貯藏溫度對雪蓮果塊根品質的影響

賀 森,趙榮華,曹冠華,巴文芳,李 穎,李 兵,陽 林

(云南中醫學院中藥學院,云南昆明 650500)

貯藏溫度對雪蓮果塊根品質的影響

賀 森,趙榮華,曹冠華*,巴文芳,李 穎,李 兵,陽 林

(云南中醫學院中藥學院,云南昆明 650500)

本文研究了不同貯藏溫度對雪蓮果塊根中總糖、低聚果糖、蛋白質可溶性固形物含量及果實硬度的影響,同時分析了多酚氧化酶、過氧化氫酶在不同貯藏溫度下隨時間的變化關系。結果顯示,在貯藏過程中,貯藏溫度越高,總糖、蛋白質含量降幅越大,降速越快,尤其是在前7d,而0℃和4℃的貯藏效果則相對較好,綜合硬度和低聚果糖含量來考慮,4℃下貯藏效果較好。多酚氧化酶和過氧化物酶在4個貯藏溫度下均呈現先升后降的趨勢,且溫度越高,酶活性峰值越早出現。

雪蓮果塊根,貯藏溫度,低聚果糖,多酚氧化酶,過氧化物酶

雪蓮果(SmallanthussonchifoliusPoepp & Endl.),又名亞貢,菊署,為菊科多年生草本植物,原產于南美洲的安第斯山脈,是當地人的一種傳統食品,至今已有500多年的食用歷史[1-2]。由于地理和氣候條件相近,云南省嵩明縣率先在我國引種雪蓮果,并成為我國的“雪蓮果之鄉”,之后在四川、福建、海南、貴州、陜西等地推廣種植。

雪蓮果不但營養豐富,而且具有多種保健功效。云南雪蓮果塊根含有18種人體必需的氨基酸及豐富的鈣、鎂、鐵、鋅、硒等礦物質,同時還富含各種維生素及生長因子[3]。其中低聚糖占干物質的40%～50%,顯著高于其他植物[4-5]。由于雪蓮果中的低聚果糖(fructo-oligosaccharide,FOS)不易被人體吸收,但能被腸道內益生菌群利用,故雪蓮果是糖尿病、高血脂、高血壓、便秘、肥胖患者理想的天然食品。此外,雪蓮果還富含多種藥理活性物質,如具較強抗氧化作用的酚酸類物質,具抑菌和抗癌作用的萜類物質及降血糖功效的類黃酮類和槲皮素[2-6]。

目前,國內對雪蓮果塊根的研究多集中在種植和加工方面[7-9],國外則對其保健功效研究較多,Alexandre Lobo等[10]和Susana Genta等[11]的研究發現,雪蓮果中的低聚果糖對維持威斯塔鼠盲腸和骨骼中鈣、鎂平衡及系統免疫力具有顯著的積極意義。有研究證實,雪蓮果塊根對肥胖、糖尿病及腫瘤具有較好的療效和預防作用[12-15],FOS和抗氧化活性物質發揮重要作用[16]。另有研究發現,雪蓮果葉提取物同樣具有降低高血糖、提高胰島素分泌量的功能[17]。

本文以云南省嵩明縣雪蓮果塊根為對象,研究了不同貯藏溫度對雪蓮果塊根主要理化指標及過氧化物酶(peroxidase,POD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性的影響,以期為做好雪蓮果塊根貯藏提供實驗依據。

1 材料及方法

1.1 材料與儀器

雪蓮果塊根,于2013年11月7日至9日采自云南省嵩明縣,選取成熟度接近、大小一致、無病蟲害、無機械損傷、外形圓整的雪蓮果塊根用于實驗;實驗中所用試劑均為分析純。

UV-1800PC紫外分光光度計 翱藝儀器(上海)有限公司;WB29德國美爾特水浴鍋 上海楚柏實驗室設備有限公司;GY-3硬度計 浙江托普儀器有限公司;WYT手持糖度計 成都豪創光電儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 處理方法 將采后雪蓮果塊根進行去泥、清洗、晾干處理,注意避免人為損傷,使外皮盡量完好;之后將其分別放在0、4、10、25℃冰箱或恒溫箱中進行貯藏處理,每個處理設3個重復,每個重復含10～12只雪蓮果塊根。每隔7d取樣分析一次。

1.2.2 POD活性測定 采用愈創木酚比色法進行測定,以每分鐘OD470變化0.01為1個活力單位(U)計算雪蓮果塊根POD活力單位。

酶液的制備:精確稱量雪蓮果塊根2.500～3.000g,加入pH6.0磷酸鹽溶液30.00mL,置于研缽中充分研磨,用磷酸鹽溶液定容至100mL,過濾備用;POD酶活力測定:取兩根試管,一根試管加入反應混合液3.00mL(反應混合液:取25.00mL磷酸緩沖溶液于燒杯中,加入愈創木酚140μL,溶解,加入30%過氧化氫95μL,混勻置冰箱保存備用),磷酸鹽溶液1.0mL,作為試劑空白對照;另一試管加入反應混合液3.00mL,酶液0.10mL,補充磷酸鹽溶液至總體積為4.00mL,迅速混勻。1min后用1cm玻璃比色皿于470波長條件下測定其吸光值,連續測定5次,間隔時間均為1分鐘,求斜率ΔA470,重復測定3次,取R2值最大的一組數據。

