砀山酥梨果汁褐变机理及控制技术研究

摘要

梨汁加工和贮藏过程中遇到的主要技术难题之一是梨汁褐变，梨汁褐变是梨汁在加工和贮藏过程中颜色发生改变的一种现象，其严重影响了梨汁色泽、风味、状态等品质，降低了梨汁产品的市场竞争力。梨汁褐变包括酶促褐变和非酶促褐变两种类型。本文以砀山酥梨为试验材料，系统研究了梨汁酶促褐变和梨汁非酶褐变的机制及其控制技术。在梨汁酶促褐变方面，一方面系统地研究了砀山酥梨多酚氧化酶( PPO)的最适pH、最适温度及其它基本酶学特性，为采用化学试剂抑制PPO活性提供依据；同时也系统地研究了萝卜提取液对砀山酥梨PPO活性的抑制作用及对梨汁褐变的预防作用。在梨汁非酶促褐变方面，主要研究了不同贮藏环境条件，如温度、pH、多酚类物质、L-半胱氨酸、金属离子、光照、氧气等，对砀山酥梨果汁褐变的影响。通过对引起梨汁褐变因素的系统研究，以揭示梨汁褐变的机理，探讨抑制梨汁褐变的措施，从而为预防梨汁褐变提供理论和技术支持。主要结果如下： 以邻苯二酚为底物，探讨了对砀山酥梨PPO酶学特性及不同抑制剂对PPO活性的影响，结果发现砀山酥梨PPO的最适pH为4.5，最适温度为34℃；短时间高温能显著抑制PPO活性；PPO催化的酶促褐变反应动力学符合米氏方程，Vmax=178.57 U/min，Km=0.125 mol/L；柠檬酸、L-半胱氨酸、抗坏血酸、亚硫酸氢钠可抑制梨PPO活性，且随着抑制剂浓度的加大，其抑制效应逐渐增强，但综合研究表明L-半胱氨酸抑制效应较好。 以萝卜提取液为天然物质抑制剂，研究其对砀山酥梨PPO活性及对梨汁褐变的影响。萝卜提取液对梨PPO活性有抑制作用，且以加热萝卜提取液抑制效果最佳。随着加热温度和加热时间的延长，萝卜提取液对PPO活性的抑制作用更明显。提高萝卜提取液浓度可更好地抑制PPO活性。萝卜提取液对PPO抑制类型为竞争性抑制。萝卜提取液可有效抑制梨汁褐变。 以梨汁褐变度和5-羟甲基糠醛(5-HMF)为主要褐变评价指标，就不同贮藏温度和pH对梨汁非酶褐变的影响进行比较研究。结果表明温度对贮藏梨汁褐变有显著影响，温度越高，梨汁褐变度越高、5-HMF生成量越多，同时褐变度和5-HMF生成量之间呈正相关性；温度升高褐变加快，反应活化能为Ea=6.64 kCal/mol。pH对贮藏梨汁褐变影响较大，随着pH降低，梨汁褐变度越大、5-HMF生成量也越多；在pH值较低(pH3、pH3.5)时，褐变度和5-HMF生成量呈正相关，而pH值较高时(pH5、pH5.5)，褐变度和5-HMF生成量的相关性降低。 以砀山酥梨汁为原料，通过测定梨汁贮存过程中褐变度的变化，研究活性炭处理、L-半胱氨酸、金属离子(Fe2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+)、氧气、光照等因素对梨汁非酶褐变的影响。研究结果表明：活性炭处理可减轻梨汁褐变；适宜浓度(1mmol/L)的L-半胱氨酸可抑制梨汁褐变，而高浓度(5mmol/L)的半胱氨酸促进梨汁褐变；不同的金属离子对梨汁非酶褐变的促进作用不同；氧气可显著提高梨汁贮藏过程中的褐变程度；光照可促进梨汁非酶褐变。通过控制这些因素可有效地抑制梨汁非酶褐变

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论文说明：缩略词汇表

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引言

第一章 文献综述 果汁褐变机理及褐变控制技术的研究

1.1酶促褐变

1.1.1酶促褐变的机理

1.1.2抑制酶促褐变的措施

1.2非酶褐变

1.2.1非酶褐变的机理

1.2.2影响非酶褐变的因素

1.2.3抑制非酶褐变的措施

1.3总结与展望

1.4立题依据及研究内容

第二章 砀山酥梨多酚氧化酶酶学特性及抑制效应的研究

2.1材料与方法

2.1.1试验材料

2.1.2试验试剂及仪器

2.1.3试验方法

2.1.4酶液制备及测定方法

2.1.5数据处理

2.2结果与分析

2.2.1 pH对砀山酥梨PPO活性的影响

2.2.2温度对砀山酥梨PPO活性的影响

2.2.3砀山酥梨PPO热稳定性

2.2.4不同底物浓度对砀山酥梨PPO活性的影响

2.2.5抑制剂对砀山酥梨PPO活性的影响

2.3结论与讨论

第三章 萝卜提取液对梨多酚氧化酶活性及梨汁褐变的影响

3.1材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2主要试剂

3.1.3试验主要使用仪器

3.1.3试验方法

3.2结果与分析

3.2.1不同抑制剂对砀山酥梨PPO活性的影响

3.2.2不同加热温度和时间对砀山酥梨PPO活性的影响

3.2.3不同萝卜提取液浓度对砀山酥梨PPO活性的影响

3.2.4萝卜提取液抑制类型

3.2.5萝卜提取液对梨汁褐变的影响

3.3结论与讨论

第四章 温度、pH值对砀山酥梨果汁非酶褐变的影响

4.1材料和方法

4.1.1材料处理

4.1.2测定方法

4.2结果与分析

4.2.1温度

4.2.2 pH值

4.3结论与讨论

第五章 梨汁非酶褐变的影响因子的研究

5.1材料与方法

5.1.1试验材料

5.1.2试验试剂及仪器

5.1.3试验方法

5.2结果与讨论

5.2.1活性炭对梨汁非酶褐变的影响

5.2.2 L-半胱氨酸对梨汁非酶褐变的影响

5.2.3金属离子对梨汁非酶褐变的影响

5.2.4氧气对梨汁非酶褐变的影响

5.2.5光照对梨汁非酶褐变的影响

5.3结论与讨论

结论与创新点

参考文献

在学期间发表的学术论文

研究生期间的其他工作

致谢