不同处理对鲜切莴苣褐变及贮藏品质的影响

刘云芬 ，廖玲燕 ，段振华 ，普红梅 ，宋慕波 ，帅 良 ,*

（1.贺州学院食品与生物工程学院/食品科学与工程技术研究院，广西 贺州 542899；2.云南省农业科学院农产品加工研究所，云南 昆明 650200）

莴苣是一种菊科蔬菜，富含丰富的蛋白质、纤维素以及钙、磷等矿物质，具有抗肿瘤、抗癌等保健功能，且莴苣肉质爽脆甜口，茎可生食、凉拌，也可炒食、腌制，作为鲜切蔬菜广受消费者的喜爱。但是由于其含水量高、组织脆嫩，切割后造成细胞破裂，进而黄化褐变，影响外观品质，严重者导致腐烂变质，大大缩短了货架期[1]。

褐变是影响果蔬品质的主要因素，它直接影响消费者的购买欲。因此，控制褐变反应是食品工业的重要挑战[2]。有研究者提出酶促褐变是导致变色的主要原因[3]。酶促褐变是指酚类物质在酶的催化作用下被氧化成醌及其他聚合物的过程[4]。目前认为酶促褐变的相关酶为多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）、苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia lyase，PAL）[5]，其中导致果蔬发生酶促褐变的主要酶为PPO[6]。

抑制果蔬的酶促褐变可以从减少酚类物质含量、抑制PPO、POD 活性以及减少氧量这三个方面入手。热激处理通过抑制鲜切莴苣的PAL 活性和酚类物质的积累来抑制酶促褐变，从而延长货架期[7]。外源水杨酸（Salicylic acid，SA）处理鲜切马蹄，能延缓 PPO、PAL 和POD 的增加，维持较好的食用品质[8]。赤霉素（Gibberellin，GA3）处理莴苣能减少叶绿素的损失[9]，从而减少褐变的发生，保证了鲜切莴苣的贮藏品质。采后荔枝用水杨酸处理，能有效降低PPO 活性，提高花色素苷含量，从而减少褐变的发生[10]。乙醇作为一种自然存在于植物体内的低毒产物，已经被用来延缓组织衰老[11]，同时研究者发现，乙醇不仅能控制鲜切莴苣的褐变，也能控制莴苣切分后微生物的生长[12]。抗坏血酸是一种比较强的抗氧化剂，它作为PPO 的竞争性抑制剂，可以钝化PPO 活性，有效减缓果蔬褐变[13-14]。柠檬酸是果蔬中常见的羧酸，柠檬酸在抑制PPO 活性上具有双重作用，一是柠檬酸具有较低的pH 影响PPO 活性，二是柠檬酸能鳌合金属铜离子，改变PPO 活性[15]。通过调节气体成分也能实现抑制褐变[16-17]，其原因可能是气调贮藏降低了O2与CO2的比值，抑制了果蔬的呼吸，从而抑制了褐变的发生。

由于前人的研究主要针对叶用莴苣，而茎用莴苣的鲜切保鲜研究报道较少，因此本研究采用不同抗褐变剂处理鲜切莴苣，通过测定与褐变相关的生理生化指标，探究不同抗褐变剂对鲜切莴苣褐变的影响，为后期鲜切莴苣护色保鲜产品的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

新鲜莴苣品种为紫皮莴笋，购于贺州市八步区农贸市场，选取叶片新鲜，茎无其他机械损伤，颜色成熟度基本一致，无病虫害的莴苣作为试验材料，购买后立即运回实验室进行处理。

L-抗坏血酸（VC）、柠檬酸、阿魏酸、水杨酸、邻苯二酚、十二水合磷酸氢二钠、甲醇、无水乙醇、浓盐酸、聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinyl pyrrolidone，PVP）、愈创木酚、30%H2O2、巯基乙醇、乙二胺四乙酸（EDTA）、L-苯丙氨酸、硼酸，均为分析纯，广东光华科技股份有限公司。

塑料生鲜托盘，规格为17 cm×10 cm×1.3 cm。

1.1.2 仪器与设备

722N 型可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司产品；Centrifuge 5804R 型高速冷冻离心机：长沙湘锐离心机有限公司产品；FA2004B 型电子天平：上海精科天美科学仪器有限公司产品；HWS12 型电热恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司产品。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

将新鲜莴苣洗净后，去除多余的水分，用不锈钢刀去皮切成厚度4 mm 左右的薄片，每个处理150片，分别于10 g/LL-抗坏血酸溶液（VC）、5 g/L 柠檬酸溶液、0.2 g/L 水杨酸（SA）溶液和 0.2 g/L 阿魏酸溶液中浸泡2 min，以去离子水浸泡作为对照组(CK)。各处理晾干后装入塑料生鲜托盘中，并用保鲜膜封装后放置 4 ℃冷库中贮藏，于贮藏 0、3、6、9、12、15 d 分别取样测定生理生化指标，每个处理重复3 次。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 莴苣褐变度

