不同保鮮劑復(fù)合處理對鮮切芒果活性氧代謝、細(xì)胞膜透性和褐變的影響

袁 芳，邱詩銘，李 麗*

（1.廣西民族師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，廣西 崇左 532200；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西 南寧 530007；3.廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點實驗室，廣西 南寧 530007）

鮮切果蔬又稱為微加工或最小加工果蔬，即果蔬經(jīng)過清洗、整理、去皮、切割、保鮮、包裝而成，能保持較好的新鮮度，又因其營養(yǎng)健康、食用方便等特點深受各國消費者青睞[1-2]。金煌芒（Mangifera indicaLinn.）在我國廣西、廣東、海南、福建、臺灣等地都有種植，具有產(chǎn)量高、果實特大、味甜多汁、纖維少的特點[3-4]，適合加工成鮮切產(chǎn)品。鮮切芒果因其風(fēng)味獨特、營養(yǎng)方便的特點在零售店和餐飲業(yè)中需求很高。但鮮切水果易因機(jī)械損傷導(dǎo)致逆境脅迫，從而發(fā)生生理生化特性改變，從而加速組織衰老、褐變、營養(yǎng)物質(zhì)流失、品質(zhì)下降等。研究表明褐變與活性氧代謝有關(guān)，并且與膜脂過氧化增加密切相關(guān)，活性氧代謝失調(diào)可誘導(dǎo)膜脂過氧化作用加強(qiáng)，膜透性增加，加速組織衰老與褐變[5-7]。

國內(nèi)外有關(guān)鮮切芒果的研究主要集中在熱處理[8-9]、可食性涂膜[10]、果蔬保鮮劑[9-11]、脈光沖[12]、品種和成熟度[13]等對品質(zhì)的影響，其中果蔬保鮮劑以檸檬酸、（異）抗壞血酸（鹽）、鈣鹽為主。檸檬酸可以抑制鮮切獼猴桃的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性，但是單獨使用檸檬酸并不能使鮮切獼猴桃維持較高的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性[14]；（異）抗壞血酸（鹽）能將醌還原為酚類底物，進(jìn)而抑制酶促褐變，且與檸檬酸、氯化鈣聯(lián)合使用對鮮切蘋果、芒果等保鮮效果更好[9,11,15]。前人的研究顯示乙二胺四乙酸二鈉（disodium ethylenediaminetetraacetate，EDTA-2Na）、抗壞血酸及檸檬酸復(fù)配使用比單獨使用對保持鮮切山藥的護(hù)色效果更好[16]。目前對于檸檬酸、（異）抗壞血酸（鹽）、鈣鹽、EDTA-2Na等用于鮮切果蔬的研究重點在護(hù)色效果方面，對鮮切果蔬活性氧代謝與膜透性對褐變的影響研究甚少。在預(yù)實驗的研究基礎(chǔ)上，本實驗以3 種不同方式的保鮮劑組合處理鮮切芒果，探討不同復(fù)合保鮮劑對鮮切芒果褐變、活性氧代謝和膜透性的影響，以期為芒果鮮切技術(shù)的開發(fā)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金煌芒采自廣西省龍州縣，在果實八成熟時采摘，當(dāng)天運回實驗室，挑選大小均勻、成熟度一致的果實進(jìn)行實驗。

檸檬酸、異抗壞血酸、氯化鈣、EDTA-2Na均為國產(chǎn)食品級；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

3-18KS大型多功能冷凍離心機(jī) 德國Sigma公司；UV 1601紫外-可見分光光度計 上海佑科儀器儀表有限公司；超低溫冰箱 中科美菱公司。

1.3 方法

1.3.1 鮮切芒果加工與實驗分組

芒果清洗表面泥沙→去皮去核→切成厚1 cm的果片→保鮮處理5 min→撈出瀝干→聚乙烯保鮮袋包裝→4 ℃、相對濕度80%條件下貯藏15 d，每3 d取樣測定相關(guān)指標(biāo)。

各保鮮劑的質(zhì)量濃度梯度分別為：0.1、0.5、1.0 g/100 mL EDTA-2Na，0.5、1.0、2.0 g/100 mL檸檬酸，0.1、0.5、1.0 g/100 mL異抗壞血酸和0.2、0.5、0.8 g/100 mL氯化鈣。按照以上流程，采用三因素三水平正交試驗，以綜合感官評分為指標(biāo)，確定EDTA-2Na、檸檬酸和異抗壞血酸組合的最佳配比為：0.5 g/100 mL EDTA-2Na+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸；氯化鈣、檸檬酸和異抗壞血酸的組合最佳配比為：0.5 g/100 mL氯化鈣+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸。以上兩個組合中都有檸檬酸和異抗壞血酸，因此采用全面實驗設(shè)計法，以綜合感官評分為指標(biāo)，確定檸檬酸和異抗壞血酸的最佳組合為：1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸。

