香蕉加工過程酶促褐變控制技術的研究概況

楊文梅

摘 要：分析香蕉酶促褐變的機理及影響香蕉酶促褐變的影響因素，綜述了香蕉酶促褐變控制技術的研究進展。

關鍵詞：香蕉，酶促褐變，研究進展

酶促褐變是在有氧條件下，由于多酚氧化酶（PPO）的作用，鄰位的酚氧化為醌，醌很快聚合成為褐色素而引起組織褐變。多酚氧化酶是發生酶促褐變的主要酶，酶促褐變嚴重制約了香蕉的深加工和綜合利用[1]。控制酶促褐變的研究具有重要的意義。

1.香蕉酶促褐變的機理

香蕉中多酚氧化酶是以銅離子為輔基的金屬蛋白[2]香蕉組織中多酚氧化酶催化各種酚類底物發生氧化。

2.香蕉酶促褐變需要具備的4個條件：

酶促褐變需具備4個條件：①氧的存在；②酶的作用；③含Cu2+輔基的參與；④酶與底物的結合。因此對酶促褐變的抑制就是通過采用物理的、化學的以及生化手段等方法來切斷或控制其任何一個環節[3]。

3.控制香蕉酶促褐變的方法

正常果蔬組織中的PPO和底物呈區域性分布[4]，而果蔬貯藏、加工時，酶和底物接觸并暴露于有氧條件下，所以容易發生褐變。預防酶促褐變要從控制氧氣濃度、環境溫度及鈍化酶的活性等方面入手。綜合近年來的研究情況，總結如下：

3.1物理方法

3.1.1控制氧氣濃度

杜冰，梁淑如等人提到采用自行研發設計的液氮排氧打漿機，對香蕉進行低溫排氧打漿。結果表明：采用添加液氮排氧打漿技術，可以有效降低香蕉漿體的溫度并驅排氧氣，起到明顯的防褐變作用[5]。

3.1.2控制溫度抑制酶的活性

一般認為0℃～5℃適宜貯藏鮮切果蔬。溫度對多酚氧化酶的影響是雙重的，一方面溫度升高能加快酶催化反應速度進程，另一方面促使酶蛋白變性，它是兩種對抗效應綜合反應[6]。

多酚氧化酶對熱敏感，其最適溫度為25℃，75℃處理5min酶基本全部鈍化，100℃時多酚氧化酶全部鈍化的臨界時間為20s，可以利用高溫短時熱燙來控制香蕉褐變程度的發生[7]。

研究表明微波法鈍酶效果好，池偉建等人研究發現在微波400w的處理下，等質量不同厚度香蕉片該酶完全鈍化的時間為45S[8]。

3.1.3超高壓抑制酶活

超高壓加工技術不僅可以有效殺滅食品中的微生物和鈍化各種食品品質酶，而且能保持食物中天然色、香、味和營養成分。

袁根良研究表明，超高壓處理香蕉果肉PPO和POD的酶活殘存率最佳工藝參數為壓力480MPa、溫度55℃、保壓時間10min，PPO和POD的酶活殘存率分別為0.90%和3.26%[9].。

3.2化學方法

3.2.1 加酸化劑

香蕉最適pH范圍為5.0～6.5。張勇等人研究表明當pH值≤3.0時半朧氨酸，PPO幾乎完全失活。PPO為堿性蛋白質，在較強的酸性條件下，輔基銅將以銅離子的形式解離出來，從而使酶失活；而在堿性條件時輔基銅會解離成氫氧化銅，使酶活力顯著降低。

3.2.1.1 加檸檬酸

當添加0.3%檸檬酸時，測得體系的pH為4.0，對香蕉漿液酶促褐變的抑制效果好。

3.2.1.2 加菠蘿汁

章海元研究發現新鮮菠蘿果汁和熱處理菠蘿果汁具有相同的酶褐變抑制效果而且顯著優于蒸餾水、pH3.9檸檬酸溶液和10mmol/L異抗壞血酸溶液，與5mmol/L亞硫酸氫鈉溶液的效果相似。真正的機理有待于進一步的研究[10]。

