全 文 ：!#$鲜切雪莲果护色保鲜工艺的研究 杨! 波，杨! 光，陈佳雯 （上海理工大学食品与生物技术研究所，上海 !#$）
摘% 要：以雪莲果为试材，研究鲜切雪莲果防酶促褐变的工艺。实验中将物理方法和化学方法结合起来，采用正交实
验筛选出鲜切雪莲果的最佳组合护色剂，从而确定雪莲果最优组合防褐变的工艺。结果表明：抗坏血酸、柠檬酸、
&’()*+,! 和 +,-.都有抑制褐变的效果，但组合抑制剂的护色效果比单元抑制剂好。且最佳组合护色剂为：/012抗
坏血酸 3 /02柠檬酸 3 /12&’()*+,! 3 0/12+,-.。
关键词：鲜切雪莲果，多酚氧化酶，组合护色剂
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中图分类号：(?!11/$% % % % 文献标识码：)% % % % 文 章 编 号：0!*$G（!#）H*!$#*H 收稿日期：!I*J*01 作者简介：杨波（0#GI*），女，工程师，硕士，主要从事食品与生物技术 方面的研究工作。 % % 雪莲果原产于南美安第斯山，是当地印第安人 的传统食品，已有 1 年历史，近年来通过多种途径 进入我国。雪莲果属于菊科植物，由于外形像蕃薯， 将其归属于薯芋类蔬菜［0］。雪莲果的食用部分为根 块，果肉吃起来的口感却很像水梨，汁多而晶莹剔 透，甘甜爽脆。雪莲果含有 ! 种人体必需的氨基酸 及丰富的矿物质，还含有极高的钙、镁、铁、锌、钾、硒 等微量元素，并且雪莲果的果寡糖含量是所有植物 中最高的。果寡糖不能被人体充分吸收，却具有以 下功效：促进消化，调理胃肠道，产生双歧因子；调理 血液，清除高血脂，有效地控制胆固醇，提高身体免 疫力［!］。由于果寡糖不能被人体充分吸收，因此属低 热量食品，很适合糖尿病人及减肥者食用。雪莲果 是当今吃出美丽、吃出健康的新潮果品。但雪莲果 被切开和去皮后，极易褐变，看起来像变黑的土豆 块，令人食欲大减，影响产品货架期。目前对鲜切雪 莲果褐变的研究还相对较少，本实验以雪莲果为试 材，研究鲜切雪莲果防酶促褐变的工艺。实验中将 物理方法和化学方法结合起来，采用正交实验筛选 出鲜切雪莲果的最佳组合护色剂和最优组合防褐变 的工艺，以期为雪莲果进一步加工抑制褐变，提高产 品的利用价值，提供参考依据。 9! 材料与方法 9:9! 材料与仪器 新鲜无损伤的雪莲果% 购自菜市场；邻苯二酚、 磷酸氢二钠、乙二胺四乙酸二钠（&’()*+,!）、氯化 钠、抗坏血酸、柠檬酸% 均为分析纯。 4K*0J 型紫外分光光度计，(’L*1 型离心机， 电炉（!!K 0M），)&0 型电子天平，NO?*$P 型
精密 NO计，O/O/?型电热恒温水浴锅，家用搅拌机。
9:;! 实验方法
0/!/0% 雪莲果中多酚氧化酶的提取［$］% 取适量雪莲 果洗净、去皮、切分，用搅拌机捣碎至匀浆，用纱布过 滤；滤液于 HQ冰箱中静置 01R65，离心$9 S R65；取
上清液并用纱布过滤，即为粗酶液。粗酶液于 HQ冰
箱中保存备用。
0/!/! % 雪莲果 TTU 最适波长的确定［H］ % 取 !RL
NOG/1I 的磷酸氢二钠 *柠檬酸缓冲溶液于 !RL
/0R=. S L的邻苯二酚中，并加入 0RL 雪莲果 TTU 粗
酶液，稳定 0R65 后，将酶与底物的反应产物在
HVI5R波长下进行吸收波长的扫描，最大吸光度
所对应的波长即为其最大吸收波长。
0/!/$% 温度对雪莲果 TTU 活性的影响［H］% 在 !RL /0R=. S L的邻苯二酚中加入 !RL NOG/1I 的磷酸氢二 钠*柠檬酸缓冲溶液和 /0RL的雪莲果 TTU粗酶液， 分别使反应体系在$、H、1、G、J、I、#Q下恒温
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2009.04.058
!#$!#$后，测定其吸光度。
