桃带肉果汁饮料在加工中非酶褐变原因的研究

一 ，27 、 《食品与发酵 业》 Food and Fermentation Industries ／1996 No。2 桃带 肉果汁饮料在加工中非酶褐变原因的研究 刘立秀 王坤范 (北京农业大学食品系 ，北京 ，100094) 摘 要 采用通径系数进行统计分析，对大久保和绿化 3号桃带肉果汁饮料在加工过程中非 酶褐变的原因进行研究 结果表 明，大久保桃带肉果 汁饮料在加工 中非酶褐变主要 由花青苷 变色引起 }绿化 3号桃带 肉果 汁饮料在加工中非酶褐变主要 由抗坏血酸氧化褐 变引起 关羹词 堂 墨 竺塑t !塑 ，!苎! 析 桃带肉果汁饮料在加工过程 中经过热烫 处理，彻底钝化多酚氧化酶活性以后发生的 褐变属于非酶褐变，包括抗坏血酸氧化褐变、 花青苷、无色花青苷 的变色以及美拉德反应 引起 的褐变 其中各因子之间的关系是 比较 复杂的 通径系数是表示各因子对结果相对 重要性的统计数。通径分析是将相关系数进 一 步剖析 ．是 一种既研究一个系统 中各 种因 子与结果的直接作用t同时又 了解各 因子 问 相互关系的数学分析方法 。 这一方法应用到桃带肉果汁饮料加工过 程中非酶褐变原 因的研究上 ，可以探讨 引起 非酶褐变的主、次要原因以及各原 因之间的 关 系 材 料 与 方 法 一 、试验材料 白桃品种大久保(中熟)和绿化 3号(晚 熟) 二、测定方法 抗坏血酸含量：碘量法 ]。 美拉德反应褐变度：甲醇提取，7211型 分光光度计于 490rim波长下铡定。 花青苷含量 ：光谱法 。 20 无色花青苷含量 ：光谱法 ] 色度：TGP I G型全 自动测色色差计测 定m 注：本文以花青苷、无色花青苷、美拉德反应褐 变度的消光值 OD代表其相对音量 三 、试验设计 以加工过程中对非酶褐变影响较大的关 键工序t即打浆时间、热烫方式、脱气状况及 杀菌时间为试验因素，以色度 Hunter a值(表 示非酶褐变程度)为试验指标，进行 4因素 2 水平的正交试验，共 8种处理(见表 1、2)，分 别测定各处理的无色花青苷、花青苷、美拉德 反应的 OD值、抗坏血酸含量和色度值 设非 酶褐变各 因子(无色花青苷、花青苷 、美拉德 反应 、抗 坏血 酸)为 自变量 x 、 、 t非 酶褐变(色度值 Hunter a表示)为因变量 Y。 Y值越高，非酶褐变越严重 表 1 因素与水平表 打浆时间 热烫方式 脱气状况 杀菌时间 fA) (B1 (C) (D) l 1mln 沸水 15r[fin 15rrⅡn 2 1．5min 蒸汽 充分 20min 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业 》 Food and Fermentation Industries 衰 2 桃带肉果汁饮料正交试验裹 e A×B C A×C D z 3 4 6 7 1 1(ⅡIin) 1(沸水 ) l l(1 5rain) l 1(15min) 2 1 1 l 2(充分) 2 2(20min) 3 1 2(蒸 汽 ) 2 1 l 4 l 2 2 2 5 2(1．5rnin) 1 2 1 2 l 。 【 2 l l z I z 1 1 2 8 l 2 l 2 1 l 结 果 与 分 析 桃带 肉果汁饮料加工流程为： 原辩挑选— 清洗一 去皮一 艴 坷块一 一 一 L一 灭菌——清洗——空瓶 热捧气一 密封 ——杀菌 ——冷却一 成品 以大久保和绿化 3号为原料按上述工艺 制成带 肉果汁饮料 ，遵照前述试验设计 分别对大久保和绿化 3号桃带 肉果汁饮料在 加工过程中非酶揭变的原因进行分析 一 、大久保桃带肉果汁饮料在加工中非 酶褐变的原因 对 8种处理 中各非酶褐变因子和色度进 行测定，其数据 见表 3。各变量问的相关系数 见表 4。 裹 3 大久保拂带 肉果汁饮料分析数据 无色花 花青苷 美拉德 抗坏血 青苷 OD 0D 反应 OD 魏含量 Hunter{ fmg／t00ml： Y X X X (X．) 