高 梵，龍清紅，韓 聰，金 鵬，鄭永華*（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

UV-C處理對鮮切紅心蘿卜抗氧化活性的影響

高 梵，龍清紅，韓 聰，金 鵬，鄭永華*
（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

以紅心蘿卜為實(shí)驗(yàn)材料，研究了不同劑量的短波紫外線（ultraviolet-C，UV-C）處理對鮮切紅心蘿卜的抗氧化系統(tǒng)和抗氧化活性的影響。鮮切紅心蘿卜用0、0.25、0.5、1.0、2.0 kJ/m2劑量的UV-C處理后于5 ℃貯藏48 h。結(jié)果表明，1.0 kJ/m2UV-C處理能最有效地誘導(dǎo)鮮切紅心蘿卜中酚類物質(zhì)的合成，進(jìn)而導(dǎo)致其含量增加，并提高了紅心蘿卜中的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力。UV-C處理能促進(jìn)鮮切紅心蘿卜中花青素和黃酮類物質(zhì)含量的增加、延緩抗壞血酸含量的下降、并提高抗氧化酶活性。這些結(jié)果表明，UV-C處理可以誘導(dǎo)酚類物質(zhì)合成，提高抗氧化酶活性，從而顯著提升鮮切紅心蘿卜的抗氧化活性。

短波紫外線；鮮切；紅心蘿卜；抗氧化活性

紅心蘿卜表皮為淺綠（或黃白）色，肉質(zhì)呈紫紅色，素有“西瓜肉蘿卜”之稱，是水果蘿卜中的上品[1]。紅心蘿卜富含豐富的類黃酮物質(zhì)，它是果蔬色澤的重要決定因子[2]。類黃酮中的花青素是形成紅心蘿卜紅色的重要成分，其中是以天竺葵素為苷元的多糖和不同酰基化結(jié)合的衍生物為主[3-4]。酚類化合物結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基，能表現(xiàn)出豐富的抗氧化作用，花青素還具有抗突變性、抗病毒和抗腫瘤等的活性作用[5]。紅心蘿卜最主要的食用方法是鮮切生食。與完整的果蔬個(gè)體相比，鮮切處理會促進(jìn)果蔬質(zhì)量的下降[6]。但果蔬在遭受切割造成的機(jī)械損傷后，一個(gè)極為重要的反應(yīng)現(xiàn)象就是酚類成分的增加[7]。鮮切處理往往會誘導(dǎo)果蔬苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanin ammo-nialyase，PAL）活性增強(qiáng)，從而誘導(dǎo)多酚、黃酮等次生代謝產(chǎn)物的合成來抵御機(jī)械傷害，提升抗氧化活性和抗病性[8]。Reyes等[9]的研究證實(shí)，鮮切芹菜、生菜、牛蒡、胡蘿卜、包心菜和甘薯在15 ℃貯藏2 d后酚類物質(zhì)含量和抗氧化活性顯著增加。本課題組最近的研究表明鮮切處理能夠增加紅心蘿卜的酚類物質(zhì)含量以及抗氧化活性，并且在片狀、丁狀和絲狀3 種切分形式中，以切分程度最細(xì)、產(chǎn)生機(jī)械損傷最嚴(yán)重的紅心蘿卜絲的抗氧化成分和抗氧化活性的提升作用最為顯著[10]。

短波紫外線（ultraviolet-C，UV-C），波長在200～280 nm之間。UV-C處理因無有害物質(zhì)殘留并且殺菌能力強(qiáng)而受到大量關(guān)注[11]。研究表明低劑量的UV-C處理會對植物組織產(chǎn)生興奮效應(yīng)[12]。該效應(yīng)可以激發(fā)植物組織內(nèi)有益的生理反應(yīng)，延緩果蔬的成熟和衰老[13]，激活植物細(xì)胞的防御反應(yīng)[14]，并促進(jìn)植物體內(nèi)次生代謝產(chǎn)物的生物合成，從而提高植物體自身的抗氧化活性和防御性能[15-17]。近年來更有研究表明UV-C處理可以顯著促進(jìn)鮮切紅辣椒[18]、菠蘿蜜[18]、香蕉[18]、番石榴[19]和西蘭花[20]等的酚類物質(zhì)的合成并提高其抗氧化活性。但UV-C處理對鮮切紅心蘿卜酚類物質(zhì)含量和抗氧化活性的影響尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以紅心蘿卜為實(shí)驗(yàn)材料，從抗氧化成分及相關(guān)酶活性的變化這兩個(gè)角度來探討在5 ℃低溫貯藏條件下，UV-C處理對鮮切紅心蘿卜抗氧化活性變化的影響，為UV-C處理在鮮切果蔬保鮮中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘北京滿堂紅’紅心蘿卜品種采摘于南京六合區(qū)竹鎮(zhèn)鎮(zhèn)豐樂村。采收時(shí)選取大小均一、成熟度一致，表面無裂痕及病害的紅心蘿卜。采收后立即運(yùn)回南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工實(shí)驗(yàn)室。

