鴨兒芹嫩莖冷藏期間品質劣變機理初探

宋留麗，王波，鮑士寶，尚貞子，丁鵬，沈凡浩，唐夢緣，王倩，郁志芳

1(安徽師范大學 環(huán)境科學與工程學院，安徽 蕪湖，241003) 　2(南京農業(yè)大學 食品科學技術學院，江蘇 南京， 210095)

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鴨兒芹嫩莖冷藏期間品質劣變機理初探

宋留麗1，王波1，鮑士寶1，尚貞子1，丁鵬1，沈凡浩1，唐夢緣1，王倩1，郁志芳2

1(安徽師范大學 環(huán)境科學與工程學院，安徽 蕪湖，241003) 2(南京農業(yè)大學 食品科學技術學院，江蘇 南京， 210095)

新鮮鴨兒芹嫩莖挑選整理后于0 ℃貯藏，貯藏期間定期測定鴨兒芹中的酚類物質、酶活性、黃花率及木質素變化。結果顯示：鴨兒芹中總酚含量低于一般的葉菜類組織，酚類物質的存在形式主要是結合酚，游離酚含量在貯藏期間較為穩(wěn)定，表明鴨兒芹酶促褐變程度較低；黃化是導致鴨兒芹貯藏期間色澤變化的主要原因，貯藏第3天開始出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，貯藏結束時達到41.5%，喪失商品價值；鴨兒芹貯藏期間出現(xiàn)木質化現(xiàn)象，貯藏結束時木質素含量為入貯時的3.4倍，木質素的積累使鴨兒芹質地老化，食用品質下降。鴨兒芹貯藏中酚類物質的下降與黃化率的上升存在負相關關系(P=-0.6367)，推測總酚含量增加會導致黃化率下降；鴨兒芹中POD活力極高，POD活力和木質素含量存在顯著的正相關關系(P=0.835 7)，推測POD是導致鴨兒芹木質化的關鍵酶。

鴨兒芹；貯藏；黃化；木質化；過氧化物酶

鴨兒芹(CryptotaeniajaponicaHassk.)屬于鴨兒芹屬(CryptotaeniaDC.)傘形科(Umbelliferae)植物，又名三葉芹、鴨腳板、野蜀葵等，喜生于林下陰濕處。鴨兒芹具有特殊的香氣，其質地柔軟，味道鮮美，營養(yǎng)豐富，有較高的營養(yǎng)價值和食用價值。據(jù)報道[1]，鴨兒芹富含胡蘿卜素、VB1、VB2、尼克酸、VC、Ca、Fe、Zn等多種維生素及礦物質。當前，隨著人們的膳食結構和消費觀念的變化，純天然無公害的綠色產品越來越受到人們的歡迎。以鴨兒芹為原料制成的成品因其口感好、營養(yǎng)豐富并具有獨特風味，深受消費者歡迎。因此，鴨兒芹的精深加工發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

鴨兒芹是一種典型的綠色葉菜，在貯藏過程中不斷衰老，由于葉片表面積大，氣孔較多，采后生理代謝旺盛，極易出現(xiàn)褪色或者變色現(xiàn)象。周志[2]等人采用漂燙結合護色劑處理鴨兒芹起到了較好的護色效果。然而，已有的研究成果中都未對鴨兒芹色澤變化的原因做深入探討。眾多研究表明，蔬菜采后色澤變化主要是由組織褪綠黃化和酶促褐變引起的[3]。黃化現(xiàn)象是指蔬菜在黑暗中不能合成葉綠素，但能形成胡蘿卜素，導致葉片發(fā)黃；酶促褐變是指在酶的催化下組織的酚類物被氧化為醌，醌可以通過聚合作用產生有色物質從而引起組織褐變。鴨兒芹剛采后的嫩莖口感細嫩，貯藏過程中易出現(xiàn)組織老化、質地變硬現(xiàn)象，這主要與組織的木質化有關。當外界環(huán)境脅迫因子能誘導蔬菜組織在傷害部位細胞的胞壁中大量產生和沉積木栓和木質素。木質素是一種具芳香族特性的三維高分子化合物，填充于纖維素構架中賦予了細胞壁堅硬的結構特征，增加了植物體的剛性。鴨兒芹組織中木質素合成過量則會導致其質地下降，口感粗糙，食用性變差。研究表明，木質化是導致綠蘆筍和胡蘿卜等品質劣變的直接原因[4-5]。

