1、甘蔗汁褐變抑制的工藝研究 答辯人：答辯人：班級(jí)：班級(jí)：指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：廣東石油化工學(xué)院畢業(yè)論文答辯主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容研究目的與意義研究目的與意義一、實(shí)驗(yàn)材料與方案實(shí)驗(yàn)材料與方案二、結(jié)果與分析結(jié)果與分析三、結(jié)論結(jié)論 四、一、研究目的與意義一、研究目的與意義1.1.甘蔗在國(guó)內(nèi)外種植面積廣闊，作為加工原料來(lái)甘蔗在國(guó)內(nèi)外種植面積廣闊，作為加工原料來(lái)源廣泛。源廣泛。2.2.國(guó)內(nèi)甘蔗主要用于生產(chǎn)食用糖類，甘蔗汁的生國(guó)內(nèi)甘蔗主要用于生產(chǎn)食用糖類，甘蔗汁的生產(chǎn)是提高甘蔗經(jīng)濟(jì)附加值的一種有效手段。產(chǎn)是提高甘蔗經(jīng)濟(jì)附加值的一種有效手段。3.3.甘蔗生產(chǎn)甘蔗汁具有廣闊的工藝提升空間和巨甘蔗生產(chǎn)甘蔗汁具有廣闊

2、的工藝提升空間和巨大的潛在消費(fèi)市場(chǎng)大的潛在消費(fèi)市場(chǎng). .4.4.褐變是甘蔗汁生產(chǎn)工藝中巨大的生產(chǎn)隱患，解褐變是甘蔗汁生產(chǎn)工藝中巨大的生產(chǎn)隱患，解決這個(gè)棘手的問(wèn)題意義重大。決這個(gè)棘手的問(wèn)題意義重大。二、實(shí)驗(yàn)材料與方案二、實(shí)驗(yàn)材料與方案實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)方案：1.1.總酚測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線制作總酚測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線制作2.2.褐變抑制試驗(yàn)褐變抑制試驗(yàn) （1 1）加熱漂燙處理）加熱漂燙處理 （2 2）VcVc、檸檬酸復(fù)合液處理、檸檬酸復(fù)合液處理 （3 3）亞硫酸鈉溶液處理）亞硫酸鈉溶液處理3.3.總酚測(cè)定總酚測(cè)定4.4.褐變指數(shù)測(cè)定褐變指數(shù)測(cè)定5.5.花色苷含量測(cè)定花色苷含量測(cè)定6.6.可溶性固形物測(cè)定可溶性固形物

3、測(cè)定 7.PPO7.PPO活性測(cè)定活性測(cè)定 實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)材料：青皮甘蔗，茂名青皮甘蔗，茂名市茂南區(qū)本地甘市茂南區(qū)本地甘蔗，挑選出外表蔗，挑選出外表完好無(wú)蟲咬，內(nèi)完好無(wú)蟲咬，內(nèi)部沒(méi)有壞死的甘部沒(méi)有壞死的甘蔗，去除頭尾葉蔗，去除頭尾葉以及幼嫩部分，以及幼嫩部分，經(jīng)高速組織搗碎經(jīng)高速組織搗碎機(jī)搗碎過(guò)濾出原機(jī)搗碎過(guò)濾出原汁。汁?？偡訕?biāo)準(zhǔn)曲線總酚標(biāo)準(zhǔn)曲線三、結(jié)果與分析三、結(jié)果與分析圖1 總酚標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為， 其中，y吸光值，x一濃度(mg/mL)，一相關(guān)系數(shù)。005. 011.117xy)9989. 0(005. 077.1172Rxy圖圖2 2 對(duì)總酚含量的影響對(duì)總酚含量的影響1.1.加熱漂燙對(duì)

4、褐變指標(biāo)影響加熱漂燙對(duì)褐變指標(biāo)影響 由圖由圖2，7585處理后處理后酚類含量下降明顯，說(shuō)明酚類物酚類含量下降明顯，說(shuō)明酚類物質(zhì)被大幅氧化褐變。因?yàn)榉宇愇镔|(zhì)被大幅氧化褐變。因?yàn)榉宇愇镔|(zhì)極其不穩(wěn)定，加熱易氧化褐變。質(zhì)極其不穩(wěn)定，加熱易氧化褐變。之后隨著溫度增加酚類減少但下之后隨著溫度增加酚類減少但下降趨勢(shì)趨于緩和，說(shuō)明褐變到了降趨勢(shì)趨于緩和，說(shuō)明褐變到了一定程度。所以一定程度。所以75既能漂燙滅既能漂燙滅酶酚類損失又不嚴(yán)重。酶酚類損失又不嚴(yán)重。圖圖3 3 對(duì)褐變指數(shù)的影響對(duì)褐變指數(shù)的影響 由圖由圖3所示，褐變指數(shù)各個(gè)因素所示，褐變指數(shù)各個(gè)因素水平處理蔗汁與酚類含量呈負(fù)相關(guān)，水平處理蔗汁與酚類含量呈