%&’&() 热处理时间对雪莲果 **+ 活性的影响［!］) 在
’, -&%./ 0 , 的邻苯二酚中加入 ’, 123&!4 的磷
酸氢二钠5柠檬酸缓冲溶液和 -&%,的雪莲果 **+粗
酶液。使反应体系在（6- 7 %8）恒温水浴中分别反应
-&!、%&-、’&-、9&-、(&-、!&-、3&-#$后，测其吸光度值。 %&’&!) 12对雪莲果 **+活性的影响［(］) 配制 12’&- :4&- 系列的磷酸氢二钠5柠檬酸缓冲溶液，各种缓冲 溶液取 ’,，分别加入 ’, -&%./ 0 , 的邻苯二酚和 -&%,的雪莲果 **+粗酶液，室温下静置 !#$后，分
别测定其吸光度。
%&’&3) 化学抑制剂对雪莲果 **+ 活性的影响［3］) 在
加有 ’, 123&!4 磷酸氢二钠5柠檬酸缓冲溶液、’,
-&%./ 0 ,邻苯二酚和 -&%,雪莲果 **+粗酶液的反
应体系中，加入 ’, 浓度分别为 -&-!;、-&%-;、
-&’-;、-&(-;、-&4-;、%&--;、’&--;的抗坏血酸、柠
檬酸、<=>?5@A’ 和 @AB/。室温下静置 !#$后，分别 测定其吸光度。 %&’&C) 正交实验确定鲜切雪莲果的最佳护色剂组合 ) 以抗坏血酸（ -&-!;、-&%-;、-&%!;）、柠檬酸 （-&-!;、-&%-;、-&%!;）、<=>?5@A’（-&-!;、-&%-;、 -&%!;）和 @AB/（-&!;、%&-;、%&!;）进行四因素三水 平的正交实验，采用 ,6（9 (）正交设计表［C］。在加有 ’, 123&!4 磷酸氢二钠 5柠檬酸缓冲溶液、’, -&%./ 0 ,邻苯二酚和 -&%, **+粗酶液的反应体系九 支试管中，分别加入 ’, 组合护色剂：处理号为 % 至 6，四种护色剂各取-&!,，室温下静置!#$后，分别测
定其吸光度。以上每个处理均重复 9次，取其平均值。
! 结果与分析
!#$雪莲果 %%&的最适波长 将酶与底物的反应产物在 (--:4--$波长下进
行吸收波长的扫描，结果表明，(--$处有最大吸光 度，则其最适吸收波长为 (--$。
!#! 温度对雪莲果 %%&活性的影响
温度对雪莲果 **+活性的影响，实验结果见图 %。
图 %) 温度对雪莲果 **+活性的影响
由图 % 可知，当温度为 ’!:(!8时，雪莲果 **+
的活性随温度的上升逐渐增强，在温度为 (-8时，雪
莲果 **+活性最强，即其最适温度为 (-8；当温度升
至 !-8及以上时，**+的活性得到很大程度的抑制，
并随温度的上升，**+ 活性逐渐下降，可见，温度对
雪莲果多酚氧化酶活性的影响是双重的。当温度低
于 (-8时，以催化酶促反应为主；当温度高于 (-8
时，以钝化 **+活性为主。这是由于 **+ 的本质是
一种蛋白质，当温度过高时维持其活性的三维结构
的完整性和稳定性将受到破坏，使 **+ 酶钝化。即
高温可抑制多酚氧化酶的活力。
!#’ 热处理时间对雪莲果 %%&活性的影响
热处理时间对雪莲果 **+ 活性的影响，实验结
果见图 ’。
图 ’) 热处理时间对雪莲果 **+活性的影响
图 ’ 结果表明，在热处理 %:’#$内，所测得的 吸光度与时间成一定的负相关，但 9#$ 后则变化缓
慢。可见，在 6-8下延长热处理时间对雪莲果 **+
活性的抑制效果并未得到明显的提高，说明瞬间高
温的处理方法可有效地抑制该 **+ 催化的褐变。但
由于高温会使雪莲果中的营养成分损失，特别是抗
坏血酸受热容易分解，所以实际生产中应综合考虑
多种因素相结合来控制雪莲果 **+的褐变。
!#( )*对雪莲果 %%&活性的影响
12对雪莲果 **+活性的影响，实验结果见图 9。
图 9) 12对雪莲果 **+活性的影响
由 9 可知，不同 12 下 **+ 活性差别很大。当
12’!&- 时，随 12升高，+=值缓慢增加；当 12)3&-
