不同护色方法对板栗加工中酶促褐变影响的研究

摘要：本文研究了不同的护色处理对板栗加工中褐变的影响。根据单因素试验结果，选取了热烫、柠檬酸浸渍和亚硫酸钠浸渍等处理方法，通过正交试验确定出护色工艺为：80℃热烫 30s、0.6%柠檬酸溶液和 0.2%亚硫酸钠混合溶液浸渍 10min 共同处理下对抑制多酚氧化酶活性效果，该处理条件下多酚氧化酶的活力控制在2U/mL 左右。
板栗俗称栗子，是我国人民喜欢的一种重要坚果。板栗不仅可以作为高级的本土粮食，生食、炒食、蒸煮、烹饪等低不相宜。板栗营养丰富、产量高、用途广、适应性强，栗仁具有细、香、甜、脆、风味佳的品质，是一种具有较高药用价值和保健功能的果中珍品。但新鲜板栗含水量较高，新陈代谢旺盛，在板栗加工过程中存在诸多技术难题。其中技术难题之一是加工过程中栗仁出现的褐变，包括酶促褐变和非酶褐变。酶促褐变是由栗仁中酶的作用所引起的，其中多酚氧化酶（PPO）是植物体内存在的一类氧化还原酶，在氧气存在的条件，它是引起板栗酶促褐变的主要酶类。
本试验从生产实际出发，研究了不同护色处理对板栗褐变的影响效果。采用对多酚氧化酶有明显抑制作用的漂烫，并配合亚硫酸钠溶液和柠檬酸溶液浸渍共同护色处理，通过正交试验确定了护色工艺，从而对板栗工业化生产提供品质保障。

1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜板栗，市售、粗细匀、低病虫害、完整低损伤、表皮低霉；食盐、柠檬酸、异抗坏血酸钠、亚硫酸钠、0.2%邻苯二酚、pH 6.0 缓冲液、丙酮。
1.2 仪器与设备
分析天平、可调式电炉、722 分光光度计、离心机、匀浆机及实验室常用仪器设备。
1.3 方法
1.3.1 护色工艺
采用不同的漂烫时间（80℃条件下），不同浓度的食盐溶液、柠檬酸溶液、抗坏血酸溶液和亚硫酸溶液对板栗进行浸泡护色工艺处理。
1.3.2 多酚氧化酶液的提取和分离
称取 5 份 5g 重的新鲜板栗，分别经过 80℃热水漂烫、食盐溶液浸渍 10min、柠檬酸溶液浸渍10min、抗坏血酸溶液浸渍 10min 和亚硫酸钠溶液浸渍 10min 处理。将处理后的板栗取出加少许预先冷藏的混合磷酸缓冲液（pH 值为 6.0）冰浴研磨，然后加入 5mL 磷酸盐缓冲液，于 4℃静置 20min，上清液即为多酚氧化酶粗酶液。粗酶液先经 10mL 丙酮沉淀，然后加入磷酸缓冲液 50mL，制成待测酶液并置低温（4℃）下保存备用。
1.3.3 多酚氧化酶活性测定
多酚氧化酶（PPO）是引起板栗酶促褐变的主要酶类，本研究以多酚氧化酶活性为指标反映板栗加工中酶促褐变的程度。量取上一步制得的待测酶液2.0mL，加 2.0mL pH 6.0 缓冲液，再加 8.0mL 0.2%邻苯二酚于三角锥瓶中，振荡混匀，移于 5mL 比色皿中，用 722 分光光度计在 410nm 处测吸光度，平测定三次，取平值，1 个活力单位（U）定义为测定条件下每分钟引起吸光值改变 0.001 所需的酶量。