目前國內外就鴨兒芹護色技術的研究較多，關于其品質劣變的系統(tǒng)研究鮮有報道。本文就鴨兒芹嫩莖冷藏期間酚類物質的含量變化，參與褐變的多酚氧化酶(PPO) 和過氧化物酶(POD)的活性，黃花率以及木質素含量進行研究，初步探尋引起鴨兒芹嫩莖品質劣變的關鍵所在及其原因。

1　材料與方法

1.1材料

實驗用鴨兒芹采自安徽師范大學生科院基地，采后立即運至實驗室，挑選新鮮、無爛斑、無機械損傷、成熟度一致的鴨兒芹嫩莖為實驗材料，并除去夾雜物、老葉、根部等不可食和不合格部分，經(jīng)挑選后裝入保鮮袋置于0 ℃挽口貯藏。每袋中裝入樣品200g左右，每處理重復3次。

1.2儀器與試劑

UV-754紫外可見分光光度計，尤尼科(上海)有限公司；DJ300精密電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；TGL-16M臺式高速冷凍離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；回流及蒸餾裝置，鄭州豫華儀器制造有限公司。

濃H2SO4、正辛醇、K3Fe(CN)6、4-氨基安替比林法、三氯甲烷、兒茶酚、愈創(chuàng)木酚、酒石酸等，以上均為分析純。

1.3測定指標與方法

1.3.1游離酚(FP)和總酚(TP)的測定

采用4-氨基安替比林法[6]。

結合酚=總酚-游離酚

1.3.2多酚氧化酶(PPO)活力的測定

采用消光值法[7]。

1.3.3過氧化物酶(POD)活性的測定

采用愈創(chuàng)木酚氧化法[8]。

1.3.4 黃化指數(shù)的測定

參考徐靜等[9]的方法略做修改。計算公式如下：

黃化指數(shù)/%=[∑(黃化級別×對應級別樣品克數(shù))/(樣品克數(shù)×最高黃化級數(shù))]×100

1.3.5木質素的測定

采用Klason法測定[10]。隨機稱取5g鴨兒芹嫩莖組織與于研缽中研磨勻漿，加入體積分數(shù)72%H2SO420mL，靜置6h后將該混合液移至500mL的平底燒瓶中，加去離子水20mL，100 ℃回流2.5h，趁熱過濾，經(jīng)多次洗滌后于105 ℃烘干至恒重，結果以百分比表示。

1.4數(shù)據(jù)處理

取3次平行測定的數(shù)據(jù)均值，均以mean±sd表示。采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理。

2　結果與分析

2.1鴨兒芹貯藏期間總酚和游離酚含量的變化

果蔬褐變程度與其酚類物質含量呈現(xiàn)正相關，游離酚在果蔬酶促褐變中起主要作用[11]。

圖1顯示，鴨兒芹新鮮組織中總酚含量為47.05μg/100g，游離酚為11.29μg/100g，游離酚占總酚的23.9%，結合酚占72.1%，提示鴨兒芹中酚的存在形式主要是結合酚，這與已研究過的其他葉菜類組織結論一致[12]。貯藏期間，鴨兒芹TP、結合本酚(BP)和FP含量都有一定的變化，三者呈現(xiàn)相同的變化趨勢，貯藏前6d不斷上升，以后則不斷下降，在第6天時達到最大值，這一結果表明鴨兒芹采收后有新的酚的生成。FP在整個貯藏期間含量都比較低，相對于總酚或結合酚更為穩(wěn)定，貯藏結束時含量是入貯時的0.95倍，游離酚是導致蔬菜褐變的重要底物，本實驗中游離酚含量在貯藏前后無顯著差異，這與實驗中觀察到鴨兒芹褐變現(xiàn)象不明顯的結果一致。

