酸菜货架期褐变机理_邓劼.pdf

125 研究探讨食品工业 2023 年第44卷第 1 期酸菜货架期褐变机理邓劼，谢思，王浩文，曹勇，黄诗林，胡涛四川天味食品集团股份有限公司（成都 610200）摘要酸菜货架期的褐变严重影响产品感官。试验针对酸菜货架期的褐变机理进行探讨,测定不同贮藏期酸菜色差、抗坏血酸、pH、总酚、多酚氧化酶活性、还原糖的变化情况。结果显示:酸菜在货架期阶段的红度和黄度逐渐增加,亮度逐渐降低,发生明显褐变;在货架期初始阶段的抗坏血酸、多酚氧化酶和还原糖含量为0,不同货架期阶段pH最大值为4.18,总酚含量褐变前后无明显变化。试验证明酸菜在货架期阶段的褐变可能是由美拉德反应引起的,排除酶促褐变、酚类化学氧化、抗坏血酸降解的可能性。关键词酸菜;货架期;褐变机理Browning Mechanism of Sauerkraut during Shelf LifeDENG Jie,XIE Si,WANG Haowen,CAO Yong,HUANG Shilin,HU TaoSichuan Teway Food Group Co.,Ltd.(Chengdu 610200)Abstract The browning of sauerkraut during the shelf life seriously affects the sensory perception of the product.The experiment was conducted to discuss the browning mechanism of sauerkraut during the shelf life,and to determine the changes in color difference,ascorbic acid,pH,total phenols,polyphenol oxidase activity and reducing sugar of sauerkraut during different storage periods.The results showed that the redness and yellowness of sauerkraut increased gradually,the brightness decreased gradually,and obvious browning occurred during the shelf-life stage of sauerkraut.At the initial stage of shelf life,the contents of ascorbic acid,polyphenol oxidase and reducing sugar were 0.The maximum pH of different shelf life stages was 4.18.Total phenol content did not change significantly before and after browning.It is proved that the browning of sauerkraut during the shelf life stage may be caused by Maillard reaction,excluding the possibility of enzymatic browning,chemical oxidation of phenols,and degradation of ascorbic acid.Keywords sauerkraut;shelf life;browning mechanism酸菜以其独特的酸、爽风味深受消费者青睐，是我国传统的发酵食品，其借助微生物的乳酸发酵形成特殊发酵风味，口感清爽、开胃1。传统酸菜附加值不高，冷藏、冷链条件及消费水平等因素的限制，使酸菜在货架期内的状态呈现大打折扣，在贮藏、流通和销售过程中，往往容易发生褐变，严重影响产品观感2。