2 结果分析
2.1 热烫对板栗褐变的影响
80℃的热水热烫处理对抑制板栗多酚氧化酶的活力显著，是在 15-45s 时，酶的活力下降明显。初步分析热烫处理抑制板栗褐变的原因在于 80℃的热烫使作用于蛋白质的酶丧失了活性，从而抑制了多酚氧化酶的活力，进而控制了板栗的褐变。
2.2 食盐溶液对板栗褐变的影响
板栗经食盐溶液浸渍后，多酚氧化酶的抑制效果远不及 80℃热水热烫处理。分析可知：食盐溶液可以一定程度地抑制板栗的褐变是由于一定浓度的食盐可以使多酚氧化酶变性，同时导致蛋白质的变性（可逆过程）。随着食盐浓度的增加，板栗褐变的抑制趋于平稳状态，因此食盐溶液的抑制效果不佳。
2.3 柠檬酸溶液对板栗褐变的影响
柠檬酸溶液处理对抑制多酚氧化酶的活力的效果显著，其抑制效果优于食盐溶液处理，与漂烫处理有类似的效果。当柠檬酸溶液浓度在0.6-0.8%之间时，酶活力得到了有效的控制。
2.4 抗坏血酸钠溶液对板栗褐变的影响
抗坏血酸钠溶液对多酚氧化酶具有一定抑制作用，分析其抑制酶活力的原因在于抗坏血酸钠是抗氧化剂，它能在一定程度上抑制氧化的褐变过程。但其抑制效果不及热烫、柠檬酸处理，且抗坏血酸钠溶液浓度在 0.25%以上时对酶活力的抑制效果已趋于稳定。
2.5 亚硫酸钠溶液对板栗褐变的影响
亚硫酸钠溶液处理板栗，对抑制多酚氧化酶酶活力的效果显著，优于食盐溶液及抗坏血酸钠溶液处理，与热烫、柠檬酸处理效果类似，浓度在 0.15-0.25%之间酶活力得到了有效的控制，进而抑制了褐变。
2.6 正交试验结果分析
根据单因素试验结果，选择了对抑制板栗多酚氧化酶酶活力有效的 3 个因素：热烫处理、柠檬酸溶液浸渍和亚硫酸钠溶液浸渍，进行三因素三水平的正交试验，以酶活力作为评价指标。根据正交试验结果，热烫处理对抑制酶活力的影响随时间的增加先上升后下降；亚硫酸钠溶液浓度越高，护色效果越好；柠檬酸对酶活力的影响不及热烫和亚硫酸钠溶液。比较三个因素的极差 R 可知，A（漂烫）因素和 B（亚硫酸钠）因素的极差比较大，而 C（柠檬酸）因素的极差较小，即 A 因素和 B因素是主要因素，C 因素属于次要因素。试验可知，护色工艺条件是：A2B3C1或 A2B3C3。从经济性和食用安全性考虑，并满足护色后二氧化硫残留量符合 GB2760-2011 标准，护色时亚硫酸钠溶液的浓度应选 0.20%；柠檬酸溶液浓度为 0.8%，护色工艺条件为：A2B2C3。
2.7 验证试验
为了获得的护色工艺条件，需要对上述工艺条件进行验证试验。
在护色工艺 A2B2C3，即 80℃的热水中热烫 30s，0.8%的柠檬酸和 0.2%的亚硫酸钠混合溶液浸渍 10min 的条件下，板栗褐变到了很好的控制，其多酚氧化酶的活力基本控制在2.0U/mL 左右。

3 结论
本试验研究了 5 种不同的护色工艺方法 (热烫、食盐溶液、柠檬酸溶液、抗坏血酸钠溶液和亚硫酸钠溶液)对抑制板栗褐变的效果。通过采用分光光度计对酶活力的测定，比较了对多酚氧化酶活力的抑制效果，选择了三个效果较好的处理方法即热烫、柠檬酸溶液浸渍和亚硫酸钠溶液浸渍进行三因素三水平正交试验。结果：先将板栗在 80℃的热水中热烫 30s、再置板栗于 0.6%的柠檬酸和 0.2%的亚硫酸钠混合溶液浸渍 10min，对抑制多酚氧化酶活性效果。通过进一步的验证试验可知，在述护色工艺条件下处理后，多酚氧化酶的酶活力控制在 2U/mL 左右，板栗加工中的褐变问题得到了有效地解决。

来源：惠合发酵罐厂家

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