蘋果多酚對(duì)鮮切蓮藕品質(zhì)及褐變的影響

張翰卿，劉瑞玲，吳偉杰，鄧尚貴，郜海燕，陳杭君，*

(1.浙江海洋大學(xué) 食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江 舟山 316000； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310021)

蓮藕(NelumbonuciferaGaertn)為睡蓮科多年生植物，為我國(guó)種植面積最大的水生蔬菜，主要分布在浙江、安徽、湖北等省[1-2]，其營(yíng)養(yǎng)豐富，藥用價(jià)值高，是一種藥食同源的植物[3]。鮮切蓮藕作為一種新興的加工蔬菜，因其新鮮、方便、即食性等特點(diǎn)，越來(lái)越受人們關(guān)注，市場(chǎng)需求逐漸增大[4]。但是，相對(duì)于整節(jié)蓮藕，鮮切蓮藕在加工過(guò)程中易產(chǎn)生機(jī)械損傷，導(dǎo)致其呼吸速率加快，酶促褐變加強(qiáng)，極易發(fā)生品質(zhì)劣變[5]，影響食用和商品價(jià)值。目前，已有諸多關(guān)于鮮切蓮藕保鮮的報(bào)道，Du等[6]研究表明，ClO2對(duì)鮮切蓮藕的褐變有很好的抑制作用；Wang等[7]利用UV-C輻照對(duì)鮮切蓮藕處理5 min后發(fā)現(xiàn)能抑制抗壞血酸含量的降低，延緩酶促褐變的進(jìn)程；Gao等[8]發(fā)現(xiàn)，乙醇結(jié)合抗壞血酸處理能抑鮮切蓮藕生物生長(zhǎng)并延緩褐變。

蘋果多酚(apple polyphenol，APP)是蘋果中多元酚類化合物的總稱，是一種自由基清除劑，具有較強(qiáng)的抗氧化功效[9-10]。劉永青等[11]發(fā)現(xiàn)，蘋果多酚對(duì)細(xì)菌具有廣譜抑制作用。蔣圓圓等[12]將蘋果多酚用于魷魚絲生產(chǎn)加工，發(fā)現(xiàn)能降低甲醛含量。在果蔬保鮮方面，F(xiàn)an等[13]和Zhang等[14]分別研究了蘋果多酚對(duì)火龍果和荔枝褐變的影響，均發(fā)現(xiàn)其能有效抑制褐變，但蘋果多酚對(duì)鮮切蓮藕保鮮的影響尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)以不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蘋果多酚溶液處理鮮切蓮藕，研究貯藏期間對(duì)其褐變及品質(zhì)的影響，以期為鮮切蓮藕的保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

新鮮蓮藕，采自浙江嘉興基地。蘋果多酚(APP)，購(gòu)于西安昌岳生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TA.XT.plus物性測(cè)定質(zhì)構(gòu)儀(Stable Micro System公司，英國(guó))；CR-400手持色差儀(KONICA MINOLTA公司，日本)；UV-9000雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司，中國(guó))；恒溫箱(SANYO公司，日本)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

新鮮蓮藕采后于4 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，(4±1)℃條件下預(yù)冷24 h，挑選無(wú)機(jī)械損傷、大小均一的蓮藕，清水洗去田間泥土；將蓮藕用200 μL·L-1的次氯酸鈉溶液浸泡2 min，用清水沖洗1 min并晾干；蓮藕去皮后切分為約0.5 cm厚的薄片，分別用以下溶液處理：CK，蒸餾水；處理1，0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))APP；處理2，0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))APP；處理3，0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))APP。蓮藕切片用以上溶液浸泡3 min后用清水沖洗1 min，瀝干后分裝，每盒12～15片，每組3個(gè)重復(fù)。置于溫度：(4±0.5)℃，相對(duì)濕度：(75±5)%。每2 d取樣，取至10 d。

1.3.2 色澤測(cè)定

選取鮮切蓮藕中間部位，采用色差儀測(cè)定。蓮藕切片主色呈白色，L*值代表白(+)黑(-)，故用L*值代表蓮藕色澤變化[15]。

1.3.3 脆度測(cè)定

1.3.4 生理指標(biāo)測(cè)定

參照汪薇等[15]的方法，使用分光光度計(jì)法測(cè)定抗壞血酸含量。參照Hinneburg等[17]的方法，采用福林酚比色法測(cè)定總酚含量。參照曹建康等[18]的方法，采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛(MDA)含量。

