 8 。由于洋葱油不能充分的溶于水中，而影响了部分抑制效果。 通过扩散法处理的鲜切蔬菜，达到了良好的褐变抑制效果。如图3 1 、3 - 3 中，即使添加0 i m l 其褐变抑制率达到了7 3 ，6 和7 l9 。添加到0 5 m l 几乎没有 褐变发生，在马铃薯切片中添加0 1 m l 其褐变抑制率为5 2 2 ，0 5 m l 为8 7 9 ， 添加l m l 的情况下基本抑制褐变。在第二天继续观察，三种蔬菜均发生较明显的 褐变。 3 结论 用两种方法观察洋葱油对鲜切蔬菜的褐变抑制作用，有较明显的效果。其中， 利用扩散法处理鲜切蔬菜发现，即使油没有和切片直接接触，亦能抑制褐变，这 说明起抑制褐变作用的是洋葱中的挥发性物质。 洋葱油的气味的研究从很早就已经开始了，把洋葱切开破碎后，前体是甲醇 裂合酶等作用，经过各种中间产物产生特有的臭气成分( y a g a m i ，1 9 8 0 1 ，检验出 这些臭气成分大部分是硫化合物，b r o d n i t z ( 1 9 6 9 ) 从洋葱油巾检验出9 种硫化 合物，7 种三硫化合物。b o e l e n s ( 1 9 7 1 ) 检验出7 种一硫化合物，1 3 种二硫化合物， 1 2 种三硫化台物，1 种四硫化合物，4 种噻酚类，7 种硫醇类，并且，s i n h a ( 1 9 9 2 ) 发表了水蒸气蒸馏的洋葱油和超l 临界萃取产出的洋葱油的风味成分的组成有较 大区别的报告，在超临界c 0 2 萃取物中，有许多水蒸馏油中没有检到的风味组分， 另外，( c a r s o n ，1 9 6 1 ； k a l l i o ，1 9 9 0 ；t o k i t o m o ，1 9 9 2 ；木村惠子，1 9 8 4 ；睛 友裕纪子，1 9 9 5 ；雷阳勤，2 0 0 2 ；鲶弘，2 0 0 0 ) 等也进行了相关报道，但是， 没有提及机理和生理作用。洋葱中的有效活性物质主要是含硫化合物，在抑制褐 变的体系中，硫化物是否起作用，还需要进一步的研究。 华中农监大学2 0 0 s 器硕士研究生毕业论文 第四章提取液对莲藕的褐变抑制作用 前言 莲藕( n e l u m b on u c i f e r ag a e r t n ) 是我国重要的水生蔬菜，主要产于长江三 角洲、珠江三角洲一带，是湖北省重要的一种水生蔬菜，产量高，无污染，营养丰富， 近年来各地发展十分迅猛，莲藕的出口量也日益增加。国际市场对其需求量很大， 尤其是清洁、卫生、新鲜和方便的鲜切莲藕制品最为畅销( 李洁和王清章，2 0 0 0 ) 。 但是莲藕采后加工过程中表皮以及肉质部极易褐变，直接影响到莲藕的感官品质 和内在质量，已经成为鲜切莲藕产品出口和销售的重要原因( 林伯年等，1 9 9 7 ) 。 前人的研究工作已经证实了莲藕采后褐变的主要原因是组织里的多酚氧化酶催 化酚类物质氧化成醌，再聚合成为黑色物质( 胡军等，1 9 8 9 ) 。目前控制褐变的手 段主要有s o ：熏蒸，添加抗氧化剂，隔离氧气等方法，但却存在着食品安全性， 价格以及防褐变效果等问题( p i l i z o t a 。1 9 9 8 ) 。 保持色泽稳定是果蔬鲜切加工的重要指标，也是评价鲜切加工工艺合理性的 主要判据。目前，用于蔬菜护色的处理剂主要有亚硫酸盐、硫酸盐等，陆胜民( 2 0 0 2 ) 研究利用次氯酸钠、双氧水等护色处理剂对鲜切蔬菜进行护色处理，并获得一定 的护色效果，但却存在着食品安全性，随着现代保鲜技术的发展，经济安全的天 然保鲜剂的应用已引起人们极大的关注和重视。本研究基于使用天然防褐变剂， 降低化学试剂使用量方面考虑，利用洋葱粗提液处理，对鲜切莲藕的生理生化特 性进行试验研究，以适应提高鲜切蔬菜品质而使用天然食品添加剂的发展要求 ( 高海生1 9 9 1 ) 。 1 材料与方法 1 1 实验材料 洋葱：市售( 黄皮) 莲藕：湖北大毛节 1 2 仪器 组织捣碎机，s c r 2 0 b c 冷冻离心机，w s c s 测色色差计，切片机，7 5 2 分光光 度计，木屋式硬度计，w y t - 4 折光仪，恒温水浴锅，分析天平 1 3 试剂 邻苯二酚，硫酸铜，酒石酸甲钠，次甲基兰，酚酞，氢氧化钠，醋酸铅等 洋慧提取物的翰褐受研究 1 4 方法 1 4 1 色度的测定：表色系统为e ( l 半，a ，b 术) 】4 2 硬度的测定：木屋式硬度计( k g e m - 2 ) ，产地一同本东京 1 4 3 t s s 测定：折光法 1 4 4p p o 的测定：( 黄建韶和田宏观，2 0 0 2 ) 1 4 5 淀粉的测定：( 沈力钧等，2 0 0 2 ) 1 4 6 果胶酶活性的测定：( 冯彤，1 9 9 8 ) 1 4 7 洋葱提取物的提取方法 取新鲜的洋葱若干，剥去已坏死无活性的的组织，使用仔细清洗过的不锈钢 刀切块，用组织捣碎机破碎之后置于一专门清洗洁净的烧杯内。