高紅豆 ，胡文忠 *，管玉格, ，趙曼如 ，張艷慧 ，馮可

1. 大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（大連 116600）；2. 生物技術(shù)與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（大連 116600）；3. 大連理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（大連 116024）

鮮切果蔬加工方式主要是去皮、切割、切條或片，相對(duì)于完整果蔬的呼吸強(qiáng)度，此類(lèi)加工明顯增加了果蔬的呼吸強(qiáng)度，隨即引發(fā)果蔬發(fā)生一系列變化，如褐變、組織分解、產(chǎn)生異味以及果蔬表面微生物生長(zhǎng)，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些酚酸、黃酮類(lèi)和單寧等有益酚類(lèi)抗性物質(zhì)。在對(duì)紅心蘿卜的研究中發(fā)現(xiàn)切割程度越大，酚類(lèi)物質(zhì)含量越高，抗氧化能力也隨之增強(qiáng)[1]。此抗氧化過(guò)程主要是外界刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗氧化酶類(lèi)，相關(guān)的抗氧化酶進(jìn)入一系列的生理代謝循環(huán)，促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗性物質(zhì)（酚酸、黃酮類(lèi)和單寧等），這些抗性物質(zhì)通過(guò)阻礙O2轉(zhuǎn)化成O2-以及調(diào)節(jié)O2的總體水平來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)體抗氧化的效果[2]，從而通過(guò)自身調(diào)節(jié)來(lái)盡可能地延長(zhǎng)貯藏時(shí)間。

酚類(lèi)物質(zhì)作為一種果蔬中分布較廣泛的次生代謝產(chǎn)物，其具有提供植物色素、作為信號(hào)分子調(diào)節(jié)生命活動(dòng)、參與機(jī)體結(jié)構(gòu)組成、提高抗性以及提高果蔬免疫能力的功能[3]。目前酚類(lèi)物質(zhì)主要應(yīng)用在醫(yī)藥行業(yè)，對(duì)苜蓿中的黃酮類(lèi)化合物研究就得到黃酮類(lèi)化合物可以降低乳腺癌、甲狀腺癌的發(fā)病率[4]。通過(guò)口服的方法判斷銀杏黃酮對(duì)家兔心肌缺血的影響試驗(yàn)中得到，銀杏黃酮對(duì)家兔的心肌組織梗死有明顯的減緩作用，對(duì)治療心肌缺血癥狀有明顯效果[5]。但關(guān)于酚類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)制以及調(diào)控的研究還不是十分明確，還需做進(jìn)一步的探索。

1 鮮切果蔬酚類(lèi)物質(zhì)

次生代謝是在初生代謝的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，其產(chǎn)物一度被認(rèn)為是機(jī)體的異常代謝產(chǎn)物。通常次生代謝產(chǎn)物是指植物中一些對(duì)生命活動(dòng)非必需的小分子有機(jī)化合物?；谏锖铣赏緩酱紊x產(chǎn)物大致可分為三類(lèi)，分別是萜類(lèi)、酚類(lèi)以及含氮類(lèi)物質(zhì)[6]。其中酚類(lèi)物質(zhì)作為果蔬中一種重要的次生代謝產(chǎn)物，其主要包括酚酸、黃酮類(lèi)和單寧[7]，這些酚類(lèi)物質(zhì)具有很強(qiáng)的抗氧化活性，能夠有效清除活性氧自由基和抑制膜脂過(guò)氧化反應(yīng)[8]。在某種程度上降低了細(xì)胞膜透性變化的發(fā)生率，減弱了生物和非生物對(duì)果蔬機(jī)體的傷害。