5、負(fù)相關(guān)，即：隨著加熱溫度升高，酚類不斷即：隨著加熱溫度升高，酚類不斷被氧化損失，褐變指數(shù)變大，褐變被氧化損失，褐變指數(shù)變大，褐變?cè)絹?lái)越嚴(yán)重，根據(jù)以上分析，采用越來(lái)越嚴(yán)重，根據(jù)以上分析，采用65或或75的滅酶褐變指數(shù)較小。的滅酶褐變指數(shù)較小。 圖圖4 對(duì)花色苷含量的影響對(duì)花色苷含量的影響 由圖由圖4 4所示，溫度對(duì)花色苷所示，溫度對(duì)花色苷含量影響很大，特別是由含量影響很大，特別是由6565加加熱到熱到8585時(shí)候，花色苷含量急劇時(shí)候，花色苷含量急劇減少，這與酚類下降趨勢(shì)有所不減少，這與酚類下降趨勢(shì)有所不同，同，6565處理后花色苷殘留量較處理后花色苷殘留量較高，但相對(duì)于酚類而言，花色苷高，但相對(duì)

6、于酚類而言，花色苷在蔗汁中含量較少，對(duì)褐變影響在蔗汁中含量較少，對(duì)褐變影響不起決定性作用。不起決定性作用。表表1 對(duì)可溶性固形物含量的影響對(duì)可溶性固形物含量的影響 表表1數(shù)據(jù)顯示，蔗汁可溶性固形物隨溫度增加不斷損失，手持式折光儀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，蔗汁可溶性固形物隨溫度增加不斷損失，手持式折光儀測(cè)定的可溶性固形物含量主要是蔗糖，蔗糖溶液加熱沸騰，蔗糖分解為葡萄糖定的可溶性固形物含量主要是蔗糖，蔗糖溶液加熱沸騰，蔗糖分解為葡萄糖及果糖，隨著水溫上升產(chǎn)生熱分解作用生成褐色物質(zhì)，所以含量減少，數(shù)據(jù)及果糖，隨著水溫上升產(chǎn)生熱分解作用生成褐色物質(zhì)，所以含量減少，數(shù)據(jù)顯示顯示65、75均適宜，綜合溫度對(duì)酚類等的影

7、響，選取均適宜，綜合溫度對(duì)酚類等的影響，選取75漂燙滅酶，可漂燙滅酶，可最大限度抑制可溶性固形物褐變，亦能達(dá)到滅酶效果。最大限度抑制可溶性固形物褐變，亦能達(dá)到滅酶效果。 圖圖5 5 對(duì)對(duì)PPOPPO活性的影響活性的影響 加熱目的即為滅酶，圖加熱目的即為滅酶，圖5 5顯示顯示6565酶活殘留量為酶活殘留量為51%51%，7575酶活殘留量下降為酶活殘留量下降為22%22%，這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)滅酶效果好。這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)滅酶效果好。8585和和9595酶活殘留量下降不酶活殘留量下降不明顯，故選取明顯，故選取75759595滅酶滅酶均可達(dá)到比較理想的滅酶效果，均可達(dá)到比較理想的滅酶效果，考慮到高溫漂燙影響

8、蔗汁味感，考慮到高溫漂燙影響蔗汁味感，選擇選擇7575較為合適。較為合適。小結(jié)：小結(jié)：加熱漂燙抑制褐變最加熱漂燙抑制褐變最佳溫度為佳溫度為7575。2.2.添加添加VcVc與與0.004%0.004%檸檬酸復(fù)合液對(duì)褐變指標(biāo)影響檸檬酸復(fù)合液對(duì)褐變指標(biāo)影響 圖圖6 6 對(duì)總酚含量的影響對(duì)總酚含量的影響 如圖如圖6 6可知，可知，VcVc添加量添加量達(dá)到達(dá)到0.009%0.009%時(shí)對(duì)總酚具有時(shí)對(duì)總酚具有保護(hù)作用，之后隨著保護(hù)作用，之后隨著VcVc添添加量的增加酚類含量變化加量的增加酚類含量變化不大，說(shuō)明不大，說(shuō)明0.009%0.009%的的VcVc添添加量對(duì)總酚具有保護(hù)作用。加量對(duì)總酚具有保護(hù)作用