时，+=值上升很快；至 123&3 时，吸光度达到最大，
此时 **+活性最高；当 12)C&- 时，+=值逐渐减小；
因此雪莲果 **+的最适 12 为 3&4。调节 12 能有效
地抑制酶的活性，从而抑制酶促褐变。
在果蔬加工过程中，通常用酸处理来调节原料
的 12。酸护色的机理在于它降低了原料的 12，以控
制多酚氧化酶的活力。由于多酚氧化酶的最适 12
在 3:C 之间，低于 9&- 已明显无活性［4］。
!#+ 化学抑制剂对雪莲果 %%&活性的影响
研究不同浓度同一护色剂对雪莲果 **+ 活性的
影响，实验结果见图 (:图 C。
) ) 图 (:图 C 结果表明，抗坏血酸、柠檬酸、<=>?5
@A’ 和 @AB/ 对雪莲果 **+ 都有一定的抑制作用，且
抑制作用随护色液浓度的增加而增强［6］。抗坏血酸
作为一种还原剂和 **+ 的竞争性抑制剂［%-］，既可除
去组织中的氧气，又可将酚类物质氧化所生成的醌
还原，从而阻止褐色物质的进一步形成。虽然 DB 的
抑制作用随其浓度的增大而增强，但由于 DB 的价格
!#$较贵，实际应用中 ! 用量较少，浓度较低。柠檬酸 浓度大于 #$#%&时，其抑制作用随浓度的增加而增
强（图 %），大于 #$’&时抑制程度趋于平缓，这是因为 柠檬酸对底物是竞争性抑制，两者同时竞争酶的活 性中心，当柠檬酸浓度趋于无穷大时，反应速率趋于 零，说明柠檬酸与酶结合成无活性的二元复合物，它不 能生成酶催化产物，而底物与酶结合的二元复合物不 会再与柠檬酸结合成三元复合物［’’］。()*+,-./ 是一 种金属离子螯合剂，但其抑制 001 活性的效果并不 明显；当浓度达到 #$’&后，随着浓度的上升，其抑制
效果趋于稳定。-.2主要因减少了溶液中氧气溶解
量而起到抑制酶促反应的作用。在实际加工过程
中，食盐溶液的浓度过高，易引起果蔬制品风味的变
化，一般 ’&的食盐水为宜。
!#$正交实验确定鲜切雪莲果的最佳护色剂组合 在单因素实验的基础上，以抗坏血酸（#$#%&、
#$’#&、#$’%&）、柠檬酸（ #$#%&、#$’#&、#$’%&）、 ()*+,-./（#$#%&、#$’#&、#$’%&）和 -.2（#$%&、’$#&、
’$%&）进行四因素三水平的正交实验，实验表略。 由正交实验直观分析可知，多元复合护色剂对 鲜切雪莲果褐变程度影响的重要性次序为抗坏血酸 3 -.2 3 ()*+,-./ 3柠檬酸，褐变程度最小的护色 剂组合为 #$’%&抗坏血酸 4 #$’#&柠檬酸 4 #$#%&
()*+,-./ 4 ’$%& -.2；重复实验结果表明，该组合 护色剂的确能有效控制鲜切雪莲果的酶褐变，且组 合抑制后 1)值为 #$#5’，低于单元护色剂 #$’&抗坏 血酸处理后的 #$#67（图 7）。
组合护色剂将抗坏血酸和柠檬酸降低酶促反应
体系的 89以及与底物的竞争作用，和 ()*+,-./ 对
001中活性因子 :/ 4的鳌合作用以及食盐水降低反
应体系氧溶解量的作用联合起来，发挥出很好的抑
制酶促褐变的效果。另外，在成本上组合护色剂比
单元护色剂较为便宜［’/］。例如，抗坏血酸的单价为
#$/;# 元 < =，柠檬酸的单价为 #$#>6/ 元 < =，()*+,-./
的单价为 #$#5# 元 < =，食盐的单价为 #$##/% 元 < =；单
独使用 #$’%&的抗坏血酸 /?@需要 #$#A5 元，组合使
用 #$’%&抗坏血酸 4 #$’#&柠檬酸 4 #$#%& ()*+, -./ 4 ’$%&-.2 /?@需要 #$#%’ 元，则相对成本下降 了 >%$#7&。所以组合护色剂的护色效果比单元护色
剂好，且成本较低。
!%$组合护色剂浸泡时间对鲜切雪莲果的影响 图 5 的结果表明，当浸泡时间少于 /#?BC 时，护 色剂抑制褐变的效果随浸泡时间的延长而增强，但 超过 /#?BC后，浸泡时间的加长对护色效果影响很 不显著。所以，浸泡时间可以控制在 /#?BC左右。 图 5D 浸泡时间对鲜切雪莲果的影响 !&$ 正交实验确定鲜切雪莲果的最佳护色保鲜工艺
