一種快速鈍酶方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種快速鈍酶方法,屬于農(nóng)產(chǎn)品加工【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括以下步驟:對(duì)待處理物料進(jìn)行遠(yuǎn)紅外輻射和接觸式超聲處理,遠(yuǎn)紅外輻射的輻射源與待處理物料之間的距離為5~10cm,遠(yuǎn)紅外輻射的輻射功率為500~1000W,峰值波長(zhǎng)5~15μm,接觸式超聲的功率為400~800W,頻率20~100kHz。本發(fā)明將功率超聲與遠(yuǎn)紅外輻射相結(jié)合,利用超聲波的空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)及沖擊效應(yīng)以及遠(yuǎn)紅外輻射的熱效應(yīng)及光譜效應(yīng),實(shí)現(xiàn)酶活的快速鈍化及酶促褐變的有效抑制,鈍酶處理1~3min物料內(nèi)多酚氧化酶90%酶活鈍化,鈍酶后物料色差僅為0.58~1.12,適用于金銀花等不適合常規(guī)漂燙、蒸煮或化學(xué)法鈍酶的農(nóng)產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】一種快速鈍酶方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種快速鈍酶方法,屬于農(nóng)副產(chǎn)品加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 酶促褐變是農(nóng)產(chǎn)品在貯藏、加工、運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的重要反應(yīng),可顯著影響產(chǎn)品品 質(zhì)。一般認(rèn)為,植物器官或組織的酚類物質(zhì)在酶的作用下氧化為醌和水,醌再經(jīng)非酶促聚 合,形成褐色物質(zhì),從而產(chǎn)生顏色褐變,即酶促褐變。底物(酚類物質(zhì))、酶和氧是產(chǎn)生酶促 褐變的三個(gè)條件。以金銀花為例,正常情況下,由于酶和底物在細(xì)胞中的區(qū)域化分布限制了 酶促反應(yīng),新鮮金銀花難以發(fā)生褐變。但在保藏過(guò)程中,由于外力作用以及內(nèi)部水分遷徙和 結(jié)構(gòu)變化,會(huì)導(dǎo)致金銀花內(nèi)酶和底物的接觸,在酶的催化作用下,酶促反應(yīng)隨之發(fā)生。
[0003] 植物組織在加工過(guò)程中的褐變嚴(yán)重影響商業(yè)價(jià)值,因此采取措施進(jìn)行酶促褐變抑 制是農(nóng)產(chǎn)品加工工藝的重要環(huán)節(jié),常用方法包括熱處理法和化學(xué)處理法等。熱處理法如漂 燙法或者熱蒸汽殺青,能夠減少由于多酚氧化酶、過(guò)氧化物酶等引起的酶促褐變過(guò)程,尤其 是對(duì)于熱穩(wěn)定性較低的多酚氧化酶來(lái)說(shuō),效果十分顯著。然而若熱處理不當(dāng),易造成農(nóng)產(chǎn)品 營(yíng)養(yǎng)成分、質(zhì)地、色素、風(fēng)味的損失。而化學(xué)法抑制褐變的主要作用機(jī)制包括通過(guò)螯合多酚 氧化酶輔基Cu2+而降低酶的活力,改變酶作用的酸堿環(huán)境,還原酚氧化產(chǎn)物(醌)使其失去 進(jìn)一步聚合變色的能力,與酶產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制,與褐變底物酚類結(jié)合、促使酚的結(jié)構(gòu)發(fā)生改 變,保持細(xì)胞膜的完整性等。但化學(xué)方法由于使用了化學(xué)物質(zhì),容易造成物料組織生理活動(dòng) 的改變,繼而影響產(chǎn)品品質(zhì)。因此,更深層次地揭示酶促褐變調(diào)控機(jī)制,采取更有效的抑制 褐變技術(shù),有利于將農(nóng)產(chǎn)品深加工提升到更高的水平。
[0004] 遠(yuǎn)紅外輻射加熱利用物質(zhì)(如水等)易于吸收紅外線的特點(diǎn),通過(guò)紅外輻射將熱 能轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外輻射能量,直接輻射到被加熱物體上,引起分子共振,迅速升溫。遠(yuǎn)紅外輻射 不僅不需要任何介質(zhì)直接輻照到物料表面,而且還穿透表面到達(dá)物體內(nèi)部,從而提高能量 利用和增大加熱速率,這是物理法鈍酶所需的理想條件。雖然遠(yuǎn)紅外輻射具有較好的滅酶 效果,可在一定程度上抑制酶促褐變,但滅酶時(shí)間仍不夠短,鈍酶效果仍不令人滿意。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種快速鈍酶方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007] -種快速鈍酶方法,包括以下步驟:對(duì)待處理物料進(jìn)行遠(yuǎn)紅外輻射和接觸式超聲 處理。
[0008] 所述待處理物料為新鮮農(nóng)副產(chǎn)品(如新鮮金銀花),物料層厚度為3?4mm。
[0009] 所述遠(yuǎn)紅外輻射的輻射功率為500?1000W,峰值波長(zhǎng)5?15iim。
[0010] 所述遠(yuǎn)紅外輻射的輻射源(如遠(yuǎn)紅外輻射板)與待處理物料之間的距離為5? IOcm0
[0011] 所述接觸式超聲的功率為400?800W,頻率20?IOOkHz。
[0012] 所述接觸式超聲是將待處理物料置于超聲波輻射板上直接進(jìn)行超聲振蕩。
