史軻軻，朱樹華*

（山東農業(yè)大學化學與材料科學學院，山東 泰安 271000 ）

桃屬于核果類果實，廣泛種植于我國溫熱帶地區(qū)，其果肉營養(yǎng)豐富，含有多種糖、酸、蛋白質、粗纖維、無機鹽、胡蘿卜素、VC、尼克酸等物質，有美膚、清胃、潤肺、祛痰等功效[1]。近幾年果蔬消費量逐漸增大，生活節(jié)奏日益加快促進了鮮切果蔬行業(yè)的發(fā)展[2]；但鮮切果蔬經(jīng)不適當?shù)奶幚硪滓鹗吃葱约膊?，隨著消費者對食品感官、營養(yǎng)品質要求的提高，對健康關注程度的增加，食品工業(yè)迫切需要能延長鮮切果蔬保質期的技術[3]。因此，尋找一種合適的鮮切桃貯藏保鮮方法顯得尤為重要。

大部分水果表面會有一層蠟質保護層，可以保護其免受外界微生物的破壞及貯藏過程中的機械損傷，但是環(huán)境污染、農藥的使用會造成水果采摘后表面原有的果蠟覆蓋層具有對人體有害的物質，比如農藥殘留物、含鉛物、含硫物等。涂膜處理是果蔬行業(yè)常用的保鮮技術，它不僅可以像天然蠟質層那樣保護果肉與氧直接接觸，防止褐變，而且具有優(yōu)良的透氣性、保濕性、抗菌性、生物降解性和生物相容性等優(yōu)點。相比完整水果，鮮切水果在加工過程中保護層被破壞，一方面導致其易受微生物的感染進而腐爛變質；另一方面，果肉與氧直接接觸，多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）催化多酚發(fā)生酶促褐變，嚴重影響鮮切果蔬的品質。目前市場上的保鮮技術大致可以分為物理保鮮（如低溫[4]、輻射[5]、高壓[6]）、化學保鮮[7]（如微酸性電解水[8]、納米殼聚糖[9]）和生物保鮮（如Nisin[10]）。大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）富含人體必需氨基酸[11]，是一種低成本、來源廣、可再生、生物相容性和生物降解性好，且具有保鮮功能的食品添加助劑[12]。SPI涂膜在果實表面，能降低水分子間及水和空氣間的表面張力，易于形成穩(wěn)定的乳狀液，有助于降低果實的呼吸及蒸騰作用，減少營養(yǎng)物質的損失[13]。另外，SPI也可作為風味劑、糖及其他配合物的載體，有利于改善鮮切果實的口感及風味[14]；Ghidelli等[15]發(fā)現(xiàn)SPI可以抑制鮮切茄子貯藏期間的褐變；Eswaranandam等[16]還發(fā)現(xiàn)SPI可以抑制李斯特菌、大腸桿菌O157:H7和沙門氏菌的活力。也有實驗結果表明，SPI涂層可以維持鮮切哈蜜瓜的色澤和口感[17]。本實驗以水蜜桃為原料，用不同質量濃度的SPI浸泡處理，探究SPI用于維持水蜜桃貯藏品質的最佳質量濃度，以期為鮮切桃保鮮行業(yè)提供一種新的、安全的保鮮方法及技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本實驗所用水蜜桃購于泰安水果批發(fā)市場，品種為‘蒙陰’蜜桃。采購后運回實驗室，選取新鮮、無病蟲害、無機械傷、大小均一、八成熟水蜜桃貯藏在預先調試的4 ℃冰箱里預冷12 h。

SPI（食品級，蛋白質量分數(shù)不低于85%） 北京Solarbio公司；無水乙醇、乙腈、甲醇、鹽酸、硫酸、冰醋酸、過氧化氫、磷酸等 天津市永大化學試劑有限公司；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氯化鈉、氯化鉀等常規(guī)試劑 天津市大陸化學試劑廠；食品級聚乙烯袋（20 cm×28 cm） 合力達公司；實驗用水均為去離子水。

