鮮切紫薯褐變機理及控制技術研究.pdf

1、鮮切果蔬具有方便、健康、安全、新鮮等特點，使其在果蔬加工業(yè)中越來越重要，但鮮切果蔬的切分表面褐變將會影響其商品價值及貨架期。本論文以新鮮紫薯(Ipomoeabatatas(L.)Lam.）為原料，通過對鮮切紫薯在貯藏期間褐變度、總酚、游離酚、花色苷、PPO、POD、PAL活力變化以及PPO、POD酶學特性研究，探索鮮切紫薯褐變發(fā)生機理，通過單因素和響應面試驗篩選出一套安全、經濟、適用的綜合控制褐變技術。主要研究結果如下:
　　1.

2、鮮切紫薯酚提取物通過紫外分光光度法和HPLC鑒定，結果表明其主要酚類物質為綠原酸、咖啡酸和阿魏酸，含量分別為94.30±6.05、5.40±1.45、17.54±2.70mg/100g。其中，綠原酸能作為紫薯PPO和POD的作用底物，咖啡酸能作為紫薯POD的作用底物，阿魏酸不能作為兩種酶的底物。
　　2.鮮切紫薯貯藏期間生理生化指標變化測定，結果表明:褐變度、b*和MDA含量呈上升趨勢，a*和花色苷含量呈下降趨勢，總酚含量呈先上升

3、后下降的趨勢，PPO、PAL、POD活力和游離酚、綠原酸含量在不同溫度下貯藏期間變化差異明顯。與20℃相比，4℃低溫貯藏能有效抑制鮮切紫薯PPO、POD、PAL活力的上升，減少MDA的積累，減緩花色苷的降解，延緩組織褐變，較好的保持鮮切紫薯的品質。鮮切紫薯褐變度與表面色澤a*、b*、C*，PPO、PAL、POD活力及MDA、游離酚、綠原酸、花色苷含量之間存在顯著的相關性。初步可得鮮切紫薯的褐變機理為:切分使得PPO、POD和PAL活力增

4、大，PAL活力增加促進底物酚的合成，為褐變提供豐富的底物;切分使組織細胞破裂造成膜系統(tǒng)損傷，使酶底物與酶組織區(qū)域化受到破壞，細胞質中的酚類物質受POD和PPO的催化發(fā)生氧化并聚合形成褐色物質，使切分表面發(fā)生褐變。
　　3.研究鮮切紫薯褐變關鍵酶PPO酶學特性。結果表明:鮮切紫薯PPO催化兒茶酚氧化的產物最大吸收波長為405nm;在鮮切紫薯皮部檢測到4條PPO同工酶帶，心部僅1條同工酶帶;該酶的最適反應溫度為20℃，紫薯PPO在50

5、℃以上不穩(wěn)定，且隨著處理溫度的升高，PPO活力下降速度加快，90℃處理3min能使鮮切紫薯PPO完全失活;pH對其活力影響較大，最適反應pH為6.5，且在pH為4.0處有一肩峰，在pH為9.0時活力幾乎完全喪失;鮮切紫薯PPO的底物親和力順序為:綠原酸＞咖啡酸＞兒茶酚，最適底物為綠原酸;NaHSO3、L-cys、AA對紫薯PPO活力抑制效果非常好，濃度僅為0.02％時均能完全抑制其活力;CA、EDTA、NaCl對紫薯PPO活力抑制作用次

6、之，不能完全抑制紫薯PPO活力，且隨著濃度的增加，抑制效果增加不明顯;超聲波處理對紫薯PPO活力具有抑制作用，其中，120W處理4min抑制效果最佳。
　　4.研究鮮切紫薯過氧化物酶(POD)酶學特性。結果表明:鮮切紫薯POD同工酶譜共4條條帶，條帶1、3在皮部和心部均檢測到，條帶2、4為皮部所特有;紫薯POD最適溫度為55℃，大于70℃時其活力穩(wěn)定性較差，80℃6min和90℃3min能使POD完全失去活力;最適pH為6.O;最

7、適H2O2濃度為12mmol/L;與不同酚類底物的親和力順序為:沒食子酸＞咖啡酸＞愈創(chuàng)木酚＞綠原酸＞兒茶酚＞焦性沒食子酸，最適底物為沒食子酸;0.04％L-半胱氨酸和0.06％抗壞血酸能完全抑制POD活力，而檸檬酸、NaCl、NaHSO3、EDTA在試驗濃度下對POD活力抑制效果不明顯。
　　5.鮮切紫薯褐變控制條件優(yōu)化:以超聲波強度、L-cys、AA、CA濃度四個單因素試驗為基礎，設計了四因素三水平響應面試驗，通過軟件對試驗數據

8、進行分析，得到回歸方程:Y=6.29-0.15A+0.02B+0.097C-0.057D-0.013AB+0.055AC-0.028AD+0.083BC+0.11BD-0.15CD+0.25A2+0.039B2+0.059C2+0.054D2，該模型的相關系數R2=0.899，擬合程度較好。通過軟件優(yōu)化并結合實際操作得到鮮切紫薯褐變控制的最佳條件為:超聲波功率130W、L-cys濃度0.03％、CA濃度0.20％、AA濃度0.06％。在

9、此條件下處理的鮮切紫薯在4℃貯藏15d后的褐變度為6.10±0.09，與預測值6.04相近，說明該模型很好的預測出鮮切紫薯褐變控制條件與褐變度的關系。
　　6.采用響應面優(yōu)化的最佳處理組對鮮切紫薯進行處理，結果顯示，處理組能有效的減緩a*、C*的下降，減緩b*、△E的上升，能較好的維持鮮切紫薯的表面色澤，處理組的褐變度顯著的低于對照(p＜0.05)，PPO、POD活力顯著的低于對照(p＜0.05)，表明所篩選的防褐變最佳處理工藝能