1 g鮮切蓮藕樣加入5 mL 0.1moL·L-1磷酸緩沖液(pH 6.8)，于4 ℃條件下8 000 r·min-1離心20 min收集上清液即為酶提取液。PPO活性測(cè)定參照曹建康等[18]的方法，稍作修改，反應(yīng)體系為1.0 mL 0.1 moL·L-1鄰苯二酚溶液，1.0 mL酶提取液，1.5 mL磷酸緩沖液。在420 nm波長(zhǎng)下測(cè)定3 min內(nèi)吸光值的變化，定義每分鐘吸光值變化0.001為一個(gè)酶活單位U。POD活性測(cè)定參考張華等[19]的方法，反應(yīng)體系為0.2 mL 0.5 moL·L-1H2O2溶液，0.5 mL酶提取液，3.0 mL 25 mmoL·L-1愈創(chuàng)木酚溶液。在470 nm波長(zhǎng)下測(cè)定3 min內(nèi)吸光值的變化，定義每分鐘吸光值變化0.001為一個(gè)酶活單位U。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，SPSS 23.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，使用Origin 2017進(jìn)行數(shù)據(jù)圖表制作。除特殊說(shuō)明外，所有數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果多酚對(duì)鮮切蓮藕色澤的影響

新鮮蓮藕呈白色，貯藏過(guò)程中逐漸發(fā)生褐變。L*值是體現(xiàn)鮮切蓮藕褐變程度的重要指標(biāo)，L*值越低表示褐變程度越嚴(yán)重。由表1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，鮮切蓮藕的L*值呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。與對(duì)照組相比，不同濃度的蘋果多酚處理均能延緩鮮切蓮藕L*值的下降。貯藏第4天時(shí)，各處理組的L*值均顯著大于對(duì)照組(P<0.05)；貯藏末期，0.1% APP處理的L*值為65.53，顯著高于其他組(P<0.05)，表明在貯藏第10天，0.1%蘋果多酚依然具有良好的護(hù)色效果。

2.2 鮮切蓮藕脆度的變化

脆度是蓮藕的重要品質(zhì)指標(biāo)，貯藏過(guò)程中，脆度變低，影響食用口感。如圖1所示，在整個(gè)貯藏期間，鮮切蓮藕的脆度呈下降的趨勢(shì)，這是由于蓮藕在鮮切過(guò)程中發(fā)生機(jī)械損傷和采后呼吸作用導(dǎo)致。貯藏第4天時(shí)，對(duì)照組鮮切蓮藕脆度顯著低于各處理組。貯藏第8天時(shí)，0.1% APP處理組脆度顯著高于0.3%和0.5% APP處理組(P<0.05)，但在第10天時(shí)脆度迅速下降，與各處理組無(wú)顯著差異(P>0.05)。

2.3 鮮切蓮藕抗壞血酸含量的變化

如圖2所示，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組抗壞血酸含量都呈下降趨勢(shì)，其中對(duì)照組的抗壞血酸含量下降最快，APP處理組下降較為緩慢，這是因?yàn)榭箟难岜旧矸€(wěn)定性較差，容易氧化分解。貯藏第8天時(shí)，對(duì)照組抗壞血酸含量最低，為8.06 mg·100 g-1，與處理組存在顯著性差異(P<0.05)，而各處理組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。貯藏第10天時(shí)，0.1% APP組抗壞血酸含量最高，CK組、0.3%和0.5% APP組抗壞血酸含量急劇降低，各處理組間出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。

2.4 鮮切蓮藕丙二醛含量的變化

植物在損傷情況下，細(xì)胞膜容易發(fā)生脂過(guò)氧化反應(yīng)，使細(xì)胞膜受損。通過(guò)測(cè)定細(xì)胞膜脂過(guò)氧化產(chǎn)生的MDA含量，可反映細(xì)胞膜氧化損傷程度。

表1 蘋果多酚處理對(duì)鮮切蓮藕色澤(L*)的影響

Table1Effect of APP treatment onL*-value of fresh-cut lotus root

貯藏時(shí)間Storage time/d蘋果多酚處理Apple polyphenols treatment00.1% APP0.3% APP0.5% APP070.21± 0.55 a70.21± 0.55 a70.21± 0.55 a70.21± 0.55 a268.67± 0.20 b69.72± 0.44 a69.19± 0.59 ab69.42± 0.84 a466.04± 0.68 b68.99± 0.72 a68.61± 0.67 a68.37± 0.51 a665.04± 0.68 b67.58± 0.58 a67.50± 0.46 a66.85± 0.88 a862.17± 0.49 d66.47± 0.34 a65.86± 0.21 b64.17± 0.52 c1059.13± 0.51 d65.53± 0.32 a64.07± 0.63 b62.98± 0.61 c

同行不同列數(shù)據(jù)后沒(méi)有相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。

Values in the same row marked without the same letters indicated significant difference atP<0. 05.