1.2 儀器與設備

TG16A-WS臺式高速離心機 上海盧湘儀儀器公司；DW-86L828 超低溫冰箱 中科美菱集團；GY-4果實硬度計 溫州山度公司；WY015R折光儀 阿貝斯有限公司；DK-8D恒溫水浴鍋 上海森信實驗設備公司；PHS-3D pH計 上海精科雷磁有限公司；UV-2450紫外分光光度計 日本島津公司；CR-10色差計日本柯尼卡美能達公司；SY-1022果蔬呼吸測量儀石家莊世亞科技有限公司；1810-B自動雙重水蒸餾器江蘇金壇中大儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

稱取20 g SPI，加入560 mL雙蒸水，加熱至84 ℃不斷攪拌，20 min后用1 L的容量瓶定容，制成質量濃度為20 g/L的SPI溶液。同理配制10、40 g/L的SPI溶液。實驗前對所需的器具在200 mg/L NaClO溶液中浸泡消毒30 min后撈出晾干。將預冷后的水蜜桃用去離子水洗滌，在200 mg/L NaClO溶液中浸泡消毒3 min，撈出擦干表面的水后，沿桃核方向切成2 cm厚片。桃片進行以下4 個處理：在雙蒸水（對照）和10、20、40 g/L SPI溶液中浸泡5 min，撈出，用消毒后的紗布吸去表面的溶液。將處理好的桃片分裝到21 個食品級聚乙烯袋中，每袋30 片。4 ℃貯藏10 d，每隔2 d取樣。

1.3.2 色差值L*、褐變度、硬度、SSC的測定

L*值：使用色差計測定桃樣品表面的L*值，取9 片測定，計算平均值。

褐變度：參考Lei Jing等[18]的方法測定。將2 g桃果實粉末在5 mL、乙醇溶液（體積分數(shù)95%）中勻漿，4 ℃、10 800×g離心20 min，410 nm波長處測定上清液的吸光度，以體積分數(shù)95%乙醇溶液為對照，褐變度以410 nm波長處的吸光度（A410nm）表征。

硬度：使用探針直徑為5 mm的硬度計測定桃切塊最大直徑中心部位的硬度。取9 片測定，計算平均值，單位為N/cm2。

可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）：從每個處理中取出9 片，用手持式折光儀測定，單位為°Brix。

1.3.3 乙烯釋放率、呼吸強度、菌落總數(shù)的測定和質量損失率、腐爛率計算

乙烯釋放率：按照李震三等[19]的方法測定。乙烯釋放率表示每千克樣品每小時釋放的乙烯量，單位為μL/（kg·h）。

呼吸強度：采用果蔬呼吸測量儀測定，取500 g鮮切桃果實在CO2起始質量濃度為500 mg/L條件下連續(xù)測定3 min。呼吸強度表示每千克樣品每小時產生的二氧化碳質量，單位為mg/（kg·h）。

菌落總數(shù)：按照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗》進行測定。菌落總數(shù)以菌落形成單位lg（CFU/g）表示。

質量損失率和腐爛率分別按式（1）、（2）進行計算。

1.3.4 ROS、MDA和總酚含量的測定

活性氧（reactive oxygen species，ROS）含量：采用Jambunathan[20]的方法測定，單位為mmol/g。

丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量：采用Liu Changhong等[21]的方法測定，測定上清液在450、532、600 nm波長處的吸光度，MDA按式（3）進行計算。

總酚含量：根據(jù)Folin-Ciocaulten[22]的方法，測定765 nm波長處的吸光度，用體積分數(shù)60%乙醇溶液代替空白?？偡雍恳悦靠藰悠废喈斢跊]食子酸的質量表示，單位為mg/g。

1.3.5 PPO、SOD、CAT和POD活力的測定

根據(jù)Zhu Shuhua等[23]的方法提取PPO、SOD、CAT的粗酶液，取上清液，用于測定酶活力。

PPO活力：采用Lin Yifen等[24]的方法測定PPO活力，以磷酸緩沖液（pH 7.2）為對照，在410 nm波長處測定吸光度的變化。在測定條件下每分鐘酶液吸光度改變0.01為一個酶活力單位（U），單位為U/（g·min） 。