鲜切莴苣褐变度（Browing degree，BD）的测定参照帅良等[18]的方法。取5 g 莴苣样品加入10 mL 80%乙醇研磨成均浆，在室温下避光反应30 min，每隔5 min 搅拌 1 次，4 ℃下 8 000 r/min 离心 10 min，收集上清液于420 nm 测定吸光度，以80%乙醇为空白，重复测定3 次。

式中：A为吸光度；V为提取液体积，mL；m为样品质量，g。

1.2.2.2 总酚含量和类黄酮含量

总酚含量的测定参考曹建康等[19]的方法。准确称取1 g 样品加入2 mL 经过预冷的1% HCl-甲醇溶液，充分研磨后，倒入10 mL 离心管中，再加2 mL 1%HCl-甲醇溶液冲洗研钵，一并转移到离心管中，4 ℃下放置20 min，10 000 r/min 离心15 min，收集上清液。分别于波长280 nm 和325 nm 处测定吸光值，以每克鲜重在波长280 nm 处的吸光值表示总酚含量，即A280/g FW；每克鲜重在波长325 nm 处的吸光值表示类黄酮含量，即A325/g FW。

粗酶液的提取：准确称取1 g 样品，加入4 mL 预冷的0.05 mol/L pH 6.8 的磷酸缓冲液（含1% PVP），充分研磨后，于4 ℃12 000 r/min 下离心15 min，上清液即为粗酶液，用于酶活性测定。

1.2.2.3 PPO 活性

参考Zhan 等[20]的方法，略有改动。3 mL 反应液中含2.8 mL 0.2 mol/L 邻苯二酚（磷酸缓冲液配制），0.2 mL 粗酶液，在398 nm 下测定2 min 内的吸光值，以每分钟增加0.01 为一个酶活力单位（U），酶活性以U·g-1FW 表示，重复3 次，以缓冲液为空白对照。

1.2.2.4 POD 活性

参考Polle 等[21]的方法，略有修改。3 mL 反应液包括0.2%愈创木酚1.9 mL，0.1%H2O21 mL，粗酶液0.1 mL，在470 nm 处测定吸光值，以每分钟增加0.01为一个酶活性单位（U），用 U·g-1FW 表示，每个处理重复3 次。

1.2.2.5 PAL 活性

PAL 活性测定参照Zhou 等[22]的方法。取1 g 样品，加入3 mL 预冷的0.1 mol/L pH 8.8 硼酸缓冲液（含2 mmol/L 巯基乙醇，2 mmol/L EDTA）充分研磨后，于4 ℃12 000 r/min 下离心15 min，上清液即为粗酶液。取0.5 mL 粗酶液，2.5 mL 0.02 mol/L 的L-苯丙氨酸（40 ℃预热 15 min），混匀后，反应液在 40 ℃水浴保温1 h，加入0.1 mL 6 mol/L HCl 终止反应，测定290 nm 处的吸光值。以每分钟A290变化0.01 为一个酶活单位（U），用 U·g-1FW 表示。

1.2.3 数据处理

试验数据采用Excel 2007，SPSS19.0 软件进行图表绘制及数值分析，计算标准偏差或进行Duncan’s多重差异显著性分析，P＜0.05 时表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同抗褐变剂对鲜切莴苣褐变度的影响

由图1 可知，随着贮藏时间的延长，鲜切莴苣褐变度均呈上升趋势。其中处理组低于CK。VC 和柠檬酸处理组的褐变度高于另两个处理，但它们之间无明显差异；阿魏酸处理除3 d 外，其他时间褐变度明显低于SA 处理。由此可知，0.2 g/L 阿魏酸能显著减少鲜切莴苣的褐变（P＜0.05），保证了贮藏期间鲜切莴苣的食用品质。

2.2 不同抗褐变剂对鲜切莴苣总酚含量的影响

由图2 可知，随着贮藏时间的延长，各处理鲜切莴苣的总酚含量均呈上升趋势。其中，CK 组样品在贮藏6 d 后明显高于处理组，贮藏15 d 时，CK 的总酚含量分别是VC 处理、柠檬酸处理、SA 处理和阿魏酸处理的1.46、1.48、1.52 和2 倍。对比处理组之间可知，VC 处理和柠檬酸处理之间莴苣的总酚含量没有明显差异，均高于水杨酸和阿魏酸处理，而阿魏酸处理在6 d 后显著低于水杨酸处理（P＜0.05）。由此可知，阿魏酸处理能够有效控制鲜切莴苣的总酚含量。

2.3 不同抗褐变剂对鲜切莴苣类黄酮含量的影响

由图3 可知，随着贮藏时间延长，不同处理鲜切莴苣的类黄酮含量均呈上升趋势，其中以阿魏酸处理上升最少。VC、柠檬酸处理后的类黄酮含量与对照组之间总体上没有太大差异；SA 和阿魏酸处理后的黄酮含量明显低于其他处理，尤其是6 d 后呈显著性差异（P＜0.05）。由此可知，SA 和阿魏酸均能抑制鲜切莴苣类黄酮的生成，其中以阿魏酸抑制效果最好。

