H8[P2Mo17Mn（OH2）O61]對(duì)鮮切蘋果的保鮮作用

遲國(guó)祥 謝樂芳 李莉莉 王 力 蘇文金 蘇國(guó)成

（集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院 福建廈門 361021）

蘋果是世界四大水果之一，是典型的大眾水果[1]，在我國(guó)的栽培面積和產(chǎn)量均居世界第一[2]。因其含有較多的鉀鹽、單寧、有機(jī)酸、果膠、纖維素以及鐵和磷等微量元素，具有潤(rùn)肺悅心、開胃制酸、補(bǔ)中益氣及清熱化痰等功效而深受消費(fèi)者喜愛。隨著人們生活水平的不斷提高及對(duì)水果消費(fèi)需求的多元化，豐富的水果及其加工產(chǎn)品市場(chǎng)已經(jīng)形成并將深入發(fā)展[3-4]。鮮切蘋果顧名思義是指新鮮蘋果經(jīng)過挑選、清洗、去皮直至切分、包裝等系列加工處理的蘋果，它在最大程度上保持了蘋果的新鮮狀態(tài)，因其新鮮、營(yíng)養(yǎng)、即食等優(yōu)點(diǎn)，而使其消費(fèi)量迅速增加[5-6]。然而，在蘋果采后的貯藏運(yùn)輸、加工處理、保鮮等環(huán)節(jié)，由于蘋果組織仍進(jìn)行著呼吸作用，再加上微生物的侵染，均容易造成組織受損、褐變、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及水分流失，嚴(yán)重影響果蔬的感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，縮短了其貨架期[5-7]。有必要采取措施來更好地保持鮮切產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)其貨架期。

多金屬 氧酸鹽 （Polyoxometalates，簡(jiǎn) 寫 為POMs）是一類無機(jī)金屬氧簇化合物，具有結(jié)構(gòu)多樣、穩(wěn)定、極好的氧化還原性能，以及擁有眾多的生物活性，包括抗菌、抗癌、抗糖尿病和抗病毒等性能，受到廣泛關(guān)注[8-9]。Yu等[9]通過靜電層層自組裝法制成了（NH4）5H4PV6Mo6O40·6H2O 和甲基紫的復(fù)合膜，發(fā)現(xiàn)這種材料能明顯地抑制大腸桿菌的生長(zhǎng)。Fu等[10]研究發(fā)現(xiàn)多金屬氧酸鹽基的有機(jī)-無機(jī)雜化物對(duì)人類HT29癌細(xì)胞具有抗癌活性。Judd等[11]報(bào)道了含鈮的Wells-Dawson型多金屬鹽酸鹽具有HIV-1蛋白酶抑制作用。而本實(shí)驗(yàn)室研究人員也對(duì)多金屬鹽酸鹽的抑菌[7，12]、抑酶[13-14]活性以及果蔬保鮮[7，14]進(jìn)行了研究，主要集中在Keggin型多金屬氧酸鹽。近期又對(duì)Dawson型多金屬氧酸鹽的抑酶活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其有明顯的抑酶效果。同時(shí)進(jìn)行果蔬保鮮試驗(yàn)，尋找到更安全、有效的果蔬保鮮劑，以擴(kuò)寬多金屬氧酸鹽的應(yīng)用領(lǐng)域。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蘋果，購(gòu)于福建省廈門市集美區(qū)新華都超市。H8[P2Mo17Mn（OH2）O61]（以下簡(jiǎn)寫為 P2Mo17Mn）根據(jù)已發(fā)表文獻(xiàn)[15-16]合成，并用紫外和紅外光譜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。其它試劑均為分析純級(jí)，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。實(shí)驗(yàn)室用水均為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

Cintra 2020型紫外-可見分光光度計(jì)，澳大利亞GBC儀器公司；FT-IR 480傅里葉變換紅外光譜儀，日本株式會(huì)社JASCO公司。AG 22331型小型臺(tái)式高速離心機(jī)、5430R型通用臺(tái)式冷凍離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf公司；WSC-S測(cè)色色差計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鮮切蘋果的處理流程 新鮮蘋果→于4℃冰箱中預(yù)冷24 h→清洗→去皮→切塊 （先縱向切成兩半，再縱向切成1 cm左右厚度的蘋果片）→1 mmol/L P2Mo17Mn溶液浸泡5 min（對(duì)照組用超純水代替P2Mo17Mn浸泡蘋果片）→瀝干→用帶孔的聚苯乙烯袋分裝，置4℃貯藏備用。每天測(cè)定指標(biāo)1次。