為了進(jìn)一步研究以上3 種組合保鮮劑對鮮切芒果的活性氧代謝、細(xì)胞膜透性和褐變的影響，在以上預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，對鮮切芒果按照以下4 種方式進(jìn)行保鮮處理，即對照：超純水；處理1：0.5 g/100 mL EDTA-2Na+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸；處理2：1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸；處理3：0.5 g/100 mL氯化鈣+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸。

每個處理組芒果片的總質(zhì)量為12 kg，每個處理分別做3 個平行。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 細(xì)胞膜相對滲透率的測定

參照Mao Linchun等[17]的方法測定細(xì)胞膜相對滲透率。用直徑為1 cm的打孔器從5 片鮮切芒果中取圓柱條果肉柱，用鋒利刀片切割成0.5 cm厚，取5 g用去離子水清洗后瀝干表面水分，再加入25 mL去離子水，室溫浸泡3 h，煮沸10 min，分別測定煮沸前后的電導(dǎo)率，相對滲透率按下式計算。

1.3.2.3 抗壞血酸含量的測定

抗壞血酸（ascorbic acid，AsA）含量的測定參照Lin Yifen等[5]的方法，單位為mg/100 g，結(jié)果以鮮質(zhì)量計。

1.3.2.4 總酚和類黃酮含量的測定

總酚和類黃酮含量的測定參考曹建康等[18]的方法，總酚和類黃酮含量分別以1 g鮮質(zhì)量的提取液在280 nm和325 nm波長處的OD值表示。

1.3.2.5 SOD、CAT、APX活力的測定

SOD、CAT、APX活力的測定參照李輝[19]的方法，并略加修改。從5 片鮮切芒果中取果肉5 g，加入50 mmol/L pH 7.0的磷酸鈉緩沖液（含0.1 mmol/L EDTA-2Na、0.3 g/100 mL曲拉通X-100、2 g/100 mL聚乙烯吡咯烷酮），冰浴研磨成勻漿，4 ℃、14 000hg離心20 min，取上清液定容至20 mL，用于SOD、CAT、APX活力的測定。

以每分鐘每克鮮果肉組織的反應(yīng)體系對氮藍(lán)四咄光化還原抑制50%為一個SOD活力單位（U）；以每分鐘每克鮮質(zhì)量鮮果肉組織在240 nm波長處吸光度降低0.1為一個CAT活力單位（U）；以每分鐘每克鮮質(zhì)量鮮果肉組織在290 nm波長處吸光度下降0.01為一個APX活力單位（U）；以上酶活力單位均為U/g。

1.3.2.6 過氧化物酶、PPO活力的測定

過氧化物酶（peroxidase，POD）、PPO活力的測定參照趙云峰等[20]的方法，并略加修改。從5 片鮮切芒果中果肉取10 g，加入50 mmol/L pH 6.86的磷酸鈉緩沖液，在冰浴中研磨成勻漿，4 ℃、14 000 r/min離心20 min，取上清液用于酶活力測定。

以每克鮮質(zhì)量組織每分鐘在525 nm波長處吸光度變化0.001為1 個PPO活力單位（U）；以每克鮮質(zhì)量組織每分鐘在470 nm波長處吸光度變化0.001為1 個POD活力單位（U）；以上酶活力單位均為U/g。

1.3.2.7 褐變指數(shù)的測定

參考楊巍等[21]的方法測定褐變指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 17.0軟件對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，使用Duncan法比較平均值之間的差異顯著性，P＜0.05表示差異顯著，采用Excel軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中細(xì)胞膜相對滲透率的影響

圖 1 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中細(xì)胞膜相對滲透率的影響Fig. 1 Effects of different treatments on relative permeability of cell membrane in fresh-cut mango

由圖1可知，對照組鮮切芒果的細(xì)胞膜相對滲透率在貯藏的0～6 d內(nèi)變化不大，在6～15 d內(nèi)快速上升，各處理組在0～9 d內(nèi)保持平穩(wěn)，在9～15 d內(nèi)快速上升。處理1組和處理3組芒果的細(xì)胞膜相對滲透率在6～15 d內(nèi)顯著低于對照組（P＜0.05），處理2組在9～12 d顯著低于對照組（P＜0.05）。說明這3 種處理都能降低鮮切芒果細(xì)胞膜相對滲透率，保持細(xì)胞膜的完整性，其中0.5 g/100 mL EDTA-2Na+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸（處理1）和0.5 g/100 mL氯化鈣+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸（處理3）復(fù)合使用效果更好。

