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浓缩砀山酥梨汁非酶促褐变机理及其控制技术研究

作　者: 杨毅
导　师: 潘见
学　校: 合肥工业大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 浓缩砀山酥梨汁非酶促褐变色值褐变指数机理控制
分类号: TS255
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

砀山酥梨是安徽大宗特产水果，栽培面积达到50万亩，年产量100万吨。除鲜销外，约占总产量1/3的酥梨被加工成梨汁出售。通常，砀山酥梨汁经超滤和树脂脱色，将色值T₄₄₀提高至90％，经浓缩至70Brix°，色值会降低至75％左右。新加工的梨汁能符合国家标准和出口要求(色值T₄₄₀＞45％)，但在贮运中色值却迅速下降，37℃下不到一周即降至30％左右，严重影响产品的质量、价格和市场竞争力。为解决浓缩酥梨汁的贮存褐变问题，作为安徽省“十五”二期农产品加工重点项目《砀山酥梨汁加工关键技术及产业化》重要研究内容，本文从判别浓缩砀山酥梨汁生产（加工、贮存）中的褐变类型（酶促、非酶促）入手，分析了贮存过程浓缩酥梨汁的褐变要因，研究了褐变动力学，进行了褐变抑制技术开发。研究结果表明：1．在整个浓缩酥梨汁生产过程中，预浓缩工序之前的褐变主要是酶促褐变：预浓缩后至超滤之间既有酶促褐变亦有非酶促褐变，超滤之后的褐变则主要是非酶促褐变。浓缩酥梨汁在贮存中的褐变以非酶促褐变为主，酶促褐变几可忽略。2．在浓缩砀山酥梨汁贮存过程的非酶促褐变中，氨基酸、糖和酚的含量变化与褐变指数(A₄₄₀)显著相关：氨基酸与A₄₄₀呈指数相关，糖和酚与A（440）呈线性相关。通过对酥梨汁褐变的模拟分析，发现美拉德反应是非酶促褐变的主要因素：在50℃下，美拉德反应对非酶促褐变的贡献是焦糖化贡献的4倍，酚的氧化对褐变贡献微小；在30和37℃下。非酶促褐变是由美拉德反应引起的，焦糖化和酚的氧化对非酶促褐变没有显著贡献。在美拉德反应中，糖和氨基酸对褐变的贡献大小依次为：果糖＞葡萄糖＞山梨醇＞蔗糖；天冬氨酸＞丙氨酸、谷氨酸、苏氨酸＞缬氨酸＞赖氨酸、组氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸＞异亮氨酸＞苯丙氨酸、半胱氨酸＞脯氨酸。3．浓缩酥梨汁贮存中褐变指数(A₄₄₀)随着温度和时间的增加而上升，A₄₄₀的变化符合两阶段复合型模型；褐变反应常数K随温度的升高而升高，褐变反应活化能Ea=7.05kcal/mol；贮存中5-HMF含量随着温度和时间的增加而上升，在37℃和50℃时与褐变指数A（440）成正相关；光照对浓缩酥梨汁褐变无显著促进作用；空气对褐变在初期有促进作用。4．采用阳离子交换—大孔树脂组合吸附技术，可抑制浓缩酥梨汁的贮存褐变。用阳离子交换树脂将酥梨汁pH调整为4.0—4.1，再经大孔树脂吸附，可将色值提高到85％；组合吸附处理的浓缩汁（70Brix°）可在37℃下历经35天海运到口岸（模拟实验），色值仍大于45％，符合出口质量标准。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-18
第1章绪论  18-28
  1.1 问题的提出  18-19
  1.2 国内外研究现状  19-27
    1.2.1 酶促褐变反应及抑制技术研究现状  20-21
    1.2.2 非酶促褐变反应研究现状  21-25
    1.2.3 非酶促褐变抑制技术研究现状  25-27
    1.2.4 存在的问题  27
  1.3 主要研究内容  27-28
第2章浓缩酥梨汁生产过程褐变类型分析  28-36
  2.1 材料与方法  28-30
    2.1.1 浓缩酥梨汁制备  28
    2.1.2 分析仪器和试剂  28-29
    2.1.3 样品采集  29
    2.1.4 指标检测  29-30
  2.2 结果与分析  30-35
    2.2.1 色值(T_(440))的变化  30-32
    2.2.2 5-羟甲基糠醛(5-HMF)含量的变化  32-33
    2.2.3 氨基氮含量的变化  33
    2.2.4 多酚氧化酶(PPO)活力的变化  33-34
    2.2.5 总酚含量的变化  34-35
  2.3 小结  35-36
第3章浓缩酥梨汁非酶促褐变要因分析  36-60
  3.1 材料和方法  36-41
    3.1.1 70Brix°浓缩砀山酥梨汁材料  36
    3.1.2 仪器、试剂  36-37
    3.1.3 浓缩酥梨汁褐变模拟体系的建立  37-39
    3.1.4 贮存  39-40
    3.1.5 指标检测  40-41
    3.1.6 统计分析:  41
  3.2 结果与讨论  41-59
    3.2.1 浓缩酥梨汁在贮存中氨基酸的变化  42-45
    3.2.2 浓缩酥梨汁贮存中糖的变化  45-47
    3.2.3 浓缩酥梨汁贮藏中酚的变化  47-51
    3.2.4 pH和可滴定酸的变化  51
    3.2.5 焦糖化、美拉德反应和酚的氧化对浓缩酥梨汁褐变贡献的研究  51-53
    3.2.6 糖的非酶促褐变反应活性及其对褐变贡献的研究  53-55
    3.2.7 氨基酸的非酶促褐变反应活性及其对褐变贡献的研究  55-59
  3.3 小结  59-60
第4章浓缩酥梨汁贮存过程褐变动力学研究  60-66
  4.1 材料和方法  60-61
    4.1.1 材料  60
    4.1.2 分析仪器和试剂  60
    4.1.3 贮存  60-61
    4.1.4 指标的检测  61
    4.1.5 统计分析  61
  4.2 结果与讨论  61-65
    4.2.1 浓缩酥梨汁贮存中褐变动力学  61-62
    4.2.2 浓缩酥梨汁褐变活化能计算  62-63
    4.3.3 浓缩酥梨汁5-HMF含量与褐变指数的关系  63-64
    4.2.4 光照、空气对浓缩酥梨汁贮存非酶促褐变影响  64-65
  4.3 小结  65-66
第5章浓缩酥梨汁非酶促褐变控制技术研究  66-76
  5.1 控制要素分析  66
  5.2 材料和方法  66-68
    5.2.1 超滤汁制备  66-67
    5.2.2 树脂吸附  67
    5.2.3 浓缩与贮存  67
    5.2.4 pH、氨基氮和褐变指数测定  67-68
    5.2.5 统计分析方法  68
  5.3 结果与讨论  68-75
    5.3.1 阳离子交换树脂处理对酥梨汁pH、氨基氮、色值的影响  68
    5.3.2 氨基氮对酥梨汁脱色及褐变的影响  68-70
    5.3.3 pH对酥梨汁脱色及褐变速度的影响  70-72
    5.3.4 酥梨汁褐变控制工艺研究  72-74
    5.3.5 离子交换与大孔树脂吸附先后顺序的比较  74-75
  5.4 小节  75-76
第6章结论  76-78
参考文献  78-85
附录  85
  主要创新点  85
  攻博期间发表的论文  85
  攻博期间所获奖励  85

浓缩砀山酥梨汁非酶促褐变机理及其控制技术研究

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