VE對鮮切荸薺酶促褐變的影響

肖永謙，葉海霞，王詩韻，聞金敏，李煜林,2,*，夏 險

（1.食用野生植物保育與利用湖北省重點實驗室（湖北師范大學），湖北 黃石 435002；2.賀州學院食品科學與工程技術研究院，廣西 賀州 542800）

荸薺俗稱馬蹄，皮紫黑色，果肉潔白，味道甜美，含有豐富的碳水化合物、維生素和礦物質，具有重要的食療價值，是深受大眾喜愛的農副產品[1]。荸薺因生長于地下，表皮含有很多病原微生物，不宜帶皮生吃，一般要去皮切成片狀食用[2]。鮮切荸薺因其美味和食用方便更受消費者的青睞，這也是未來果蔬食品食用的發展趨勢[3]。但是鮮切荸薺中的酚類物質在多酚氧化酶的作用下很容易氧化生成鄰-苯醌，醌類化合物進一步氧化和聚合形成黑色素，進而發生酶促褐變，導致食用品質下降[4]。因而如何抑制鮮切荸薺的酶促褐變，保持其食用品質，是亟需解決的重要問題。

目前已有很多學者對鮮切荸薺進行研究，如研究涂膜處理對鮮切荸薺的保鮮效果[5-8]，采用復合護色劑抑制鮮切荸薺褐變[9-13]，采用熱處理對鮮切荸薺進行護色[14-15]，采用乙醛處理鮮切荸薺[16-18]及采用復合增強脈沖強光保鮮鮮切荸薺[19]等。這些研究有的產生了食品安全問題，有的在抑制酶促褐變時沒有考察鮮切荸薺的食用品質，導致鮮切荸薺酶促褐變被抑制了，但食用品質卻下降了。目前能有效抑制鮮切荸薺酶促褐變又不產生食品安全問題的方法還很少，亟需開發新的技術。

目前尚未見關于用VE抑制鮮切果蔬酶促褐變的研究報道。本試驗擬研究VE濃度和處理時間對鮮切荸薺褐變指數的影響及最佳VE處理濃度和時間對貯藏中鮮切荸薺多酚氧化酶（PPO）活性、總可溶性固形物（TSS）含量、硬度和VC含量的影響，以期為抑制鮮切荸薺酶促褐變提供一項新技術。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

荸薺，購買于廣西賀州。VE，上海阿拉丁試劑有限公司；無水乙醇，天津北辰方正試劑廠；草酸，天津市大茂化學試劑廠；抗壞血酸、沒食子酸，天津市科密歐化學試劑有限公司；NaOH，天津博迪化工股份有限公司；酚酞，天津市凱通化學試劑有限公司；無水Na2CO3，天津市東麗區泰蘭德化學試劑廠。以上試劑均為分析純（AR）。

1.1.2 儀器與設備

AB204-N型分析天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；FL-8F型O3負離子空氣凈化器：深圳飛立電器科技有限公司；TMS-Pro型質構儀：美國FTC公司；UV6100型紫外分光光度計：上海元析儀器有限公司；5430 R型高速冷凍離心機：德國艾本德公司；RFM712-M型數顯折光儀：英國Bellingham Stanley公司；C93T型料理機：九陽股份有限公司；冷庫：上海庫寶制冷設備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

在室溫下，挑選沒有腐爛、破皮、損傷、大小基本一致的新鮮荸薺，用自來水清洗干凈，用削皮刀去皮，切成2 mm厚的薄片[20]。將荸薺片用蒸餾水浸泡，用FL-8F負離子O3空氣凈化器處理30 min，將荸薺片取出瀝水10 min[20]。用不同濃度VE無水乙醇水溶液（1%）處理不同時間（按照試驗方案），瀝水10 min。每個保鮮盒裝10 g荸薺片，作為VE處理樣品。以不用VE無水乙醇水溶液（1%）處理的荸薺片作為對照（CK）樣品。每個樣品選取3個保鮮盒做特殊標記，用于評價褐變指數，其余保鮮盒用于評價其他指標。所有樣品均在1℃下貯藏。

1.2.2 褐變指數的測定

褐變指數由6名經驗豐富的感官評價人員采用觀察法評價和計算。褐變程度分為6個等級，分別以數字0、1、2、3、4、5來表示[21]。0級：完全沒有褐變；1級：有褐變點；2級：輕微褐變，褐變面積＜1/5；3級：中等褐變，1/5≤褐變面積≤1/3；4級：嚴重褐變，1/3＜褐變面積≤1/2；5級：完全褐變，褐變面積＞1/2[21]。每個保鮮盒中樣品的褐變指數=∑（褐變級數×該級片數）/總片數[22]。

