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分析蔬菜加工过程中的变色与护色问题

蔬菜中富含多种氨基酸,矿物质以及维生素等多种营养成分,是人们生活中必不可少的食物,但是目前绝大多数的蔬菜加工品大多都失去了原本的颜色,这是因为加工过程中发生了变色,这是困扰着蔬菜加工企业的一旦难题,为此解决了这一问题,先做以下分析。

分析蔬菜加工过程中的变色与护色问题

分析蔬菜加工过程中的变色与护色问题

蔬菜加工中的变色主要有两大类,即褐变和蔬菜本身色素一叶绿素的变化,前者又分为酶褐变和非酶褐变。例如,马铃薯加工成冷冻薯条、薯片,常常会遇到变色现象,特别当薯块含糖量较高时,其变色率高达30%以上。
发生变色的原因很多,酶的褐变和非酶褐变均起作用,由于马铃薯含酪氨酸,并且在氧化系末端多酚氧化酶活性很高,所以无论酶褐变和非酶褐变都非常容易发生。
1.褐变原因及防治措施
1.酶褐变原理:蔬菜组织中的酚类物质在完整的细胞中作为呼吸传递物质,在酚—醌之间保持着动态平衡,当细胞组织破坏后,氧大量进入,在酶的作用下出现醌的形成,平衡受到破坏,于是发生醌积累,醌进一步氧化聚合成褐色素,即发生酶褐变。
由此机理可以看出,蔬菜中的酶褐变必须具备三个条件,即多酚类物质、酚酶和氧的同时存在,控制酶褐变必须从这三个方面考虑。
但是要除去褐变的基质一多酚类物质是十分困难的,也是不现实的,有效的方法是降低酶活性或防止与氧接触。
2.防酶促褐变的措施
(1) 物理方法:
加热预煮法:蔬菜原料在加工前往往进行烫漂处理,其目的除有杀死附在原料表面的微生物、削减蔬菜的生青味或某些异味、降低蔬菜组织中硝酸盐和亚硝酸盐的含量外,主要是排除原料组织中的空气,即减少氧的存在,同时破坏酶的活性,如过氧化物酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及抗坏血酸氧化酶等,从而减少色泽的劣变和营养物质的损失。
蔬菜原料的烫漂温度一般为95-100 ℃,烫漂时间1~3分钟。但也不尽相同,据试验,菠菜烫漂时,由于菠菜的耐热性差,生产技术难度大,我们在烫漂温度、时间及烫漂液三方面采用优化正交试验设计,结果是:烫漂温度60 ℃、时间1.5分钟、烫漂液选用0.5%的小苏打为最佳,菠菜的颜色、组织状态以及营养成分等均达到最佳状态。
(2)化学方法:
添加抗氧化剂法:抗坏血酸为还原剂,能将氧化的醌还原为酚类物质,阻止醌类物质进一步自发聚合形成色素物质。
据试验,添加1—10PPm的S02即可抑制酚酶的活性,而在安梨果蔬复合汁中,添加0.03%一0.05%的抗坏血酸即可达到控制酶褐变的目的。另据报道,D-异抗坏血酸钠是一种很强的还原剂,其抗氧化作用比L-抗坏血酸要高,特别是在加热的制品中,作用更加明显。D-异抗坏血酸钠在果蔬罐头中的使用浓度一般为0.05%~0.2%。
酸处理法:即用柠檬酸调节PH值6以下,可有效地降低酚酶的活性。
(3)氧隔离法:预处理的原料进行抽真空处理,或将蔬菜原料浸在水或稀盐溶液中与氧隔离,也可有效地抑制酶褐变。
2.非酶褐变
酶褐变原理。在蔬菜加工过程中非酶褐变亦时常发生,这类褐变主要有氨基与羟基缩合聚合成黑色素的羰氨反应;糖类受高温影响发生降解作用,其产物经聚合、缩合而生成粘稠状黑褐色的焦糖化作用等。
