UV-C對西蘭花抗氧化活性及相關品質的影響

張怡，關文強，張娜，劉莉莉，閻瑞香，孫德嶺

（1.天津農學院農學系，生物技術實驗室，天津300384；2.天津商業大學，天津300134；3.國家農產品保鮮工程技術研究中心，天津市采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津300384；4.天津科潤蔬菜研究所，天津300382）

近年來，隨著抗衰老、抗氧化研究的不斷深入，對于保持人們身體健康的功能性食品的研究報道也越來越多，其中果蔬的抗氧化成分及其抗氧化活性的研究倍受矚目。有關天然物質抗氧作用的研究較多，但因其含量較低，價格過高，提取工藝復雜，在實際應用中還比較少[1]。國內外許多相關報道提及，西蘭花是一種營養豐富、熱量較低、高抗氧化功效的營養功能食品。但西蘭花含水量高，營養豐富，極易腐爛變質。由于運輸和銷售過程中貯藏條件變化造成菜花褐變、腐爛、損傷以及花球松散的情況，不但不能體現其應有的商品價值，而且會帶來巨大的損失。

隨著西蘭花市場需求逐步加大，其采后保鮮研究開始被人重視起來。短波紫外線（波長小于280 nm的紫外線，簡稱UV-C）照射便是其中一種有效可行的方法。根據相關報道指出，低劑量短波紫外線照射在控制水蜜桃、番茄、草莓、鴨梨、蘆柑、冬棗等[2-7]果蔬病害上表現出較好的效果。UV-C處理是一種無化學污染的物理處理方法，可減少化學保鮮劑的應用，是一條綠色環保的貯藏保鮮途徑[8]。UV-C照射可誘導植物提高抗病性，減小果蔬采后腐爛率，但對其作用機制還缺乏深入的了解[3]。研究表明，利用UV-C處理后，水蜜桃能推遲果實呼吸高峰出現，降低峰值，減緩果實軟化，控制PPO酶活性；1 kJ/m2UV-C在保持果實可溶性固形物含量的同時，也將MDA值控制在較低的水平，表現出更突出的常溫保鮮效果[2]。由于不同種類及品種果蔬對UV-C照射反應應答表現各不相同，因此本實驗以西蘭花為試材，研究不同劑量UV-C照射對其抗氧化活性及品質指標變化的影響，從而篩選最佳照射劑量，為UV-C照射對采后貯藏保鮮研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料及處理方法

實驗西蘭花采自天津武清區農戶菜田。對西蘭花分別進行CK、1、4、7 kJ/m2UV-C照射處理，照射時間分別為 0、150、600、1 050 s。每個處理兩個重復，每個重復3個果實。處理后放入0.03 mm聚乙烯PE保鮮袋中，敞口入冷庫預冷6 h～8 h后扎口貯藏。每7 d測一次抗氧化活性及相關品質指標。分析測驗部分為西蘭花莖部生長結以上部分。

1.2 藥品及儀器

粉碎機：SQ2002西貝樂多功能食品加工機；冷凍離心機：德國D-37520型；紫外線強度計：ZQJ-254型，上海顧村電光儀器廠購得。

DPPH：二苯代苦味酰肼自由基（2，2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl），美國SIGMA公司購得。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 抗氧化活性測定

采用DPPH法[9]并進行改進。稱取5 g西蘭花，加50 mL 50%乙醇粉碎勻漿1 min，置于離心管中4℃冷凍離心10 min（15 000 r）后過濾，取上清液。制取濃度為2×10-4mol/L的DPPH稀釋液。利用DPPH溶液的特征紫紅色團的吸收，用紫外分光光度法在波長517 nm處吸收的下降表示對提取液的有機自由基消除能力。按表1加反應液。

表1 加DPPH方法Table 1 Adding method of DPPH

測定其吸光度值后，計算出DPPH的清除率，計算公式如下：

式中：CDPPH為自由基清除過程中某一時刻DPPH的摩爾濃度，C0為DPPH的原始摩爾濃度。

單位質量的果蔬樣品對DPPH的實際清除量的計算公式如下：

DPPH實際清除量（mg/g）=（DPPH 清除率×反應加入的DPPH量）/樣品質量

1.3.2 葉綠素和類胡蘿卜素含量的測定

參考崔勤等運用的分光光度法[10]。稱取剪碎混勻的西蘭花1 g，加入體積分數為95%乙醇研磨并定容至25 mL，以體積分數為95%乙醇為空白，分別在波長665、649和470 nm下測定吸光度。計算公式如下

式中：Ca、Cb分別為葉綠素 a和 b的濃度；Cx·c為類胡蘿卜素的濃度；葉綠素a、b在95%乙醇中最大吸收峰的波長分別為665和649 nm，類胡蘿卜素為470 nm。