過氧化物酶（peroxidase，POD）活力：選取10 g冷凍研磨的樣品，加入3 mL 0.4 mol/L NaCl溶液，浸提10 min，12 000×g、4 ℃離心20 min，取上清液。采用Zhu Shuhua等[23]的方法于580 nm波長下檢測其吸光度的變化。定義溶液在580 nm波長處每分鐘內增加0.01為一個酶活力單位（U），POD活力單位為U/（g·min）。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutation，SOD）活力：通過測定560 nm波長處SOD抑制硝基藍四唑（nitrotetrazolium Blue chloride，NBT）的光化學還原能力[25]。以抑制NBT光化還原50%作為一個酶活力單位（U），SOD活力單位為U/（g·min）。

過氧化氫酶（catalase，CAT）活力：通過H2O2在240 nm波長處被分解而引起的吸光度降低來測定CAT活力。定義溶液吸光度每分鐘內增加0.01為一個酶活力單位（U）[26]，單位為U/（g·min）。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所得數(shù)據(jù)均由平均值±標準差表示，每個處理重復3 次。利用Origin 8.5軟件作圖，Excel 2013軟件進行方差分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 SPI處理對鮮切桃貯藏過程中L*值、褐變度、硬度、SSC的影響

圖1 SPI處理對鮮切桃色差L*值（A）、褐變度（B）、硬度（C）和SSC（D）的影響Fig. 1 Effect of SPI on L* value (A), browning degree (B), fi rmness (C)and SSC (D) of fresh-cut peaches during storage

鮮切桃的表面顏色是反映褐變的重要感官指標，也是影響消費者購買的主要因素。由圖1A可知，所有處理組鮮切桃在貯藏過程中L*值均降低，其中對照組下降最快，而SPI處理組L*值下降較為緩慢。在貯藏期間，SPI處理組的L*值一直高于對照組，20 g/L SPI處理組L*值最高，在第10天為對照組的1.06 倍。從而說明SPI處理在一定程度上可以抑制L*值的降低，其中20 g/L SPI處理效果最好。

由圖1B可知，在貯藏過程中，各組鮮切桃的褐變度整體均呈上升趨勢。在貯藏的前6 d，對照組的褐變度變化較大，而SPI處理組的鮮切桃褐變度變化較為緩慢。在貯藏的第10天，對照組的褐變度顯著高于SPI處理組（P＜0.05），其中20 g/L SPI處理組的鮮切桃褐變度最低，約為0.72，是對照組的72%。說明SPI處理能夠抑制鮮切桃的褐變，其中20 g/L SPI處理的效果最好。

果實的硬度是決定鮮切桃處理后品質的屬性之一。由圖1C可知，鮮切桃的硬度隨貯藏時間的延長逐漸減小，貯藏的前2 d，各處理組沒有顯著差異（P＞0.05），在貯藏的2～4 d，20 g/L SPI處理組鮮切桃的硬度下降最快，但4 d后硬度變化較小。20 g/L SPI處理組鮮切桃的硬度在第10天為76 N/cm2，是對照組的1.19 倍，顯著高于對照組（P＜0.05）。

SSC可以反映鮮切桃的成熟情況，可用來評價SPI處理是否可以達到保鮮的效果。由圖1D可知，鮮切桃的SSC在貯藏期間一直下降，這是因為呼吸作用時消耗了糖類等有機物。在貯藏期間，SPI處理組桃的SSC均顯著高于對照組（P＜0.05），以20 g/L SPI處理組SSC最高，在第10天時SSC達9.8 °Brix，是對照組的1.18 倍。

2.2 SPI處理對鮮切桃貯藏過程中乙烯釋放率、呼吸強度、菌落總數(shù)、質量損失率和腐爛率的影響

圖2 SPI處理鮮切桃乙烯釋放率（A）、呼吸強度（B）、菌落總數(shù)（C）、質量損失率（D）及腐爛率（E）的影響Fig. 2 Effect of SPI on ethylene release rate (A), respiration intensity (B),total colony number (C), mass loss (D) and decay incidence (E) of fresh-cut peaches during storage

