褐变问题一直是困扰果汁行业的重大技术难题,苹果汁在生产和储藏过程中的褐变严重影响果汁的质量。苹果汁的褐变与多酚物质密切相关。苹果多酚与多酚氧化酶(PPO)以及氧气相互作用,导致苹果酶促褐变;同时,酶促褐变高活性邻醌,在无多酚氧化酶作用下,可诱发多酚进一步聚合,促使果汁发生非酶褐变。基于此,本论文以酶促氧化形成邻醌为切入点,以绿原酸、儿茶素、表儿茶素和根皮苷为研究对象,研究多酚氧化酶酶促诱发对苹果多酚非酶褐变的影响,研究结果如下:(1)无PPO作用,含儿茶素、表儿茶素、绿原酸和根皮苷的果汁模拟体系自身会发生非酶褐变。通过色差计测定色值(L*、a*、b*、△E*)变化,研究表明,含儿茶素、表儿茶素、绿原酸的模拟体系,L*、b*、△E*变化趋势一致,L*值降低,体系白度和明度降低,b*、△E*值增大,体系变黄,总色差增大;儿茶素和绿原酸的a*值呈增大趋势,最终体系呈红色;表儿茶素的a*值呈减小趋势,且为负值,体系呈绿色;与儿茶素、表儿茶素、绿原酸模拟体系相比,根皮苷色值变化较小,自身褐变较弱。(2)课题同时探究了苹果多酚在多酚氧化酶酶促诱发下对果汁褐变的影响,发现诱发体系对多酚非酶褐变影响存在较大的差异。其中酶促诱发温度对儿茶素非酶褐变无显著性影响,而酶促诱发p H以及多酚氧化酶酶活对其非酶褐变影响显著,p H 4.0时,模拟果汁褐变程度较大,酶活对儿茶素苹果多酚参与的非酶褐变影响较大,体系褐变随酶活的增大而加剧,且活性较高时,多酚氧化酶与底物充分作用产生浑浊现象。在表儿茶素体系中,酶促诱发时间越长、温度越高,体系褐变越严重,且升高p H和增大酶活可加速表儿茶素褐变反应;含根皮苷模拟体系的色值曲线出现拐点,色值的变化趋势与前期相反,且体系有沉淀产生;诱发体系温度为40℃,褐变程度较大;酶活越大,褐变越严重,且会导致体系后浑浊。(3)以绿原酸邻醌为诱发基质,研究了绿原酸邻醌诱发绿原酸、儿茶素、表儿茶素和根皮苷非酶聚合与褐变。研究发现,绿原酸醌诱发儿茶素、表儿茶素非酶褐变的速率低于多酚自身褐变的速率;根皮苷化学性质稳定,自身无聚合作用。同时,绿原酸邻醌对其无诱发作用,只能在多酚氧化酶诱发下发生褐变。
