专利名称：一种防止山药在加工过程中氧化褐变的方法
技术领域：
本发明涉及果蔬加工过程中防止氧化褐变的方法，特别是涉及一种防止山药在加工过程中氧化褐变的方法。
背景技术：
山药，既是食用佳蔬，又是常用药材。山药为薯蓣科植物薯蓣的块根，具有补脾养胃、补肺益肾的功效，可用于治疗脾虚久泻、慢性肠炎、肺虚咳喘、慢性胃炎和糖尿病等症。山药作为保健食品，在我国至少已有2000多年的历史，是人所共知的滋补佳品。研究表明，山药除含有蛋白质、糖类、维生素、脂肪、胆碱、淀粉酶等成分外，还含有碘、钙、铁、磷等人体不可缺少的无机盐和微量元素。现代科学分析结果表明，山药的最大特点是含有大量的黏蛋白。黏蛋白是一种多糖蛋白质的混合物，对人体具有特殊的保健作用1)能防止脂肪沉积在心血管上，具有保持血管弹性，阻止动脉粥样硬化过早发生的功效；2)可减少皮下脂肪堆积；3)能防止结缔组织的萎缩，可用于预防类风湿关节炎、硬皮病等胶原病的发生。基于山药具有多种药用、保健功效，其深加工产品在保健食品等行业具有广阔的开发前景。
但是，在山药的深加工过程中存在一个严重问题，就是由于酶促褐变导致的产品变色问题，如果处理不好，不仅影响产品的外观品质，同时营养成分及风味也会发生很大的变化，使产品质量下降，影响到产品的销售和企业的经济效益。酶促褐变产生的原因主要是当山药受到机械损伤或处于不良环境，如受冻、受热时，尤其是在加工过程中，山药所含的多酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的作用下氧化而呈现褐色。由此可见，发生酶促褐变反应的三个必要条件为多酚类物质、PPO和氧。决定酶促褐变率的最重要的因素即为组织中活性PPO和酚类化合物的浓度、可利用的含氧量、pH值和温度等。
目前，我国正大力发展果蔬深加工产业，因此如何解决深加工过程中出现的褐变问题已经引起人们的广泛关注。研究表明，对酶促褐变的抑制可从以下三方面入手(1)减少酚类物质含量通过培育抗褐变的新品种，改善栽培管理技术，减少采收、贮运、加工过程中的机械损伤，降低对苯丙氨酸裂解酶活性的诱导，从而控制可被氧化的酚类底物形成，延缓鲜切产品的褐变；(2)控制PPO的活性利用PPO活性可被热、有机酸、酚类物质、硫、螯合剂和醌偶联剂等物质抑制的特性，对褐变加以控制；(3)降低氧浓度由于褐变是在有氧条件下发生，因此可利用抽气、被膜、气调等方法降低环境中的氧浓度，从而控制褐变的发生。
目前，已报道的抑制酶促褐变的方法主要包括物理方法(如加热漂烫、驱除氧气、气调包装等)，化学方法(如酸处理、亚硫酸盐处理、抗坏血酸处理等)，以及最近发展起来的酶法和利用基因工程培育优良品种的方法。但是上述物理、化学方法，都会或多或少的会对果蔬本身的品质、风味存在一些其它的负面影响。例如热处理使PPO变性的同时，也会导致果蔬质地软化，风味降低，而且易被微生物感染；又如亚硫酸盐处理会使果蔬中残留一定量的硫化物，不具备公认的安全性。因此，人们正致力于开发新的抑制果蔬氧化褐变的方法，不仅需要具备较好的抑制效果，同时又可以最大限度地降低对果蔬本身品质的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全性高，效果好，同时对山药本身品质影响小的防止山药在加工过程中氧化褐变的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案一种防止山药在加工过程中氧化褐变的方法，是将山药在加工过程中用终浓度为0.1-10mg/L的蛋白水解酶液在20-70℃，pH2-10下进行浸泡，氧化褐变得到抑制。
在上述防止山药在加工过程中氧化褐变的方法中，所述蛋白水解酶的选择是广泛的，如可选自市售的任意一种或多种对多酚氧化酶(PPO)具有水解作用的蛋白酶，优选为无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶中的一种或几种。
所述浸泡处理时的温度优选为35-65℃，pH值优选为5-8。
所述蛋白水解酶的浸泡时间可根据具体所用的蛋白水解酶的特性灵活掌握，最好不超过1h，优选为5-20min。
上述处理方法在山药的任何加工工艺中均适用，如削皮、切断、粉碎和/或榨汁等。
本发明提供了一种防止山药在加工过程中氧化褐变的方法。该方法利用了蛋白水解酶对PPO具有水解特性，通过对山药用蛋白水解酶进行处理，使得山药的PPO活性降低，达到抑制褐变的目的。该方法具有如下优点1.安全性高所选用的蛋白酶均为天然来源的，可直接从食品中提取，不会对身体造成危害2.对产品本身质地影响小用酶法处理，抑制酶促褐变，处理条件温和，能够较好的保持山药产品的质地3.应用效果好实验表明，本发明的方法可有效地抑制PPO的活性，活性抑制率最高达38％，从而有效地减缓了山药在加工过程中的氧化褐变进程，解决了因褐变引起的产品变色、口感下降等问题。