圖1　鴨兒芹貯藏期間TP、BP和FP含量的變化Fig.1　The change of TP, BP, FP content of Cryptotaenia japonica during storage

2.2鴨兒芹貯藏期間多酚氧化酶(PPO)活性的變化

PPO被普遍認為是引起許多蔬菜褐變的關鍵酶。由圖2可見，隨著貯藏時間的延長，鴨兒芹中PPO活力呈現(xiàn)波動性變化。入貯時，鴨兒芹中PPO的活力為64.4U/g，在貯藏第6天達到最大值為91.1U/g，是入貯時活力的1.4倍，6d之后略有下降，貯藏9天后PPO的活力又開始回升，貯藏結束時PPO的活力為77.57U/g，是入貯時活力的1.2倍，可見鴨兒芹中PPO活力較低且入貯前后變化不明顯。

圖2　鴨兒芹貯藏期間PPO活力的變化Fig.2　The change of PPOactivity of Cryptotaenia japonica during storage

2.3鴨兒芹貯藏期間過氧化物酶(POD)活性的變化

酚類物質在H2O2的參與下可以被POD氧化，因而認為POD在果蔬褐變過程中也起著重要作用。

圖3　鴨兒芹貯藏期間POD活力的變化Fig.3　The change of POD activity of Cryptotaenia japonica during storage

圖3顯示，隨著貯藏時間的延長，鴨兒芹中的POD活力先上升后下降。入貯時，鴨兒芹中POD的活力為73.1U/g，貯藏第6天時POD的活力達到最大值為241.9U/g，是入貯時活力的3.3倍，貯藏結束時PPO的活力為101.5U/g，是入貯時活力的1.4倍，可見鴨兒芹中POD活力較高且入貯前后變化較明顯。

2.4鴨兒芹貯藏期間黃化率的變化

黃化是葉類蔬菜失去商品價值的主要原因之一，貯藏期間的黃化率是判斷蔬菜新鮮程度的重要指標[13]。

圖4鴨兒芹貯藏期間黃化指數(shù)的變化Fig.4　The change of etiolation index of Cryptotaenia japonica during storage

圖4顯示，隨著貯藏時間的延長，鴨兒芹黃花率不斷上升。貯藏第3天，黃化率達到3.2%，6d后急劇上升，貯藏結束第12天時黃化率達到41.5%。入貯前3d未見黃化的原因可能是低溫抑制了鴨兒芹組織的呼吸強度和衰老進程，降低酶的活性，減緩葉綠素的分解，從而降低鴨兒芹嫩莖黃化的速率，后期黃化增加的原因可能是葉綠素不斷降解，從而顯現(xiàn)出類胡蘿卜素的黃色。

2.5鴨兒芹貯藏期間木質素含量的變化

蔬菜組織在貯藏過程容易出現(xiàn)木質化現(xiàn)象，產生的木質素會直接影響其口感，導致商品價值下降。隨著貯藏時間的延長，鴨兒芹中木質素含量不斷增加，貯藏前3d含量略有增加，3d后急劇上升，第6天含量為0.5%，為入貯時含量的2.7倍，6d后增加不明顯，貯藏結束時木質素含量為0.62%，為入貯時的3.4倍。

圖5鴨兒芹貯藏期間木質素含量的變化Fig.5　The change of lignin content of Cryptotaenia japonica during storage

3　討論

鴨兒芹是一種典型的綠色葉菜，在貯藏過程中不斷衰老。由于葉片表面積大，氣孔較多，采后生理代謝旺盛，極易出現(xiàn)黃化腐爛現(xiàn)象。剛采后的嫩莖口感細嫩，貯藏過程中組織不斷，出現(xiàn)木質化和角質化，食用品質大為下降。這些直接影響著加工制品的感官質量，嚴重影響到產品的銷售和企業(yè)經(jīng)濟效益。

