李芮， 宋雅琪， 周丹丹， 屠 康*

（1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京 210095；2. 南京林業(yè)大學(xué)輕工與食品學(xué)院，江蘇南京 210037）

蓮藕（Nelumbo nuciferaGaertn.）屬睡蓮科，在我國(guó)長(zhǎng)江以南種植最多，是我國(guó)種植面積最大的水生植物[1]。 蓮藕是一種富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素和微量礦物質(zhì)元素的水生蔬菜， 能生食也能做菜，還是一種藥食兩用的蔬菜[2-3]。 近年來(lái)，鮮切果蔬因?yàn)榉奖恪⑿迈r的優(yōu)點(diǎn)受到消費(fèi)者喜愛(ài)，鮮切加工逐漸成為果蔬產(chǎn)業(yè)的熱門(mén)趨勢(shì)。 蓮藕皮薄，營(yíng)養(yǎng)豐富，口感脆甜，易于切分，適合做成鮮切制品。 然而，切分處理造成的機(jī)械損傷使蓮藕細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，容易受到微生物侵染及發(fā)生褐變，導(dǎo)致感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降，貨架期縮短，在一定程度上阻礙了鮮切蓮藕的市場(chǎng)化進(jìn)程[4-5]。

研究發(fā)現(xiàn)， 蓮藕的褐變主要以酶促褐變?yōu)橹?，與細(xì)胞膜完整性下降、褐變相關(guān)酶作用失調(diào)、活性氧大量積累、酚類物質(zhì)被氧化等多種因素相關(guān)[6]。 酚類物質(zhì)是蓮藕發(fā)生酶促褐變的底物，在細(xì)胞內(nèi)生物膜將其與褐變相關(guān)酶隔開(kāi)；逆境條件下，細(xì)胞內(nèi)活性氧代謝系統(tǒng)的平衡被打破， 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）、 抗壞血酸過(guò)氧化物酶（ascorbateperoxidase，APX）等活性氧代謝酶活性下降，超氧陰離子（O2·-）、過(guò)氧化氫（H2O2）等活性氧物質(zhì)大量積累，導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化程度加重、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量上升，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，酚類物質(zhì)與酚酶結(jié)合，在氧的作用下發(fā)生酶促褐變，形成黑褐色物質(zhì)。 酚酶主要包括多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過(guò)氧化物酶 （peroxidase，POD）、 苯丙氨酸解氨酶（phenylalamine ammonia lysae，PAL）等。

目前關(guān)于鮮切蓮藕的保鮮集中在可食性涂膜、氣調(diào)包裝、有機(jī)酸浸泡、短波紫外線照射[7-10]等方面。次氯酸鈉是目前果蔬加工生產(chǎn)中使用最廣泛的殺菌劑，價(jià)格低廉且能有效殺滅各類微生物，陳學(xué)玲等[11]人使用有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)75 mg/kg 的NaClO 溶液浸泡鮮切蓮藕3 min， 貯藏7 d 后的菌落總數(shù)為0；但使用次氯酸鈉易造成氯殘留，對(duì)果蔬氣味和人體健康產(chǎn)生不利影響。 維生素C 是一種還原性強(qiáng)、安全性高的天然有機(jī)酸， 能有效抑制PPO 酶的活性、清除自由基，被廣泛應(yīng)用于果蔬的護(hù)色保鮮，焦小華等[12]人使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的VC 溶液浸泡鮮切蓮藕，有效抑制了丙二醛含量的上升和PPO、POD的活性，延緩了蓮藕品質(zhì)的下降；但存在殺菌效果不理想、難以規(guī)?；僮鞯热秉c(diǎn)。

