李新明 李群 高忠東 王峰 田志芳 徐琳 王賢萍 劉森

摘要[目的]評估復(fù)合護色劑對蘋果干制過程中褐變的抑制效果。[方法]使用復(fù)合護色劑處理不同品種的蘋果片，然后在3個不同的時間點取樣檢測果片中的酶活性指標(biāo)。[結(jié)果]復(fù)合護色劑處理顯著提高了紅富士、秦冠、嘎拉和國光蘋果片中的超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性，抑制了多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性。[結(jié)論]復(fù)合護色劑對多個蘋果品種的干制褐變有著良好的抑制作用。

關(guān)鍵詞復(fù)合護色劑；蘋果；抗氧化酶；褐變

中圖分類號TS202.3文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）16-0089-02

Effect of Compound Colourprotective Reagents on Browning Related Enzymes Activities in Different Varieties of Apple during Drying Process

LI Xinming， LI Qun， GAO Zhongdong et al

（Institute of Agricultural Products Processing， Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Taiyuan， Shanxi 030031）

Abstract[Objective] To evaluate the inhibiting effect of compound colourprotective reagent on apple browning during the drying process. [Method] Compound colourprotective reagent was used to treat different varieties of apple slices. Apple samples were taken at three different time points， and enzymes activities in fruits were analyzed. [Result] Compound colourprotective reagent significantly increased SOD and CAT activities， and inhibited PPO and POD activities in Red Fuji， Qinguan， Gala and Guoguang apple slices. [Conclusion] Compound colourprotective reagent is effective to brown inhibition in different varieties of apple slices during drying process.

Key wordsCompound colourprotective reagent；Apple；Antioxidant enzyme；Browning

隨著人們生活水平的提高及水果消費需求的多元化，豐富的水果及其加工產(chǎn)品市場已經(jīng)形成并將深入發(fā)展。酚類物質(zhì)是引起果實酶促褐變的重要因素，酚類物質(zhì)在多酚氧化酶（PPO）的催化下氧化形成褐色物質(zhì)。酶促褐變不僅影響加工制品的外觀、風(fēng)味，而且還會造成營養(yǎng)物質(zhì)的丟失，甚至導(dǎo)致食品變質(zhì)[1-2]。

蘋果在干制加工過程中易發(fā)生褐變，但常被忽視的問題是果肉的褐變，它深深影響著干制品的品質(zhì)。蘋果褐變分為酶促褐變和非酶促褐變2類。研究發(fā)現(xiàn)，在干制過程中，蘋果果肉中引起酶促褐變的主要酶類，如PPO、過氧化物酶（POD），隨著干制溫度的升高活性也變大[3]。另外因熱烘干作用，氧含量少，酶促反應(yīng)速度漸慢，非酶促褐變又是蘋果果肉褐變的重要因素[4]。

在前期的研究中，筆者合成了一種復(fù)合護色劑，能有效抑制紅富士蘋果干制過程中果肉的褐變。在該研究中，筆者檢測了復(fù)合護色劑對不同品種蘋果干制過程中褐變相關(guān)酶活性的抑制效果。

1材料與方法

1.1材料

復(fù)合護色劑為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所實驗室試制；紅富士、秦冠、嘎拉和國光蘋果購自太原市場。

1.2蘋果處理和干制

以紅富士、秦冠、嘎拉和國光蘋果作為原料，洗凈后，4組蘋果分別切片，然后浸泡在復(fù)合護色液中6 h，撈出，瀝干水分，另外4組切片不做處理，8組蘋果切片放入通風(fēng)干燥烘箱中，溫度為40 ℃，分別于0、4、8 h取出樣品，研磨，加1 mL蒸餾水、少量石英砂和少許聚乙烯吡咯烷酮，在冰浴中研磨勻漿，4 ℃、9 000 r/min下離心30 min，取上清液置冰箱中保存，用于酶活性測定。

1.3酶活力測定

1.3.1超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性測定。

參照 Zhao等[5]氮藍(lán)四唑法測定 SOD 活性，于波長560 nm 處測定吸光度值，結(jié)果以抑制氮藍(lán)四唑的 50%為 1 個SOD 活性單位，單位U/g（FW）。參照Zhao等[5]紫外吸收法測定 CAT 活性，于波長240 nm 處每隔 30 s 記錄吸光度值，連續(xù)監(jiān)測 2.5 min，結(jié)果以減少 0.01 吸光度值為 1 個 CAT 活性單位，單位U/g（FW）。