2.2 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中·產(chǎn)生速率的影響

圖 2 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中g(shù)產(chǎn)生速率的影響Fig. 2 Effects of different treatments on the rate of · production in fresh-cut mango

2.3 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中AsA含量的影響

圖 3 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中AsA含量的影響Fig. 3 Effects of different treatments on the AsA content of fresh-cut mango

AsA是植物組織內(nèi)重要的內(nèi)源抗氧化物質(zhì)，可以抑制膜脂過氧化，減少褐變的發(fā)生[22]。由圖3可知，各組鮮切芒果的AsA含量在0～3 d內(nèi)急速下降，隨后對照組一直較平穩(wěn)，各處理組在3～6 d內(nèi)快速上升，處理1和處理3組在6～12 d內(nèi)保持平穩(wěn)，在貯藏末期快速下降，處理2組在6～15 d內(nèi)AsA含量變化不大。統(tǒng)計分析表明，相比對照組，各復(fù)合保鮮劑處理顯著提高了鮮切芒果貯藏中后期的AsA含量（P＜0.05）。

2.4 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中總酚和類黃酮的影響

圖 4 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中總酚（A）和類黃酮（B）含量的影響Fig. 4 Effects of different treatments on the total phenols (A) and flavonoids (B) contents of fresh-cut mango

植物組織中實際測定的總酚含量取決于總酚合成和氧化降解之間的平衡[23-25]。從圖4A可知，各組鮮切芒果的總酚含量在貯藏前期緩慢下降，而后保持平穩(wěn)，與對照組相比，各復(fù)合保鮮劑處理組在貯藏前期總酚含量更高，在第3天與對照組差異顯著（P＜0.05）?？偡右环矫嫫鹂寡趸饔?，另一方面作為酶促褐變反應(yīng)的底物促進(jìn)褐變的發(fā)生；但由于第3天鮮切芒果還沒有出現(xiàn)明顯的褐變現(xiàn)象，所以推測貯藏前期較高的總酚含量主要起抗氧化的作用。

類黃酮也是植物組織內(nèi)的抗氧化物質(zhì)之一，由圖4B可知，在整個貯藏過程中，對照組鮮切芒果的類黃酮含量變化不大，各復(fù)合保鮮劑處理組先增加后下降再保持平穩(wěn)，且與對照相比，各處理組在貯藏前期保持了較高的類黃酮含量，其中處理3組在第3天與對照組差異顯著（P＜0.05）。

2.5 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中SOD、CAT、APX活力的影響

圖 5 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中SOD（A）、CAT（B）和APX（C）活力的影響Fig. 5 Effects of different treatments on the activity of SOD (A),CAT (B) and APX (C) in fresh-cut mango

由圖5A可知，對照組鮮切芒果的SOD活力在貯藏的前3 d快速上升，隨后一直緩慢下降。處理1組的鮮切芒果SOD活力在貯藏的前12 d保持平穩(wěn)，12～15 d快速下降，處理2和處理3組SOD活力在前3 d快速上升。統(tǒng)計分析表明，處理1和2組鮮切芒果的SOD活力在6～12 d內(nèi)顯著高于對照組（P＜0.05），處理3組的SOD活力在9～12 d內(nèi)顯著高于對照組（P＜0.05）。說明這3 個處理組鮮切芒果在貯藏中后期都保持了較高的SOD活力，處理1和2更有利于保持較高的SOD活力。

由圖5B可知，對照組鮮切芒果CAT活力在0～12 d變化不大，在12～15 d快速上升。處理2組的CAT活力在0～3 d快速下降，在3～6 d變化不大，隨后在6～9 d快速上升達(dá)高峰之后又快速下降。處理1組在0～9 d都呈上升趨勢，在第9天達(dá)到高峰值后開始下降，處理3組在0～6 d快速上升后又快速下降。統(tǒng)計分析表明，處理1組和3組在3～12 d內(nèi)CAT活力均顯著高于對照組（P＜0.05），處理2組在9～12 d內(nèi)CAT活力顯著高于對照組（P＜0.05），整個貯藏過程中處理1和2更有利于保持較高的SOD活力。

由圖5C可知，對照組鮮切芒果APX活力在0～3 d下降，在3～6 d上升之后一直緩慢下降。處理1組和2組鮮切芒果APX活力在0～9 d變化不大，在9～15 d上升，且在第3天和12～15 d內(nèi)顯著高于對照組（P＜0.05）。處理3組的APX活力在0～9 d變化趨勢與對照組一致，但在9～15 d內(nèi)保持平穩(wěn)，且在第3天和12～15 d內(nèi)顯著高于對照組（P＜0.05）。

