肖永謙，葉海霞，王詩(shī)韻，聞金敏，李煜林,2,*，夏 險(xiǎn)

（1.食用野生植物保育與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（湖北師范大學(xué)），湖北 黃石 435002；2.賀州學(xué)院食品科學(xué)與工程技術(shù)研究院，廣西 賀州 542800）

荸薺俗稱馬蹄，皮紫黑色，果肉潔白，味道甜美，含有豐富的碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)，具有重要的食療價(jià)值，是深受大眾喜愛(ài)的農(nóng)副產(chǎn)品[1]。荸薺因生長(zhǎng)于地下，表皮含有很多病原微生物，不宜帶皮生吃，一般要去皮切成片狀食用[2]。鮮切荸薺因其美味和食用方便更受消費(fèi)者的青睞，這也是未來(lái)果蔬食品食用的發(fā)展趨勢(shì)[3]。但是鮮切荸薺中的酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下很容易氧化生成鄰-苯醌，醌類化合物進(jìn)一步氧化和聚合形成黑色素，進(jìn)而發(fā)生酶促褐變，導(dǎo)致食用品質(zhì)下降[4]。因而如何抑制鮮切荸薺的酶促褐變，保持其食用品質(zhì)，是亟需解決的重要問(wèn)題。

目前已有很多學(xué)者對(duì)鮮切荸薺進(jìn)行研究，如研究涂膜處理對(duì)鮮切荸薺的保鮮效果[5-8]，采用復(fù)合護(hù)色劑抑制鮮切荸薺褐變[9-13]，采用熱處理對(duì)鮮切荸薺進(jìn)行護(hù)色[14-15]，采用乙醛處理鮮切荸薺[16-18]及采用復(fù)合增強(qiáng)脈沖強(qiáng)光保鮮鮮切荸薺[19]等。這些研究有的產(chǎn)生了食品安全問(wèn)題，有的在抑制酶促褐變時(shí)沒(méi)有考察鮮切荸薺的食用品質(zhì)，導(dǎo)致鮮切荸薺酶促褐變被抑制了，但食用品質(zhì)卻下降了。目前能有效抑制鮮切荸薺酶促褐變又不產(chǎn)生食品安全問(wèn)題的方法還很少，亟需開(kāi)發(fā)新的技術(shù)。

目前尚未見(jiàn)關(guān)于用VE抑制鮮切果蔬酶促褐變的研究報(bào)道。本試驗(yàn)擬研究VE濃度和處理時(shí)間對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)的影響及最佳VE處理濃度和時(shí)間對(duì)貯藏中鮮切荸薺多酚氧化酶（PPO）活性、總可溶性固形物（TSS）含量、硬度和VC含量的影響，以期為抑制鮮切荸薺酶促褐變提供一項(xiàng)新技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

荸薺，購(gòu)買于廣西賀州。VE，上海阿拉丁試劑有限公司；無(wú)水乙醇，天津北辰方正試劑廠；草酸，天津市大茂化學(xué)試劑廠；抗壞血酸、沒(méi)食子酸，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；NaOH，天津博迪化工股份有限公司；酚酞，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；無(wú)水Na2CO3，天津市東麗區(qū)泰蘭德化學(xué)試劑廠。以上試劑均為分析純（AR）。

1.1.2 儀器與設(shè)備

AB204-N型分析天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；FL-8F型O3負(fù)離子空氣凈化器：深圳飛立電器科技有限公司；TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀：美國(guó)FTC公司；UV6100型紫外分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司；5430 R型高速冷凍離心機(jī)：德國(guó)艾本德公司；RFM712-M型數(shù)顯折光儀：英國(guó)Bellingham Stanley公司；C93T型料理機(jī)：九陽(yáng)股份有限公司；冷庫(kù)：上海庫(kù)寶制冷設(shè)備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

