熱處理對鮮切甘薯保鮮效果及抗氧化系統的影響

梁振華，黎萍，李恒銳，何文，劉連軍，楊海霞*

廣西南亞熱帶農業科學研究所（崇左 532415）

甘薯又稱番薯、紅薯、甘薯、紅苔、白薯、地瓜等。甘薯的塊根是貯藏養分的器官，也是供食用的部分，富含淀粉、糖類和纖維素等，其地下塊莖頂分枝末端膨大成卵球形的塊莖，營養價值較高，而且具有一定的藥用價值[1]。甘薯因具有營養全面、適應性強、產量高、適宜加工等特點被許多國家當作主食。隨著生活節奏的加快，以及飲食結構的改變，鮮切甘薯以其新鮮、清潔、方便等特點也越來越被國人所青睞。但是甘薯由于切割作用使在加工過程中因切分等原因導致的機械損傷會引起組織破損。甘薯內部成分暴露在空氣中容易發生褐變反應，從而使其色澤發生改變。再者，由于與外界接觸，大量微生物繁殖，會導致出現較嚴重的腐爛現象，易產生褐變等一系列不良的生理生化反應，降低甘薯的商品價值和食用價值[2]。熱處理是鮮切果蔬重要的保鮮方法，安全、無毒、有效，具有巨大的應用及推廣價值。目前對油桃[3]、蘋果[4]等均有研究報道，然而熱處理對鮮切甘薯的品質與抗氧化影響的研究還未見報道，是其走向市場最基本也是最重要的一步。因此，探究適合鮮切甘薯的貯藏保鮮技術顯得尤為重要。

1 材料和方法

1.1 材料和試劑

原料：新鮮甘薯（西瓜紅），市售。選擇薯塊色澤正常，薯形完整，清洗，去皮，并切分成1～1.5 cm厚的薄片，分別在處理A（50 ℃的干熱空氣中處理10 min）、處理B（70 ℃的熱水中處理2 min）、處理C（90 ℃的濕熱空氣中處理1 min）、處理D空白對照（CK）下處理，每種熱處理方式處理10 kg甘薯，分為5小組，每小組2 kg，用食品保鮮袋盛裝；隨后將各處理甘薯貯藏在控溫箱中，溫度為0 ℃，相對濕度為80%。在貯藏期間每隔3 d取樣進行相關指標的測定。

試驗試劑：鈉石灰、NaOH溶液、草酸溶液、飽和BaCl2溶液、EDTA-Na2溶液、酚酞指示劑、正丁醇、三氯乙酸溶液、硫代巴比妥酸溶液、pH 6.0和pH 7.0以及pH 7.8的磷酸緩沖液等。

1.2 測定指標與方法

1.2.1 呼吸強度的測定

采用堿液吸收法[5]。將鮮切甘薯在真空干燥器中放置一段時間，并用定量堿液吸收其呼吸所釋放出來的CO2；然后加入指示劑，用草酸溶液滴定剩余的堿，從而計算出鮮切甘薯呼吸所釋放出的CO2含量，即可求出其呼吸強度的大小。

1.2.2 水分含量、失重率、腐爛率測定

水分含量采用直接干燥法，在95～105 ℃烘箱中對鮮切甘薯進行干燥，干燥前后質量的差值與原質量之比即為樣品中的水分含量。失重率采用稱量法，測出熱處理前和熱處理后鮮切甘薯的質量，則可求出因蒸騰失水而失重的百分率：

1.2.3 生理指標測定

生理指標測定。每個樣品重復3次，用于各指標測定。H2O2、O2-·（超氧陰離子）含量、SOD（超氧化物歧化酶）活性、POD（過氧化物酶）活性、CAT（過氧化氫酶）活性參考參照高俊鳳[6]的方法測定。

