板栗制品褐变发生原因及控制措施

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1、板栗制品褐变发生的机理及控制措施板栗(Castamea mollissima Blume)是我国著名的“干果之王”又称栗子，在全 国各地均有栽培。板栗果肉营养丰富、香糯可口、风味独特，富含蛋白质、脂肪、碳 水化合物、各种维生素 A、B1、B2、C 以及 Ca 、P 、Fe、K 等多种矿质元素，是一 种较为理想的保健食品原料，深受消费者喜爱，市场需求强劲。而板栗制品褐变是板 栗加工中普遍存在的现象，是板栗加工中亟待解决的一大技术难点，为此探索板栗制 品的褐变机理，找出适宜的控制措施具有重要意义。为此我们结合自己的实践和相关 报道资料介绍了板栗褐变的主导因子和控制途径。1 酶促褐变多酚氧化酶(Po

2、lyphenol oxidase ,PPO)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)广泛存在于板 栗果肉中。陶月良等1研究发现：板栗的PPO、POD主要集中于板栗边果肉，而板栗 的褐变也主要出现于板栗果肉的外表。许多研究已证实PPO、POD是引起水果、蔬菜 发生酶促褐变的主要酶类，它与果蔬组织中的内源性多酚类物质如儿茶酚、单宁、花 青素、酪氨酸、绿原酸等在果蔬细胞受到损伤的情况下(破坏了氧化还原偶联反应的 平衡)，使得原来彼此隔离的酚类化合物和多酚氧化酶、过氧化物酶相互接触，在氧 的参预下(由伤口进入)，酚类化合物就氧化形成醌类化合物，醌再聚合形成褐色素 或黑色素，导致褐变现象的发生。如梨

3、黑心病、石榴、荔枝2、香蕉3果皮组织的褐 变，以及蘑菇、桃4加工品的褐变等。板栗果肉中单宁等物质在多酚氧化酶作用下氧 化形成褐色以至黑色物质，严重影响了其外观质量。同时酪氨酸也可在甲酚酶、儿茶 酚酶的共同作用下氧化形成 3、 4-二羟基苯丙氨酸， 3、 4-二醌基苯丙氨酸，再聚合为 多巴色素，后者再发生自身聚合成黑色素，这也是引起褐变的一个因素。2 非酶褐变美拉德反应(Maillard Reaction)由于栗实中含有氨基化合物如胺、氨基酸、肽、 蛋白质和羰基化合物糖类，因此在加工和贮藏过程中易产生美拉德反应，通过交联(斯 特雷克尔降解、醛醇缩合)形成中间产物薛夫碱( Shiffbase )，

4、再同氨基化合物进行 醛基-氨基反应，产生引起食品非酶褐变的主要物质类黑精(Malanoidin)。美拉德反应 十分复杂、反应历程、产物性质、结构等不仅受到氨基酸及糖的种类、性质影响，还 受反应时间、温度、 PH 值、水分等影响，这为我们解决美拉德反应引起的非酶褐变 提供了帮助，茅林春5 和王世锦6认为板栗的褐变主要由此因素引起，而陶月良等1 以及唐茂芝等7认为引起板栗褐变的原因主要是酶促褐变。我们认为板栗的褐变是酶 促褐变(PPO、POD引起)和非酶促褐变(美拉德反应)共同作用的结果。金属离子引起的褐变 研究发现 Fe Sn Cu Pb 等金属离子对果蔬褐变有促 进作用。樊连福8研究证实：栗果

5、实与金属铁作用生成黑色的化合物，与锡长时间加 热共煮时，能生成玫瑰色的化合物，与碱作用易于变黑，由于金属离子引起的褐变是 外部因素造成，所以比较容易解决。3 控制途径3.1 酶促褐变的控制温度处理 由于多酚氧化酶、过氧化物酶等所有酶类均是由蛋白质构成，较高的 温度处理易使酶失活。在板栗加工中应注意防止处理温度过高（100C）、处理时间 过长造成的果肉脱落和破碎现象，以及制品汁液的混浊和淀粉值的析出，还有美拉德 反应非酶褐变的加剧。采取适宜的方法可达到使酶失活，保持品质完好之目的。如郑 国社等9采取分段升温分段降温预煮法，陶月良等1采用沸水浴可使板栗边果肉的 PPO、POD活性10s降到极低点，