1.3.3 總酚含量的測定

采用Folin-Ciocalteu法[11]并略有改進。稱取5g西蘭花，加入50 mL 75%的甲醇溶液勻漿，在55℃下密封水浴浸提3h，放入離心管中冷凍離心10min（15000r），取上清液。新制取的Folin-Ciocalteu試劑1 mL，加入0.5 mL上清液后，再加3.5 mL去離子水，混勻，然后加入3 mL Na2CO3溶液（20%）。室溫下靜置2 h。用紫外可見分光光度計，在波長765 nm處測定吸光度值，以焦性沒石子酸做標準曲線計算樣品總酚含量。

1.3.4 維生素C含量的測定

采用碘液滴定法[12]。稱取10 g西蘭花，加入適量1%草酸勻漿，然后移入250 mL容量瓶中，用1%草酸定容至刻度。脫脂棉過濾后取20 mL濾液，并加入1 mL質量分數為1%淀粉和20 mL質量分數為1%草酸，用已知濃度的碘液滴定并計算VC含量。

1.3.5 類黃酮含量的測定

根據NaNO2—Al（NO3）3比色法[13]對類黃酮含量進行測定。稱取西蘭花5 g，加入50 mL 70%乙醇勻漿，密封放置于65℃的水浴鍋中,浸泡提取1.5 h，再放入離心管中冷凍離心10 min（15 000 r），取上清液。吸取1 mL上清液于10 mL試管中，加70%乙醇1 mL，加入0.3 mL 5%的NaNO2，混合后放置6 min，然后加入0.3 mL 10%的Al（NO3）3溶液，搖勻后放置6 min，最后再加入2 mL 4%NaOH搖勻，放置10 min后在波長510 nm下測定吸光度，根據標準曲線（將蘆丁標準品在120℃干燥至恒重后再制作標準曲線）并計算類黃酮含量。

1.3.6 花青素含量的測定

采用分光光度法[14]，稱量5 g西蘭花，加人30 mL 2%鹽酸甲醇溶液勻漿，置于50 mL燒杯中浸泡,杯口用封口膜扎緊以防揮發，置室溫避光處浸提2 h，至肉眼觀察葉組織完全變白取出過濾。用2%鹽酸甲醇溶液定容至50 mL容量瓶中,用紫外可見分光光度計，在波長530 nm下測定。

1.3.7 感官分析

在整個貯藏過程中，定期從顏色、霉變、硬度等外觀變化進行描述和分析。

感官總分評分標準：1—極差，不可食用；3—差，影響銷售；5—一般，可看到輕微缺陷；7—好，有小缺陷，但觀察起來不明顯；9—極好，無任何缺陷。

顏色評分標準：1—完全變黃；3—淺黃色；5—黃綠色；7—淺綠色；9—深綠色。

腐爛評分標準：1—100%面積長毛，有霉斑；3—3/4面積長毛，有霉斑；5—1/2面積長毛，有霉斑；7—1/4面積長毛，有霉斑；9—無長毛，無霉斑。

花蕾開放度評分標準：1—100%面積花蕾開放；3—3/4花蕾開放；5—1/2花蕾開放；7—1/4花蕾開放；9—無花蕾開放。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2003對實驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 UV-C處理對西蘭花抗氧化活性變化情況的研究UV-C處理對西蘭花抗氧化活性變化情況的研究見圖1。

圖1 UV-C處理對西蘭花冷藏過程中抗氧化活性的影響Fig.1 Effect of UV-C radiation on antioxidant activity of broccoli

在圖1中可以看出，西蘭花由于后熟過程使其抗氧化活性先上升，后熟時間都是7 d。后熟過程中，抗氧化活性大小比較為 7 kJ/m2＞1 kJ/m2＞CK＞4 kJ/m2。三種處理和對照組的抗氧化活性在經過7 d～14 d的降低后再一次升高。在28 d所有處理的抗氧化活性升高到最高點，其抗氧化活性大小排序為4 kJ/m2＞1 kJ/m2＞7 kJ/m2＞CK，然后抗氧化活性又開始降低。但是在抗氧化活性降低過程中依然保持著4 kJ/m2處理是抗氧化活性最強的，其次是1 kJ/m2，次之是7 kJ/m2，最后是CK。這些說明：UV-C照射對西蘭花貯藏過程中抗氧化活性有一定的促進作用。從西蘭花貯藏的整個過程來看，4 kJ/m2UV-C照射增加了其抗氧化活性，可以更好地延緩西蘭花的衰老。