1.1 酚酸

酚酸含兩個(gè)亞組，即羥基苯甲酸和羥基肉桂酸。羥基苯甲酸包括沒(méi)食子酸、對(duì)羥基苯甲酸、原兒茶酸、香草酸和丁香酸；羥基肉桂酸中最常見(jiàn)的是咖啡酸、阿魏酸、對(duì)香豆酸和芥子酸[9]。這些酚酸類(lèi)物質(zhì)已經(jīng)得到人們的廣泛關(guān)注，在探索多種抗褐變劑在萵苣貯藏中的應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)萵苣含有兒茶素、羥基肉桂酸衍生物及花青素等多種酚酸類(lèi)物質(zhì)，這些酚酸類(lèi)物質(zhì)能夠降低萵苣氧化速率，有效地延緩褐變發(fā)生[10]。在探索溫度對(duì)鮮切胡蘿卜酚類(lèi)物質(zhì)的研究中也發(fā)現(xiàn)，通過(guò)活化對(duì)香豆酸、羥基肉桂酸以及苯丙氨酸的直接作用酶4-香豆酸輔酶A連接酶（4CL）、肉桂酸-4-羥化酶（C4H）和苯丙氨酸解氨酶（PAL），能夠提高這些酚酸的產(chǎn)生量，從而提高鮮切胡蘿卜的抗氧化能力[11]。在生物和非生物的脅迫下，植物根系會(huì)釋放酚酸類(lèi)物質(zhì)，這些物質(zhì)通過(guò)還原、配位和酸化反應(yīng)，將土壤中難溶性養(yǎng)分活化，進(jìn)而促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的利用。同時(shí)，酚酸也是一類(lèi)重要的化感物質(zhì)，植物也會(huì)通過(guò)釋放化感物質(zhì)實(shí)現(xiàn)與其他植物的競(jìng)爭(zhēng)作用[12]。在葡萄酒中酚酸類(lèi)物質(zhì)對(duì)激活蛋白-1（AP-1）的調(diào)控試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，AP-1影響炎癥、細(xì)胞分化和增殖的各類(lèi)基因表達(dá)，酚酸在阻礙AP-1轉(zhuǎn)錄過(guò)程中可直接作為細(xì)胞信號(hào)物質(zhì)[13]。由此證明酚酸在抗炎、細(xì)胞分化和增殖方面效果明顯。

1.2 黃酮類(lèi)

植物中黃酮類(lèi)物質(zhì)有8 000種以上，占酚類(lèi)化合物一半以上。自然界中的黃酮類(lèi)物質(zhì)大多數(shù)由苯丙氨酸合成，且主要有六種：黃烷-3-醇、黃酮、黃酮醇、黃烷酮、花青素和異黃酮[14]。它們主要是在顏色及生長(zhǎng)發(fā)育方面對(duì)植物產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類(lèi)物質(zhì)具有可塑性，其可塑性是對(duì)外界光環(huán)境做出的適應(yīng)性表現(xiàn)，紫外光照射情況下，含黃酮類(lèi)植物大多會(huì)產(chǎn)生較亮的顏色[15-16]。黃酮類(lèi)物質(zhì)也通過(guò)抑制吲哚乙酸的胞吐作用及誘導(dǎo)基因表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，同時(shí)也能殺死大多數(shù)細(xì)菌菌株，抑制重要的病毒酶，破壞一些致病生物，但它們對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的毒性很低[17]。通過(guò)多光譜分析和分子對(duì)接技術(shù)，比較β-乳球蛋白與結(jié)構(gòu)不同的黃酮類(lèi)化合物結(jié)合能力，發(fā)現(xiàn)特定的黃酮類(lèi)化合物結(jié)合β-乳球蛋白有促進(jìn)人體健康的作用[18]。在松針提取物（CDE）對(duì)鮮切蘋(píng)果片的抗褐變?cè)囼?yàn)中也發(fā)現(xiàn)，CDE含有大量酚類(lèi)和黃酮類(lèi)物質(zhì)，可清除蘋(píng)果片中的ABTS和DPPH自由基并且可抑制單酚酶和二苯酚產(chǎn)生[19]。這說(shuō)明黃酮類(lèi)物質(zhì)自身具有很強(qiáng)的自由基清除能力，對(duì)機(jī)體抵抗外界傷害具有積極作用。

1.3 單寧

單寧是植物中最豐富的次生代謝產(chǎn)物，主要有原花青素和沒(méi)食子酸酯類(lèi)。單寧具有很強(qiáng)的抗氧化能力，具有溶解氧、清除自由基以及螯合Fe2+的作用[19-21]。當(dāng)分別用0.10%，0.20%和0.30%濃度的沒(méi)食子酸丙酯處理鮮切生姜時(shí)，生姜的失重率、褐變程度均有延緩效果，能夠抑制褐變的相關(guān)酶PPO和POD活性，降低MDA含量，且0.20%沒(méi)食子酸丙酯處理效果最佳[22]。將單寧運(yùn)用在葡萄酒釀造過(guò)程中，能夠起到輔色以及穩(wěn)定的作用[23]。但對(duì)含不同濃度單寧的葡萄酒進(jìn)行品鑒發(fā)現(xiàn)，單寧含量高的樣品收斂感強(qiáng)，澀味重，對(duì)口腔的刺激性較大[24]。也有研究證實(shí)縮合單寧在胃藥中發(fā)揮重要作用，因其較強(qiáng)的抗氧化作用，縮合單寧會(huì)在胃上形成一個(gè)保護(hù)層起到治療胃病的效果[25]。

