苹果多酚对鲜切莲藕品质及褐变的影响

张翰卿，刘瑞玲，吴伟杰，邓尚贵，郜海燕，陈杭君，*

(1.浙江海洋大学 食品与医药学院，浙江 舟山 316000； 2.浙江省农业科学院 食品科学研究所，农业农村部果品产后处理重点实验室，浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室，中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室，浙江 杭州 310021)

莲藕(NelumbonuciferaGaertn)为睡莲科多年生植物，为我国种植面积最大的水生蔬菜，主要分布在浙江、安徽、湖北等省[1-2]，其营养丰富，药用价值高，是一种药食同源的植物[3]。鲜切莲藕作为一种新兴的加工蔬菜，因其新鲜、方便、即食性等特点，越来越受人们关注，市场需求逐渐增大[4]。但是，相对于整节莲藕，鲜切莲藕在加工过程中易产生机械损伤，导致其呼吸速率加快，酶促褐变加强，极易发生品质劣变[5]，影响食用和商品价值。目前，已有诸多关于鲜切莲藕保鲜的报道，Du等[6]研究表明，ClO2对鲜切莲藕的褐变有很好的抑制作用；Wang等[7]利用UV-C辐照对鲜切莲藕处理5 min后发现能抑制抗坏血酸含量的降低，延缓酶促褐变的进程；Gao等[8]发现，乙醇结合抗坏血酸处理能抑鲜切莲藕生物生长并延缓褐变。

苹果多酚(apple polyphenol，APP)是苹果中多元酚类化合物的总称，是一种自由基清除剂，具有较强的抗氧化功效[9-10]。刘永青等[11]发现，苹果多酚对细菌具有广谱抑制作用。蒋圆圆等[12]将苹果多酚用于鱿鱼丝生产加工，发现能降低甲醛含量。在果蔬保鲜方面，Fan等[13]和Zhang等[14]分别研究了苹果多酚对火龙果和荔枝褐变的影响，均发现其能有效抑制褐变，但苹果多酚对鲜切莲藕保鲜的影响尚未见报道。因此，本实验以不同质量分数的苹果多酚溶液处理鲜切莲藕，研究贮藏期间对其褐变及品质的影响，以期为鲜切莲藕的保鲜技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

新鲜莲藕，采自浙江嘉兴基地。苹果多酚(APP)，购于西安昌岳生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

TA.XT.plus物性测定质构仪(Stable Micro System公司，英国)；CR-400手持色差仪(KONICA MINOLTA公司，日本)；UV-9000双光束紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司，中国)；恒温箱(SANYO公司，日本)。

1.3 实验方法

1.3.1 实验设计

新鲜莲藕采后于4 h内运回实验室，(4±1)℃条件下预冷24 h，挑选无机械损伤、大小均一的莲藕，清水洗去田间泥土；将莲藕用200 μL·L-1的次氯酸钠溶液浸泡2 min，用清水冲洗1 min并晾干；莲藕去皮后切分为约0.5 cm厚的薄片，分别用以下溶液处理：CK，蒸馏水；处理1，0.1%(质量分数)APP；处理2，0.3%(质量分数)APP；处理3，0.5%(质量分数)APP。莲藕切片用以上溶液浸泡3 min后用清水冲洗1 min，沥干后分装，每盒12～15片，每组3个重复。置于温度：(4±0.5)℃，相对湿度：(75±5)%。每2 d取样，取至10 d。

1.3.2 色泽测定

选取鲜切莲藕中间部位，采用色差仪测定。莲藕切片主色呈白色，L*值代表白(+)黑(-)，故用L*值代表莲藕色泽变化[15]。

1.3.3 脆度测定

1.3.4 生理指标测定

参照汪薇等[15]的方法，使用分光光度计法测定抗坏血酸含量。参照Hinneburg等[17]的方法，采用福林酚比色法测定总酚含量。参照曹建康等[18]的方法，采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量。