[0013] 所述鈍酶的時(shí)間為1?3min。
[0014] 本發(fā)明的有益效果:
[0015] 超聲波是一種物理能量機(jī)械波,可使介質(zhì)粒子振動(dòng)并引起超聲空化現(xiàn)象,其氣穴 效應(yīng)、沖擊效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)與自由基效應(yīng)會(huì)影響酶的形態(tài)、構(gòu)象及活性中心,從而對(duì)酶活產(chǎn) 生影響,尤其是較大功率的超聲波,對(duì)果蔬中的酶活可產(chǎn)生顯著的抑制作用。
[0016] 本發(fā)明中快速鈍酶方法將功率超聲與遠(yuǎn)紅外輻射相結(jié)合,利用超聲波的空化效 應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)及沖擊效應(yīng)以及遠(yuǎn)紅外輻射的熱效應(yīng)及光譜效應(yīng),使上述效應(yīng)同時(shí)對(duì)果蔬中 的多酚氧化酶產(chǎn)生作用,當(dāng)酶接受的能量及應(yīng)力足夠大,酶的形態(tài)及構(gòu)象將發(fā)生改變,二級(jí) 結(jié)構(gòu)與三級(jí)結(jié)構(gòu)隨之變化,酶活迅速下降,從而實(shí)現(xiàn)酶活的快速鈍化及酶促褐變的有效抑 制,以利于后續(xù)貯藏處理等。
[0017] 本發(fā)明將待處理物料放置在超聲波輻射板上,可使超聲波能量直接進(jìn)入物料內(nèi) 部,有效減少超聲波傳播過(guò)程中的能量衰減,提高超聲波的鈍酶強(qiáng)化效果。此外,如果超聲 功率過(guò)低,達(dá)不到影響酶活所必需的強(qiáng)度,將無(wú)法實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化遠(yuǎn)紅外輻射鈍酶的效果。本發(fā)明 采用較大功率的遠(yuǎn)紅外輻射和超聲同時(shí)對(duì)物料作用,既利用遠(yuǎn)紅外輻射良好的熱效應(yīng)及光 譜效應(yīng)進(jìn)行鈍酶,又利用大功率、高強(qiáng)度的超聲對(duì)鈍酶行為進(jìn)行強(qiáng)化,可在1?3min內(nèi)實(shí)現(xiàn) 物料內(nèi)多酚氧化酶90%的酶活鈍化,同時(shí)鈍酶后的物料色差僅為0. 58?1. 12。本發(fā)明利 用功率超聲強(qiáng)化遠(yuǎn)紅外輻射,在鈍酶同時(shí)不對(duì)物料品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響,克服了傳統(tǒng)蒸汽漂 燙鈍酶方法在高溫處理時(shí)容易改變物料顏色的缺陷,實(shí)現(xiàn)快速、高效的鈍酶效果,適用于金 銀花等不適合常規(guī)漂燙、蒸煮或化學(xué)法鈍酶的農(nóng)產(chǎn)品。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中實(shí)施快速鈍酶方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下述實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 金銀花中含有豐富的多酚氧化酶及酚類物質(zhì),在貯藏過(guò)程中極易發(fā)生酶促褐變, 從而引起有效成分的大量損失及產(chǎn)品色澤的嚴(yán)重褐變。因此需要在加工前對(duì)金銀花中的多 酚氧化酶進(jìn)行有效鈍化,常用的鈍酶方法是蒸汽鈍酶。蒸汽鈍酶雖能在幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)酶活 鈍化,但容易造成金銀花的嚴(yán)重皺縮,其色澤也由新鮮物料的青綠變成不正常的碧綠。目 前,農(nóng)戶常采用烘房烘干金銀花,利用燃煤產(chǎn)生的二氧化硫?qū)疸y花進(jìn)行護(hù)色,但硫容易殘 存在金銀花內(nèi),從而造成硫超標(biāo)。而采用化學(xué)試劑進(jìn)行酶活抑制,一方面容易引起金銀花生 理活性的變化,另一方面將導(dǎo)致金銀花中藥效成分的分解、水解或異構(gòu)化,從而對(duì)產(chǎn)品品質(zhì) 產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,金銀花等不適合常規(guī)漂燙、蒸煮或化學(xué)法鈍酶的農(nóng)產(chǎn)品宜物理鈍酶方 法。
[0022] 本實(shí)施例中金銀花的快速鈍酶方法,包括以下步驟:
[0023] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0024] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為500W,峰值波長(zhǎng)15iim,待達(dá)到工作參數(shù)后(約 Imin后工作狀態(tài)穩(wěn)定),迅速將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于超聲波輻射板上,調(diào) 節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新鮮金銀花之間的距離為l〇cm,開(kāi)啟超聲波,設(shè)定超聲功率為400W,頻 率100kHz,鈍酶處理3min。