非酶褐变受温度和PH值的影响较大,温度较高而非酶褐变速度越快;PH值较低则非酶褐变速度较慢。由于糖分、氨基酸等是蔬菜、水果的组成物质,因此非酶褐变在果蔬加工中普遍存在。通常采用的控制措施有:
(1)防止过度热力杀菌。
(2)控制较低的PH值。
(3)贮存温度在10~15℃。
03.褪色原因及护色措施
1.绿色消褪原因
叶绿素是含有镁原子卟吩的衍生物,其基本结构是由四个吡咯环的α一碳原子通过四个次甲基(一CH=)相连而成的共轭体系。
叶绿素可在叶绿素酶的作用下水解为脱叶醇基叶绿素及叶绿醇,最后被氧化成无机物,但这种反应在蔬菜加工过程中与叶绿素的脱镁作用相比是微不足道的。
植物体中叶绿素是与脂蛋白结合的,脂蛋白保护叶绿素免受植物组织中存在的有机酸的作用,当蔬菜加工时由于温度升高致使脂蛋白变性,失去保护作用,使叶绿素释放出来,H取代四吡咯中的Mg,生成脱镁叶绿素,绿色消失,变为植物黑素。
2.蔬菜加工中的护绿措施
大部分蔬菜为绿色,其色素为叶绿素。叶绿素是一种天然色素,对光、热、酸、碱等条件敏感,因此,在加工或储藏过程中常易褪色或变色,对蔬菜成品感官质量影响巨大。
这种护绿措施有两种。一种是在稀碱溶液中发生皂化反应,叶绿素生成叶绿酸盐、叶绿醇和甲醇,颜色仍为鲜绿色。将蔬菜浸没在PH7.2—9.5的碱液中抽真空,在0-7.2下保绿21天。但这种碱处理法保绿时间不太长,另外对于富含VC的蔬菜来讲,VC在碱性条件下快速的分解会导致营养成分的严重损失。
另一种措施是用铜或锌取代叶绿素中的镁,所生成的铜或锌衍生物可以长期保持绿色。据试验,可将蒜苔切成2—3厘米的小段,用200ppm的Cu2+或Zn2+ 与 2% NaNO3 溶液煮沸45分钟;把蕨菜放在200ppm 的Cu盐中煮20分钟;用80ppm Zn盐、PH为7 的溶液将蔬菜浸泡12小时后再在 100 ℃下预煮15分钟;
有人研究绿色蔬菜汁加工中的绿色保持时,是在PH8.3条件下用0.8%的CaCl2和500ppm 醋酸锌溶液烫漂原料,成品蔬菜汁配合5℃的低温保存。
有人试验将青豌豆放入500ppm的 ZnCI 溶液中,在82~88℃下加热6分钟。
以上报道均可使蔬菜保绿时间长达3-18个月,效果很好。
但由于Cu盐和Zn盐渗透和取代反应进行得比较慢,要用加热来促使反应的进行,为此,我们研究了抽真空渗透的方法,缩短了浸泡时间。
另外,我们也做了其他蔬菜的护绿实验,结果表明,黄瓜在200ppm Zn盐护绿液中浸泡16小时,豆角在250ppm Zn盐护绿液中浸泡22小时,菠菜在150 ppm Zn盐护绿液中浸泡8小时,均取得了较好的效果。
铜比锌活性高,取代反应速度快,而铜的残留量受标准限制,锌的安全性较高,护绿效果也不差,成本又低。对于加工“绿色食品”来讲,生产上可以优先考虑使用锌护绿。

04展望
尽管人们对酶促褐变机理有了更深入的认识,对其相关的生物学特性也有进行了大量的研究,并且找到了多种控制鲜切果蔬褐变的措施,但有关酶促褐变的机理尚未完全明确,褐变控制措施的效果,并不十分理想。
由于鲜切果蔬是活的有机体其褐变的发生与材料的生理状态有不可分割的联系。因此揭示褐变深层次的调控机制,将会极大地丰富褐变理论同时对探索褐变的有效控制技术具有良好的指导意义。

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