甘蔗汁褐變抑制研究

1、學(xué)號(hào)： 畢業(yè)論文說(shuō)明書甘蔗汁褐變的抑制工藝研究Study on the technology of browning inhibition of sugarcane juice學(xué)院 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)生 指導(dǎo)教師（職稱） 完成時(shí)間 年 月 日 至 年 月 日摘要摘要 本實(shí)驗(yàn)以蔗汁為試材，研究蔗汁經(jīng)漂燙滅酶、添加、檸檬酸復(fù)合液及亞硫酸鈉溶液處理后的褐變抑制情況，分析其多酚氧化酶活性變化，探討不同滅酶溫度、和亞硫酸鈉添加量對(duì)蔗汁的保鮮效果以及抑制褐變的最適處理方法。結(jié)果表明：蔗汁褐變抑制工藝參數(shù)為：75漂燙滅酶、添加0.009%、0.004%檸檬酸復(fù)合液以及0.006%亞硫酸鈉處理可有效保護(hù)蔗汁中的酚

2、類物質(zhì)、花色苷和可溶性固形物含量，降低褐變指數(shù)和抑制多酚氧化酶的活性，保持蔗汁較高品質(zhì)。關(guān)鍵詞 蔗汁 褐變 抑制IAbstract In this paper, we studied the influence of browning, polyphenol oxidase activity of the fresh sugarcane juice in order to explore the best preservation conditions. The effects of vitamin C and sodium sulfite were compared for sugar ca

3、ne juice. The results showed that: It is a effective way to protect the polyphenols of samples. It can not only reduce the browning index inhibition of polyphenol oxidase activity but also keep freshly squeezed sugarcane juice higher quality through blanching enzyme inactivation in 75°C, adding

4、 0.009%, 0.004% citric acid mixture, and 0.006% sodium sulfite. The effectively of protecting the sugarcane juice polyphenols, anthocyanins and soluble solids content were affirmed.Keywords sugarcane juice browning inhibitionIV目錄目 錄摘要IAbstractII目 錄I第一章 緒論11.1 甘蔗11.2 甘蔗生產(chǎn)現(xiàn)狀11.3 國(guó)內(nèi)甘蔗加工現(xiàn)狀21.4 蔗汁褐變類型21.

5、4.1 酶促褐變31.4.2 非酶促褐變31.4.3 抑制褐變手段31.5 酶促褐變抑制方法31.5.1 加熱漂燙處理31.5.2 pH影響31.5.3 驅(qū)氧法41.5.4 改變底物結(jié)構(gòu)41.6 非酶促褐變抑制方法41.6.1 降溫貯藏41.6.2 水分含量51.6.3 亞硫酸鹽51.6.4 氧氣51.7 實(shí)驗(yàn)中褐變抑制方法51.7.1 熱處理61.7.2 酸處理61.7.3 亞硫酸鈉處理61.8 本項(xiàng)目研究的目的、意義及內(nèi)容61.8.1 目的及意義61.8.2 主要研究?jī)?nèi)容6第二章 實(shí)驗(yàn)部分72.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑72.1.1 實(shí)驗(yàn)材料72.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑7I2.2 實(shí)驗(yàn)儀器72.3 實(shí)驗(yàn)

6、方法82.3.1 榨汁與處理82.3.2 操作要點(diǎn)82.4 總酚測(cè)定82.5 花色苷測(cè)定92.6 褐變指數(shù)測(cè)定92.7 可溶性固形物測(cè)定92.8 PPO酶活性測(cè)定9第三章 結(jié)果與分析113.1 總酚測(cè)定11 3.2 漂燙溫度對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響.113.2.1 總酚含量影響123.2.2 褐變指數(shù)影響123.2.3 花色苷含量影響13 3.2.4 可溶性固形物含量影響133.2.5 PPO酶活性影響143.3 添加量對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響143.3.1 總酚含量影響153.3.2 褐變指數(shù)影響153.3.3 花色苷含量影響163.3.4 可溶性固形物含量影響163.3.5 PPO酶活性影響173.4 亞

7、硫酸鈉添加量對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響173.4.1 總酚含量影響183.4.2 褐變指數(shù)影響183.4.3 花色苷含量影響193.4.4 可溶性固形物含量影響193.4.5 PPO酶活性影響20第四章 結(jié)論21心得體會(huì)22致謝23參考文獻(xiàn)24I第一章 緒論第一章 緒論1.1 甘蔗 甘蔗，又稱薯蔗、糖蔗、黃皮果蔗，是一種一年生或多年生宿根熱帶和亞熱帶草本植物，是極其重要的經(jīng)濟(jì)作物。甘蔗喜溫、喜光，年積溫需55008500，無(wú)霜期330 d以上，年均空氣濕度不低于60%，年降水量要求達(dá)到800 mm1200 mm，日照時(shí)間在1195 h以上。甘蔗對(duì)土壤的適應(yīng)性比較廣泛，以粘壤土、壤土、砂壤土較好。土壤pH

8、在4.58.0范圍內(nèi)，甘蔗都能生長(zhǎng)，但以土壤pH值6.57.5最為適宜。 甘蔗含糖量極其豐富，其中主要是蔗糖、葡萄糖及果糖，含量達(dá)到12。此外，經(jīng)科學(xué)分析，甘蔗還含有人體所需的其他物質(zhì)，每千克甘蔗含蛋白質(zhì)0.2 g、脂肪0.5 g、鈣8 g、磷4 mg、鐵1.3 mg。另外，甘蔗還含有天門冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、丙氨酸等多種對(duì)人體有利的氨基酸，以及維生素B1、維生素B6和維生素C等等。而且甘蔗的含鐵量在各種水果中，雄踞“冠軍”寶座1。甘蔗榨成汁，并不會(huì)破壞以上營(yíng)養(yǎng)成分，而且口感更佳，是夏季消暑解渴的不錯(cuò)選擇。1.2 甘蔗生產(chǎn)現(xiàn)狀 甘蔗原產(chǎn)于熱帶、亞熱帶地區(qū)，是一種高光效的植物，光飽和點(diǎn)高，二氧

9、化碳補(bǔ)償點(diǎn)低，光呼吸率低，光合強(qiáng)度大，因此甘蔗生物產(chǎn)量高，收益大。新植甘蔗采用栽種甘蔗苗繁殖，栽種后不久即生根，長(zhǎng)出許多嫩芽，形成叢狀。收割時(shí)僅收割甘蔗莖，將根仍留在土壤內(nèi)，即宿根，來(lái)年宿根重新分枝生莖。因此，甘蔗為多年生植物，它的收獲多的可達(dá)78次，在中國(guó)一般為3次，即3年后挖去宿根，重新種植。據(jù)考證，甘蔗原產(chǎn)地為印度或者新幾內(nèi)亞，現(xiàn)廣泛種植于熱帶及亞熱帶地區(qū)。世界甘蔗種植面積最大的國(guó)家是巴西，其次是印度，我國(guó)排名第3位。甘蔗在我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，其產(chǎn)量和產(chǎn)值僅次于糧食、油料和棉花，居第4位2。 甘蔗在我國(guó)種植歷史悠久，大約在周朝周宣王時(shí)甘蔗由南洋群島傳入中國(guó)。中國(guó)蔗區(qū)主要分布在廣西