計算公式:

式中:A1-470nm下吸光度每分鐘變化平均值;V1-測定時吸取供試酶液的體積(mL);m-提酶樣品重量,以干基重表示(g);100-酶液稀釋總體積(mL)。

1.2.3 PPO活性的測定 采用鄰苯二酚比色法進行測定,以每分鐘OD410變化0.01為1個活力單位(U)計算雪蓮果塊根PPO活力單位。

酶液的制備:稱取樣品3.000～3.500g,用預冷蒸餾水研磨勻漿,定容至100mL,在18～20℃下浸提30min,中間搖動數次,過濾備用。PPO活力測定:取兩支刻度試管,一支加入6.00mL pH6.0的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液試管,1.00mL 0.5%鄰苯二酚溶液,在30℃恒溫水浴中預熱后加入1.00mL滅酶后的酶液,2.00mL蒸餾水,以此調零;另一支試管加入6.00mL pH6.0的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液試管,1.00mL 0.5%鄰苯二酚溶液,在30℃恒溫水浴中預熱后加入1.00mL酶液,反應5min,加熱滅酶以終止反應,以5000r/min離心10min,取上清液備用。在410nm下測定吸光度。

計算公式:

式中:A1-一定時間內410nm下吸光度變化平均值;V1-測定時吸取供試酶液的體積(mL);m-提酶樣品重量,以干基重表示(g);t-反應時間(min);VT-酶液稀釋總體積(mL)。

1.2.4 總糖和FOS含量的測定 采用DNS比色法進行測定,參考魏軍香[18]的方法。得標準曲線回歸方程:R2=0.998,吸光度在0.2～1.5間有良好的線性關系。

1.2.5 硬度的測定 參考NY/T 2009-2011。

1.2.6 蛋白質和粗脂肪的測定 蛋白質采用分光光度法進行測定,具體參考GB/T 5009.5-2010,得標準曲線回歸方程:R2=0.998,吸光度在0.1～0.9間有良好的線性關系;粗脂肪采用索氏抽提法進行測定,參考GB/T-14472-2008。

1.2.7 可溶性固形物含量的測定 取雪蓮果塊根新鮮汁液,用手持糖度計進行測定,每個樣測3次,取平均值。

1.2.8 數據處理 本實驗最終結果以樣品干基重表示。所用數據處理軟件為Excel 2007。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根總糖及FOS含量的影響

由圖1a可知,在貯藏過程中,雪蓮果塊根總糖含量持續下降,其中,0℃和4℃、總糖含量下降趨勢較為平緩,至第35d時,降幅分別為26.51%、26.90%;而10℃和25℃貯藏條件下,總糖含量下降相對迅速,尤其是后者,貯藏結束時,降幅已達50.51%,這可能和自身的生命活動旺盛相關。

由圖1b可見,FOS的含量與總糖含量變化趨勢相似。相比25℃,在0℃、4℃和10℃下,后者FOS的損耗更少,呈平緩下降趨勢,至第35d,其損耗量分別為16.02%、15.70%和13.56%。

2.2 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根蛋白質含量的影響

蛋白質是雪蓮果塊根中重要的營養物質,其含量約占鮮重的0.5%[3],干基重的4%[18],較本實驗的測定值略高。由圖2可知,在貯藏過程中,雪蓮果塊根蛋白質含量不斷下降,在前7d,其下降速度較快,隨著時間的延長下降速度減緩。4個溫度相比較發現,貯藏溫度越高,則下降幅度越大,至貯藏結束時,25℃下的降幅約為0、4、10℃的1.8、1.6、1.3倍。

2.3 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根硬度的影響

果實硬度反映了果實的新鮮程度,在貯藏過程中,隨著果實的萎焉,其硬度逐漸降低。由圖3可知,在貯藏過程中,雪蓮果塊根硬度逐漸降低,其中4℃降幅最小,0℃和10℃接近,25℃降幅最大,其中0、4、10℃的硬度水平基本維持在6～8kg/cm2范圍之內,與孟衛芹等[19]測定的結果相近。

圖1 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根總糖及FOS含量的影響Fig.1 The change of total sugar and FOS in yacon tuber under different storage temperature

圖2 不同貯藏溫度對雪蓮果塊蛋白質含量的影響Fig.2 The change of protein in yacon tuber under different storage temperature

圖3 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根硬度的影響Fig.3 The change of hardness in yacon tuber under different storage temperature