0．055 0．019 0．008 2．38 9．33 0．064 0．0l g 0．005 3．27 8．71 0．060 0．006 0 O13 3．49 7．55 0．045 0 0l3 0 02l 2．32 7．3l 0．065 0．0l5 0．O13 3．38 9．60 0．059 0 031 0 009 3．47 L2．21 0．083 0 01 6 0．021 3．49 7．26 0．080 0 0145 0．O17 3．45 7．04 裹 4 各 因子闻相关系数裹 因素 X1 X2 X3 X‘ Y Xl 1 000 —0 034 0 248 0．707 0 29‘ X2 —0 034 1．000 —0．439 0．055 O 823 Xa 0 248 —0 43 g 1．000 —0．05‘ —0．634 X4 0．707 0．055 0．054 1．000 0 l01 设 B一 为 X 对 Y的直接作用 ，分别称 为 x 、xz、x 、x 到 Y的通径 系数 ，并记 为 P 、Pz、Ps⋯P 这些通径系数可由式(1)求解 ： 21 jI 预 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业 》 Food and Fermentation Industries (2) r 1 0·034 O·248 0—7。7] I_0 034 1 10·档9 0一踮5 l i 0-248|0-439 L _0l o54f Lo．707 0．055 0．054 1 J V-0．29f l 0．823 f一0．634 L0．101 (2) 解式 (2)，得各因子对非酶褐 变 Y的通 径系数为：Pl一一0．5310， P2—0．7073， P3 一一0．1686， P 一0、4284。间接通径系数由 式(3)求出{ 只，一 (3) 由直接通径系数和间接通径系数可得到 通 径分析表(表 5)。表中对角线上(即 *的数 据 )为直 接通径系数 ，其余 为间接通 径系 数 。每一横行 中各项数据之和为该项因子 对结果的相关系数 rl。 裹 5 通径分析裹 因素 X。 X2 X3 X{ X1 -0．53L0 —0．0240 —0．0418 0．3029 一0．294 Xz 0．0181 0．7073 0．0740 0．0230 0．823 X —0．1317 一0．3105 r0．1686 —0．0231 —0．634 X‘ —0．3754 0．0389 0．0091 0．4284 0．101 R 一0．8146 Pe=√ l 一0．4305 R 表示 了由各 x 决定的 Y的变异平方 和占 Y的总变异平方和的 比率。若 R 不显 著或太小 (<0．5)，通径分析的结果就投有什 么意义。但是 ，由于抽样 的误差和影响因素的 漏 失 ，R 也不可能为 1(只能近于 1)。Pe为剩 余 因素(未包含在所考虑的影响中的一切可 能影响 Y的因素和试验误差)n]。 表 5表明，在被研究的 4个变数中，对非 酶 褐 变 起 首 要 作 用 的是 花 青 苷 ，其 P 一 0．7073；其 次 是 无 色 花 青 苷 ，其 P-一 一 0．5310；再次是抗坏血酸 ，其 P 一0．4284； 而且 由于抗坏血酸通过无色花青苷的间接作 用使非酶褐变减少 0、3754个单位，其 P 一 一 0．3754；美拉德反应对非酶褐变的作用最 小 ，其 一一0．1686。因此这一结果说 明，非 酶褐变的主要原 因是花青苷，其次是 无色花 青苷，再次是抗坏血酸 ，美拉德反应对非酶褐 变影响不大，可不必重点考虑 。在这个分析系 统中，已考虑 了非酶褐变变异的 81_46％，剩 余通径系数为 0．4305，可能还存在 尚未找出 的影响非酶褐变的因子或者试验误差。 二、绿化 3号桃带 肉果汁饮料加 工过程 中非酶褐变的原园 对绿化 3号桃带肉果汁饮料 8种处理中 各非酶褐变因子和色度进行测定 ，数据资料 见表 6。 