10、（產(chǎn)量占全國(guó)60%）、廣東、臺(tái)灣、福建、四川、云南、江西、貴州、湖南、浙江、湖北等南方省(自治區(qū))，是我國(guó)南方食用糖類制作的主要原料。現(xiàn)在我國(guó)北方部分地區(qū)也可以種植甘蔗，近年來(lái)主要在遼寧、河北、山東、天津的部分地區(qū)種植成功。我國(guó)最常見(jiàn)的食用甘蔗為竹蔗，在我國(guó)廣西和廣東西部地區(qū)，將甘蔗加工成汁進(jìn)行飲用已經(jīng)非常普遍，其可口清甜的味感，深受消費(fèi)者青睞。加上飲用甘蔗汁避免了鮮食甘蔗因其皮硬纖維粗帶來(lái)的糟糕口感，所以甘蔗汁的生產(chǎn)前景非?？捎^。1.3 國(guó)內(nèi)甘蔗加工現(xiàn)狀 甘蔗中含有豐富的糖分、水分，還含有對(duì)人體新陳代謝非常有益的各種維生素、脂肪、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、鈣、鐵等物質(zhì)。現(xiàn)今國(guó)內(nèi)甘蔗生產(chǎn)主要利用其蔗糖含

11、量高的特點(diǎn)制糖。國(guó)內(nèi)甘蔗生產(chǎn)目前主要集中在蔗糖的生產(chǎn)方面，屬于粗加工類型，以甘蔗為原料生產(chǎn)食糖是我國(guó)南方地區(qū)食用糖類的主要來(lái)源，其單位食糖產(chǎn)生量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于北方的甜菜。甘蔗加工制作成食用糖類，制糖過(guò)程中主要利用甘蔗中含量較高的蔗糖等糖類，其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都在蔗糖熬制過(guò)程中流失，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失在工業(yè)化生產(chǎn)中所造成的損失是巨大的。 近年來(lái)，由于甘蔗含水量很高的特點(diǎn)，甘蔗汁的生產(chǎn)開(kāi)始成為果蔬加工業(yè)的一項(xiàng)新興工藝，特別是在粵西和廣西等地，蔗汁成為夏季消暑解渴、保健提神的優(yōu)質(zhì)飲料，而且蔗汁的生產(chǎn)還能夠很好地保留甘蔗中對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以具有不可估量的潛在發(fā)展空間。作為新興的飲料生產(chǎn)工藝，甘蔗汁的生產(chǎn)在

12、國(guó)內(nèi)還比較少，而且主要集中在中小型企業(yè)，生產(chǎn)工藝沒(méi)有完全成熟，所以具有很大的工藝提升空間和廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)。值得關(guān)注的是，甘蔗汁雖是飲料中佳品，但在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)亦存在很大的生產(chǎn)隱患，這個(gè)隱患就是甘蔗汁若保管欠妥易于褐變。那種色澤呈現(xiàn)“死色”的甘蔗汁，觀察甘蔗汁表面，呈黃色或豬肝色，聞之有霉味，喝一口帶酸味、酒糟味的蔗汁，誤飲后容易引起霉菌中毒，導(dǎo)致視神經(jīng)或中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到損害，嚴(yán)重者還會(huì)雙目失明，患全身痙攣性癱瘓等難以治愈的疾病。所以隨著甘蔗汁的日益商品化，甘蔗汁褐變抑制將是一門充滿前景的重要果蔬加工工藝。 雖然甘蔗汁生產(chǎn)工藝上還有很多不完善之處，導(dǎo)致甘蔗汁不能夠大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但必須看到的是

13、，甘蔗汁加工是提高甘蔗附加值的一種有效途徑，還可以大大降低甘蔗不能及時(shí)出售造成的經(jīng)濟(jì)損失。甘蔗汁褐變一直是甘蔗汁加工業(yè)面臨的難題。褐變是指果汁在加工和貯藏過(guò)程中發(fā)生顏色變化，不僅影響果汁產(chǎn)品感官，還造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失，同時(shí)影響產(chǎn)品保質(zhì)期，使產(chǎn)品穩(wěn)定性降低。1.4 蔗汁褐變類型 蔗汁褐變遵循褐變的兩大類：酶促褐變和非酶促褐變。1.4.1 酶促褐變 酶促褐變反應(yīng)需要三個(gè)條件：多酚氧化酶、氧氣和酚類物質(zhì)。酶促褐變發(fā)生的原因主要是當(dāng)果蔬在加工過(guò)程中受到機(jī)械損傷或處于不良環(huán)境，如受凍、受熱時(shí)，果蔬內(nèi)的多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的催化作用下氧化而呈現(xiàn)褐色。對(duì)酶促褐變機(jī)理的研究，目前國(guó)內(nèi)外比較接受的是酚、酚酶的

14、區(qū)域性分布假說(shuō)。酚類物質(zhì)和酶在細(xì)胞內(nèi)通過(guò)一系列膜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域化分布而不能直接接觸，加工過(guò)程中切分、高溫等脅迫條件引起膜系統(tǒng)的破壞，從而打破了區(qū)域化分布，使酶和底物相互接觸而引起褐變3。1.4.2 非酶促褐變非酶促褐變按其機(jī)理分為美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、抗壞血酸氧化分解、多元酚氧化縮合四種。人體必需氨基酸-賴氨酸,就很容易在美拉德反應(yīng)中丟失，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的降低4。蘋果汁非酶促褐變隨加熱溫度的提高和時(shí)間的延長(zhǎng)而加重。主要原因可能是蘋果汁中的糖類受熱生成呋喃類化合物，呋喃化合物參加美拉德反應(yīng)的后階段而形成褐色物質(zhì)5,6。1.4.3 抑制褐變方法 在蔗汁飲料的加工和貯藏過(guò)程中兩種褐變均存在，

15、實(shí)驗(yàn)表明果汁褐變由酶促褐變和非酶促褐變共同作用產(chǎn)生。其中，酶促褐變主要與多酚氧化酶活性相關(guān)，非酶褐變則與總酚密切相關(guān)。另外在加工的不同階段，兩種褐變的影響也各不相同。原料破碎、壓榨工序中以酶促褐變?yōu)橹鳎唤?jīng)過(guò)巴氏殺菌工序后，甘蔗汁加工中褐變以非酶褐變?yōu)橹?。由果蔬酶促褐變產(chǎn)生的機(jī)理可知，抑制酶促褐變可從三方面入手：（1）減少多酚類物質(zhì)的含量；（2）控制多酚氧化酶的活性；（3）降低含氧濃度。1.5 酶促褐變抑制方法1.5.1 加熱和漂燙處理 香蕉一般在90100的熱水中處理10 min酶的活性才能完全喪失7。相比非酶促褐變，酶促褐變受溫度的影響更大，PPO最適溫度為20左右。PPO耐熱性不強(qiáng)，在90