鮮切桃在貯藏過程中的質量損失率可以影響其硬度，也能間接反映其呼吸強度。腐爛率是一個能夠直接用于判斷鮮切桃是否具有食用價值的指標，同時也與乙烯的釋放、微生物的活動具有一定的聯(lián)系。

由圖2A可知，鮮切桃的乙烯釋放率在貯藏期間呈先增大后平緩的趨勢，20 g/L SPI處理顯著抑制了鮮切桃的乙烯釋放率，在第10天，乙烯釋放率為2 040 μL/（kg·h），約是對照組的76%，10 g/L與40 g/L SPI處理組無顯著差異，約為對照組80%。由圖2B可知，不同質量濃度SPI處理均可以抑制鮮切桃的呼吸強度，其中20 g/L SPI處理顯著抑制了鮮切桃的呼吸強度；在貯藏的第8天，20 g/L SPI處理組呼吸強度是對照組的59%。鮮切水果表面存在大量水分和糖，是微生物生長的良好基質。由圖2C可知，與對照組相比，SPI處理顯著抑制了鮮切桃貯藏過程中微生物的生長，相對10 g/L和40 g/L SPI處理，20 g/L SPI處理顯著抑制了微生物的生長。質量損失率主要與呼吸強度和蒸騰速率有關，在貯藏的2～6 d，各組鮮切桃的質量損失率快速增加，之后增加的速率減小，20 g/L SPI處理組在10 d時，質量損失率為8.78%（圖2D）。腐爛率主要與微生物活動有關，SPI處理可以抑制鮮切桃貯藏過程中腐爛率的增加，維持了鮮切桃的品質，其中以20 g/L SPI處理的效果最好，在10 d時，該組鮮切桃腐爛率為7%，約為對照組的25%。

2.3 SPI處理對鮮切桃貯藏過程中ROS、MDA和總酚含量的影響

圖3 SPI處理鮮切桃ROS（A）、MDA（B）、總酚（C）含量的影響Fig. 3 Effect of SPI on the contents of ROS (A), MDA (B) and total phenols (C) in fresh-cut peaches during storage

由圖3A可知，在貯藏期間，所有處理組的ROS含量都呈上升趨勢，對照組在0～4 d和6～10 d一直處于快速上升的趨勢，前一階段是鮮切桃果實開始處于逆境時機體產生應激反應，即快速產生ROS；后一階段是因為隨著糖酵解、三羧酸循環(huán)等過程的進行，ATP含量減少，降低了能量水平和ROS的清除率，導致ROS含量的快速上升[27]。4～6 d時，對照組ROS上升變緩與機體內營養(yǎng)物質的消耗有關。SPI處理組鮮切桃體內的ROS含量顯著低于對照組（P＜0.05），而20 g/L SPI處理組的鮮切桃ROS積累量相對最少，效果最好。在貯藏的第10天，20 g/L SPI處理組鮮切桃ROS含量為663 mmol/g，比對照組低24%。

MDA含量是衡量植物衰老的常見指標，通過研究MDA含量可以了解膜脂過氧化程度，從而間接了解膜損傷程度[28]。從圖3B可知，MDA含量在貯藏前2 d呈快速上升的趨勢，2 d后呈緩慢上升的趨勢，可能是貯藏的前2 d，外界環(huán)境的突然變化使導致細胞膜嚴重受損，2 d后細胞大致適應了逆環(huán)境，生理活動也逐漸減弱[29]。對照組在第2天MDA含量約是0 d的2.7 倍。不同質量濃度的SPI都能起到保鮮作用，但40、20 g/L SPI效果較好，在貯藏的第10天，20 g/L SPI處理組的鮮切桃MDA含量為1.61 mmol/g，比對照組低20%。

