燙漂處理對鮮藤椒PPO鈍化效果和總酚含量的影響

張艷，何飛，龔霞，曾攀，陳政，吳銀明

四川省植物工程研究院（內(nèi)江 641200）

藤椒（Zanthoxylum armatum‘tengjiao’）是竹葉花椒的一個優(yōu)良栽培品種，屬于蕓香科（Rutaceae）花椒屬（Zanthoxylum）多年生木本植物，在我國廣泛種植。藤椒具備殺蟲、除濕、保肝、降血糖、止癢、散寒等多種功效[1-2]，藤椒中的花椒多酚類物質(zhì)有抗氧化、抑菌、鎮(zhèn)痛、降血糖、抗炎等生理活性[3-7]，是一種傳統(tǒng)的食藥兩用植物。因此，在加工貯藏中盡可能多地保留多酚類化合物能夠提高藤椒的食用價值和藥用價值。

采摘后的藤椒，一部分被用于鮮食，一部分被用于烘干等初加工。新鮮藤椒清香氣濃郁，風味獨特，鮮食藤椒在川菜等菜系中需求量較大，但新鮮藤椒極易受酶、微生物、水分、光照等影響發(fā)生褐變、發(fā)霉變質(zhì)，貯藏期短。果蔬在保鮮貯藏和干燥初加工過程[8-9]中體內(nèi)的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）能催化發(fā)生氧化反應，PPO催化多酚類物質(zhì)[10]氧化生成醌類物質(zhì)，經(jīng)一系列的氧化縮合反應將醌類物質(zhì)轉(zhuǎn)變成褐色聚合物，從而引起果蔬感官品質(zhì)的褐變和劣變，果蔬中多酚類物質(zhì)含量也隨之下降。因此，不論藤椒在鮮品貯藏還是干燥初加工前，都有必要對采收的藤椒立即進行PPO鈍化處理。熱水燙漂、蒸汽燙漂、微波燙漂為常用的3種酶鈍化處理方式[11-12]，燙漂處理不但可以鈍化造成果蔬品質(zhì)劣變的酶，還具有殺菌作用，可減少微生物，延長貨架期。此外，對消除細胞間空氣也有積極作用[13]，能提高熱傳質(zhì)速率、防止氧化。在青花椒的質(zhì)量控制研究中，有研究采用水浴燙漂[14]、高溫蒸汽燙漂[15]、微波燙漂[16]等方法，表明燙漂處理對青花椒的酶活性、感官品質(zhì)、褐變度、VC含量、葉綠素含量、風味物質(zhì)含量等指標具有顯著的影響。但不同酶鈍化處理方法對藤椒的PPO活性和多酚類物質(zhì)含量的影響未見報道。試驗將新鮮采摘的藤椒通過水浴、蒸汽、微波3種燙漂處理，測定PPO活性和貯藏5 d后的總酚含量，處理組與未經(jīng)燙漂處理而直接儲藏的藤椒（CK）進行比較，使其總酚含量得到最大程度的保留，從而找到一種鮮藤椒的采后PPO鈍化處理方法，為藤椒初加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

新鮮藤椒，6月底從四川省植物工程研究院資中試驗基地采收，經(jīng)四川省植物工程研究院林果研究所鑒定，屬蕓香科花椒屬竹葉花椒種藤椒（Zanthoxylum armatum‘tengjiao’）。選擇顆粒完整飽滿無損傷、色澤鮮綠、無變質(zhì)蟲害的花椒果實。

鄰苯二酚、福林酚試劑、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、乙醇、氫氧化鈉、碳酸鈉（分析純，成都科隆化學品有限公司）；沒食子酸（分析純，國藥化學試劑有限公司）。

1.2 主要儀器與設備

MWBLXE1ACM小米家用小型微波爐（純米科技股份有限公司）；752紫外可見分光光度計（上海奧普勒儀器有限公司）；JJ-2B組織搗碎機（上海達洛科學儀器有限公司）；HH-8恒溫水浴鍋（金壇區(qū)金城致諾實驗儀器廠）；HT190R高速冷凍離心機（湖南湘儀實驗儀器有限公司）；AB-L分析天平（美國梅特勒-托利多公司）。

