果汁褐变

果蔬贮藏保鲜科技2018-05-15 13:53:17

 

果汁色、香、味俱全,香和味是由水果原料和配方决定的,但是颜色则与加工过程有直接的关系。褐变的果汁很难被消费者接受,感官上并不新鲜,因此褐变控制成为果汁加工业中较为常见的技术问题。

果汁褐变分为酶促褐变和非酶促褐变两类:

一、酶促褐变

果实中存在天然的酶,就是一种能够催化细胞内外化学反应的催化蛋白,褐变相关的酶,例如多酚氧化酶能够催化无色或浅色物质变成有色和深色物质,从宏观上表现为色泽变暗、变成褐色等颜色。在完整的果实中,多酚氧化酶与其催化底物多酚分布于果实细胞的不同部位,进入加工环节后,水果细胞被破坏,多酚氧化酶和酚类物质进入同一环境,酚类物质在酶的催化下变成了醌类化合物,然后聚合产生黑色素,褐色色素等。苹果切块的过程中,切割面过都快速褐变的原理与这一原理是类似的,苹果切面可以通过高酸性果汁降低褐变的发生,例如柠檬汁或者酸橙汁可以使褐变最小化,这主要是酶促褐变的重要反应条件——PH值在酸性环境下不适宜引起的多酚氧化酶活性降低有关,这一原理也可以用在果汁加工工程中。

在水果加工产业中,主要有三种方法来控制酶活性:隔离氧气、热处理和将PH调制3或者更低。在实践中,果汁的巴氏杀菌是常用的操作步骤,在这一过程中有效的使酶活性降低,因此避免了通过调节PH值降低酶促褐变的使用机会。对于褐变敏感度特别高,色度特别低的果汁中,如苹果汁,可以在水果粉碎和果汁提取过程中冲入氮气,在氮气的保护下进行,排出空气中的氧气。

二、非酶促褐变

果汁的成分是复杂多样的,主要成分包括了水化合物、蛋白质、氨基酸、矿物质、油脂和酸类,这么复杂的混合体系中,两种多种化合物之间发生化学反应的几率是非常大的。除了这些复杂的反应,在果汁大分子降解为小分子后,美拉德反应不可忽视,主要是糖组分与氨基酸组分形成糖胺,糖胺可以进一步反应生成糠醛和羟甲基糠醛,也可经过马多利重排反应形成复杂的长链褐变色素。直到今天,美拉德反应还没有完全解析,实际上,美拉德反应的主要控制因素是PH、浓度、温度和二氧化硫等抗氧化剂的添加,这些变量会影响到美拉德反应的速率和程度。

除此之外,在食品领域还有三种可能的非酶促褐变途径,即焦糖化、抗坏血酸分解和氧化。(1)焦糖化是指糖在低水环境中被加热到高温时发生焦糖化,但是在果汁工业中不存在这样的过程,因此焦糖化不是果汁的一个因素。(2)抗坏血酸可以分解为脱氢抗坏血酸,然后分解为23-二酮古洛糖酸,通过参与美拉德反应导致褐变,尽管抗坏血酸在一开始是一种抗氧化剂,但是在后期称为一种褐变增加的物质。(3)在加工过程中,空气进入果汁时,果汁发生氧化,例如在加工过程中充气、果汁包装的空气渗透、果汁储存容器的顶部空气等,都是氧化的来源。

为了尽量减少非酶褐变,要小心处理果汁以避免空气混入,在低温和密封性良好的罐体储存,做好无菌工作,使用无菌包装或在-18℃条件下冷冻,也有工厂使用3-5℃冷藏取得很好的抗非酶促褐变的效果。

 

控制非酶褐变的一种非常有效的方法是添加二氧化硫,其主要原理是二氧化硫与活性羰基位点可逆结合,从而中断导致褐变的一系列反应。

在其他类别的食物中,美拉德反应在产生风味和颜色方面具有明显的积极作用,例如在咖啡和肉制品中。


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