一种抑制锦橙100号橙汁褐变的方法与流程

本发明属于饮料技术领域，具体地说，涉及一种抑制锦橙100号橙汁褐变的方法。

背景技术：

锦橙100号系优质柑桔水果，由四川省柑桔选取种协作组于1972年在蓬安县选育而成，因其高桩、果大、核少、色艳、汁多、味浓、化渣、丰产、早熟、耐贮等主要经济性状稳定，生态适应性强，宜栽范围广，名列全国优秀锦橙前列，现已成为省内外数十个县市的主栽品种。锦橙100号维C和含糖量均高于普通甜橙。果实商品性好，极具市场竞争力。40余年来，该品种在蓬安县柑橘产量中占有绝对优势。

锦橙100号虽有诸多优势，但面对鲜果市场的波动，经常伤及果农的利益，为此，蓬安县建立了锦橙100号果汁加工生产线，拓展产业链，解决果贱伤农问题。新鲜果蔬在加工过程中产生的损伤，易使果蔬原有的色泽变暗或变为褐色，这种现象称为褐变。橙汁在加工过程中橙汁同样易发生褐变，使得产品品质和营养价值降低。因此，控制橙汁的褐变是橙汁生产中重要的环节。其褐变主要是酶促褐变和非酶褐变，酶促褐变是指在打浆、取汁等工序过程中，由于果肉组织破碎，酶与底物的细胞区域化被打破，在有氧气的条件下，果蔬中的多酚氧化酶(PPO)催化酚类物质氧化变色所致。非酶褐变是在果蔬汁的加工和储藏过程中引起的，这类褐变主要是由还原糖和氨基酸之间的美拉德反应引起的，而还原糖和氨基酸都是果蔬汁本身所含的成分，因此较难控制。

果汁发生褐变时，感官品质劣化，营养价值降低，商品价值也会随之下降。关于抑制果汁的褐变，人们做了许多的研究。有的采用物理方法，如赵光远等使用超高压技术单独或协同热对鲜榨苹果汁进行处理，研究对其中多酚氧化酶的影响；仇农学等通过采用不同温度(25℃～70℃)和不同浓度(1,2,4,8g/L)的LSA—800B树脂对苹果汁吸附脱色从而降低果汁褐变；Borneman Z等采用PES/PVP膜对苹果汁进行超滤除去其中的部分多酚类物质从而减轻果蔬汁的褐变。有的采用化学方法，如付聿成等添加维生素C和ClO₂作为还原剂来抑制苹果汁的褐变；柴向华等通过添加各种脱氧剂、碳水化合物、金属离子络合剂以及亚硫酸盐、氯化钙、锌盐等抗褐变添加剂来研究对浓缩橙汁的褐变影响；等添加抗坏血酸、异抗坏血酸、L-半胱氨酸、山梨酸、苯甲酸、肉桂酸和β-环糊精等抗褐变添加剂防止果汁的酶促褐变。有的采用物理化学相结合的方法，如张建新等为了提高浓缩苹果清汁的初始色值和控制其在储藏过程中的下降速度，根据浓缩苹果清汁生产工艺，对不同的苹果品种以及不同的果胶酶、淀粉酶、活性炭、树脂、储藏温度这几个色值关键控制点进行了在线研究；张淑娟等采用微波结合L-半胱氨酸(L-Cys)、柠檬酸、VC、DL-苹果酸等试剂抑制木瓜汁的褐变；许鹏丽等开展加热处理和添加抗坏血酸、柠檬酸、L-半胱氨酸、亚硫酸钠、氯化钙和氯化钠等抗褐变添加剂抑制巴西柳橙汁的褐变。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抑制锦橙100号橙汁褐变的方法。采用水浴加热处理同时添加柠檬酸、亚硫酸钠、抗坏血酸抑制蓬安锦城100号橙汁的褐变，比较了不同处理方法抑制褐变的效果，找到了一种适合锦橙100号橙汁生产中抗褐变的方法。

其具体技术方案为：

一种抑制锦橙100号橙汁褐变的方法，包括以下步骤：

步骤1、添加褐变抑制剂：所述抑制剂为亚硫酸钠、抗坏血酸或柠檬酸，其中的一种或多种；

步骤2、加热处理橙汁：在87℃水浴锅中加热，使橙汁的温度到达85℃，再维持20秒后立即停止加热。

优选地，所述抑制剂为亚硫酸钠、抗坏血酸或柠檬酸其中的一种，所述亚硫酸钠、抗坏血酸、柠檬酸的浓度分别8PPM、250PPM和500PPM、750PPM。

优选地，所述抑制剂为亚硫酸钠、抗坏血酸和柠檬酸的组合，其中，柠檬酸250PPM、亚硫酸钠8PPM、抗坏血酸1000PPM。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明采用了加热处理和添加褐变抑制剂抑制橙汁的褐变。通过比较橙汁吸光度的变化，来考察褐变抑制剂的单一组分和复合组分的褐变抑制效果。结果显示：先加抑剂再水浴加热这种处理方式的护色效果较好。三种抑制剂护色效果最佳的浓度分别为：8PPM(亚硫酸钠)、250PPM和500PPM(抗坏血酸)、750PPM(柠檬酸)。筛选出了护色效果最佳的组合，当亚硫酸钠、抗坏血酸、柠檬酸的浓度分别8PPM、1000PPM、250PPM时，对橙汁的护色效果最好。

