砀山酥梨果汁褐变机理及控制技术研究

梨汁加工和贮藏过程中遇到的主要技术难题之一是梨汁褐变,梨汁褐变是梨汁在加工和贮藏过程中颜色发生改变的一种现象,其严重影响了梨汁色泽、风味、状态等品质,降低了梨汁产品的市场竞争力。梨汁褐变包括酶促褐变和非酶促褐变两种类型。本文以砀山酥梨为试验材料,系统研究了梨汁酶促褐变和梨汁非酶褐变的机制及其控制技术。在梨汁酶促褐变方面,一方面系统地研究了砀山酥梨多酚氧化酶（PPO）的最适pH、最适温度及其它基本酶学特性,为采用化学试剂抑制PPO活性提供依据;同时也系统地研究了萝卜提取液对砀山酥梨PPO活性的抑制作用及对梨汁褐变的预防作用。在梨汁非酶促褐变方面,主要研究了不同贮藏环境条件,如温度、pH、多酚类物质、L-半胱氨酸、金属离子、光照、氧气等,对砀山酥梨果汁褐变的影响。通过对引起梨汁褐变因素的系统研究,以揭示梨汁褐变的机理,探讨抑制梨汁褐变的措施,从而为预防梨汁褐变提供理论和技术支持。主要结果如下: 以邻苯二酚为底物,探讨了对砀山酥梨PPO酶学特性及不同抑制剂对PPO活性的影响,结果发现砀山酥梨PPO的最适pH为4.5,最适温度为34℃;短时间高温能显著抑制PPO活性;PPO催化的酶促褐变反应动力学符合米氏方程,Vmax=178.57 U/min,Km=0.125 mol/L;柠檬酸、L-半胱氨酸、抗坏血酸、亚硫酸氢钠可抑制梨PPO活性,且随着抑制剂浓度的加大,其抑制效应逐渐增强,但综合研究表明L-半胱氨酸抑制效应较好。 以萝卜提取液为天然物质抑制剂,研究其对砀山酥梨PPO活性及对梨汁褐变的影响。萝卜提取液对梨PPO活性有抑制作用,且以加热萝卜提取液抑制效果最佳。随着加热温度和加热时间的延长,萝卜提取液对PPO活性的抑制作用更明显。提高萝卜提取液浓度可更好地抑制PPO活性。萝卜提取液对PPO抑制类型为竞争性抑制。萝卜提取液可有效抑制梨汁褐变。 以梨汁褐变度和5-羟甲基糠醛（5-HMF）为主要褐变评价指标,就不同贮藏温度和pH对梨汁非酶褐变的影响进行比较研究。结果表明温度对贮藏梨汁褐变有显著影响,温度越高,梨汁褐变度越高、5-HMF生成量越多,同时褐变度和5-HMF生成量之间呈正相关性;温度升高褐变加快,反应活化能为Ea=6.64 kCal/mol。pH对贮藏梨汁褐变影响较大,随着pH降低,梨汁褐变度越大、5-HMF生成量也越多;在pH值较低（pH3、pH3.5）时,褐变度和5-HMF生成量呈正相关,而pH值较高时（pH5、pH5.5）,褐变度和5-HMF生成量的相关性降低。 以砀山酥梨汁为原料,通过测定梨汁贮存过程中褐变度的变化,研究活性炭处理、L-半胱氨酸、金属离子(Fe2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+)、氧气、光照等因素对梨汁非酶褐变的影响。研究结果表明:活性炭处理可减轻梨汁褐变;适宜浓度（1mmol/L）的L-半胱氨酸可抑制梨汁褐变,而高浓度（5 mmol/L）的半胱氨酸促进梨汁褐变;不同的金属离子对梨汁非酶褐变的促进作用不同;氧气可显著提高梨汁贮藏过程中的褐变程度;光照可促进梨汁非酶褐变。通过控制这些因素可有效地抑制梨汁非酶褐变