黑胡椒制备中褐变与风味品质形成机理研究

The primary studies show that the degree of reduced weight percentage and browning in green pepper berries after blanching for 10 min is greater at 100 C than at 90 C and 80 C, but the lowest PPO activity. Thus, the PPO enzymatic oxidation of polyphenols might not be the only reason for the browning of green pepper berries.In this program, through analyzing the change of chlorophyll and polyphenols during the preparation of the black pepper, the key substrate, influcing factors and reaction pathes leading to the browning are determined; Studying the change of activity of polyphenol oxidase and microorganisms under natural drying, blanching and hot air circulation drying conditions, the mechanism of browning, the microorganisms and effect on the colour of black pepper are determined. Meanwhile, the changes of aroma, especially musty off-flavour during black pepper praparation, are studied to determine the key substrates, the formation mechanism, the influcing factors and effect on flavour, and then the effect of processing parameters and microorganism on flavour are learned, and so the theory foundation will be useful for producing high quality black pepper. The physical changes and biochemical changes are combined with the colour, flavour formation and other key quality of black pepper to reveal the mechanism of browning and flavour formation of black pepper preparation. Research will provide guidance with reference for the production and quality control measures of black pepper, so the project results will have important academic value.

前期研究了鲜胡椒果在100℃热烫处理后，褐变程度要大于80和90℃ 处理，但多酚氧化酶（PPO）活力最低，说明PPO氧化多酚褐变可能不是热烫处理后胡椒变黑的主要原因。本项目通过对黑胡椒制备过程中叶绿素和多酚类物质等的变化分析，确定黑胡椒制备中褐变作用的关键底物、影响因素和反应路径；研究自然干燥、热烫处理和热风干燥新工艺条件下的多酚氧化酶活性和微生物变化，确定热烫处理和热风干燥下的褐变机理、褐变过程中的微生物作用及对黑胡椒色泽的影响。同时，研究黑胡椒制备中风味的变化，尤其是霉腐异味的变化，确定霉腐异味物质形成的关键底物、形成机理、影响因素和对风味的影响，确定加工条件和微生物等因素对黑胡椒风味形成的影响，为生产优质黑胡椒提供理论基础。本项目将物理变化和生化变化与胡椒色泽和风味等关键品质有机地结合起来，揭示黑胡椒制备中褐变作用和风味形成机理，对黑胡椒的标准化生产具有重要意义。

黑胡椒制备中的褐变有利于黑胡椒产品品质形成，但传统黑胡椒加工过程中，由于方法问题导致加工时间长，产品色泽灰暗，香辣味平淡，整体风味不协调，而且遇阴雨天气或者贮存不当会产生霉腐异味，进而影响黑胡椒的风味品质。本项目以胡椒鲜果为主要原料，采用不同加工方法制备黑胡椒，对黑胡椒制备过程中的褐变及风味品质变化进行深入研究。研究结果表明，与日晒对比，热处理能缩短黑胡椒干燥时间，增加黑胡椒的色泽，更为黑亮均一，而产品中胡椒碱含量和胡椒精油含量无显著性差异。热处理能降低胡椒果中PPO相对酶活和总多酚的含量，加速多酚氧化酶活力的降低，酚类物质、维生素C、叶绿素a、叶绿素b、总氨基酸和游离氨基酸含量均显著减少，说明黑胡椒的褐变是酶促褐变和非酶促褐变的综合作用结果，而酚类物质的氧化是黑胡椒褐变的主要原因之一，对其酚类物质进行分离纯化和鉴定发现，对胡椒褐变起主要作用的酚类物质是酚酸类化合物。对不同加工方法制备的黑胡椒精油进行GCMS分析，发现分别鉴定出19、17、23、22种化合物，占总检出量均95%以上，黑胡椒主要特征风味物质为萜烯类化合物，其中反式-石竹烯含量最高，相对含量43～57%。直接日晒的产品精油中不含甘草烯与可巴稀，热处理后日晒的产品中不含δ-榄香烯、α-可巴稀与石竹烯氧化物。在不同制备方法加工过程中，黑胡椒样品中细菌、真菌菌群结构发生显著变化，传统方法加工的胡椒易造成样品品质间的差异，贮藏过程中，微生物生理生化还在同时进行，可能会对其风味产生影响。项目研究阐明了黑胡椒的褐变途径和制备中风味品质的变化情况，对黑胡椒的加工及产业的升级改造具有重要指导意义。