2.4 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根可溶性固形物含量的影響

由圖4可知,可溶性固形物含量在貯藏過程中呈現先降后升的趨勢,維持在8%～18%之間。在前7d,4、10、25℃貯藏條件下,可溶性固形物含量大幅下降,最高降幅達40%,之后開始穩步上升,至35d時,已接近或超過初始值。而0℃貯藏條件下,在前21d可溶性固形物含量呈下降趨勢,28d后開始上升?？扇苄怨绦挝镌谠缙谝驗楣麑嵑粑饔脫p耗而有所下降,接著隨著其他有機物質的分解而升高,在貯藏后期,因雪蓮果塊根腐敗變質而迅速升高。

圖4 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根 可溶性固形物含量的影響Fig.4 The change of soluble solid in yacon tuber under different storage temperature

2.5 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根POD活性的影響

POD是植物體細胞內活性較高的一種還原性酶,是植物在低溫、干旱等逆境條件下酶促防御系統的關鍵酶之一,具有清除過剩自由基、使有毒物質失活等作用,從而提高植物的抗逆性,可作為表征植物抗逆性的指標[20]。由圖5可知,在貯藏過程中,POD酶活性變化趨勢基本為先降后升再降,總體呈下降趨勢,且幅度較大,截至到第35d時,POD活性最低降至60U/g·min左右。0℃貯藏條件下,POD活性在前7d大幅下降,推測與低溫導致酶活性下降有關,在第14d時,有小幅回升,之后持續下降;在4℃和10℃下,POD活性變化趨勢與0℃基本一致,但酶活力保持較高,在前14d時,10℃下的POD活性較高,之后迅速降低;在25℃下,至第7d,POD活性達到最大值,隨后快速下降。對比4種貯藏溫度,4℃下POD的活性變化趨勢相對平緩。

圖5 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根過氧化物酶活性的影響Fig.5 The change of POD activity in yacon tuber under different storage temperature

2.6 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根PPO活性的影響

PPO是酶促褐變中的關鍵酶之一,其可催化內源性酚類物質氧化生成鄰醌,繼而絡合成褐色素,吸附在淀粉顆粒上,導致果實或產品品質下降[21]。由圖6可知,在貯藏過程中,雪蓮果塊根PPO活性為先升后降,在10℃和25℃下,PPO活性在前7d呈升高快速趨勢,至第7d達到峰值,而在0℃和4℃下,PPO活性峰值推遲了7d才出現,且溫度越高,其峰值也越大。在達到峰值之后,酶活迅速降低,至第35d,降幅平均達96%。橫向比較可知,0℃貯藏條件下,PPO活性變化相對平緩,其次是4、10、25℃。PPO活性的變化趨勢與百合、香椿、南國梨相類似,均為先升后降[22-24]。

圖6 不同貯藏溫度對雪蓮果塊根多酚氧化酶活性的影響Fig.6 The change of PPO activity in yacon tuber under different storage temperature

3 結論

在貯藏過程中,雪蓮果塊根總糖、蛋白質的含量降幅較大,且貯藏溫度越高,降幅越大,降速越快;而FOS含量和硬度變化相對較小(25℃除外)。綜合考慮,4℃為雪蓮果塊根最優貯藏溫度。

在4個貯藏溫度條件下,POD及PPO活性變化趨勢均為先升后降,且溫度越高,酶活性峰值越早出現。

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Effect of storage temperature on the quality of Yacon Tuber(SmallanthusSonchifoliusunder)

HE Sen,ZHAO Rong-hua,CAO Guan-hua*,BA Wen-fang,LI Ying,LI Bing,YANG Lin

(College of Traditional Chinese Medicine,Yunnan University of Traditional Chinese Medicine,Kunming 650500,China)

In this paper,the change of contents of total sugar,fructo-oligosaccharide(FOS),protein,soluble solid,and the hardness of fruit affected by storage temperature were studied. Meanwhile,the activity of polyphenol oxidase(PPO)and peroxidase(POD)was also analyzed. The results showed that. the higher the storage temperature was,the greater and faster the contents of total sugar,protein declined in storage,especially,in first 7 days. The better storage temperature was 0℃ and 4℃. Taking hardness and fructo-oligosaccharide(FOS)as consideration,4℃ was the best storage temperature. The activity of PPO and POD rose at first and then went down under 4 different storage temperatures. Interestingly,the higher the temperature was,the earlier the enzyme activity peak appeared.

Yacon tuber;storage temperature;fructo-oligosaccharide(FOS);peroxidase(POD);polyphenol oxidase(PPO)

2014-10-11

賀森(1984-)，男，博士，主要從事園藝產品貯藏與保鮮研究。

*通訊作者:曹冠華(1985-)，男，碩士，主要從事園藝方面的研究。

云南中醫學院科學研究基金項目(XK201326)。

TS255.3

A

1002-0306(2015)11-0328-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.11.058