每個評價人員測得的每個樣品的褐變指數是平行試驗中3個保鮮盒中樣品褐變指數的平均值。每個樣品的最終褐變指數是6個評價人員測得的褐變指數的平均值[21]。褐變指數＞2時表示不能食用，該樣品終止貯藏[21]。

1.2.3 單因素試驗設計

VE用1%的乙醇水溶液溶解（1%的乙醇有助于VE溶于水，而且不會產生食品安全問題），固定處理時間為30 min，考察不同VE濃度（0.02%、0.04%、0.06%）對鮮切荸薺褐變指數的影響；固定VE濃度為0.02%，考察不同處理時間（10、20、30、40、50、60 min）對鮮切荸薺褐變指數的影響。

1.2.4 全面試驗設計

根據單因素試驗的結果設計全面試驗。

1.2.5 理化分析將最佳工藝處理的樣品和對照樣品在1℃下貯藏，同時進行褐變指數和理化分析。

1.2.5.1 PPO活性的測定

將一個保鮮盒中的10 g鮮切荸薺樣品裝入料理機中，然后加入20 mL 0.05 moL/L磷酸鹽緩沖液（pH 6.8）后進行勻漿，通過6層棉布過濾除去細胞碎片。在4℃下，濾液用19 000 r/min離心20 min，取上清液作為PPO的提取物。PPO活性采用4-甲基鄰苯二酚氧化法測定[23]。以每分鐘每克鮮切荸薺吸光度改變0.001所需要的酶量作為一個活力單位U[23]。PPO活性每3 d測定1次，每次任取3個保鮮盒做平行試驗。

1.2.5.2 TSS含量的測定

TSS每3 d測定1次，每次分析任取3個保鮮盒做平行試驗。將每個保鮮盒的10 g鮮切荸薺樣品置于料理機中均質，分裝于2 mL的離心管中，然后在高速臺式離心機中以15 000 r/min離心20 min，取上清液，用數顯折光儀測定TSS含量，單位為Brix[24]。

1.2.5.3 硬度的測定

硬度測定使用質構儀，采用TPA分析法，每3 d測定1次，每次測定任取3個保鮮盒做平行試驗。操作條件如下：力感應范圍250 N，探針停留時間1 s，探頭高度10 mm，形態損傷30%，測量速度60 mm/s，初始力0.4 N[25-26]。

1.2.5.4 VC含量的測定

采用2,6-二氯靛酚滴定法測定，每3 d測定1次，每次任取3個保鮮盒做平行試驗，單位為mg/100 g[27-28]。

1.2.6 數據處理

所有數據采用Origin 8.5處理，結果以xˉ±s標準偏差表示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 VE濃度對鮮切荸薺褐變指數的影響

VE在水溶液中的最大濃度為0.06%，所以分別取0.02%、0.04%和0.06%間距相等的3個濃度梯度。從圖1可以看出，對照樣品貯藏9 d時，褐變指數已超過2；0.02%和0.06%的VE處理樣品貯藏12 d時，褐變指數已超過2；0.04%的VE處理樣品貯藏12 d時，褐變指數達到2。結果表明，在其他條件相同時，0.04%的VE處理對鮮切荸薺酶促褐變的抑制效果最好。這可能是因為當VE濃度太低時，有部分PPO的活性沒有被抑制；當VE濃度太高時，由于VE本身呈褐色，多余的VE使鮮切荸薺變成了褐色。

圖1 VE濃度對鮮切荸薺褐變指數的影響Fig.1 Effects of VE concentrations on browning indices of fresh-cut CWC

2.1.2 處理時間對鮮切荸薺褐變指數的影響

從圖2可以看出，處理時間為10、20、40、50、60 min的樣品均在貯藏9 d時，褐變指數超過2；處理時間為30 min的樣品在貯藏12 d時，褐變指數超過2。結果表明，在其他條件相同時，處理時間為30 min對鮮切荸薺酶促褐變的抑制效果最好。這可能是因為當處理時間太短時，有部分PPO的活性沒有被抑制；當處理時間太長時，褐色的VE滲透到鮮切荸薺的表面使鮮切荸薺呈現了褐色。