等離子體活化水（plasma-activated water，PAW）是指將等離子體在水中或水表面放電而獲得的溶液[13-15]。與等離子體殺菌技術(shù)相比，PAW 中的活性物質(zhì)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)能夠穩(wěn)定存在，且由于自身性質(zhì)為液體，浸泡處理對(duì)于表面不均勻的農(nóng)產(chǎn)品的作用效果更佳。 作為一種新興的冷殺菌技術(shù)，PAW 溫和、安全、環(huán)保，具有pH 低、電導(dǎo)率高、氧化還原電位高的理化性質(zhì)，能有效抑制食源性致病菌、腐敗微生物生長(zhǎng)繁殖[16-18]，而不影響鮮切果蔬的品質(zhì)[19-20]。袁園等[21]人發(fā)現(xiàn)，用由75 kV 電壓制得的PAW 清洗鮮切生菜5 min， 可使其表面菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)對(duì)數(shù)分別降低1.15 和1.38，而不影響生菜中葉綠素和VC 的含量。目前PAW 在鮮切蓮藕殺菌保鮮方面的應(yīng)用尚未見(jiàn)研究報(bào)道。因此，該研究使用PAW、AsA、NaClO 溶液浸泡鮮切蓮藕，通過(guò)測(cè)定蓮藕的菌落總數(shù)、品質(zhì)、褐變度、總酚含量、活性氧代謝和抗氧化酶活性等指標(biāo)， 比較了PAW 與常用保鮮劑對(duì)鮮切蓮藕殺菌效果及貯藏品質(zhì)的影響，并進(jìn)一步探究了PAW 處理對(duì)鮮切蓮藕褐變、 酚類物質(zhì)和活性氧代謝的影響， 為PAW 在鮮切蓮藕殺菌保鮮中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘鄂蓮五號(hào)’蓮藕，采購(gòu)于南京眾彩物流中心，挑選新鮮完整、大小一致、無(wú)機(jī)械損傷的蓮藕作為試驗(yàn)材料，立即放入4 ℃恒溫恒濕箱預(yù)冷24 h。

平板計(jì)數(shù)瓊脂：上海博微生物科技有限公司產(chǎn)品；福林酚、聚乙烯吡咯烷酮：上海源葉生物科技有限公司產(chǎn)品；無(wú)水碳酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、次氯酸鈉：西隴科學(xué)股份有限公司產(chǎn)品；鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、過(guò)氧化氫（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%）、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、冰醋酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、L（+）-抗壞血酸：國(guó)藥集團(tuán)產(chǎn)品；所有試劑均為分析純；過(guò)氧化氫、超氧化物歧化酶試劑盒：南京建成有限公司產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

PG-1000 Z/D 低溫等離子體噴槍射流裝置：南京蘇曼等離子科技有限公司產(chǎn)品；UV1102 型紫外分光光度計(jì)： 上海天美科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；3K15 型高速冷凍離心機(jī)： 德國(guó)Sigma 公司產(chǎn)品；CTHI-250B 型恒溫恒濕箱：上海施都凱設(shè)備公司產(chǎn)品。

1.3 研究方法

1.3.1 處理溶液的制備

1） 等離子體活化水的制備 低溫等離子體射流裝置的參數(shù)如表1， 低溫等離子體射流裝置發(fā)生示意圖如圖1。 將300 mL 蒸餾水置于1 000 mL 的燒杯中，將低溫等離子體射流裝置的噴槍口置于蒸餾水液面下方15 mm 處，處理時(shí)間為80 s，制得的PAW（pH 2.88，電導(dǎo)率為536.43 μS/cm，H2O2濃度17.67 μmol/L，NO3-濃度356.00 μmol/L，NO2-濃度1 484.33 μmol/L）立即放入密閉容器中冷卻保存。

圖1 低溫等離子體射流裝置示意圖Fig. 1 Schematic diagram of cold plasma jet device

表1 PG-1000 Z/D 低溫等離子體射流裝置的參數(shù)Table 1 Parameters of PG-1000 Z/D cold plasma jet device

2） VC 溶液的制備 稱取1 g VC 粉末， 溶于100 mL 蒸餾水中， 配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的AsA溶液。

3） 次氯酸鈉溶液的制備 將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaClO 溶液稀釋為有效氯質(zhì)量濃度為100 mg/L的NaClO 溶液。

以上處理溶液的制備條件均由預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果篩選得出。

1.3.2 樣品處理挑選外觀（顏色和大?。┮恢隆o(wú)機(jī)械損傷的新鮮蓮藕，清水洗凈。 去皮，切成4 mm左右的薄片， 分別將其置于蒸餾水、PAW、VC、NaClO 溶液中浸泡10 min，取出瀝干，采用聚乙烯保鮮盒及PE 保鮮薄膜包裝，在4 ℃、相對(duì)濕度85%的恒溫恒濕箱中貯藏12 d，每3 d 取樣一次。每份樣品500 g，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。