1.3 方法

1.3.1 酶鈍化處理

將鮮藤椒洗凈晾干表面水分，稱取100.0 g鮮藤椒，分別進行不同方式的燙漂處理，每個處理重復3次。

水浴燙漂：設置燙漂時間20 s，處理溫度分別設置為40，60，80和100 ℃，以篩選適宜的溫度；在適宜溫度時分別處理5，10，15，20，25，30，35和40 s。

蒸汽燙漂：在不銹鋼蒸屜上放置紗布和溫度計，待溫度升高至100 ℃時，在紗布上放置藤椒，分別處理5，10，15，20，25，30，35和40 s。

微波燙漂：需測定微波爐各檔的實際功率。用帶蓋的玻璃容器盛1 000 mL蒸餾水（為減少蒸發(fā)量，水溫須低于20 ℃），在不同功率下微波加熱2 min，測定加熱前后的水溫，按式（1）計算出實際功率[17]。

式中：P為實際功率，W；c為水的比熱容，4.19 J/（kg·℃）；m為容器中水的質(zhì)量，g；T2為水的加熱后溫度，℃；T1為水的加熱前溫度，℃；t為時間，s。

測量后得出，微波爐的低檔、中低檔、中檔、中高檔和高檔的實際功率分別是110，235，350，480和670 W。

將鮮藤椒放置于玻璃盤內(nèi)再放入微波爐，設定處理時間30 s，分別設定不同功率（110，235，350，480和670 W），以篩選出適宜微波功率；在適宜功率分別處理10，20，30，40和60 s。

采用不同方式燙漂后，立刻冷卻樣品，測定其PPO活力。剩余樣品放置于通風良好處，待表面水分晾干用透明聚乙烯袋包裝，室溫下貯藏5 d，對樣品經(jīng)貯藏后所含的總酚含量進行測定，同時測定樣品水分。

1.3.2 指標檢測

1.3.2.1 PPO的提取和測定[15,18]

稱取1.00 g冷卻的樣品，加入10.0 mL磷酸緩沖液（PBS，pH 6.81，0.05 mol/L），于4 ℃預冷研磨，在10 000 r/min、4 ℃低溫離心20 min，取0.20 mL上清液（即酶液），加入2.0 mL鄰苯二酚（0.1 mol/L，用PBS配制），加入3.0 mL PBS，進行充分振蕩，于35 ℃水浴保溫10 min，立即測定在410 nm波長下的吸光度，以酶液換成PBS作為空白對照，每樣檢測3次。PPO酶活（U/g·min）按式（2）計算。

式中：ΔA為吸光度變化值；D為酶液倍數(shù)；W為樣品質(zhì)量，g；t為反應時間，min。

將測定得到的未處理鮮藤椒PPO活性521.21±4.26 U/（g·min）定義為100%，計算出經(jīng)處理后藤椒的PPO相對活性。

1.3.2.2 總酚含量測定[19-20]

將完成燙漂處理后冷卻的樣品在室溫下貯藏5 d，進行總酚含量的測定。鮮藤椒于40 ℃烘干至恒重，粉碎過0.425 mm（40目）篩，稱1.0 g藤椒粉，加入50 mL 60%的乙醇，室溫超聲提取0.5 h，過濾收集提取液。吸取0.1 mL濾液，加入25.0 mL蒸餾水，加入2.0 mL福林酚試劑，搖勻，靜置5 min，加入4.0 mL 10%碳酸鈉溶液，定容50.0 mL后于25 ℃水浴恒溫120 min，測定在波長765 nm處吸光度。制作標準沒食子酸曲線，求出對應濃度，總酚含量按式（3）計算。

式中：ω為總酚含量，mg/g；c為沒食子酸質(zhì)量濃度，μg/mL；V為濾液體積，mL；N為稀釋倍數(shù)；M為取樣量，g。

1.3.2.3 水分測定

水分按GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》的規(guī)定進行。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Office Excel 2016對數(shù)據(jù)進行記錄、整理、制圖，用IBM SPSS Statistic 26.0軟件對試驗結果進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以及顯著性、相關性和回歸分析。

