UV-C處理對鮮切‘皇冠’梨褐變的影響

陳晨，姜愛麗，劉程惠，趙琪琪，張艷慧，胡文忠

UV-C處理對鮮切‘皇冠’梨褐變的影響

陳晨，姜愛麗，劉程惠，趙琪琪，張艷慧，胡文忠

（大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/生物技術(shù)與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連 116600）

【】探索UV-C預(yù)處理后鮮切和鮮切后UV-C輻照兩種方式對鮮切梨褐變的控制效果及其生理機(jī)制，為鮮切梨的貯藏保鮮以及擴(kuò)大UV-C在果蔬方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)。以鮮切‘皇冠’梨為研究對象，分別在鮮切前、后采用UV-C（有效波長254 nm）輻照處理5 min，分析在5℃貯藏過程中，兩種方式UV-C處理后鮮切梨的褐變程度（BI）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、總酚含量、抗氧化相關(guān)酶（超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶CAT、抗壞血酸過氧化酶APX、谷胱甘肽還原酶GR）活性、H2O2和丙二醛（MDA）含量以及非酶抗氧化能力（DPPH、ABTS自由基清除能力和還原能力）的變化。與對照相比，兩種UV-C處理均能顯著抑制鮮切梨的褐變，其中鮮切后UV-C處理控制效果更好。兩種UV-C處理均不同程度提高鮮切梨的PPO活性、降低PAL活性和總酚含量，同時提高鮮切梨的抗氧化酶活性以及非酶抗氧化能力，抑制了H2O2和MDA的積累。相關(guān)性分析顯示，鮮切梨的BI值與CAT、APX和GR活性以及非酶抗氧化能力呈極顯著負(fù)相關(guān)（<0.01），與H2O2和MDA含量呈極顯著正相關(guān)（<0.01）。UV-C處理主要通過提高鮮切梨的抗氧化防御能力從而延緩貯藏過程中的表面褐變，兩種處理方式相比，鮮切后UV-C處理更能有效提高鮮切梨的抗氧化能力，對褐變控制效果更好。

鮮切梨；褐變；UV-C；生理機(jī)制

0 引言

【研究意義】近年來，鮮切果蔬由于其方便、快捷、衛(wèi)生、營養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，深受國內(nèi)外消費(fèi)者喜愛。但鮮切操作，例如去皮、切分等，會引發(fā)果蔬發(fā)生一系列復(fù)雜的生理變化，從而加速果蔬衰老和品質(zhì)劣變。其中切割傷害引起的表面褐變是包括鮮切梨在內(nèi)的多種鮮切果蔬品質(zhì)下降以及貨架期縮短的主要因素之一，也是目前鮮切果蔬加工和貯藏過程中面臨的重要問題[1-2]。因此，探索一種有效的保鮮方法來延緩鮮切果蔬在貯藏期間的表面褐變，對延長其貨架期具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】鮮切果蔬表面褐變是一個復(fù)雜的過程，一般認(rèn)為鮮切操作破壞了果蔬組織結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞空間區(qū)域化喪失，打破了原來多酚氧化酶（PPO）與其底物酚類物質(zhì)的分區(qū)定位，從而使酶與底物接觸，導(dǎo)致酶促褐變反應(yīng)的發(fā)生[3-4]。近年來的研究表明鮮切操作引起活性氧（ROS）的大量產(chǎn)生，導(dǎo)致膜脂過氧化，從而破壞膜結(jié)構(gòu)，加劇酶促褐變反應(yīng)。提高抗氧化能力能夠有效降低ROS積累，從而減輕膜脂過氧化，降低褐變程度[5-7]。因此，酚酶反應(yīng)、ROS過量產(chǎn)生、膜脂過氧化、抗氧化系統(tǒng)損傷與鮮切果蔬表面褐變具有重要關(guān)系。短波紫外線（UV-C）是一種被認(rèn)為安全的（GRAS）殺菌技術(shù)，目前已允許其應(yīng)用于多種食品的表面殺菌[8]，適宜計量的UV-C處理還能有效控制多種鮮切果蔬貯藏期間的表面褐變，但褐變控制機(jī)理各不相同。例如適宜計量的UV-C可以降低PPO、過氧化物酶（POD）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性，減輕細(xì)胞損傷，從而抑制鮮切蓮藕和鮮切楊桃的褐變[9-10]。Huang等[11]研究發(fā)現(xiàn)UV-C處理通過降低PPO和POD活性，同時提高PAL活性、總酚含量和抗氧化能力來有效控制鮮切百合的褐變。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)，UV-C處理也能有效延緩鮮切蘋果貯藏期間的褐變，但是并不能抑制其PPO活性[12]，進(jìn)一步研究認(rèn)為，UV-C主要是通過提高抗氧化防御系統(tǒng)，調(diào)節(jié)ROS代謝抑制鮮切蘋果褐變[13]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前UV-C對鮮切果蔬的褐變控制研究均為鮮切后UV-C處理，完整果蔬UV-C預(yù)處理后鮮切的研究尚未見報道。同時，針對不同鮮切果蔬產(chǎn)品，UV-C控制其褐變的生理機(jī)制也不盡相同?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以鮮切梨為研究對象，采用UV-C預(yù)處理后鮮切以及鮮切后UV-C處理兩種方式，動態(tài)監(jiān)控貯藏期間鮮切梨的褐變程度，同時分析與褐變相關(guān)生理指標(biāo)的變化，系統(tǒng)研究兩種UV-C處理方式對鮮切梨褐變控制的生理機(jī)制，為鮮切梨的貯藏保鮮以及擴(kuò)大UV-C在果蔬方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2017年5月至2018年4月在大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院進(jìn)行。