1.3.3 菌落總數(shù)按GB 4789.2—2016 《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》執(zhí)行[22]。

1.3.4 品質(zhì)指標(biāo)

1） 失重率 采用稱量法[20]進(jìn)行測(cè)定。 根據(jù)公式（1）計(jì)算出鮮切蓮藕的失重率（%）。

式中：W為失重率，%；m1為貯藏前鮮切蓮藕的質(zhì)量，g；m2為貯藏后鮮切蓮藕的質(zhì)量，g。

2） 硬度 用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定[21]。 采用TPA-1000 N 程序， 選用直徑為20 mm 的平底柱形P/20探頭，測(cè)定形變量：50%；檢測(cè)速度：60 mm/min；起始力：0.6 N；每個(gè)樣重復(fù)測(cè)定3 次。

3）L*值 用色差儀進(jìn)行測(cè)定[22]。測(cè)定鮮切蓮藕中間部位的色度值，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。L* 為黑白色度參數(shù)。

4） 抗壞血酸含量 采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定[6]。

1.3.5 褐變度采用消光值法測(cè)定鮮切蓮藕的褐變度[6]。

1.3.6 細(xì)胞膜滲透率采用曹建康的方法測(cè)定鮮切蓮藕的細(xì)胞膜滲透率[23]。 取30 片鮮切蓮藕，用打孔器從中取直徑約5 mm 的圓片共2.0 g， 浸沒(méi)于20 mL 蒸餾水中，在25 ℃搖床上振蕩1 h，測(cè)定溶液電導(dǎo)率值C1。 再將溶液煮沸15 min，蒸餾水體積補(bǔ)至20 mL，冷卻至25 ℃后，測(cè)定溶液電導(dǎo)率值C2。 根據(jù)公式（2）計(jì)算出鮮切蓮藕的相對(duì)電導(dǎo)率。

式中：C為相對(duì)電導(dǎo)率，%；C1為煮沸前溶液的電導(dǎo)率，μS/cm；C2為煮沸后溶液的電導(dǎo)率，μS/cm。

1.3.7 丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定鮮切蓮藕的丙二醛含量[23]。

1.3.8 總酚含量采用福林酚比色法測(cè)定鮮切蓮藕的總酚含量[6]，結(jié)果用mg/100 g 表示。

1.3.9 O2·-產(chǎn)生速率和H2O2 含量采用鹽酸羥胺法測(cè)定[23]。

1.3.10 抗氧化酶活性CAT、APX、POD、PAL 活性的測(cè)定采用曹建康[23]的方法，分別以1 g 蓮藕樣品1 min 內(nèi)在240、290、470、290 nm 處的吸光值變化0.01 為1 個(gè)活性單位。 SOD 活性使用超氧化物歧化酶試劑盒（WST-1）測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 23.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并采用ANOVA 方差分析中的Duncan’s multiple range test 進(jìn)行差異分析，P<0.05 表示差異顯著；采用Origin 2018 軟件進(jìn)行制圖， 結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 種處理對(duì)鮮切蓮藕菌落總數(shù)的影響

切分處理使蓮藕組織受損傷，微生物的生長(zhǎng)繁殖速度加快， 導(dǎo)致其感官品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降，食品安全風(fēng)險(xiǎn)增加，因此有效控制鮮切蓮藕的菌落總數(shù)十分重要。 如圖2 所示，鮮切蓮藕在貯藏期間表面微生物數(shù)量呈逐漸上升趨勢(shì)，對(duì)照組菌落總數(shù)對(duì)數(shù)在貯藏第0 天為3.78，4 ℃貯藏12 d 后達(dá)到6.44， 且在整個(gè)貯藏期內(nèi)均顯著高于各處理組（P＜0.05）。 PAW、AsA、NaClO 處理分別使菌落總數(shù)對(duì)數(shù)的初始值與對(duì)照組相比降低了1.88、1.01 和1.50；在貯藏至第12 天時(shí)，分別比對(duì)照組低2.28、0.90 和1.66。一般認(rèn)為，生鮮蔬菜的菌落總數(shù)對(duì)數(shù)超過(guò)6 就會(huì)失去商業(yè)價(jià)值[21]，對(duì)照組貯藏第9 天就失去商業(yè)價(jià)值， 而其他處理組在第12 天菌落總數(shù)對(duì)數(shù)也未達(dá)到6， 說(shuō)明3 種處理均能有效抑制鮮切蓮藕表面細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，延長(zhǎng)其貨架保鮮期，且3 種處理間存在顯著性差異（P＜0.05），其中PAW 效果最好，其次為NaClO 溶液。

