影响百合色泽变化因素的研究

第 4卷 第 3期 2 0 0 4年 9月 中 国 食 品 学 报 Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology Vo1．4 No．3 Sep．2 0 0 4 影响百合色泽变化因素的研究 蒋益虹 (浙江大学食品科学与营养 系 杭州 310029) 摘 要 百合在采后 贮藏过程 中会发 生明显的褐 变和紫红 色变。根据影响果蔬色泽 变化的主要 因素：酶褐 变、非酶褐 变和色素变化 ，研 究 了百合采后 贮藏过程 中褐 变度 、还 原糖 、蛋 白质 、酸度以及 多酚氧化酶 (PPO)、过氧化物酶 (POD)活性等参数的变化规律及与百合色变的影响关系。研究结果明：PPO和POD 参与 了百合酶促褐 变过程并起着重要 的作用；还原糖和蛋白质发生羰氨反应可能是 引起 百合的非酶褐变的原 因；百合的紫红色变可能是 由于无色花 色素氧化转变成呈色花色素引起的： 关键词 百合 褐 变 紫红色变 因素 文章编号 1009—7848(20o4)03—0025一o4 百合是一种多年生草本植物。新鲜百合个大 色白，鳞片紧密，肉质肥厚，纤维少，味美甜。 在我国有宜兴百合、兰州百合和湖南百合三大系 列。本试验所选用的湖州百合属宜兴百合系列 ， 其含有丰富的淀粉 、糖类 、蛋 白质和维生素 B、 C等营养成份，具有很好的食用和药用价值。此 外 ，近年来百合还被广泛地开发加工 ，在食品工 业上具有较大的升值空间 】¨。 然而，在加工、贮藏及运输过程中，百合极 易发生色泽变化 ，主要表现为褐变和紫红色变 ， 严重影响了百合的销售和加工利用的价值。因 此，了解百合色泽变化的主要影响因素，对于解 决这一问题具有十分重要的意义。根据引起果蔬 色泽变化的原因以及百合色泽变化的表观现 象『21，初步分析百合发生色泽变化的主要因素是 酶褐变、非酶褐变和花色苷变化。本试验从这一 理论角度出发，系统地研究了百合采后贮藏过程 中 还 原 糖 、蛋 白质 、酸 度 以 及 多 酚 氧 化 酶 (PPO)、过氧化物酶 (POD)活性 的变化规律 ， 分析了各试验指标在百合采后贮藏期内的变化与 百合色泽变化的影响关系，从而得出了影响百合 色泽变化的主要因素，为实际生产过程中控制百 合的色泽变化提供 了理论依据。 收稿 日期：2003—03—29 作者简介：蒋益虹，女，1972年出生，博士 1 材料与方法 1．1 试验材料与设备 选择鳞片肥厚，完整无病虫害，未褐变，尚 处于休眠期的湖州百合。 pH6．0和pH8．0的磷酸缓冲液；0．05mol／L愈 创木酚溶液 ；0．1mol／L儿茶酚溶液 ；2％ H2O2溶 液。 WSC—I型微处理测色色差计 ：722型分光 光度计；高速冷冻离心机；pH—S型酸度计。 1．2 试验方法 将百合试样常温下露置于空气中进行贮藏， 研究其贮藏过程中褐变度、还原糖、蛋白质、酸 度以及 PPO、POD活性的变化规律 ，并 目测百合 色泽的变化情况。 1．3 测定方法 1-3．1 褐变度的测定 采用 WSC—I型微处理测 色色差计。光圈直径 30mm，聚光镜直径 30mm， 用 标 准 陶 瓷 板 (X=91．295， Y=94．295， z= 107．045) 作为工作标准，测量百合表面在测样 盒中的反射光。选用色系统 3，由CIE三刺激值 (X、Y、z)计算出L、a、b值 ，其公式如下： L--10．0、／Y ；a=17．5 (1．02x—Y)／、／Y ； b= 7．0(y-0．847z)／、／y。其中L表示颜色透明度， L--0为黑色，L=100为白色；a(正值)表示红色 程度；b(正值)表示黄色程度。本试验主要以 L值大小作为百合渴变程度的指标，L值越大， 维普资讯 http://www.cqvip.com 中 国 食 品 学 报 2004年第3期 表示颜色越白，褐变越轻。 1．3．2 还原糖的测定 1．3．2．1 样品处理 精确称取百合试样 30g，捣 碎后用研钵研磨，并用 150mL 85％的乙醇转移 到三角瓶中，在83~87℃水浴中加热 1h，待冷却 后转 入 250mL容量瓶 ，用 85％乙醇 定容 。 500r／min离心 15min，上 清液转入 250mL烧杯 中，在沸水浴上蒸发至20~30mL，使乙醇完全蒸 发 ，残液转入另一 100mL容量瓶中，加过量 中 性醋酸铅溶液至不再生成沉淀为止，用蒸馏水定 容，并用干燥滤纸过滤，弃去数毫升初滤液，加 入少量无水草酸钠粉末至不再生成沉淀为止 ，混 匀，并用干燥滤纸过滤，弃去数毫升初滤液，收 集澄清滤液用于还原糖的测定。 1．3．2．2 还原糖测定 费林法f3．。 1．3．3 蛋白质的测定 参见食品中蛋白质的测定 方法 (GB／T 5009．5—1985)。 1．3．4 酸度的测定 以pH表示，pH计法测定[31。 1-3．5 PPO活性的测定 1．3．5．1 酶液的制备 均匀采集 1．000g百合样 品 ，洗 净 ，放人研钵 中 ，按 1：5(W／V)加 入 pH6．0的磷酸缓冲液，冰浴研磨成匀浆。