2.2 UV-C處理對西蘭花葉綠素和類胡蘿卜素變化情況的研究

由于紫外輻射對葉綠素和類胡蘿卜素有降解作用[15]，所以大劑量的照射處理的西蘭花的葉綠素及類胡蘿卜素的含量是減少的。見表2所示。

表2 a UV-C處理的西蘭花葉綠素a的含量變化Table 2a Changes of chlorophyll A content of broccoli treated with UV-C

表2 b UV-C處理的西蘭花葉綠素b的含量變化Table 2b Changes of chlorophyll B content of broccoli treated with UV-C

表2 cUV-C處理的西蘭花類胡蘿卜素的含量變化Table 2c Changes of carotenoid content of broccoli treated with UV-C

在第7 d，7 kJ/m2照射下的葉綠素和類胡蘿卜素的含量高于CK，并且達到最高值。說明大劑量照射加快后熟時間。從21 d開始，4 kJ/m2照射下的葉綠素和類胡蘿卜素含量高于CK。說明，在21 d以后，4 kJ/m2UV-C處理增高葉綠素和類胡蘿卜素的含量，延緩其降解。

2.3 UV-C處理對西蘭花總酚含量變化情況的研究

如圖2所示，三種劑量的短波紫外照射都對貯藏中西蘭花的總酚合成產生了一定的影響。紫外線處理使西蘭花總酚含量波動性變大。在貯藏的大部分過程中，1 kJ/m2紫外線處理的西蘭花的總酚含量稍高于對照組，另兩種劑量處理使西蘭花總酚含量大部分時間中（0 d～28 d）低于對照組，且7 kJ/m2紫外線處理的西蘭花總酚含量總體上低于4 kJ/m2紫外線處理。

圖2 UV-C處理的西蘭花總酚含量變化Fig.2 Changes of total polyphenol content of broccoli treated with UV-C

2.4 UV-C處理對西蘭花VC含量變化情況的研究

如圖3所示，3個短波紫外照射劑量處理后的西蘭花都是先增大后減小，在21 d時都達到VC含量的最大值，1 kJ/m2照射處理的西蘭花VC含量略低于對照組，而稍大于4 kJ/m2和7 kJ/m2UV-C處理。在3種劑量處理中，4 kJ/m2UV-C處理效果是較好的。

圖3 UV-C處理的西蘭花VC含量變化Fig.3 Changes of VCcontent of broccoli treated with UV-C

2.5 UV-C處理對西蘭花類黃酮含量變化情況的研究

西蘭花冷藏過程中類黃酮的變化趨勢是0 d到7 d降低，到14 d升高，然后再下降至28 d后又開始上升。如圖4所示。

圖4 UV-C處理的西蘭花類黃酮含量變化Fig.4 Changes of flavonoids content of broccoli treated with UV-C

在0 d～14 d期間，隨照射劑量的增大，類黃酮含量降低，其中1 kJ/m2UV-C處理與對照差異不大。第14 d時，各處理均與對照沒有差異。14 d后，各劑量處理對類黃酮含量都具有一定影響，1 kJ/m2與4 kJ/m2UV-C處理的西蘭花類黃酮含量略高于對照組，而7 kJ/m2UV-C處理波動性的大并且低于對照組。

2.6 UV-C處理對西蘭花花青素含量變化情況的研究

圖5 UV-C處理的西蘭花花青素含量變化Fig.5 Changes of anthocyanin content of broccoli treated with UV-C

從圖5中可以看出，西蘭花在貯藏7 d時7 kJ/m2處理的花青素含量最高。在21 d時，三種劑量和對照之間花青素含量差異不大。在21 d以后，UV-C處理的花青素含量高于對照組，其中4 kJ/m2UV-C處理的西蘭花花青素含量最大。

2.7 UV-C處理的西蘭花貨架感官評價

由于西蘭花冷藏42 d后，仍然外觀良好，因此，留樣貯藏至80 d時進行感官評定和貨架期實驗。如圖3所示，貯藏80 d后，UV-C處理的西蘭花感官指標明顯好于對照組。說明UV-C照射能很好地保持西蘭花的感官品質。在10℃5 d貨架期中，4 kJ/m2UV-C照射下的西蘭花各感官效果指標最高。

表3 UV-C處理的西蘭花感官變化Table 3 Changes of sensory of broccoli treated with UV-C

3 結論

在西蘭花貯藏過程中，4 kJ/m2UV-C照射增加了其抗氧化活性，可以更好地延緩西蘭花的衰老。UV-C照射加大了總酚與類黃酮含量的波動性。小劑量的UV-C照射可以相對增加總酚含量。21 d時，所有處理的VC含量都達到最大值。在21天以后，4 kJ/m2UV-C處理增高西蘭花的葉綠素、類胡蘿卜素和花青素的含量，延緩其降解。UV-C照射能很好地保持西蘭花的感官品質，減慢黃化過程，其中4 kJ/m2UV-C照射的綜合感官效果最好。

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