以热烫温度（5%、6#、6%E）、热烫时间（’、/、
>?BC）和浸泡时间（’%、/#、/%?BC）进行三因素三水平
的正交实验。取雪莲果洗净、去皮、切分成大小均匀的
小碎块。称取 6份，每份 ’#=。分别进行 ’至 6号的实
验，每个处理均做 / 个平行实验。分别取出沥干、打
浆、过滤、取汁样品测定其吸光度，取其平均值。
D D 由表 ’ 可知，鲜切雪莲果的最佳护色保鲜工艺
组合为热烫温度 6%E、热烫时间 ’?BC、组合护色剂浸
泡时间 /%?BC，其中因素热烫温度的 F 值最大，表明
热烫温度对于抑制鲜切雪莲果的酶促褐变起着显著
性作用，而组合护色剂起到辅助作用。
’$结论 ’(D 食盐水对鲜切雪莲果有护色作用，且食盐水浓度 越高其护色效果越好。一般用 ’&G/&的食盐溶液。 ’!D 由于雪莲果 001 的最适温度为 7#E，因此高温 短时的热处理方法可有效地抑制该 001催化的褐变。 ’’D 雪莲果 001 的最适 89 为 ;$5，可添加柠檬酸、
抗坏血酸等对雪莲果做酸处理以降低体系的 89，从
而抑制酶促褐变。
!!#
表 ! 正交实验结果直观分析
实验号
热烫温度
（#）
热烫时间
（$%&） 组合护色剂浸泡 时间（$%&） ’(
! !（)*） !（!$%&） !（!*） !+,-, . ! .（.$%&） .（./） !+0!,
1 ! 1（1$%&） 1（.*） !+,)* - .（2/） ! . !+012 * . . 1 !+1/0 , . 1 ! !+.). 0 1（2*） ! 1 /+21, ) 1 . ! !+/)0 2 1 1 . !+/0- 3! !+,). !+--/ !+11) 3. !+--1 !+10/ !+*!/ 31 !+/1. !+1-0 !+1/2 4 /+,*/ /+/21 /+./, !# 组合护色剂 /+!*5抗坏血酸 6 /+!/5柠檬酸 6 /+/*57(89:;<. 6 !+*5 ;<=> 能有效控制鲜切雪莲 果的酶褐变，且抑制效果比单独使用 /+!*5抗坏血 酸的好，成本也相对较小。 !$ 鲜切雪莲果的最佳护色保鲜工艺组合为：雪莲
果块热烫处理（2*#，!$%&）后，立即放入冷水中降温 硬化；取出沥干，浸泡于组合护色剂 /+!*5抗坏血酸 6 /+!/5 柠檬酸 6 /+/*5 7(89 : ;<. 6 !+*5 ;<=>， .*$%&；取出沥干，用保鲜膜密封；放入冰箱中冷藏。
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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
2/@2!+
（上接第 .1) 页）
图 !/ X Y L（Z1，Z-）的响应面图
为检验 4[9 法的可靠性，采用上述最优提取条
件对胡桃醌进行超声波提取，实际测得的提取率为
/+/))-5，与理论值相比相对误差在 /+1-5左右。因
此，采用 4[9法优化得到的提取条件参数准确可靠，
具有使用价值。
!% 结论
基于实验设计软件 (GQ%T&:7OMGKJ [ILJ\过二次回归设计得到了胡桃醌超声波提取率与超声
功率、超声温度、超声时间、液料比关系的回归模型，
经检验证明该模型是合理可靠的，能够较好地预测
胡桃醌的超声波提取率。利用模型的响应面及其等
高线，对影响胡桃醌超声提取的关键因素及其相互
作用进行探讨，得到的优化工艺参数为超声时间
!+--F，液料比 !0+0 ] !，超声波功率 11*^，超声温度
-1+)#，在此条件下，胡桃醌的平均提取率为
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