圖2 3 種處理對(duì)鮮切蓮藕菌落總數(shù)的影響Fig. 2 Effect of three treatments on the total bacterial number of fresh-cut lotus root

2.2 3 種處理對(duì)鮮切蓮藕品質(zhì)的影響

蓮藕中的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，失重率是判斷鮮切蓮藕新鮮度的重要指標(biāo)[25]。由表2 可以看出，鮮切蓮藕在貯藏過(guò)程中失重率呈上升趨勢(shì)。 3 種處理均能顯著抑制鮮切蓮藕失重率的增大（P<0.05），在貯藏第12 天，PAW、VC、NaClO 組的失重率分別為1.98%、2.43%、2.66%，而對(duì)照組的失重率為3.38%，可見(jiàn)PAW 對(duì)于維持鮮切蓮藕貯藏期間的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)有較好的作用，VC 次之。

硬度是評(píng)價(jià)鮮切蓮藕品質(zhì)最常用的指標(biāo)之一。如表2 所示，由于切分造成的機(jī)械損傷、微生物侵染以及采后呼吸作用[25]，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，蓮藕的硬度呈下降趨勢(shì)， 在貯藏的第3~9 天下降幅度較大，對(duì)照組的硬度從第0 天的510.87 N 下降到第12 天的286.23 N。在整個(gè)貯藏期內(nèi)，3 個(gè)處理組的硬度都大于對(duì)照組，其原因可能是由于果蔬的細(xì)胞壁會(huì)被細(xì)菌分泌的酶降解[14]，而3 種方法均能有效殺滅微生物，從而延緩硬度的下降；其中VC 維持硬度的效果最顯著（P<0.05），PAW 次之，在第12 天硬度分別為357.63、346.53 N，這可能是這兩種處理都能夠鈍化纖維素降解酶。

新鮮蓮藕呈白色， 貯藏過(guò)程中逐漸發(fā)生褐變。由表2 可知，鮮切蓮藕的L* 值隨時(shí)間逐漸下降，說(shuō)明貯藏過(guò)程中蓮藕整體色澤變暗。 與對(duì)照組相比，3種處理均能延緩鮮切蓮藕L* 值的下降，維持亮度。貯藏末期，AsA、PAW、NaClO 組的L*值分別為58.78、57.88、56.08，均顯著高于對(duì)照組的51.22（P＜0.05），表明3 種處理對(duì)鮮切蓮藕都有良好的護(hù)色效果。

VC 是植物體內(nèi)重要的抗氧化劑和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，VC 逐漸被氧化酶降解，含量下降[26]。 如表2 所示，蓮藕中VC 的起始質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62.26 mg/hg，在第12 天各處理組均降為最低，對(duì)照組為24.27 mg/hg，PAW 組為38.20 mg/hg，AsA 組為48.75 mg/hg，NaClO 組為32.24 mg/hg。 結(jié)果表明，3種處理均可顯著抑制鮮切蓮藕VC 含量的下降，其中VC 的效果最佳， 這可能是因?yàn)橥庠碫C 處理能夠顯著提高果蔬的抗氧化能力，減輕組織的氧化損傷，從而維持較高的抗氧化物質(zhì)含量。

