浓缩砀山酥梨汁非酶促褐变机理及其控制技术研究

砀山酥梨是安徽大宗特产水果，栽培面积达到50万亩，年产量100万吨。除鲜销外，约占总产量1/3的酥梨被加工成梨汁出售。通常，砀山酥梨汁经超滤和树脂脱色，将色值T440提高至90％，经浓缩至70Brix°，色值会降低至75％左右。新加工的梨汁能符合国家标准和出口要求(色值T440＞45％)，但在贮运中色值却迅速下降，37℃下不到一周即降至30％左右，严重影响产品的质量、价格和市场竞争力。 为解决浓缩酥梨汁的贮存褐变问题，作为安徽省“十五”二期农产品加工重点项目《砀山酥梨汁加工关键技术及产业化》重要研究内容，本文从判别浓缩砀山酥梨汁生产（加工、贮存）中的褐变类型（酶促、非酶促）入手，分析了贮存过程浓缩酥梨汁的褐变要因，研究了褐变动力学，进行了褐变抑制技术开发。研究结果表明： 1．在整个浓缩酥梨汁生产过程中，预浓缩工序之前的褐变主要是酶促褐变：预浓缩后至超滤之间既有酶促褐变亦有非酶促褐变，超滤之后的褐变则主要是非酶促褐变。浓缩酥梨汁在贮存中的褐变以非酶促褐变为主，酶促褐变几可忽略。 2．在浓缩砀山酥梨汁贮存过程的非酶促褐变中，氨基酸、糖和酚的含量变化与褐变指数(A440)显著相关：氨基酸与A440呈指数相关，糖和酚与A（440）呈线性相关。通过对酥梨汁褐变的模拟分析，发现美拉德反应是非酶促褐变的主要因素：在50℃下，美拉德反应对非酶促褐变的贡献是焦糖化贡献的4倍，酚的氧化对褐变贡献微小；在30和37℃下。非酶促褐变是由美拉德反应引起的，焦糖化和酚的氧化对非酶促褐变没有显著贡献。在美拉德反应中，糖和氨基酸对褐变的贡献大小依次为：果糖＞葡萄糖＞山梨醇＞蔗糖；天冬氨酸＞丙氨酸、谷氨酸、苏氨酸＞缬氨酸＞赖氨酸、组氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸＞异亮氨酸＞苯丙氨酸、半胱氨酸＞脯氨酸。 3．浓缩酥梨汁贮存中褐变指数(A440)随着温度和时间的增加而上升，A440的变化符合两阶段复合型模型；褐变反应常数K随温度的升高而升高，褐变反应活化能Ea=7.05kcal/mol；贮存中5-HMF含量随着温度和时间的增加而上升，在37℃和50℃时与褐变指数A（440）成正相关；光照对浓缩酥梨汁褐变无显著促进作用；空气对褐变在初期有促进作用。 4．采用阳离子交换—大孔树脂组合吸附技术，可抑制浓缩酥梨汁的贮存褐变。用阳离子交换树脂将酥梨汁pH调整为4.0—4.1，再经大孔树脂吸附，可将色值提高到85％；组合吸附处理的浓缩汁（70Brix°）可在37℃下历经35天海运到口岸（模拟实验），色值仍大于45％，符合出口质量标准。