16、下處理1 min左右即可使95以上的酶失活8。錐栗加工過(guò)程中熱穩(wěn)定性試驗(yàn)表明，90處理1 min，85處理3 min，80處理4 min，70 處理6 min，60處理10 min，PPO活性基本消失9。 所以一般來(lái)說(shuō)，在6595之間熱處理適當(dāng)時(shí)間可使大部分酶失活。但是必須注意，熱處理使酶變性的同時(shí)也會(huì)影響蔗汁風(fēng)味，而且處理過(guò)后的產(chǎn)品易被微生物污染。1.5.2 pH影響 引起酶促褐變最適pH范圍在47之間。降低介質(zhì)中的pH，可以控制酚酶的活性，抑制其催化作用。一般通過(guò)添加酸將pH控制在3以下，酚酶的活性就幾乎可以完全被抑制。常用的酸有檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸及其它有機(jī)酸復(fù)合溶液。Weller等

17、發(fā)現(xiàn)在包裝前將陽(yáng)桃用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的檸檬酸和0.25%的抗壞血酸水溶液處理對(duì)抑制褐變十分有效10。范明輝等從富士蘋果中提取的PPO最適pH為6.5左右，pH4.0左右的環(huán)境對(duì)該酶有激活作用。植物中PPO的最適pH一般在5.07.0左右，隨著pH的下降，多酚氧化酶的活性直線下降，特別是pH在3.0以下時(shí)，高酸性環(huán)境會(huì)使酶蛋白上的銅離子解離下來(lái)，導(dǎo)致PPO逐漸失活，酶活性趨于最低11。pH對(duì)于非酶促褐變也有很大影響，pH值對(duì)非酶褐變的影響表現(xiàn)為，在pH值>3時(shí)，非酶褐變反應(yīng)速度隨pH值的升高而加快，抗壞血酸亦在pH為3左右時(shí)較為穩(wěn)定，接近堿性時(shí)則不穩(wěn)定，易褐變，所以降低果汁的pH是控制褐

18、變的方之一。然而，考慮到甘蔗汁甘甜的口感風(fēng)味，pH不能太低，否則酸味太重影響蔗汁風(fēng)味，失去研究意義。1.5.3 驅(qū)氧法 氧氣的存在是酶促褐變產(chǎn)生的一個(gè)必要因素，因此減少氧氣含量是阻止酶促褐變的重要方法。將蔗汁中的部分氧氣排除，就能在一定程度上抑制酶促褐變的作用。使用抗壞血酸，浸涂在果蔬表面，可螯合銅離子，還原醌，它比醌更容易氧化，可取到保護(hù)果蔬的作用。在產(chǎn)品中加入適量葡萄糖氧化酶或過(guò)氧化氫酶，不但可以去除或減少產(chǎn)品中的氧氣，達(dá)到抑制褐變的目的，而且還能防止好氣菌的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)由于產(chǎn)生過(guò)氧化氫，因此還能起到殺菌作用12。1.5.4 改變底物結(jié)構(gòu) 使褐變反應(yīng)底物酚形成甲基取代物，底物結(jié)構(gòu)不同，褐

19、變能力也有差距，周會(huì)玲等對(duì)3個(gè)不同品種蘋果汁褐變能力及其不同抑制方法的研究結(jié)果表明，不同品種蘋果汁的OD值和褐變能力不同，其中黃元帥和喬納金蘋果汁的OD值和褐變能力較低。除了底物中含有的多酚物質(zhì)，糖類等也是影響褐變的重要因素13。1.6 非酶促褐變抑制方法1.6.1 降溫貯藏 對(duì)于非酶促褐變，溫度每相差10，褐變速度可相差35倍，如美拉德反應(yīng)一般在30 以上發(fā)生較快，而大部分果汁在10以下存放則能防止褐變。Antonio和Adel在探討貯存期間濃縮果汁非酶褐變反應(yīng)情況，其貯存溫度為5、20、37，結(jié)果發(fā)現(xiàn)顏色隨溫度增加而變深，以高溫對(duì)貯存期間果汁非酶褐變反應(yīng)的影響較大，所以低溫貯存可有效防止褐

20、變14。另外溫度的穩(wěn)定性對(duì)褐變也有一定影響，在恒溫條件下貯藏褐變速度及酚類物質(zhì)的損失也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于變溫儲(chǔ)存。Antonio，Marrero等在實(shí)驗(yàn)中證明10下菠蘿貨架期為4 d，而在0下延長(zhǎng)到14 d9。Shi Pingtian等實(shí)驗(yàn)證明3儲(chǔ)藏荔枝在降低總酚含量、抑制褐變方面有很好的效果15。1.6.2 水分含量 10%15%的含水量最容易發(fā)生褐變。蔗汁屬于高含水量的飲料產(chǎn)品，其含水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10%15%，所以這方面的影響比較小。但是在甘蔗濃縮汁的生產(chǎn)中就必須注意水分含量對(duì)蔗汁褐變的影響，必須控制其含量，不要讓其落在這個(gè)水分含量區(qū)間。1.6.3 亞硫酸鹽 褐變反應(yīng)底物中的羰基可以和亞硫酸根結(jié)合形成

21、加成化合物，加成物能與氨基化合物縮合，縮合產(chǎn)物不能再進(jìn)一步生成堿和N-葡萄糖基胺，阻止了美拉德反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，因而有明顯的抑制效果。此外，亞硫酸根還能與中間產(chǎn)物的羰基結(jié)合形成加成化合物，這些加成化合物的褐變活性遠(yuǎn)低于氨基化合物和還原糖所形成的中間產(chǎn)物，使后面生成類黑精的反應(yīng)難以進(jìn)行。加成反應(yīng)抑制褐變的原理是使有機(jī)物失去或減少雙鍵，因而使顏色消失或變淺，所以亞硫酸鹽抑制美拉德反應(yīng)褐變主要是因?yàn)閬喠蛩猁}捕獲了強(qiáng)褐變活性的中間體，而生成了褐變活性很低的中間產(chǎn)物，從而抑制了褐變反應(yīng)16。另外采用亞硫酸及其鹽類既可避免VC的氧化，還具有防腐作用，且成本低、方便有效。但亞硫酸鹽對(duì)色素有漂白作用，對(duì)Vb1

