叶琼娟，杨公明，杜 冰，梁 亮，张全凯

(华南农业大学食品学院，广东广州510642)

香蕉是热带特色水果，不仅产量高，栽培效益好，而且营养丰富，功能多而成为全球鲜果消费量最多、世界贸易量最大的水果。广东香蕉虽然体形小，但香味浓郁，果肉嫩滑，很适于加工。但香蕉果肉极易褐变、风味和功能难以保持，且不易贮存。有研究证明，去皮、切片、打浆处理对香蕉酶促褐变的影响程度由大到小为:打浆＞切片＞去皮，且打浆时间越长，褐变程度越高［1］。目前，果蔬浆的保鲜方法有超高压保鲜、臭氧保鲜、超高温瞬时灭菌保鲜、低温保鲜、化学保鲜、天然抑菌剂保鲜等［2］，最理想的方法是低温保鲜。液浸式超速冷冻是一种新型的低温保鲜技术，该技术利用液体冷媒，传热系数是空气的20多倍，能耗低，冻结速度快，使物料能够快速通过最大冰晶生成区，形成的冰晶小，不严重损伤细胞组织，从而保存了食物的原汁与香味，且能保存较长时间［3］。目前速冻技术已广泛用于果蔬、蕈类、米面类、肉及肉制品的保鲜中［3］，而对于液浸式超速冷冻技术保鲜的研究则较少，崔静等人［4］利用该技术实现了杨梅的保鲜。本文针对香蕉极易褐变和果浆不易保鲜等难题，通过不同品种香蕉的生物学特性研究、香蕉浆护色工艺研究，以及一次、二次超速冷冻，和一般缓冻(指常见冰箱或冷库冷冻)三种不同低温保鲜技术研究，确定了香蕉浆的制备和保鲜技术，该技术基本解决了新鲜和贮藏香蕉浆色泽褐变的问题，能较好地保持其原有的风味。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香牙蕉、大蕉、粉蕉 市售(食品级);柠檬酸、VC广州市一德路批发市场(食品级);谷胱甘肽(GSH) 北京索莱宝科技有限公司(食品级);乙醇、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、邻苯二酚、愈创木酚、30%H2O2分析纯。

DK－98－II电子调控万用电炉 天津市泰斯特仪器有限公司;DS－1高速组织捣碎机 上海标本模型厂;FJ－200高速分散均质机 上海标本模型厂制造;阿贝折光仪泰光牌309217型 江门市蓬江区易成化玻仪器有限公司;DF－110型电子分析天平 常熟衡器工业有限公司;PL.203电子精密天平 梅特勒托利多仪器(上海)有限公司;液浸式超速冷冻设备 广东科奇超速冻科技有限公司;TC－PIIG型全自动色差计 北京光学仪器厂;SNB－1型数显粘度计 上海方瑞仪器有限公司;DDS－11A型电导率仪 上海雷磁仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 香蕉浆原料的选择 分别考察香牙蕉、大蕉和粉蕉的营养及果浆特点，研究三种香蕉按不同的质量比制备混合香蕉浆的综合评价值，以获得最佳香蕉浆原料。

1.2.2 护色方式

1.2.2.1 护色液配比优化实验 香蕉剥皮后极易褐变，为保护香蕉色泽，本文研究适宜的护色液配方。用正交实验对护色剂柠檬酸(A)、GSH(B)和VC进行优化。选用L9(34)，因素－水平设计如表1所示。

表1 实验因素与水平表Table 1 Factors and levels in orthogonal experiment design

1.2.2.2 热烫对酶活力的影响 白永亮等人［5］的研究表明，引起成熟香蕉褐变的主要酶为多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)。本实验在护色液进行一次护色的基础上，对香蕉进行热烫处理进行二次灭酶护色，研究热烫对PPO和POD酶活力的影响。

1.2.3 不同低温保鲜工艺

1.2.3.1 一次速冻工艺流程 三种市售香蕉(九成熟)→剥皮、去丝络→称重→切片→护色→灭酶→打浆→均质→包装→预冷→速冻→解冻→分析测定

1.2.3.2 二次速冻工艺流程 三种市售香蕉(九成熟)→剥皮、去丝络 →称重→ 护色→包装 → 预冷 → 速冻→打浆→均质→包装→二次速冻→解冻→分析测定

1.2.3.3 缓冻工艺流程 同1.2.1，只是速冻条件变为在普通冰箱中于－40℃缓慢冻结。

1.3 测定指标

1.3.1 褐变度(OD值)参照冯建荣等的方法［6］。

1.3.2 PPO酶提取及活力的测定 参照Yu Zhifang等的方法［7］。称取香蕉浆 5g，加入 10mL 0.05mol/L pH6.8的磷酸缓冲液(PBS)于冰浴下研磨成匀浆，匀浆液在4℃、4000r/min离心15min，取上清液，记录粗酶液体积。