圖1 蘋果多酚處理對(duì)鮮切蓮藕脆度的影響Fig.1 Effects of APP treatment on crispness of fresh-cut lotus root

圖2 蘋果多酚處理對(duì)鮮切蓮藕抗壞血酸的影響Fig.2 Effects of APP treatment on ascorbic acid content of fresh-cut lotus root

由圖3可知，在整個(gè)貯藏過(guò)程中，對(duì)照組和處理組MDA含量均不斷上升。貯藏第6天時(shí)，對(duì)照組MDA含量迅速上升，與處理組之間存在顯著性差異(P<0.05)，0.3%和0.5% APP處理組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。貯藏第10天時(shí)，0.1% APP處理組最低，為0.77 μmol·g-1，各處理組之間存在顯著性差異(P<0.05)。

2.5 鮮切蓮藕總酚含量的變化

酶促褐變反應(yīng)的底物主要是酚類物質(zhì)，酚類物質(zhì)的急劇下降表明酶促褐變反應(yīng)加快。由圖4可知，鮮切蓮藕總酚含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，而蘋果多酚處理組均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。貯藏末期，0.1% APP組總酚含量最高，為12.04 mg·g-1，是0.3%和0.5% APP組總酚含量的1.05和1.17倍，由此可見(jiàn)，0.1% APP能有效地緩解鮮切蓮藕總酚的氧化進(jìn)程。

圖3 蘋果多酚處理對(duì)鮮切蓮丙二醛含量的影響Fig.3 Effects of APP treatment on MDA content of fresh-cut lotus root

圖4 蘋果多酚處理對(duì)鮮切蓮藕總酚含量的影響Fig.4 Effects of APP treatment on total phenols content of fresh-cut lotus root

2.6 蘋果多酚對(duì)鮮切蓮藕PPO和POD活性的影響

PPO是酶促褐變反應(yīng)中關(guān)鍵酶，能夠催化酚類氧化形成醌類，機(jī)械損傷等原因會(huì)激活PPO活力[20]，而POD也可以催化酚類、類黃酮氧化聚合產(chǎn)生褐變[21]，從而加劇組織褐變。如圖5-A所示，PPO活性呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，貯藏第4天時(shí)，對(duì)照組PPO活性急劇升高，表明酶促褐變反應(yīng)加快；整個(gè)貯藏過(guò)程中，0.1% APP組PPO活性一直保持較低的水平，且與其他處理組存在顯著性差異(P<0.05)。由圖5-B可知，POD活性呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。貯藏第4天時(shí)，0.1% APP組的POD活性顯著低于其他處理組(P<0.05)；貯藏末期各處理組的POD活性分別為213.40、248.15、279.40 U·g-1，表明適宜濃度APP處理能抑制鮮切蓮藕酶促褐變反應(yīng)。

圖5 蘋果多酚處理對(duì)鮮切蓮藕PPO (A)和POD(B)活性的影響Fig.5 Effects of APP treatmented on PPO (A) and POD activities (B) of fresh-cut lotus root

3 結(jié)論與討論

切割加工會(huì)導(dǎo)致組織的細(xì)胞損傷，從而導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)，以及一系列復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，包括加速呼吸、褐變、失重、營(yíng)養(yǎng)損失等，從而影響蓮藕的品質(zhì)、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)及保質(zhì)期[22]。切面褐變是影響鮮切蔬菜貨架期的主要原因之一[23-24]。鮮切蓮藕在貯藏過(guò)程中極易被氧化而發(fā)生褐變，酶促褐變是影響其品質(zhì)劣變的主要因素，酚類物質(zhì)作為植物體的次生代謝產(chǎn)物，在PPO和POD的作用下發(fā)生酶促褐變，使多酚催化轉(zhuǎn)化形成醌類化合物，然后再經(jīng)非酶促聚合，形成深色物質(zhì)(羥醌與黑色素等)[25]，本實(shí)驗(yàn)采用0.1% APP處理，能延緩鮮切蓮藕貯藏期間POD和PPO活性的上升，并保持較高的L*值，使蓮藕切面色澤保持亮澤，這與Gao等[26]、Li等[27]研究抑制鮮切蓮藕褐變的結(jié)果相似。適宜濃度的APP處理可以保持蓮藕切片貯藏品質(zhì)，但是APP濃度過(guò)高可能造成蓮藕組織破壞，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性遭到損傷，發(fā)生細(xì)胞膜脂過(guò)氧化，導(dǎo)致酚類物質(zhì)釋放與酶接觸，加劇組織褐變的進(jìn)程[28]。

本研究表明，與對(duì)照相比，APP處理能保持鮮切蓮藕貯藏期間外觀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。此外，不同濃度蘋果多酚處理對(duì)鮮切蓮藕的褐變抑制和品質(zhì)保持存在差異，其效果依次為0.1%>0.3%>0.5%。