圖2 VE處理時間對鮮切荸薺褐變指數的影響Fig.2 Effects of VE processing time on browning indices of fresh-cut CWC

2.2 全面試驗

根據單因素試驗結果設計全面試驗（表1），全面試驗結果見表2。

表1 全面試驗的因素和水平Table 1 Factors and levels of comprehensive experiment

表2 全面試驗結果Table 2 Results of comprehensive experiment

續表2 全面試驗結果Continue table 2 Results of comprehensive experiment

從全面試驗結果可以得出，當VE濃度為0.04%、處理時間為30 min時，效果最好，與對照組相比可以延長貯藏時間4 d，所以最佳工藝為A2B2。從極差分析可知，處理時間和濃度對褐變指數的影響幾乎相同。

2.3 最佳工藝處理對鮮切荸薺褐變指數和理化指標的影響

2.3.1 褐變指數分析

從圖3可以看到，在貯藏的前3天，最佳工藝處理的鮮切荸薺樣品和對照樣品都沒有發生褐變；第3～6天，對照樣品褐變越來越嚴重，而最佳工藝處理樣品仍然沒有褐變；第6～9天，對照樣品出現嚴重褐變，最佳工藝處理樣品褐變也加快。對照樣品貯藏9 d時，褐變指數已超過2；最佳工藝處理樣品貯藏15 d時，褐變指數超過2。

圖3 最佳工藝處理樣品和對照樣品的褐變指數Fig.3 Browning indices of samples treated with optimal technology and the control

2.3.2 PPO活性、TSS含量、硬度和VC含量分析

最佳工藝處理樣品和對照樣品在貯藏期間PPO活性、TSS、硬度和VC含量分析如圖4。結果表明，最佳工藝處理抑制了鮮切荸薺PPO活性及TSS含量的增加，延緩了硬度及VC含量的下降。與對照樣品相比，可有效抑制鮮切荸薺的酶促褐變，延長鮮切荸薺貨架期6 d。

圖4 最佳工藝處理對鮮切荸薺PPO活性、TSS含量、硬度和VC含量的影響Fig.4 Effects of optimal treatment on PPO activities,TSS contents,hardness and VC contents of fresh-cut CWC

3 討論與結論

鮮切荸薺發生酶促褐變，是由于鮮切荸薺中的酚類物質在PPO的催化作用下，與O2發生氧化反應生成黑色素所致，所以抑制氧化反應的發生是可以抑制鮮切荸薺發生酶促褐變的。降低鮮切荸薺中酚類物質含量，或者降低鮮切荸薺中PPO的活性，或者將鮮切荸薺與O2隔絕，都可以抑制鮮切荸薺發生酶促褐變。VE是一種天然抗氧化劑，具有抑制氧化反應的能力，因而可以抑制鮮切荸薺發生酶促氧化反應。本研究通過考察VE濃度和處理時間對鮮切荸薺酶促褐變的影響，以期獲得最佳工藝。研究結果表明，VE抑制鮮切荸薺酶促褐變的最佳工藝為：每330 g鮮切荸薺（厚度2 mm）用2 L蒸餾水浸泡，用FL-8F負離子O3空氣凈化器處理30 min，將荸薺片取出瀝水10 min，然后用濃度為0.04%的VE無水乙醇（1%）水溶液浸泡30 min，取出瀝水10 min，在1℃下貯藏，與對照組相比，可以延長貯藏時間4～6 d。

獲得最佳工藝后，為了進一步探究VE抑制鮮切荸薺酶促褐變的機制，將VE抑制鮮切荸薺酶促褐變最佳工藝處理的樣品與未用VE處理的對照樣品分別在1℃下貯藏，將貯藏中二者的PPO活性、TSS含量、VC含量和硬度的變化進行了對比研究。結果表明：最佳工藝處理樣品的PPO活性增加的趨勢明顯緩于對照樣品，這說明鮮切荸薺PPO活性得到了抑制，而這最可能是由于使用了VE直接造成的。同時最佳工藝處理樣品的TSS含量增加的趨勢緩于對照樣品，VC含量及硬度下降的趨勢緩于對照樣品，這可能是VE間接導致的。所以，VE之所以能抑制鮮切荸薺酶促褐變，可能是因為VE直接抑制了鮮切荸薺貯藏中PPO活性的升高，同時間接抑制了鮮切荸薺TSS含量的增加及VC含量和硬度的下降，從而最終延長了鮮切荸薺的貯藏期。