不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑褐變的影響

廖玲燕，凌月霜，劉云芬，段振華，宋慕波，帥良*

賀州學(xué)院食品與生物工程學(xué)院/食品科學(xué)與工程技術(shù)研究院（賀州 542899）

慈姑（Sagittaria sagittifoliaL.）又名茨菇，屬澤瀉科多年生草本植物，為圓形或橢圓形球莖，球莖可使用或制作淀粉，亦可入藥，是一種典型的藥食同源的植物。慈姑分布廣泛在中國、朝鮮、印度、日本，作蔬菜栽培，共30余個品種[1-3]。慈姑球莖營養(yǎng)豐富，每百克新鮮慈姑中含27.5 g碳水化合物、5.6 g淀粉、0.2 g脂肪，富含硒、磷、維生素E等[4-5]多種營養(yǎng)成分，其莖、葉和花中含有生物堿、少量皂苷、黃酮和慈姑醇等[6]成分。

鮮切果蔬是以新鮮果蔬為原料，經(jīng)清洗、去皮、切分、包裝等一系列處理后包裝成直接可利用的成品，是農(nóng)產(chǎn)品加工相對較新、發(fā)展較快的一個領(lǐng)域[7]。由于切分對果蔬細(xì)胞造成損傷，鮮切果蔬貯藏過程中會出現(xiàn)呼吸加快、傷乙烯生成速度加快、褐變、切割表面木質(zhì)化以及營養(yǎng)成分嚴(yán)重?fù)p失等現(xiàn)象，從而使得貨架期大大縮短[8]。鮮切果蔬的色度變化是影響產(chǎn)品品質(zhì)的主要因素，同時也是研究者關(guān)注的重點，它會直接影響消費者的購買欲，對于多數(shù)的鮮切果蔬而言，酶促褐變是導(dǎo)致變色的主要原因[9]。褐變能降低水果50%以上的經(jīng)濟(jì)價值，是造成許多果蔬巨大經(jīng)濟(jì)損失的重要因素之一，褐變的發(fā)生不但降低果蔬的感官品質(zhì)，導(dǎo)致消費者很難接受，同時也會消耗大量的營養(yǎng)成分[10]。因此，研究鮮切果蔬的褐變機(jī)理、尋找有效的褐變防控措施，一直是研究熱點。關(guān)于鮮切慈姑的保鮮方面的研究相對較少。試驗通過使用抗壞血酸和阿魏酸2種抗褐變劑對鮮切慈姑進(jìn)行處理，通過測定與褐變相關(guān)的生理生化指標(biāo)探究不同抗褐變劑對鮮切慈姑褐變的影響，為開發(fā)鮮切慈姑護(hù)色保鮮產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮慈姑（賀州市泰興超市，挑選果形正常、無黑斑、無病蟲害、無機(jī)械傷的中大型果洗凈后去皮）。

WYA（2WAJ）型阿貝折光儀（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；全自動雪花制冰機(jī)（常熟市雪科電器有限公司）；RXZ-500B智能人工氣候箱（寧波江南儀器廠）；722N可見光分光光度計（上海儀電分析儀器有限公司）；LG10-2.4A型高速離心機(jī)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理方法

去皮后的新鮮慈姑切成約3.0 cm（長）×2.5 cm（寬）×0.4 cm（厚）的切片，切片平均分為3等份，其中兩等份分別于體積分?jǐn)?shù)1% L-抗壞血酸溶液和0.2 g/L阿魏酸溶液中浸泡2 min，空白對照組則是用蒸餾水浸泡2 min，取出置于保鮮膜上晾干后裝入保鮮盒中并用保鮮膜封裝好。每盒10片左右，于恒溫箱中4 ℃保藏。

1.2.2 可溶性固形物（TSS）含量的測定

研究表明，TSS含量從一定程度上可以直接反映果蔬的品質(zhì)[16]。使用阿貝折光儀測定壓榨過濾后的慈姑汁TSS含量[11]，重復(fù)3次，單位用%表示。

1.2.3 褐變度測定

褐變是影響鮮切果蔬品質(zhì)的重要因素之一，褐變度能夠直接反映果蔬貯藏過程中褐變程度。鮮切慈姑褐變度的方法參照帥良等[11]的方法。取5 g慈姑樣品，加入10 mL 80%乙醇研磨成勻漿，在室溫下避光反應(yīng)30 min，每隔5 min攪拌1次，4 ℃下、以8 000 r/min離心10 min，收集上清液于420 nm測定吸光度，以80%乙醇為空白，重復(fù)測定3次。

式中：A為吸光度；V為提取液體積，mL；m為樣品質(zhì)量，g。

1.2.4 總酚、類黃酮含量測定

酚類物質(zhì)是果蔬品質(zhì)的重要組成因素之一，同時也是果蔬口感、風(fēng)味形成的關(guān)鍵因素。研究表明，果蔬中的酚類物質(zhì)具有重要的營養(yǎng)價值與保健價值，同時酚類物質(zhì)也是果蔬酶促褐變的重要底物，鮮切果蔬中酚類物質(zhì)含量直接影響其褐變程度。采用鹽酸-甲醇法測定鮮切慈姑中總酚、類黃酮含量[12]。1 g慈姑加入少許預(yù)冷的1%鹽酸-甲醇溶液，在冰浴條件下研磨勻漿，定容至25 mL，于4 ℃下、以12 000 r/min離心10 min，取上清液直接用于比色?？偡雍恳設(shè)D280nm/g FW表示，類黃酮含量以O(shè)D325nm/g FW表示。

