彻底消除莲藕汁梨汁等果汁的酶促褐变
彻底消除莲藕汁梨汁等果汁的酶促褐变
王健13901024290，（010）69409663，E-mail: [email]pkwangjian@163.com[/email]
在果蔬加工过程中，净菜加工和果汁加工极易发生褐变现象，不仅影响产品外观与风味，而且还会造成营养物质的损失，甚至引起食品腐烂变质。果汁的褐变种类很多，反应也非常复杂，大体分为控制酶促褐变、非酶促褐变、金属离子引起的褐变和VC类褐变，而最难抑制的就是以莲藕汁梨汁香蕉等果汁褐变为代表的酶促褐变。
1 酶促褐变原理
在果蔬加工过程中，完整细胞中酚类化合物和醌类化合物之间的动态平衡被破坏，由于空气中氧的侵入和原果蔬中多酚氧化酶的催化作用，多酚类物质被氧化成邻醌，然后，在酚羟基酶作用下进行二次羟基化作用，生成三羟基化合物，邻醌具有较强的氧化能力，可将三羟基化合物氧化成羟基醌，羟基醌进一步聚合而由红色变为褐色，最后变成黑褐色的黑色素物质[1]。
上述生化反应中多酚氧化酶是重要的影响因素和必备条件，多酚氧化酶含有Cu2+酶。依据酶作用底物的特性，植物中的多酚氧化酶包括三种类型[2]：第一种是单酚单氧化酶(Monophenol monooxygenase, E.C.1.14.18.1)，亦称酪氨酸酶（Tyrosinase）、单酚氧化酶（Monophenol oxidase）、甲酚酶（Cresolase），这种多酚氧化酶能催化一元酚氧化成邻位酚；第二种是双酚氧化酶（Diphenoloxidase, E.C.1.10.3.1），亦称儿茶酚氧化酶（Catechol oxidase）、多酚氧化酶（Polyphenoloxidase, PPO）、o-双酚酶（o-diphenolase），这种多酚氧化酶能催化氧化邻位酚，但不能氧化间位酚和对位酚；第三种是漆酶（Laccase, E.C.1.10.3.2），该酶能氧化邻位酚和对位酚，不能氧化一元酚和间位酚。现在所说的多酚氧化酶一般是双酚氧化酶和漆酶的统称。
2 酶促褐变的抑制
影响酶促褐变的主要因素包括温度、pH值、氧和抑制剂。酶促褐变的抑制一般按照如下的规则：(1)抑制或降低多酚氧化酶活性；（2）去除或隔离底物；（3）去除氧;（4）除掉反应中间产物。
2.1 温 度
热处理可有效地抑制多酚氧化酶活性，随着温度的升高酶活性降低。这是由于高温造成蛋白质变性而引起的。因此，加热是最彻底的抑制酶促褐变的方法，目前已被广泛应用，烫漂和巴氏杀菌处理均属于此类方法，其处理的关键是要在最短时间内达到钝化酶的目的，否则，易因加热过度而影响产品质量，使产品具有蒸煮味；相反，如果热处理不彻底，破坏了细胞结构，但未钝化酶类，反而会增加酶与底物接触机会进而促进酶褐变。一般来说，在75~95 ℃之间热处理5~7 s，可使大部分酶失活[3]。但是有些水果（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。梨、苹果果实组织中多酚氧化酶在沸水中需4~5 min才能失活[4]。香蕉一般在90~100 ℃热水中处理10 min酶的活性才能完全丧失[5]。百合在加工贮藏过程中，褐变的控制以热烫的影响最为显著，其次是调节pH值，再次是加抗氧化剂（异VC钠）[6]。
2.2 氧
氧是酶促褐变不可缺少的条件，除去氧或降低环境中氧含量可有效地抑制酶促褐变的发生。除去或减少体系中氧气含量常用的机械方法是真空脱气法，另外，较为可行的脱氧方法还有酶法脱氧，例如，在产品中加入适量葡萄糖氧化酶或过氧化氢酶，不但可以去除或减少产品中的氧气，达到抑制褐变的目的，采用气调包装保鲜马铃薯（3%O2和9%CO2）也能够很好地控制褐变，氧分压在0.25 kPa以内可抑制莴苣和桃切片的褐变。
2.3 pH值
长期的研究表明，多酚氧化酶活性在pH4.5以上条件下开始增强，pH5~7时逐渐达到最高，低于2.5时几乎完全失活。香蕉中多酚氧化酶对pH值很敏感，在pH5.8~6.0时活力最高[9]，但是，苹果中多酚氧化酶耐酸性很强，在pH 3.0条件下仍可保持最高活力的40％。通过使用酸化剂降低pH值抑制酶促褐变已得到广泛地应用，但酸化剂往往与其他抑制剂混合使用，因为单一的通过调pH值抑制酶促褐变不能取得理想的效果。