本发明将在山药的深产品加工中发挥重要作用，应用前景广阔。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施例方式
下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
实施例1、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况及在实际加工过程中的效果检测一、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，用下述方法检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，具体方法包括以下步骤1)将新鲜山药清洗干净，去皮切片，得到山药组织；2)用高速组织捣碎机将山药组织捣碎匀浆，按1∶2(W/V)的比例加入冷冻丙酮，将山药PPO提取出来，得到PPO粗酶液；3)取0.5mL PPO粗酶液，加入0.1mL木瓜蛋白酶(2mg/mL，购自北京欣经科生物技术公司)，在40℃，pH6.0的条件下水解5min，然后用底物混合液(1.4mL pH6.0磷酸盐缓冲液+1mL 0.04mol/L邻苯二酚)在40℃、pH6.0条件下测定山药PPO的残余活性；同时，向由1.9mL pH6.0磷酸盐缓冲液和1mL 0.04mol/L邻苯二酚组成的底物混合液中加入0.1mL PPO粗酶液，测定未经木瓜蛋白酶水解的山药PPO的活性作为对照。
检测结果表明，用本发明的方法进行处理，能够抑制山药PPO35％的活性。
二、在实际加工过程中的效果检测将新鲜山药清洗干净，去皮后，对山药组织用步骤一的方法进行处理，即用2mg/mL的木瓜蛋白酶在40℃，pH6.0的条件下浸泡水解5min。经与未经本发明方法处理的山药组织(对照)进行比较，用本发明方法处理后的山药组织，色泽洁白，而对照的山药组织呈灰褐色，发生氧化褐变。经检测，用本发明方法进行处理的山药的品质没有改变，可安全食用，证明用本发明的方法可有效地防止山药在加工过程中的氧化褐变。
实施例2、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况及在实际加工过程中的效果检测一、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，用下述方法检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，具体方法包括以下步骤1)将新鲜山药清洗干净，去皮，得到山药组织；
2)用高速组织捣碎机将山药组织捣碎匀浆，按1∶2(W/V)的比例加入冷冻丙酮，将山药PPO提取出来，得到PPO粗酶液；3)取0.1mL PPO粗酶液，加入0.5mL无花果蛋白酶(0.8mg/mL，购自北京欣经科生物技术公司)，在50℃，pH4.0的条件下水解20min，然后用底物混合液(1.4mLpH6.0磷酸盐缓冲液+1mL 0.04mol/L邻苯二酚)在40℃、pH6.0条件下测定山药PPO的残余活性；同时，向由1.9mL pH6.0磷酸盐缓冲液和1mL 0.04mol/L邻苯二酚组成的底物混合液中加入0.1mL PPO粗酶液，测定未经无花果蛋白酶水解的山药PPO的活性作为对照。
检测结果表明，用本发明的方法进行处理，能够抑制山药PPO23％的活性。
二、在实际加工过程中的效果检测将新鲜山药清洗干净，去皮后对山药组织用步骤一的方法进行处理，即用0.8mg/mL的无花果蛋白酶在50℃，pH4.0的条件下浸泡水解20min。经与未经本发明方法处理的山药组织(对照)进行比较，用本发明方法处理后的山药组织，色泽洁白，而对照的山药组织呈灰褐色，发生氧化褐变。经检测，用本发明方法进行处理的山药的品质没有改变，可安全食用，证明用本发明的方法可有效地防止山药在加工过程中的氧化褐变。
实施例3、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况及在实际加工过程中的效果检测一、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，用下述方法检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，具体方法包括以下步骤1)将新鲜山药清洗干净，去皮，得到山药组织；2)用高速组织捣碎机将山药组织组织捣碎匀浆，按1∶2(W/V)的比例加入冷冻丙酮，将山药PPO提取出来，得到PPO粗酶液；3)取0.1mL PPO粗酶液，加入0.5mL菠萝蛋白酶(0.1mg/mL，购自北京欣经科生物技术公司)，在65℃，pH7.0的条件下水解10min，然后用底物混合液(1.4mL pH6.0磷酸盐缓冲液+1mL 0.04mol/L邻苯二酚)在40℃、pH6.0条件下测定山药PPO的残余活性；同时，向由1.9mL pH6.0磷酸盐缓冲液和1mL 0.04mol/L邻苯二酚组成的底物混合液中加入0.1mL PPO粗酶液，测定未经菠萝蛋白酶水解的山药PPO的活性作为对照。
