果蔬化學護色技術研究進展

靳 婕,路雪美,馮小雨

(吉林醫藥學院公衛學院，吉林 吉林 132013)

褐變是存在于果蔬加工儲藏過程中的一種普遍現象，可對產品色澤、感官產生嚴重影響，造成營養價值的損失，甚至引起腐爛變質。因此，緩解果蔬褐變、加強護色方面的研究及開發刻不容緩。目前常見護色方式有物理方法、化學方法、生物方法和基因改變等[1-3]，這些方法在實際應用中發揮了有力作用?；瘜W護色法減少褐變、防止氧化的主要作用機制包括通過螯合多酚氧化酶(PPO)輔基Cu2+而降低酶活力，改變酶作用的pH，還原醌類物質或與之生成無色復合物，除去表面接觸的氧氣，保持細胞膜的完整性等。近年來還原劑、抑制劑、酸化劑、鰲合劑以及絡合劑等食品抗褐變化學方法的使用受到廣泛關注。

1 單一護色劑

現使用較多的單一護色劑主要包括抗壞血酸及其衍生物、L-半胱氨酸、乙醇、含鈣化合物等。

抗壞血酸呈強還原性，在果蔬酶促褐變中發揮作用，減少氧氣含量，抑制多酚氧化酶作用，阻斷黑色素的生成，從而抑制褐變。李雅雯[4]等在研究單一護色液處理對紅棗干制護色工藝中發現，在抗壞血酸濃度為1%，溫度為60 ℃時，抑制褐變度最佳；李霞[5]等通過實驗發現抗壞血酸可提高火龍果紅色素的穩定性，提高其抗氧化能力。

L-半胱氨酸是一種含硫氨基酸，廣泛用于醫藥衛生、食品加工等領域。已有研究表明[6]，L-半胱氨酸可以抑制鮮切紫甘薯POD、PPO活性，減少總酚含量的積累，從而顯著緩解鮮切紫甘薯的褐變，使其保有較好的色澤品質和營養價值，達到護色保鮮作用。

乙醇熏蒸處理能有效減少果蔬多酚氧化酶、過氧化物酶活性并降低總酚的含量，從而緩解褐變[7]。孟一等[8]在對影響鮮切山藥質量因素的實驗中表明，乙醇熏蒸濃度為200 μL/L時，抑制PPO活性較低,褐變度最低，護色效果好。此外，有研究表明用乙醇熏蒸法可抑制雙孢菇[9]、甜櫻桃[10]、鮮切蘋果[11]等的PPO活性，從而緩解褐變。

鈣處理可顯著提高果實硬度,提高組織的穩定性和完整性，同時調節β-Gal酶活性進而調節PPO活性，緩解褐變發生[12]。馬永強等[13]在對藍莓汁加工過程中酶促褐變表明，氯化鈣可顯著抑制藍莓的褐變；李磊等[14]在實驗中表明2%的氯化鈣控制了南果梨中可溶性鈣向難溶性鈣的轉化,降低了果皮褐變的發生。

2 復合護色劑

近年來為達到安全高效的護色效果，很多學者致力于研究把多種單一護色劑組合使用，篩選出最佳的復合護色劑組合配比。

檸檬酸、氯化鈣、抗壞血酸通過不同比例組成不同復合護色劑：0.06%檸檬酸、0.73%氯化鈣加0.06%抗壞血酸可抑制不同品種馬鈴薯泥的褐變，其PPO活性抑制率平均值達98.7%[15]。吳永祥等[16]以紅薯干為原材料通過響應面優化復合護色劑，得出具有最佳護色效果的復合護色劑配方為0.77 g/100 mL抗壞血酸、17 g/100 mL檸檬酸、0.22 g/100 mL氯化鈣，測得褐變抑制率達58.66%，顯著高于超聲波-熱燙組(15.37%)和亞硫酸鈉組(20.24%)。

