專利名稱：一種乳白色蓮藕汁的防褐變方法
技術領域：
—種乳白色蓮藕汁的防褐變方法，本發明屬于果蔬食品加工技術領域，涉及果蔬
汁加工。
背景技術：
果蔬汁飲料是由優質的新鮮或冷藏的水果和蔬菜(包括可食的根、莖、葉、花、果 實、食用菌、食用藻及蕨類)等為原料，經加工制成的制品。由于果蔬汁能夠較好地保持果 蔬中最有營養的成分及風味而受到消費者的青睞。果蔬汁在加工及貯運過程中色澤是極易 發生變化的。變色的主要原因是酶促褐變和非酶褐變。酶促褐變主要是果蔬汁組織破碎， 酶與底物的區域化被打破，在有氧的條件下，果蔬中的氧化酶(如多酚氧化酶)催化酚類物 質氧化變色。非酶褐變發生在果蔬汁的貯藏過程中，這類變色主要是由還原糖和氨基酸之 間的美拉德反應引起的，而還原糖和氨基酸都是果蔬汁本身所含的成分，因此較難控制。
對于蓮藕汁，由于蓮藕中富含鞣質和多酚類物質，酶促褐變是引起色澤變化的主 要原因。在藕汁加工中抑制酶促褐變是確保產品質量的關鍵工藝。同時蓮藕除酶促褐變 外，在加工過程中也存在一些非酶褐變，如在高溫加熱時糖和氨基酸會發生的美拉德反應， 所以漂燙的目的雖是為鈍化多酚氧化酶的活性，但漂燙的高熱環境在滅活多酚氧化酶前， 卻也起到了激活褐變因子的作用，反而加速褐變，而在漂燙液中加入護色劑能夠有效抑制 蓮藕熱燙過程中的褐變反應，確保蓮藕色澤穩定。 對于控制果蔬產品褐變的國內外研究已有很多報道，其中行之有效的大多采用添 加護色劑的方法，如Chang-kui Ding等(2001年)研究了硫氫化合物對枇杷酶促褐變的 影響，發現L-半胱氨酸能夠抑制酶促褐變，且抑制效果隨枇杷品種不同所需的抑制濃度不 同。N. F. IIyido_gan和A. Bayindirli (2003年)研究發現L-半胱氨酸、曲酸和4-己基間苯 二酚的復合使用對蘋果汁的護色效果明顯。Jinhua Du等(2008年)發現二氧化氯對鮮切 蓮藕的護色效果明顯，且濃度與處理時間是顯著影響因素，并確定了 100mg/L的二氧化氯 溶液處理10min的工藝參數能夠較好的抑制鮮切蓮藕的褐變。李波等(2008年)對杏鮑菇 干制的非硫護色方法進行了研究，其中選用了焦亞硫酸鈉、EDTA-2Na、乙酸鋅、氯化鈉、氯化 鈣、維生素C和檸檬酸7種護色劑對杏鮑菇進行護色處理，發現非硫護色劑中，以檸檬酸和 維生素C護色效果最好，EDTA-2Na和氯化鈉的護色效果次之，它們的護色效果都好于焦亞 硫酸鈉。復合護色劑最優的參數組合為O. 25%檸檬酸+0. 3%維生素0+1%氯化鈉+0. 15% EDTA-2Na，且優于單一護色劑的護色效果。Zhu，Li-Qin等(2009年)研究了一氧化氮和抗 壞血酸對鮮切桃片褐變的抑制效果，發現0. 2 %的抗壞血酸與5 ii M N0聯合作用能夠很好 控制鮮切桃片的褐變反應。 美拉德反應產物也是一類很好的抑制多酚氧化酶防止果蔬褐變的抑制劑。美拉德 反應(Maillard Reaction)是食品中的氨基化合物(胺、氨基酸、肽和蛋白質)和羰基化合 物(糖類)在食品加工和貯藏過程中自然發生的反應。在復雜的反應過程中會生成一系 列的美拉德反應中間體——還原酮類物質及雜環類化合物生成，這類物質具有抗氧化的功能，其中最主要的是美拉德反應的中間體Amadori重排產物，這類氨基還原酮物質具有螯 合、還原和消除氧的特性，還可以螯合Fe、 Zn和Cu，具有很好的抗氧化特性，以抑制酶促褐 變。