1.1 材料與試劑

‘皇冠’梨：購于大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)樂購超市，選擇大小均一、色澤均勻、無病蟲害、無機(jī)械損傷、表面光滑的梨果進(jìn)行試驗(yàn)；過氧化氫、無水乙醇、丙酮、福林酚、愈創(chuàng)木酚、苯丙氨酸、硝普鈉、聚乙烯吡咯烷酮、硫代巴比妥酸、三聚乙酸、鄰苯二酚等試劑（分析純），購于天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；GR、SOD試劑盒，購于蘇州科銘生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CR400/CR410型色差計，日本Konica Minolta公司；電子分析天平AL240，瑞士Mettler Toledo公司；電熱恒溫水浴鍋DK-S26、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG- 9053A，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；紫外可見分光光度計UV-9200，北京瑞利分析儀器有限公司；勻漿機(jī)T-25，德國IKA；臺式高速冷凍離心機(jī)BR4i，法國Jouan；制冰機(jī)SiM-F140，日本三洋。

1.3 樣品預(yù)處理

將‘皇冠’梨隨機(jī)分成3組：第一組‘皇冠’梨置于紫外燈（有效波長為254 nm）下35 cm處照射5 min，隨后于5℃冷庫貯藏12 h，用滅菌的削皮刀去皮去核切割成約1.5 cm3的小塊，為預(yù)UV-C處理組；第二組‘皇冠’梨置于5℃冷庫貯藏12 h后，按照與第一組相同的操作進(jìn)行鮮切處理，再采用UV-C輻照處理，為UV-C處理組；第三組‘皇冠’梨置于5℃冷庫貯藏12 h后鮮切，作為對照。每組處理量為220塊鮮切樣品，設(shè)置3個重復(fù)，將3組處理后的鮮切梨分別放入一次性托盤中并用保鮮膜包好，置于5℃冷庫中貯藏。定期取樣用于分析生理生化變化。

1.4 生理指標(biāo)的測定

1.4.1 褐變指數(shù) 褐變指數(shù)（BI）的測定采用色差計測定*、*、*值，根據(jù)公式計算[14]。

BI=[100(x-0.31)]/0.172

x=(a*+1.75 L*)/(5.645 L*+a*-3.012 b*)

1.4.2 H2O2含量測定 H2O2含量的測定參考Patterson等[15]的方法。3 g樣品加入5 mL丙酮均質(zhì)，4℃下10 000 r/min離心20 min。取1 mL上清液加入0.1 mL四氯化鈦的濃鹽酸溶液和0.2 mL濃氨水，混合液10 000 r/min離心15 min，取沉淀溶于3 mL H2SO4中，410 nm下測定吸光值，以H2O2繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計算，結(jié)果用μmol?g-1表示。

