微波加热与超声辅助处理甘蔗汁：对腐败酶失活的动力学研究

《Sugar Tech》：Microwave Heating and Ultrasonication-Assisted Treatment of Sugarcane Juice: A Kinetic Study for the Inactivation of Spoilage Enzymes

本研究探讨微波加热和超声处理对甘蔗汁中多酚氧化酶（PPO）及过氧化酶（POD）酶活性的影响。实验采用180-900W五种功率微波处理，发现900W下超过2分钟处理可使酶活性显著降低。通过比较Weibull等动力学模型，该模型对酶失活行为拟合最佳。进一步分析三种处理（900W/40s微波、10min超声、联合处理）的物理化学、植物化学及微生物指标，结果显示单独超声处理对指标影响较小，接近原料特性。

　　

摘要

本研究探讨了微波加热和超声波处理对甘蔗汁中多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）失活的影响。实验中，甘蔗汁在180至900瓦的不同功率下进行了不同时间的微波加热处理。在900瓦的功率下处理2分钟以上时，PPO和POD的酶活性下降最为显著。将酶的失活情况以残余活性的形式进行统计分析，发现其遵循特定的规律。实验数据被用于与多种动力学模型进行对比，同时确定了模型参数并评估了模型的拟合优度，包括修正后的赤池信息量准则（Akaike information criterion）和赤池增量（Akaike increment），这些指标有助于区分不同模型并对其进行排序。在所采用的模型中，Weibull模型能够最准确地描述这两种褐变酶的失活过程。在特定条件下（微波加热900瓦/40秒、超声波处理10分钟或两者结合），对比了甘蔗汁的物理化学、植物化学和微生物学指标，发现这些指标随处理条件的变化而有所差异。单独进行超声波处理时，指标的变化相对较小，且仍接近原始甘蔗汁的特性。