荔枝原漿護(hù)色劑配方優(yōu)化試驗(yàn)

荔枝原漿護(hù)色劑配方優(yōu)化試驗(yàn)

荔枝是無患子科的多年生樹木，享有“果實(shí)之王”的美譽(yù)。廣東省荔枝品種多,產(chǎn)量高,是全國主要荔枝產(chǎn)地,其中淮枝是加工主要品種之一。鮮荔枝在常溫下極易因微生物和酶的作用而發(fā)生各種不同的物理、化學(xué)變化而腐爛變質(zhì),難以久藏,貨架期較短。加工是延長荔枝保存期,提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑,目前主要荔枝加工產(chǎn)品有果干、罐頭、飲品等。荔枝粉作為一種新型荔枝加工產(chǎn)品,可以直接食用或作為其他加工產(chǎn)品原料。目前市場上銷售的荔枝粉都是由澄清荔枝汁為原料制成,產(chǎn)品存在荔枝風(fēng)味保留性差、得率低、成本高等問題。例如黃卉等以荔枝汁為原料,噴霧干燥制得荔枝半固體飲料。以荔枝原漿為原料經(jīng)干燥制得的果粉,保留了荔枝果肉纖維、能最大程度保留風(fēng)味及營養(yǎng)成分,是一種荔枝深加工新產(chǎn)品。多酚是分子中具有多個(gè)羥基酚類植物成分的總稱。特定酚類物質(zhì)的氧化和其他化學(xué)轉(zhuǎn)變能影響新鮮和加工植物食品的口感及表現(xiàn)狀態(tài)。荔枝中含有大量的多酚類物質(zhì),多酚具有抗氧化、延緩衰老、預(yù)防心血管疾病和癌癥等多種生物活性,多酚氧化是荔枝褐變的重要因素之一。荔枝深加工中,基本都存在荔枝褐變問題,為了獲得高品質(zhì)荔枝果粉,本實(shí)驗(yàn)探討了檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、焦亞硫酸鈉對(duì)荔枝原漿色澤和多酚保留率的影響,并優(yōu)化了護(hù)色劑組合,為荔枝果粉干燥加工保持原色和功能性成分多酚類物質(zhì)提供優(yōu)化配方。1材料和方法1.1剪枝的制作鮮凍荔枝品種為“淮枝”,購于廣州市從化市場,并于購買當(dāng)日剪枝清理后,以新鮮、果形完整、無損傷、無褐變的荔枝裝箱,-20℃冷庫保存?zhèn)溆?。檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、焦亞硫酸鈉(均為食品級(jí))、福林酚、20%碳酸鈉、90%丙酮均為分析純。1.2實(shí)驗(yàn)儀器和儀器榨汁攪拌機(jī)廣東美的精品電器制造有限公司;UV-2450分光光度計(jì)日本Shimadzu公司;SC-80C全自動(dòng)色差計(jì)北京康光儀器有限公司;DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海精宏實(shí)驗(yàn)有限公司;ALC-210.4分析天平賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。1.3方法1.3.1護(hù)色劑、公園過充液、汁液制備出兩種研磨法工藝流程:荔枝→去殼去核→打漿→均質(zhì)→護(hù)色→60℃烘箱模擬體系24h→樣品。操作要點(diǎn):荔枝去殼去核后,每次約取100g果肉高速打漿5min,混合后均質(zhì),各稱取50.00g至玻璃瓶中,加入不同劑量預(yù)先配制好的護(hù)色劑至不同濃度梯度,每個(gè)梯度3個(gè)平行,玻璃棒攪勻,擰緊瓶蓋以保證體系封閉,放置于60℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱模擬干燥處理。1.3.2d-異抗壞血酸鈉ld-m設(shè)定各單因素試驗(yàn)水平為:護(hù)色劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度為檸檬酸0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%(m/m);D-異抗壞血酸鈉0.015、0.030、0.045、0.060、0.075g/L;焦亞硫酸鈉0.05、0.10、0.15、0.20、0.25g/L。1.4指標(biāo)的測(cè)量和分析1.4.1顏色測(cè)定采用自動(dòng)色差計(jì)直接測(cè)定,以L值(明度值)作為色差考察指標(biāo)。1.4.2fcfc試劑的制備采用Folin-Ciocalteu法。多酚與Folin-Ciocalteu(FC)試劑發(fā)生特異性反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物在765nm有最大吸收,且吸光度與多酚的量在一定濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。1.4.2.