徐為雯,羅麗,王順民*,付院生,董雨露,束志偉

1(安徽工程大學(xué) 生物與食品工程學(xué)院,安徽 蕪湖,241000)2(安徽邁濤食品有限公司,安徽 馬鞍山,238200)

鮮切果蔬又名半加工果蔬,是指新鮮果蔬經(jīng)過(guò)沖洗、去皮、切割、包裝等一系列操作后,通過(guò)冷鏈運(yùn)輸?shù)妮p度加工食品,具有方便、衛(wèi)生、天然以及利用率高等特點(diǎn)[1-2]。萵筍(LactucasativaL.)是一種常見(jiàn)的一年生或兩年生葉類(lèi)蔬菜,口感爽脆可生食,氣味清甜,富含無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)及維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分,深受廣大消費(fèi)者青睞[3]。萵筍在食用前必須經(jīng)過(guò)去皮、切分等機(jī)械操作,是十分適合進(jìn)行鮮切處理的蔬菜品種之一。但鮮切處理會(huì)破壞萵筍的組織結(jié)構(gòu),使酶和底物可以直接接觸,進(jìn)而導(dǎo)致一系列的不良反應(yīng),如水分流失、表面褐變、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損耗和微生物侵染等,從而導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)劣變和貨架期縮短[4]。因此,延緩鮮切萵筍貯藏品質(zhì)的降低是延長(zhǎng)其貨架期的關(guān)鍵。

鮮切萵筍的主要保鮮方法有物理保鮮、化學(xué)保鮮劑保鮮和低溫貯藏等,這些保鮮技術(shù)均能夠有效延長(zhǎng)鮮切萵筍的貯藏時(shí)間。其中,物理保鮮雖然可以抑制鮮切萵筍褐變,延緩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的下降,但是若要追求更好的保鮮效果則必須利用較為高效的物理保鮮設(shè)備,耗費(fèi)高昂的技術(shù)和人工成本,且不利于大規(guī)模應(yīng)用[5]?；瘜W(xué)保鮮劑雖然價(jià)格低廉,適合進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用,但化學(xué)保鮮劑濫用極易導(dǎo)致試劑殘留超標(biāo)和環(huán)境污染[1]。低溫貯藏雖健康環(huán)保、成本低廉,但不適當(dāng)?shù)臏囟忍幚矸炊鴷?huì)造成鮮切萵筍內(nèi)部水分結(jié)晶,失重率急速上升,硬度下降[3]。所以,尋找一種高效、無(wú)毒且成本較低的鮮切萵筍保鮮方法迫在眉睫。

納米氧化鋅(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)比表面積大,與人體細(xì)胞保持良好的生物相容性,具有無(wú)耐藥性、無(wú)毒和抗菌能力強(qiáng)等特質(zhì)[6]。美國(guó)食品藥品管理局規(guī)定(21CFR182.8991),ZnO NPs可作為食品添加劑和抗菌劑[7]。YULIANI等[8]研究表明20 g/L木薯淀粉、6 g/L硬脂酸和2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))ZnO NPs復(fù)合涂層處理能夠保持鮮切芒果的品質(zhì)和風(fēng)味,減少水分蒸發(fā)和病菌感染;而殼聚糖/阿拉伯膠+0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))ZnO NPs復(fù)合涂膜處理能使香蕉維持較高的可溶性糖和可滴定酸含量,延緩失重率上升并抑制菌類(lèi)繁殖[9]。盡管目前ZnO NPs已被應(yīng)用于一些果蔬貯藏保鮮中,但有關(guān)ZnO NPs處理鮮切萵筍的保鮮研究未見(jiàn)報(bào)道。超聲波(ultrasonic,US)作為一種高效清潔的物理保鮮技術(shù),可以有效延緩鮮切果蔬的硬度下降和失重率上升[10],抑制抗氧化酶活性[5]和褐變發(fā)生[11],減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和抗壞血酸損耗[12],從而延長(zhǎng)鮮切果蔬的貯藏時(shí)間。已有研究表明,采用20 kHz、23 W/L的超聲波處理能夠有效抑制鮮切萵筍的褐變和失重率降低,延緩維生素C和葉綠素含量下降,鈍化抗氧化相關(guān)酶活性[3]。雖然單一的保鮮技術(shù)處理有很好的保鮮效果,但研究發(fā)現(xiàn)不同保鮮方法協(xié)同處理可以更好地延緩山藥[11]、蓮藕[10]等鮮切果蔬貯藏品質(zhì)的降低。因此,超聲波協(xié)同ZnO NPs處理有望成為提高鮮切萵筍貯藏品質(zhì)的新手段。

