鮮切山藥褐變抑制方法研究進展

徐廣，楊丹，羅敏，郭瑀，章文偉，鄧才富

重慶市藥物種植研究所，重慶市道地藥材工程技術中心（南川 408435）

鮮切果蔬是指經過分級、挑選的新鮮果蔬，通過去皮、切分，利用物理、化學、生物等保鮮技術，結合低溫運輸技術，最終進入冷柜銷售的即用果蔬制品。鮮切果蔬以其新鮮、方便、營養和無公害等特點，近年來市場消費量迅速增加。山藥是國家衛生健康委公布的藥食同源蔬菜之一，營養成分豐富，口感質地清脆，有補脾養胃、生津益肺、補腎澀精等功效[1]。但山藥采收時間集中，莖長易折損，給存儲、運輸帶來困難；鮮切山藥易攜帶、方便食用，具有很大的商業應用價值。然而，山藥在鮮切后非常容易褐變，對山藥的品質和食用安全性產生影響。因此，控制并防止山藥發生褐變是保證山藥營養價值和食用安全的關鍵所在[2-3]。對山藥褐變機制簡要分析，著重對褐變的抑制方法進行綜述，為鮮切山藥加工和保鮮儲藏提供一定的理論基礎。

1 鮮切山藥褐變機制

鮮切山藥的褐變分為酶促褐變和非酶促褐變2種。非酶促褐變是山藥在加工、貯藏過程中由于表面接觸空氣，其中酚類物質在非酶促條件下被氧化而發生的顯著顏色反應、趨向加深的現象。鮮切山藥以酶促褐變為主，酶促褐變的機理一直是國內外研究重點[4-5]。鮮切山藥的酶促褐變主要是酚酶催化酚類物質形成醌，醌再進一步氧化聚合形成褐色色素的反應過程。

2 鮮切山藥褐變抑制方法

山藥防褐的方法較多，主要著手褐變機制，通過控制其褐變過程關鍵環節，如褐變底物、酚酶及氧化環境，從而達到防褐目的。總結歸納后，大致分為物理方法、化學方法、生物技術方法和新型方法（多種方法聯合法），對鮮切山藥進行處理，防止褐變。

2.1 物理方法

物理方法一般通過調節溫度或壓力抑制酚酶和微生物的作用，對山藥褐變起到調控作用。最常見的方法為低溫貯藏、蒸煮和燙漂處理。趙梅[6]研究不同貯藏溫度對鮮切山藥品質的影響，結果發現0～4 ℃時能有效抑制水分蒸發，減少各類營養物質耗損，顯著抑制酶促褐變反應，達到較好的保鮮效果。馬卓云等[7]對低溫貯藏鮮切山藥品質影響進行更深入的研究，設置冰溫，4，14和25 ℃下，對山藥品質的影響；試驗數據表明，鮮切山藥在冰溫貯藏下，可維持良好品質，無萎縮黑斑，貯藏11 d仍可達到食用標準。廖杰等[8]對比蒸煮和鮮切山藥的貯藏褐變情況，結果表明在低溫貯藏下，鮮切山藥的品質更佳。王安建等[9]研究不同燙漂條件對山藥酶活的影響，試驗結果表明燙漂69.66 s，燙漂溫度60 ℃，對鮮切山藥有較好的酶抑制作用。該類方法處理的鮮切山藥有較好的抑制褐變效果，但在后期貯藏中需在低溫環境中運輸和售賣，運輸和管理成本較高。

2.2 化學方法

化學方法主要利用化學抑制劑與酶競爭性地結合酚類底物，從而使酚類底物結構發生變化，避免酶和酚類底物反應發生酶促褐變，達到防褐變效果。常用于鮮切山藥酶促褐變抑制劑的化學試劑主要集中在含硫保鮮劑的配方研究上，其中亞硫酸鹽在抑制酶促褐變的同時還能抑制非酶促褐變，因此得到廣泛應用。張莉會等[10]采用亞硫酸鈉、谷胱甘肽和半胱氨酸3種酶抑制劑抑制鮮切山藥褐變，結果發現3種抑制劑均能有效延緩鮮切山藥褐變。含硫保鮮劑能抑制褐變，其主要是巰基能有效抑制山藥的多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）等；但亞硫酸鹽在使用過程中會產生二氧化硫，對人體健康存在潛在危害。找尋安全無害的抑制劑成為研究熱點。PPO、POD和CAT等也能被有機酸、金屬螯合離子及酶抑制劑等抑制。唐金蕾等[11]以檸檬酸、抗壞血酸、L-半胱氨酸和氯化鈉對鮮切山藥進行褐變抑制試驗，通過正交試驗得到最佳復合保鮮液配方（1.5%檸檬酸+0.8%抗壞血酸+0.1%L-半胱氨酸+1.5%氯化鈉），能有效保持山藥的色澤。孫蕊等[12]研究曲酸處理鮮切山藥在0 ℃和4 ℃條件下貨架期內的色澤及相關生理變化，結果表明曲酸能有效抑制鮮切山藥褐變，同時比非處理組的保鮮時間延長一半；其機制是：曲酸對多酚氧化酶引起的酶促褐變的抑制主要通過與底物的競爭性抑制，螯合多酚氧化酶活性必需的銅離子和還原形成黑色素的底物蒽醌類化合物等共同作用完成。也有研究采用25%乙醇代替傳統的含硫護色劑，達到較好的保鮮效果。開發綠色、安全防止褐變的方法對于山藥鮮切褐變的抑制意義重大[13]。