乙二胺四乙酸、β-巰基乙醇、碳酸鈉、核黃素、鹽酸羥胺、三氯化鋁 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇、無水乙醇、磷酸氫鈉、磷酸氫二鈉、過氧化氫 南京壽德實(shí)驗(yàn)器材有限公司；Folin酚試劑、抗壞血酸、氯化硝基四氮唑藍(lán)（nitrotetrazolium blue chloride，NBT）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphneyl-2-picrylhydrazyl，DPPH） 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GL-20G-H型冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；UV-1600型分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司；ZDZ-1型紫外輻射照度計(jì) 上海嘉定學(xué)聯(lián)實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理

首先將挑選好的紅心蘿卜做鮮切處理，切成6 cm×0.7 cm×0.2 cm的絲狀（切割損傷強(qiáng)度以表面積與質(zhì)量的比值來定義大小，為11.87 cm2/g）后，均勻分成5 組，以不作UV-C處理的為對照（control group， CK）組，其他4 組分別按照0.25、0.5、1.0、2.0 kJ/m2劑量的UV-C進(jìn)行照射處理。在（5±1）℃貯藏48 h后每隔12 h取樣測定樣品的總酚含量和DPPH自由基清除力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)1.0 kJ/m2的UV-C處理組鮮切紅心蘿卜的總酚含量和DPPH自由基清除力最高。因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)主要研究1.0 kJ/ m2的UV-C處理對鮮切紅心蘿卜貯藏期間抗氧化成分含量和抗氧化相關(guān)酶活性變化的影響。

鮮切處理后，紅心蘿卜均勻分成兩組。處理組用1.0 kJ/m2UV-C處理，以不作UV-C處理為CK組。處理組和CK組分別選用2 kg鮮切紅心蘿卜，重復(fù)3 次。兩組紅心蘿卜處理完均立即用塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）進(jìn)行分裝后套袋，每盒約100 g，于（5±1） ℃，90%～95%相對濕度條件下避光貯藏24 h，每隔12 h取樣用于測定分析。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 菌落總數(shù)測定

菌落總數(shù)的測定參照GB 4789.2—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》進(jìn)行測定。

1.3.2.2 總酚、花青素和總黃酮含量測定

總酚含量采用Folin-Ciocalteu法[21]測定；花青素含量采用pH差異法[22]測定；總黃酮含量采用AlCl3比色法測定[23]。

1.3.2.3 DPPH自由基清除力測定

DPPH自由基清除能力的測定參照Soengas等[24]方法，結(jié)果以清除百分率表示。

1.3.2.4 PAL的活性測定

PAL活性參照Koukol等[25]的方法測定，以反應(yīng)液每小時(shí)在290 nm波長處吸光度變化0.001為一個(gè)酶活力單位，結(jié)果以U/mg pro表示。

1.3.2.5 抗壞血酸含量測定

抗壞血酸含量采用鄰菲咯啉比色法[26]測定，結(jié)果以mg/100 g表示。

1.3.2.6 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（peroxidase，POD）、抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）和過氧化氫酶（catalase，CAT）的活力測定

SOD活力參照Dhindsa等[27]的方法進(jìn)行測定，以抑制NBT光化還原50%為1 個(gè)酶活力單位，結(jié)果以U/mg pro表示；POD活力參照Murr等[28]的方法進(jìn)行測定，以反應(yīng)液每分鐘在410 nm波長處吸光度變化0.001為1個(gè)酶活力單位，結(jié)果以U/mg pro表示；APX活力參照Nakano等[29]的方法測定，以反應(yīng)液每分鐘在290 nm波長處吸光度變化0.001為1個(gè)酶活力單位，結(jié)果以U/mg pro表示；CAT活力參照Cakmak等[30]的方法進(jìn)行測定，以反應(yīng)液每分鐘在240nm波長處吸光度變化0.001為1 個(gè)酶活力單位，結(jié)果以U/mg pro表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，用鄧肯氏多重比較方法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑量UV-C處理對鮮切紅心蘿卜菌落總數(shù)的影響