[0025] 本實(shí)施例中實(shí)施快速鈍酶方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,包括遠(yuǎn)紅外輻射板 1和超聲波輻射板3,遠(yuǎn)紅外輻射板1與超聲波輻射板3上下對(duì)應(yīng)設(shè)置,遠(yuǎn)紅外輻射板1位 于超聲波輻射板3的正上方。遠(yuǎn)紅外輻射板1通過(guò)遠(yuǎn)紅外輻射板控制器2調(diào)節(jié)輻射功率。 超聲波輻射板3通過(guò)變幅桿與超聲波換能器4連接,超聲波換能器4利用變幅桿的快速伸 縮,帶動(dòng)超聲波輻射板3同步振動(dòng),將超聲波換能器4產(chǎn)生的超聲波發(fā)射到物料中。超聲波 換能器4通過(guò)電纜接收從超聲波發(fā)生器5產(chǎn)生的電信號(hào)。
[0026] 本實(shí)施例中遠(yuǎn)紅外輻射板采用河南科技大學(xué)研制的鈦鋯系遠(yuǎn)紅外輻射陶瓷板,該 輻射板由85%的ZrO2與TiO2和15%的輔料組成,峰值波長(zhǎng)在5?15iim之間,法向輻射率 高于88%,福射面不均勻度小于5. 5%,板面尺寸25X25cm,厚度I. 5cm。遠(yuǎn)紅外福射板可以 采用規(guī)格相同的市售商品。本實(shí)施例超聲波換能器采用河南科技大學(xué)制作的壓電陶瓷超聲 換能器,圓形表面直徑25cm,厚度0. 4cm。在滿足超聲功率400?800W、頻率20?IOOkHz 的前提下,超聲波換能器可以采用市售的壓電陶瓷超聲換能器及配套的振動(dòng)輻射板。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 本實(shí)施例中金銀花的快速鈍酶方法,包括以下步驟:
[0029] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0030] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為1000W,峰值波長(zhǎng)5i!m,待達(dá)到工作參數(shù)后,迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于超聲波輻射板上,調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新鮮金銀花 之間的距離為5cm,開(kāi)啟超聲波,設(shè)定超聲功率為800W,頻率20kHz,鈍酶處理Imin。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 本實(shí)施例中金銀花的快速鈍酶方法,包括以下步驟:
[0033] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0034] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為1000W,峰值波長(zhǎng)5m,待達(dá)到工作參數(shù)后,迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于超聲波輻射板上,調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新鮮金銀花 之間的距離為l〇cm,開(kāi)啟超聲波,設(shè)定超聲功率為400W,頻率100kHz,鈍酶處理I. 5min。
[0035] 實(shí)施例4
[0036] 本實(shí)施例中金銀花的快速鈍酶方法,包括以下步驟:
[0037] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0038] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為500W,峰值波長(zhǎng)15m,待達(dá)到工作參數(shù)后,迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于超聲波輻射板上,調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新鮮金銀花 之間的距離為l〇cm,開(kāi)啟超聲波,設(shè)定超聲功率為800W,頻率20kHz,鈍酶處理2min。
[0039] 對(duì)比例1
[0040] 本對(duì)比例中金銀花的鈍酶方法(不實(shí)施功率超聲),包括以下步驟:
[0041] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0042] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為500W,峰值波長(zhǎng)15iim,待達(dá)到工作參數(shù)后,迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于遠(yuǎn)紅外輻射板的輻射面,并調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為10cm,鈍酶處理5min。
[0043] 對(duì)比例2
[0044] 本對(duì)比例中金銀花的鈍酶方法(不實(shí)施功率超聲),包括以下步驟:
[0045] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0046] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為1000W,峰值波長(zhǎng)5m,待達(dá)到工作參數(shù)后,迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于遠(yuǎn)紅外輻射板的輻射面,并調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為5cm,鈍酶處理3min。
[0047] 對(duì)比例3
[0048] 本對(duì)比例中金銀花的鈍酶方法(不實(shí)施功率超聲),包括以下步驟:
[0049] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0050] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為1000W,峰值波長(zhǎng)5m,待達(dá)到工作參數(shù)后,迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于遠(yuǎn)紅外輻射板的輻射面,并調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為IOcm,鈍酶處理4min。
[0051] 對(duì)比例4
[0052] 本對(duì)比例中金銀花的鈍酶方法(不實(shí)施功率超聲),包括以下步驟:
[0053] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0054] (2)開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外輻射,輻射功率為500W,峰值波長(zhǎng)15m,待達(dá)到工作參數(shù)后,迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于遠(yuǎn)紅外輻射板的輻射面,并調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為5cm,鈍酶處理4min。
[0055] 對(duì)比例5
[0056] 本對(duì)比例中金銀花的鈍酶方法(水蒸汽漂燙),包括以下步驟:
[0057] (1)選取新鮮金銀花,顏色青綠、外觀飽滿,平鋪在網(wǎng)狀物料盤中備用,物料層厚度 4mm;
[0058] (2)將盛有水的平底鍋加熱至水沸騰,再將盛裝有新鮮金銀花的網(wǎng)狀物料盤置于 平底鍋的正上方,水蒸氣漂燙3min。
[0059] 試驗(yàn)例
[0060] 1、金銀花中多酚氧化酶活性檢測(cè)
[0061] 金銀花中多酚氧化酶的活性檢測(cè),包括以下步驟:
[0062] (1)酶液制備:取實(shí)施例1?4及對(duì)比例1?5鈍酶處理后的金銀花各5g,迅速切 碎,放入研缽中,加入IOmL預(yù)先冷藏的磷酸緩沖液,冰浴研磨成勻漿,將勻漿液全部轉(zhuǎn)移到 離心管中,于5000r/min條件下離心lOmin,取上清液定容至10mL,2°C(1?2°C均可)下放 置備用;
[0063] (2)多酚氧化酶活性測(cè)定:酶反應(yīng)體系為:3. 9mLpH6. 0磷酸緩沖液,ImLO.lmol/ L鄰苯二酚溶液和0.ImL酶液,以煮沸失活酶液為對(duì)照;反應(yīng)體系加入酶液后,于420nm波 長(zhǎng)下每隔Imin測(cè)量其吸光值,共記錄lOmin,通過(guò)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的吸光度計(jì)算酶活,見(jiàn)下式 (1):
[0064]酶活力(0? 01/min) =AaXD/0.OlT(I)
[0065] 式⑴中:Aa,反應(yīng)時(shí)內(nèi)吸光度的變化;T,反應(yīng)時(shí)間(min) ;D,稀釋倍數(shù)。
[0066] 2、金銀花色差值檢測(cè)
[0067] 色差值檢測(cè)方法為:取實(shí)施例1?4及對(duì)比例1?5鈍酶處理后的金銀花,利用色 差儀檢測(cè),得到亮度值、紅綠值及黃藍(lán)值,再與新鮮金銀花進(jìn)行比對(duì),經(jīng)計(jì)算得到鈍酶后物 料的色差值。
[0068] 金銀花中多酚氧化酶活性及色差值檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表1。
[0069]表1不同鈍酶方法對(duì)多酚氧化酶活性及物料色差值的影響
[0070]
【權(quán)利要求】
1. 一種快速鈍酶方法,其特征在于:包括以下步驟:對(duì)待處理物料進(jìn)行遠(yuǎn)紅外輻射和 接觸式超聲處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速鈍酶方法,其特征在于:所述待處理物料為新鮮農(nóng)副產(chǎn) 品,物料層厚度為3?4_。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速鈍酶方法,其特征在于:所述遠(yuǎn)紅外輻射的輻射功率為 500?1000W,峰值波長(zhǎng)5?15 ii m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速鈍酶方法,其特征在于:所述遠(yuǎn)紅外輻射的輻射源與待 處理物料之間的距離為5?10cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速鈍酶方法,其特征在于:所述接觸式超聲的功率為 400 ?800W,頻率 20 ?100kHz。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速鈍酶方法,其特征在于:所述接觸式超聲是將待處理物 料置于超聲波輻射板上直接進(jìn)行超聲振蕩。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速鈍酶方法,其特征在于:所述鈍酶的時(shí)間為1?3min。
【文檔編號(hào)】A23L3/30GK104351908SQ201410347715
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】劉云宏, 苗帥, 孫悅, 朱文學(xué), 段續(xù), 任廣躍 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)