3.2.2加還原劑

原理：還原的方法使多酚氧化酶對底物的氧化反應中止或逆向進行。

3.2.2.1 加NaHSO3

亞硫酸化合物是抑制酶促褐變的傳統方法。但由于亞硫酸鹽可能引起一些人群的過敏、哮喘等反應，美國FDA已禁止使用。

3.2.2.2加抗壞血酸

謝紹萍等研究表明，當異抗壞血酸添加量為0.05%時，對香蕉的抗褐變效果最佳。

3.2.2.3加L-半胱氨酸

L-半胱氨酸能捕獲鄰醌，形成復合物，足夠量的L-半胱氨酸能有效防止顏色的形成。 謝紹萍、歐陽學智研究表明高濃度的L-半胱氨酸處理有利于提高香蕉漿的明亮程度，濃度高于0.3%會產生異味，因此L-半胱氨酸的使用應在0.3%以下[11]。

3.2.3加酶抑制劑

4-已基間苯二酚（4HR）是酪氨酸酶的有效抑制劑 ，中國食品添加劑標準委員會1993年同意納入GB2760，限量尚未正式公布[12]。謝紹萍，歐陽學智研究表明，當4HR添加量≥0.1%，對香蕉漿液的護色效果好。

3.2.4加螯合劑

植酸（肌醇六磷酸）具有12個羧基能與金屬螯合作用，從而能抑制多酚氧化酶的活[13] 。

3.2.5 加絡合劑

曲酸為一種新型的食品添加劑。它作用的機理是與PPO活性中心的Cu2+絡合，并能干擾酶促褐變過程中對氧的吸收曲酸能在極低濃度下抑制多酚氧化酶活力。

3.3物理方法和化學方法結合

陳啟聰等提出抑制劑、微波結合處理對香蕉酶促褐變的抑制效果，比單一抑制劑處理和單一微波處理都要好，最佳處理為0.2%L-半胱氨酸和0.3%抗壞血酸復配，浸泡30min，495W微波處理30s，能較好地保持香蕉產品的品質。

3.4 使用生物方法

利用基因工程對果蔬改良可選育抗褐變新品種。反義RNA技術阻礙了PPO基因的表達，王清等人提到目前已獲得了抗褐變的馬鈴薯對于香蕉的基因改良目前還未發現相關報導。

4.前景

在加工過程中對香蕉果肉進行超高壓處理防止褐變，在生產中前景較好。超高壓處理技術能使食品色、香、味及營養成分保存完整，且安全、衛生的特點迎合了消費者的需求心理，更符合當前綠色食品的要求，市場前景廣闊。

參考文獻

[1]謝紹萍，歐陽學智.香蕉加工過程酶促褐變控制的研究[J].電子科技大學學報，2003，32（6）：641-642.

[2]鄭琪，張文清.從香蕉皮中提取果膠的研究[J].廣西輕工業，1998（4）：21-26.

[3]喬方，黃曉鈺，余海虎. 果蔬酶促褐變機理及其抑制方法研究進展[J] 安徽農業科學，2007，35（24）：7406—7408.

[4]王璋.食品酶學[M].北京：輕工出版社，1990.

[5]杜冰，梁淑如，程燕鋒等.香蕉液氮低溫排氧打漿技術研究[J].中國食品學報.2009，9（2）：122-123.

[6]張勇，池建偉，溫其標等.香蕉多酚氧化酶褐變性質的研究[J].食品與發酵工業，2004（4）：54-55.

[7]李光磊，惠明，王清德等.香蕉中多酚氧化酶特性探討[J].糧油加工與食品機械2001（6）：28-29.

[8]池建偉，張勇，魏振承.微波處理對香蕉多酚氧化酶活性的影響[J].廣東農業科學，2006

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[9]袁根良. 超高壓處理對香蕉果肉多酚氧化酶和過氧化物酶活性抑制的研究[J].食品科學. 2010，31（10）：64-67.

[10]覃海元.菠蘿果汁抑制香蕉加工過程中酶褐變的初步研究[J].食品科技，2006（3）：45-48.

[11]謝紹萍，歐陽學智.香蕉加工過程酶促褐變控制的研究.電子科技大學學報[J].2003，32（6）：642-643.

[12] 凌關庭.食品添加劑手冊[M].（第二版）.北京：化學工業出版社，1997.

[13]張京芳，陳錦屏.梨片酶褐變控制方法的研究[J].食品工業科技，2002，23（2）：57-58.