将匀浆 液全部转入离心管中，于 4℃，8 000~g离心 20min，上清液转入5mL小指管。 1-3．5．2 酶活性测定 酶反应体系包括 3．9mL pH6．0的磷酸缓 冲液 、lmL 0．1mol／L儿茶酚 和 0．2mL酶液。反应体系加入酶液后混匀 ，于 37℃ 保温 10min后，在波长 410nm处测定吸光度的 变化值 ，即 △A 。(每隔 30s 1次吸光度 ， 共记录 3min)。酶的比活力 (0．01AA／g(鲜重)·min) = AA／0．01Wt~D，式 中△A为反应时间内吸光度的 变化，w为百合鲜重(g)，t为反应时间(min)，D 为稀释倍数。由于酶的比活力与△A 。。值成正比， 因此，以△A ．。值变化表示 PPO活性的变化。 1．3．6 P0D活性的测定 1．3．6．1 酶液的制备 同 1．3．5．1。 1．3．6．2 酶活性的测定 酶反应体系包括 0．5mL 愈创木酚和 100mL 0．1mol／L pH8．0的磷酸缓冲 液。取酶液 501xL加入 3mL反应液中，加入 201xL H 2启动反应，于 37℃保温 3min后 ，在波长 470nm处测定吸光度的变化值，即△A (每隔30s 记录 1次吸光度，共记录3min)。同样，以△A 值 变化表示 POD活性的变化。 2 结果与分析 2．1 百合贮藏过程中褐变度的变化规律 一 连 一 蛔 坦] 总 图 1 百合采后贮藏期内 L值的变化 Fig．1 Change of value L in lily during storage time 图 1显示：L值随百合贮藏时间的延长而下 降，且前期下降较快，后期相对缓慢，总体变化 较为显著。由此可见，百合在贮藏过程中褐变趋 于严重，且褐变速率前期较快，到后期逐渐减缓。 2．2 百合贮藏过程中还原糖的变化规律 一 盘l 托 鞋 时间(d) 图 2 百合采后贮藏期内还原糖含量的变化 Fig．2 Change of reducing sugar content in lily during storage time 图2显示：百合在采后贮藏过程中，其还原 糖含量呈先快后慢的下降趋势，且下降幅度比较 明显。由于试验用百合尚处于休眠期，呼吸作用 并不明显，因此可以基本忽略百合的自身呼吸作 维普资讯 http://www.cqvip.com 第4卷 第3期 影响百合色泽变化因素的研究 27 用对于还原糖的消耗作用。由图 2还可以看出， 百合贮藏期内还原糖的下降曲线与百合褐变度的 增加曲线趋势较为一致，因此可以从理论上推断 百合的褐变可能与还原糖和氨基酸相结合发生美 拉德反应，即非酶褐变有关。 2．3 百合贮藏过程中蛋白质的变化规律 一 删 托 Ⅲ 时I司(d) 图 3 百合采后贮藏期内蛋白质含量的变化 Fig．3 Change of protein content in lily during storage time 图3显示：百合在采后贮藏过程中，其蛋白 质的含量呈先降后升趋势，但基本稳定在 5．7％- 6．5％之间，变化不如褐变度和还原糖大。这可能 是由以下原因引起的：④在前期由于氨基酸与还 原糖共同作用的美拉德反应较为剧烈，而导致了 蛋白质的部分消耗；②由于后期美拉德反应的减 缓，使得蛋白质的消耗趋于稳定，同时由于水分 和糖类物质的自然减少，使得百合的总重下降， 蛋白质含量反而略有上升。 2．4 百合贮藏过程中酸度的变化规律 时间(d) 图 d 百合采后贮藏期内酸度的变化 Fig．4 Change of acidity in lily during storage time 图4显示：百合在采后贮藏过程中酸度的变 化并不明显，这表明百合组织内部的pH值是稳 定的，因此可以排除百合的紫红色变是由于pH 值的改变而引起的花色苷颜色变化的最初设想嘲。 2．5 百合贮藏过程中 PPO活性的变化规律 《 q 一 图 5 百合采后贮藏过程中 PPO活性的变化 Fig．5 Change of PPO activity in lily during storage time 图5显示：百合在采后贮藏期内，PPO的活 性呈上升趋势 ，且上升过程先急后缓 ，与褐变度 的曲线趋势十分吻合，这表明百合在贮藏过程中 发生了酶褐变，且PPO起着重要的作用。 2．6 百合贮藏过程中 POD活性的变化规律 S 《 q 一 越 图 6 百合采后贮藏过程中 POD活性的变化 Fig．6 Change of POD activity in lily during storage time 图6显示 ：百合在贮藏过程中，POD的活性 基本呈上升趋势，且上升过程先急后缓，这与褐 变度的曲线趋势也十分吻合，表明 POD在百合 的酶褐变中也起着重要的作用。 3 结论与讨论 3．1 果蔬发生非酶褐变主要是指还原糖与氨基 维普资讯 http://www.cqvip.com 中 国 食 品 学 报 2004年第3期 酸之间发生非酶引起的糖一胺型褐变即羰氨反应。 影响非酶褐变的主要因素很多，包括糖 、氨基酸 的种类及含量、温度、氧、pH值等，各因素之 间又往往相互影响[61。