1.3.2 測(cè)定方法

1） 感官評(píng)價(jià) 參照劉永[5]、王海燕[17]的方法測(cè)定，對(duì)蘋果切片的色澤、香味、軟硬度、表觀狀態(tài)、果肉腐爛程度等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分。

2）失重率 采用稱重法測(cè)定。失重率（%）=（貯藏前水果質(zhì)量-不同貯藏期的水果質(zhì)量）/貯藏前水果質(zhì)量×100

3）褐變度 稱取2.0 g樣品加入20 mL 4℃預(yù)冷的超純水于冰上研磨，離心取上清（4℃，5 000 r/min，15 min），用超純水作參比，在 410 nm處測(cè)定吸光度，用A410表示褐變度[14，18-19]。

4）色差測(cè)定 用WSC-S色差計(jì)測(cè)定樣品的白度L*。當(dāng)L*=0時(shí)為黑色，L*=100時(shí)為白色，L*越大，顏色越白，褐變?cè)捷p。通過L*綜合反映水果顏色變化情況[20-22]。

5）丙二醛含量 參考曹建康等[23]的方法，對(duì)蘋果中的丙二醛含量進(jìn)行測(cè)定。稱取6.0 g蘋果樣品，加入30 mL 4℃預(yù)冷100 g/L TCA溶液，研磨勻漿后，離心取上清（4 ℃，10 000 r/min，20 min）。取2.0 mL上清液 （空白管為2.0 mL 100 g/L TCA溶液），加入2.0 mL 0.67%TBA（硫代巴比妥酸，用0.05 mol/L氫氧化鈉溶液溶解），混合后沸水浴20 min，冷卻后進(jìn)行二次離心，測(cè)定上清液在波長(zhǎng)450，532 nm和600 nm處的吸光度值，重復(fù)3次。反應(yīng)混合液中丙二醛的濃度c（μmol/L）=6.45×（OD532-OD600） -0.56 × OD450，樣品中丙二醛含量=c×V/（Vs×m）（nmol/g FW），其中：C——反應(yīng)混合液中丙二醛濃度，μmol/L；V——樣品提取液總體積，mL；Vs——測(cè)定時(shí)所取樣品提取液體積，mL；m——樣品質(zhì)量，g。

6）PPO（多酚氧化酶）活性 參考曹建康等[23]的方法，測(cè)定蘋果中的PPO活性。稱取5.0 g蘋果樣品，加入5.0 mL 4℃預(yù)冷的提取緩沖液 （含1 mmol/L聚乙二醇6000，4%聚乙烯吡咯烷酮和1%Triton X-100，用pH 5.5乙酸-乙酸鈉緩沖液溶解），在冰浴條件下于研缽中研磨勻漿，離心（4℃，12 000 r/min，30 min）所得上清即粗酶提取液。于試管中加入4.0 mL乙酸-乙酸鈉緩沖液（50 mmol/L，pH 5.5），1.0 mL 鄰苯二酚 （50 mmol/L，用0.1 mol/L pH 5.5乙酸-乙酸鈉緩沖液溶解）和100 μL粗酶液，立即混勻，以超純水為參比。記錄反應(yīng)體系反應(yīng)15 s時(shí)波長(zhǎng)420 nm處的吸光度值為初始值，隨后每隔1 min記錄1次，連續(xù)測(cè)定6 min，重復(fù)3次。每克蘋果樣品每分鐘吸光度變化值增加1記為1個(gè)過氧化物酶活性單位，單位是ΔOD420/（min·g）。 計(jì)算公式：U=ΔOD420× V/Vs/m，式中：V——樣品提取液總體積，mL；Vs——測(cè)定時(shí)所取樣品提取液體積，mL；m——樣品質(zhì)量，g。