質(zhì)量濃度的確定酚類物質(zhì)標(biāo)只準(zhǔn)曲線的建立按照參考文獻(xiàn)并做部分改進(jìn):精密稱量0.2g沒食子酸定容至1000mL的容量瓶,得到0.2mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。在10mL容量瓶加入7mL的純水,在分別加入上述溶液0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL(即質(zhì)量濃度梯度為10、20、40、60、80、100μgmL的沒食子酸溶液),加入0.5mL的FC,立即漩渦振蕩搖勻30s左右,充分接觸,1min后8min之前加入20%NaCO3溶液1.5mL,定容至10mL,避光反應(yīng)2h。在765nm處測(cè)吸光度。用水代替沒食子酸做空白溶液,每個(gè)梯度做3個(gè)平行。再以吸光度(A)對(duì)沒食子酸質(zhì)量濃度(C)做回歸處理,得回歸方程:y=0.0086x-0.0012(R2=0.999)。1.4.2.初代原漿多糖含量的測(cè)定荔枝原漿多酚的提取按照參考文獻(xiàn)并做部分改進(jìn)。首先稱取2.00g處理后的樣品,加入4mL90%的預(yù)冷丙酮(1:2(g/mL)),浸提1.5h,4℃冷凍離心15min,得游離酚溶液。精密吸取處理后的樣品溶液0.2mL于含有7mL蒸餾水的10mL容量瓶中,按照1.4.2.1節(jié)方法測(cè)定吸光度(A),由回歸方程計(jì)算供試液中多酚含量,按下式計(jì)算多酚保留率:多酚含量=CD(以沒食子酸含量計(jì))式中:C為供試液中沒食子酸質(zhì)量濃度/(μg/mL);D為多糖的稀釋因子;x為所測(cè)樣品的多酚含量;y為初始原漿的多酚含量。多酚的稀釋因子D的計(jì)算:從50g漿液中取2.00g樣品,而4mL丙酮質(zhì)量為3.29g,0.2mL酚提取液質(zhì)量為0.18g,所以D為734.7。1.4.3統(tǒng)計(jì)分析統(tǒng)計(jì)分析SPSS17.0軟件。2結(jié)果與分析2.1單因素試驗(yàn)2.1.1檸檬酸的護(hù)色效果如圖1所示,檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,其L值與酚的保留率都越大,通過統(tǒng)計(jì)分析得出L值與酚的保留率都可分為4類,空白組(d類)單獨(dú)為一類,說明檸檬酸具有護(hù)色效果。0.1%與0.2%的為一類(c類),0.3%與0.4%的為一類(b類),兩兩之間差異不顯著,0.5%的為單獨(dú)一類,護(hù)色效果最好,且功能性成分酚的保留量最多。綜合以上考慮,選取0.3%為正交試驗(yàn)的中間值,即選擇0.1%、0.3%、0.5%三個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度作為正交試驗(yàn)的3個(gè)水平。2.1.2護(hù)色效果測(cè)定如圖2所示,焦亞硫酸鈉質(zhì)量濃度越大,其L值與酚的保留率都越大。通過統(tǒng)計(jì)分析得出L值與酚的保留率都可分為4類,空白組(d類)單獨(dú)為一類,說明焦亞硫酸鈉具有護(hù)色效果。0.015g/L與0.030g/L為一類(c類),0.045g/L與0.060g/L為一類(b類),兩兩之間差異不顯著,0.075g/L為單獨(dú)一類(a類),與其他各組差異顯著,L值最大,酚保留最多。其中酚類物質(zhì)的0.045g/L組為b、c類,所以綜合以上考慮,選取0.045g/L為正交試驗(yàn)的中間值,即選擇0.15、0.045、0.075g/L三個(gè)質(zhì)量濃度梯度作為正交試驗(yàn)的三個(gè)水平。2.1.3護(hù)色液d-異抗壞血酸鈉檢測(cè)單一添加焦亞硫酸鈉對(duì)護(hù)色效果的影響如圖3所示,D-異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度越大,其L值與酚的保留率都越大。通過統(tǒng)計(jì)分析得出,L值與酚的保留率都可分為4類,空白組(d類)單獨(dú)為一類,說明D-異抗壞血酸鈉具有護(hù)色效果。0.05g/L與0.10g/L為一類(c類),0.15g/L與0.20g/L為一類(b類),兩兩之間差異不顯著,0.25g/L為單獨(dú)一類(a類),與其他各組差異顯著,L值最大,酚保留最多。綜合以上考慮,選取0.15g/L為正交試驗(yàn)的中間值,即選擇0.05、0.15、0.25g/L三個(gè)質(zhì)量濃度梯度作為正交試驗(yàn)的三個(gè)水平。2.2酚保留率的統(tǒng)計(jì)分析通過單因素試驗(yàn)結(jié)果及分析,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)因素(表1),結(jié)果如表2所示。