附图说明

图1为亚硫酸钠对锦橙100号橙汁的护色作用；

图2为抗坏血酸对锦橙100号橙汁的护色作用；

图3为柠檬酸对锦橙100号橙汁的护色作用；

图4为复合褐变抑制剂对锦橙100号橙汁的护色作用。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

1材料与方法

1.1材料

蓬安锦橙100号

1.2主要试剂

柠檬酸、亚硫酸钠、抗坏血酸、丙酮。

1.3主要仪器

分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)、电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)、分析天平(上海精密科学仪器有限公司)、GT10-1型高速台式离心机(北京时代北利离心机有限公司)、离心管、榨汁器、比色皿、烧杯、锥形瓶、漏斗、纱布、无菌膜、脱脂棉等。

1.4方法

1.4.1橙汁的制备

将蓬安锦橙100号洗净，横切成两半，用榨汁器榨出果汁，经干净纱布过滤盛于烧杯中备用。

1.4.2先水浴加热再加褐变抑制剂的处理方式及抑制剂浓度的筛选

分别倒入50毫升的备用橙汁于15个容积为100毫升的干净三角瓶中，然后在87℃水浴锅中加热，当橙汁温度达到85℃时，维持加热20秒后停止加热，然后分别添加不同浓度的柠檬酸(250、500、750、1000、1250PPM)、亚硫酸钠(2、4、6、8、10PPM)、抗坏血酸(250、500、750、1000、1250PPM)，将样品振荡摇匀，迅速冷却至常温后待测。

1.4.3先加褐变抑制剂再水浴加热的处理方式及抑制剂浓度的筛选

分别倒入50毫升的备用橙汁于15个容积为100毫升的干净三角瓶中，然后分别添加不同浓度的柠檬酸(250、500、750、1000、1250PPM)、亚硫酸钠(2、4、6、8、10PPM)、抗坏血酸(250、500、750、1000、1250PPM)，振荡摇匀后于87℃水浴锅中加热，当橙汁温度达到85℃时，维持加热20秒后停止加热，迅速冷却至常温后待测。

取备用橙汁50毫升倒入一个容积为100毫升的干净三角瓶中，作为1.4.2\1.4.3的空白对照(CK)。

1.4.4复合褐变抑制剂的筛选

根据1.4.2\1.4.3的实验结果选择出先水浴加热再加抑制剂或者先加抑制剂再水浴加热的处理方式，再根据筛选的3个柠檬酸、亚硫酸钠、抗坏血酸的较佳浓度，设计正交实验，最后确定复合褐变抑制剂的组成。

1.4.5褐变度的测定

具体步骤如下：提取5ml样品添加等体积丙酮，振荡，4000r/min离心20min经脱脂棉过滤得到上清液，在波长420nm处测吸光度(A₀值)，剩余的橙汁样品用无菌膜封好，常温下放置三天后再以同样方法测定其吸光度(A值)。

由分别测定的样品放置三天后和开始时的吸光度(A和A₀)，计算两次吸光度之差(ΔA)，再由两次吸光度之差(ΔA)与开始时的吸光度(A₀)之比，得出吸光度变化率(ΔA％)，用以表示橙汁的褐变程度，计算方法：

ΔA＝A-A₀

ΔA％＝ΔA/A₀×100％

ΔA％越大，就表明褐变越严重。

2结果与分析

2.1加热以及添加单一褐变抑制剂对锦橙100号橙汁的护色作用

2.1.1亚硫酸钠对锦橙100号橙汁的护色作用

由图1的实验结果可知，在对橙汁采用先水浴加热再添加亚硫酸钠的处理方式下,2PPM的亚硫酸钠对橙汁的褐变基本无抑制作用。随着亚硫酸钠浓度从2PPM升高到10PPM,橙汁的吸光度变化率逐渐降低，从30.8％减少到了14.5％，此时对橙汁褐变的抑制作用较明显。在对橙汁采用先加亚硫酸钠后水浴加热的的处理方式下，随着亚硫酸浓度从2PPM到8PPM，橙汁的吸光度变化率也逐渐降低，从23％逐渐降低到13.8％，此时的抑制效果达到最佳状态。而当浓度达到10PPM时，吸光度变化率回升至21.7％。整体来看，先加亚硫酸钠再水浴加热的处理方式效果更好。在这个处理方式下，添加8PPM的亚硫酸钠效果最好，6PPM和4PPM的效果也相对较佳。