2.3 3 種處理對(duì)鮮切蓮藕褐變度的影響

新鮮蓮藕顏色較白，貯藏過(guò)程中酚類物質(zhì)被酚酶氧化，導(dǎo)致顏色物質(zhì)積累，發(fā)生褐變。 褐變度直接影響鮮切蓮藕的視覺(jué)外觀和消費(fèi)者的接受度。 如圖3 所示，鮮切蓮藕的褐變度隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加，在6~9 d 上升速度較快。 對(duì)照組的褐變度在整個(gè)貯藏期內(nèi)都較大，在貯藏末期達(dá)到2.56%，3 種處理方法均有效延緩了褐變度的增長(zhǎng)， 其中PAW 和AsA 的效果最好， 在第12 天僅為對(duì)照組的60%、62%（P<0.05）， 表明PAW 和抗壞血酸能夠有效抑制鮮切蓮藕的褐變， 這可能是因?yàn)榭箟难崛芤撼仕嵝?，能有效抑制PPO 的活性， 從而誘導(dǎo)酚類物質(zhì)的積累，降低可溶性醌的含量，延緩酶促褐變的發(fā)生[27-28]；而低溫等離子體在水中放電， 使得PAW 中含有多種活性氧物質(zhì)（如H2O2、NO2-、NO3-等），且PAW 的pH值為2.88，低pH 和活性氧物質(zhì)協(xié)同作用，鈍化了果蔬的POD、PPO 酶[21-22]，從而延緩了褐變的發(fā)生。

圖3 PAW 對(duì)鮮切蓮藕褐變度的影響Fig. 3 Effect of PAW treatment on the browning degree of fresh-cut lotus root

2.4 PAW 對(duì)鮮切蓮藕細(xì)胞膜滲透率的影響

受逆境脅迫或在衰老過(guò)程中的果蔬，細(xì)胞膜的功能活性降低，通透性增加，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)向外滲漏，因此細(xì)胞膜的相對(duì)電導(dǎo)率能間接反映果蔬采后的細(xì)胞膜完整性和膜脂過(guò)氧化程度[6]。 如圖4所示， 鮮切蓮藕細(xì)胞膜的相對(duì)電導(dǎo)率呈增大趨勢(shì)。PAW 處理抑制了相對(duì)電導(dǎo)率值的上升，在貯藏的第12 天時(shí)達(dá)到最大值20.74%。 以上結(jié)果表明切分處理、衰老過(guò)程和微生物繁殖導(dǎo)致鮮切蓮藕發(fā)生氧化應(yīng)激，生物膜系統(tǒng)被破壞，而PAW 處理一定程度上能使蓮藕的細(xì)胞膜保持更好的完整性。

圖4 PAW 對(duì)鮮切蓮藕相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig. 4 Effect of PAW treatment on the conductivity of fresh-cut lotus root

2.5 PAW 對(duì)鮮切蓮藕丙二醛含量的影響

MDA 是細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化的主要產(chǎn)物，其含量可用于表征細(xì)胞膜氧化損傷程度[6]。 如圖5 所示，鮮切蓮藕MDA 的摩爾質(zhì)量濃度先上升， 在第9 天達(dá)到峰值后再下降。 整體來(lái)看，PAW 處理抑制了鮮切蓮藕MDA 摩爾質(zhì)量濃度的增加， 在貯藏的第12天， 對(duì)照組MDA 摩爾質(zhì)量濃度為0.50 μmol/g，而PAW 處理組MDA 的摩爾質(zhì)量濃度僅為0.44 μmol/g，顯著低于對(duì)照組，在一定程度上維持了鮮切蓮藕抵抗逆境的能力。

圖5 PAW 對(duì)鮮切蓮藕丙二醛含量的影響Fig. 5 Effect of PAW treatment on the MDA content of fresh-cut lotus root

2.6 PAW 對(duì)鮮切蓮藕總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

果蔬中酚類物質(zhì)種類多，含量豐富，既是抗氧化物質(zhì)，又是重要的營(yíng)養(yǎng)成分。 酚類物質(zhì)極易受到褐變相關(guān)酶的催化，發(fā)生酶促褐變，引起色澤變化[6]。 由圖6 可知，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，鮮切蓮藕酚類物質(zhì)不斷被氧化，總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，在6~12 d 下降速度較快， 而PAW 處理組的總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)在整個(gè)貯藏期均顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。 在貯藏的0~3 d，PAW 處理誘導(dǎo)了酚類物質(zhì)的積累，質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)； 在第12 d，PAW 組總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69.27 mg/hg，而對(duì)照組總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為51.46 mg/hg。 由此可見(jiàn)，PAW 處理能有效維持鮮切蓮藕酚類物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)于保持蓮藕抗逆性、抗病性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有積極作用。

圖6 PAW 對(duì)鮮切蓮藕總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 6 Effect of PAW treatment on the total phenols content of fresh-cut lotus root