1.3.2

PPO活性的測定。

①取干燥后的蘋果切片 5.0 g 置于研缽中，分別加入 2.5 g 的聚乙烯吡咯烷酮以及45 mL的磷酸緩沖液（pH為7），同時加入海砂，研缽棒研磨，將研缽置于碎冰中，保持低溫環(huán)境，抑制酶的活性。

②將研磨液用濾紙濾過，在 4 ℃低溫下，以轉(zhuǎn)速 130 000 r/min 離心10 min。

③提取上清液后，向 6 個比色杯中分別加入1.0 mL 樣品上清液，再加入 1.0 mL 磷酸緩沖液（pH 5.8，濃度為100 mmol/L）。

④向其中一只比色杯中加入 1.0 mL 蒸餾水，作為空白試驗對照，開始測定后，向置于分光光度計中的測定樣品滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1%的鄰苯二酚溶液1.0 mL，并開始計時，觀察其活性變化值。

⑤利用分光光度計，在波長 420 nm 處，記錄1 min PPO 吸光度的變化值，觀察 5 min。

⑥測定值每變化 0.001 個單位時為1個吸光度單位 U，PPO 的活性值為 U/min。

1.3.3POD活性測定。

酶反應(yīng)檢測液組成：0.2 mol/L pH 5.0醋酸緩沖液1.95 mL，0.1%鄰甲氧基苯酚1.00 mL，酶液0.02 mL，0.08%的過氧化氫溶液1.00 mL，加入過氧化氫30 s后在波長470 nm下測OD值。

2結(jié)果與分析

2.1復(fù)合護色劑對干制蘋果片中SOD活性的影響

如表1所示，隨著干制時間的延長，干制蘋果片的SOD活性持續(xù)降低，干制時間8 h時SOD活性達(dá)到最低。與對照組相比，4種蘋果在各處理點的酶活性均較高（4和8 h）。

2.2復(fù)合護色劑對干制蘋果片中CAT活性的影響

如表2所示，隨著干制時間的延長，干制蘋果片的CAT活性迅速降低，到8 h時達(dá)到最低。與對照組相比，4種蘋果在各處理點的酶活力均較高（4和8 h）。

2.3復(fù)合護色劑對干制蘋果片中PPO活性的影響

如表3所示，隨著干制時間的延長，干制蘋果片的PPO活性迅速增加，到4 h時達(dá)到最大，之后PPO活性又開始下降，這可能與果肉中含水量降低，酶的活性被抑制有關(guān)。與對照組相比，4種蘋果在各處理點的酶活性均較低。

2.4復(fù)合護色劑對干制蘋果片中POD活性的影響

如表4所示，隨著干制時間的延長，干制蘋果片的POD活性迅速增加，到4 h時達(dá)到最大，之后POD活性又開始下降。與對照組相比，4種蘋果在各處理點的酶活性均較低。

3結(jié)論與討論

在該研究中，復(fù)合護色劑處理顯著地提高了紅富士、秦冠、嘎拉和國光蘋果片中的SOD和CAT活性，抑止了PPO和POD活性。SOD是一種源于生命體的活性物質(zhì)，廣泛分布于各種生物體內(nèi)，如動物、植物、微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)，能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)。CAT是催化過氧化氫分解成氧和水的酶，存在于細(xì)胞的過氧化物體內(nèi)。CAT是過氧化物酶體的標(biāo)志酶，約占過氧化物酶體酶總量的40%。幾乎所有的生物機體都存在CAT，其普遍存在于能呼吸的生物體內(nèi)，主要存在于植物的葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、動物的肝和紅細(xì)胞中，其酶促活性為機體提供了抗氧化防御機理[6]。在干制過程中，氧化呼吸酶活性增加，一些與褐變相關(guān)的代謝產(chǎn)物如自由基迅速蓄積，而抗氧化酶如SOD、CAT活力迅速降低，結(jié)果果肉中的多酚類及氨基酸類等物質(zhì)被氧化褐變；復(fù)合護色劑的處理能在一定程度上抑制抗氧化酶的活力衰減，有效抑制果肉的褐變[7]。