在室溫下，挑選沒(méi)有腐爛、破皮、損傷、大小基本一致的新鮮荸薺，用自來(lái)水清洗干凈，用削皮刀去皮，切成2 mm厚的薄片[20]。將荸薺片用蒸餾水浸泡，用FL-8F負(fù)離子O3空氣凈化器處理30 min，將荸薺片取出瀝水10 min[20]。用不同濃度VE無(wú)水乙醇水溶液（1%）處理不同時(shí)間（按照試驗(yàn)方案），瀝水10 min。每個(gè)保鮮盒裝10 g荸薺片，作為VE處理樣品。以不用VE無(wú)水乙醇水溶液（1%）處理的荸薺片作為對(duì)照（CK）樣品。每個(gè)樣品選取3個(gè)保鮮盒做特殊標(biāo)記，用于評(píng)價(jià)褐變指數(shù)，其余保鮮盒用于評(píng)價(jià)其他指標(biāo)。所有樣品均在1℃下貯藏。

1.2.2 褐變指數(shù)的測(cè)定

褐變指數(shù)由6名經(jīng)驗(yàn)豐富的感官評(píng)價(jià)人員采用觀察法評(píng)價(jià)和計(jì)算。褐變程度分為6個(gè)等級(jí)，分別以數(shù)字0、1、2、3、4、5來(lái)表示[21]。0級(jí)：完全沒(méi)有褐變；1級(jí)：有褐變點(diǎn)；2級(jí)：輕微褐變，褐變面積＜1/5；3級(jí)：中等褐變，1/5≤褐變面積≤1/3；4級(jí)：嚴(yán)重褐變，1/3＜褐變面積≤1/2；5級(jí)：完全褐變，褐變面積＞1/2[21]。每個(gè)保鮮盒中樣品的褐變指數(shù)=∑（褐變級(jí)數(shù)×該級(jí)片數(shù)）/總片數(shù)[22]。

每個(gè)評(píng)價(jià)人員測(cè)得的每個(gè)樣品的褐變指數(shù)是平行試驗(yàn)中3個(gè)保鮮盒中樣品褐變指數(shù)的平均值。每個(gè)樣品的最終褐變指數(shù)是6個(gè)評(píng)價(jià)人員測(cè)得的褐變指數(shù)的平均值[21]。褐變指數(shù)＞2時(shí)表示不能食用，該樣品終止貯藏[21]。

1.2.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

VE用1%的乙醇水溶液溶解（1%的乙醇有助于VE溶于水，而且不會(huì)產(chǎn)生食品安全問(wèn)題），固定處理時(shí)間為30 min，考察不同VE濃度（0.02%、0.04%、0.06%）對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)的影響；固定VE濃度為0.02%，考察不同處理時(shí)間（10、20、30、40、50、60 min）對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)的影響。

1.2.4 全面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果設(shè)計(jì)全面試驗(yàn)。

1.2.5 理化分析將最佳工藝處理的樣品和對(duì)照樣品在1℃下貯藏，同時(shí)進(jìn)行褐變指數(shù)和理化分析。

1.2.5.1 PPO活性的測(cè)定

將一個(gè)保鮮盒中的10 g鮮切荸薺樣品裝入料理機(jī)中，然后加入20 mL 0.05 moL/L磷酸鹽緩沖液（pH 6.8）后進(jìn)行勻漿，通過(guò)6層棉布過(guò)濾除去細(xì)胞碎片。在4℃下，濾液用19 000 r/min離心20 min，取上清液作為PPO的提取物。PPO活性采用4-甲基鄰苯二酚氧化法測(cè)定[23]。以每分鐘每克鮮切荸薺吸光度改變0.001所需要的酶量作為一個(gè)活力單位U[23]。PPO活性每3 d測(cè)定1次，每次任取3個(gè)保鮮盒做平行試驗(yàn)。

1.2.5.2 TSS含量的測(cè)定

TSS每3 d測(cè)定1次，每次分析任取3個(gè)保鮮盒做平行試驗(yàn)。將每個(gè)保鮮盒的10 g鮮切荸薺樣品置于料理機(jī)中均質(zhì)，分裝于2 mL的離心管中，然后在高速臺(tái)式離心機(jī)中以15 000 r/min離心20 min，取上清液，用數(shù)顯折光儀測(cè)定TSS含量，單位為Brix[24]。