色泽是食品最重要的视觉属性之一，经常是第一个被消费者评价并且和产品的质量联系到一起，是影响消费者购买产品的一个主要选择标准。色泽可能是食品最重要的感官属性，在食品的总体质量中占有非常重要的地位。在消费者对食品选择方面有重要作用，它会影响甜度的可接受性、滋味阔值、食品偏好性、愉悦性和总体可接受性。因此酸菜在货架期内的褐变研究具有非常重要意义。食品的褐变包括酶促褐变和非酶促褐变3。酶促褐变是指酚酶氧化酚类物质产生的褐变，非酶促褐变包括美拉德反应、抗坏血酸氧化、酚类化学氧化、焦糖化反应4。相关研究主要聚焦与酸菜有关的微生物及酸菜护色方面5-7，对于酸菜在贮藏、流通及销售过程中出现的褐变的机理探究很少。试验通过对不同货架期酸菜色差检测、初始状态下酸菜包中多酚氧化酶活测定、不同货架期酸菜包pH变化、初始状态下酸菜包中抗坏血酸和还原糖含量测定、不同货架期酸菜包中总酚含量测定，从可能导致酸菜包褐变的酶促褐变、抗坏血酸的降解、酚类化和聚合等反应入手，以期找到导致酸菜包褐变的真正原因。1材料与方法1.1材料和试剂1.1.1原材料酸菜包（盐渍泡青菜、水溶液）；酸菜包制作工艺：泡青菜泡制成熟后进行预处理（清洗、切分等），预处理完成后加入调配好的水溶液，进行包装，包装后杀菌冷却即完成酸菜包的制作。原料预处理配料包装杀菌冷却水溶液调配1.1.2试剂磷酸二氢钠、邻苯二酚、福林酚、碳酸钠、抗坏血酸、碘酸钾、乙酸钠（成都市科龙化工厂）；没食食品工业 2023 年第44卷第 1 期 126 研究探讨子酸（天津市津科精细化工研究所）。1.2试验与仪器DS-700D便携式分光测色仪（杭州彩谱科技有限公司）；PHS-320显数式pH计（成都世纪方舟科技有限公司）；BS110S型电子天平（福州科锡仪器设备有限公司）。1.3试验方法1.3.1色差的测量挑选不同贮藏时间的多批次酸菜包中酸菜菜茎，使用色差仪，分别对其色泽（L*、a*、b*）进行分析8。1.3.2多酚氧化酶活性及含量的测定9称取1.5 g剪碎的酸菜至50 mL锥形瓶中，加入10.0 mL磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液（0.2 mol/L，pH 6.0），加入2.0 mL邻苯二酚溶液（13 g/L），在37 恒温振荡反应15 min后迅速放入0 冰水中，静置3 min，冷冻离心10 min（4，10 000 r/min），滤液导入1 cm比色皿，在410 nm下测定吸光度，空白调零。以相对酶活（%）表示。每克样品每分钟吸光度变化0.001为1个多酚氧化酶活力单位。1.3.3pH的测定参考GB 5009.2372016食品安全国家标准 食品pH值得测定。1.3.4VC含量的测定 参考GB 5009.862016食品中抗坏血酸的测定中第二法荧光法。1.3.5还原糖的测定参考GB 5009.72016食品安全国家标准 食品中还原糖的测定中第一法直接滴定法。1.3.6总酚含量的测定称取0.2 g均匀的测试样于10 mL离心管，加入5 mL预热好的体积分数70%甲醇，涡旋混匀后，立即转入70 水浴锅浸提10 min（每5 min混匀1次）；浸提后冷却至室温，按3 500 r/min离心10 min，将上清液转移至10 mL容量瓶，残渣再用5 mL体积分数70%甲醇提取1次，重复以上操作，合并2次提取液，在10 mL容量瓶中用体积分数70%甲醇定容，充分摇匀。浑浊时在10 000 r/min条件下离心10 min，仍有浑浊时用0.45 m有机针式过滤器过滤，澄清滤液备用。用移液管分别移取没食子酸标准工作液、超纯水（作为试剂空白）及上述滤液各1.0 mL于10 mL带刻度试管中，每个试管内分别加入5.0 mL体积分数10%福林酚溶液，摇匀；反应38 min，加入4.0 mL 7.5 g/100 mL碳酸钠溶液，摇匀备用。室温下放置60 min，用10 mm比色皿在765 nm波长处用分光光度计测定溶液吸光度。