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果蔬制品色泽的褐变及其控制
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 天然果蔬在加工中常失去悦目的色泽,产生酶揭变和非晦褐变,不仅影响外观,更为重要的是其风味和营养价值也受到很大损失。褐变是食品加工及贮存中一种普遍现象,是指原有的悦目的色泽变暗,变褐、变黑。褐变由发生机理分为酶揭变和非晦褐变。
 1. 酶褐变机理  酶引起的褐变多发生在较浅色的水果和蔬菜中,如苹果、香蕉、杏、樱桃、葡萄、梨、桃、草毒、土豆、榨菜等,在组织损伤、削皮、切开时经常可以发生酶褐变。这是因为它们的组织暴露在空气中,在酶的催化下,使多酚类氧化为邻醌,再进一步氧化聚合而形成褐色素或黑色素所致。
 1 酚酶复合体的作用可分为两种类型:多酚氧化酶活性类型和酚羟化酶(或甲酚酶)活性类型。
  含有多酚类的果蔬在多酚氧化酶的催化下首先氧化成邻醌;然后邻醌或未氧化的邻二酚在酚基酶催化下进行二次羟基化作用,生成三羟基化合物;邻醌再将三羟基化合物氧化成经基醌;经基醌易聚合而生成黑色素。
 2  切开的马铃薯的褐变则是其中的羟基氨酸氧化形成褐色素,其反应过程大致如下:
   ****步由酚羟基酶使络氨酸进行羟基化反应而形成3,4一二羟基苯丙氨酸;第二步由于多酚的氧化生成邻一二醌基苯内氨酸;**后,以分子重排,聚合而形成黑色素。
  参与含丹宁物质氧化作用**重要的酶是多酚氧化酶,其**适宜的pH值为5.0~7.0.对热有较强的耐受性。多酚氧化酶的反应基质有邻二酚、一元酚、儿茶酚、绿原酸、咖啡酸、没食子酸、各种花色素及类黄酮等。其中相当多的属丁丹宁物质。
  酶褐变明显依赖于果蔬汁的丹宁含量,而与其所含多酚氧化酶活性相差不大,果蔬中丹宁含量0.045%以下时,在空气中静置了3~4小时并不变色;而当含量超过0,11%时,在空气中变色迅速。  综上所述,可以知道,果蔬发生酶的褐变,必须同时具备三个条件:即多酚类、多酚氧化酶和氧,这三个条件缺一不可。有些瓜果如柠檬、柑桔、葡萄袖、醋栗、菠萝、番茄、南瓜、西瓜、番瓜等,因缺少诱发褐变的酶,故不易发生酶褐变。
 2. 酶褐变的控制
    为防止果蔬的酶褐变,必须消除多酚类、多酚氧化酶和氧三者中任何一个因素。消除多酚类是不现实的,比较有效的是抑制多酚酶的活性,其次是防止果蔬原料与氧的接触。
 2.1 加热处理!    适当加热可使酚酶及其他所有的酶类失去活性,故食品加中常采用原料的烫漂和高温短时间迅速杀菌等方法灭酶。来源不同的多酚氧化酶对热的敏感性不同,然而,在70~95℃加热约7秒钟,可使大部分多酚氧化酶失活。而使多酚氧化酶完全失活,需要在80℃时10~20分钟或沸水中2分钟。但加热处理也有缺点,因水果和蔬菜经加热后,会影响原有风味,所以必须严格控制加热灭酶的温度和时间,尽可能达到灭酶目的而不影响产品风味。采用微波加热法,能达到较好效果。
 2.2 食品添加剂处理
 抗氧化剂是食品加工中**常用的添加剂,由于种类较多,抗氧化的作用机理也不尽相同,比较复杂,存在着多种可能性。归纳起来,主要有以下几种:一是通过抗氧化剂的还原作用,降低食品体系中的氧含量;二是中断氧化过程中的链式反应,阻止氧化过程进一步进行;三是破坏、减弱氧化酶的活性,使其不能催化氧化反应的进行;四是将能催化及引起氧化反应的物质封闭,如络合能催化氧化反应的金属离子等。
 抗坏血酸是重要的抑酶剂,如苹果汁中加用1%抗坏血酸能完全防褐变。但如添加量不足,褐变仍有可能发生。其实,单一的抗氧化剂较难取得理想效果,生产厂家大都选用多种抗氧化剂复配使用。
我国GB2760-2007规定允许使用的食品抗氧化剂为15种,包括丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、D—异抗坏血酸钠、茶多酚、植酸、特丁基对苯二酚(TBHQ)、甘草抗氧化物、抗坏血酸钙、脑磷脂、抗坏血酸棕榈酸酯、琉代二丙酸二月桂酯、4—己基间苯二酚、抗坏血酸及迷迭香提取物等。