2.6 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中POD、PPO活力的影響

圖 6 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中POD（A）和PPO（B）活力的影響Fig. 6 Effects of different treatments on the activity of POD (A) and PPO (B) in fresh-cut mango

由圖6A可知，鮮切芒果的POD活力在貯藏前期快速下降，其中對照組在9～12 d內(nèi)快速上升，隨后緩慢下降，各處理組的POD活力在0～6 d快速下降后，在6～12 d內(nèi)保持平穩(wěn)，在12～15 d處理2、3組的POD活力較快上升。統(tǒng)計分析表明，處理1組在第3天顯著高于對照組，處理2組在第6天顯著高于對照組，處理3組鮮切芒果POD活力在3～9 d內(nèi)顯著高于對照組，在12～15 d，各處理組的POD活力都顯著低于對照組（P＜0.05）。

由圖6B可知，各組鮮切芒果的PPO活力在0～3 d快速上升，3～6 d較快下降后變化不大，與對照組相比，各處理有效降低了鮮切芒果貯藏過程中的PPO活力。統(tǒng)計分析表明，處理1組的PPO活力在3～12 d、處理2組在3 d和6～15 d，及處理3組在6～12 d均顯著低于對照組（P＜0.05），其中處理1抑制PPO活力的效果較好。

2.7 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中褐變指數(shù)的影響

圖 7 不同處理對鮮切芒果貯藏過程中褐變指數(shù)的影響Fig. 7 Effects of different treatments on browning index of fresh-cut mango

由圖7可知，鮮切芒果的褐變指數(shù)在0～3 d內(nèi)為0，3 d后開始上升，在6～15 d內(nèi)各處理組的褐變指數(shù)都顯著低于對照組（P＜0.05），說明這3 種處理方式均可以有效抑制鮮切芒果的褐變。其中處理1和處理3抑制褐變的效果更好。

3 討 論

鮮切果蔬由于機(jī)械損失，活性氧會快速產(chǎn)生并積累，從而加速膜脂過氧化，增加膜的通透性并加速衰老，細(xì)胞膜的破壞利于PPO與酚類底物接觸并將酚類氧化醌類形成棕色聚合物，增加褐變[7,26-28]?；钚匝跚宄到y(tǒng)包含酶促和非酶促兩大體系，酶促清除體系主要包括SOD、CAT、APX、POD等多種酶，這幾種酶協(xié)同作用清除植物體內(nèi)的活性氧，降低活性氧水平；非酶系主要包含抗壞血酸、酚類、黃酮類等多種物質(zhì)[5,26]。本研究中EDTA-2Na+檸檬酸+異抗壞血酸、檸檬酸+異抗壞血酸、氯化鈣+檸檬酸+異抗壞血酸這3 種方式處理均維持了鮮切芒果在貯藏中后期較高的SOD、CAT、APX活力，保持了較高的AsA含量，且降低了O2-g的產(chǎn)生速率，這有利于降低鮮切芒果的活性氧水平，保持了細(xì)胞膜的相對完整，從而抑制細(xì)胞膜相對滲透率升高和褐變，但對總酚、類黃酮含量的影響不大，說明SOD、CAT、APX 3 種酶和AsA在鮮切芒果的活性氧清除中起主導(dǎo)作用。POD一方面可以清除植物體內(nèi)的過氧化氫；另一方面又能加速PPO催化的酶促褐變反應(yīng)[24-25,29]，從實驗結(jié)果看，3 種處理都可以降低PPO活力，且對照組的鮮切芒果在貯藏后期的POD活力顯著高于這3 個處理組，從而加速了對照組鮮切芒果的褐變。

以上結(jié)果說明0.5 g/100 mL EDTA-2Na+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸處理、1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸、0.5 g/100 mL氯化鈣氯化鈣+1.0 g/100 mL檸檬酸+1.0 g/100 mL異抗壞血酸3 種處理方式均能維持較高的活性氧代謝酶活力，從而抑制細(xì)胞膜透性增加，且降低PPO活力，在貯藏后期抑制POD活力，有效抑制鮮切芒果褐變。雖然這3 種處理對抑制鮮切芒果褐變效果的差異不明顯，但檸檬酸+異抗壞血酸+EDTA-2Na和檸檬酸+異抗壞血酸+氯化鈣在抑制細(xì)胞膜透性增加、保持CAT活力和降低O2-g的產(chǎn)生速率方面的效果更好。