一種快速鈍酶方法
【專利摘要】本發明公開了一種快速鈍酶方法，屬于農產品加工【技術領域】。該方法包括以下步驟：對待處理物料進行遠紅外輻射和接觸式超聲處理，遠紅外輻射的輻射源與待處理物料之間的距離為5～10cm，遠紅外輻射的輻射功率為500～1000W，峰值波長5～15μm，接觸式超聲的功率為400～800W，頻率20～100kHz。本發明將功率超聲與遠紅外輻射相結合，利用超聲波的空化效應、機械效應及沖擊效應以及遠紅外輻射的熱效應及光譜效應，實現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漂燙、蒸煮或化學法鈍酶的農產品。
【專利說明】一種快速鈍酶方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種快速鈍酶方法，屬于農副產品加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 酶促褐變是農產品在貯藏、加工、運輸過程中發生的重要反應，可顯著影響產品品 質。一般認為，植物器官或組織的酚類物質在酶的作用下氧化為醌和水，醌再經非酶促聚 合，形成褐色物質，從而產生顏色褐變，即酶促褐變。底物（酚類物質）、酶和氧是產生酶促 褐變的三個條件。以金銀花為例，正常情況下，由于酶和底物在細胞中的區域化分布限制了 酶促反應，新鮮金銀花難以發生褐變。但在保藏過程中，由于外力作用以及內部水分遷徙和 結構變化，會導致金銀花內酶和底物的接觸，在酶的催化作用下，酶促反應隨之發生。
[0003] 植物組織在加工過程中的褐變嚴重影響商業價值，因此采取措施進行酶促褐變抑 制是農產品加工工藝的重要環節，常用方法包括熱處理法和化學處理法等。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、過氧化物酶等引起的酶促褐變過程，尤其 是對于熱穩定性較低的多酚氧化酶來說，效果十分顯著。然而若熱處理不當，易造成農產品 營養成分、質地、色素、風味的損失。而化學法抑制褐變的主要作用機制包括通過螯合多酚 氧化酶輔基Cu2+而降低酶的活力，改變酶作用的酸堿環境，還原酚氧化產物（醌）使其失去 進一步聚合變色的能力，與酶產生競爭性抑制，與褐變底物酚類結合、促使酚的結構發生改 變，保持細胞膜的完整性等。但化學方法由于使用了化學物質，容易造成物料組織生理活動 的改變，繼而影響產品品質。因此，更深層次地揭示酶促褐變調控機制，采取更有效的抑制 褐變技術，有利于將農產品深加工提升到更高的水平。
[0004] 遠紅外輻射加熱利用物質（如水等）易于吸收紅外線的特點，通過紅外輻射將熱 能轉變為紅外輻射能量，直接輻射到被加熱物體上，引起分子共振，迅速升溫。遠紅外輻射 不僅不需要任何介質直接輻照到物料表面，而且還穿透表面到達物體內部，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，但滅酶時間仍不夠短，鈍酶效果仍不令人滿意。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種快速鈍酶方法。
[0006] 為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：
[0007] -種快速鈍酶方法，包括以下步驟：對待處理物料進行遠紅外輻射和接觸式超聲 處理。
[0008] 所述待處理物料為新鮮農副產品（如新鮮金銀花），物料層厚度為3?4mm。
[0009] 所述遠紅外輻射的輻射功率為500?1000W，峰值波長5?15iim。
[0010] 所述遠紅外輻射的輻射源（如遠紅外輻射板）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行超聲振蕩。
[0013] 所述鈍酶的時間為1?3min。
[0014] 本發明的有益效果：
[0015] 超聲波是一種物理能量機械波，可使介質粒子振動并引起超聲空化現象，其氣穴 效應、沖擊效應、機械效應與自由基效應會影響酶的形態、構象及活性中心，從而對酶活產 生影響，尤其是較大功率的超聲波，對果蔬中的酶活可產生顯著的抑制作用。
[0016] 本發明中快速鈍酶方法將功率超聲與遠紅外輻射相結合,利用超聲波的空化效 應、機械效應及沖擊效應以及遠紅外輻射的熱效應及光譜效應，使上述效應同時對果蔬中 的多酚氧化酶產生作用，當酶接受的能量及應力足夠大，酶的形態及構象將發生改變，二級 結構與三級結構隨之變化，酶活迅速下降，從而實現酶活的快速鈍化及酶促褐變的有效抑 制，以利于后續貯藏處理等。
[0017] 本發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入物料內 部，有效減少超聲波傳播過程中的能量衰減，提高超聲波的鈍酶強化效果。此外，如果超聲 功率過低，達不到影響酶活所必需的強度，將無法實現強化遠紅外輻射鈍酶的效果。本發明 采用較大功率的遠紅外輻射和超聲同時對物料作用，既利用遠紅外輻射良好的熱效應及光 譜效應進行鈍酶，又利用大功率、高強度的超聲對鈍酶行為進行強化，可在1?3min內實現 物料內多酚氧化酶90%的酶活鈍化，同時鈍酶后的物料色差僅為0. 58?1. 12。本發明利 用功率超聲強化遠紅外輻射，在鈍酶同時不對物料品質產生負面影響，克服了傳統蒸汽漂 燙鈍酶方法在高溫處理時容易改變物料顏色的缺陷，實現快速、高效的鈍酶效果，適用于金 銀花等不適合常規漂燙、蒸煮或化學法鈍酶的農產品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明實施例1中實施快速鈍酶方法的裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下述實施例僅對本發明作進一步詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。