1.2.5 多酚氧化酶（PPO）活性測定

PPO廣泛存在于植物細(xì)胞中，是果蔬中酚類物質(zhì)代謝的關(guān)鍵酶，是造成果蔬褐變的重要酶之一，能夠利用氧氣將酚類物質(zhì)催化氧化成醌[17]。參照Du等[13]方法略作改動。準(zhǔn)確稱取5 g慈姑樣品，加入0.2 g PVP和10 mL 0.2 mol/L磷酸緩沖液（pH 7.0），在冰浴條件下研磨勻漿，提取液于4 ℃下、以12 000 r/min離心10 min，上清液用于酶活性的測定。3 mL反應(yīng)液中含有2.8 mL 0.02 mol/L的鄰苯二酚溶液（用緩沖液配制）和0.2 mL酶液，對照組僅含有鄰苯二酚溶液。加入酶液后，測定OD410nm值的變化，以每分鐘每毫升ΔOD410nm變化0.001表示1個酶活性單位U，用U/g FW表示酶活力。

1.2.6 過氧化物酶（POD）活性測定

酚類物質(zhì)在POD的作用下能夠氧化成蒽醌，聚合成黑色素[18]。參照Yingsanga等[14]的方法并略作改動。取5.0 g慈姑樣品，加入10 mL預(yù)冷的0.05 mol/L pH 7.8磷酸緩沖液，在冰浴條件下研磨成勻漿，勻漿用尼龍濾布過濾，濾液于4 ℃、以10 000 r/min離心15 min，上清液即為酶提取液。反應(yīng)體系中含2.0 mL 0.2 mol/L pH 5.5乙酸-乙酸鈉緩沖液、1 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚溶液、0.1 mL 0.75% H2O2和0.05 mL酶提取液，每隔15 s記錄反應(yīng)體系在470 nm波長下的吸光度變化，以每分鐘每克慈姑酶促反應(yīng)體系吸光度增加0.001為1個POD活力單位（U），用U/g FW表示酶活力。

1.2.7 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性測定

PAL是苯丙烷代謝的第一個關(guān)鍵步驟酶，在機(jī)械傷的刺激下，PAL活性提高會加速苯丙氨酸的分解，大量的酚類物質(zhì)被合成，而酚類物質(zhì)與被激活的PPO相結(jié)合進(jìn)而導(dǎo)致褐變發(fā)生[19]。參照劉洪麗[15]的方法并略作改動。準(zhǔn)確稱取1.0 g慈姑樣品，放入預(yù)冷的研缽中，加入5 mL 0.1 mol/L pH 8.8硼酸緩沖液（內(nèi)含5 mmol/L巰基乙醇、1 mmol/L EDTA及體積分?jǐn)?shù)5%的甘油）和0.1 g PVP及少量的石英砂，在冰浴中研磨成勻漿，以10 000 r/min、4 ℃離心15 min，上清液即為粗酶液。

在5 mL反應(yīng)體系中，含500 μL酶液、3.50 mL PAL樣品提取液和1 mL 0.02 mol/L L-苯丙氨酸，測定時的對照不加酶液而用500 μL PAL樣品提取液代替。反應(yīng)體系于40 ℃水浴中保溫60 min后，立即加入0.2 mL 6 mol/L HCl終止反應(yīng)，隨后測定OD290nm值，以O(shè)D值變化0.01為1個酶活性單位（U），用U/g FW表示酶活力。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Microsoft Office 2013和SPSS v18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。使用SPSS v18.0結(jié)合Origin 8.5作圖，并使用Adobe Illustrator CS6軟件進(jìn)行圖形美化和編輯。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑褐變度的影響

由圖1可知，鮮切慈姑貯藏過程中，無論是否使用抗褐變劑處理，慈姑褐變度均隨著貯藏時間的延長而增大，褐變在鮮切慈姑貯藏過程中是必然發(fā)生的。與對照相比，1%抗壞血酸和0.2 g/L阿魏酸處理的鮮切茨菇其褐變度上升較為緩慢，對照組與處理組之間顯著差異（p＜0.01），由此可知抗壞血酸和阿魏酸處理均能有效延緩慈姑褐變。其中，0.2 g/L阿魏酸處理的效果要好于1%抗壞血酸處理，在貯藏6 d后差異顯著（p＜0.01）。