6、20s几乎为零。另外根据不同酶作用的最适温度， 采取不同温度处理进行分段钝化，从而“跨越”酶作用的最适温度线，达到使酶失活 的目的。均是行之有效的方法。酸处理 林植芳等a】认为柠檬酸可抑制酶活性。PH值越低，酶PPO、POD活性 愈低，这同酶作用的最适PH值范围有关，如板栗的PPO最适PH为4.15. 24。同时 柠檬酸、植酸、磷酸等还可作为一种螯合剂，对来自于自来水中的对果蔬褐变有促进 作用的金属离子等有螯合作用，防止了金属离子引起的非酶褐变。亚硫酸盐类处理 亚硫酸盐类如亚硫酸钠、偏二硫酸钠、焦亚硫酸钠以及亚硫酸 氢钠等是一类常用保鲜剂，它可在极小浓度下，大大抑制酶活性从而在很大程度上抑 制

7、酶促褐变， SO2 可与有机过氧化物中的氧化合，使其不生成过氧化氢，则过氧化物 酶POD便失去氧化作用，同时SO2又能与单宁的酮基结合，使单宁不受氧化，使PPO、 POD 失去了作用底物，从而阻止了酶促褐变，另外亚硫酸氢盐产生的稀酸环境，使美 拉德反应的羰氨缩合产物很易水解，从而也抑制了由美拉德反应引起的非酶褐变。但 由于so2具有人们不可知的危害性，探索天然抗褐变抑制剂取代亚硫酸盐类已成必然 之势。天然褐变抑制剂处理 如VC、D-异抗坏血酸钠、二硫苏糖醇（DTT ）、L-半胱 氨酸、谷胱甘肽以及一些蛋白质、肽、氨基酸等。不同来源的 PPO 它们的理化性质 存在差异，同一种物理或化学处理敏感性

8、就存在差异11，应根据不同的对象选择不同 的天然抑制剂。仲飞12】研究发现：L-半胱氨酸可有效抑制苹果PPO的活性，陶月良等 1研究认为： Vc 和二硫苏糖醇对板栗果肉均有很好的抑制作用，但对 POD 抑制一段 时间后有恢复活性的趋势，而对PPO抑制效果相当稳定，Vc及其衍生物可抑制醌类 的生成，但只能起到暂时的作用（因为 Vc 易在微量金属离子催化下降解与氧很快地 发生褐变反应，而L-半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等硫氢化合物能与PPO催化 形成的醌类反应生成稳定的无色化合物，或与Cu2+形成稳定的络合物，另外一些蛋白 质、肽、氨基酸可直接抑制 PPO 催化氧化酚生成醌的反应，因此在板栗制品

9、的褐变防 止上探索天然物质取代亚硫酸盐完全具有可能，我们已在这方面开展了一些工作。 3.2 非酶褐变的控制美拉德反应的控制由于此反应同温度关系密切，研究发现每升高10C，美拉 德反应速度增加 3-5 倍，反应时间愈长呈色越深，因此在板栗加工中应尽量避免高温 长时处理，同时应尽量降低PH值环境，因为美拉德反应随PH值升高而加剧，如在 碱性条件下，氨基酸呈阴离子状态，利于氨基反应。金属离子引起的褐变控制 在加工处理过程中应尽量减少物料同铁铜等工具及 碱类物质的接触机会，加工用水尽量用软水，另外加入金属离子螯合剂EDTA-2Na、 柠檬酸、植酸、磷酸等。结语板栗制品的褐变是困扰板栗加工企业的一大技术难题，目前仍没有适宜的防止 方法，探索其机理及有效控制途径意义重大，实践已证明单独使用一种褐变抑制剂效 果不太理想。通过深入了解不同物质抑制褐变的机理，利用彼此的增效、协效作用进 行抑制剂的复配（在抑制酶促褐变的同时，也抑制非酶褐变）来解决板栗的褐变问题 值得深入研究，同时积极探索天然抗褐变剂在板栗制品上的应用，以满足人们崇尚自 然的健康需求。