因此，本试验从百合贮藏 过程中还原糖、蛋白质含量的变化与褐变度之间 的关系以及pH值的变化，很难说明非酶褐变的 复杂过程。但从还原糖和蛋白质含量的变化趋势 图上可以推测，百合在贮藏过程中可能发生了还 原糖和氨基酸之间的非酶反应 ，但稳定的介质 pH对非酶褐变没有一定的影响。 3-2 果蔬发生酶促褐变的主要机理是 ：植物细 胞组织中含有酚类物质，在完整的细胞中它作为 呼吸传递物质，在酚一醌之间保持着动态平衡， 而当新鲜植物组织受损伤、氧大量侵入时，就会 在酚酶的作用下促进醌的形成，使该平衡受到破 坏，醌再进一步氧化聚合变成褐色素。因此，酶 促褐变的发生必须具备 3个条件：即酶、酚类底 物和氧，而起作用的酶类主要是 PPO和 POD【7．81。 本试验研究结果表明，百合在贮藏过程中其褐变 度与 PPO、POD活性变化呈正相关 ，因此可以得 出百合在贮藏过程中发生了酶促褐变，且 PPO 和 POD参与并起了重要的作用。 3．3 在工业上百合已被用来提炼百合花色素， 有关实验已证实白色的百合组织中存在着无色花 色素 。百合在贮藏过程中发生明显的紫红色变， 初步推测可能是无色花色素由于受环境因素的影 响转变成了呈色花色素。影响花色素色泽变化的 因素很多，可能性最大的影响因素是百合组织内 部发生了pH值变化和无色花色素氧化发生结构 的变化。本研究结果表明，百合在贮藏过程中， pH值基本保持稳定，因此排除了百合的紫红色 变是由于 pH值变化引起的。本试验主要从理化 和生理角度初步研究影响百合色泽变化的主要因 素，对于紫红色变有待于进一步研究。 参 考 文 献 1．刘小勇．百合的加工与贮运 IJ1．甘肃农业科技，1999，(11)：20 2．陈平．果蔬制品变色的机理及对策 『J】．杭州食品科技 ，1993，(2)：l4，l5 3．大连轻工业学院．食品分析 【M】．中国轻工业出版社，l992 4．张志 良．植物生理学实验 『M】．高等教育出版社，1994 5．Mazza G．Resent development in the stabilization of anthocyanms in food products【J1．Food Chemistry，1987，25 (3)：207~225 6．邵华宁．果蔬原料学 【M1．中国农业出版社，1994 7．M．Victoria Ma~inez and John R．Whitaker．The biochemistry and control of enzymatic browning IJ1．Trends in Food Science ＆ Technology．1995，(6)：l95～20o 8．程建军．果蔬酶褐变控制的研究进展 IJ1．东北农业大学学报，20o0，3l(4)：406—410 9．胥京宜．百合的开发和利用 fJ1．湖北农业科学，1999，(4)：44 Studies on Factors Affecting Color Change of Lily Jiang Yihong (Department of Food Science and Nutrition，Zhejiang University，Hangzhou 310029) Abstract Th e color of lily became browning and violet—redding during its storage time．According to the enzymic browning，non-enzymic browning and pigment change are the major factors affecting color change of fruit and vegetable， the variable regulation of browning degree，reducing sugar，protein，acidity and PP0、POD activity and their influence on color change of lily during storage time of lily were studied．Th e results showed that PP0 and POD were mainly related to enzymic brown ing of lily，the reaction of reducing sugar and protein probably brought non—enzymic brown ing of lily， leucoanthocyanidin oxidatively changing to anthocyanidln may be the causes of the violet-red change of lily． Key words Lily Brown ing Violet-red change Factors 维普资讯 http://www.cqvip.com