依次向试管中迅速加入0.05mol/L pH6.8 PBS 2.0mL、0.2mol/L邻苯二酚1.0mL，再加入酶提取液0.1mL，在398nm波长处进行比色测定，酶液加入后开始记时，每分钟记录一次吸光度(A)，对照不加酶液，每个试样重复测3次。酶活力以每分钟吸光度增加0.001为一个活力单位，记为U。

1.3.3 POD酶提取及活力的测定 参照詹嘉红的方法［8］。称取5g香蕉浆置入玻璃匀浆杯中，加入预冷的20mL 0.2mol/L pH6.0 PBS进行冰浴研磨提取，匀浆液在4℃、4000r/min离心15 min，取上清液，记录粗酶液体积。

取反应液(0.1mol/L pH6.0 PBS 50mL，加入愈创木酚28μL，加热搅拌，直至愈创木酚溶解，待溶解冷却后，加入30%H2O219μL，混合液保存于冰箱)3mL，加入1mL酶粗提取液，立即开始计时，在470nm波长处进行比色，每分钟记录一次A值，共测5min，每个试样重复测3次。酶活力以每分钟吸光度增加0.001为一个活力单位。

式中:E为酶活力/U;V为酶液总体积/mL;V1为用于测量酶液体积/mL;m为香蕉质量/g。

1.3.4 香蕉浆的色差分析 采用色差计测各处理香蕉浆的 L*、a*和 b*值，选用 HunterLAB表色系统。L*值表亮度，L*值越大，亮度越大;a*表红绿值，正值越大，偏向红色的程度越大，负值绝对值越大，偏向绿色的程度越大;b*表黄蓝值，正值越大，偏向黄色的程度越大，负值绝对值越大，偏向蓝色的程度越大。

本实验通过对比经过处理后的香蕉浆(L*，a*，b*)与新鲜的香蕉浆(L0*，a0*，b0*)的色泽差异ΔE*，ΔE*=［(L*－L0*)2+(a*－a0*)2+(b*－b0*)2］－1，ΔE*越大褐变越严重。测定 3次，取平均值。

1.3.5 香蕉浆冻结曲线测定 选取相同质量的三种香蕉浆，将温度计进行隔热保护包装后，将温度计探针从包装袋中心位置插入，然后封好，放进液浸速冻机或冷冻冰箱中冻结，至中心温度－18℃以下为止，每15s记录一次降温过程，制定冻结曲线。

1.3.6 粘度的测定 采用粘度计分别测定经一次速冻、二次速冻和缓冻混合香蕉浆的粘度值。

1.3.7 相对电导率的测定 分别取3种低温处理后的香蕉浆50g放入小烧杯中，轻轻震荡后用电导率仪测定其初始电导值。然后，再测定煮沸10min的电导值。以相对电导率(%)表示不同工艺下香蕉浆细胞结构的完整性。相对电导率=初始电导率/最终电导率。

1.3.8 感官评价方法 采用系统评分法，由10名专业为食品科学的人员组成评价小组，评定指标为色泽、香气、滋味和组织状态，总分为100分，得出最佳方案。评分项目和标准见表2。

表2 香蕉浆感官品定指标及评分Table 2 Sensory evaluation standards for banana puree

2 结果与分析

2.1 香蕉浆原料选择

由表3、表4可以看出，香牙蕉浆虽然颜色淡黄，但褐变度较大，易褐变;大蕉虽不易褐变，但香气平淡，酸度大，口感相对较差，且粘度大;粉蕉虽不易褐变，但色泽没有香牙蕉黄亮，且偏甜，价格较贵。综合考虑三种蕉的营养、风味、色泽及其经济，在预实验基础上研究将三种香蕉按不同的质量比制备混和香蕉浆，实验结果如图1所示。

表3 不同品种香蕉浆的营养成分Table 3 Nutritional composition of different varieties of banana puree

表4 不同品种香蕉浆的感官比较Table 4 Comparison of different varieties of banana puree on sensory evaluation