22、有破壞作用，對(duì)機(jī)械有腐蝕性，還會(huì)使組織軟化并產(chǎn)生異味，且添加過(guò)量對(duì)人體健康有害，使用時(shí)要嚴(yán)格控制其濃度。1.6.4 氧氣 與酶促褐變一樣，氧氣是非酶褐變的必要條件，氧氣還可促進(jìn)VC的氧化分解，Johnson和Toledo在濃縮柳橙果汁中，發(fā)現(xiàn)H2O2對(duì)VC氧化分解等非酶褐變有非常強(qiáng)烈的催化效應(yīng)，即使H2O2的濃度很低17。陳清泉在混濁番石榴果汁中添加l ppm及10 ppm、100 ppm的H2O2，結(jié)果顯示l ppm及10 ppm對(duì)果汁的非酶褐變并無(wú)顯著的效應(yīng)，但添加100 ppm則對(duì)非酶褐變有非常顯著的促進(jìn)效應(yīng)18?，F(xiàn)代大型果品加工企業(yè)直接從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的加工設(shè)備，如生產(chǎn)果肉渾濁汁、鮮榨汁

23、的企業(yè)都采用瞬時(shí)高溫和真空脫氣，滅菌并防止褐變。1.7 實(shí)驗(yàn)中褐變抑制方法 由1.6中酶促褐變和非酶促褐變的抑制的方法可知果汁飲料褐變?cè)磔^為復(fù)雜，顏色變化的結(jié)果一般是兩種褐變的共同作用，其影響因素眾多。目前褐變的防止一般采用多種方法相結(jié)合。不僅從加工工藝方面進(jìn)行控制，例如對(duì)果汁進(jìn)行高溫處理和脫氣處理以控制酶促褐變、控制滅酶溫度以及果汁pH、加入褐變抑制劑以及低溫恒溫保藏等。添加褐變抑制劑是非常有效的控制措施，在實(shí)際生產(chǎn)中通常采用多種褐變抑制劑組合使用。果汁品種不一樣，其底物有差別，引起褐變的原因也會(huì)不同，因此果汁褐變抑制劑的選擇要因地制宜。根據(jù)以上酶促褐變、非酶促褐變的抑制方法原理，結(jié)合實(shí)際

24、條件，試驗(yàn)選擇熱處理、酸處理和添加亞硫酸鈉處理的方法進(jìn)行。1.7.1 熱處理 熱處理可以殺死蔗汁中的致病菌和腐敗菌等有害微生物，改善甘蔗的品質(zhì)和特性，提高甘蔗汁中營(yíng)養(yǎng)成分的可利用率、可消化性，最主要的作用是利用加溫鈍化甘蔗汁中酶的活性，特別是多酚氧化酶的活性，同時(shí)加熱也可以除去溶解在甘蔗汁中一定量的氧氣，而且熱處理設(shè)備需求低、操作簡(jiǎn)單，即使熱處理會(huì)對(duì)甘蔗汁這種飲料的營(yíng)養(yǎng)成分特別是熱敏性的物質(zhì)造成一定的損失，導(dǎo)致品質(zhì)和質(zhì)量下降，也會(huì)造成能量的消耗，但熱處理仍然是甘蔗汁抑制褐變的一種好方法。在漂燙滅酶過(guò)程中必須嚴(yán)格控制溫度的變化，溫度太高蔗汁風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分損失嚴(yán)重；相反，溫度太低，達(dá)不到抑制酶促褐

25、變的要求。綜上所述，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)甘蔗原料經(jīng)6595處理2 min左右，確定抑制褐變最合適溫度。1.7.2 酸處理 羰氨反應(yīng)中縮合物在酸性條件下易于水解，降低pH就可以防止褐變。多數(shù)酚酶的最適pH為67，pH<3.0基本失活，降低pH就可以抑制酶促褐變，常用VC、檸檬酸混合使用來(lái)降低果汁pH。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)檸檬酸與VC混用，0.004%檸檬酸、不同添加量的VC處理蔗汁，觀測(cè)褐變情況得出VC的最適用量，此處必須考慮pH過(guò)低對(duì)甘蔗汁甘甜口味的影響。1.7.3 亞硫酸鈉處理 在pH=6時(shí)，10 ppm的二氧化硫足以使酚酶失活，但考慮到揮發(fā)、反應(yīng)損失等，一般增加為300 ppm，殘留低于20 ppm。但是

26、添加此類試劑會(huì)造成維生素被破壞11。添加亞硫酸鹽能抑制非酶促褐變中的美拉德反應(yīng)，從而表現(xiàn)為對(duì)果汁褐變抑制有明顯的效果。本實(shí)驗(yàn)采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的亞硫酸鈉溶液分別處理甘蔗汁2 min，室溫放置5 h后，得出最佳添加濃度。 1.8 本項(xiàng)目研究目的、意義及內(nèi)容1.8.1 目的及意義 甘蔗汁營(yíng)養(yǎng)含量很高，含有各種對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有很高的藥用價(jià)值，且色、香、味俱佳，擁有優(yōu)良的口感和味感。由于甘蔗汁水分含量較高，各種營(yíng)養(yǎng)成分齊全，容易在外界條件的影響下發(fā)生褐變，從而使甘蔗汁不便保鮮儲(chǔ)藏和長(zhǎng)途運(yùn)輸，嚴(yán)重褐變的甘蔗汁甚至帶有很大的毒性，如果蔗汁在規(guī)模化生產(chǎn)中產(chǎn)生嚴(yán)重褐變必然會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，所以甘蔗

27、汁的褐變抑制工藝是非常具有現(xiàn)實(shí)意義也非常有發(fā)展前途的一項(xiàng)工藝。只要解決了甘蔗汁褐變或者抑制了其褐變程度，就可以規(guī)?；a(chǎn)甘蔗汁，這樣不僅能提高甘蔗的商品價(jià)值，為擴(kuò)大甘蔗的栽培提供有利的發(fā)展方向。同時(shí)，通過(guò)對(duì)甘蔗汁的研制開(kāi)發(fā)，為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)副產(chǎn)品深加工開(kāi)辟了一條新的途徑，不但解決了甘蔗的銷路問(wèn)題，還可增加其產(chǎn)品附加值，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1.8.2 主要研究?jī)?nèi)容 該試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)鮮榨蔗汁通過(guò)在65、75、85、95條件下分別漂燙滅酶處理2 min，放置5 h后測(cè)定處理后各甘蔗汁中總酚含量、褐變指數(shù)、花色苷含量、可溶性固形物含量以及PPO活性，來(lái)判定其褐變程度，從而選取最佳處理溫度。同上所述，蔗汁經(jīng)過(guò)不同

28、濃度的VC與0.004%檸檬酸復(fù)合液處理，VC濃度分別為0.003%、0.006%、0.009%、0.012%，5 h后測(cè)量上述各指標(biāo)含量，判斷褐變程度，從而得出VC的最佳處理濃度。最后采用0.004%、0.006%、0.008%、0.010%的亞硫酸鈉分別處理甘蔗汁，室溫放置5 h后，同理得出最佳添加濃度。25第二章 實(shí)驗(yàn)部分第二章 實(shí)驗(yàn)部分2.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 青皮甘蔗，茂名市茂南區(qū)本地甘蔗，挑選出外表完好無(wú)蟲(chóng)咬，內(nèi)部沒(méi)有壞死的甘蔗，去除頭尾葉以及幼嫩部分，經(jīng)高速組織搗碎機(jī)搗碎過(guò)濾出原汁。2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑本實(shí)驗(yàn)中主要用到的試劑如表2.1所示。表2.1 試驗(yàn)試劑名稱