本文以鮮切萵筍為實(shí)驗(yàn)材料,研究不同保鮮處理對(duì)鮮切萵筍主要品質(zhì)和生理指標(biāo)的影響,進(jìn)而利用相關(guān)性分析探究影響鮮切萵筍貯藏品質(zhì)的代表性指標(biāo),并使用主成分分析驗(yàn)證優(yōu)化的最佳保鮮處理方式,為提高鮮切萵筍貯藏品質(zhì)和延長(zhǎng)貨架期提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試紫葉“金農(nóng)”萵筍,蕪湖鏡湖區(qū)新城中心菜市場(chǎng)。

實(shí)驗(yàn)所需試劑均為分析純,主要有NaOH、蔗糖、濃硫酸、苯酚、DPPH、無(wú)水乙醇、ABTS、草酸等,中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)有限公司;ZnO NPs(<100 nm),美國(guó)默克生命科學(xué)有限公司;L-苯丙氨酸,上海麥克林有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

KS-500DE液晶超聲清洗器,昆山潔力美有限公司;TA.new plus質(zhì)構(gòu)儀,上海保圣有限公司;WYA-2D阿貝折射儀,上海光學(xué)儀器一廠;UV-5800紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì),上海元析有限公司;CHINSPEC手持式精密色差儀,中國(guó)彩譜儀器有限公司;CF15RN冷凍離心機(jī),廣州碩譜生物科技有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

選取大小均一、生長(zhǎng)健壯的無(wú)瑕萵筍作為試樣,除去表面莖葉后,清洗晾干去皮,用切片器切成厚度約為0.4 cm的片狀,隨機(jī)分為4組進(jìn)行保鮮處理,每組處理用鮮切萵筍為600 g:

(1)超聲波處理組(ultrasonic treatment group,US):將鮮切萵筍在300 W功率下超聲波處理10 min,溫度45 ℃;

(2)ZnO NPs處理組(ZN):在室溫下,將鮮切萵筍浸沒(méi)于0.07 g/L ZnO NPs溶液中浸泡10 min;

(3)超聲波協(xié)同ZnO NPs處理組(UZ):先將鮮切萵筍浸沒(méi)于0.07 g/L ZnO NPs溶液中,后將其置于300 W功率下超聲波處理10 min,溫度46 ℃;

(4)對(duì)照組(control check,CK):在室溫下,將鮮切萵筍浸沒(méi)于超純水中浸泡10 min。

不同保鮮方法的最佳處理?xiàng)l件均由前期研究得出[13]。將經(jīng)過(guò)4種不同處理后的鮮切萵筍瀝干后分裝于7 cm×10 cm×5 cm聚乙烯袋中,置于4 ℃、濕度45%～75%下冷藏,分別于貯藏第0、2、4、6、8天取樣測(cè)定鮮切萵筍的相關(guān)品質(zhì)及生理生化指標(biāo),每組處理重復(fù)3次。所有工具在使用前均經(jīng)過(guò)消毒處理。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

參考徐為雯等[13]的方法。挑選經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的10名食品專(zhuān)業(yè)本科生,對(duì)不同處理樣品的氣味、品質(zhì)、硬度和外觀顏色進(jìn)行評(píng)分,取平均值后四項(xiàng)相加作為感官評(píng)價(jià)得分,滿分為40分。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)、色澤和失重率測(cè)定

質(zhì)構(gòu):參考羅麗等[10]的方法。利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)鮮切萵筍切面赤道區(qū)域的3個(gè)不同位置進(jìn)行測(cè)定。

色澤:利用色差儀測(cè)量鮮切萵筍的L*、a*和b*值,再通過(guò)公式(1)計(jì)算褐變指數(shù)。

(1)

失重率:采用差量法,分別記錄不同保鮮處理的鮮切萵筍在第0、2、4、6、8天的質(zhì)量,用公式(2)計(jì)算失重率。

(2)

1.3.4 呼吸強(qiáng)度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白質(zhì)和抗壞血酸測(cè)定

呼吸強(qiáng)度采用靜置法測(cè)定:將500 g鮮切萵筍置于真空干燥器隔板上,干燥器底部放置10 mL、0.4 mol/L的NaOH溶液,以每小時(shí)每千克鮮切萵筍的CO2釋放量表示;