2.7 PAW 對(duì)鮮切蓮藕產(chǎn)生速率和H2O2 含量的影響

植物體受到外界環(huán)境脅迫后，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量活性氧物質(zhì)如和。低水平的活性氧可以誘導(dǎo)防御基因的表達(dá)，參與細(xì)胞壁的交聯(lián)和木質(zhì)化，抵抗細(xì)菌的侵入[25]。 然而，過(guò)高水平的活性氧會(huì)造成細(xì)胞膜的氧化損傷， 導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增大，細(xì)胞區(qū)域化結(jié)構(gòu)被破壞，酚類物質(zhì)和酚酶大量接觸，加劇褐變的發(fā)生。如圖7（a）所示，隨著貯藏天數(shù)的增加，蓮藕品質(zhì)下降，對(duì)照組產(chǎn)生速率不斷增加， 在第9 天達(dá)到峰值2 261.11 nmol/（min·g）后下降，而PAW 處理能夠有效延緩產(chǎn)生速率的增大，在6~12 d 上升速率較小。 如圖7（b）所示，在貯藏的前6 d， 切分處理和呼吸作用導(dǎo)致鮮切蓮藕H2O2摩爾質(zhì)量濃度大幅上升； 貯藏的6~12 d，H2O2的合成與消耗達(dá)到平衡， 含量趨于平穩(wěn)，PAW 處理減少了H2O2的積累， 在第12 天為253.55 μmol/g，顯著低于對(duì)照的298.58 μmol/g（P<0.05）。

圖7 PAW 對(duì)鮮切蓮藕O2·-產(chǎn)生速率和H2O2 含量的影響Fig. 7 Effect of PAW treatment on the O2·- production rate and the H2O2 content of fresh-cut lotus root

2.8 PAW 對(duì)鮮切蓮藕超氧化物歧化酶活性、 過(guò)氧化氫酶活性和抗壞血酸過(guò)氧化物酶活性的影響

SOD 是一種抗氧化金屬酶， 可以與CAT、POD等酶協(xié)同，催化O2·-生成H2O2和O2，減少活性氧對(duì)細(xì)胞膜的傷害[6]。 如圖8（a）所示，在貯藏過(guò)程中，SOD 活性先上升后下降， 在第6 天時(shí)達(dá)到峰值，而PAW 處理在第6 天達(dá)到183.95 U/g，顯著高于對(duì)照組的172.19 U/g。 說(shuō)明PAW 處理能提高鮮切蓮藕SOD 的活力，具有清除自由基、減輕細(xì)胞損傷的作用，這與O2·-產(chǎn)生速率的變化相對(duì)應(yīng)。

圖8 PAW 對(duì)鮮切蓮藕超氧化物歧化酶活性、過(guò)氧化氫酶活性和抗壞血酸過(guò)氧化物酶的影響Fig. 8 Effect of PAW treatment on the SOD activity, CAT activity and APX activity of fresh-cut lotus root

CAT 是一種活性氧清除酶， 能催化H2O2分解為H2O 和O2，維持活性氧代謝平衡，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)[23]。 由圖8（b）可以看出，在貯藏過(guò)程中，CAT 活性與SOD 活性的變化趨勢(shì)相似， 先升高后逐漸下降，在第6 天達(dá)到最大值。 PAW 處理組的CAT 活性明顯高于對(duì)照組，貯藏12 d 為73.15 U/g，而對(duì)照組的CAT 活性只有58.45 U/g， 說(shuō)明PAW 處理可以有效提高鮮切蓮藕CAT 的活性，清除活性氧，減輕蓮藕受到的氧化傷害，這與H2O2含量的變化相對(duì)應(yīng)。

APX 是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶之一， 可與CAT、POD 協(xié)同作用，催化H2O2氧化抗壞血酸，清除過(guò)量的自由基。 從圖8（c）可以看出，APX 活性的變化趨勢(shì)與SOD、CAT 相似，在0~6 d 上升，第6 天達(dá)到峰值，之后迅速下降。PAW 處理組APX 的活性在第6 天達(dá)到148.5 U/g，在第12 天降為105.55 U/g，顯著高于對(duì)照組的134.05、88.90 U/g，表明PAW 處理能提高APX 的活性，清除H2O2，減輕細(xì)胞損傷。