无色花青苷 OD 花青苷 ∞ 美拉德反应 OD 抗坏血酸含量(rag．／lOOnd) }Iunter a 试验号 X X， X X{ Y 1 0．105 0．010 0．O06 1．73 5．22 2 0．158 0．012 0．O09 1 48 4．86 3 0．070 0．014 0．O09 1．67 5．62 4 0．O78 0．004 0．O14 1．32 5．26 5 0．L35 0．O12 0．024 1．41 5．67 6 0．125 0．014 0．016 1．58 5．44 7 0．060 0．022 0．022 1．14 4．11 8 0．085 0．026 0．0l2 1．18 4．01 22 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 计算各因子问相关系数，结果见表 7。 表 7 各因子间相关系救 因素 Xl X2 X3 X‘ Y Xt 1．000 0．293 ——0．045 0．339 0．339 x2 ——0．293 1．000 0．201 ——0．525 0．757 0 045 0．201 1．000 0．572 ——0．059 X4 0．339 0．525 ——0．572 1．000 0．747 由相关系数求通径系数．解 出各因子对 非酶褐变 Y的通径系数为：P1一--0．0434， P2一 一 0．443l， = 0．491 6， 一 0．8102。 计算出各项间接通径系数 PIj，由直接通径系 数和间接通径系数得到通径分析表(表 8)。 表 8 通径分析表 因素 Xl X2 X 3 X XI 一0．0434。 0．1298 —0．0221 0．2747 0．339 X 2 0．0127 —0．4431 0 0988 —0．4254 —0．7 57 X3 0．0020 一0．0891 0．4916。 —0．4634 —0．059 X。 —0．0141 0．2326 一0．28l2 0．8102 0．747 Rz一 0．7956 Pe= 0．4521 上述结果表明，在被研究的 4个变数中， 对绿化 3号祧带肉果汁饮料的非酶褐变中起 首要作 用的是抗坏血酸，其 P 一0．8102；其 次是美 拉德反应，其 一0．4916，并且美 拉 德反应通过抗坏血酸的间接作用 ，可使非酶 褐变减小o．4634个单位，其 P。。一一0．4634； 再次是花青苷，其 一一0．4431；并且花青 苷通过抗坏血酸间接作用，可使非酶褐变减 小 0．4254个单位，其 一一0．4254；无色花 青苷所起 的作用最小 ，其 Pt一一0．0434。因 此这 一结果说 明，绿化 3号桃带 肉果汁饮料 发生非酶褐变的主要原 因是抗坏血 酸，其次 是美拉德反应，再次是抗坏血酸对美拉德反 应、花青苷 的间接 作用，和花青苷 的直接作 用。无色花青苷影响最小，可不作重点考虑 。 在这个分析系统 中，已考虑 了非酶褐变变异 的79．56 ，剩余通径系数为 0．4521，可能还 有未找出的影响非酶褐变的因子或者存在试 验 误差 。 结 论 大久保桃带 肉果汁饮料在加工过程 中非 酶褐变主要由花青苷引起。绿化 3号桃带肉 果汁饮料在加工过程中非酶揭变主要原因是 抗坏血酸氧化褐变。 参 考 文 献 E13刘 魁英 《果树试 验设计 与分析 》，中国科学 技术出版社．1993 E23莫惠栋 ：《农 业试验设计 》，上海科 学技术 出 版社，1984 ES]莫惠栋 ：江苏农学院 学报，1983．4(1)：43— 51 E4]-IL京 农业大学园艺系果蔬贮藏加工教研室 编 ：果蔬 贮藏加工学 实验实习指导书 [5]蔺定运 ，李炜 ：食 品与发酵工业 ．1992，(5)： 83 85 E63张惠 敏 ：多酚物 质的攒I定．北京农业大学食 品科学研讨会专集(1)．1986 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