1.4.3 總酚含量測定 總酚含量（TPC）的測定采用福林酚法[16]。5 g樣品加入25 mL 75%乙醇超聲提取40 min，4℃下10 000 r/min離心20 min，上清液用于測定總酚含量和抗氧化活性。取1 mL上清液加入福林酚試劑0.2 mL，快速混勻后加入20% Na2CO3溶液1 mL，充分混勻，室溫避光放置30 min，在760 nm下測定吸光值，以沒食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計算。樣品中的總酚含量用mg/100 g表示。

1.4.4 酶活性測定 PPO、CAT和APX活性測定參考Chen等[17]的方法，PAL活性測定參考李雪等[18]的方法，GR、SOD測定采用試劑盒法。

酶液提?。? g樣品分別加入20 mL不同酶提取液均質(zhì)后，4℃下12 000 r/min離心30 min，上清液用于酶活性測定。PPO、CAT提取液為0.2 mol?L-1pH 6.4 磷酸緩沖液（含1 g聚乙烯吡咯烷酮）；APX提取液為0.1 mol?L-1pH 7.5磷酸緩沖液（含1 mmol?L-1EDTA和3 mmol?L-1抗壞血酸）；PAL提取液為0.1 mol?L-1pH 8.7的硼酸鈉緩沖液（含0.037% EDTA、0.137%-巰基乙醇、3%聚乙烯吡咯烷酮），GR和SOD提取液分別來自蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的GR和SOD活性測定試劑盒。

PPO活性測定：按順序依次加入2.4 mL 50 mmol?L-1乙酸-乙酸鈉緩沖液（pH 5.5）、0.6 mL 50 mmol?L-1鄰苯二酚、0.1 mL酶液，420 nm掃描3 min吸光值變化，以每min下降1個吸光值作為一個酶活性單位（U）。

CAT活性測定：依次加入1.9 mL 0.1 mol?L-1磷酸緩沖液（pH 7.8）、0.1 mL酶液、0.3 %H2O2，240 nm掃描3 min吸光值變化，以每min下降0.01吸光值作為1 U。

APX活性測定：依次加入2.6 mL 50 mol?L-1磷酸緩沖液（pH 7.5，含0.1 mmol?L-1EDTA、0.5 mmol?L-1抗壞血酸）、0.1 mL酶液、0.3 mL 2 mmol?L-1H2O2，290 nm掃描3 min吸光值變化，以每min下降0.01吸光值作為1 U。

PAL活性測定：按順序依次加入3 mL 50 mmol?L-1硼酸-硼砂緩沖溶液（pH 8.8）、0.5 mL 20 mmol?L-1L-苯丙氨酸溶液、0.5 mL酶液，37℃孵育60 min，分別在孵育前后290 nm測定吸光值，以每h下降0.01吸光值作為1 U。

1.4.5 抗氧化能力 抗氧化能力采用DPPH自由基和ABTS自由基清除能力以及還原能力3種方法進(jìn)行測定[19]。

DPPH自由基清除能力測定：0.1 mL多酚提取液加入3.9 mL 0.1 mmol?L-1DPPH溶液中，混合后室溫靜置30 min，于517 nm測定吸光值。

ABTS自由基清除能力測定：2.45 mmol過硫酸鉀與等體積7 mmol?L-1ABTS混勻后避光放置12—16 h，適當(dāng)稀釋后使其在734 nm下吸光值約為0.7，即為ABTS工作液，將0.1 mL樣品加入3.9 mL ABTS工作液中，反應(yīng)5 min后在734 nm測定吸光值。

還原能力測定：將300 mmol?L-1乙酸緩沖液（pH 3.6）、40 mmol?L-1TPTZ溶液（用10 mmol?L-1HCl配制）和20 mmol?L-1FeCl3溶液以10﹕1﹕1的比例混合制得FRAP工作液。待測樣品提取物與FRAP工作液以1﹕30（v﹕v）的比例混合后37℃保溫5 min，于593 nm測定吸光值。以Trolox作為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計算，測定結(jié)果以每g樣品相當(dāng)于Trolox的物質(zhì)的量（μmol）表示。