2 鮮切果蔬酚類(lèi)物質(zhì)的合成途徑

果蔬鮮切后會(huì)產(chǎn)生大量的酚類(lèi)物質(zhì)以抵御生物和非生物傷害，但酚類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生途徑較復(fù)雜，其中苯丙烷代謝途徑是產(chǎn)生酚類(lèi)物質(zhì)的關(guān)鍵途徑，在整個(gè)過(guò)程中，首先糖酵解途徑（EMP）和磷酸戊糖途徑（PPP）產(chǎn)生的磷酸烯醇式丙酮酸和赤蘚糖-4-磷酸通過(guò)能量代謝途徑提供能量，經(jīng)莽草酸代謝途徑轉(zhuǎn)化為苯丙氨酸進(jìn)入苯丙烷代謝途徑進(jìn)而產(chǎn)生一系列酚類(lèi)物質(zhì)[26]。圖1為苯丙烷代謝途徑[27]，該途徑中的莽草酸和苯丙氨酸是酚類(lèi)物質(zhì)重要的前體物，通過(guò)苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸羥化酶（C4H）、香豆酸輔酶A連接酶（4CL）等抗性酶作用將莽草酸和苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為綠原酸、阿魏酸以及咖啡酸等酚類(lèi)物質(zhì)。中間過(guò)程形成的對(duì)香酰CoA，會(huì)和乙酸-丙二酸酯途徑產(chǎn)生的丙二醛CoA經(jīng)査爾酮合成酶（CHS）催化形成黃酮類(lèi)化合物，從而轉(zhuǎn)化成花青素。除苯丙烷代謝外，酚類(lèi)生物合成的相關(guān)途徑還有呼吸代謝、糖代謝、能量代謝、三羧酸循環(huán)以及氧化磷酸化代謝等[27]。這些代謝途徑通過(guò)調(diào)控苯丙烷代謝過(guò)程中所需的原料、能量和代謝酶等實(shí)現(xiàn)對(duì)苯丙烷代謝的調(diào)節(jié)，也會(huì)對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生的種類(lèi)及含量產(chǎn)生影響。

圖1 苯丙烷代謝途徑

3 鮮切果蔬酚類(lèi)物質(zhì)生物合成的調(diào)控

果蔬細(xì)胞在受到外界壓力或機(jī)械損傷時(shí)會(huì)引發(fā)兩類(lèi)酚類(lèi)代謝響應(yīng)。第一類(lèi)是引起酚類(lèi)物質(zhì)的氧化，當(dāng)細(xì)胞膜破裂時(shí)，酚類(lèi)物質(zhì)與氧化系統(tǒng)酶系結(jié)合，最終導(dǎo)致酚類(lèi)化合物發(fā)生氧化，氧化過(guò)程中多酚氧化酶（PPO）催化酚類(lèi)物質(zhì)發(fā)生羥基化，隨后羥基苯酚轉(zhuǎn)化為醌類(lèi)物質(zhì)[28]，表現(xiàn)形式為褐變現(xiàn)象；另一類(lèi)涉及合成單酚或聚合類(lèi)酚，主要目的是修復(fù)果蔬損傷，由苯丙烷代謝途徑中的關(guān)鍵酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）變化引起的[29]。由此可知，通過(guò)測(cè)定果蔬酚的含量和觀察褐變程度可以判斷果蔬的新鮮程度，若對(duì)上述兩類(lèi)酚類(lèi)代謝反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控，能夠大大提高果蔬的貯藏期。目前，鮮切果蔬酚類(lèi)物質(zhì)的調(diào)控主要通過(guò)一些非生物的理化因素影響果蔬自身抗氧化能力來(lái)抵抗外界微生物生長(zhǎng)，最終實(shí)現(xiàn)貯藏期的延長(zhǎng)。