但并不是任何氨基酸的美拉德反應產物防褐變能力都很好，其中精氨酸、半胱氨酸、組 氨酸、賴氨酸效果較好。Catherine Billaud等(2003年)研究發現D_果糖、D_葡萄糖與 L-半胱氨酸的美拉德反應產物對蘋果多酚氧化酶的抑制效果明顯。Catherine Billaud等 (2004年)又研究了谷胱甘肽與果糖、葡萄糖的美拉德反應產物的抑制效果要優于L-半胱 氨酸的美拉德反應產物抑制效果，同時也比單一使用谷胱甘肽的效果好。李淑媛等(2005 年)研究了速凍紅薯預處理過程中應用精氨酸、半胱氨酸、組氨酸、賴氨酸的美拉德反應產 物來控制速凍果蔬貯藏過程中的酶促褐變。美拉德反應產物作為一種天然的護色劑相比通 常使用的化學護色劑具有明顯的環保、安全優勢，但只是處于研究的起步階段，美拉德反應 產物在果蔬制汁過程中的應用以及與一些護色劑的協同使用幾乎沒有報道，同時美拉德反 應產物要先制取再添加，由于要達到效果較好的抑制效果要求產物制取時間較長，生產周 期長，操作過程繁瑣。 由于蓮藕原料、品種和產地的差異，淀粉含量在10% _20%范圍內變化，藕原汁中
的淀粉在貯藏過程中易老化絮凝形成不可逆沉淀。目前藕汁生產通常采用靜置沉淀、離心
分離、精濾等工藝脫除淀粉，但由于處理不足常造成飲料在貯藏中產生沉淀，且分離去除過 程中營養物質損失較多。 真菌淀粉酶最適溫度為5(TC左右，作用溫度低，水解淀粉的產物主要是高含量的 麥芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖。酶解產物穩定性好。 就關于蓮藕汁的相關文獻來講，受蓮藕生長的地域性限制，國外研究較少，主要是 國內學者研究較多，樊成亮(1999年)研制了藕濁汁，但由于在工藝中未經過熱燙滅酶，抑 制酶促褐變，致使藕汁外觀呈淡黃色，與本發明的藕汁為乳白色，差別很大；張家驪和夏文 水(2000年)研制的藕汁外觀上為白色略帶淺黃色的均一半透明狀液體與本發明保持了 相似性，但工藝上采用漿渣分離的方法去除淀粉，與本發明中的酶解工藝不同。李學紅等 (2004年)研究了一種新型藕汁的加工工藝，但在蓮藕最易褐變的熱燙環節未加護色劑控 制，而本發明卻在熱燙中加入復合護色劑采取了控制措施，且首次利用了含巰基的L-半胱 氨酸與其自身的美拉德反應產物的聯合抑制作用來控制色澤變化，相比通常使用的化學抑 制劑具有天然、安全的特點，且防褐變效果更加明顯。 就國內與蓮藕汁相關的專利來看，陳錦權等公開了蓮藕汁的生產方法(中國發明 專利，申請號93121209)，其主要生產方法是對蓮藕原料經過精選、清洗、熱燙、破碎、分離 提汁，并在提取的蓮藕汁中添加甜味劑、穩定劑、抗氧化劑，經高壓均質、真空脫氣后，將混 合液預熱、裝罐、密封、最后殺菌，即得產品。該方法是采用分離取汁的方法，對藕汁中的淀 粉采用物理方法脫除，而本發明主要用酶解轉化藕汁中的淀粉，兩者工藝不同。本發明能夠 增加藕汁中營養成分含量。 汪芳安等公開了蓮藕飲料的制備方法(中國發明專利，申請號200410012651)。 該法是將鮮蓮藕或保鮮蓮藕搗碎、加水酶法水解其中的淀粉，得到蓮藕原汁及淀粉水解物， 蓮藕原汁和經液化、糖化后的米粉、麥芽粉液同步或分步加轉苷酶轉化為低聚異麥糖，將轉 苷蓮藕汁與低聚糖糖漿、檸檬酸、蛋白糖混合，過濾，殺菌得產品。