如圖4所示,9組實(shí)驗(yàn)的L值與酚保留率值皆與空白組差異顯著。說明護(hù)色劑對(duì)功能性成分酚的保留皆效果顯著,A、B、C三種護(hù)色劑具有協(xié)同增效作用。對(duì)L值統(tǒng)計(jì)分析,其中第3、5、7、9組為(a類),護(hù)色效果最好,雖然它們之間差異不顯著,但是第3組的L值最大,明度值最高,說明護(hù)色效果相對(duì)來說最好。對(duì)酚保留率統(tǒng)計(jì)分析表明,第3組為單獨(dú)一類(a類),與其他各組差異顯著,說明酚的保留效果最好。綜合考慮,正交試驗(yàn)中第3組影響最顯著。由表2直觀分析結(jié)果得到復(fù)合護(hù)色最優(yōu)組合為A3B3C3。由表3酚保留率方差分析得出,B、C護(hù)色劑在護(hù)色效果中影響顯著;A雖具有增效作用,但是無顯著性。所以A(檸檬酸)取0.1%水平質(zhì)量分?jǐn)?shù),既可以減小酸度,增強(qiáng)口感,又減少了用量,降低成本。綜合考慮,選擇A1B3C3為最優(yōu)復(fù)合護(hù)色劑組合,即0.1%檸檬酸、0.075g/LD-抗壞血酸鈉、0.25g/L焦亞硫酸鈉。2.3l值與酚保留率值對(duì)比通過跟蹤測(cè)定60h最優(yōu)護(hù)色組與空白組的L值與酚類保留率的變化,如圖5顯示,最優(yōu)護(hù)色組不論是明度還是酚的保留率值,都明顯優(yōu)于空白組。雖然0h時(shí)測(cè)定值皆大于空白組,但后面的熱風(fēng)處理模擬過程中L值、酚保留率值與空白組的差值皆大于0h時(shí),且用蒸餾水代替荔枝原漿加最優(yōu)護(hù)色組試劑,測(cè)定L值與酚吸光度皆與蒸餾水相同。故L值與酚保留率值皆有意義。D-異抗壞血酸鈉和焦亞硫酸鈉作為抗氧化劑,而且焦亞硫酸鈉同時(shí)也是一種漂白劑,更在H+(檸檬酸釋放)作用下,抗氧化性與漂白性效果更突出,所以可能導(dǎo)致了0h的L值與酚保留率皆大于空白組。通過回歸分析,多酚保留率(x)與L值(y)之間滿足回歸方程:y=3.402977+0.087325x。3原漿的護(hù)色效果檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、焦亞硫酸鈉對(duì)荔枝原漿具有護(hù)色作用,且3者復(fù)合使用,具有協(xié)同效果,L值與酚保留率都明顯增大。復(fù)合護(hù)色的最優(yōu)組合為0.1%檸檬酸,0.075g/LD-異抗壞血酸鈉、0.25g/L焦亞硫酸鈉。護(hù)色劑影響的主次順序:焦亞硫酸鈉>D-異抗壞血酸鈉>檸檬酸,且D-異抗壞血酸鈉、焦亞硫酸鈉影響效果顯著,而檸檬酸的影響效果不顯著。并且實(shí)驗(yàn)表明多酚含量的多少與色澤的變化存在一定的關(guān)系,經(jīng)跟蹤測(cè)定60h明度值與酚保留率,二者變化相關(guān)性極顯著,且符合回歸方程:y=3.402977+0.087325x。添加護(hù)色劑是果蔬加工中常用的護(hù)色方法,其中檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、焦亞硫酸鈉是幾種常見的護(hù)色劑。檸檬酸是金屬離子螯合劑,可以螯合Cu2+、Mg2+、Fe2+多價(jià)金屬離子,這些金屬離子通常為酶的作用輔基,缺乏它們會(huì)使酶的催化活性下降;抗壞血酸是一種抗氧化劑,可以清除氧自由基,因此對(duì)于POD、PPO等此類氧化酶有較好的抑制作用,D-異抗壞血酸鈉作為抗壞血酸的一種延伸鹽,具有相同作用。通常認(rèn)為D-異抗壞血酸鈉與檸檬酸復(fù)合使用效果更佳;此外,由于檸檬酸作為酸味劑,可以使體系的pH值下降,使酶偏離最適作用pH值,導(dǎo)致活性下降。檸檬酸、抗壞血酸等都是較好的酶聯(lián)抑制劑。焦亞硫酸鈉作為一種抗氧化劑,檸檬酸電離的H+,使得SO2釋放出來,增強(qiáng)抗氧化性。荔枝果肉PPO在pH3.0～5.0范圍內(nèi)不穩(wěn)定,易失活。添加1%檸檬酸后原漿pH值為4.43,而且測(cè)定本實(shí)驗(yàn)的原漿,PPO與POD活性很低,因此在荔枝原漿護(hù)色工藝中沒有設(shè)定傳統(tǒng)熱燙這一流程。低于60℃時(shí),PPO對(duì)熱穩(wěn)定,這是由于PPO的最適溫度為55℃,在該溫度范圍內(nèi),溫度的升高使酶促反應(yīng)加快;而高于60℃時(shí),PPO對(duì)熱開始不穩(wěn)定,因此本實(shí)驗(yàn)的模擬體系選擇60℃的恒溫環(huán)境。荔枝褐變主要源自多酚類物質(zhì)的酶促和非酶促氧化、降解。荔枝多酚作為一種抗氧化性物質(zhì),具有一定的清除DPPH活性。多酚保留率作為實(shí)驗(yàn)重要指標(biāo)之一,具有價(jià)值意義。而經(jīng)測(cè)定原漿中游離酚占總酚96