2结果与分析2.1不同贮藏时间酸菜包色差检测结果由图1得到：新鲜酸菜包的色泽呈黄绿色，随贮藏时间增加，酸菜的红度和黄度逐渐增加，亮度逐渐降低；亮度和红度均在贮藏6个月后呈显著变化，其亮度仅为0个月的83.58%，红度增加58.32%；黄度在贮藏3个月后呈显著变化趋势，说明酸菜在贮藏6个月后发生显著褐变。图1不同贮藏月份色泽变化2.2酸菜多酚氧化酶活性及含量的检测结果酶促褐变是在有氧条件下，由于多酚氧化酶（铜结合酶）作用，内源性多酚物质氧化为醌类物质，醌类物质聚合产生黑色素10-11。根据图2中反应时间吸光度变化情况，得到每分钟吸光度的变化值为0，说明多酚氧化酶含量低于限值，无法催化邻苯二酚反应形成醌。初始阶段酸菜包中的多酚氧化酶含量低于限值，可排除酶促褐变是引起酸菜包在货架期阶段褐变的主要原因。曹秋阁等12提出多酚氧化酶是引起酸菜褐变最常见的一种酶，多酚氧化酶适宜温度在3050 波动，且耐热性不强，一般经7090 处理3 min，即可使多酚氧化酶部分或全部失活。而在试验酸菜包的生产过程中会进行巴氏杀菌，杀菌参数为90/20 min，达到失活多酚氧化酶的温度和时间条件。由此可推断，酶促褐变不是灭菌后酸菜包在货架期内褐变的主要因素，该推断与试验检测结果一致。图2初始状态下酸菜包中多酚氧化酶的活性2.3酸菜pH和抗坏血酸的检测结果L-抗坏血酸又称维生素C（VC），具有隐性羰基及类糖结构，它不仅自身可以发生非酶褐变，还可与氨基酸、蛋白质发生Maillard反应而褐变13。在无氧情 127 研究探讨食品工业 2023 年第44卷第 1 期况下，L-抗坏血酸经过水解、脱羧形成戊糖，戊糖进一步脱水、烯醇互变生成二羰基化合物，高活性的二羰基化合物在不同的反应条件下，降解生成小分子物质或环化生成糠醛。在有氧条件下，抗坏血酸氧化生成脱氢抗坏血酸，经水解开环生成2,3-二酮-L-古洛酸，2,3-二酮-L-古洛酸可以进一步降解，形成还原酮和乙基乙二醛等物质，所有这些生成物又都可以与氨基结合而引起食物褐变14。周凤超等15发现维生素C易溶于水，在酸性环境下比较稳定。根据图3可知，酸菜包贮存期从1个月至12个月的pH检测结果最大值为4.18，说明在此试验条件下，抗坏血酸不易发生降解产生褐变。同时由表1可知，混合菜胚中并未检测到VC，且未杀菌的酸菜包和水溶液中的酸菜包无明显差异，说明在初始阶段的酸菜包中并无VC存在，成品酸菜包中的VC完全来源于自主添加的水溶液。由此推断，抗坏血酸降解不是灭菌后的酸菜包在货架期内的褐变的主要因素之一。表1酸菜包VC含量的检测结果样品名称VC含量/(mg100 g-1)混合菜胚0水溶液6.880.05未杀菌酸菜包6.790.55图3酸菜货架期内pH的变化2.4酸菜还原糖的检测结果图4酸菜货架期内还原糖的变化羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）间的反应，经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素。杨希等16发现还原糖含量在整个酸菜发酵过程中持续下降，于发酵35 d达到稳定，其还原糖含量维持在体积分数0.01%左右。由图4可知，泡青菜在入坛泡制后，其还原糖含量先升高后降低，入坛30 d后含量接近0，说明酸菜包的货架期初始阶段还原糖含量就为0，但是美拉德反应发生的条件不仅只有还原糖，还可以是其他羰基化合物，因此美拉德反应可能是灭菌后的酸菜包在货架期内褐变的主要因素。2.5酸菜总酚的检测结果多酚是一类存在于植物体内的具有多个羟基酚类植物成分的总称，有研究发现芥菜、白菜等芸薹属中的主要酚类物质为山奈酚、异鼠李素、槲皮素等黄酮醇类17，因此，酸菜包在货架期内有发生酚类化合物聚合反应的条件。通过测定酸菜包褐变前后的酚类含量的变化，可判断酸菜的褐变是否与酚类化学氧化有关4。总酚含量变化如图5所示。不同货架期内酸菜的总酚含量无明显变化趋势，稳定在18 mg/g左右，说明酚类化学氧化不是酸菜在货架期阶段发生褐变的主要因素。图5货架期酸菜总酚