29、規(guī)格生產(chǎn)廠家鄰苯二酚分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠檸檬酸分析純天津市百世化工有限公司抗壞血酸 分析純廣州金華大化學(xué)試劑有限公司磷酸氫二鈉分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠磷酸二氫鈉分析純廣州市廣成化學(xué)試劑有限公司硫代硫酸鈉分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠鉬酸鈉分析純廣州鑫鉬化工有限公司福林酚試劑分析純國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司沒(méi)食子酸分析純天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所亞硫酸鈉分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠2.2 實(shí)驗(yàn)儀器本實(shí)驗(yàn)中主要用到的儀器如表2.2所示。表2.2實(shí)驗(yàn)儀器儀器名稱規(guī)格型號(hào)生產(chǎn)廠家可見(jiàn)分光光度計(jì)722N上海儀電分析儀器分析有限公司高速組織搗碎機(jī)DS-1上海標(biāo)本模型廠分析天平FA2004上海方瑞儀器有限公司

30、高速冷凍離心機(jī)80-2常州奧華儀器有限公司電熱恒溫水浴鍋DK-S24型上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司循環(huán)水式真空泵SHZ-D（）鞏義市英峪予華儀器廠手持糖度計(jì)WS廣州市銘睿電子科技有限公司電子萬(wàn)用爐單聯(lián)天津市泰斯特儀器有限公司2.3 試驗(yàn)方法2.3.1 榨汁與處理2.3.1.1 工藝流程 制備不同濃度VC與檸檬酸的復(fù)合液 添加VC+檸檬酸復(fù)合液測(cè)定 原料選擇去頭尾清洗去皮榨汁過(guò)濾澄清試驗(yàn)用品加熱漂燙測(cè)定 制備不同濃度的亞硫酸鈉溶液添加亞硫酸鈉測(cè)定 2.3.1.2 操作要點(diǎn)1.原料選擇：按原料的質(zhì)量要求進(jìn)行驗(yàn)收，合格者除去蔗葉、蔗頭及蔗尾。原 料要求同一甘蔗品種，且自收割至試驗(yàn)不得超過(guò)4 d。2.清洗

31、：用洗蔗機(jī)或人工將甘蔗在流動(dòng)的清水中清洗干凈。3.榨汁：將甘蔗放入高速組織搗碎機(jī)中進(jìn)行榨汁，蔗汁用棕色玻璃儀器收集起來(lái)備用。4.過(guò)濾：用24目尼龍絨作為過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，除去粗纖維和其他雜質(zhì)，之后用循環(huán)水式真空泵進(jìn)行抽濾得到清液。5.澄清：將自然澄清處理后的蔗汁打入棕色玻璃容器內(nèi)靜置12 h，以蔗汁基本澄清為準(zhǔn)。6.漂燙滅酶：將準(zhǔn)備好的裝有試驗(yàn)用蔗汁的4個(gè)棕色容量瓶分別在65、75、85、95的恒溫水浴鍋中處理2 min，放置5 h后測(cè)定經(jīng)加熱漂湯處理后的各甘蔗汁中總酚含量、褐變指數(shù)、花色苷含量、可溶性固形物含量以及PPO活性，測(cè)定方法見(jiàn)2.42.8。7.添加VC：制備好4份不同濃度的VC與0

32、.004%檸檬酸的復(fù)合液，VC的濃度分別為0.003%、0.006%。0.009%和0.012%。準(zhǔn)備四份制備好的甘蔗汁，分別加入以上制備好的4份復(fù)合液各2 mL，充分混勻后放置5 h，測(cè)定酸處理后的各甘蔗汁中總酚含量、褐變指數(shù)、花色苷含量、可溶性固形物含量以及PPO活性，測(cè)定方法見(jiàn)2.42.8。8.添加亞硫酸鈉：制備4份濃度分別為0.004%、0.006%、0.008%和0.010%的亞硫酸鈉溶液，準(zhǔn)備四份制備好的甘蔗汁，分別加入以上制備好的4種不同濃度的亞硫酸鈉溶液各2 mL，充分混勻后放置5 h，測(cè)定亞硫酸鈉處理后的各甘蔗汁中總酚含量、褐變指數(shù)、花色苷含量、可溶性固形物含量以及PPO活性

33、，測(cè)定方法見(jiàn)2.42.8。2.4 總酚測(cè)定（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 稱取沒(méi)食子酸0.010 g，用蒸餾水溶解并定容至100 mL，得濃度為0.1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)液。取此液5 mL，用蒸餾水定容至10 mL，得濃度為0.05 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)液。準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)液0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL 置于50 mL的容量瓶中，分別加入福林試劑2.5 mL，混勻，在0.58 min內(nèi)加入2.5 mL10%的碳酸鈉溶液，充分混合后定容，30避光放置1 h，以不加標(biāo)準(zhǔn)液的溶液為空白對(duì)照，在765 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，每個(gè)樣品平行測(cè)定三次。以沒(méi)食子酸在反應(yīng)體系中的質(zhì)

34、量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。（2）樣品總酚含量的測(cè)定 吸取5 mL處理后的蔗汁置于50 mL的容量瓶中定容。加福林試劑2.5 mL，混勻，在0.58min內(nèi)加入2.5 mL10%的碳酸鈉溶液，充分混合后定容，30避光放置1 h，以不加標(biāo)準(zhǔn)液的溶液為空白對(duì)照，在按上述標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法測(cè)定樣品反應(yīng)液在765 nm波長(zhǎng)下的吸光值，用回歸方程計(jì)算總酚含量19。2.5 花色苷測(cè)定 無(wú)色花色素與硫代硫酸鈉在鉬酸鈉緩沖溶液中反應(yīng)生成黃色物質(zhì)，其顏色與花色苷含量成正比，符合朗伯-比爾定律，在420 nm處測(cè)其吸光度，再根據(jù)換算系數(shù)計(jì)算得出花色苷含量。 在a、b兩個(gè)25 mL容量瓶中，加入經(jīng)

35、前處理的甘蔗汁清液5 mL，各加入1.5 mL硫代硫酸鈉溶液，其中在a容量瓶中加入2.5 mL鉬酸鈉溶液，用蒸餾水定容至刻度，搖勻，靜置2 min，在420 nm處，以b容量瓶液體為空白對(duì)照，測(cè)定a中液體的吸光值A(chǔ)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式20：花色苷(mg/L)=A×454.54， 計(jì)算花色苷的含量。2.6 褐變指數(shù)測(cè)定 取一定量經(jīng)處理的蔗汁樣品，加兩倍體積的95%乙醇，混勻后振蕩20 min，離心10 min，取上清液，在420 nm處測(cè)定吸光度值21。2.7 可溶性固形物測(cè)定 在20用手持式糖度計(jì)測(cè)量待測(cè)樣液的折光率，并用附表查得或從糖度計(jì)上直接讀出可溶性固形物含量22。2.8 PPO酶性

