果蔬加工过程中的褐变分析及护色措施

张菡

为果蔬属于鲜活有机体，在发生褐变的时候，必然会与材料的生理状态产生紧密联系。所以对于果蔬深层次褐变调控机理的具体分析，必定会对果蔬褐变理论产生积极影响，使其体系不断完善与丰富，同时褐变有效控制技术的探索，在技术层面具有良好指导性。

1.浅析果蔬加工时的褐变因素

1.1酶促褐变

水果蔬菜等果蔬产品会因为多种原因产生褐变现象，从而产生对外观、销售及食用方面的影响，通常果蔬果蔬褐变的原因多为是失水、组织衰老、机械损伤、病原微生物侵染、高CO2及低温冷伤害等。很多研究都表明果蔬褐变的产生是在多酚氧化酶（PPO）的时候发生，或者有氧化物酶（POD）作用的时候也会发生褐變。作为集合术语的PPO，它最适合的活性pH值为5.0到7.0之间，其性质特征为高耐热，可抑制很多的硫化、有机酸及酚类底物等类似物。果蔬褐变通常在PPO在在H2O2环境中的协同作用下，发生的多酚物质快速氧化反应。例如苹果、马铃薯、香蕉、梨、桃等水果发生褐变的情况相对严重一些。简单来说，酶促褐变的主要决定因素是果蔬中的单宁物质。它的组织中如果酚类物质低于0.45g/kg，在空气中就可以保持3到4个小时不会发生变色，当其含量大于1.10g/kg，就会迅速在空气中发生变色行为。所以科学认为，通常发生果蔬褐变，也必须有3个条件同时具备才可以，也就是样、酚类物质和PPO。例如西瓜、柑橘及番茄、西瓜等果蔬，因为其褐变的酶或酶活性不是很高，所以它们不容易有酶促褐变现象的发生。

1.2非酶褐变

非酶褐变包括多种褐变种类，具体有美拉德与焦糖化反应褐变、非焦糖化反应引起褐变、抗坏血酸氧化变色及酚类化合物自动氧化变色等。焦糖化反应的过程十分复杂，虽然现代科学还没有对焦糖反应的机理作为明确认知与解答，但已经做出了对糖类在不具备氨基化合物情况下，加温超过135℃熔点时的非褐变前期反应机理的明确认识。糖或糖浆直接进行超过100℃加热时，引发糖化反应。而蔗糖的糖化温度则大于200℃，在这个温度上对其加热会生成聚糖烯，如果在没有缓冲盐的时候一直加热，就会产生深色焦黑素，此物质和水不想溶，这就是非焦糖化反应，果汁干燥时和这种情况有异曲同工之处。如果碱性条件的抗坏血酸不稳定，则会很快就生成脱氢抗坏血酸，这种物质容易发生褐变。因为酚类化合具有很多繁多的种类，所以褐变过程是较为复杂的。例如：对板栗进行加热，它体内的酚类物质在Fe3+存在和进行加热的时候，就会有自动氧化反应出现，果肉就会显现出点块状褐色斑，且不连续，最终发生褐变。

2.防止果蔬加工褐变的主要措施

2.1物理措施

加热、低温、包装及高压处理，都是物质措施的内容。PPO在进行加热处理后，活性就会消失，这也是过去传统食品经常用到的对褐变进行抑制、处理的主要方法之一。热处理需要在90-100℃高温下进行一段时间的热烫，但切勿热烫过度造成营养成分的损失。低温也比较常见，即鲜果蔬在高温下会具有旺盛的呼吸与代谢，而低温储藏下PPO和它具备的酶活性就会被减缓，果蔬就得到了上架时间的延长。气调包装可以对园艺品进行品质劣变的保护，减少它们的失水，延缓褐变。近年来工业上也经常会用到高压处理法进行食品灭菌。因为高压可以大大减小果蔬原料、营养流失，尽可能将原有风味保持住，应用前景广阔。

2.2生物技术

基因工程改良和品种选择、浸涂蜂蜜、植物性提取液、酶制剂处理等都属于生物技术的措施内容。科学证明果蔬含有多少酚类物质，除去遗传因素作用，还有成熟阶段的各种自然环境作用，如降雨量、气温和土壤等，所以利用基因工程进行果蔬PPO物质改良，降低PPO活性，也是延缓褐变的途径。对于PPO褐变与活性值来说，蜂蜜有着特殊作用，可以对其起到印制性，蜂蜜中的类黄酮、酚类物质和一些抗氧化成分，可以起到延缓褐变作用。植物处理液和蜂蜜处理法一直，都是植物汁液中的活动成分作用，可以对褐变起到一定控制与抑制性。研究表明，蛋白酶对苹果和马铃薯来说，可以起到很好的褐变抑制作用，原因是由于蛋白酶可以对促进褐变的相关酶系，产生一定的失活作用，让褐变现象得到了延缓。

2.3化学措施

有机酸、螯合剂、SO2或亚硫酸盐、食盐、抗坏血酸、化学试剂联用都是防止褐变的化学加工措施，每种可以控制褐变的化学物质因物质成分不同，所以其印制肌理也有很大区别。苹果酸及柠檬酸这类有机酸是比较常见的果蔬酸，可以很好的对PPO活性进行印制，从而将褐变发生时间进行减缓。4.5-8.0pH值对多数酚酶来说最为合适，但当其pH小于3.0的时候，酚酶几乎不可逆的失活，因此使用各种化学成分剂均可起到很好的褐变延缓、抑制作用。

总之，上述对果蔬褐变控制措施的发展前景及当前使用情况展开论述，并且进行了几种褐变措施的对比分析，认为物理措施相对来说较其他手段更具安全性，在果蔬褐变中进行多种物理措施的综合应用，应当会取得理想效果。

（作者单位：831100新疆昌吉中粮屯河糖业股份有限公司）