圖1 不同劑量UV-C處理對鮮切紅心蘿卜在貯藏期內(nèi)菌落總數(shù)的影響Fig. 1 Effect of UV-C treatments at different dosages on the total number of bacterial colonies in fresh-cut red-fl eshed radish during storage

如圖1所示，在整個(gè)貯藏期間，CK組的菌落總數(shù)始終高于各UV-C處理組，表明UV-C處理能夠抑制鮮切紅心蘿卜中各種菌落的生長和繁殖。其中，以1.0 kJ/m2的UV-C處理組對菌落總數(shù)增長的抑制作用最為明顯。而2.0 kJ/m2的UV-C處理對鮮切紅心蘿卜菌落總數(shù)的抑制作用較弱，有可能是因?yàn)檫^高劑量的UV-C處理使得鮮切紅心蘿卜的表面膜透性增大，細(xì)胞液溶出，反而會有利于微生物數(shù)量的增長。在整個(gè)貯藏過程中，各組菌落總數(shù)均未超過1×105CFU/g，符合即食鮮切菜的衛(wèi)生要求。

2.2 不同劑量UV-C處理對鮮切紅心蘿卜總酚含量和DPPH自由基清除力的影響

圖2 不同劑量UV-C處理對鮮切紅心蘿卜在貯藏期內(nèi)總酚含量（aa）和DPPH自由基清除率（bb）的影響Fig. 2 Effect of UV-C treatments at different dosages on total phenol content (a) and DPPH radical scavenging activity (b) of fresh-cut red-fl eshed radish during storage

如圖2a所示，CK組鮮切紅心蘿卜總酚含量在貯藏前期呈上升趨勢，并于24 h時(shí)達(dá)到峰值，隨后又不斷下降。與CK組比較，0.25、0.5、1.0 kJ/m2的UV-C處理組鮮切紅心蘿卜的總酚含量均有明顯的提升，其中以0.5 kJ/m2的促進(jìn)效果最為明顯，并且0.5、1.0 kJ/m2的處理使總酚含量的上升趨勢延長至36 h，并在36 h時(shí)達(dá)到峰值，延緩了總酚含量的下降。2.0 kJ/m2UV-C處理組劑量過大，加速了紅心蘿卜中酚類物質(zhì)氧化損失，使得鮮切紅心蘿卜在貯藏期間總酚含量不斷下降。

DPPH自由基清除力是衡量果蔬抗氧化活性的重要指標(biāo)。酚類物質(zhì)是果蔬中最重要的抗氧化物質(zhì)，植物的抗氧化活性往往與總酚含量密切相關(guān)。如圖2b所示，鮮切紅心蘿卜的DPPH自由基清除率變化趨勢也與總酚物質(zhì)含量的變化基本一致，1.0 kJ/m2UV-C處理組能夠最有效地提升鮮切紅心蘿卜的DPPH自由基清除能力。因此在以下的實(shí)驗(yàn)中本課題組進(jìn)一步研究了1.0 kJ/m2的UV-C處理對鮮切紅心蘿卜其他抗氧化成分和抗氧化系統(tǒng)酶活性的影響。

2.3 UV-C處理對鮮切紅心蘿卜PAL活力、花青素和總黃酮含量的影響

圖3 UV-C處理對鮮切紅心蘿卜在貯藏期內(nèi)PAL活力（a）、總花青素含量（b）和總黃酮含量（cc）的影響Fig. 3 Effect of UV-C treatment on PAL activity (a), total anthocyanin content (b) and total fl avonoids content (c) of fresh-cut red-fl eshed radish during storage

由圖3a可知，UV-C處理組和CK組的PAL活性在整個(gè)貯藏期間均顯著上升，并且UV-C處理組始終明顯高于對照組。UV-C處理組和CK組的花青素含量和總黃酮含量在前24 h不斷上升，且整個(gè)過程中UV-C處理組的含量均高于CK組。CK組的花青素和總黃酮含量峰值出現(xiàn)在第24小時(shí)，而UV-C處理組則出現(xiàn)在第36小時(shí)，且下降幅度低于CK組（圖3b、c）。結(jié)合圖2a中總酚含量的變化，說明1.0 kJ/m2的UV-C處理能誘導(dǎo)PAL活力增加來促進(jìn)鮮切紅心蘿卜中具有抗氧化活性酚類物質(zhì)的合成，且延緩其氧化流失。而貯藏后期，酚類物質(zhì)含量的下降，可能是由于其細(xì)胞膜損傷程度加深，酚類物質(zhì)氧化速率大于合成速率。

2.4 UV-C處理對鮮切紅心蘿卜抗壞血酸含量的影響

圖4 UV-C處理對鮮切紅心蘿卜在貯藏期內(nèi)抗壞血酸含量的影響Fig. 4 Effect of UV-C treatment on ascorbic acid content of fresh-cut red-fl eshed radish during storage