7）POD（過氧化物酶）活性 參考曹建康等[23]的方法，對(duì)蘋果中的POD活性進(jìn)行測(cè)定。POD的提取方法同PPO的提取方法。于試管中加入3.0 mL 25 mmol/L愈創(chuàng)木酚溶液 （用pH 5.5的50 mmol/L乙酸-乙酸鈉緩沖液溶解），0.5 mL粗酶液和200 μL 0.5 mmol/L H2O2溶液，立即混勻，以超純水為參比，于波長(zhǎng)470 nm處測(cè)定吸光度值。采用的計(jì)算方法同PPO的方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 P2Mo17Mn溶液處理對(duì)鮮切蘋果感官品質(zhì)的影響

P2Mo17Mn溶液處理后鮮切蘋果感官評(píng)價(jià)情況如圖1所示?？梢钥闯龈泄僭u(píng)分隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，P2Mo17Mn溶液處理組明顯好于對(duì)照組。處理組在第7天時(shí)，感官指標(biāo)評(píng)分仍大于7，保持新鮮水果的色澤，富有新鮮水果特有的清香，蘋果組織較硬，有脆性，果肉新鮮。對(duì)照組在第7天時(shí)，感官指標(biāo)評(píng)分低于6，蘋果切面處發(fā)生輕微褐變，微微發(fā)黃，蘋果香味比較淡，伴有酒味，組織變軟，表層萎蔫，果肉有腐爛跡象。通過比較可知，P2Mo17Mn溶液處理的鮮切蘋果能較好地保持蘋果在貯藏期間的新鮮度，說明P2Mo17Mn能夠延長(zhǎng)鮮切蘋果的貨架期。

2.2 P2Mo17Mn溶液處理對(duì)鮮切蘋果失重率的影響

組織的呼吸作用是鮮切果蔬質(zhì)量損失的主要原因[6]。從圖2可以看出，處理組和對(duì)照組的失水率均呈上升趨勢(shì)，處理組的失水速度明顯緩于對(duì)照組。從第3天開始，處理組與對(duì)照組失水率出現(xiàn)明顯差異。處理組從第4天開始失水率急劇上升，直到第7天失水速率減緩。而對(duì)照組從第2天開始失水率就急劇上升，直到第7天失水速率減緩。處理組和對(duì)照組失水率的趨勢(shì)相同，而處理組的失水率明顯低于對(duì)照組，說明P2Mo17Mn可能抑制了蘋果組織的呼吸作用，從而減少蘋果因蒸騰作用而造成的水分流失。

圖1 鮮切蘋果感官評(píng)價(jià)Fig.1 Sensory evaluation of fresh-cut apple

2.3 P2Mo17Mn溶液處理對(duì)鮮切蘋果褐變度的影響（紫外分光光度計(jì)）

P2Mo17Mn溶液處理后鮮切蘋果褐變情況 （紫外分光光度計(jì)法）如圖3所示。隨著保藏時(shí)間的延長(zhǎng)，褐變程度持續(xù)上升，從第5天起褐變程度加快。比較處理組和對(duì)照組，處理組的褐變速率明顯緩于對(duì)照組，說明P2Mo17Mn溶液能延長(zhǎng)鮮切蘋果的貨架期。

2.4 P2Mo17Mn溶液處理對(duì)鮮切蘋果褐變度的影響（色差計(jì)法）

色澤是衡量果蔬商品價(jià)值的重要指標(biāo)之一，采后貯藏、加工處理過程中，褐變現(xiàn)象十分普遍，已成為導(dǎo)致商品價(jià)值降低的重要原因[24]。圖4是用色差計(jì)法測(cè)得的鮮切蘋果褐變度曲線圖，可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，蘋果L*值顯著降低（P＜0.05）。前 5 d，對(duì)照組的 L*值呈線性下降，直到第6天，L*值的下降速度減緩，第8天急劇下降。處理組L*值也在下降，下降過程中有波動(dòng)，其下降速度比對(duì)照組緩慢，此結(jié)果與用紫外分光光度計(jì)法測(cè)得的結(jié)果相符，說明P2Mo17Mn溶液能延緩褐變，有利于延長(zhǎng)貨架期。