1 g鲜切莲藕样加入5 mL 0.1moL·L-1磷酸缓冲液(pH 6.8)，于4 ℃条件下8 000 r·min-1离心20 min收集上清液即为酶提取液。PPO活性测定参照曹建康等[18]的方法，稍作修改，反应体系为1.0 mL 0.1 moL·L-1邻苯二酚溶液，1.0 mL酶提取液，1.5 mL磷酸缓冲液。在420 nm波长下测定3 min内吸光值的变化，定义每分钟吸光值变化0.001为一个酶活单位U。POD活性测定参考张华等[19]的方法，反应体系为0.2 mL 0.5 moL·L-1H2O2溶液，0.5 mL酶提取液，3.0 mL 25 mmoL·L-1愈创木酚溶液。在470 nm波长下测定3 min内吸光值的变化，定义每分钟吸光值变化0.001为一个酶活单位U。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2016对数据进行初步处理，SPSS 23.0软件进行单因素方差分析，使用Origin 2017进行数据图表制作。除特殊说明外，所有数据均为3次重复的平均值和标准误差。

2 结果与分析

2.1 苹果多酚对鲜切莲藕色泽的影响

新鲜莲藕呈白色，贮藏过程中逐渐发生褐变。L*值是体现鲜切莲藕褐变程度的重要指标，L*值越低表示褐变程度越严重。由表1可知，随着贮藏时间的延长，鲜切莲藕的L*值呈现逐渐降低的趋势。与对照组相比，不同浓度的苹果多酚处理均能延缓鲜切莲藕L*值的下降。贮藏第4天时，各处理组的L*值均显著大于对照组(P<0.05)；贮藏末期，0.1% APP处理的L*值为65.53，显著高于其他组(P<0.05)，表明在贮藏第10天，0.1%苹果多酚依然具有良好的护色效果。

2.2 鲜切莲藕脆度的变化

脆度是莲藕的重要品质指标，贮藏过程中，脆度变低，影响食用口感。如图1所示，在整个贮藏期间，鲜切莲藕的脆度呈下降的趋势，这是由于莲藕在鲜切过程中发生机械损伤和采后呼吸作用导致。贮藏第4天时，对照组鲜切莲藕脆度显著低于各处理组。贮藏第8天时，0.1% APP处理组脆度显著高于0.3%和0.5% APP处理组(P<0.05)，但在第10天时脆度迅速下降，与各处理组无显著差异(P>0.05)。

2.3 鲜切莲藕抗坏血酸含量的变化

如图2所示，随贮藏时间的延长，各组抗坏血酸含量都呈下降趋势，其中对照组的抗坏血酸含量下降最快，APP处理组下降较为缓慢，这是因为抗坏血酸本身稳定性较差，容易氧化分解。贮藏第8天时，对照组抗坏血酸含量最低，为8.06 mg·100 g-1，与处理组存在显著性差异(P<0.05)，而各处理组之间无显著性差异(P>0.05)。贮藏第10天时，0.1% APP组抗坏血酸含量最高，CK组、0.3%和0.5% APP组抗坏血酸含量急剧降低，各处理组间出现显著性差异(P<0.05)。

2.4 鲜切莲藕丙二醛含量的变化

植物在损伤情况下，细胞膜容易发生脂过氧化反应，使细胞膜受损。通过测定细胞膜脂过氧化产生的MDA含量，可反映细胞膜氧化损伤程度。

表1 苹果多酚处理对鲜切莲藕色泽(L*)的影响

Table1Effect of APP treatment onL*-value of fresh-cut lotus root

贮藏时间Storage time/d苹果多酚处理Apple polyphenols treatment00.1% APP0.3% APP0.5% APP070.21± 0.55 a70.21± 0.55 a70.21± 0.55 a70.21± 0.55 a268.67± 0.20 b69.72± 0.44 a69.19± 0.59 ab69.42± 0.84 a466.04± 0.68 b68.99± 0.72 a68.61± 0.67 a68.37± 0.51 a665.04± 0.68 b67.58± 0.58 a67.50± 0.46 a66.85± 0.88 a862.17± 0.49 d66.47± 0.34 a65.86± 0.21 b64.17± 0.52 c1059.13± 0.51 d65.53± 0.32 a64.07± 0.63 b62.98± 0.61 c

同行不同列数据后没有相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)。

Values in the same row marked without the same letters indicated significant difference atP<0. 05.

