论文部分内容阅读
我国苹果汁生产在世界占有举足轻重的地位。但是,在苹果汁生产过程中,鲜果经过破碎、压榨后,易发生褐变,褐变不仅影响果汁感官品质,而且降低其市场竞争力。同时,苹果经压榨后所获得的鲜榨浊汁含有大量果胶物质和悬浮的同体颗粒,使果汁颜色暗沉,体系混浊。在其贮藏过程中悬浮颗粒逐渐沉降,影响苹果汁稳定性。因此,鲜榨果汁必须经过抑制褐变和澄清处理以获得色泽鲜亮、清澈透明的产品。乳清分离蛋白(whey protein isolates,WPI)是一种源自于乳制品的天然蛋白质,其等电点是5.1,在果汁常规pH范围内(pH3.0~4.0),WPI表面带有正电荷,会与带负电荷的多酚、果胶等易引起果汁浑浊的物质相互作用形成沉淀,再经超滤处理,则可获得更加透亮清澈的果汁。同时,乳清蛋白富含半胱氨酸等含巯基氨基酸,具有一定的抗氧化性。由此WPI可能具有抑制褐变和澄清果汁的双重作用。基于此,本论文以富士苹果为原料,以WPI为褐变抑制剂兼澄清剂,研究其对苹果汁褐变及其澄清度影响,并获得以下结果:(1)WPI对苹果汁褐变具有良好抑制作用。本文以抗坏血酸(AA)、半胱氨酸(Cys)为对照,考查了不同浓度WPI、AA、Cys对苹果汁PPO活性的抑制作用以及对苹果汁色泽的影响,结果表明,WPI对PPO活性的抑制作用随着浓度的增大而增强,当WPI浓度为10g/L时,PPO的抑制率为80.95%,L*值最高,a*、b*值最低。从对总酚和Cu2+的相互作用以及对苹果PPO的抑制类型三方面考察了WPI的抑制褐变机理,结果表明,WPI在0.005~1g/L范围内与多酚的结合作用不太明显,超过5g/L后多酚含量则明显减少,多酚含量随WPI添加量的提高总体呈现下降趋势;WPI对Cu2+的络合作用随浓度的提高而增强,当WPI浓度大于1g/L时,对Cu2+的螯合作用明显增强,当WPI浓度为10g/L时,对Cu2+螯合率达74%;WPI对苹果PPO的作用属于混合型抑制,表现为Km减小,Vmax降低,与之对比的4-己基间苯二酚(4-HR)则与底物竞争性抑制PPO活性,Km增大,Vmax不变,Cys则与WPI的抑制作用类似,同样表现为Km减小,Vmax降低。(2)微波加热技术与WPI相结合对苹果汁褐变具有良好抑制作用。微波处理与WPI、抗坏血酸(AA)、柠檬酸(CA)三种褐变抑制剂相结合,采用不同的微波功率和时间处理苹果原料,研究不同预处理方式对苹果汁褐变特性的影响。结果表明,随着微波功率提高和处理时间的延长,苹果汁多酚氧化酶(PPO)活性降低,色泽提高;当功率为720W,处理时间120s时,果汁PPO几乎被完全抑制,色泽、总酚、氨基态氮含量增加,总糖含量下降,总酸含量略微提高。其中,经WPI水浴微波处理后的果汁L*值为91.14,与其他预处理后的果汁色泽相差不大,且总酚含量增幅最小,因而是较佳的抑制果汁褐变方法。(3)WPI对苹果汁具有澄清作用。研究影响WPI作用的单因素,并在此基础上应用Box-Behnken响应面分析法优化苹果汁的澄清条件,同时研究了WPI、果胶酶、WPI+果胶酶3种澄清方法以及分别结合超滤处理对果汁澄清效果及其品质的影响。结果表明,WPI添加量、pH以及温度对WPI澄清效果影响较大,WPI处理时间影响较小;响应面优化出苹果汁澄清的最佳条件为WPI添加量0.68%,pH3.0,温度60℃,该条件下苹果汁的透光率可达92.8%;3种澄清方法效果的大小顺序为WPI+果胶酶>WPI>果胶酶,可见WPI澄清效果优于果胶酶,且WPI与果胶酶有协同作用;经超滤后,果汁更加清澈透亮,透光率均在96%以上,总酚含量明显降低。综上所述,WPI在抑制褐变的同时又具有澄清果汁的作用,将是一种前景广阔的褐变抑制剂和澄清剂。