2.9 PAW 對(duì)鮮切蓮藕多酚氧化酶、過(guò)氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶活性的影響

PPO 是苯丙烷代謝途徑中的末端氧化酶，催化酚類物質(zhì)形成醌類化合物，引發(fā)褐變。 高愿軍等發(fā)現(xiàn)‘白花’蓮藕中PPO 的最高活性僅為12 U/g[30]；蔣娟等發(fā)現(xiàn)‘鄂蓮五號(hào)’蓮藕中PPO 的活性幾乎為零[6]。本試驗(yàn)中測(cè)出的PPO 活性也基本趨近于零，在貯藏期間幾乎沒(méi)有變化。 這可能與蓮藕的品種有關(guān)，也可能是因?yàn)橄鄬?duì)于其他幾種褐變相關(guān)酶類，PPO 的活性始終較低。

POD 是植物體內(nèi)一種重要的氧化還原酶，能催化H2O2氧化酚類物質(zhì)，形成褐色物質(zhì)，引起果蔬褐變[29]。 由圖9（a）可以看出，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，鮮切蓮藕細(xì)胞膜的完整性下降，POD 活性不斷增大， 褐變加劇。在貯藏前期，鮮切蓮藕的POD 活性緩慢上升；貯藏9~12 d，POD 活性急劇上升，在第12 天達(dá)到最大值，對(duì)照組POD 活性為3.77 U/g，而PAW 組的POD活性僅為2.38 U/g； 整個(gè)貯藏期內(nèi)，PAW 組的POD活性都顯著低于對(duì)照組。 說(shuō)明PAW 處理能鈍化鮮切蓮藕的POD 活性，這可能是因?yàn)镻AW 中的活性物質(zhì)能夠破壞POD 酶的二級(jí)空間結(jié)構(gòu)[25]，導(dǎo)致POD活性下降，從而起到抑制酚類物質(zhì)的氧化和褐變發(fā)生的作用。

圖9 PAW 對(duì)鮮切蓮藕過(guò)氧化物酶活性和苯丙氨酸解氨酶活性的影響Fig. 9 Effect of PAW treatment on the POD activity and PAL activity of fresh-cut lotus root

PAL 是苯丙烷代謝途徑的關(guān)鍵酶[6]，可以催化合成酚類物質(zhì)。 如圖9（b）所示，貯藏期間PAL 活性不斷增大， 催化苯丙類化合物向酚類化合物的轉(zhuǎn)化。 PAW 處理顯著提高了PAL 酶的活力，在貯藏第12 天，PAL 活性急劇增大，達(dá)到最大值，對(duì)照組PAL活性為90.50 U/g， 而PAW 組的PAL 活性達(dá)到149.83 U/g， 是對(duì)照組的1.65 倍； 整個(gè)貯藏期間，PAW 組的PAL 活性都顯著高于對(duì)照組。 表明PAW處理能提高鮮切蓮藕PAL 酶的活性，誘導(dǎo)酚類物質(zhì)的積累，提高抗氧化能力。

2.10 鮮切蓮藕褐變度與細(xì)胞膜完整性、酚類物質(zhì)、活性氧代謝及抗氧化酶活性的相關(guān)性分析

利用相關(guān)性分析研究了蓮藕的褐變度和L*值、電導(dǎo)率、MDA 含量、總酚含量、H2O2含量、產(chǎn)生速率、SOD 活性、CAT 活性、APX 活性、POD 活性、PAL 活性共12 項(xiàng)指標(biāo)之間的相關(guān)性， 結(jié)果見(jiàn)表3。具體來(lái)看，褐變度與L* 值、總酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.01），與電導(dǎo)率、MDA 含量、H2O2含量、產(chǎn)生速率、POD 活性、PAL 活性呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.5 或P<0.01）。

表3 鮮切蓮藕褐變度與細(xì)胞膜完整性、酚類物質(zhì)、活性氧代謝及抗氧化酶活性的相關(guān)性分析Table 3 Pearson correlation coefficients of browning degree, cell membrane integrity, phenolic substances, reactive oxygen metabolism and antioxidant enzyme activity of fresh-cut lotus root

3 結(jié) 語(yǔ)