1.4.6 MDA含量 MDA含量的測定參考Ren等[20]的方法。2 g樣品加入100 g?L-1三氯乙酸溶液均質(zhì)，4℃下13 000 r/min離心20 min，2 mL上清加入2 mL硫代巴比妥酸溶液煮沸20 min，冷卻，分別于450、532和600 nm下測定吸光值。MDA含量如下公式計算，其中，：提取液總體積（mL）；：測定時所取樣品提取液體積（mL）；：樣品重（g）。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS17.0軟件對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，利用鄧肯氏多重比較法對不同處理組樣品進(jìn)行差異顯著性分析，<0.05表示差異顯著，生理指標(biāo)相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性分析。采用origin 9.0軟件繪圖。

2 結(jié)果

2.1 UV-C處理對鮮切梨褐變程度的影響

表面褐變是影響鮮切梨貨架期的重要因素之一。如圖1所示，鮮切梨在貯藏初期呈亮白色，當(dāng)貯藏至第12天時，3組樣品均發(fā)生了不同程度的褐變，但兩種UV-C處理組的褐變程度均低于對照組樣品。與表觀顏色變化相對應(yīng)，鮮切梨的褐變指數(shù)（BI）在貯藏期間均呈上升趨勢，但兩種UV-C處理組樣品的BI值上升較慢，且在12 d的貯藏過程中均顯著低于對照組（<0.05），鮮切后UV-C處理組的BI值低于預(yù)UV-C處理，說明鮮切后UV-C處理更能有效控制鮮切梨貯藏期間的褐變。

不同字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。下同 Different alphabets are significantly (P<0.05) different among different treated samples. The same as below

2.2 UV-C處理對鮮切梨PPO活性的影響

PPO是引起鮮切果蔬組織褐變的關(guān)鍵酶，如圖2所示，鮮切梨的PPO活性在貯藏前2 d天略有下降，隨著貯藏時間的延長，呈先上升后下降的趨勢。兩種UV-C處理組樣品在貯藏前8 d時PPO活性要顯著高于對照組，說明UV-C處理能夠加速鮮切梨PPO的合成，其中預(yù)UV-C處理誘導(dǎo)PPO合成能力高于鮮切后UV-C處理，但同時其PPO活性下降也較快，當(dāng)貯藏8 d以后顯著低于對照組樣品（<0.05），而鮮切后UV-C處理組在貯藏后期（10—12 d）PPO活性與對照組無顯著差異（>0.05）。

2.3 UV-C處理對鮮切梨總酚含量和PAL活性的影響

多酚類物質(zhì)是水果中重要的抗氧化物質(zhì)，同時也是酶促褐變的底物。如圖3-a所示，鮮切梨貯藏過程中多酚類物質(zhì)的含量呈先上升后下降的趨勢。機(jī)械傷害能夠誘導(dǎo)多酚類物質(zhì)的合成[21-22]，因此，在貯藏初期，總酚含量上升，隨著貯藏時間延長，褐變程度加深，多酚類物質(zhì)不斷被消耗，含量逐漸下降。兩種UV-C處理組樣品的總酚含量在貯藏第2、8和12天時要顯著低于對照組。PAL是苯丙烷代謝途徑中合成酚類物質(zhì)的限速酶，鮮切梨在貯藏期間的PAL活性變化趨勢以及兩種UV-C處理對PAL活性的影響與總酚含量基本一致，在貯藏過程中PAL活性呈先上升后下降的趨勢，且兩種UV-C處理顯著降低PAL活性（圖3-b），但3組樣品的PAL活性在貯藏前8 d一直呈上升趨勢，而總酚含量卻在此之前開始下降，可能是由于在貯藏過程中酚類物質(zhì)由于褐變的消耗速率要高于其合成速度，由于對照組樣品褐變程度最大，所以其總酚含量從第2天就開始下降。