可溶性固形物(total soluble solid,TSS)采用阿貝折光儀測(cè)定:室溫下將5 g鮮切萵筍充分研磨,4 000 r/min離心10 min,取上清液測(cè)定;

可溶性糖(soluble sugar content,SSC)采用苯酚-硫酸法測(cè)定:用100 μg/mL蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。取0.5 g鮮切萵筍充分研磨,加入15 mL蒸餾水轉(zhuǎn)移至刻度試管中,用塑料薄膜封口后煮沸提取,每次30 min,待冷卻后將濾液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,用蒸餾水定容至刻度,取濾液進(jìn)行測(cè)定;

可滴定酸(titratable acidity,TA)采用酸堿法測(cè)定:取10 g鮮切萵筍充分研磨,轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中并定容至刻度,充分搖勻,靜置30 min后過(guò)濾,取濾液測(cè)定;

可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定:以牛血清白蛋白為標(biāo)準(zhǔn)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。取0.8 g鮮切萵筍樣品,加入2 mL蒸餾水研磨成勻漿,于4 ℃、12 000 r/min離心20 min,收集上清液測(cè)定。

抗壞血酸采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定:稱取10 g鮮切萵筍,加入少量質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的草酸溶液,在冰浴條件下研磨成勻漿,轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中并定容至刻度,提取10 min后,過(guò)濾收集溶液備用。

以上詳細(xì)試驗(yàn)流程均參照曹建康等[14]的方法。

1.3.5 抗氧化酶測(cè)定

過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的測(cè)定均參考曹建康等[14]的方法。以每克鮮切萵筍樣品分別在470、420 nm處每分鐘的吸光度值變化1時(shí)作為1個(gè)POD和PPO的活性單位(U),用U/(min·g)表示。

1.3.6 抗氧化能力測(cè)定

DPPH自由基和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力參考賓宇淇等[2]的方法并稍作修改:取1 g鮮切萵筍樣品,加入8 mL 體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇,冰浴下充分研磨,超聲波處理40 min后,10 000 r/min離心30 min,取上清液測(cè)定抗氧化能力。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件整理試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果以平均值±誤差表示。用sigmaplot 14.0和Origin 2019 b軟件繪圖,并利用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)、相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍感官評(píng)價(jià)的影響

鮮切萵筍的感官評(píng)價(jià)高低直接關(guān)系到消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望。由圖1可知,鮮切萵筍的外觀顏色、氣味、硬度和品質(zhì)評(píng)分均隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而降低。各處理組在第2天時(shí)感官評(píng)分差距不大,維持在35分左右,但從第4天起對(duì)照組感官評(píng)分下降嚴(yán)重,第8天時(shí)UZ處理組的感官評(píng)分達(dá)到23,是對(duì)照組的1.64倍,而US和ZN處理組的感官評(píng)分僅為19。可見(jiàn),UZ可以更好地提高鮮切萵筍感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)。

a-品質(zhì)表觀圖;b-感官評(píng)價(jià)

2.2 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍質(zhì)構(gòu)和色澤的影響

貯藏過(guò)程中,果蔬細(xì)胞壁中的原果膠會(huì)被酶解為可溶性果膠,導(dǎo)致果蔬軟化,更易受到病菌感染[15-16]。由表2可知,不同處理下鮮切萵筍的硬度和咀嚼性在貯藏期均呈降低趨勢(shì),其中UZ處理組的硬度和咀嚼性分別從第6天和第4天起開(kāi)始顯著高于對(duì)照組,且分別是對(duì)照組的1.04倍和1.05倍。到貯藏第8天時(shí),US、ZN、UZ和CK處理組的硬度分別降至初期的79.90%、81.59%、85.39%和69.16%,表明UZ能夠有效延緩鮮切萵筍咀嚼性下降,可能是因?yàn)閁Z能夠加大對(duì)果膠酶的抑制作用,減少原果膠水解,控制軟化[17]。

酶促褐變是引起果蔬品質(zhì)下降的原因之一。切割等機(jī)械操作均會(huì)破壞果蔬細(xì)胞膜的完整性,使酶促褐變更易發(fā)生,且活性氧等自由基積累也會(huì)加速酶促褐變進(jìn)程[2]。表1表明,不同處理組的L*值隨貯藏期延長(zhǎng)而降低,第8天時(shí)UZ處理組顯著高于其余處理組,且為CK的1.09倍(P<0.05)。各處理組的a*值、b*值和褐變指數(shù)都呈增加趨勢(shì),且3種指標(biāo)均是CK增加最快,其余處理能延緩其增加。與FAN等[3]的研究結(jié)果類(lèi)似,即聯(lián)合處理能更有效地減少鮮切萵筍的酶促褐變。在第8天時(shí),US、ZN和UZ處理組的褐變指數(shù)分別為對(duì)照組的79.97%、90.67%和62.45%,表明US和ZN雖可以抑制鮮切萵筍褐變,但抑制效果次于UZ,可能是因?yàn)槌暡ǖ目栈?yīng)與ZnO NPs結(jié)合可以更好地抑制褐變相關(guān)酶活性以及清除自由基,進(jìn)而減少褐變的發(fā)生。