加入1 ：l 的磷酸 盐缓冲液( p h ：6 8 ) ，在4 0 。c 下浸提3 小时，过滤、离心，取上层清液，备用。 1 4 8 莲藕切片色度的测定 选择新鲜完好的莲藕，洗净、去皮，用切片机切成厚约3 m m 的均匀薄片。将 切片浸在洋葱提取液中1 0 分钟，取出后尽量除去表面水分，真空聚乙烯袋包装， 8 c 下贮藏。色度采用w s c s n 色色差计测得，仪器照明几何条件采用c i e 规定的 4 5 o 测试头，表色系统为a e ( l ，a ，b ) 。其中，e 为总体色差，差值越小，说 明与标准白板的色度越接近，颜色越白。a 值为+ ，则颜色偏红，a + 值为，则颜 色偏绿。 2 结果与分析 a _ 一处理组b 一对照组结果为三组平行的平均值 2 1 色度的变化 a 6 4 4 2 4 0 3 8 3 8 崽 3 3 0 2 。 2 6 2 2 i 图4 1 贮藏中鲜切莲藕a e 的变化 f i g 4 - 1c h a n g ei nh u ea n g l eo rf r e s h - c u tl o t u sr o o td u r i n gs t o r a g e 甲、 一 一 ， j t 下 华中农监大学2 0 0 5 属硕士研究生毕业论文 扎5 。1 。 l5 。 5 号。 d5 _ 。 - 5 o 图4 2 在贮藏中鲜切莲藕a 值的变化 f i g 4 - 2c h a n g ei nh u ea n g l eo f f r e s h c u tl o t u sr o o td u r i n gs t o r a g e 本实验用洋葱提取液浸渍莲藕切片，在1 6 天的贮藏过程中观察藕片的色度变 化，由图4 1 与4 2 可以看出( a - 经过洋葱提取液处理过的藕片，b 对照) ，b 组在贮藏第四天的a + 值明显高于a 组，在表色系统中，a 值越大，物质颜色偏红， 可见在贮藏初期，b 组褐变程度较高，随着贮藏时间的延长，在第1 2 天时两组相 差不大。观察两组的e 值不难看出，b 组在贮藏过程中的e 值均高于a 组( e 越大，褐变程度越高) 。因此可以得出，提取液对藕片色度的保持具有一定的作 用，经过方差分析，a 、b 两组e 变化的f 值为1 1 3 2 ，p 为0 1 2 5 6 ，达到显著水平。 莲藕的色度变化主要是因为莲藕的褐变所导致的，褐变是果实成熟老化生 理衰退的特征之一，果蔬在加工贮藏的过程中均会发生褐变，造成果蔬品质变化， 贮藏期缩短，成为保鲜贮藏的主要障碍( 李宁和郁志芳，2 0 0 0 ) 。莲藕褐变包括酶 促褐变和非酶促褐变，酶促褐变主要是由于多酚氧化酶与各种酶类底物发生反应 的结果，在贮藏过程中莲藕发生的褐变主要是酶促褐变。 2 2 硬度的变化 软化是果蔬表现出衰老的显著特征之一，软化主要原因是构成细胞壁和胞问 层的果胶质、纤维素以及细胞内的果胶、淀粉等不溶性物质在酶作用下逐渐分解， 使微纤维结构变得松弛而软化，细胞壁变薄，细胞趋于分散，胞问层逐渐溶解， 胞间连丝消失，细胞壁结构消失破坏，细胞分离，抵抗压力能力变差。同时，伴 随衰老过程各种膜的功能破坏，透性增强，使各种内溶物容易透过，易流出汁液， 使底物与酶充分接触，进一步加快了软化的速度，加重了软化的现象( 石海 燕，1 9 9 7 ) 。与软化作用相关的酶主要有纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶( p c ) 、果胶 酯酶( p e ) 、果胶甲酯酶( p m e ) 、b 术聚糖酶、a - d 一甘露聚糖酶、b 一半乳糖酶、 d 一葡糖苷酶、木葡聚糖内糖基转移酶等( 粱小娥等，1 9 9 8 ) 。 洋葱提取物镌谤捣变蟊 究 果蔬组织软化的程度是衡量贮藏品质的重要指标。