圖2 UV-C處理對鮮切‘皇冠’梨PPO活性的影響

2.4 UV-C處理對鮮切梨H2O2和MDA含量的影響

如圖4-a所示，鮮切梨的H2O2含量貯藏2 d時略有下降，隨后逐漸上升，兩種UV-C處理組樣品的H2O2含量均顯著低于對照組樣品（<0.05），但兩種處理方式之間除了貯藏8 d外，并沒有顯著差異（>0.05）。H2O2的積累導(dǎo)致膜脂過氧化程度不斷加深，所以MDA的含量也逐漸升高，但在貯藏后期可能由于與蛋白發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，因而其含量逐漸下降。兩種UV-C處理方式均能降低鮮切梨MDA的積累，但鮮切后UV-C處理效果更好。

圖3 UV-C處理對鮮切‘皇冠’梨總酚含量（a）和PAL活性（b）的影響

圖4 UV-C處理對鮮切‘皇冠’梨H2O2（a）和MDA含量（b）的影響

2.5 UV-C處理對鮮切梨抗氧化酶活性的影響

SOD、CAT、APX和GR是果蔬體內(nèi)重要的抗氧化酶。如圖5-a所示，鮮切梨在貯藏過程中SOD活性呈先下降后上升的趨勢，在貯藏6 d時，活性最低。鮮切后UV-C處理組樣品在貯藏2—10 d中SOD活性均顯著高于對照組（<0.05），而UV-C預(yù)處理組只有在貯藏6—10 d以后，SOD活性高于對照組（<0.05）。鮮切梨的CAT活性在貯藏期間整體呈下降趨勢，兩種UV-C處理均能夠延緩CAT活性的下降，其中鮮切后UV-C處理的延緩效果更好（圖5-b）。如圖5-c和5-d所示，鮮切梨的APX和GR活性在貯藏過程中均呈先上升后下降的趨勢，3組鮮切梨樣品的APX和GR活性均分別在貯藏2 d和4 d時達(dá)到最大，鮮切后UV-C處理一定程度上提高了鮮切梨的APX活性，而UV-C預(yù)處理對鮮切梨的APX活性無顯著影響（>0.05），但能夠顯著提高鮮切梨的GR活性（< 0.05），且提高效果高于鮮切后UV-C處理。

2.6 UV-C處理對鮮切梨非酶抗氧化能力的影響

分別采用DPPH自由基和ABTS自由基清除能力以及還原能力來評價UV-C處理對鮮切梨非酶抗氧化能力的影響，結(jié)果如圖6所示。鮮切梨在貯藏期間抗氧化能力呈下降趨勢，鮮切后UV-C處理可以提高鮮切梨的抗氧化能力，但在貯藏過程中其抗氧化能力下降速度較快，貯藏6 d后，鮮切后UV-C處理組樣品對DPPH自由基的清除能力和還原能力與對照組樣品無顯著差異，對ABTS自由基的清除能力在貯藏8 d后與對照組樣品無顯著差異（>0.05）。與對照相比，UV-C預(yù)處理對鮮切梨的DPPH自由基清除能力以及還原能力無顯著影響（>0.05），但在貯藏2—6 d時，其對ABTS自由基的清除能力顯著高于對照組樣品（<0.05）。由此可見，鮮切后UV-C處理能更有效提高鮮切梨的非酶抗氧化能力。

圖5 UV-C處理對鮮切‘皇冠’梨SOD（a）、CAT（b）、APX（c）和GR（d）活性的影響

圖6 UV-C處理對鮮切‘皇冠’梨DPPH自由基（a）和ABTS自由基（b）清除能力、還原能力（c）的影響

2.7 相關(guān)性分析

如圖7所示，鮮切梨貯藏期間褐變程度（BI值）與H2O2和MDA含量以及PAL活性呈極顯著正相關(guān)（<0.01），與CAT、APX和GR活性以及DPPH自由基和ABTS自由基清除能力、還原能力呈極顯著負(fù)相關(guān)（<0.01）。