3.1 物理因素對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)的調(diào)控

果蔬保鮮的物理處理法主要有切割方式、射線(xiàn)輻照法、冷藏及氣調(diào)貯藏等。果蔬切割程度對(duì)果蔬產(chǎn)酚量有很大影響，在對(duì)胡蘿卜和洋蔥的研究中均有發(fā)現(xiàn)。Surjadinata等[29]通過(guò)對(duì)不同切割程度胡蘿卜進(jìn)行可溶性酚、抗氧化能力和PAL測(cè)定，發(fā)現(xiàn)切割傷害主要是對(duì)綠原酸和二咖啡酰奎寧酸影響較大，并且在第4天時(shí)隨著切割程度增加，可溶性酚含量明顯增多。將兩種切割程度（邊長(zhǎng)為10 mm的立方體塊和3～5 mm厚片）的紫洋蔥貯藏在不同溫度下（0，5，10和15℃），對(duì)紫洋蔥的總酚、花青素、槲皮素含量以及呼吸速率等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)0℃儲(chǔ)存的鮮切厚片紫洋蔥具有最低的呼吸速率和較少的總酚、花青素和槲皮素含量[30]。射線(xiàn)輻照主要是通過(guò)抑制果蔬中的微生物來(lái)延長(zhǎng)果蔬的貯藏期，當(dāng)分別用1.5，4.5，9.0和15 kJ/m2紫外輻射前處理西蘭花時(shí)，發(fā)現(xiàn)前兩個(gè)低劑量輻射對(duì)微生物菌落生長(zhǎng)具有抑制作用，能明顯延長(zhǎng)西蘭花的貯藏期，并且所有輻射劑量均能促進(jìn)西蘭花酚類(lèi)物質(zhì)的增長(zhǎng)[31]。UV-B輻照前處理后貯藏在不同溫度下（9和22℃）的小白菜體內(nèi)的兩種主要多酚類(lèi)物質(zhì)（黃酮和羥基肉桂酸）濃度變化不同。9℃時(shí)羥基肉桂酸含量增加明顯，22℃黃酮類(lèi)含量增長(zhǎng)較多，這可能與黃酮類(lèi)化合物前體，即羥基肉桂酸的含量有關(guān)。相比之下，未經(jīng)UV-B輻射的小白菜在儲(chǔ)存期間多酚濃度變化不明顯[32]?？芍煌瑒┝康妮椪諏?duì)鮮切果蔬貯藏期具有較積極的調(diào)節(jié)作用。冷藏貯藏是目前最普遍的果蔬貯藏方法，但冷藏通常結(jié)合其他貯藏處理方法一起應(yīng)用，冷藏結(jié)合氣調(diào)貯藏是近年來(lái)比較熱門(mén)的物理貯藏方式，主要是通過(guò)調(diào)節(jié)果蔬的呼吸系統(tǒng)減弱代謝損失，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)伴隨著一系列的抗氧化物質(zhì)（包括酚類(lèi)及其衍生物）產(chǎn)生，同時(shí)抗氧化酶類(lèi)也得到活化，從而實(shí)現(xiàn)貨架期的延長(zhǎng)[33]。在鮮切牛蒡進(jìn)行低溫短時(shí)CO2處理時(shí)得出，CO2氣調(diào)處理后牛蒡的呼吸速率和促進(jìn)褐變的酶（PPO、PAL）活性明顯降低，抗氧化酶類(lèi)（CAT、SOD以及POD）活性提升，近而阻礙了酚類(lèi)物質(zhì)氧化發(fā)生褐變[34]。Harbaum-Piayda等[32]也發(fā)現(xiàn)控制氣調(diào)貯藏會(huì)導(dǎo)致小白菜黃酮類(lèi)物質(zhì)含量顯著提高。對(duì)果蔬進(jìn)行切割、輻照、冷藏、氣調(diào)等物理處理，能夠?qū)叩目寡趸a(chǎn)生更積極的效果。