2.1.2抗坏血酸对锦橙100号橙汁的护色作用

由图2的实验结果可知，在对橙汁采用先水浴加热再添加抗坏血酸的处理方式下,添加抗坏血酸浓度从250PPM到500PPM时，橙汁的吸光度变化率从29.6％略微升高至30.4％，变化不大，且对橙汁的褐变基本无抑制作用。到750PPM时，吸光度变化率急剧较低至16％，此时的抑制效果较好。从750PPM到1250PPM时，吸光度变化率逐渐升高至25.6％。并且可以很明显的看出前两个低浓度(250PPM和500PPM)的吸光度变化率高于后面3个高浓度(750PPM、1000PPM和1250PPM)的吸光度变化率。而在对橙汁采用先加抗坏血酸再水浴加热的处理方式下，效果却恰恰相反，可以很明显的看出前两个低浓度(250PPM和500PPM)的吸光度变化率低于后面3个高浓度(750PPM、1000PPM和1250PPM)的吸光度变化率，且250PPM和500PPM的吸光度变化率相等，均为14.6％，此时对橙汁的护色作用十分明显。当浓度升高为1250PPM时，吸光度变化率为33.3％，高于了空白样，这说明在对橙汁采用先加抗坏血酸再水浴加热的的处理方式下，添加浓度为1250PPM的抗坏血酸对橙汁的褐变没有起到抑制作用，反而还加剧了褐变。不过整体来看，先加抗坏血酸再水浴加热的处理方式效果更好。在这个处理方式下，添加浓度为250PPM和500PPM的抗坏血酸时效果最好，其次是添加1000PPM的抗坏血酸。

2.1.3柠檬酸对锦橙100号橙汁的护色作用

由图3的实验结果可知，在先水浴加热后加柠檬酸的处理方式下，添加柠檬酸浓度为1250PPM和250PPM时，无明显抑制效果。从整体上看，在这两种处理方式中吸光度变化率有着相似的变化趋势，从250PPM到750PPM，两种处理方式的吸光度变化率均逐渐降低，从750PPM到1250PPM，两种处理方式的吸光度变化率均逐渐升高。并且可以直观的看出先加柠檬酸再水浴加热的处理方式效果更好。在这个处理方式下,750PPM的的柠檬酸效果最好，500PPM和250PPM的效果也较佳。

2.2加热处理以及添加复合抑制剂

2.2.1处理方式的选择以及复合褐变抑制剂的添加方法

根据加热以及添加单一褐变抑制剂对锦橙100号橙汁的护色作用的实验结果，本实验采用先对橙汁添加抑制剂，然后再对橙汁加热处理的方式对橙汁进行褐变抑制。护色剂采用亚硫酸钠、抗坏血酸、柠檬酸作复合抑制剂，浓度分别为亚硫酸钠(4PPM、6PPM、8PPM)、抗坏血酸(250PPM、500PPM、1000PPM)、柠檬酸(250PPM、500PPM、750PPM)，将它们进行不同的组合，组合方法见表1复合护色剂的添加。

表1复合褐变抑制剂的添加方法

Tab.1The method adding compound browning inhibitor

具体操作方法：分别倒入50毫升的备用橙汁于10个容积为100毫升的干净三角瓶中。其中一份做空白样，其余9份按表3中的配比添加褐变抑制剂震荡摇匀，然后在87℃水浴锅中将橙汁加热至85℃维持加热20秒后立即停止加热，迅速冷却至常温后待测。

2.2.2复合褐变抑制剂对锦橙100号橙汁的护色作用

从图4中的实验结果可知，组合3(亚硫酸钠8PPM、抗坏血酸1000PPM、柠檬酸250PPM)的吸光度变化率最小，为0.36％，这说明当复合抑制剂浓度为亚硫酸钠8PPM、抗坏血酸1000PPM、柠檬酸250PPM时，对橙汁的护色效果最好；其次为组合4(亚硫酸钠4PPM、抗坏血酸500PPM、柠檬酸500PPM)；但组合9(亚硫酸钠8PPM、抗坏血酸500PPM、柠檬酸750PPM)的吸光度变化率(11.81％)和组合2(亚硫酸钠6PPM、抗坏血酸500PPM、柠檬酸250PPM)的吸光度变化率(7.9％)高于空白样(6.47％)，这说明复合抑制剂浓度为亚硫酸钠8PPM、抗坏血酸500PPM、柠檬酸750PPM、或柠檬酸250PPM、亚硫酸钠6PPM、抗坏血酸500PPM时，加剧了橙汁的褐变。

所以综上所述，组合3(柠檬酸250PPM、亚硫酸钠8PPM、抗坏血酸1000PPM)为复合抑制剂的最佳组合，可作为蓬安锦橙100号橙汁的优良护色剂。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。