2 結果與分析

2.1 水浴燙漂后鮮藤椒的PPO相對活性和總酚含量

設定處理時間20 s，在不同水浴溫度處理后，測定PPO活性和貯藏5 d后的總酚含量（圖1）。由于未處理的鮮藤椒PPO活性521.21±4.26 U/（g·min）定義為100%，未經(jīng)處理貯藏5 d的鮮藤椒總酚含量為33.47 mg/g，將兩者作為對照，經(jīng)pearson相關性分析，鮮藤椒PPO相對活性隨著水浴燙漂溫度的升高呈線性降低（r=-0.984，P=0.000），總酚含量呈線性升高（r=0.989，P=0.000），兩者顯著負相關（r=-0.984，P=0.000）。經(jīng)方差分析得出，經(jīng)不同溫度處理后貯藏5 d的鮮藤椒總酚含量之間差異顯著（P＜0.05），由于總酚含量最高的為100 ℃處理組，因此以100 ℃作為后續(xù)試驗的水浴溫度。

圖1 不同溫度的水浴燙漂后鮮藤椒PPO相對活性和總酚含量的變化

由表1可知，100 ℃時PPO隨著水浴時間的增加而加快失活，處理40 s時PPO相對活性下降至20.48%，pearson相關分析表明，PPO相對活性和總酚含量呈顯著負相關（r=-0.846，P=0.000）。擬合回歸模型方程為y=0.001x3-0.124x2+3.875x+32.883（R2=0.985，P=0.001），即總酚含量（y）與水浴時間（x）呈三次曲線關系。根據(jù)模型求極值得出，當100 ℃水浴燙漂20.92 s時，貯藏后鮮藤椒的總酚含量（68.84 mg/g）最高?？梢娍偡雍坎⑽措S著水浴處理時間的持續(xù)延長而提高，而是呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，這可能與酚類化合物的熱降解有關[21]。

表1 水?。?00 ℃）和蒸汽燙漂不同時間后鮮藤椒的PPO相對活性和總酚含量

2.2 蒸汽燙漂后鮮藤椒的PPO相對活性和總酚含量

由表1可知，鮮藤椒中的PPO隨著100 ℃蒸汽燙漂時間的延長而迅速失活，處理40 s時下降至26.35%，pearson相關分析表明，蒸汽燙漂的藤椒PPO相對活性和貯藏后藤椒的總酚含量呈顯著負相關（r=-0.984，P=0.000），擬合二者的回歸方程為y=-0.001x3+0.019x2+1.664x+32.769（R2=0.990，P=0.001），即總酚含量（y）與蒸汽燙漂時間（x）呈三次曲線關系。求極值得出，當100 ℃蒸汽燙漂30.72 s時，貯藏后的鮮藤椒中總酚含量（72.83 mg/g）最高。由方程曲線可知，同水浴燙漂處理結果相同，總酚的保留量隨著蒸汽燙漂時間的延長而呈現(xiàn)先增長后下降的趨勢。

2.3 微波燙漂后鮮藤椒的PPO相對活性和總酚含量

設定處理時間30 s，在不同功率微波處理后，立即測定PPO活性和貯藏5 d后鮮藤椒的總酚含量（圖2）。隨著微波功率的增加，PPO相對活性呈線性下降（r=-0.954，P=0.003），由于未處理的鮮藤椒PPO活性521.21±4.26 U/（g·min）定義為100%，未經(jīng)處理貯藏5 d的鮮藤椒總酚含量為33.47 mg/g，將兩者作為對照，經(jīng)pearson相關分析，總酚含量呈線性升高（r=0.934，P=0.000），PPO相對活性與總酚含量呈顯著負相關（r=-0.984，P=0.000）。方差分析表明，480 W和670 W處理后的總酚含量無顯著差異（P＞0.05），其他功率微波漂燙后的鮮藤椒中總酚含量差異顯著（P＜0.05），因此考慮到降低能耗，將微波480 W作為后續(xù)試驗的最佳功率。

