不同切割方式對菠蘿抗氧化活性的影響

閆艷華

1. 呂梁學(xué)院生命科學(xué)系（離石 033000）；2. 山西省特色植物功能成分工程研究中心（離石 033000）

菠蘿也稱鳳梨，是鳳梨科鳳梨屬多年生單子葉常綠草本植物[1]，含有豐富維生素、膳食纖維、果糖和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分。它口感酸甜，風(fēng)味獨(dú)特，營養(yǎng)價值豐富，可以增進(jìn)食欲，消除疲勞，促進(jìn)新陳代謝，但是菠蘿外形較大，去皮不容易，食用不方便，鮮切菠蘿能保持菠蘿的口感，營養(yǎng)價值流失較少，具有新鮮、便捷、衛(wèi)生和營養(yǎng)的優(yōu)勢，鮮切水果和蔬菜有很大的發(fā)展前景[2]。

切割果蔬是指經(jīng)過分選、洗滌、去皮、切割、包裝等方式處理新鮮蔬菜水果的原材料，處理后水果蔬菜原材料仍然保持新鮮狀態(tài)的加工產(chǎn)品[3-4]。新鮮水果蔬菜的切割處理會加劇果蔬的代謝反應(yīng)和呼吸強(qiáng)度，引起一系列生理生化反應(yīng)，如氣味、變色、失水、老化等，失去新鮮水果蔬菜的特征，降低鮮切產(chǎn)品的質(zhì)量[5]，進(jìn)而腐敗變質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)品貨架期縮短。但是，切割處理可以參與清除切割損傷所引起的活性氧反應(yīng)，能使水果蔬菜啟動抗氧化防御系統(tǒng)來提高抗氧化能力[6-8]。李靜等[9]研究發(fā)現(xiàn)不同切割方式對萵苣的品質(zhì)無顯著影響，但鮮切可顯著提升苯丙氨酸解氨酶活力的上升和誘導(dǎo)酚類物質(zhì)的合成，從而使鮮切萵苣的抗氧化活力提高。

試驗(yàn)以菠蘿為研究對象，分析不同切割方式對菠蘿的抗氧化成分和抗氧化活性的影響，找到一種最合適的切割方式，使抗氧化性活性最強(qiáng)，為鮮切菠蘿的切割、保鮮和食用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)試劑

愈創(chuàng)木酚、鄰苯二酚、聚乙烯吡咯烷酮、抗壞血酸、2, 6-二氯酚靛酚鈉、鹽酸、甲醇、Tris、檸檬酸（均為分析純）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 材料預(yù)處理方法

從超市選擇菠蘿果實(shí)大小均勻、無損傷、無蟲害的成熟菠蘿進(jìn)行試驗(yàn)。將果實(shí)用清水清洗后，用鋒利的不銹鋼刀去除冠芽，去除果皮、果眼以及去除不可食用的部分進(jìn)行切割處理。將整個菠蘿分別切割1 cm正方體的塊狀，2 cm正方體的塊狀和3 cm正方體的塊狀，在切割處理之后，將其置于塑料托盤中，用保鮮膜密封，置于溫度設(shè)定為4 ℃冰箱中，并且于0，6，12，18和24 h時段測定各項(xiàng)抗氧化性指標(biāo)。試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

1.2.2 測定指標(biāo)及方法

CAT活性采用紫外分光光度法測定；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定；PPO活性采用鄰苯二酚比色法測定[10]；抗壞血酸（ASA）采用2, 6-二氯酚靛酚滴定法[11]；類黃酮含量測定參照曹建康等[10]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)處理及圖表的繪制均采用Microsoft Excel軟件處理，數(shù)據(jù)的方差分析采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 切割方式對菠蘿過氧化氫酶（CAT）活性的影響