圖1 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑褐變度的影響

2.2 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑可溶性固形物含量的影響

由圖2可知，隨著貯藏時間延長，對照組和處理組的鮮切慈姑果實TSS含量均呈下降趨勢，與對照組相比處理組中TSS含量下降趨勢較慢，且對照組和處理組間呈顯著差異（p＜0.01）。研究發(fā)現(xiàn)，果蔬貯藏過程中，由于需要進(jìn)行一系列生理生化活動而消耗可溶性固形物[16]，而鮮切慈姑由于受切分影響，在貯藏過程中生理活動更加旺盛，導(dǎo)致TSS含量消耗加劇。而1%抗壞血酸和0.2 g/L阿魏酸處理均能延緩慈姑TSS含量下降，其中以1%抗壞血酸處理延緩效果較好。

圖2 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑可溶性固形物含量的影響

2.3 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑總酚含量的影響

由圖3可知，隨著貯藏時間延長，鮮切慈姑中總酚含量逐漸增加，其中對照組總酚含量要比處理組增加得更快，貯藏4 d后，處理組和對照組間呈現(xiàn)顯著差異（p＜0.01）。1%抗壞血酸和0.2 g/L阿魏酸處理均能抑制慈姑總酚含量上升，其中0.2 g/L阿魏酸抑制效果更好。

2.4 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑類黃酮含量的影響

由圖4可知，處理組和對照組在貯藏過程中類黃酮含量均隨著貯藏時間延長而逐漸增加，其中對照組上升得最快，1%抗壞血酸和0.2 g/L阿魏酸處理均能抑制慈姑類黃酮含量上升，其中0.2 g/L阿魏酸抑制效果更好。

2.5 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑PPO活性的影響

由圖5可知，鮮切慈姑貯藏過程中，對照組和0.2 g/L阿魏酸處理組中PPO活性呈先上升后下降趨勢，且0.2 g/L阿魏酸處理組中PPO活性一直小于對照組，而1%抗壞血酸處理組的PPO活性在貯藏過程中呈下降趨勢，且活性小于0.2 g/L阿魏酸處理組。整個貯藏過程中，對照組PPO一直大于2個處理組，由此可知，阿魏酸和抗壞血酸處理均能夠抑制鮮切慈姑PPO活性，其中抗壞血酸的抑制效果最好。

圖3 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑總酚含量的影響

圖4 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑類黃酮含量的影響

2.6 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑POD活性的影響

由圖6可知，鮮切慈姑貯藏過程中，POD的活性呈先上升后下降趨勢，在貯藏4 d后，處理組和對照組間呈顯著差異（p＜0.01），其中1%抗壞血酸處理對鮮切慈姑POD抑制效果較好。

2.7 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑PAL活性的影響

由圖7可知，貯藏過程中PAL酶活性均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，其中阿魏酸和抗壞血酸處理均能夠降低PAL酶活性，其中0.2 g/L阿魏酸處理能夠較好地抑制PAL酶活性。貯藏前期PAL酶活性提高可能與切分所引起的機(jī)械損傷有關(guān)[20]。

圖6 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑類POD活性的影響

圖7 不同抗褐變劑處理對鮮切慈姑類PAL活性的影響

3 討論與結(jié)論

褐變是鮮切果蔬貯藏過程中的主要問題之一，不僅影響鮮切果蔬的外觀品質(zhì)，同時也降低產(chǎn)品營養(yǎng)價值，嚴(yán)重影響鮮切果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此減少或抑制褐變對保持鮮切果蔬品質(zhì)至關(guān)重要[21]。果蔬褐變可以分為酶促褐變和非酶促褐變，大量研究認(rèn)為，造成鮮切果蔬褐變的主要原因是酶促褐變，因切分產(chǎn)生的損傷使得原本分離的酶和底物接觸從而產(chǎn)生褐變是造成酶促褐變的主要原因[22]。研究發(fā)現(xiàn)與褐變密切相關(guān)的酶類有多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）等酶類[22]。有研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械損傷會導(dǎo)致果蔬中苯丙氨酸解氨酶（PAL）的酶活性迅速提高，增加酚類物質(zhì)代謝的底物，進(jìn)而促進(jìn)褐變發(fā)生[15]。試驗通過使用阿魏酸和抗壞血酸2種抗褐變劑處理鮮切慈姑，通過測定相關(guān)生理生化指標(biāo)研究不同抗褐變劑對褐變的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2種抗褐變劑均能有效抑制鮮切慈姑褐變，較好維持鮮切慈姑TSS含量，降低鮮切慈姑貯藏過程中總酚、類黃酮含量上升，有效抑制褐變關(guān)鍵酶PPO、POD和PAL活性，不同抗褐變劑抑制效果不同，但是從褐變度和營養(yǎng)品質(zhì)上看阿魏酸的效果更好。同時從PPO、POD和PAL活性分析發(fā)現(xiàn)，鮮切慈姑褐變是一個復(fù)雜過程，3種酶類均參與鮮切慈姑褐變進(jìn)程，而貯藏過程中PPO酶活性的下降可能暗示，在鮮切慈姑褐變過程中可能與POD和PAL酶活性關(guān)系更為密切，這與杜傳來等[22]研究結(jié)果一致。試驗初步探討鮮切慈姑褐變機(jī)理，其進(jìn)一步的分子機(jī)理有待深入研究。