检测结果表明，用本发明的方法进行处理，能够抑制山药PPO26％的活性。
二、在实际加工过程中的效果检测将新鲜山药清洗干净，去皮后对山药组织用步骤一的方法进行处理，即用0.1mg/mL的菠萝蛋白酶在65℃，pH7.0的条件下浸泡水解10min。经与未经本发明方法处理的山药组织(对照)进行比较，用本发明方法处理后的山药组织，色泽洁白，而对照的山药组织呈灰褐色，发生氧化褐变。经检测，用本发明方法进行处理的山药的品质没有改变，可安全食用，证明用本发明的方法可有效地防止山药在加工过程中的氧化褐变。
实施例4、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况及在实际加工过程中的效果检测一、检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，用下述方法检测本发明方法对山药PPO活性的抑制情况，具体方法包括以下步骤1)将新鲜山药清洗干净，去皮，得到山药组织；2)用高速组织捣碎机将山药组织组织捣碎匀浆，按1∶2(W/V)的比例加入冷冻丙酮，将山药PPO提取出来，得到PPO粗酶液；3)取0.1mL PPO粗酶液，加入0.4mL菠萝蛋白酶(5mg/mL)和0.1mL无花果蛋白酶(10mg/mL)，在45℃，pH8.0的条件下水解15min，然后用底物混合液(1.4mL pH6.5磷酸盐缓冲液+1mL 0.1mol/L邻苯二酚)在40℃、pH6.5条件下测定山药PPO的残余活性；同时，向由1.5mL pH6.5磷酸盐缓冲液和1mL 0.1mol/L邻苯二酚组成的底物混合液中加入0.5mL PPO粗酶液，测定未经木瓜蛋白酶水解的山药PPO的活性作为对照。
检测结果表明，用本发明的方法进行处理，能够抑制山药PPO38％的活性。
二、在实际加工过程中的效果检测将新鲜山药清洗干净，去皮后对山药组织用步骤一的方法进行处理，即用5mg/mL菠萝蛋白酶和10mg/mL无花果蛋白酶(混合比例4∶1)在45℃，pH8.0的条件下浸泡水解15min。经与未经本发明方法处理的山药组织(对照)进行比较，用本发明方法处理后的山药组织，色泽洁白，而对照的山药组织呈灰褐色，发生氧化褐变。经检测，用本发明方法进行处理的山药的品质没有改变，可安全食用，证明用本发明的方法可有效地防止山药在加工过程中的氧化褐变。
权利要求
1.一种防止山药在加工过程中氧化褐变的方法，是将山药在加工过程中用终浓度为0.1-10mg/L的蛋白水解酶液在20-70℃，pH2-10下进行浸泡，氧化褐变得到抑制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述蛋白水解酶选自无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述浸泡处理时的温度为35-65℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述浸泡处理时的pH值为5-8。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述浸泡时间不超过1h。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述浸泡时间为5-20min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于所述山药的加工方法为削皮、切断、粉碎和/或榨汁。
全文摘要
本发明公开了一种防止山药在加工过程中氧化褐变的方法。该方法是将山药在加工过程中用终浓度为0.1－10mg/L的蛋白水解酶液在20－70℃，pH 2－10下进行浸泡，氧化褐变得到抑制。该方法具有安全性高，对产品本身质地影响小，应用效果好的优点，将在山药的深产品加工中发挥重要作用，应用前景广阔。
文档编号A23B7/155GK1934968SQ200610113688
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月12日 优先权日2006年10月12日
发明者沈金玉, 李晓莉, 黄家音 申请人:清华大学