2.4 不同抗褐变剂对鲜切莴苣相关酶活性的影响

由图4 可见，随着贮藏时间延长，各处理组鲜切莴苣的PPO 活性均呈先上升后下降的趋势。其中，CK、VC、柠檬酸和阿魏酸处理均在9 d 时活性达到最大值，而SA 则是在12 d 时活性达到最大，且CK 在整个贮藏期的活性都较其他处理高，阿魏酸处理后PPO 活性一直处于较低水平。柠檬酸处理9 d 前活性低于VC 处理，但高于SA 和阿魏酸处理，9 d 后明显高于其他三个处理。SA 处理在整个贮藏期与阿魏酸处理相差不大，仅在12 d 时显著高于阿魏酸处理（P＜0.05）。由此可知，阿魏酸能够有效抑制PPO 活性的升高。

由图5 可知，在整个贮藏期间，各处理组鲜切莴苣的POD 活性变化趋势与PPO 一致，呈先上升后下降的趋势。在贮藏的前9 天，各个处理POD 活性相差不大，到9 d 时各处理POD 活性达到最大值，且CK显著高于其他处理（P＜0.05）；此后各处理POD 活性降低，但CK 始终保持较高趋势，抗褐变剂处理之间无明显差异，阿魏酸和SA 处理保持较低的POD活性。由此可知，阿魏酸处理能够抑制POD 活性的升高。

由图6 可知，随着贮藏时间的延长，各组的鲜切莴苣的PAL 活性呈上升趋势。其中CK、VC 和柠檬酸的上升趋势基本一致，柠檬酸处理组在贮藏前6 天活性与CK 和VC 组间无明显差异，9 d 起低于这两个处理；而经SA 和阿魏酸处理后的鲜切莴苣的PAL 活性增长较为平缓，显著低于其他三个处理（P＜0.05），且阿魏酸处理始终低于SA 处理。由此可知，阿魏酸处理能够保持莴苣较低的PAL 活性。

3 讨论与结论

褐变是影响鲜切果蔬品质和货架期的重要因子。目前普遍认为果蔬褐变的原因分为酶促褐变和非酶促褐变，而酶促褐变是造成鲜切果蔬褐变的主要原因[3]，其中最有说服力的机制为酚-酶区域分布学说[23]，在果蔬的正常发育过程中，酶和酚类底物在细胞内通过一系列膜系统呈区域性分布，以致它们彼此分开，从而不发生酶促氧化反应[24]，当受到机械伤害时，这种区室化的平衡被打破，酶和底物接触，发生氧化反应生成醌，醌类物质再经过聚合作用形成褐色产物，从而导致褐变[25]。因此酶促褐变的发生需要具备三个条件：酚类底物、活性氧和酚酶。

酚类物质是酶促褐变的底物，除类黄酮外，大部分的酚类物质均来自苯丙氨酸[26]。PAL 是苯丙烷代谢途径的关键限速酶，它能催化苯丙氨酸向酚类物质转变；PPO 是酶促褐变过程中的关键酶，它将酚类物质氧化成醌，而POD 的作用是在活性氧存在的条件下氧化多酚物质，与PPO 协同作用使果蔬发生褐变[27-28]。本研究中，4 种抗褐变剂处理鲜切莴苣后，其PAL、PPO 和POD 活性均有不同程度的上升，但都比对照活性低，其中阿魏酸处理后较其他3 种处理活性低（图4～6）。阿魏酸处理的莴苣的PAL 活性较低，则产生较少的酚类物质，PPO 和POD 活性较低，则减少了酚类物质氧成醌。研究表明，酚类物质含量与褐变程度密切相关[29-30]。但也有研究表明，果蔬的褐变度与总酚含量呈负相关，与POD 活性呈正相关，而与PPO活性不相关[31]。本研究中，4 种抗褐变剂处理后莴苣中总酚含量和类黄酮含量均随贮藏时间的延长逐渐增加，但是增长幅度较对照小，尤其是0.2 g/L 阿魏酸处理（图2 和图3）；本研究中采用几种常见的抗褐变剂处理鲜切莴苣，发现均能不同程度的减缓褐变度的增加（图1），其中0.2 g/L 阿魏酸处理的效果最好，表明阿魏酸能抑制莴苣褐变，很好地保持鲜切莴苣的贮藏品质。

阿魏酸是一种广泛存在于植物体内的酚酸，能够与多糖和木质素结合形成细胞壁骨架[32]，它由苯丙烷代谢途径中PAL 催化苯丙氨酸产生。研究表明，与其他酚类物质相比，阿魏酸表现出较强的抗氧化性[33]，因此它在食品贮藏保鲜中应用广泛。本研究中，0.2 g/L阿魏酸处理鲜切莴苣，能有效降低PAL、PPO、POD 活性，减少酚类物质的产生，从而减轻褐变，保持鲜切莴苣的贮藏品质，这为鲜切莴苣的贮藏保鲜提供了新方法，同时为研究代谢产物对苯丙烷代谢途径的反馈调节提供理论依据。