酚類物質是酶促褐變發(fā)生的一個前提條件，游離的PPO催化酶促褐變反應，POD在H2O2存在的條件下也能迅速將多酚氧化成醌，導致果實褐變，影響果實的外觀、口感及營養(yǎng)。從圖3C可以看出，鮮切桃貯藏期間總酚含量總體也是呈上升趨勢，且SPI處理組總酚含量顯著低于對照組，在貯藏的第10天，20 g/L SPI處理組總酚含量約為5 mg/g（P＜0.05）。相比于SPI處理組，對照組在貯藏的前6 d增長速度較快，之后變化緩慢，可能是前6 d的生理活動消耗了大量的有機物，產生的自由基活性物質較多，而總酚對自由基活性物質具有清除作用，相應的總酚含量也快速增加[30]；貯藏的6～10 d，生命活動的進行消耗了大量的營養(yǎng)物質，代謝活動有所減弱，機體產生自由基的速率減小，抑制了酚類的積累[31]，因此總酚含量增加緩慢。相對于對照組，SPI在桃切塊表面形成一層膜，抑制了鮮切桃的呼吸及蒸騰作用。在貯藏的第10天，20 g/L SPI處理組的總酚含量比對照組低17%。

2.4 SPI處理對鮮切桃貯藏過程中PPO、POD、SOD、CAT活力的影響

圖4 SPI處理對PPO（A）、POD（B）、SOD（C）、CAT（D）活力的影響Fig. 4 Effect of SPI on the activities of PPO (A), POD (B), SOD (C)and CAT (D) in fresh-cut peaches during storage

由圖4A可知，與對照組相比，SPI處理組的鮮切桃表現(xiàn)出相對較低的PPO活力。貯藏的前2 d，各組鮮切桃PPO活力迅速增加，在第2天達到最高值，然后下降至較低水平；與對照組相比，SPI處理組的鮮切桃PPO活力下降迅速，說明SPI處理抑制了鮮切桃貯藏期間PPO活力（P＜0.05），貯藏第10天，20 g/L SPI處理組PPO活力為1.2 U/（g·min），與對照組相比，PPO活力顯著降低了45.5%。

由圖4B可知，POD與PPO的變化趨勢相似，且SPI處理可抑制貯藏期間POD的活力，SPI處理組的鮮切果實中POD活力均低于對照組，各組在第2天POD活力最高，此時20 g/L SPI處理組桃果實的POD活力最低，約為對照組的56%（P＜0.05）；在第10天，20 g/L SPI處理組桃果實的POD活力約為1.8 U/（g·min），與對照組相比，POD活力顯著降低了22%（P＜0.05）。

SOD是一種重要的抗氧化酶，是抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，可以產生超氧自由基清除劑，將ROS如O2-·轉化為H2O2，進而分解成水[32]。由圖4C可知，所有組鮮切桃果實的SOD活力在貯藏過程中都迅速下降；相比對照，SPI處理抑制了鮮切桃的SOD活力的下降，而20 g/L SPI處理抑制作用更顯著，在第10天時，SOD活力為149 U/（g·min）。

從圖4D可以看出，所有組鮮切桃果實在貯藏過程中CAT活力均呈下降趨勢。SPI處理組的鮮切桃CAT活力高于對照組，20 g/L SPI處理組的鮮切桃CAT活力在第10天為9.2 U/（g·min），與對照組相比顯著提高了44%（P＜0.05），10 g/L和40 g/L SPI處理組鮮切桃CAT活力在第10天分別為對照組的1.35 倍和1.32 倍。因此，SPI處理對鮮切桃CAT活力下降具有抑制作用。

3 討 論

桃果實采摘后因呼吸和蒸騰作用損失的水分如果不能被補給，會對產品質量產生很大的影響[33]，加上鮮切產品的去除果皮、果實切片等操作，導致果蔬原有免疫力下降、呼吸旺盛、水分和營養(yǎng)損耗、微生物侵染等，難以保鮮。SPI因其具有彈性、可塑性、高黏度性和低透氧性[34]等化學特性，可以作為水的載體。