3 討論

切割傷害引發(fā)鮮切水果的表面褐變是影響其貨架期的主要因素之一，本研究結(jié)果顯示UV-C預(yù)處理后鮮切以及鮮切后UV-C處理均能夠有效延緩鮮切梨的褐變。酶促褐變是一個復(fù)雜的過程，一般認(rèn)為PPO在有氧條件下催化酚類物質(zhì)形成鄰苯醌，后者通過復(fù)雜的醌聚合反應(yīng)形成褐色物質(zhì)是酶促褐變發(fā)生的直接原因，在完整的細(xì)胞組織中，PPO主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，而酚類物質(zhì)通常貯存和積累在液泡中，鮮切切割操作打破了酚酶的區(qū)域化分布，使PPO與酚類底物相遇，引起褐變的發(fā)生[23]。當(dāng)前許多研究采用的褐變控制方法均伴隨著PPO活性的降低[24-25]，但是在本研究中，兩種UV-C處理方式卻使PPO活性提高，提示UV-C可能通過其他途徑控制鮮切梨的褐變。Huque等[26]研究表明鮮切蘋果的PPO含量足以引起褐變的發(fā)生，其褐變的限制性因素是酚類物質(zhì)的含量，在本研究中，兩種UV-C處理后可以使總酚含量降低，這可能是其控制鮮切梨褐變因素之一。

近年來，越來越多研究表明酶促褐變不僅與酚類物質(zhì)含量以及PPO的活性有關(guān)，還受細(xì)胞膜透性以及膜脂過氧化等多因素影響[6]。Cantos等[27]研究認(rèn)為鮮切馬鈴薯的褐變速度與PPO活性以及酚類物質(zhì)濃度無關(guān)，細(xì)胞膜的完整性才是控制褐變速率的關(guān)鍵因素。同樣，Li等[28]的研究也發(fā)現(xiàn)膜是影響鮮切梨褐變的重要因素。細(xì)胞膜的破壞除了由于鮮切操作帶來的直接機(jī)械損傷外，切割傷害引發(fā)大量ROS的產(chǎn)生，直接或間接啟動膜脂過氧化反應(yīng)，過氧化產(chǎn)物MDA使膜中的酶蛋白發(fā)生交聯(lián)、聚合反應(yīng)，引起細(xì)胞膜的損傷和破壞，最終導(dǎo)致細(xì)胞膜的區(qū)室化功能喪失，從而加快酶促褐變反應(yīng)的發(fā)生[29-30]，減緩膜脂過氧化程度可以有效控制鮮切果蔬的褐變程度[31]。隨著貯藏時間的延長，鮮切梨的H2O2含量不斷升高，膜脂過氧化程度逐漸加重，相關(guān)性分析結(jié)果顯示鮮切梨的褐變程度與H2O2和MDA含量呈顯著正相關(guān)，進(jìn)一步證實(shí)了自由基引發(fā)的膜脂過氧化是加劇褐變的重要因素。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)UV-C處理可以通過提高鮮切蘋果的ROS代謝能力，減輕膜脂過氧化程度從而控制鮮切蘋果的褐變[13]。同時，UV-C處理還能提高鮮切楊桃貯藏過程中細(xì)胞膜的完整性，進(jìn)而控制其褐變反應(yīng)[9]。本研究中，兩種UV-C處理均能降低H2O2和MDA的積累，從而說明無論是鮮切前還是鮮切后UV-C處理，均可以通過降低ROS的積累以及減輕氧化損傷來控制鮮切梨的褐變。