CAT是植物組織中一種主要的防御酶，在活性氧清除酶代謝系統(tǒng)中，過氧化氫酶主要的作用是降解H2O2[10]。由圖1可知，貯藏期間不同切割方式處理菠蘿的CAT活性先上升后下降。馮少鋒等[12]進(jìn)行3個菠蘿品種在低溫脅迫下CAT活性的試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著時間延長，CAT總體的變化趨勢是先升后降，CAT活性前18 h迅速增加，18 h達(dá)到峰值，18 h后有所下降，但是CAT活性不低于0 h的活性，菠蘿的CAT活性在不同切割方式之間存在顯著性差異（p＜0.05）。可能的原因是，切割處理可以影響細(xì)胞組織中活性氧含量，切割處理可以顯著提高過氧化氫酶的活性。這說明貯藏期間不同切割方式提高菠蘿CAT活性。3 cm正方體塊狀的菠蘿CAT活性始終高于同期1 cm正方體塊狀和2 cm正方體塊狀，且18 h，3 cm正方體塊狀菠蘿的CAT活性為51 U/（g FW·min），是0 h的2倍多，3 cm正方體塊狀的切割方式顯著高于其他2種切割方式（p＜0.05），3 cm正方體塊狀的菠蘿，對CAT活性的影響越大。因此，貯藏期間不同切割方式提高菠蘿的CAT活性，且3 cm正方體塊狀的菠蘿切割方式影響最好。

圖1 切割方式對菠蘿CAT活性的影響

2.2 切割方式對菠蘿過氧化物酶（POD）活性的影響

如圖2所示，貯藏期間，不同切割方式處理的菠蘿POD活性始終保持上升趨勢，說明不同切割方式處理提高POD活性。過氧化物酶活性在貯藏期內(nèi)活性不斷上升，可能是因?yàn)椋环矫嬉獏⑴c清除切割損失所引起的活性氧反應(yīng)，另一方面要參與生成植物機(jī)體自我保護(hù)產(chǎn)生木質(zhì)素的反應(yīng)。邵志遠(yuǎn)等[2]研究切割方式和包裝方法對鮮切菠蘿POD活性的影響，結(jié)果顯示POD活性呈先上升后下降趨勢，這種差異可能是因?yàn)樵囼?yàn)時間短，溫度低，只能得出24 h之前的試驗(yàn)結(jié)果。在18 h，3 cm正方體塊狀菠蘿的POD活性變化最顯著（p＜0.05），比同期1 cm正方體塊狀的菠蘿高出1 368 U/（g FW·min），3 cm正方體塊狀的菠蘿在放置過程中其POD活性始終高于同期的1 cm正方體塊狀的菠蘿和2 cm正方體塊狀的菠蘿，3種切割方式存在顯著性差異（p＜0.05），表明3 cm正方體塊狀的菠蘿對POD活性影響越大。因此，貯藏期間切割處理能夠增強(qiáng)菠蘿的POD活性，且3 cm正方體塊狀的菠蘿切割方式影響最好。

圖2 切割方式對菠蘿POD活性的影響

2.3 切割方式對菠蘿多酚氧化酶（PPO）活性的影響

PPO是一種含有銅的氧化酶，PPO的活性在植物組織褐變中影響很大，PPO催化鄰苯二酚形成褐色的醌[13]。由圖3可以看出，貯藏期間不同切割方式處理的菠蘿PPO活性呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。前6 h，PPO活性增長速度不明顯；12～18 h，PPO活性增長速度顯著，3 cm正方體塊狀的菠蘿在18 h達(dá)到峰值，PPO活性為79.5 U/（g FW·min），PPO活性是0 h的3倍，在0 h PPO活性最小，為21.2 U/（g FW·min），24 h的PPO活性最小，為22.5 U/（g FW·min），說明貯藏期間切割方式處理提高PPO活性。隨著時間增加，在18 h內(nèi)，PPO活性最大的是3 cm正方體塊狀的菠蘿，其次是2 cm正方體塊狀的菠蘿，在24 h，PPO活性為2 cm正方體塊狀＞3 cm正方體塊狀＞1 cm正方體塊狀，3種切割方式存在顯著性差異（p＜0.05），說明2 cm正方體塊狀的菠蘿切割方式對PPO活性影響最好。因此，貯藏期間不同切割方式提高PPO活性，且2 cm正方體塊狀的菠蘿切割方式影響最好。