該方法雖然也采 了酶解 藕汁中淀粉的工藝，但重點是將米粉與藕汁中的淀粉糖化后再加入轉苷酶轉化為低聚異麥糖來開發一種具有雙歧因子的保健飲料，而本發明只是針對蓮藕汁中的淀粉先采用熱燙糊 化藕淀粉再將其用真菌淀粉酶酶解為麥芽三糖、葡萄糖和其它寡聚糖。酶的種類、酶解產物 與研究的側重點不同。該專利對藕汁的護色問題未加詳細研究，而本發明的重點是控制藕 汁的色澤。 陳葆新、龔蕊芳公開了果肉型蓮藕汁復合飲料及其制備方法(中國發明專利，申 請號94115216)。該飲料是通過將蓮子和藕加水打漿，然后加入糖等其它組分，混合均勻 后加熱而制得。該發明的加工原料主要為蓮子和藕，而本發明僅僅是針對新鮮蓮藕，與之不 同。
發明內容
本發明的目的在于提供一種乳白色蓮藕汁的防褐變方法， 一種蓮藕制汁預處理的 方法來保證藕汁產品的色澤以及后期貯運過程中的質量穩定，從而為藕汁飲料的后續調 配、殺菌等工藝奠定基礎，生產出優質的產品。 酶促褐變是蓮藕色澤變化的最主要原因，抑制果蔬酶促褐變的方法有生物、物理 和化學的方法，而生物方法多偏于基因重組，降低原料品種的多酚物質或多酚氧化酶含量， 使原料自身加工品質不易褐變。物理方法則是從抑制酶促褐變的所需的條件入手，比如造 成無氧、真空或填充惰性氣體的方法。而化學方法則是采用加入終止或與反應中間物作用 的化學試劑來抑制。由于生物和物理方法的操作可行性以及經濟因素考慮，化學抑制方法 是最行之有效也是目前應用范圍最廣的酶促褐變抑制方法，并且單一的護色劑的護色效果 不如復合護色劑，且兩者之間常表現為協同促進作用而并不是單單的加和效果。
在預實驗中發現精氨酸、半胱氨酸、組氨酸、賴氨酸的美拉德反應產物中，半胱氨 酸的反應產物抑制蓮藕多酚氧化酶酶活效果最好，所以本發明在熱燙工藝中選用L-半胱 氨酸和葡萄糖生成的美拉德產物作為一種抑制劑。又因為L-半胱氨酸自身就對多酚氧化 酶具有顯著的抑制作用，其機理一方面因為它含有一個具有還原性的巰基，與PPO活性中 心的銅配位而抑制其活性，同時其自身也能與酶促褐變的反應中間產物醌生成穩定的無色 物質，阻止了黑色素的形成。所以本發明將L-半胱氨酸的美拉德反應產物與其本身組成 復合護色劑。操作過程將L-半胱氨酸與葡萄糖在9(TC下加熱，反應一段時間，生成一定量 的美拉德反應產物后，再加入只含有L-半胱氨酸的溶液快速加熱至10(TC，然后將清洗、去 皮、切片后的鮮藕熱燙滅酶。這一方法具有以下優點 1、因為美拉德反應存在于許多植物的正常生理生化反應中，也存在于食品加工和 貯藏過程中，其反應產物一般具有安全、天然的特點。當其作為一種酶促反應抑制劑添加， 安全性要優于普通化學抑制劑。這是一種具有前景的新型抑制酶促褐變方法，在果蔬汁防 褐變中的應用還沒見報道。 2、單獨使用美拉德反應產物來抑制酶促褐變，若達到理想抑制效果，通常需要制 取過程很長，有些長達24-48h，且一般做法是制取后再作為一種新的護色劑去添加，而本發 明由于在美拉德反應產物制取后加入同樣具有抑制褐變作用的L-半胱氨酸與之發生協同 作用，這樣就可以縮短了制取時間又達到了同樣的抑制效果。而且制取后直接與L-半胱氨 酸聯合進入熱燙工藝，相對于已有的一些研究將底物提取出來后再作為護色劑配成溶液后 的添加，簡化了生產步驟。