图1 苹果多酚处理对鲜切莲藕脆度的影响Fig.1 Effects of APP treatment on crispness of fresh-cut lotus root

图2 苹果多酚处理对鲜切莲藕抗坏血酸的影响Fig.2 Effects of APP treatment on ascorbic acid content of fresh-cut lotus root

由图3可知，在整个贮藏过程中，对照组和处理组MDA含量均不断上升。贮藏第6天时，对照组MDA含量迅速上升，与处理组之间存在显著性差异(P<0.05)，0.3%和0.5% APP处理组之间无显著性差异(P>0.05)。贮藏第10天时，0.1% APP处理组最低，为0.77 μmol·g-1，各处理组之间存在显著性差异(P<0.05)。

2.5 鲜切莲藕总酚含量的变化

酶促褐变反应的底物主要是酚类物质，酚类物质的急剧下降表明酶促褐变反应加快。由图4可知，鲜切莲藕总酚含量随贮藏时间的延长呈下降趋势，而苹果多酚处理组均显著高于对照组(P<0.05)。贮藏末期，0.1% APP组总酚含量最高，为12.04 mg·g-1，是0.3%和0.5% APP组总酚含量的1.05和1.17倍，由此可见，0.1% APP能有效地缓解鲜切莲藕总酚的氧化进程。

图3 苹果多酚处理对鲜切莲丙二醛含量的影响Fig.3 Effects of APP treatment on MDA content of fresh-cut lotus root

图4 苹果多酚处理对鲜切莲藕总酚含量的影响Fig.4 Effects of APP treatment on total phenols content of fresh-cut lotus root

2.6 苹果多酚对鲜切莲藕PPO和POD活性的影响

PPO是酶促褐变反应中关键酶，能够催化酚类氧化形成醌类，机械损伤等原因会激活PPO活力[20]，而POD也可以催化酚类、类黄酮氧化聚合产生褐变[21]，从而加剧组织褐变。如图5-A所示，PPO活性呈现逐渐上升的趋势，贮藏第4天时，对照组PPO活性急剧升高，表明酶促褐变反应加快；整个贮藏过程中，0.1% APP组PPO活性一直保持较低的水平，且与其他处理组存在显著性差异(P<0.05)。由图5-B可知，POD活性呈现先升后降的趋势。贮藏第4天时，0.1% APP组的POD活性显著低于其他处理组(P<0.05)；贮藏末期各处理组的POD活性分别为213.40、248.15、279.40 U·g-1，表明适宜浓度APP处理能抑制鲜切莲藕酶促褐变反应。

图5 苹果多酚处理对鲜切莲藕PPO (A)和POD(B)活性的影响Fig.5 Effects of APP treatmented on PPO (A) and POD activities (B) of fresh-cut lotus root

3 结论与讨论

切割加工会导致组织的细胞损伤，从而导致微生物生长，以及一系列复杂的生理生化反应，包括加速呼吸、褐变、失重、营养损失等，从而影响莲藕的品质、风味、营养及保质期[22]。切面褐变是影响鲜切蔬菜货架期的主要原因之一[23-24]。鲜切莲藕在贮藏过程中极易被氧化而发生褐变，酶促褐变是影响其品质劣变的主要因素，酚类物质作为植物体的次生代谢产物，在PPO和POD的作用下发生酶促褐变，使多酚催化转化形成醌类化合物，然后再经非酶促聚合，形成深色物质(羟醌与黑色素等)[25]，本实验采用0.1% APP处理，能延缓鲜切莲藕贮藏期间POD和PPO活性的上升，并保持较高的L*值，使莲藕切面色泽保持亮泽，这与Gao等[26]、Li等[27]研究抑制鲜切莲藕褐变的结果相似。适宜浓度的APP处理可以保持莲藕切片贮藏品质，但是APP浓度过高可能造成莲藕组织破坏，使细胞结构完整性遭到损伤，发生细胞膜脂过氧化，导致酚类物质释放与酶接触，加剧组织褐变的进程[28]。

本研究表明，与对照相比，APP处理能保持鲜切莲藕贮藏期间外观和营养品质。此外，不同浓度苹果多酚处理对鲜切莲藕的褐变抑制和品质保持存在差异，其效果依次为0.1%>0.3%>0.5%。