圖7 BI與PPO活性等生理指標(biāo)的相關(guān)性分析

ROS的大量積累會加劇酶促褐變反應(yīng)，但同時果蔬自身擁有一套精準(zhǔn)的抗氧化防御系統(tǒng)，能夠及時清除ROS，因此，抗氧化防御系統(tǒng)在褐變控制過程中發(fā)揮重要的作用[32]。切割傷害能夠誘導(dǎo)鮮切果蔬的抗氧化酶活性提高以及抗氧化物質(zhì)積累，因此在貯藏初期（前2 d），鮮切梨的抗氧化酶（APX和GR）活性和總酚含量顯著提高，而H2O2含量顯著降低。隨著貯藏時間的延長，果蔬組織逐漸衰老，其抗氧化防御能力也逐漸減弱，從而引起ROS大量積累，氧化損傷程度加重，最終加劇褐變反應(yīng)。相關(guān)性分析結(jié)果也顯示鮮切梨的H2O2和MDA含量分別與抗氧化酶活性（CAT和GR）和抗氧化能力（還原能力、DPPH自由基和ABTS自由基清除能力）呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。研究表明UV-C處理能夠提高鮮切紫甘藍(lán)[33]、鮮切石榴[34]、鮮切紅心蘿卜[35]的酶與非酶抗氧化能力，而鮮切果蔬抗氧化活性的提高，有助于控制其褐變的發(fā)生[36-37]。在本研究中，兩種UV-C處理均能不同程度的提高鮮切梨的抗氧化酶活性以及非酶抗氧化能力，說明UV-C處理控制鮮切梨的褐變與其提高抗氧化能力，減輕ROS引發(fā)的氧化損傷和膜脂過氧化密切相關(guān)。在今后通過進(jìn)一步優(yōu)化鮮切后UV-C處理工藝，以增強(qiáng)其對鮮切水果的褐變控制效果。

4 結(jié)論

無論是鮮切前UV-C預(yù)處理還是鮮切后UV-C處理5 min均能有效延緩鮮切梨的表面褐變，這種控制作用與PPO活性無關(guān)，主要是通過降低鮮切梨總酚含量，提高其抗氧化酶活性和非酶抗氧化能力，從而降低ROS的積累，減輕氧化損傷，保持膜的完整性，最終控制褐變的發(fā)生。兩種處理方式相比，鮮切后UV-C處理更能有效提高鮮切梨的抗氧化能力，因而對褐變控制效果更好。

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Effect of UV-C on the Browning of Fresh-Cut Huangguan Pear

CHEN Chen, JIANG AiLi, LIU ChengHui, Zhao QiQi, ZHANG YanHui, HU WenZhong

(Ministry of Education, College of Life Science, Dalian Minzu University/Key Laboratory of Biotechnology and Bioresources Utilization, Dalian 116600, Liaoning)

【】In order to provide an experimental basis for the preservation of fresh-cut pears and enlarging the application of UV-C, the effects of pre-processing and post-processing UV-C treatment on the browning inhibition of fresh-cut pears and its possible physiology mechanism were studied.【】Fresh-cut pears were separately treated by pre-processing and post-processing UV-C (254 nm) for 5 min, and then the physiological parameters were evaluated, including browning degree (BI), the activities of polyphenol oxidase (PPO), phenylalnine ammonialyase (PAL), total phenolic content (TPC), H2O2and MDA content, the activities of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, SOD, catalase CAT, ascorbate peroxidase APX, glutathione reductase GR) and non-enzymatic antioxidant capacities (DPPH, ABTS radical scavenging activities and reducing power).【】The results showed that both pre-processing and post-processing UV-C treatment could effectively delay the browning of fresh-cut pears. Post-processing UV-C treatment exhibited better browning controlling effect than that of pre-processing UV-C treatment. Both two kinds of UV-C treatments could improve the PPO activity, reduce the PAL activity and TPC, as well as increase the enzymatic and non-enzymatic antioxidant activities of fresh-cut pears and decrease the accumulation of H2O2andMDA. Statistical analysis indicated that BI were significantly negatively correlated with CAT, APX and GR activities, and non-enzymatic capacities (<0.01). While there was a positive correlation between BI and H2O2, MDA content (<0.01).【】These findings suggested that UV-C treatment delayed browning of fresh-cut pears during storage mainly through improving the antioxidant defense system. Post-processing UV-C treated fresh-cut pears possessed higher antioxidant activity than that of pre-processing treated samples, therefore, which exhibited better browning controlling effect.

fresh-cut pears; browning; UV-C; physiology mechanism

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.24.011

2020-05-04；

2020-07-22

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2016YFD0400903）、國家自然科學(xué)基金（31801598）、大連市青年科技之星項目（2017RQ147）

陳晨，E-mail：chenchen@dlnu.edu.cn。通信作者胡文忠，E-mail：hwz@dlnu.edu.cn

（責(zé)任編輯 趙伶俐）