图1 不同品种香蕉质量比对评价值的影响Fig.1 Effect of different mass ratio of banana on quality

由图1可知，将三种蕉按香牙蕉∶大蕉∶粉蕉=4∶4∶2的质量比进行打浆制备混合香蕉浆的综合评价值最高，达到90分以上，制得的混合香蕉浆色泽黄亮，不易褐变，酸甜适中，甜而不腻，酸而不涩，组织状态均匀，粘度适中，各方面均表现较优。

2.2 护色液配方正交实验结果及方差分析

由表5可知，对香蕉浆色泽影响最大的是柠檬酸添加量，最小的是GSH，各因素的影响大小顺序是A＞C＞B。为了进一步判断实验误差与实验条件是否影响实验结果，将正交实验数据进行方差分析，找出这些因素中的主效因子，结果如表6所示，按分析结果柠檬酸添加量对实验结果(色差值)有一定影响但没有显著性影响。为使色差值最小，极差分析结果得到的最佳组合是A2B1C2，即:柠檬酸添加量0.20%，GSH 0.10%，VC添加量0.10%。

表5 正交实验结果及极差分析表Table 5 The results of orthogonal experiment

表6 方差分析表Table 6 The results of ANOVA

2.3 热烫对酶活力的影响

由图2、图3可知，灭酶前三种蕉的酶活力从大到小一次为粉蕉﹥香牙蕉﹥大蕉，所以打浆时大蕉最不易褐变。热烫能明显降低酶活，减轻褐变。三种蕉的PPO酶分别下降了89.5%、86.7%、81.9%;POD酶分别下降了98.9%、98.4%、94.0%;POD酶比PPO酶对热更敏感。通过护色并热烫后，香蕉浆基本上能保持原有色泽，无明显褐变。

图2 热烫对PPO酶活力的影响Fig.2 Effect of blanching on PPO

图3 热烫对POD酶活力的影响Fig.3 Effect of blanching on POD

2.4 不同低温加工技术对香蕉浆品质的影响

2.4.1 不同低温加工技术香蕉浆的冻结曲线 由图4可知，在速冻工艺条件下，香蕉浆的冻结速率明显快于缓慢冷冻。一次速冻下香蕉浆冷冻不到5min其中心温度即达到－18℃，二次速冻时由于之前有冻过，香蕉浆的起始温度就较低，也是很快达到－18℃，而缓慢冷冻时达到此温度差不多用了20min，且经过最大冰晶生成区的时间较长。

图4 不同低温加工技术香蕉浆的冻结曲线Fig.4 Freezing pattern of banana puree in different temperatures

2.4.2 不同低温加工技术对香蕉浆粘度的影响由图5可以看出，经低温加工的香蕉浆粘度均比新鲜的低，这可能是因为低温破坏了大分子间的交联作用，使得粘度大大下降。而三种工艺下，缓冻工艺下香蕉浆的粘度较大，一次速冻工艺最小，这可能是因为缓慢冻结时，晶核主要是在细胞间隙中形成，晶核数目少，晶体体积大，造成机械损伤，细胞破裂，汁液外流，导致粘度较大;而速冻时，细胞内外的水分同时形成晶核，晶体小，且数量多，分布均匀，对果蔬的细胞膜和细胞壁不会造成挤压现象，对组织结构破坏小，细胞内汁液流失少，所以粘度较小。

图5 不同低温加工工艺对香蕉浆粘度的影响Fig.5 Effect of differen kinds of low temperature processing on viscosity

2.4.3 不同低温加工技术对香蕉浆色差的影响 由表7可知，三种工艺下，一次速冻的L*值最大，且L*、a*、b*值均最接近新鲜香蕉浆，说明此工艺下的香蕉浆明亮度、红绿和黄蓝度变化不明显。而二次速冻的L*值最小，a*为正值，b*值也最小，说明此工艺下的香蕉浆有亮度变暗，颜色有变绿和变蓝的趋势。这是由于二次速冻工艺下，香蕉经第一次速冻后直接打浆再速冻，整个过程中没有热烫灭酶，只是用低温抑制酶的活力，所以香蕉浆色泽差异较大。由ΔE*值也可以看出，一次速冻工艺的香蕉浆色差最小，二次速冻的最大。

表7 不同工艺对香蕉浆色泽的影响Table 7 Effect of differen kinds of processing on colour

2.4.4 不同低温加工技术对香蕉浆电导率的影响相对电导率是衡量细胞膜透性的重要指标，其值越大，表示电解质的渗漏量越多，细胞膜受害程度越重。从图6可以看出，三种工艺中，二次速冻工艺下的相对电导率最小，与新鲜浆差不多，而缓冻工艺下的相对电导率最大。速冻技术的冻结速率快，物料很快达到最大冰晶生成区，形成的冰晶细小，细胞膜破坏程度小，因此，速冻工艺系下的相对电导率明显小于缓冻工艺。