9、。 圖圖7 7 對(duì)褐變指數(shù)的影響對(duì)褐變指數(shù)的影響 如圖如圖7 7，VcVc添加量添加量為為0.009%0.009%褐變指數(shù)為最褐變指數(shù)為最小值小值0.1200.120，可見(jiàn)該添，可見(jiàn)該添加量對(duì)蔗汁褐變抑制效加量對(duì)蔗汁褐變抑制效果最好。當(dāng)果最好。當(dāng)VcVc濃度上升濃度上升到到0.012%0.012%時(shí)，褐變指數(shù)時(shí)，褐變指數(shù)有所上升，有所上升，為為0.1240.124，因?yàn)橐驗(yàn)閂cVc含量過(guò)高，雖然含量過(guò)高，雖然能抑制酶促何褐變，但能抑制酶促何褐變，但在果汁放置過(guò)程中會(huì)發(fā)在果汁放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生抗壞血酸褐變，導(dǎo)致生抗壞血酸褐變，導(dǎo)致褐變加重。褐變加重。圖圖8 8 對(duì)花色苷含量的影響對(duì)花色苷含量的影響

10、 如圖如圖8 8知，花色苷知，花色苷 含量隨著含量隨著VcVc含量的增加含量的增加而增加，其增加關(guān)系與而增加，其增加關(guān)系與總酚含量類似，在總酚含量類似，在0.009%0.009%和和0.012%0.012%時(shí)花色時(shí)花色苷被保護(hù)得較好。結(jié)合苷被保護(hù)得較好。結(jié)合VcVc含量對(duì)酚類的影響選含量對(duì)酚類的影響選擇擇VcVc添加量為添加量為0.009%0.009%或或0.012%0.012%。表表2 2 對(duì)可溶性固形物含量的影響對(duì)可溶性固形物含量的影響 由表由表2可知蔗汁可溶性固形物含量并沒(méi)有隨著可知蔗汁可溶性固形物含量并沒(méi)有隨著Vc含量的增加產(chǎn)生變化，理含量的增加產(chǎn)生變化，理論上論上Vc等酸類物質(zhì)對(duì)蔗糖

11、具有分解作用，但是，對(duì)于壓榨蔗汁中的蔗糖來(lái)說(shuō)，等酸類物質(zhì)對(duì)蔗糖具有分解作用，但是，對(duì)于壓榨蔗汁中的蔗糖來(lái)說(shuō)，蔗汁中含有弱酸的中性鹽會(huì)抑制蔗糖的轉(zhuǎn)化。蔗汁中含有弱酸的中性鹽會(huì)抑制蔗糖的轉(zhuǎn)化。圖圖9 9 對(duì)對(duì)PPOPPO活性的影響活性的影響 由圖由圖9 9所示，使用所示，使用0.009%Vc0.009%Vc對(duì)酶活抑制對(duì)酶活抑制效果最好，褐變程度效果最好，褐變程度也是最低。其作用的也是最低。其作用的原理是隨著原理是隨著VcVc含量增含量增加，蔗汁加，蔗汁pHpH下降，從下降，從而抑制了而抑制了PPOPPO的活性。的活性。小結(jié)小結(jié)：VcVc抑制褐變抑制褐變最佳添加量為最佳添加量為0.009%0.009

12、%。3.3.添加亞硫酸鈉對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響添加亞硫酸鈉對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響圖圖10 對(duì)總酚含量的影響對(duì)總酚含量的影響 如圖如圖1010可見(jiàn)可見(jiàn)0.006%0.006%的亞硫酸鈉含量對(duì)甘蔗的亞硫酸鈉含量對(duì)甘蔗汁總酚的保護(hù)效果好，汁總酚的保護(hù)效果好，褐變程度低，超過(guò)這個(gè)褐變程度低，超過(guò)這個(gè)濃度酚類有所下降，酚濃度酚類有所下降，酚類褐變程度開(kāi)始上升。類褐變程度開(kāi)始上升。圖圖11 11 對(duì)褐變指數(shù)的影響對(duì)褐變指數(shù)的影響 如圖如圖1111，亞硫酸鈉添，亞硫酸鈉添加量從加量從0.006%0.006%開(kāi)始褐變指開(kāi)始褐變指數(shù)開(kāi)始趨于緩和，表明這數(shù)開(kāi)始趨于緩和，表明這個(gè)添加量以上亞硫酸鈉添個(gè)添加量以上亞硫酸鈉添加量對(duì)