L*值、褐變度、硬度和SSC等會影響果實的感官評價，因此常被用作消費者可接受性的預測指標[35]。本實驗結果表明，SPI涂膜在鮮切果實表面，其低透氧性阻止了氧氣、水等與果實的接觸，維持了果實的表面顏色和硬度，抑制了褐變的發(fā)生，這與Ghidelli等[36]的研究結果相似；SPI還可以通過抑制外源沙門氏菌的繁殖[37]，抑制SSC的下降，保持鮮切桃果實良好的口感，Yousuf等[38]也觀察到類似的現(xiàn)象。同時，SPI處理抑制了鮮切桃的乙烯釋放率、呼吸強度和菌落總數(shù)，減少了水分的損失，降低了腐爛率，維持了果實的商品價值。

ROS、MDA和酚類物質是機體在逆性環(huán)境中產生的物質。機體內自由基的含量就越高，越易引起組織褐變。在果實貯藏期間，機體內不斷產生O2-·、H2O2、·OH等ROS。低濃度的ROS可以通過刺激機體內的免疫系統(tǒng)，產生防御信號分子，在植物體內起防御功能，但是高濃度的ROS則會加速果蔬的氧化損傷，影響產品的品質。MDA是膜脂過氧化的產物，其含量的高低可以反映膜質過氧化程度的高低，過量MDA將會加劇膜損傷。酚類物質不僅是呼吸傳遞物質也是發(fā)生酶促褐變的底物，總酚含量越高，與氧接觸的幾率就越大[39]。因此，可通過ROS、MDA和總酚含量判斷鮮切桃的抗逆性。本實驗結果表明，SPI因具有的凝膠性和低透氧性，可以很好地防止氧氣與鮮切桃酚類物質的結合，減少鮮切桃棕色色素及ROS的積累；且因具有較好的乳化性，可穩(wěn)定鮮切桃表面的乳化狀態(tài)，降低界面張力，在一定程度上能增強細胞膜的抗破壞能力，減少細胞膜的破損[40]，抑制MDA的大量積累，從而可以達到保鮮效果。

鮮切水果加工過程中細胞被破壞，細胞中的酶被突然暴露或釋放，與酚類物質和氧氣接觸，產生棕色素，出現(xiàn)褐變現(xiàn)象。植物組織中的PPO是引起果實褐變的主要酶，它可以催化果實中內源多酚的氧化，產生棕色素，嚴重影響產品的營養(yǎng)、風味和外觀質量。在本研究中，SPI處理減少了鮮切桃果實在不利環(huán)境下貯藏的褐變問題。POD是植物中另一種涉及酶促褐變的酶[41]。SPI處理在一定程度上抑制了POD的活力，這也與Yeoh等[42]利用超聲波處理鮮切菠蘿的研究結果一致。SOD和CAT都能將果蔬機體產生的ROS轉變?yōu)闊o毒的H2O，從而延長其貨架期。SPI處理可以維持SOD、CAT等抗氧化酶的活力，提高機體的免疫力，破壞果實的自由基代謝，增加果實的抗氧化能力，延緩果實的衰老，這與SPI肽鏈骨架上包含許多具有保水性和溶脹性等性質的極性基團有關[43]，在貯藏過程中SPI特有的保水性和溶脹性維持了鮮切桃原有的水分，加速了SOD、CAT與H2O2分子的碰撞，進而把H2O2分解為H2O；Zhang Lihua等[44]得到了類似結論。因此，20 g/L SPI的應用可以很好地增加桃果實抗氧化酶SOD、CAT的活力，從而達到保鮮的目的。

綜上所述，不同質量濃度的SPI均可適度抑制氧化酶PPO、POD的活力，延緩鮮切桃品質的下降及褐變的發(fā)生。4 ℃條件下貯藏10 d，20 g/L SPI處理的保鮮效果最好，與對照組相比，可維持其L*值、硬度和SSC，抑制乙烯釋放率、呼吸強度和細菌生長，同時抑制其質量損失率和腐爛率的上升，減少ROS、MDA、總酚的積累，增加CAT、SOD活力和降低PPO、POD活力，保證了鮮切桃的品質及風味。