2.4 切割方式對菠蘿抗壞血酸（ASA）的影響

ASA主要來自新鮮的水果和蔬菜中，是植物重要的抗氧化劑，可以作為還原劑，作用是直接參與活性氧物質(zhì)的清除。鮮切可引起細(xì)胞組織破裂，果汁汁液流出，嚴(yán)重失水，水溶性抗壞血酸的嚴(yán)重流失。由圖4所示，貯藏期間不同切割方式處理菠蘿的抗壞血酸含量呈現(xiàn)下降趨勢，說明切割處理會導(dǎo)致抗壞血酸含量下降，可能是因?yàn)椋ぬ}經(jīng)過切割處理，細(xì)胞汁液外流，營養(yǎng)成分外流，機(jī)體的損傷應(yīng)激能力加快，生理生化反應(yīng)速度加快，呼吸速率增加，消耗底物隨之增多。貯藏期間下降最少的是1 cm正方體塊狀的菠蘿，下降8 mg/100 g，下降最多的是3 cm正方體塊狀的菠蘿，下降12 mg/100 g，說明3 cm正方體塊狀的菠蘿ASA含量損失最多，可能是因?yàn)榍懈钐幚砗螅? cm正方體塊狀菠蘿與氧氣接觸面最大，ASA更易氧化分解，導(dǎo)致?lián)p失最多。在12 h，3種切割方式無顯著性差異，在6 h，3 cm正方體塊狀的菠蘿與1 cm和2 cm正方體塊狀的菠蘿有顯著性差異，1 cm正方體塊狀的菠蘿與2 cm正方體塊狀的菠蘿無顯著性差異，在18和24 h，1 cm正方體塊狀的菠蘿與2 cm和3 cm正方體塊狀的菠蘿有顯著性差異，2 cm正方體塊狀的菠蘿與3 cm正方體塊狀的菠蘿無顯著性差異，在24 h，1 cm正方體塊狀的菠蘿處理方式對ASA含量影響最好。

圖3 切割方式對菠蘿PPO活性的影響

圖4 切割方式對菠蘿ASA的影響

2.5 切割方式對菠蘿類黃酮含量的影響

水果和蔬菜組織中含有大量的植物次生代謝物，如類黃酮和花青素等。這些物質(zhì)在植物生物抗氧化過程中起著重要作用[9]，類黃酮物質(zhì)是大自然最好的天然抗氧化劑[14]。如圖5所示，貯藏期間類黃酮含量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，12 h達(dá)到峰值，3種切割方式處理類黃酮含量分別為69.1，74.65和78.35 mg/100 g，0 h類黃酮的最小含量，為41.55 mg/100 g，24 h類黃酮的最小含量，為61.05 mg/100 g，高于0 h類黃酮含量（p＜0.05），說明在一定時間內(nèi)，切割方式處理會導(dǎo)致類黃酮物質(zhì)含量上升，與李佳慧等[15]的研究生姜類黃酮物質(zhì)的試驗(yàn)結(jié)果一致。在12 h，3 cm正方體塊狀的菠蘿顯著高于同期其他2種切割方式（p＜0.05），在18 h后，2 cm正方體塊狀的菠蘿高于同期其他2種切割方式，說明貯藏期間2 cm正方體塊狀的切割方式對類黃酮含量影響最好。

圖5 切割方式對菠蘿類黃酮的影響

3 結(jié)論

在水果蔬菜組織中，主要的抗氧化酶是PPO、CAT、POD等，用于清除活性氧對細(xì)胞膜系統(tǒng)的損害，從而維持機(jī)體穩(wěn)定狀態(tài)。試驗(yàn)表明，貯藏期間CAT活性、POD活性、PPO活性均有所提高，表示不同切割方式處理的菠蘿可提高PPO、CAT和POD活性，這是因?yàn)榍懈钐幚泶龠M(jìn)活性氧物質(zhì)產(chǎn)生，同時增加菠蘿組織中抗氧化酶的活性。在24 h，3 cm正方體塊狀的切割方式對菠蘿CAT、POD活性影響最大，但是2 cm正方體塊狀的菠蘿PPO活性大于同期其他2種切割方式，說明貯藏期間2 cm正方體塊狀切割方式對菠蘿抗氧化活性影響最好。貯藏期間不同切割方式處理菠蘿中ASA含量呈現(xiàn)下降趨勢，說明切割處理會導(dǎo)致ASA含量下降。3 cm正方體塊狀切割方式的效果最為顯著。但在18 h，2 cm正方體塊狀菠蘿的類黃酮物質(zhì)含量均高于1 cm正方體塊狀的菠蘿和3 cm正方體塊狀的菠蘿，說明貯藏期間，2 cm正方體塊狀切割方式對菠蘿的影響最好。因此，貯藏期間適當(dāng)切割有利于菠蘿提高其抗氧化能力。