36、測(cè)定（1）多酚氧化酶PPO的提取 將經(jīng)處理的甘蔗原汁，加入預(yù)冷的磷酸鹽緩沖液（pH6.2），在冰浴中震蕩15 min，然后在4000 r/min、4下離心10 min，取上清液，再次在冰浴中震蕩15 min 后，10000 r/min、4下離心20 min，上清液即為PPO粗酶液。（2）酶活力的測(cè)定以0.05 mol/L鄰苯二酚溶液(用磷酸鹽緩沖液配制，30保溫4.5 mL 為反應(yīng)底物，置于試管中，加入0.5 mL粗酶液，組成反應(yīng)體系。迅速混合均勻后傾入1 cm 比色皿，在410 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行酶活力測(cè)定，從酶液加入起開(kāi)始計(jì)時(shí)，以蒸餾水代替酶液的反應(yīng)體系作為參比液。在該測(cè)定條件下，0.001個(gè)

37、單位的吸光度變化值定義為一個(gè)酶活，活力曲線的直線部分作為時(shí)間函數(shù)來(lái)衡量酶活力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果取3次平行實(shí)驗(yàn)的平均值。酶活力計(jì)算公式23：X=A×D/(0.01×T)X 酶活性。 A 反應(yīng)時(shí)間內(nèi)吸光度的變化。D 稀釋倍數(shù)即提取的總酶液為反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)酶液體積的倍數(shù)。T 反應(yīng)時(shí)間，min。相對(duì)酶活殘留量（%）=（處理后的酶活性/未處理前的酶活性）×100%，計(jì)算相對(duì)酶活殘留量。第三章 結(jié)果與分析第三章 結(jié)果與分析3.1 總酚測(cè)定 根據(jù)方法2.4制作總酚(F-D法)標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，以沒(méi)食子酸為標(biāo)樣，采用F-D法，確定了甘蔗汁總酚測(cè)定工作曲線如圖1所示。圖1 總酚(F-D法)標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

38、回歸方程為， （）其中，吸光值，一濃度(mg/mL)，一相關(guān)系數(shù)。3.2 漂燙溫度對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響試驗(yàn)中采用的漂燙溫度，分別為65、75、85、95，蔗汁分別在各溫度下處理2 min后放置5 h，通過(guò)測(cè)定不同漂燙溫度處理后甘蔗汁的總酚含量、褐變指數(shù)、花色苷含量、可溶性固形物含量以及PPO殘留活性變化，研究漂燙溫度與褐變程度的關(guān)系，如下圖表。3.2.1 總酚含量影響圖2 漂燙溫度對(duì)蔗汁總酚含量的影響 由圖2可以看出，65、75分別處理后5 h酚類含量分別為85 mg/mL和84 mg/mL，雖然有所下降但下降不明顯，85處理后酚類含量為52 mg/mL，下降非常明顯，說(shuō)明褐變很嚴(yán)重，酚類物質(zhì)已經(jīng)

39、被大幅氧化褐變。加熱漂燙后的甘蔗汁酚類含量隨著處理溫度的增加而大幅減少，可能是因?yàn)榉宇愇镔|(zhì)性質(zhì)及其不穩(wěn)定，加熱極易氧化，故加熱漂燙滅酶會(huì)減少酚類含量，根據(jù)對(duì)加熱后蔗汁出現(xiàn)不明凝絮物質(zhì)，褐色物質(zhì)沉淀增加，說(shuō)明果汁加熱酚類有進(jìn)一步聚合反應(yīng)發(fā)生，包括了酚聚合體的聚合沉淀從而加劇蔗汁褐變，酚類含量減少。由圖1示數(shù)據(jù)可知到95處理后酚類物質(zhì)含量為39 mg/mL，下降趨勢(shì)開(kāi)始趨于緩和，可見(jiàn)褐變也到了一定程度，加熱對(duì)酚類的影響開(kāi)始不明顯。由于既要達(dá)到漂燙滅酶盡可能高的溫度，又要褐變盡可能程度低，即酚類含量盡可能高未被加熱氧化，選取65、75均比較理想。3.2.2 褐變指數(shù)影響圖3 漂燙溫度對(duì)蔗汁褐變指數(shù)的

40、影響 褐變指數(shù)是目前國(guó)際通用的用來(lái)表達(dá)果汁褐變的指標(biāo)，以測(cè)定樣品在420 nm處的吸光值來(lái)表達(dá)褐變程度,其值越大就表示其褐變?cè)絿?yán)重，值越小就表示褐變也較小。由圖3所示數(shù)據(jù)變化可知，65時(shí)褐變指數(shù)為0.296，75為0.306，變化不明顯；85為0.382，95為0.485，可以看出其褐變程度在75以后上升較快，即褐變比較嚴(yán)重。按以上數(shù)據(jù)顯示可知其褐變規(guī)律大概與各個(gè)因素水平處理甘蔗汁的酚類含量呈負(fù)相關(guān)，即：隨著加熱溫度升高，褐變指數(shù)變大，酚類不斷被氧化損失，褐變?cè)絹?lái)越嚴(yán)重，根據(jù)以上分析，采用65或75的滅酶工藝較為適合，結(jié)合滅酶所需要求，選取65或者75。3.2.3 花色苷含量影響圖4 漂燙溫度

41、對(duì)蔗汁花色苷含量的影響 由圖4，65、75、85加熱時(shí)花色苷含量在減少，分別為25.15 µg/L、15.45 µg/L、2.72 µg/L；在95時(shí)花色苷含量為2.27 µg/L，可見(jiàn)其下降速度開(kāi)始緩和。如圖數(shù)據(jù)可知含量相對(duì)于其他因素處理的甘蔗汁少，說(shuō)明溫度對(duì)花色苷含量影響很大，特別是由65加熱到85時(shí)候，花色苷含量明顯減少，這與酚類下降趨勢(shì)有所不同，是由于花色苷是類黃酮以黃酮核為基礎(chǔ)的一類物質(zhì)中能呈現(xiàn)紅色的一族化合物，雖然影響果汁顏色變化，但主要存在于紅紫色果蔬中，在甘蔗汁中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于總酚，所以對(duì)褐變的影響沒(méi)有酚類及其他指標(biāo)大大，所以根據(jù)以上分析