从图4 3 可以看出，在 贮藏过程中，a 、b 的硬度均有所下降，但是，经过浸渍处理的a 组在前四天基 本保持原有硬度，变化不大，随后，虽然慢慢下降，但幅度不大，与a 相比， b 下降的更快一些，说明提取液对藕片的硬度也有一定的保持作用，这可能与提 取液抑制p e 活性有关，其抑制机理需要进一步研究。 图4 - 3 在贮藏中鲜切莲藕硬度的变化 f i g 4 - 3c h a n g ei nr i g i d i t yo ff r e s h - c u tl o t u sr o o td u r i n gs t o r a g e 2 3t s s 的变化 t s s ( 可溶性固形物含量) 的变化是各营养物质变化的综合表现，是衡量果实 品质的重要指标，可溶性圆形物的减少是果实衰老的表现之一，变化的快慢也反 映其衰老的速度。试验表明，经过浸渍处理的藕片与对照的t s s 含量随着贮藏时 间的延长先上升后下降，贮藏过程中可溶性固形物的损失不大，是因为低温及真 空包装有效的抑制了呼吸强度，从而使可溶性固形物的消耗相对减少。从图中可 以看出，两者并无显著差异，可见，提取液对莲藕的t s s 含量影响不大。可溶性 固形物前期上升，主要原因是果实尚未完全成熟，淀粉等不溶性大分子物质，贮 藏过程中缓慢降解成可溶性小分子物质，代谢总量小于降解总量，使可溶性固形 物含量升高；大部分物质降解后，降解总量开始小于代谢总量，所以固形物含量 又开始下降。 牛中农监大学猢s 属碗士研究生毕业论文 ， 75 7 7 j 点 蛤7 1 p 7 - 图4 - 4 贮藏中鲜切莲藕可溶性固形物含量的变化 f i g 4 _ 4c h a n g e i nt s sc o n t e n to f f r e s h c u tl o t u sr o o td u r i n gs t o r a g e 2 4 多酚氧化酶活性的变化 由图4 5 可以看出，a 与b 在贮藏前期酶活力均降低，这是因为真空包装 及低温贮藏抑制了部分酶活性，而在第四天之后，对照的酶活力逐渐变大，在第 8 天达到最大值，之后，又呈下降趋势。这是因为在贮藏初期，p p o 尚未被激活， 经过一段时间后，由于氧气的介入，使p p 0 的活力逐渐提高，而到了后期，由于 酚类物质反应后量的减少，p p 0 的酶活也下降了。而a 受到低温( 王清章，1 9 9 7 ) 、提取物的双重抑制，酶活显著降低。经过方差分析，f ：9 5 6 ，p = o 0 1 4 5 ，达到 显著水平，提取物对p p o 的活性抑制显著。 i j 圜 jj 。、 i 图4 - 5 多酚氧化酶活性的变化 f i g 4 5c h a n g ei np p oa c t i v i t yo f l o t u sr o o td u r i n gs t o r a g e 7 6 5 ，2 ，o 0 7 e 5 3 2 1 e6，i8一odd 洋葱挺取物的防揭变研究 2 5 淀粉的变化 莲藕含有多种营养成分，藕中含有近8 0 的水分，蛋白质含量较低，只有 1 一2 ；粗纤维含量约为1 ，且长度较大；淀粉含量占1 0 一1 2 ，其余为可 溶性糖，果胶类的胶体物含量很少。莲藕淀粉颗粒的粒径为1 0 - 8 0 “m ，平均粒 径约为3 2 口m ，比木薯、甘薯淀粉的粒径大，与马铃薯淀粉的粒径相当。因此， 藕粉颗粒沉降容易且糊化速度快。另外，新鲜莲藕质地脆，易于切块、切片、破 碎和研磨，同玉米、木薯、甘薯相比，莲藕极易提取淀粉。莲藕为高碳水化合物， 蛋白质、脂肪含量很少，用其生产淀粉不仅得率高，而且比较纯净，藕淀粉味甘 性平，能养血止血、养阴补阴、调中开胃、健脾止泻，为衰弱、虚劳久病患者的 理想食品。作为传统食品，因其有一定的药用价值，已越来越引起人们的重视， 作为莲藕中的主要营养成分，淀粉含量的变化是衡量莲藕贮藏品质的重要因素， 防止淀粉水解，尽可能多的保存淀粉含量则是贮藏的目标之一。由图4 6 可以 看出，与对照相比，a 的淀粉含量略高，是否是因为褐变引起营养物质的损失而 导致淀粉含量的降低，或是某些活性成分抑制了淀粉向糖方面的转化，需要进一 步研究。随着贮藏时间的变化，a 、b 的淀粉含量均呈下降趋势。 o 竹 图4 - 6 在贮藏中鲜切莲藕淀粉台量的变化 f i g 4 6c h a n g ei na m y l u mc o n t e n to ff r e s h - c u tl o