[0020] 實施例1
[0021] 金銀花中含有豐富的多酚氧化酶及酚類物質，在貯藏過程中極易發生酶促褐變， 從而引起有效成分的大量損失及產品色澤的嚴重褐變。因此需要在加工前對金銀花中的多 酚氧化酶進行有效鈍化，常用的鈍酶方法是蒸汽鈍酶。蒸汽鈍酶雖能在幾分鐘內實現酶活 鈍化，但容易造成金銀花的嚴重皺縮，其色澤也由新鮮物料的青綠變成不正常的碧綠。目 前，農戶常采用烘房烘干金銀花，利用燃煤產生的二氧化硫對金銀花進行護色，但硫容易殘 存在金銀花內，從而造成硫超標。而采用化學試劑進行酶活抑制，一方面容易引起金銀花生 理活性的變化，另一方面將導致金銀花中藥效成分的分解、水解或異構化，從而對產品品質 產生負面影響。因此，金銀花等不適合常規漂燙、蒸煮或化學法鈍酶的農產品宜物理鈍酶方 法。
[0022] 本實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，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0024] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為500W，峰值波長15iim，待達到工作參數后（約 Imin后工作狀態穩定），迅速將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于超聲波輻射板上，調 節遠紅外輻射板與新鮮金銀花之間的距離為l〇cm，開啟超聲波，設定超聲功率為400W，頻 率100kHz，鈍酶處理3min。
[0025] 本實施例中實施快速鈍酶方法的裝置結構示意圖如圖1所示，包括遠紅外輻射板 1和超聲波輻射板3,遠紅外輻射板1與超聲波輻射板3上下對應設置，遠紅外輻射板1位 于超聲波輻射板3的正上方。遠紅外輻射板1通過遠紅外輻射板控制器2調節輻射功率。 超聲波輻射板3通過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，帶動超聲波輻射板3同步振動，將超聲波換能器4產生的超聲波發射到物料中。超聲波 換能器4通過電纜接收從超聲波發生器5產生的電信號。
[0026] 本實施例中遠紅外輻射板采用河南科技大學研制的鈦鋯系遠紅外輻射陶瓷板，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。遠紅外福射板可以 采用規格相同的市售商品。本實施例超聲波換能器采用河南科技大學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輻射板。
[0027] 實施例2
[0028] 本實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，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0030] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為1000W，峰值波長5i!m，待達到工作參數后，迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于超聲波輻射板上，調節遠紅外輻射板與新鮮金銀花 之間的距離為5cm，開啟超聲波，設定超聲功率為800W，頻率20kHz，鈍酶處理Imin。
[0031] 實施例3
[0032] 本實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，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0034] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為1000W，峰值波長5m，待達到工作參數后，迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于超聲波輻射板上，調節遠紅外輻射板與新鮮金銀花 之間的距離為l〇cm，開啟超聲波，設定超聲功率為400W，頻率100kHz，鈍酶處理I. 5min。
[0035] 實施例4
[0036] 本實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，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0038] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為500W，峰值波長15m，待達到工作參數后，迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于超聲波輻射板上，調節遠紅外輻射板與新鮮金銀花 之間的距離為l〇cm，開啟超聲波，設定超聲功率為800W，頻率20kHz，鈍酶處理2min。
[0039] 對比例1
[0040] 本對比例中金銀花的鈍酶方法（不實施功率超聲），包括以下步驟：