蓮藕經(jīng)過(guò)削皮切分后， 與空氣的接觸面積增大，呼吸作用增強(qiáng)，容易遭受微生物侵染、發(fā)生褐變，造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失和品質(zhì)下降。 目前對(duì)于PAW的研究大多集中在其殺菌性能上，作者首先比較了PAW 與常用保鮮劑對(duì)蓮藕的殺菌效果和貯藏品質(zhì)的影響， 再進(jìn)一步研究了PAW 處理對(duì)鮮切蓮藕褐變、酚類物質(zhì)及活性氧代謝的影響。 結(jié)果表明，使用等離子體射流活化蒸餾水80 s 得到的PAW 對(duì)蓮藕的殺菌效果優(yōu)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的AsA 溶液和有效氯濃度為100 mg/L 的NaClO 溶液， 這可能是因?yàn)榈入x子體在水中放電， 能產(chǎn)生H2O2、NO2-、NO3-等活性氧物質(zhì)，且PAW 的pH 在3.0 左右，高濃度的活性氧和低pH 值協(xié)同作用， 使得其殺菌性能優(yōu)于另2 種處理方法。 另外，PAW 和AsA 均能較好地維持鮮切蓮藕的品質(zhì)。 蓮藕含水量較高，水分和硬度直接影響到藕片的口感，PAW 可能通過(guò)抑制微生物生長(zhǎng)及蓮藕的呼吸作用延緩了質(zhì)量的下降；通過(guò)抑制纖維素降解酶的活性，減少纖維素的分解來(lái)維持硬度[25]。

果蔬酶促褐變由多種原因共同作用。 通過(guò)相關(guān)性分析， 發(fā)現(xiàn)鮮切蓮藕的褐變度與L*值呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，即顏色越亮，褐變度越低。 另外，褐變度與細(xì)胞膜完整性、活性氧含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，切分處理造成的機(jī)械損傷使蓮藕發(fā)生一系列生理生化反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)活性氧過(guò)量積累，膜脂過(guò)氧化程度加重，MDA 含量增大，細(xì)胞膜完整性下降，相對(duì)電導(dǎo)率增加。 此外，褐變度與總酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系， 與PAL 和POD 酶呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，酚類物質(zhì)是酶促褐變的底物，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，酚類物質(zhì)被酚酶氧化，含量下降，褐變度增大。 研究結(jié)果表明，在12 d 的貯藏期內(nèi)，PAW 處理有效提高了CAT、SOD、APX 等活性氧代謝相關(guān)酶的活性， 降低了H2O2的含量和的產(chǎn)生速率，清除了細(xì)胞內(nèi)過(guò)量的活性氧， 從而抑制了MDA 的積累和細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率的增加，維持了細(xì)胞膜的完整性和區(qū)室化功能， 減少了酚類物質(zhì)和酚酶的接觸，最終抑制了褐變的發(fā)生；另外，研究發(fā)現(xiàn)PAW處理提高了PAL 酶的活性， 同時(shí)抑制了酚酶POD的活性，從而誘導(dǎo)了酚類物質(zhì)的積累，抑制褐變的發(fā)生，提高了蓮藕的抗氧化能力。

目前，已有研究發(fā)現(xiàn)低溫等離子體能夠鈍化果蔬的POD 和PPO 等抗氧化酶，但將PAW 與常見(jiàn)殺菌保鮮劑的作用效果進(jìn)行對(duì)比， 以及關(guān)于PAW 對(duì)果蔬酶促褐變、酚類物質(zhì)及活性氧代謝影響的研究較少。 對(duì)于PAW 處理是如何抑制蓮藕的褐變相關(guān)酶活性、維持單酚物質(zhì)的含量，其調(diào)控褐變的分子機(jī)理尚不十分清楚， 未來(lái)將進(jìn)一步研究PAW 對(duì)鮮切蓮藕貯藏期間相關(guān)基因及蛋白質(zhì)差異表達(dá)的影響以及探究PAW 與其他技術(shù)聯(lián)用以增強(qiáng)對(duì)蓮藕的殺菌保鮮效果。 綜上，PAW 處理對(duì)于抑制微生物生長(zhǎng)， 維持鮮切蓮藕貯藏品質(zhì)并延緩褐變有積極作用，具有較高的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。