1.2.5.3 硬度的測(cè)定

硬度測(cè)定使用質(zhì)構(gòu)儀，采用TPA分析法，每3 d測(cè)定1次，每次測(cè)定任取3個(gè)保鮮盒做平行試驗(yàn)。操作條件如下：力感應(yīng)范圍250 N，探針停留時(shí)間1 s，探頭高度10 mm，形態(tài)損傷30%，測(cè)量速度60 mm/s，初始力0.4 N[25-26]。

1.2.5.4 VC含量的測(cè)定

采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定，每3 d測(cè)定1次，每次任取3個(gè)保鮮盒做平行試驗(yàn)，單位為mg/100 g[27-28]。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Origin 8.5處理，結(jié)果以xˉ±s標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 VE濃度對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)的影響

VE在水溶液中的最大濃度為0.06%，所以分別取0.02%、0.04%和0.06%間距相等的3個(gè)濃度梯度。從圖1可以看出，對(duì)照樣品貯藏9 d時(shí)，褐變指數(shù)已超過(guò)2；0.02%和0.06%的VE處理樣品貯藏12 d時(shí)，褐變指數(shù)已超過(guò)2；0.04%的VE處理樣品貯藏12 d時(shí)，褐變指數(shù)達(dá)到2。結(jié)果表明，在其他條件相同時(shí)，0.04%的VE處理對(duì)鮮切荸薺酶促褐變的抑制效果最好。這可能是因?yàn)楫?dāng)VE濃度太低時(shí)，有部分PPO的活性沒(méi)有被抑制；當(dāng)VE濃度太高時(shí)，由于VE本身呈褐色，多余的VE使鮮切荸薺變成了褐色。

圖1 VE濃度對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effects of VE concentrations on browning indices of fresh-cut CWC

2.1.2 處理時(shí)間對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)的影響

從圖2可以看出，處理時(shí)間為10、20、40、50、60 min的樣品均在貯藏9 d時(shí)，褐變指數(shù)超過(guò)2；處理時(shí)間為30 min的樣品在貯藏12 d時(shí)，褐變指數(shù)超過(guò)2。結(jié)果表明，在其他條件相同時(shí)，處理時(shí)間為30 min對(duì)鮮切荸薺酶促褐變的抑制效果最好。這可能是因?yàn)楫?dāng)處理時(shí)間太短時(shí)，有部分PPO的活性沒(méi)有被抑制；當(dāng)處理時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，褐色的VE滲透到鮮切荸薺的表面使鮮切荸薺呈現(xiàn)了褐色。

圖2 VE處理時(shí)間對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)的影響Fig.2 Effects of VE processing time on browning indices of fresh-cut CWC

2.2 全面試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)全面試驗(yàn)（表1），全面試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 全面試驗(yàn)的因素和水平Table 1 Factors and levels of comprehensive experiment

表2 全面試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of comprehensive experiment

續(xù)表2 全面試驗(yàn)結(jié)果Continue table 2 Results of comprehensive experiment

從全面試驗(yàn)結(jié)果可以得出，當(dāng)VE濃度為0.04%、處理時(shí)間為30 min時(shí)，效果最好，與對(duì)照組相比可以延長(zhǎng)貯藏時(shí)間4 d，所以最佳工藝為A2B2。從極差分析可知，處理時(shí)間和濃度對(duì)褐變指數(shù)的影響幾乎相同。