1.2.4 數據處理

數據處理采用Excel和DPS軟件作圖及數據的分析。

2 結果與分析

2.1 不同熱處理對鮮切甘薯呼吸強度的影響

呼吸作用是生物體在細胞內將有機物氧化分解并產生能量的化學過程，也是甘薯在切分之后使營養品質發生變化最重要的影響因素[7]。

如圖1所示，貯藏初期，所有處理組及處理CK鮮切甘薯呼吸強度均有所下降；貯藏第3～第15天，各處理組的呼吸強度呈平緩上升的趨勢，而處理CK則呈急劇上升的趨勢；在3種熱處理方式中，處理B的甘薯其呼吸強度最強，處理A的甘薯其呼吸強度最弱，即呼吸強度的大小為處理B＞處理C＞處理A。說明處理A在一定程度上可以抑制鮮切甘薯的呼吸強度，且呼吸速率低于處理CK及其它處理組，效果最好。

圖1 不同處理對甘薯呼吸強度的影響

2.2 不同處理對鮮切甘薯水分含量的影響

如圖2所示，貯藏期間，甘薯的水分含量總體呈下降趨勢，貯藏結束時，雖然經不同熱處理的甘薯含水量均有所下降，但下降程度有所不同。貯藏至第15天時，水分含量最終下降至35%，52%，40%和45%。從整體上看，處理C的甘薯含水量要高于其它處理組，經過熱水處理的鮮切甘薯含水量最低，處理A的次之；而處理D（CK）雖然在貯藏初期含水量高于其它處理，但隨著貯藏期的延長，其水分含量急劇下降。這說明熱處理可以顯著降低鮮切甘薯的水分損失，且水分含量下降情況為處理CK＞處理B＞處理A＞處理C。

2.3 不同處理對甘薯失重率的影響

如圖3所示，貯藏期間，甘薯的失重率都隨著貯藏期的延長而增加，貯藏結束時，雖然各處理組鮮切甘薯的失重率均有所上升，但上升程度有所不同。在貯藏后期，處理CK和處理B失重率急劇上升，在貯藏過程中，處理CK甘薯的失重率始終高于各處理組。這說明熱處理在一定程度上可以降低鮮切甘薯的失重率，且失重率的上升程度為處理CK＞處理B＞處理A＞處理C，即處理C質量損失最小，效果最好，但貯藏時間不能過長。

圖2 不同處理對甘薯水分含量的影響

圖3 不同熱處理對甘薯失重率的影響

2.4 不同處理對甘薯腐爛率的影響

腐爛率是衡量甘薯貯藏效果的基本指標之一，包括軟腐和霉變。甘薯一旦發生腐爛，其營養品質及感官質量都會嚴重下降。如圖4所示，鮮切甘薯的腐爛率整體呈上升趨勢，貯藏結束時，雖然各處理組甘薯的腐爛率均有所上升，但上升程度有所差異。貯藏15 d后，處理CK甘薯的腐爛率顯著高于各處理組。這說明熱處理在一定程度上可以降低鮮切甘薯的腐爛率，腐爛率的上升程度為處理CK＞處理B＞處理C＞處理A，處理A可以減少腐爛，效果最好。

圖4 不同處理對甘薯腐爛率的影響

2.5 不同處理對甘薯花SOD、POD、CAT活性的影響

SOD是O2-·主要的清除劑，能將O2-·歧化為H2O2和O2-·，而CAT和POD是清除生物體內H2O2的關鍵酶類，從而抑制膜脂氧化，減少膜系統的傷害。

如圖5所示，從貯藏那天起到第3天，各處理樣品的SOD酶活性之間差異很微小，且呈現上升趨勢；從貯藏第6天開始時各處理SOD酶活性開始下降，到貯藏至第15天時，SOD酶活性比對照高出13.7%，11.1%和12.6%。由此可以看出，雖然在貯藏中后期鮮切甘薯SOD酶活性都呈下降趨勢，但與處理CK相比，各處理 SOD酶活性明顯高于對照，其中處理A處理的甘薯SOD酶活性最大。