引起色澤變化的因素復雜，常常是多種因素共同作用的結果。一般情況下，葉綠素降解、美拉德反應、黃化現(xiàn)象、褐變反應等都會引起果蔬的色澤發(fā)生變化。眾多研究表明發(fā)生在果蔬加工中的色澤變化主要是由組織黃化和酶促褐變引起的[2]。本研究發(fā)現(xiàn)，鴨兒芹中酚類物質的存在形式主要是結合酚，新鮮組織中總酚含量為47.05μg/100g低于一般的葉菜類組織等[12]，也遠低于極易褐變的蓮藕[11]，提示其褐變潛力較弱。貯藏期間，游離酚含量較為穩(wěn)定，入貯前后差異不明顯，這與實驗中觀察到鴨兒芹褐變現(xiàn)象的結果一致?？梢酝茰y出引起鴨兒芹采后色澤變化的主要原因不是酶促褐變。

黃化現(xiàn)象是植物對環(huán)境的一種適應。植物在黑暗中不能合成葉綠素，但能形成胡蘿卜素，導致葉片發(fā)黃。張艷芬[14]等人對薺菜的研究中發(fā)現(xiàn)即使在低溫下貯藏薺菜葉片的黃化速率仍較快，貯藏前3d就達到5%，6d內達到7%，貯藏結束的第12天達到29.2%。趙永敢等[9]在對菊花腦研究中發(fā)現(xiàn)，菊花腦黃化速率非常迅速，常溫下貯藏5d達到30%，第10天菊花腦已完全發(fā)生霉變，失去銷售和食用價值?？浊锷彽萚15]人對青花菜的研究發(fā)現(xiàn)，黃花率隨貯期延長不斷上升，在第3天時急劇增加，黃化程度達到最高值100%，出現(xiàn)時間正好在呼吸高峰出現(xiàn)之后。本實驗發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時間延長，鴨兒芹嫩莖黃化率不斷上升，第3天開始出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，第6天黃化率為7.6%，6d后黃化率急劇上升，貯藏結束第12天時達到41.5%，已喪失商品價值，表明黃化是導致鴨兒芹采后色澤變化的主要原因。

本研究發(fā)現(xiàn)，鴨兒芹中TP含量在貯藏前6d不斷上升，第6天時達到最大值，以后則不斷下降。貯藏前期TP含量的增加可能與POD活性上升有關，此結論還需進一步證實。統(tǒng)計鴨兒芹中TP含量和POD活力的相關性顯示兩者間存在有一定正相關關系，P=0.856 1>0.05。有研究認為，綠色蔬菜的黃化是由磷脂降解和膜脂過氧化導致膜透性增大、葉綠素降解引起。低溫可提高很多植物組織和器官的酚類物質的含量，而酚類物質具有抑制磷脂降解和膜脂過氧化的作用，黃化率也隨之降低[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，黃化率在貯藏前6d變化較緩，6d后急劇上升。鴨兒芹貯藏6d后酚類物質的下降與6d后黃化率的上升可能存在一定關系。統(tǒng)計鴨兒芹中TP含量和黃化率的相關性顯示兩者間存在有一定負相關關系，P=-0.636 7>0.05，因而可以推測總酚含量增加是黃化率下降的原因之一。

木質素的生物合成途徑目前尚未完全清楚。總的來說，木質素合成是一個由苯丙氨酸或酪氨酸脫氨形成肉桂酸起始，經(jīng)一系列輕基化、甲基化與還原反應后形成3種主要木質素單體并進一步在木質化相關酶4CL、CAD和POD等的催化作用下聚合成木質素，最終沉積于植物組織中的生化過程[17]。在對植物木質化關鍵酶的研究中發(fā)現(xiàn)，POD是在木質素生物合成的最后一步中起關鍵作用，它通過催化各種木質醇單體發(fā)生聚合反應，參與木質素在細胞壁的聚合，與蔬菜組織木質化相關[18]。劉尊英等[19]人對豌豆苗的研究中發(fā)現(xiàn)POD活性的上升加速了采后豌豆苗木質素的產生；王慶新等[20]人研究發(fā)現(xiàn)，在茭白貯藏過程中木質素含量的增加伴隨著POD活性不同程度的上升。本研究發(fā)現(xiàn)，貯藏期間POD活力極高，貯藏前6d活力不斷上升，第6天時達到最大值，之后活力不斷下降；木質素含量在貯藏前6d快速上升，6d后雖然有增長但速率放緩。鴨兒芹中木質素含量的變化趨勢可能與POD活力有一定的關系。統(tǒng)計鴨兒芹中POD活力和木質素含量的相關性顯示兩者間存在顯著的正相關關系，P=0.835 7>0.05，可推測POD是導致鴨兒芹木質化的關鍵酶。