如圖4所示，在48 h的貯藏期內(nèi)，UV-C處理組和CK組鮮切紅心蘿卜的抗壞血酸含量都呈下降趨勢，且48 h后分別下降了11.2%和14.4%。僅在第12小時(shí)，CK組的抗壞血酸含量略高于UV-C處理組。由此可以看出，UV-C處理對抗壞血酸含量下降稍有延緩。

2.5 UV-C處理對鮮切紅心蘿卜SOD、POD、APX和CAT活力的影響

圖5 UV-C處理對鮮切紅心蘿卜在貯藏期間SOD（a）、POD（bb）、APX（c）和CAT（d）活力的影響Fig. 5 Effect of UV-C treatment on SOD (a), POD (b), APX (c) and CAT (d) activities of fresh-cut red-fl eshed radish during storage

如圖5a所示，CK組的SOD活力在第36小時(shí)達(dá)到峰值，而UV-C處理組則在48 h內(nèi)均處于上升狀態(tài)，也一直高于CK組。這表明UV-C處理在鮮切作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了SOD活力，且延長了SOD活力提高的時(shí)間，延緩了細(xì)胞衰老過程。鮮切紅心蘿卜POD活力在貯藏期48 h內(nèi)始終保持上升（圖5b），在前36 h內(nèi)，CK組的POD活力低于UV-C處理組。但是24 h后，CK組POD活力的增速高于UV-C處理組，且在第48小時(shí)時(shí)明顯高于UV-C處理組。UV-C處理能夠在一定時(shí)間內(nèi)刺激鮮切果蔬POD活力的增強(qiáng)，之后可能由于其對植物細(xì)胞的保護(hù)作用而抑制POD活力的增加。鮮切紅心蘿卜的APX活力在前12 h內(nèi)CK組和UV-C處理組均有短暫下降，且UV-C處理組的降幅較大。但在12 h之后，UV-C處理組APX活力的增加程度逐漸高于CK組，且在48 h后APX活力高于對照組（圖5c）?？梢钥闯鯱V-C處理組可以促進(jìn)鮮切紅心蘿卜APX活力提高，而前期的下降可能是受到反應(yīng)底物以及其他抗氧化酶活性的影響。如圖5d所示，在24～36 h之間，CK組的CAT活力出現(xiàn)一個(gè)短暫的下降，整個(gè)趨勢呈現(xiàn)波動狀態(tài)。而UV-C處理組的CAT活力則一直保持上升狀態(tài)，且在貯藏期內(nèi)一直高于CK組。由此可以看出，UV-C處理可以對鮮切紅心蘿卜的CAT活力起到提升的作用。

3 討論與結(jié)論

酚類物質(zhì)是植物中重要的生理功能物質(zhì)，對切割或UV輻射等逆境脅迫有防御作用[31]。PAL作為植物苯丙烷類代謝途徑的關(guān)鍵酶，它的活性直接決定了酚類物質(zhì)的合成速率。王煥宇[32]和喻譞[33]等的研究表明，UV-C處理可以通過誘導(dǎo)PAL活性的增加來促進(jìn)黃酮、花青素等酚類物質(zhì)的合成。本實(shí)驗(yàn)中，UV-C處理組較CK組顯著（P＜0.05）增加了PAL的活力，并且在貯藏期間，適宜劑量UV-C處理的紅心蘿卜中總酚、花青素和黃酮含量均維持在更高的水平，且保持增長趨勢的時(shí)間更長。方玲玲等[34]的研究指出，總酚的含量和抗氧化活性有顯著的相關(guān)性，且花青素有較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。本實(shí)驗(yàn)中，UV-C處理組的DPPH自由基清除率顯著高于CK組，且DPPH自由基清除率的變化趨勢與酚類物質(zhì)含量的變化趨勢基本一致。這些結(jié)果說明UV-C處理通過提高苯丙烷類代謝途徑關(guān)鍵酶PAL的活力，促進(jìn)鮮切紅心蘿卜中次生代謝物質(zhì)的合成，從而提高鮮切紅心蘿卜的抗氧化活性。