2.4 抗坏血酸抑制剂
抗坏血酸具有还原性，它将醌类物质及其衍生物还原成酚类物质，还可降低体系pH值，并通过自身氧化来减少体系的含氧量。当抗坏血酸加入量达到0.4～0.6 g/L时，马铃薯PPO活性受到显著抑制，加入量达1.0时几乎可完全抑制PPO活性，0.10 g/100 mL L-Cys结合0.15 g/100 mL抗坏血酸可有效地延长马铃薯丝货架期。但因植物体内含有抗坏血酸氧化酶，当果蔬组织破坏，又与空气接触时，能使抗坏血酸迅速被破坏。而且抗坏血酸本身即可被氧化而造成褐变。
2.5 鳌合剂
鳌合剂通过与铜离子形成配位化合物使PPO失活，如EDTA、柠檬酸等
3. 彻底消除莲藕汁梨汁等果汁的酶促褐变
大量的科学研究，目前人们已经对酶促褐变已经有了一定的认识，为了控制酶性褐变添加的抗氧剂也是五花八门，但基于上述原理的很多办法在莲藕汁梨汁香蕉汁等果汁实际的生产中的酶促褐变控制的还不是十分理想，一代代学子也是也为之努力着，试图能找到一个理想的控制消除莲藕汁梨汁等果汁的酶促褐变的办法，还没有找到一个能同时具有抗氧、低PH值钝化PPO酶、螯合金属离子的特性理想的抗氧剂。
Vb-Na抗氧剂（商品名，GB2760允许使用）是从可食性植物中提取的天然抗氧化因子及其衍生物，属维生素B族，能够螯合金属离子切断果汁的氧化途径，和金属离子结合具有钝化酶的作用，彻底消除莲藕汁梨汁等果汁的酶促褐变，与其特有的相乘性物质络合而成的新型天然抗氧化保鲜稳定剂。广泛应用于果汁和啤酒及茶饮料行业，在防止果汁和啤酒及茶饮料氧化、控制啤酒贮存过程中的双乙酰回升、提高非生物稳定性和风味稳定性、延长果汁和啤酒及茶饮料保鲜期都具有极为显著的效果。对消除含油脂食品瓜子炒货的哈喇氧化酸败也有很好的抑制作用。
产品状态：白色晶状粉末，有吸潮性，易溶于水。
主要成分：维生素B族及其它天然物质（商品名，GB2760允许使用）
抗褐变的Vb-Na抗氧剂用法及用量：
用法：尽量在原料果粉碎时或在果汁果酱生产的巴氏杀菌前加入Vb-Na抗氧剂，加量5/10000。先计算一下将要加入的Vb-Na抗氧剂的量，然后用适量的水将Vb-Na抗氧剂溶解，迅速加入粉碎的果浆中并充分搅拌均匀。
如是用于果汁饮料，加入Na-Vb的量应按照最终配得的果汁饮料的总重量的2～5/10000去计算! 例如：由50吨的浓浆加水配得500吨的果汁饮料，应按照500吨的2～5/10000去计算Na-Vb的加入量
请在实验室试验时请按2～5/10000作一个梯度试验！以便得到一个合理经济的添加量。建议添加量3/10000
1.用于果汁饮料和水果罐头抗褐变和含油脂植物蛋白饮料抗油脂酸败（哈喇味）的Vb-Na抗氧剂用法及用量：
尽量在原料果粉碎时或在果汁果酱生产的巴氏杀菌前加入Vb-Na抗氧剂，加量5/10000。先计算一下将要加入的Vb-Na抗氧剂的量，然后用适量的水将Vb-Na抗氧剂溶解，迅速加入粉碎的果浆中并充分搅拌均匀。
如是用于果汁饮料，加入Na-Vb的量应按照最终配得的果汁饮料的总重量的2～5/10000去计算! 例如：由50吨的浓浆加水配得500吨的果汁饮料，应按照500吨的2～5/10000去计算Na-Vb的加入量
2.用于糕点抗油脂氧化酸败：在和面时就加入面总量的3/10000,馅料在混料时加5/10000，先用适量的水将称好的抗氧剂溶解，然后加入，充分搅拌，混合均匀。
3..鱼及肉类罐头和沙拉酱:加入内容总量的5/10000，在预混料时就加入进去，充分搅拌，混合均匀。
生产中的具体用法：花生奶，核桃露中：在巴氏杀菌前，饮料在混料时加入相当于最终配得饮料的总重的２～５／１００００的Na-Vb抗氧剂．在实验室试验时尽量先做几个不同用量梯度浓度的试验
消除瓜子炒货哈喇在生产中的应用：添加量是煮瓜子汤重的５／１００００，先用少部分水对已称重待添加的抗氧剂进行预溶解，待充分溶解后再倒入煮瓜子的汤中，充分搅拌至均匀，然后再放入瓜子进行煮制！