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由于蓮藕的特殊加工特性極易褐變，若采用細菌淀粉酶則作用溫度偏高，酶解在 7(TC以上，且酶解作用時間長，導致藕汁在酶解過程中易褐變。原因在于高溫條件下，酶促 褐變加快以及伴隨糖類物質的增多，發生了美拉德反應。另一方面，細菌淀粉酶的酶解產 物主要是一些大分子糊精和少量寡聚糖。糊精在貯藏過程中也存在不同程度的老化絮凝 現象，不能從根本上避免沉淀絮凝的發生。真菌淀粉酶最適溫度為50-6(TC左右，作用溫度 低，水解淀粉的產物主要是高含量的麥芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖，酶解產物穩定 性好。 酶解過程采用了真菌淀粉酶，作用條件溫和(50-60°C )，作用pH值恰好為藕漿自
然pH(5. 0-6. 0)，在本發明中將藕汁中的淀粉酶解一定時間，經碘液指示劑檢測不會變藍，
以淀粉的小分子酶解產物存在，由于粒徑大小的分布，在光散射、折射下呈現出乳白色。 本發明的技術方案一種乳白色蓮藕汁的防褐變方法，步驟為 (1)美拉德反應配制復合護色液先將含質量濃度O. 04%的卜半胱氨酸和質量濃
度0. 04%葡萄糖溶液在9(TC加熱30min，然后再加入相同體積的質量濃度0. 02%的L-半
胱氨酸溶液迅速加熱至IO(TC作為復合護色液； (2)熱燙滅活多酚氧化酶將蓮藕清洗、去皮、去節，切成厚度為3-5mm的藕片加 入復合護色液中熱燙，熱燙過程不僅在滅酶的同時還可將藕中的淀粉糊化以利于下一步酶 解工藝的進行，藕淀粉的糊化溫度為68. 0-81.5t:，綜合考慮多酚氧化酶PPO及過氧化物酶 POD的酶學特性，熱燙對營養物質的損失以及工業化生產操作的簡便可行性，熱燙溫度控制 為IO(TC，熱燙時間為1. 5-3mm (3)酶解藕汁中的淀粉將熱燙后的藕片迅速取出，在清水中快速冷卻到室溫，然 后以料液比l : 2加水打漿，打漿后加入藕片質量0.2%-0.3%的真菌淀粉酶，在藕漿的自 然pH5. 0-6. 0下、于50-60。C酶解90-120min，制得蓮藕初汁； (4)配制蓮藕汁飲料制得的蓮藕初汁用于調配蓮藕清汁或用于調配蓮藕濁汁； 清汁白度值為60-80 ;濁汁白度值為70-90。 本發明的有益效果本發明針對蓮藕的原料加工特性，在制汁的預處理中采用護 色劑熱燙的工藝，既使藕中的多酚氧化酶完全失活，杜絕了后期產品中的酶促褐變反應，又 在熱燙過程中加入L-半胱氨酸與葡萄糖加熱制得具有防褐變作用的美拉德反應產物，再 加入L-半胱氨酸與之協同抑制褐變發生，根據原料特性的差異，以使多酚氧化酶和過氧化 物酶失活為控制條件。重點是美拉德反應產物這種新型酶促褐變抑制劑的使用，在熱燙制 汁過程中，控制褐變率在20 %以內。 同時，熱燙又促進風味物質及營養成分的溶出，提高制汁效果。經過熱燙后，藕中 的淀粉糊化，再加入的真菌淀粉酶能夠更好地發揮酶解作用，且在低溫(50-60°C )，藕漿的 自然PH下，恰好是真菌淀粉酶的適宜作用條件，處理強度低。 與傳統工藝相比，許多企業藕汁前處理程度不夠，致使藕汁產品顏色大多表現為 不同程度的黃色，但本發明的產品表現為乳白色。另外，許多藕汁生產企業都采用脫除、靜 置分離的方法除去淀粉，再將藕淀粉加工他用，而本發明是將藕汁中淀粉徹底酶解，增加飲 料營養物質含量。 目前的酶解研究多采用由細菌a-淀粉酶，酶解工藝作用條件要求高。本發明中 采用真菌淀粉酶的作用條件相對溫和，有利于抑制酶解過程中藕汁褐變的發生。