2.3 生物技術方法

生物技術方法主要采用酶或者植物提取物進行抑制酚酶活性，由于木瓜蛋白酶已經被證實對抑制酶促褐變有顯著效果，所以主要采用木瓜蛋白酶抑制鮮切山藥的褐變。謝冬娣等[14]研究木瓜蛋白酶復合劑對鮮切淮山藥的褐變防控效果；結果表明木瓜蛋白酶抑制酶促褐變效果與傳統的化學抑制劑（檸檬酸、抗壞血酸等）相當，說明其應用效果好，值得推廣。王梅等[15]研究在4±1 ℃冷藏條件下，不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥營養品質和酶活性等指標的影響，大蒜素能有效降低多酚氧化酶和過氧化物酶的活性，與對照組相比，0.3%大蒜素提取液處理可延長鮮切山藥保鮮期9 d左右。李偉[16]采用由山蒼子精油、花生油、玫瑰精油和豬油組成的復合油，有效地抑制鮮切山藥的褐變，在0～4 ℃條件下貯藏可將保存期延遲至15 d以上。曾麗萍等[17]研究產乳酸芽孢桿菌發酵液對山藥護色及多糖免疫活性的影響，在采用添加10%發酵時間為34 h的產乳酸芽孢桿菌發酵液配制的護色液、護色時間1 h條件下，具有較好的抑制山藥褐變作用，同時該法進行護色得到的山藥多糖的免疫活性顯著優于用亞硫酸鈉護色后的山藥多糖。采用生物技術法對鮮切山藥酶促褐變抑制，與傳統的物理方法和化學試劑方法相比，具有綠色、安全、成本低廉等特點，還能顯著提高鮮切山藥的貯藏品質，延長鮮切山藥的保鮮期，對鮮切山藥的風味幾乎沒有影響。

2.4 新型方法

新型防鮮切山藥褐變方法采用微波漂燙[18]、超聲漂燙[19]和可食性涂膜等技術抑制褐變，其中可食性涂膜是利用各組分高分子之間相互作用，在透明性以及保水、透氣性方面均有不同程度的改善，更有利于果蔬保鮮，更為經濟環保。馬利華等[20]研究殼聚糖、卡拉膠、海藻酸鈉及復合涂膜劑對鮮切山藥涂膜處理后，在5 ℃貯藏期間褐變及抗氧化性的影響。結果表明，1.57%殼聚糖+0.9%卡拉膠+1.55%海藻酸鈉涂膜后，鮮切山藥儲存期間，可明顯降低山藥的褐變程度及抑制PPO的比活力，防止貯藏后期酚類物質的氧化，提高鮮切山藥的整體抗氧化能力。也有研究采用多種方法聯合的方式對鮮切山藥褐變進行防控，楊福馨等[21]采用復合浸漬液+PE膜對鮮切山藥保鮮，結果表明食鹽、白糖、白醋質量分數分別為0.6%，0.4%和0.4%的復合浸漬液浸泡山藥15 min，并用PP/PE膜包裝，山藥的保鮮效果最好。熱處理和保鮮劑聯合使用對鮮切山藥的褐變抑制有較好的效果，熱處理一般在50～80 ℃漂燙10 min左右，再使用復合保鮮劑以達到防褐變效果[22]。

3 結語

引起山藥褐變的因素較多，且發生機制不同：在采收加工途中的機械損傷，酶促褐變和非酶促褐變。鮮切山藥主要的褐變就是酶促褐變，通過大量試驗總結酶促褐變發生的機理，針對性地進行鮮切山藥酶促褐變方法的研究。關于鮮切山藥在鮮切貯藏過程中抑制褐變的研究主要集中在熱處理、保鮮劑、護色膜等方面，其各有優缺點，存在用量不規范、溫度控制困難等問題。根據酶促褐變的機制，開發適宜的褐變抑制方法。生物技術抑制法將天然植物的提取物用于抑制鮮切山藥的褐變，具有安全、環保等優勢。同時還開發控制褐變全過程的多種抑制方法聯合的新型抑制手段，探尋更加安全、環保、低損傷、成本低的防止褐變的方法，是今后鮮切山藥防褐的發展方向。