42、，得出65處理后其含量保留得好。3.2.4 可溶性固形物含量影響表3.1 不同漂燙溫度對(duì)甘蔗汁可溶性固形物含量的影響漂燙溫度（）65758595可溶性固形物含量（%）775.54 表3.1數(shù)據(jù)顯示，甘蔗汁中可溶性固形物含量隨著溫度的增加而不斷損失，手持式折光儀測(cè)定的可溶性固形物含量主要是可溶性糖類，在甘蔗汁中又主要是蔗糖，蔗糖溶液在常壓下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱沸騰，溶解的蔗糖會(huì)緩慢分解為等量的葡萄糖及果糖，即發(fā)生轉(zhuǎn)化作用。這些可溶性糖類易溶于冷水，水溫上升會(huì)產(chǎn)生熱分解作用，釋放水分，生成褐色物質(zhì)，所以隨著溫度升高會(huì)減少，由于其生成黑色物質(zhì)會(huì)增加褐變程度，所以需要盡量保留其含量，有表示數(shù)據(jù)顯示65、75均

43、適宜，綜上溫度對(duì)酚類等的影響，選取75漂燙滅酶，可最大限度保留可溶性固形物含量，亦達(dá)到滅酶溫度。3.2.5 PPO酶活性影響圖5 漂燙溫度對(duì)蔗汁PPO活性的影響 PPO一般在3050活性最強(qiáng)，抑制褐變必須殺滅多酚氧化酶，加熱漂燙目的即為滅酶，理論上酶活性減弱酚類含量應(yīng)該增加，褐變指數(shù)減小，但圖示數(shù)據(jù)并非如此，是由于加熱分解酚類的作用遠(yuǎn)大于多酚氧化酶分解酚類的作用，65酶活殘留量為51%，75酶活殘留量下降為22%，這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)滅酶效果好。85和95酶活殘留量分別為20%和19%，可見(jiàn)85之后溫度升高酶活下降不明顯，選取7595滅酶均可達(dá)到比較理想的滅酶效果，抑制褐變的效果好，考慮到高溫漂燙影

44、響蔗汁味感，選擇75較為合適。 由圖2、3、4、5和表3.1數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)漂燙溫度在75以上時(shí)，多酚氧化酶活性開(kāi)始下降到一個(gè)比較穩(wěn)定的程度，酚類物質(zhì)下降也開(kāi)始減緩，之后的褐變主要是由于非酶促褐變的作用，雖然其他指標(biāo)顯示在65抑制褐變也有較好效果，但蔗汁褐變主要還是酶促褐變，滅酶是抑制酶促褐變最佳方法，所以分析綜合可得出最佳漂燙滅酶溫度為75。3.3 VC添加量對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響 通過(guò)測(cè)定不同VC與0.004%檸檬酸添加量復(fù)合處理甘蔗汁后并測(cè)得總酚含量、褐變指數(shù)、花色苷含量、可溶性固形物含量以及PPO殘留活性變化，研究VC添加量與褐變程度的關(guān)系，如下圖表。3.3.1 總酚含量影響圖6 VC添加量

45、對(duì)蔗汁總酚含量的影響 由圖6可知在VC添加量為0.003%、0.006%和0.009%時(shí)總酚含量分別為112 mg/L、139 mg/L和162 mg/L，總酚含量隨著VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加明顯上升，表明總酚被保護(hù)地越好；之后VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加到0.012%，總酚含量為164 mg/L，總酚含量雖有所上升但不明顯，可見(jiàn)當(dāng)VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.009%或者以上時(shí)對(duì)甘蔗汁總酚具有很好的保存作用，VC、檸檬酸混合抑制劑對(duì)酚類含量沒(méi)有直接影響，酚類增加主要是抑制劑作用于PPO，抑制了PPO以及其他酚酶與總酚的反應(yīng)，使得殘留下來(lái)的酚類含量升高。3.3.2 褐變指數(shù)影響圖7 VC添加量對(duì)蔗汁褐變指數(shù)的影響 由圖

46、7知，蔗汁褐變指數(shù)與總酚含量呈較好的負(fù)相關(guān)，并在0.009%達(dá)到最小值0.120，可見(jiàn)該質(zhì)量分?jǐn)?shù)甘蔗汁處理對(duì)褐變抑制效果最好，當(dāng)VC濃度上升到0.012%時(shí)，褐變指數(shù)為0.124，褐變指數(shù)有所上升，可能是因?yàn)閂C添加量過(guò)大，雖然能抑制酶促何褐變，但在果汁放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生非酶促褐變中的一種反應(yīng)抗壞血酸褐變，導(dǎo)致褐變加重，抗壞血酸的自身褐變一方面是因?yàn)榭箟难峥梢栽诳箟难嵫趸傅淖饔孟卵趸肿?，另一方面是因?yàn)榭箟难岜旧沓０l(fā)生氧化褐變，反過(guò)來(lái)也會(huì)影響產(chǎn)品的色澤，相信上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與抗壞血酸的濃度過(guò)高有關(guān)。0.009%濃度的VC能較好地鰲合銅離子，并將醌類物質(zhì)還原，0.009%VC和0.004%檸

47、檬酸聯(lián)合使用對(duì)蔗汁有很好的褐變抑制效果。3.3.3 花色苷含量影響圖8 添加量對(duì)蔗汁花色苷含量的影響 由圖8可知VC添加量為0.003%、0.006%、0.009%、0.012%時(shí)，花色苷含量分別為28.18 µg/L、29.70 µg/L、31.36 µg/L、31.82 µg/L，隨著VC含量的增加而增加，其增加關(guān)系與總酚含量類似，在0.009%和0.012%時(shí)花色苷被保護(hù)得較好。由于甘蔗汁中花色苷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于酚類物質(zhì)，影響褐變主要是酚類物質(zhì)的氧化，所以選擇VC添加量為0.009%和0.012%均可。3.3.4 可溶性固形物含量影響表3.2 不同質(zhì)量

48、分?jǐn)?shù)VC添加量對(duì)甘蔗汁可溶性固形物的影響 VC添加量（%）0.0030.0060.0090.012可溶性固形物含量（%）9999 由表3.2可知甘蔗汁可溶性固形物含量并沒(méi)有隨著VC含量的增加產(chǎn)生變化，甘蔗汁可溶性固形物中占大多數(shù)的可溶性糖類特別是蔗糖溶液為酸性時(shí)，蔗糖轉(zhuǎn)化更快。濃酸對(duì)糖液的分解作用更大，如濃硫酸能使固體蔗糖迅速脫水，焦化成為黑色產(chǎn)物。在純蔗糖溶液中，只要有少量的游離酸存在，就能使蔗糖的轉(zhuǎn)化作用迅速進(jìn)行。但是，對(duì)于壓榨蔗汁中的蔗糖來(lái)說(shuō)，情況就不是這樣，因?yàn)檎嶂泻腥跛岬闹行喳}會(huì)抑制蔗糖的轉(zhuǎn)化。3.3.5 PPO酶活性影響圖9 添加量對(duì)蔗汁酶活性的影響 由圖9數(shù)據(jù)可以看出多酚氧化