本發明在蓮藕制汁預處理過程中考慮到了各個環節中褐變因素的影響并采取相 應的抑制或降低反應的方法，來確保制汁預處理工藝中的制汁品質。
具體實施例方式實施例1 :乳白色蓮藕清汁防褐變的預處理方法 先將0. 04 %的L-半胱氨酸和0. 04%葡萄糖溶液在9(TC加熱30min，然后加入 0. 02%的L-半胱氨酸溶液迅速加熱至IO(TC。將蓮藕清洗后去皮、去節，切成厚度為3-5mm 的藕片加入熱燙液中熱燙90s。將熱燙后的藕片在清水中快速冷卻到室溫，然后以料液比 1 : 2加水打漿，在藕漿中加入藕片質量0.2^的真菌淀粉酶，在溫度55 6(TC、藕漿自然 pH下酶解90min，粗濾后再經4000r/min離心20-30min，經調配、均質、脫氣殺菌后罐裝即可 得到蓮藕清汁，清汁白度值在60-80。 實施例2 :乳白色蓮藕混濁汁防褐變的預處理方法 先將0. 04%的L-半胱氨酸和0. 04%葡萄糖溶液在9(TC加熱30min，然后再加入 0. 02%的L-半胱氨酸溶液迅速加熱至IO(TC。將蓮藕清洗后去皮、去節，切成厚度為3-5mm 的藕片加入熱燙液中熱燙180s。將熱燙后的藕片在清水中快速冷卻到室溫，然后以料液比 1 : 2加水打漿，在藕漿中加入藕片質量0.3X的真菌淀粉酶，在溫度50 55t:、藕漿自然 pH下酶解120min，經200目篩網過濾后加入穩定劑、甜味劑和酸味劑調配，經10-20Mpa均 質兩次、脫氣、殺菌后便得到蓮藕濁汁，濁汁白度值在70-90。
權利要求
一種乳白色蓮藕汁的防褐變方法，其特征是步驟為(1)美拉德反應配制復合護色液先將含質量濃度0.04％的L-半胱氨酸和質量濃度0.04％葡萄糖溶液在90℃加熱30min，然后再加入相同體積的質量濃度0.02％的L-半胱氨酸溶液迅速加熱至100℃作為復合護色液；(2)熱燙滅活多酚氧化酶將蓮藕清洗、去皮、去節，切成厚度為3-5mm的藕片加入復合護色液中熱燙，熱燙溫度控制為100℃，熱燙時間為1.5-3mm；(3)酶解藕汁中的淀粉將熱燙后的藕片迅速取出，在清水中快速冷卻到室溫，然后以料液比1∶2加水打漿，打漿后加入藕片質量0.2％-0.3％的真菌淀粉酶，在藕漿的自然pH5.0-6.0下、于50-60℃酶解90-120min，制得蓮藕初汁；(4)配制蓮藕汁飲料制得的蓮藕初汁用于調配蓮藕清汁或用于調配蓮藕濁汁；清汁白度值為60-80；濁汁白度值為70-90。
全文摘要
一種乳白色蓮藕汁的防褐變方法，屬于果蔬食品加工技術領域。本發明的主要過程為將蓮藕清洗、去皮、去節、切片，再經復合護色劑熱燙滅酶后加水打漿處理，該處理過程中加入的復合護色劑能夠抑制蓮藕在高溫熱燙過程中復雜的褐變反應，同時熱燙又能使蓮藕中含有的內源性多酚氧化酶失活，抑制藕汁后期加工貯運過程中的酶促褐變(酶促褐變是藕汁褐變的主要因素)，此外熱燙也能夠將蓮藕中的淀粉糊化有利于下一步的酶解工藝，并能夠破壞細胞組織結構，促進風味物質的溶出，然后加入真菌淀粉酶，將藕汁中含有的淀粉酶解，經粗濾或超濾后能夠得到用于后續加工的蓮藕初汁、再將蓮藕初汁進行糖酸調配、殺菌、真空罐裝后即得到蓮藕汁飲料。蓮藕汁飲料保持良好的白度值。
文檔編號A23L2/46GK101703301SQ20091021355
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者任志燦, 劉軍波, 張慜 申請人:杭州天堂食品有限公司;江南大學