通過實驗測量PPO活性、褐變度等證實0.4%的桂皮精油納米乳和0.05%抗壞血酸組成的復合護色劑可以緩解蘋果的褐變，同時可將蘋果的不穩定性從0.473降至0.018[17]。谷絨[18]在研究鮮切山藥護色實驗中，采用單因素實驗和響應面實驗兩種實驗方法，表明最佳的護色技術：在60 ℃水中燙6 min后的樣品，用0.06% L-抗壞血酸、0.02% D-異抗壞血酸鈉、0.24%檸檬酸的復合處理液處理1.5 h，色差度為1.44，接近于理論值1.3714。徐佳等[19]在對杏酒褐變工藝優化實驗中得出采用抗壞血酸鈉0.70 g/L、L-半胱氨酸1.10 g/L、植酸0.01%的復合護色方法，其褐變度可降至最低。

孟一等[20]在研究不同處理對鮮切山藥品質的影響實驗中發現常溫下真空包裝貯藏12 d后，用0.06%次氯酸鈉、1.0%檸檬酸、0.5%氯化鈣護色效果最好。同時200 μL/L乙醇熏蒸3 h，鮮切山藥菌落總數最少，褐變度最低，效果最好。姚舒婷等[21]通過最陡爬坡試驗和響應面優化得出櫻桃番茄果脯最佳復合護色法：檸檬酸1%、六偏磷酸鈉0.2%、L-半胱氨酸0.3%、β-環糊精0.1%。

3 可食用性涂膜

可食用性涂膜保鮮劑種類較多，機制為隔離保護、抑制失水、調節呼吸、抑菌抗菌等，包括多糖類、脂質類、蛋白質類以及復合類保鮮劑，且具有來源廣泛、經濟適用等優勢，具有很好的研發價值。Nasrin等[22]通過實驗表明用椰子油和蜂蠟混合物涂抹后可減少呼吸作用、乙烯產生，同時保持硬度和水分含量，進而延長檸檬的保質期。研究表明番茄用海藻酸鹽和蘆薈的多功能可食用涂層后，可顯著降低其腐敗率和質量損失，有利于延長貨架期[23]。李作美等[24]通過實驗表明茶多酚復合可食性膜對香梨有顯著的保鮮效果,能有效延長香梨的儲存時間，較小影響風味。楊志坤等[25]在實驗中得出楝油納米乳可有效緩解藍莓的腐敗，提高藍莓的儲存品質，延長儲存時間。

4 天然植物提取液

天然植物提取液具有抗菌活性，常利用天然中草藥等的提取物對水果蔬菜進行處理,具有顯著的保鮮效果,浸蘸、熏蒸、噴灑或與保鮮紙及涂膜劑等載體相結合等為主要方法。李翠萍等[26]通過實驗表明殼聚糖季銨鹽添加0.5%的丁香和甘草提取液對藍莓進行涂抹可以顯著降低藍莓的失重率,維生素C含量和硬度的降低變緩,減緩花青素的變化,具有較好的保鮮效果。付晶晶等[27]對6種植物提取物的抗氧化能力比較得出：金銀花提取物有顯著的清除自由基能力，因此抗氧化效果較好。

鮮切果蔬因其方便快捷等優勢深受人們喜愛，但加工制作以及后期儲存中存在營養成分被破壞、品質下降等現象，因此更好地維持果蔬營養價值及降低果蔬的耗損是當下研究的重要課題。目前，國內外有關果蔬護色的報道很多，也取得了明顯的進展。雖然不同的化學護色處理方式都對果蔬的褐變有顯著的抑制作用，但其中過量硫元素對人體有一定的負面影響，現在大多數果蔬的加工儲存多采用無硫護色處理，而且越來越多的實驗表明復合護色劑抑制褐變的效果強于單一護色劑。所以在今后的果蔬護色研發方面，可以加大對復合無硫護色劑的開發與利用。