49、酶受VC與檸檬酸混合抑制劑的影響很大，當(dāng)0.003%VC、0.004%檸檬酸含量時(shí)，相對(duì)酶活殘留量有69%，當(dāng)VC含量增加到0.006%時(shí)，相對(duì)酶活殘留量下降為38%，下降了31個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)VC含量達(dá)到0.009%以上時(shí)，相對(duì)酶活殘留量只剩1.9%、0.8%，多酚氧化酶幾乎失去活性，可見(jiàn)0.009%VC、0.004%檸檬酸混合使用對(duì)酶活抑制效果最好，褐變程度也是最低。植物中多酚氧化酶的最適pH一般在5.07.0左右，隨著pH的下降，多酚氧化酶的活性直線下降，特別是pH在3.0以下時(shí)，高酸性環(huán)境會(huì)使酶蛋白上的銅離子解離下來(lái)，導(dǎo)致PPO逐漸失活，酶活性趨于最低。 由圖6、7、8、9和表3.2數(shù)據(jù)可

50、知，VC可以抑制酶促褐變中PPO活性，但過(guò)量的VC也會(huì)因?yàn)樽陨淼难趸龠M(jìn)非酶促褐變，所以VC添加量選擇必須適中，分析綜合可得出最佳抑制劑濃度為0.004%檸檬酸+0.009%VC。3.4 亞硫酸鈉添加量對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響通過(guò)測(cè)定亞硫酸鈉不同添加量處理甘蔗汁后并測(cè)得總酚含量、褐變指數(shù)、花色苷含量、可溶性固形物含量以及PPO殘留活性變化，研究漂燙溫度與褐變程度的關(guān)系，如下圖表。3.4.1 總酚含量影響圖10 亞硫酸鈉添加量對(duì)蔗汁總酚含量的影響 由圖10顯示酚類含量在亞硫酸鈉添加量為0.006%時(shí)達(dá)到最大值162 mg/mL，添加量為0.004%時(shí)含量較低，總酚含量為141 mg/mL；在0.006%

51、達(dá)到一個(gè)峰值后酚類物質(zhì)開(kāi)始緩慢下降，0.008%為159 mg/mL，0.01%為155 mg/mL，可見(jiàn)0.006%的亞硫酸鈉含量對(duì)甘蔗汁總酚的保護(hù)效果好，超過(guò)這個(gè)濃度酚類有所下降，可能是因?yàn)殡S著亞硫酸鈉含量的增加，美拉德反應(yīng)被抑制，而美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物可以抑制酶促褐變，其產(chǎn)物減少，酶促褐變加劇，酚類即被催化成醌類物質(zhì)，所以呈現(xiàn)出減少的現(xiàn)象。其原理是美拉德反應(yīng)的最終產(chǎn)物類黑精的類吡咯結(jié)構(gòu)極強(qiáng)地消除氧的作用以及類黑精結(jié)構(gòu)中還原酮部分具有的還原和螯合特性，還原了PPO中的銅離子而阻止褐變。3.4.2 褐變指數(shù)影響圖11 亞硫酸鈉添加量對(duì)蔗汁褐變指數(shù)的影響 如圖11所示，褐變指數(shù)曲線后半段與酚類含量

52、變化并不完全符合，當(dāng)亞硫酸鈉在0.006%以上時(shí)，酚類含量在減少，但是褐變指數(shù)卻在降低，由0.006%時(shí)的0.137下降為0.01%時(shí)的0.119，這是因?yàn)閬喠蛩徕c不僅對(duì)酶促褐變有抑制作用，對(duì)非酶促褐變中的美拉德反應(yīng)也有一定的抑制作用，反應(yīng)物的羰基可以和亞硫酸根結(jié)合形成加成化合物，加成物能與氨基化合物縮合，但縮合產(chǎn)物不能再進(jìn)一步生成堿和N-葡萄糖基胺，阻止了美拉德反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，因而有明顯的抑制效果。此外，亞硫酸根還能與中間產(chǎn)物的羰基結(jié)合形成加成化合物，這些加成化合物的褐變活性遠(yuǎn)低于氨基化合物和還原糖所形成的中間產(chǎn)物， 使后面生成類黑精的反應(yīng)難以發(fā)生。加成的結(jié)果：使有機(jī)物失去或減少雙鍵，因而

53、使顏色失去或變淺，因此亞硫酸鹽抑制美拉德反應(yīng)褐變主要是因?yàn)閬喠蛩猁}捕獲了強(qiáng)褐變活性的中間體，而生成了褐變活性很低的中間產(chǎn)物，從而抑制了褐變反應(yīng)，所以可能是隨著亞硫酸鈉含量的不斷升高，非酶促褐變也受到了抑制。由于亞硫酸鹽是還原劑，能產(chǎn)生還原作用，阻止或減緩某些中間反應(yīng)，從而避免或減少色素的生成。3.4.3 花色苷含量影響圖12 亞硫酸鈉添加量對(duì)蔗汁花色苷含量的影響 由圖12示，花色苷含量在0.004%添加量時(shí)為28.68 µg/mL，0.006%時(shí)為28.77 µg/mL，花色苷含量稍有上升。之后三個(gè)添加量花色苷含量分別為28.82 µg/mL和28.86 

54、1;g/mL，花色苷殘留含量趨于緩和，故選擇0.006%、0.008%、0.010%均可。3.4.4 可溶性固形物含量影響表3.3 不同亞硫酸鈉添加量對(duì)甘蔗汁可溶性固形物含量的影響亞硫酸鈉添加量（%）0.0040.0060.0080.010可溶性固形物含量（%）99.59.10 由表3.3數(shù)據(jù)顯示添加亞硫酸鈉對(duì)甘蔗汁可溶性固形物含量并沒(méi)有規(guī)律性的影響，但在0.010時(shí)其含量增加，可能是因?yàn)閬喠蛩徕c對(duì)褐變抑制的反應(yīng)減少了可溶性糖類的損失，所以可溶性固形物含量有所增加。3.4.5 多酚氧化酶活性影響圖13 亞硫酸鈉添加量對(duì)蔗汁酶活性的影響由圖13所示可知，甘蔗汁中多酚氧化酶活性在亞硫酸鈉含量為0.004%時(shí)還有30.1%的活性，當(dāng)亞硫酸鈉含量增加到0.006%的時(shí)候1.3%，酶活性開(kāi)始消失殆盡，因?yàn)閬喠蛩猁}還能消耗氧和降低pH值，這些都可以通過(guò)影響多酚氧化酶活性間接地阻止了褐變反應(yīng)的發(fā)生；之后隨著亞硫酸鈉含量的增加酶活性有所升高，0.008%為4.4%，0.01時(shí)為6.5%。對(duì)亞硫酸鹽控制褐變的機(jī)理目前還頗有爭(zhēng)論,有人認(rèn)為它具有抑制酚酶活性的作用,也有人