植物組織中含有酚類物質(zhì)，在完整的細(xì)胞中作為呼吸傳遞物質(zhì)，在酚-醌中保持著動態(tài)平衡，當(dāng)細(xì)胞組織被破壞后，氧就大量侵入，造成醌的形成和其還原反應(yīng)之間的不平衡，于是發(fā)生了醌的積累，醌再進一步氧化聚合，就形成了褐色素，稱為黑色素或類黑精。PPO是發(fā)生酶促褐變的主要酶，存在于大多數(shù)果蔬中。在大多數(shù)情況下，由于 PPO 的作用，不僅有損于果蔬感觀，影響產(chǎn)品運銷，還會導(dǎo)致風(fēng)味和品質(zhì)下降，特別是在熱帶鮮果中，酶促褐變導(dǎo)致的直接經(jīng)濟損失達(dá)50%。在4種被復(fù)合護色劑處理的蘋果中，PPO的活性均被有效抑制，這表明多酚的氧化能被有效地抑制[8-9]。在4種被復(fù)合護色劑處理的蘋果中，POD的活性均被有效抑制，PPO能催化過氧化氫氧化酚類，產(chǎn)物為醌類化合物，此化合物進一步縮合或與其他分子縮合，產(chǎn)生顏色較深的化合物，這表明多酚類等易褐變的物質(zhì)的氧化能被有效地抑制[10-11]。

參考文獻

[1] WILLS R B H，LI Y X.Use of arginine to inhibit browning on fresh cut apple and lettuce[J].Postharvest biology and technology，2016，113：66-68.

[2] LEE B，SEO J D，RHEE J K，et al.Heated apple juice supplemented with onion has greatly improved nutritional quality and browning index[J].Food chemistry，2016，201：315-319.

[3]

BAJWA V S，SHUKLA M R，SHERIF S M，et al.Identification and characterization of serotonin as an antibrowning compound of apple and pear[J].Postharvest biology and technology，2015，110：183-189.

[4] KIM A N，KIM H J，KERR W L，et al.The effect of grinding at various vacuum levels on the color，phenolics，and antioxidant properties of apple[J].Food chemistry，2017，216：234-242.

[5] ZHAO Y， TU K， SU J， et al. Heat treatment in combination with antagonistic yeast reduces diseases and elicits the active defense responses in harvested cherry tomato fruit[J].Journal of agricultural and food chemistry，2009，57（16）：7565-7570.

[6] ZHANG Y，SHI X P，LI B H，et al.Salicylic acid confers enhanced resistance to Glomerella leaf spot in apple[J].Plant physiology and biochemistry，2016，106：64-72.

[7] FELICETTI E，MATTHEIS J P，ZHU Y M，et al.Dynamics of ascorbic acid in ‘Braeburn and ‘Gala apples during ontree development and storage in atmospheres conducive to internal browning development[J].Postharvest biology and technology，2011，61（2/3）：95-102.

[8] MISHRA B B，GAUTAM S，SHARMA A.Free phenolics and polyphenol oxidase（PPO）：The factors affecting postcut browning in eggplant（Solanum melongena）[J].Food chemistry，2013，139（1/2/3/4）：105-114.

[9] SULAIMAN A，SOO M J，F(xiàn)ARID M M，et al.Thermosonication for polyphenoloxidase inactivation in fruits：Modeling the ultrasound and thermal kinetics in pear，apple and strawberry purees at different temperatures[J].Journal of food engineering，2015，165：133-140.

[10] MARSZAEK K，KRUSZEWSKI B，WOZ'NIAK ，et al.The application of supercritical carbon dioxide for the stabilization of native and commercial polyphenol oxidases and peroxidases in cloudy apple juice（cv.Golden Delicious）[J].Innovative food science & emerging technologies，2017，39：42-48.

[11] SUPAPVANICH S，PRATHAAN P，TEPSORN R.Browning inhibition in freshcut rose apple fruit cv.Taaptimjaan using konjac glucomannan coating incorporated with pineapple fruit extract[J].Postharvest biology and technology，2012，73：46-49.