2.5 P2Mo17Mn溶液處理對(duì)鮮切蘋果丙二醛的影響

丙二醛（MDA）是生物膜系統(tǒng)脂質(zhì)過氧化的主要產(chǎn)物之一，通常利用其含量表示脂質(zhì)過氧化程度和膜系統(tǒng)傷害程度。MDA的積累會(huì)對(duì)果蔬質(zhì)膜和細(xì)胞器造成傷害，因此其含量增加是果蔬衰老的重要標(biāo)志[23，25]。由圖5可知，隨著保藏時(shí)間延長(zhǎng)，MDA的含量先逐漸上升，第5天時(shí)達(dá)到峰值，隨后MDA的含量下降。與對(duì)照組相比，P2Mo17Mn溶液處理后鮮切蘋果中的MDA含量在整個(gè)貯藏過程中除第1天外均低于對(duì)照組，表明P2Mo17Mn能夠抑制蘋果中MDA含量的增加。

2.6 P2Mo17Mn溶液處理對(duì)鮮切蘋果PPO活性的影響

鮮切蘋果在保藏過程中的PPO活性變化如圖6所示?？梢钥闯?，經(jīng)P2Mo17Mn溶液處理，蘋果的PPO活性下降迅速，直到第6天基本維持穩(wěn)定，之后出現(xiàn)波動(dòng)。而對(duì)照組在第1天的PPO活性是處理組的2.375倍，之后活性迅速下降。從第3天開始，PPO活性下降速度減緩，第5天后又呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。5 d內(nèi)，處理組的PPO活性均低于對(duì)照組，且趨勢(shì)平穩(wěn)。第5天后，處理組的PPO活性出現(xiàn)波動(dòng)，基本高于對(duì)照組的PPO活性，可能是貯藏后期組織崩解和微生物的滋生所致。總體上，在一定時(shí)間內(nèi)，P2Mo17Mn溶液能有效降低PPO的活性。

圖3 P2Mo17Mn對(duì)鮮切蘋果褐變度的影響（紫外分光光度法）Fig.3 Effect of P2Mo17Mn on browning degree of fresh-cut apple （UV spectrophotometry）

圖4 P2Mo17Mn對(duì)鮮切蘋果褐變度的影響（色差計(jì)法）Fig.4 Effect of P2Mo17Mn on browning degree of fresh-cut apple （Colorimetry method）

2.7 P2Mo17Mn溶液處理對(duì)鮮切蘋果POD活性的影響

圖7是蘋果切片在貯藏過程中POD活性變化圖。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，POD的活性持續(xù)上升，1～4 d，活性上升緩慢，處理組從第4天開始，POD活性急劇上升，直到第7天活性上升減緩。而對(duì)照組4～6 d，POD活性急劇上升，之后POD活性趨于平緩。以6 d為分界線，第6天后處理組的POD活性遠(yuǎn)高于對(duì)照組。貯藏前期蘋果POD活性緩慢上升可能與果實(shí)的后熟有關(guān)，貯藏后期POD活性急劇上升可能與果實(shí)的衰老有關(guān)，這也表明，在蘋果貯藏后期P2Mo17Mn溶液能誘導(dǎo)POD活性的提高，降低膜脂過氧化作用，從而延緩蘋果的衰老[26]。

圖5 P2Mo17Mn對(duì)鮮切蘋果丙二醛含量的影響Fig.5 Effect of P2Mo17Mn on the MDA content of fresh-cut apple

圖6 P2Mo17Mn對(duì)鮮切蘋果PPO活性的影響Fig.6 Effect of P2Mo17Mn on the PPO activities of fresh-cut apple

圖7 P2Mo17Mn對(duì)鮮切蘋果POD活性的影響Fig.7 Effect of P2Mo17Mn on the POD activities of fresh-cut apple

3 結(jié)論

測(cè)定了P2Mo17Mn溶液處理的鮮切蘋果片的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)、失重率、褐變度（紫外分光光度計(jì)法、色差計(jì)法）、丙二醛含量、PPO活性以及POD活性，結(jié)果表明：P2Mo17Mn能有效延緩蘋果質(zhì)量的損失、褐變、丙二醛含量的增加以及PPO活性的增加，誘發(fā)POD活性的增加，保持水果的色澤、香味、硬度和質(zhì)地，延長(zhǎng)了蘋果的貨架期。