圖2 不同功率的微波燙漂后鮮藤椒中PPO相對活性和總酚含量的變化

采用480 W微波燙漂，分別在不同時間處理后，立即測定PPO活性和貯藏5 d后鮮藤椒的總酚含量（圖3）。經(jīng)pearson相關分析，隨著時間的延長，PPO相對活性呈線性下降（r=-0.929，P=0.000），總酚含量呈線性升高（r=0.688，P=0.002），二者呈顯著負相關（r=-0.906，P=0.000）。擬合二者的回歸方程為y=（-6.016×10-5）x3-0.021x2+1.975x+32.876（R2=0.941，P=0.035），即總酚含量（y）與微波燙漂時間（x）呈三次曲線關系。求模型極值得出，在480 W條件下微波燙漂40.11 s，鮮藤椒總酚含量（74.43 mg/g）最高。楊凌等[16]的研究表明微波功率420 W條件下燙漂40 s對青花椒的滅酶效果較好，此時PPO相對酶活可下降至32.79%，與試驗結果相近。與水浴和蒸汽燙漂一樣，隨著處理時間的持續(xù)增加，總酚的保留率并沒有持續(xù)增加，均呈現(xiàn)先增加后下降趨勢，可能是因為熱處理使多酚氧化分解。

圖3 不同時間微波漂燙（480 W）后鮮藤椒PPO相對活性和總酚含量的變化

2.4 3種燙漂方式的比較

根據(jù)擬合回歸方程得出的理論最佳值，得到水浴、蒸汽、微波燙漂的最佳處理時間，在該理論條件下處理鮮藤椒，測定指標的實際值。將實際值與理論值比較，驗證所擬合方程的可靠性，結果見表2。3種燙漂處理的實測值和理論值的差異均＜3.0%，表明擬合的曲線比較可靠。由表2可知，總酚含量在各種處理條件下有顯著差異（P＜0.05），各處理組按總酚含量排序為微波燙漂＞蒸汽燙漂＞水浴燙漂＞直接貯藏（CK）。水浴燙漂、蒸汽燙漂組的PPO相對活性較CK組顯著降低（P＜0.05），但二者組間差異不顯著（P＞0.05），而微波燙漂組的PPO相對活性較水浴、蒸汽處理組（P＜0.05）顯著降低，可見微波燙漂的處理效果最佳。

表2 3種燙漂方式最適條件下的鮮藤椒中PPO相對活性、水分和總酚含量

結果表明，3種處理方式均可以使鮮藤椒中的PPO有效失活，保持貯藏后鮮藤椒中較高的總酚含量，但總酚保留量在不同處理之間存在顯著差異（P＜0.05）。水浴燙漂組的PPO活性和貯藏后總酚含量均較低，可能是因為水浴過程中材料浸泡在水中會導致藤椒表皮組織破壞，產(chǎn)生浸出物，而蒸汽處理過程中材料未浸泡在水中。微波處理會使鮮藤椒內(nèi)部水分快速蒸發(fā)，水分活度的降低會使多酚類物質(zhì)的酶促氧化受限[22]。

經(jīng)水浴、蒸汽2種燙漂方式處理的樣品，與未處理的鮮藤椒（CK）對比，水分顯著增加（P＜0.05）（表2），微波燙漂組和CK組樣品的水分無顯著差異（P＞0.05）。因此，采用微波燙漂鮮藤椒，不但可以保留較高的總酚含量，而且有利于降低因水分偏高而引起的鮮品貯藏不利或干燥加工效率低下。

3 結論

水浴、蒸汽、微波3種燙漂方法均可有效鈍化鮮藤椒中的PPO酶，提高鮮藤椒在貯藏后的總酚保持量。3種燙漂方式中微波處理的效果最好，試驗考察得到微波燙漂的最佳工藝條件：微波480 W燙漂鮮藤椒樣品40.11 s，此時PPO相對活性降到最低（25.98%），貯藏5 d后總酚含量（73.2 mg/g）最高，是未處理直接貯藏鮮藤椒總酚含量的2.2倍。因此，利用微波漂燙等手段進行鈍化PPO處理，可提高鮮藤椒因酶促氧化而造成的總酚保留量。