圖5 不同處理對鮮切甘薯SOD酶活性的影響

如圖6所示，從貯藏那天起到第6天，各處理的CAT酶活性之間差異不顯著，且呈現上升趨勢，到貯藏中后期甘薯CAT酶活性都呈下降趨勢，但與各處理CK相比，各處理組CAT酶活性顯著增加，其中處理A甘薯CAT酶活性值最高，對照處理活性最低，這說明在貯藏中后期，熱處理減緩了鮮切甘薯中CAT酶活性的下降，且酶活性的下降趨勢為處理CK＞處理B＞處理C＞處理A，處理A可以最大程度地減小鮮切甘薯內CAT酶活性的損失，提高抗氧化系統清除自由基的能力，有利于維持細胞膜的完整性，減輕褐變的發生，延長貯藏期。

圖6 不同熱對甘薯CAT酶活性的影響

如圖7所示，在貯藏過程中各組樣品的POD酶活性都呈現下降的趨勢，但與處理CK相比，各處理組POD酶活性有所增加；貯藏第3～第6天，經熱水處理的鮮切甘薯POD酶活性高于其它處理組；貯藏6 d之后，經熱水處理的鮮切甘薯POD酶活性顯著下降，而其它處理組酶活性下降較為平緩；從整體上看，熱處理可以減緩鮮切甘薯中POD酶活性的下降，且干熱和處理C處理鮮切甘薯對POD酶活性的影響較為相近；在貯藏中期，熱水處理可以最大程度地保持鮮切甘薯內POD酶的活性，而在貯藏后期，干熱空氣處理效果最佳。

圖7 不同熱處理對鮮切甘薯POD酶活性的影響

2.6 不同處理對甘薯O2-·和H2O2含量的影響

如圖8所示，隨貯藏時間延長，各處理甘薯中O2

-·的產生速率都呈上升趨勢，但是各處理組與對照上升的程度有所不同。在貯藏末期處理A甘薯O2

-·的產生速率明顯低于其它各處理，而對照甘薯O2

-·的產生速率在整個貯藏過程中始終高于各處理組。這說明經過熱處理的鮮切甘薯在一定程度上可以降低中O2

-·的產生速率，其中處理A可以最大程度地減少O2

-·的產生，從而減少羥胺反應的發生，有利于對細胞的保護，延長貯藏期。

圖8 不同處理對鮮切甘薯O2-·含量的影響

如圖9所示，各處理甘薯中隨貯藏時間延長，H2O2含量呈現上升的趨勢，但是各處理組與對照上升的程度有所不同。在貯藏后期對照甘薯的H2O2含量顯著高于各處理組，這說明熱處理在一定程度上可以降低甘薯中H2O2的含量，其中處理A甘薯中H2O2含量最低，效果最好。

圖9 不同處理對甘薯H2O2含量的影響

3 討論與結論

采后熱處理是一種安全且無毒的物理方法，可以控制多種水果和蔬菜的病蟲害，提高抗冷性，延緩衰老并保持品質[8]。熱處理以適當的方式和溫度殺死果蔬表面上的病原細菌，抑制病原細菌的活力，改變酶的活性，從而改變果蔬表面的結構特征，抑制果蔬腐爛，以達到保存保鮮的效果[9]。

通過試驗表明，經50 ℃干熱空氣處理10 min的鮮切甘薯，除失重率、水分含量外其各方面指標都要優于各處理組，有利于貯藏期的延長。試驗中，干熱空氣處理和熱蒸汽處理維持了鮮切甘薯較高的水分含量，抑制了鮮切甘薯的呼吸作用，推遲了貯藏品質下降的時間，并能防止失重率和腐爛率的大幅增加，但濕熱處理溫度較高，容易使一些抗氧化酶（SOD酶、CAT酶、POD酶）失活，影響貯藏效果，而通過70 ℃的熱水中2 min處理水分含量較高，這給微生物的生長提供了機會，鮮切甘薯在有水分存在的情況下，如經熱水處理后，其營養成分更容易流失。這些因素都會使得鮮切甘薯貯藏期縮短。綜上所述，50 ℃干熱空氣處理10 min對鮮切甘薯的保鮮效果最好，貯藏期最長。