香蕉多酚氧化酶性質(zhì)及在果酒發(fā)酵中褐變控制的研究.pdf

1、香蕉是世界上經(jīng)濟(jì)效益最顯著的水果之一，具有優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值。但由于加工中存在的困難，香蕉多為鮮食，被加工制成其它產(chǎn)品形式的不多，尤其是飲料和果酒。香蕉加工中存在酶促褐變，極易使產(chǎn)品品質(zhì)變劣，影響產(chǎn)品市場(chǎng)。深入研究香蕉酶促褐變的因素及控制技術(shù)對(duì)闡明香蕉褐變規(guī)律，促進(jìn)香蕉加工技術(shù)的發(fā)展，提高香蕉產(chǎn)品的品質(zhì)具有理論和實(shí)際意義。本文以巴西蕉(Musa AAA Cavendish cv Baxi)為主要原料，探討了香蕉中PPO的酶學(xué)特性，同時(shí)

2、根據(jù)對(duì)香蕉PPO的抑制效果及貯運(yùn)品質(zhì)的影響，篩選幾種常用防褐抑制劑，并分析了其復(fù)合抑制效果及其抑制條件，主要研究結(jié)果如下：
　　 兩個(gè)貯藏溫度下，香蕉成熟過(guò)程中各指標(biāo)的變化：分別在18℃和24℃下貯藏，香蕉的硬度、淀粉含量、單寧含量、果膠含量都逐漸降低；丙二醛和還原糖的含量逐漸升高。同一指標(biāo)在兩個(gè)貯藏溫度下的變化趨勢(shì)大體一致，且較高溫度下的指標(biāo)變化速率更快。
　　 香蕉成熟過(guò)程中PPO、POD、CAT的酶活變化：香蕉PP

3、O和POD的酶活力隨著成熟度的增加呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，且它們之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.9739(P<0.01)。貯藏溫度為18℃時(shí)，PPO與香蕉硬度(-0.8756；P<0.05)、淀粉含量(-0.9201；P<0.01)、原果膠含量(-0.8959；P<0.05)呈顯著負(fù)相關(guān)；POD與香蕉硬度(-0.8917；P<0.05)、淀粉含量(-0.9773；P<0.01)、單寧含量(-0.9002；P<0.05)、原果膠含量(-

4、0.9605；P<0.01)呈顯著負(fù)相關(guān)。此外，POD的酶活力與還原糖呈顯著正相關(guān)(0.9145；P<0.05)：貯藏溫度為24℃時(shí)，PPO、POD與還原糖的相關(guān)系數(shù)分別為0.8471(P<0.05)、0.9709(P<0.01)；PPO與淀粉含量(-0.8467；P<0.05)、原果膠含量(-0.9177；P<0.01)呈顯著負(fù)相關(guān)；POD與淀粉含量(-0.8779；P<0.05)、單寧含量(-0.9228；P<0.01)、原果膠含量

5、(-0.9605；P<0.01)呈顯著負(fù)相關(guān)。兩個(gè)溫度下香蕉的PPO和POD酶活力與丙二醛含量都沒(méi)有相關(guān)性。CAT酶活力波動(dòng)較大，但總體仍呈先升高后下降趨勢(shì)，且酶活力變化與所有指標(biāo)都沒(méi)有顯著相關(guān)性。
　　 香蕉PPO的酶學(xué)特性：香蕉PPO在接近中性條件下有較高的酶活性，在pH5.5和-pH6.5處出現(xiàn)兩個(gè)活力峰。其中pH6.5處PPO活力最大，為香蕉PPO的最適酶活力pH值。pH5.5處為另一活力峰，出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象可能是由于PPO

6、同工酶所致。香蕉PPO的酶活力最適反應(yīng)溫度為30℃。PPO的熱穩(wěn)定性較差，60℃時(shí)，PPO酶活抑制率為23.95％。在溫度為60～75℃范圍內(nèi)，PPO的抑制率一直略低，最高抑制率為39.05％。當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，酶活抑制率顯著升高，達(dá)到50.34％，比60℃的抑制率提高了一倍。溫度達(dá)到90℃時(shí)，抑制率急劇提高，高達(dá)91.73％。當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，PPO幾乎完全失活，抑制率達(dá)到99.46％。
　　 常用抑制劑對(duì)香蕉PPO的抑