2.4.5 感官评定值 香蕉浆品质评价采用模糊数学隶属函数进行分析。把粘度和感官评定值作为香蕉浆品质的正相关指标，采用公式:Xμ=(X－Xmin)/(Xmax－Xmin)计算，把色差值和相对电导率作为负相关指标，采用公式:Xμ=1－(X－Xmin)/(Xmax－Xmin)计算，最后计算平均隶属函数值X作为香蕉浆品质的综合评价指标。其结果越接近0越差，越接近1表明该工艺下的香蕉浆综合品质越好。

图6 不同低温加工工艺对香蕉浆相对电导率的影响Fig.6 Effect of differen kinds of low temperature processing on relative electric conductivity

从优良品质的平均隶属函数值可以看出，三种工艺下的香蕉浆平均隶属函数值分别为0.69933、0.55689、0.43089，优良品质居上(X＞0.5)的有两种，其中最好的工艺是一次速冻工艺，其次是二次速冻。因此，速冻技术相较于缓冻更适宜于果蔬浆(汁)的加工保藏。

表8 不同工艺香蕉浆感官评定值Table 8 Comparison of different processing on sensory evaluation

表9 不同工艺香蕉浆品质排序Table 9 Sequence of quality of banana puree based on different processing

3 结论

3.1 不同品种的香蕉在加工中有其各自的优缺点，为了扬长避短，得到色泽营养风味均较佳的香蕉浆，本实验首次将香牙蕉、大蕉和粉蕉按一定比例(4∶4∶2)混合制成混合香蕉浆，其颜色黄亮、口感适宜，很适合直接饮用或是添加到其他物料中进一步加工成其他香蕉风味的食品。

3.2 制备香蕉浆的最佳护色液配方为0.20%柠檬酸+0.10%GSH+0.10%VC，用该护色液对香蕉果肉进行护色，果肉能很好地保持香蕉本身的黄色。在一次护色的基础上，进一步对香蕉果肉进行热烫60s灭酶护色，能使PPO和POD酶基本失活，比文献报道的［9］热烫5～7min，大大缩短了热烫时间。短时热烫对香蕉浆的风味影响不大，得到的香蕉浆口感细滑，酸甜适宜，色泽黄亮。

3.3 香蕉浆保鲜的最佳工艺是一次速冻，即香蕉经护色后灭酶打浆，然后包装于－40℃的超速冷冻设备中冻结8min。该工艺所使用的液浸式超速冷冻设备，冻结速度快，能耗低，采取先包装后冻结的方式避免了原料的二次污染，同时较好地保持了香蕉浆的色泽、风味和组织结构。成功实现香蕉浆的低温保鲜，基本解决香蕉浆易褐变、易分层的问题。

［1］谢绍萍，欧阳学智.香蕉加工过程酶促褐变控制的研究［J］.电子科技大学学报，2003，32(6):641－644.

［2］陈海强.液浸式速冻番木瓜浆色泽及品质稳定性研究［D］.广州:华南农业大学，2012.

［3］叶琼娟，余铭，杨公明，等.速冻技术在食品工业中的应用研究进展［J］.农产品加工:学刊，2012(12):97－100.

［4］崔静，陈海强，岳希举，等.杨梅液浸式超速冻藏保鲜工艺的研究［J］.食品工业科技，2013，34(8):317－321.

［5］白永亮，余铭，杨公明，等.大蕉后熟期的褐变相关性及褐变底物鉴定［J］.食品科学，2012，33(4):271－275.

［6］冯建荣，何峰江，樊新民，等.新疆十个主栽杏品种果浆品质及稳定性研究［J］.食品科技，2010，35(1):76－80.

［7］Yu Zhifang，Kang Ruoyi，Lu Zhaoxin.Effects of Blanching on the Activities of PPO，POD and PAL from Artemisia Selengensis［J］.The 5th International Conference of Food Science and Technology Proceedings，2003，I:31－33.

［8］詹嘉红.橄榄果实中PPO和POD活性抑制研究［J］.亚热带植物学，2005，34(4):14－16.

［9］徐云升，符式琼，符国士.香蕉果酱工艺研究［J］.琼州大学学报，2005，12(5):34－37.