2.3 最佳工藝處理對(duì)鮮切荸薺褐變指數(shù)和理化指標(biāo)的影響

2.3.1 褐變指數(shù)分析

從圖3可以看到，在貯藏的前3天，最佳工藝處理的鮮切荸薺樣品和對(duì)照樣品都沒(méi)有發(fā)生褐變；第3～6天，對(duì)照樣品褐變?cè)絹?lái)越嚴(yán)重，而最佳工藝處理樣品仍然沒(méi)有褐變；第6～9天，對(duì)照樣品出現(xiàn)嚴(yán)重褐變，最佳工藝處理樣品褐變也加快。對(duì)照樣品貯藏9 d時(shí)，褐變指數(shù)已超過(guò)2；最佳工藝處理樣品貯藏15 d時(shí)，褐變指數(shù)超過(guò)2。

圖3 最佳工藝處理樣品和對(duì)照樣品的褐變指數(shù)Fig.3 Browning indices of samples treated with optimal technology and the control

2.3.2 PPO活性、TSS含量、硬度和VC含量分析

最佳工藝處理樣品和對(duì)照樣品在貯藏期間PPO活性、TSS、硬度和VC含量分析如圖4。結(jié)果表明，最佳工藝處理抑制了鮮切荸薺PPO活性及TSS含量的增加，延緩了硬度及VC含量的下降。與對(duì)照樣品相比，可有效抑制鮮切荸薺的酶促褐變，延長(zhǎng)鮮切荸薺貨架期6 d。

圖4 最佳工藝處理對(duì)鮮切荸薺PPO活性、TSS含量、硬度和VC含量的影響Fig.4 Effects of optimal treatment on PPO activities,TSS contents,hardness and VC contents of fresh-cut CWC

3 討論與結(jié)論

鮮切荸薺發(fā)生酶促褐變，是由于鮮切荸薺中的酚類物質(zhì)在PPO的催化作用下，與O2發(fā)生氧化反應(yīng)生成黑色素所致，所以抑制氧化反應(yīng)的發(fā)生是可以抑制鮮切荸薺發(fā)生酶促褐變的。降低鮮切荸薺中酚類物質(zhì)含量，或者降低鮮切荸薺中PPO的活性，或者將鮮切荸薺與O2隔絕，都可以抑制鮮切荸薺發(fā)生酶促褐變。VE是一種天然抗氧化劑，具有抑制氧化反應(yīng)的能力，因而可以抑制鮮切荸薺發(fā)生酶促氧化反應(yīng)。本研究通過(guò)考察VE濃度和處理時(shí)間對(duì)鮮切荸薺酶促褐變的影響，以期獲得最佳工藝。研究結(jié)果表明，VE抑制鮮切荸薺酶促褐變的最佳工藝為：每330 g鮮切荸薺（厚度2 mm）用2 L蒸餾水浸泡，用FL-8F負(fù)離子O3空氣凈化器處理30 min，將荸薺片取出瀝水10 min，然后用濃度為0.04%的VE無(wú)水乙醇（1%）水溶液浸泡30 min，取出瀝水10 min，在1℃下貯藏，與對(duì)照組相比，可以延長(zhǎng)貯藏時(shí)間4～6 d。

獲得最佳工藝后，為了進(jìn)一步探究VE抑制鮮切荸薺酶促褐變的機(jī)制，將VE抑制鮮切荸薺酶促褐變最佳工藝處理的樣品與未用VE處理的對(duì)照樣品分別在1℃下貯藏，將貯藏中二者的PPO活性、TSS含量、VC含量和硬度的變化進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明：最佳工藝處理樣品的PPO活性增加的趨勢(shì)明顯緩于對(duì)照樣品，這說(shuō)明鮮切荸薺PPO活性得到了抑制，而這最可能是由于使用了VE直接造成的。同時(shí)最佳工藝處理樣品的TSS含量增加的趨勢(shì)緩于對(duì)照樣品，VC含量及硬度下降的趨勢(shì)緩于對(duì)照樣品，這可能是VE間接導(dǎo)致的。所以，VE之所以能抑制鮮切荸薺酶促褐變，可能是因?yàn)閂E直接抑制了鮮切荸薺貯藏中PPO活性的升高，同時(shí)間接抑制了鮮切荸薺TSS含量的增加及VC含量和硬度的下降，從而最終延長(zhǎng)了鮮切荸薺的貯藏期。