7、制效果：選用檸檬酸、二氧化硫、抗壞血酸三種常用抑制劑，探討不同抑制劑濃度對(duì)香蕉PPO的抑制效果。研究發(fā)現(xiàn)：在所選抑制劑中，抗壞血酸抑制效果最好，添加范圍在0.1～0.5g/kg時(shí)，對(duì)PPO酶活力的抑制率達(dá)到97.5％～98.35％，其次是二氧化硫(0.10～0.15g/kg)，在添加范圍內(nèi)抑制率可達(dá)11.85％～16.77％，檸檬酸抑制效果最差(1.0～5.0g/kg)，在所選添加范圍內(nèi)抑制率只有1.07％～9.04％。單獨(dú)使用抗壞血酸

8、作抑制劑時(shí)，最佳抑制效果在處理后第8～10h；單獨(dú)使用二氧化硫作抑制劑時(shí)，最佳抑制效果在處理后10～18h；兩者同時(shí)使用時(shí)(抗壞血酸使用劑量為0.2g/kg，二氧化硫使用劑量0.12g/kg)，協(xié)同抑制最佳效果在處理后第12h。處理環(huán)境pH值4.0為最佳抑制酶活pH值。
　　 香蕉PPO抑制工藝參數(shù)研究：將單因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化組合，模型具有高度的顯著性，R2=0.900,其中線性項(xiàng)中X3(pH值)與X2(Vc濃度)對(duì)PPO酶活力

9、影響最為顯著(P<0.01)，其次是X4(處理時(shí)間)(P<0.05)，X1(SO2濃度)對(duì)整體影響效果不顯著(P>0.05)。模型的平方項(xiàng)和交互項(xiàng)都很顯著(P<0.01)。中心組合設(shè)計(jì)結(jié)果為：SO2濃度為0.12g/kg，抗壞血酸濃度為0.2g/kg，酶作用pH值為3.83，處理時(shí)間為12.6h，此時(shí)組合對(duì)酶的活性抑制效果最好，PPO酶活力僅為92.05(u/min·g)，抑制率達(dá)到96.98％。采用優(yōu)化工藝參數(shù)處理香蕉果漿并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)

10、證，驗(yàn)證結(jié)果：實(shí)際測(cè)得的平均酶活力單位為92.27(u/min·g)，抑制率達(dá)到96.62％，與理論預(yù)測(cè)值92.05(u/min·g)相比，其相對(duì)誤差約為0.37％。
　　 PPO酶活抑制工藝參數(shù)在香蕉果酒中的應(yīng)用：將新護(hù)色工藝參數(shù)(SO2添加濃度為0.12g/kg，抗壞血酸添加濃度為0.2g/kg，果漿pH值為3.83，處理時(shí)間為12.6h)運(yùn)用到香蕉果漿的護(hù)色處理中，得到的香蕉果漿顏色較淺，僅有極少部分出現(xiàn)褐變；而常規(guī)護(hù)色處

11、理(SO2添加濃度為0.06g/kg)的香蕉果漿褐變較為嚴(yán)重，表層90％的部分變?yōu)楹诤稚?。護(hù)色后，選取酵母71B、L45、W15、EC1118進(jìn)行香蕉酒發(fā)酵。采用新護(hù)色工藝，經(jīng)不同酵母發(fā)酵得到的果酒呈現(xiàn)淺黃色，果酒色度值在0.118～0.138；運(yùn)用常規(guī)護(hù)色工藝，經(jīng)不同酵母發(fā)酵得到的果酒顏色較深，果酒色度值在0.174～0.198，且同種酵母之間不同護(hù)色工藝的果酒色度值之間有顯著性差異(P<0.01)。同時(shí)。經(jīng)過(guò)對(duì)新護(hù)色工藝和常規(guī)工藝發(fā)