3.2 化學(xué)因素對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)的調(diào)控

化學(xué)貯藏方法主要是通過(guò)化學(xué)試劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)果蔬浸泡、熏蒸或涂膜實(shí)現(xiàn)，主要影響其生理代謝體系。浸泡方法應(yīng)用得較為廣泛，多種化學(xué)試劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均采用浸泡方法對(duì)果蔬進(jìn)行前處理。在鹵代鹽浸泡鮮切蘋(píng)果片的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，鹵代鹽抑制蘋(píng)果片褐變發(fā)生的順序?yàn)椋悍铮韭然?溴化物＞碘化物=對(duì)照，且鹵代物主要是通過(guò)改變PPO活性來(lái)降低酚類(lèi)物質(zhì)氧化程度以降低褐變發(fā)生率[35]。對(duì)“砂蜜豆”品種甜櫻桃進(jìn)行不同濃度的CaCl2（0，10和20 g/L）浸泡處理后發(fā)現(xiàn)[36]，不同濃度CaCl2處理均可抑制果實(shí)的PPO、POD和LOX的活性，減少M(fèi)DA的產(chǎn)生，從而降低甜櫻桃果實(shí)的褐變發(fā)生率。熏蒸方法是一種較為簡(jiǎn)單易行的保鮮處理手段。茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)火龍果進(jìn)行鮮切前熏蒸處理，增強(qiáng)了火龍果抵御傷害的應(yīng)激能力，主要體現(xiàn)在激發(fā)活性氧（ROS）、促進(jìn)參與苯丙烷代謝途徑和ROS清除過(guò)程關(guān)鍵酶基因表達(dá)，從而提高這些酶活性，最終鮮切火龍果酚類(lèi)物質(zhì)大量累積并使其抗氧化能力得到明顯提升[37]。涂膜處理主要應(yīng)用在塊莖類(lèi)蔬菜和較大的果實(shí)類(lèi)，一般葉菜類(lèi)應(yīng)用較少。菠蘿核心提取物結(jié)合魔芋葡甘聚糖對(duì)鮮切玫瑰蘋(píng)果進(jìn)行涂膜時(shí)得出，這種涂膜能夠增強(qiáng)總酚含量以及抑制PPO和POD活性，有效地保持了鮮切玫瑰蘋(píng)果的白度，降低了褐變指數(shù)[38]。在對(duì)6種茄子進(jìn)行抗氧化能力研究發(fā)現(xiàn)酚類(lèi)物質(zhì)較多的野生茄子中抗氧化活性較好[39]，這更一步證實(shí)了酚類(lèi)物質(zhì)與抗氧化能力具有密切關(guān)系：一方面浸泡、熏蒸和涂膜處理主要是通過(guò)抑制PPO、POD活性，以達(dá)到降低鮮切果蔬中引起褐變的酚類(lèi)物質(zhì)含量；另一方面也對(duì)ROS清除能力有所提高，從而有效地減弱鮮切果蔬的褐變速率。以上研究表明添加外源化學(xué)因素可能會(huì)影響酚類(lèi)產(chǎn)生途徑的一系列催化酶類(lèi)，同時(shí)這些外源化學(xué)因素也可能是酚類(lèi)產(chǎn)生途徑的中間產(chǎn)物或中間產(chǎn)物類(lèi)似物，對(duì)酚類(lèi)產(chǎn)生具有調(diào)控作用，從而影響鮮切果蔬內(nèi)部的酚類(lèi)物質(zhì)含量。

這些物理化學(xué)因素通過(guò)調(diào)控鮮切果蔬酚類(lèi)物質(zhì)的含量和苯丙烷代謝途徑的催化酶系增強(qiáng)果蔬抵御外界生物和非生物傷害，增強(qiáng)鮮切果蔬的抗氧化能力，產(chǎn)生較多對(duì)人體有利的酚類(lèi)物質(zhì)。同時(shí)盡可能地提升鮮切果蔬的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，不僅在一定程度上滿(mǎn)足了消費(fèi)者的需求，還促進(jìn)了鮮切果蔬的市場(chǎng)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)鮮切果蔬中酚類(lèi)物質(zhì)的分類(lèi)、產(chǎn)生途徑以及調(diào)控因素進(jìn)行綜述，發(fā)現(xiàn)酚類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生受多重因素影響，生物和非生物因素均會(huì)對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。調(diào)控鮮切果蔬中酚類(lèi)物質(zhì)含量能夠明顯改善果蔬的貯藏期，同時(shí)也可提高果蔬的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。目前，盡管對(duì)鮮切果蔬酚類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行了多項(xiàng)研究，但酚類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生途徑復(fù)雜，目前尚未完全明確該途徑產(chǎn)生的各項(xiàng)代謝產(chǎn)物和酶的作用，在該途徑中會(huì)產(chǎn)生一系列催化酶類(lèi)（C4H、4CL、CHS等），這些酶類(lèi)在對(duì)各代謝產(chǎn)物的影響還需要我們做進(jìn)一步研究，同時(shí)代謝產(chǎn)物是否會(huì)對(duì)機(jī)體其他代謝途徑產(chǎn)生促進(jìn)或者抑制效果也未得到更明確的驗(yàn)證。此外，酚類(lèi)物質(zhì)因其具有很好的抗氧化功效，在醫(yī)藥、保健以及美容等更多領(lǐng)域還需繼續(xù)開(kāi)發(fā)利用。