 2.3 调节PH值   酚酶引起氧化**适宜的pH值范围在6~7之间。因此,降低介质的pH值,可抑制酶的催化作用。pH值在3以下,酚酶的活性几乎完全丧失,苹果和杏的pH值如调至2.5时,酚酶活性完全消失。用降低pH值来制止果蔬褐变,是生产果蔬制品中**常用的方法。一般多采用柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸及其他有机酸的混合溶液。实践证明:0.5%的柠檬酸与0.3%的抗坏血酸合用效果较好。
 2.4 驱氧法
 组织中含氧较多的果蔬,可浸人水中或糖浆中,然后进行真空脱气处理,使水或糖浆渗人果蔬组织原来氧所占的空间。由于与氧隔离,褐变就能被抑制。**常使用的方法是真空或充氮气包装。
 3.非酶揭变机理
    非酶褐变是果蔬产品贮藏中发生的主要褐变。果蔬游离氨基酸的组成和含量,因果蔬的种类不同而不同。柑桔中,脯氨酸含量较多,其次为天门冬酸胺、天门冬氨酸、精氨酸及丙氨酸等;而苹果中天门冬酸胺占二分之一以上,其次为天门冬氨酸,其他氨基酸含量较少;菠萝中天门冬酞胺也占一半以卜;葡萄中谷氨酸胺约占一半,丙氨酸和精氨酸占了其余氨基酸的大部分
  这些氨基酸与果蔬汁中的糖和氧化生成物等) 化合物反应,而产生褐变。氨基酸中,以色氨酸,羟脯氨酸、组氨酸、赖氨酸、天门冬氨酸的褐变活性较强。所有食品都有以上成分,所以都有可能发生非酶揭变。 非酶揭变过程复杂,其****步由还原糖与氨基化合物在中性或微酸性下缩合生成葡萄糖胺;在酸催化下葡萄糖胺引起分子重排生成单果搪胺,果糖胺再与葡萄糖作用生成双果糖胺。第二步即中间阶段是:双果糖胺因不稳定,易失去一个果糖重新形成单果糖胺3一脱氧葡萄糖醛酮;3一脱氧葡萄糖醛酮的醛基与酮基相邻不稳定,易脱水生成3,4-脱氧葡萄糖醛酮,进一步脱水生成经甲基糖醛。第三步即**后阶段是:3一脱氧葡萄糖醛酮经甲基糠醛又与氨基化合物缩合与聚合,**终生成含氮的复杂化合物,即黑色素。揭变的反应速度,与参加反应的糖和氨基化合物结构有关。还原糖中以五碳糖反应性**强,约为六碳糖的十倍。 还原性双糖,因分子较大,反应较缓慢。 羰基化合物中·a一己烯醛褐变**快,次为一双拨基化合物,酮的反应较慢。氨基化合物中,胺类较氨基酸易于褐变。氨基酸中,以碱性的·氨基在e-位或末端者易于褐变。蛋白质的迈拉德反应速度则比肽和氨基酸慢。 温度直接影响褐变速度。一般在30℃以上较快,20℃以下较慢。温度上升10℃ ,褐变速度加快3~5信。室温下氧能促进褐变,但在80℃以上时,不论有无氧存在,其褐变速度相同。 褐变反应在有水存在的条件下进行,水分在10%一15%时**易发生。一般情况下,反应速度与基质浓度成正比。 pH值在3以上时,糖与氨基酸反应的速度随pH值的增加而加快。酸度较高时,褐变不易发生。总的说来,非酶褐变常使产品发生如下变化:
  3.1 营养价值降低 水果蔬菜制品发生褐变后,由于维生素C被破坏,将极大地降低其营养价值和生理效果。通过褐变,果蔬中的一些必需氨酸和糖类被破坏;氨基酸、蛋白质与糖结合后的产物不能被酶水解,所以人体对氮原和碳原的利用率随之降低。因此,褐变的结果大大降低了营养价值。
  3.2 氧化碳及酸性物质增加
  一氨基酸与糖反应产生的揭变,产生二氧化碳。二氧化碳的逸出率与不饱和二缓基化合物的含量成比例。当还原糖与氨基酸反应时,生成种种还原醛酮,它们极易氧化成酸性物质,逐步引起产品pH值的降低。
  3.3 造成商品价值的降低甚至报废损失
  色泽,是评论果蔬产品品质的主要指标之一。非酶褐变不但使产品的色泽变灰变暗并且在褐变反应中,常产生带有荧光的中间体。这样,使产品的感观造成不可挽回的损失。
  4. 非酶褐变的控制
  避免果蔬非酶褐变的主要方法是产品的低温贮存。由于褐变在低于20℃以下较缓,故容易褐变的产品,应该置于10℃以下贮藏较为妥当。
  由于pH值增高非酶褐变加快因此也可以采取调整PH值的方法以控制褐变。一般将容易褐变的产品的pH值调到3以下为)宜。
  此外,生产中可以采用我公司产品来抑制褐变。威化复合抗氧化剂依据GB2760-2007标准,由多种抗氧化剂、氧化增效剂、离子鏊合剂、维生素及盐类复合而成,为白色粉末,易溶于水。本品对柠檬黄、日落黄、苋菜红等合成色素和辣椒红、β-胡萝卜素、栀子黄、姜黄、花黄素等天然色素的色团结构有稳定作用,防止色素退色,对食物酶褐变和非酶褐变有抑制作用。使用范围广泛、用量少、成本低、使用简便、性能稳定、效果显著 。
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