13、褐變有抑制效果。加量對(duì)褐變有抑制效果。因?yàn)閬喠蛩徕c對(duì)非酶促褐因?yàn)閬喠蛩徕c對(duì)非酶促褐變中的美拉德反應(yīng)也有抑變中的美拉德反應(yīng)也有抑制作用，反應(yīng)物的羰基可制作用，反應(yīng)物的羰基可以和亞硫酸根結(jié)合形成加以和亞硫酸根結(jié)合形成加成化合物，加成物能與氨成化合物，加成物能與氨基化合物縮合，縮合產(chǎn)物基化合物縮合，縮合產(chǎn)物不能再進(jìn)一步生成堿和不能再進(jìn)一步生成堿和N-N-葡萄糖基胺，阻止了美拉葡萄糖基胺，阻止了美拉德反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，因德反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，因而有明顯的抑制效果。而有明顯的抑制效果。圖圖12 12 對(duì)花色苷含量的影響對(duì)花色苷含量的影響 由圖由圖12示，花色苷含量示，花色苷含量在在0.004%添加量時(shí)為添

14、加量時(shí)為28.68 g/mL，0.006%時(shí)時(shí)為為28.77 g/mL，花色苷含，花色苷含量稍有上升。之后三個(gè)添量稍有上升。之后三個(gè)添加量花色苷含量分別為加量花色苷含量分別為28.82 g/mL和和28.86 g/mL，花色苷殘留含量，花色苷殘留含量趨于緩和，故選擇趨于緩和，故選擇0.006%、0.008%、0.010%均可。均可。表表3 3 對(duì)可溶性固形物含量的影響對(duì)可溶性固形物含量的影響 由表由表3 3示，添加亞硫酸鈉對(duì)甘蔗汁可溶性固形物含量并沒(méi)有規(guī)律性的影響，示，添加亞硫酸鈉對(duì)甘蔗汁可溶性固形物含量并沒(méi)有規(guī)律性的影響，但在但在0.0100.010時(shí)其含量增加，可能是因?yàn)閬喠蛩徕c對(duì)褐變抑制

15、的反應(yīng)減少了可溶時(shí)其含量增加，可能是因?yàn)閬喠蛩徕c對(duì)褐變抑制的反應(yīng)減少了可溶性糖類的損失，所以可溶性固形物含量有所增加。性糖類的損失，所以可溶性固形物含量有所增加。圖圖13 13 對(duì)對(duì)PPOPPO活性的影響活性的影響 由圖由圖1313所示可知，所示可知，PPOPPO活性在亞硫酸鈉含量活性在亞硫酸鈉含量為為0.004%0.004%時(shí)還有時(shí)還有30.1%30.1%的的活性，當(dāng)亞硫酸鈉含量活性，當(dāng)亞硫酸鈉含量增加到增加到0.006%0.006%的時(shí)候的時(shí)候1.3%1.3%，酶活性開(kāi)始消失，酶活性開(kāi)始消失殆盡，所以殆盡，所以0.006%0.006%為亞為亞硫酸鈉最佳添加量。硫酸鈉最佳添加量。小結(jié)：小結(jié)：

16、亞硫酸鈉抑制亞硫酸鈉抑制褐變最佳含量為褐變最佳含量為0.006%。結(jié)論（1 1）甘蔗汁褐變抑制最佳條件為）甘蔗汁褐變抑制最佳條件為7575漂燙滅酶、漂燙滅酶、0.009%Vc0.009%Vc、0.004%0.004%檸檸檬酸混合處理、亞硫酸鈉的添加量為檬酸混合處理、亞硫酸鈉的添加量為0.006%0.006%；（2 2）實(shí)驗(yàn)顯示抑制劑處理比加溫漂燙酚類保存的好；甘蔗汁中花色苷含）實(shí)驗(yàn)顯示抑制劑處理比加溫漂燙酚類保存的好；甘蔗汁中花色苷含量對(duì)褐變影響不大，可能由于含量太低測(cè)量誤差；多酚氧化酶活性接量對(duì)褐變影響不大，可能由于含量太低測(cè)量誤差；多酚氧化酶活性接近完全消失酚類仍然有損失可能是操作過(guò)程中被其他酶類（如近完全消失酚類仍然有損失可能是操作過(guò)程中被其他酶類（如PODPOD）催化氧化成醌；催化氧化成醌；（3 3）主要研究的抑制褐變方法為抑制甘蔗汁加工過(guò)程的酶促褐變，甘蔗）主要研究的抑制褐變方法為抑制