[0041] (1)選取新鮮金銀花，顏色青綠、外觀飽滿，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0042] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為500W，峰值波長15iim，待達到工作參數后，迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于遠紅外輻射板的輻射面，并調節遠紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為10cm，鈍酶處理5min。
[0043] 對比例2
[0044] 本對比例中金銀花的鈍酶方法（不實施功率超聲），包括以下步驟：
[0045] (1)選取新鮮金銀花，顏色青綠、外觀飽滿，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0046] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為1000W，峰值波長5m，待達到工作參數后，迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于遠紅外輻射板的輻射面，并調節遠紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為5cm，鈍酶處理3min。
[0047] 對比例3
[0048] 本對比例中金銀花的鈍酶方法（不實施功率超聲），包括以下步驟：
[0049] (1)選取新鮮金銀花，顏色青綠、外觀飽滿，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0050] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為1000W，峰值波長5m，待達到工作參數后，迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于遠紅外輻射板的輻射面，并調節遠紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為IOcm,鈍酶處理4min。
[0051] 對比例4
[0052] 本對比例中金銀花的鈍酶方法（不實施功率超聲），包括以下步驟：
[0053] (1)選取新鮮金銀花，顏色青綠、外觀飽滿，平鋪在網狀物料盤中備用，物料層厚度 4mm；
[0054] (2)開啟遠紅外輻射，輻射功率為500W，峰值波長15m，待達到工作參數后，迅速 將盛裝有新鮮金銀花的網狀物料盤置于遠紅外輻射板的輻射面，并調節遠紅外輻射板與新 鮮金銀花之間的距離為5cm，鈍酶處理4min。
[0055] 對比例5
[0056] 本對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狀物料盤置于 平底鍋的正上方，水蒸氣漂燙3min。
[0059] 試驗例
[0060] 1、金銀花中多酚氧化酶活性檢測
[0061] 金銀花中多酚氧化酶的活性檢測，包括以下步驟：
[0062] (1)酶液制備：取實施例1?4及對比例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預先冷藏的磷酸緩沖液，冰浴研磨成勻漿，將勻漿液全部轉移到 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)多酚氧化酶活性測定：酶反應體系為：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照；反應體系加入酶液后，于420nm波 長下每隔Imin測量其吸光值，共記錄lOmin，通過反應時間內的吸光度計算酶活，見下式 (1)：
[0064]酶活力（0? 01/min) =AaXD/0.OlT(I)
[0065] 式⑴中：Aa，反應時內吸光度的變化；T，反應時間（min) ;D，稀釋倍數。
[0066] 2、金銀花色差值檢測
[0067] 色差值檢測方法為：取實施例1?4及對比例1?5鈍酶處理后的金銀花，利用色 差儀檢測，得到亮度值、紅綠值及黃藍值，再與新鮮金銀花進行比對，經計算得到鈍酶后物 料的色差值。
[0068] 金銀花中多酚氧化酶活性及色差值檢測結果見下表1。
[0069]表1不同鈍酶方法對多酚氧化酶活性及物料色差值的影響
[0070]
【權利要求】
1. 一種快速鈍酶方法，其特征在于：包括以下步驟：對待處理物料進行遠紅外輻射和 接觸式超聲處理。
2. 根據權利要求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副產 品，物料層厚度為3?4_。
3. 根據權利要求1所述的快速鈍酶方法，其特征在于：所述遠紅外輻射的輻射功率為 500?1000W，峰值波長5?15 ii m。
4. 根據權利要求1所述的快速鈍酶方法，其特征在于：所述遠紅外輻射的輻射源與待 處理物料之間的距離為5?10cm。
5. 根據權利要求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. 根據權利要求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行超聲振蕩。
7. 根據權利要求1所述的快速鈍酶方法，其特征在于：所述鈍酶的時間為1?3min。
【文檔編號】A23L3/30GK104351908SQ201410347715
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】劉云宏, 苗帥, 孫悅, 朱文學, 段續, 任廣躍 申請人:河南科技大學