SOD、POD、APX和CAT等在抗氧化系統(tǒng)中對清除活性氧有相當(dāng)重要的作用[35]。SOD是目前已知唯一能直接清除氧自由基O2－·的酶，專一將O2－·歧化形成O2和H2O2，是防止細(xì)胞膜氧化的關(guān)鍵酶[36-37]。UV-C處理中產(chǎn)生活性氧促進(jìn)植物組織中的光氧化反應(yīng)，從而在切割處理的基礎(chǔ)上產(chǎn)生更多的自由基，從而誘導(dǎo)SOD活性的增加。POD、APX和CAT均可用來清除SOD歧化反應(yīng)生成的H2O2，防止其進(jìn)一步生成對細(xì)胞毒害作用更大的·OH，是對清除細(xì)胞內(nèi)活性氧具有重要作用的保護(hù)酶[38]。APX是以抗壞血酸為電子供體分解H2O2的過氧化物酶，其活性受到抗壞血酸以及H2O2含量的影響。UV-C處理造成的抗壞血酸含量下降在貯藏初期抑制了APX酶活性，但在后期由于SOD活性上升而生成H2O2的增多以及抗壞血酸含量下降速率減緩，UV-C處理反而促進(jìn)了APX活性的增加。POD是植物酶促防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶，用以分解H2O2，參與保護(hù)物質(zhì)木質(zhì)素的合成，使體內(nèi)自由基維持動態(tài)平衡，來提高植物的抗逆性[39]。由于UV-C處理在切割作用上加劇了表面組織的氧化脅迫，使得UV-C處理過的鮮切紅心蘿卜的POD活性增加在貯藏初期較高。但是，由于紫外處理所產(chǎn)生的清除自由基能力整體較強(qiáng)，且未經(jīng)紫外殺菌作用的鮮切紅心蘿卜衰老速率更快，故僅在貯藏后期UV-C處理組的POD活性不及對照組。CAT同樣能催化H2O2分解為水和分子氧。UV-C處理能在整個(gè)貯藏期間內(nèi)較對照組顯著提升CAT的活性，其中有所波動也是受到了H2O2含量以及其他酶活性的影響。CAT與APX、POD互相協(xié)同補(bǔ)充來減少H2O2對果蔬組織可能造成的氧化傷害?？傮w來說，UV-C處理在一定時(shí)間內(nèi)可以有效提高鮮切紅心蘿卜抗氧化酶類的活性，達(dá)到清除活性氧，提高抗氧化活性的作用。

1.0 kJ/m2的UV-C處理能夠最有效地增加紅心蘿卜絲抗氧化活性，因而UV-C處理在鮮切紅心蘿卜絲的營養(yǎng)品質(zhì)提升上有較好的應(yīng)用前景。1.0 kJ/m2的UV-C處理能有效提高紅心蘿卜絲中苯丙烷類代謝關(guān)鍵酶PAL的活性來促進(jìn)花青素和黃酮等酚類物質(zhì)的積累，并顯著提升鮮切紅心蘿卜抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性，從而增強(qiáng)鮮切紅心蘿卜絲的抗氧化能力。

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Effect of UV-C Treatment on Antioxidant Activity of Fresh-Cut Red-Fleshed Radish

GAO Fan, LONG Qinghong, HAN Cong, JIN Peng, ZHENG Yonghua*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effect of ultraviolet-C (UV-C) treatment at different dosages on antioxidant system and antioxidant activity of fresh-cut red-fl eshed radish was investigated. The fresh-cut radish was treated with 0, 0.25, 0.5, 1.0 and 2.0 kJ/m2of UV-C and then stored at 5 ℃ for up to 48 h. The results indicated that 1.0 kJ/m2UV-C treatment had the most signifi cant effect on inducing the synthesis and accumulation of phenolics and increasing the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) radical scavenging activity of fresh-cut radish during storage. This UV-C treatment also induced the accumulation of anthocyanins and fl avonoids, retarded the decrease of ascorbic acid content and enhanced the activities of antioxidant enzymes. These results suggest that UV-C treatment could increase the antioxidant activity of fresh-cut red-fl eshed radish by inducing the synthesis of phenolic compounds and enhancing the activities of antioxidant enzymes.

ultraviolet-C (UV-C); fresh-cut; red-fl eshed radish; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201611003

TS255.3

A

1002-6630（2016）11-0012-06

高梵, 龍清紅, 韓聰, 等. UV-C處理對鮮切紅心蘿卜抗氧化活性的影響[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(11): 12-17. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201611003. http://www.spkx.net.cn

GAO Fan, LONG Qinghong, HAN Cong, et al. Effect of UV-C treatment on antioxidant activity of fresh-cut red-fl eshed radish[J]. Food Science, 2016, 37(11): 12-17. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201611003. http://www.spkx.net.cn

2016-01-12

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31471632）

高梵（1991—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：2013108038@njau.edu.cn

*通信作者：鄭永華（1963—），男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：zhengyh@njau.edu