蔬菜中木質素的增加有利于提高自身細胞壁的完整性，抵御環(huán)境中不利條件，但過量的木質素會造成產品口感粗糙，食用品質降低。本實驗發(fā)現(xiàn)，鴨兒芹采后衰老過程中的出現(xiàn)木質化現(xiàn)象，貯藏結束時木質素含量為入貯時的3.4倍，差異顯著，表明木質素的積累可能也是導致其品質劣變的主要原因之一。

4　結論

鴨兒芹采后色澤變化的主要原因不是酶促褐變而是黃化。黃化率隨貯藏時間延長不斷上升，第3天開始出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，貯藏結束時達到41.5%，已喪失商品價值。貯藏前期TP含量的增加可能與POD活性上升有關，統(tǒng)計鴨兒芹中TP含量和POD活力的相關性顯示兩者間存在有一定正相關關系(P=0.856 1)。鴨兒芹采后貯藏期間出現(xiàn)木質化現(xiàn)象，貯藏結束時木質素含量為入貯時的3.4倍，木質素的積累使鴨兒芹質地老化，食用品質下降。實驗中，相關性分析發(fā)現(xiàn)，鴨兒芹貯藏中酚類物質的下降與黃化率的上升存在一定關系，二者存在負相關關系(P=-0.636 7)，推測總酚含量增加會導致黃化率下降；鴨兒芹中POD活力極高，POD活力和木質素含量存在顯著的正相關關系(P=0.835 7)，推測POD是導致鴨兒芹木質化的關鍵酶。

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PreliminarystudymechanismofqualityofCryptotaeniajaponicashootsduring0℃storage

SONGLiu-li1,WANGBo,BAOshi-bao1,ZHENGXiang-yu1,JIANGYu-ping1,ZHAOFeng-yu1,WANGZai-yang1,LIULu1,YUzhi-fang2*

1(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,AnhuiNormalUniversity,Wuhu241003,China)2(CollegeofFoodscienceandTechnology,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)

FreshCryptotaenia japonicashootswerestoredat0℃,andthecontentsofphenolics,theactivitiesofenzymes,etiolationindexandligninweredeterminedperiodicallyduringthestorage.TheresultsshowedthatthecontentofTP(totalphenol),mainlyaboutBP(boudphend),wasbelowotherleafvegetables,thecontentofFP(freephenol)wasstableduringstorage,whichindicateditsenzymaticbrowningdegreewaslow.EtiolationwasthemaincausethatledtocolorchangeofCryptotaeniajaponicaduringthestorage,etiolationbegantoappearatthefirstthreedaysofstorage,etiolationindexreached41.5%attheendstageofstorage,whichshowedthatithadlostthevalue.Lignificationappearedduringstorage,thecontentofligninattheendstageofstoragewas3.4timeshigherthanthatbeforethestorage,theaccumulationofligninmadethetextureofCryptotaenia japonicaagedandhardtoeat.Thenegativecorrelation(p=-0.636 7)betweenTPandetiolationrateofCryptotaenia japonicaindicatedthattheriseofTPcanleadtothedecreaseofetiolationrate.However,theactivitiesofPOD(Pexoxidase)washighandshowsapositivecorrelation(p=0.835 7)withlignin,whichindicatedthatPODwasthekeyenzymeofLignificationofCryptotaenia japonica.

Cryptotaenia japonica；storage,etiolation；lignification；peroxidase(POD)

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201608041

碩士,講師(郁志芳教授為通訊作者，E-mail：yuzhi88@yahoo.com.cn)。

安徽師范大學青年專項基金項目( 2013qnzx61)；安徽師范大學2013年度本科教學質量提升計劃項目；安徽師范大學2014年度校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目( 201410370243)

2015-11-26，改回日期：2016-01-19