表1 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍質(zhì)構(gòu)和色澤的影響Table 1 Effect of ultrasonic combined with ZnO NPs treatment on texture and color of fresh-cut lettuces

2.3 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍失重率和呼吸強(qiáng)度的影響

貯藏過(guò)程中蒸騰失水和干物質(zhì)消耗會(huì)導(dǎo)致果蔬水分流失,而切割等機(jī)械操作會(huì)破壞果蔬的細(xì)胞結(jié)構(gòu)致使其失重率增加[16]。如圖2-a所示,各處理組的失重率不斷升高。貯藏第2天,UZ和CK處理組間失重率沒(méi)有顯著差異;但從第4天起,UZ處理組開(kāi)始明顯低于CK(P<0.05)。SHI等[12]研究了超聲波和輻照對(duì)延緩香菇水分流失、水狀態(tài)具體變化及水分子遷移過(guò)程的影響,結(jié)果表明,相對(duì)于兩者單獨(dú)處理,利用300 W超聲波結(jié)合1.0 kGy的鈷-60處理能更顯著地抑制香菇細(xì)胞中水的擴(kuò)散和遷移,從而減少水分流失。在本實(shí)驗(yàn)中,貯藏第8天時(shí),US和ZN處理組的失重率各為UZ處理組的1.07倍和1.02倍,表明UZ能夠更有效地減少鮮切萵筍水分流失,與上述文獻(xiàn)結(jié)論相似。

呼吸強(qiáng)度反映果蔬代謝快慢,而鮮切果蔬的保鮮原理之一是降低代謝速率,因此呼吸強(qiáng)度是評(píng)價(jià)鮮切果蔬貯藏品質(zhì)的主要指標(biāo)之一[18-19]。如圖2-b所示,各處理組的呼吸強(qiáng)度在貯藏前4 d呈上升趨勢(shì),可能是由于切割操作造成的機(jī)械傷害使萵筍代謝加快。UZ處理組鮮切萵筍的呼吸強(qiáng)度在貯藏期間始終顯著低于其余處理組,第8天時(shí)僅為對(duì)照組的81.37%(P<0.05),這可能是因?yàn)槌曁幚頃?huì)抑制生理代謝相關(guān)酶,進(jìn)而延緩代謝活動(dòng)[5]。LI等[17]研究證實(shí),95%相對(duì)濕度結(jié)合300 W超聲波處理10 min可以使稻草菇采后質(zhì)量保持時(shí)間從24 h延長(zhǎng)至72 h,且顯著抑制了稻草菇的呼吸作用,72 h內(nèi)CO2產(chǎn)量最低為149.8 mg/(kg·h),僅為單獨(dú)95%相對(duì)濕度控制處理的87.81%,說(shuō)明超聲波協(xié)同處理能夠有效降低鮮切果蔬的代謝速率,此研究結(jié)論與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

a-失重率;b-呼吸強(qiáng)度

2.4 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍TSS、SSC和TA的影響

TSS含量是衡量果蔬品質(zhì)的指標(biāo)之一。由圖3-a可知,貯藏前期CK組TSS含量最低,貯藏后期ZN處理組TSS含量最低。在整個(gè)貯藏期,UZ處理組的TSS含量始終最高,貯藏第8天時(shí)比US處理組高3.43%(P<0.05)。貯藏前期TSS含量增加可能是由于果蔬內(nèi)部大分子物質(zhì)水解,后期隨著呼吸作用不斷被消耗導(dǎo)致含量下降[20]。

SSC含量是衡量果蔬成熟度的指標(biāo)之一。由圖3-b可知,貯藏期間鮮切萵筍的SSC含量先上升后降低,其中UZ處理組的SSC含量始終最高并與對(duì)照組差異顯著(P<0.05)。貯藏第8天時(shí),UZ處理組的SSC含量達(dá)到4.099%,遠(yuǎn)高于US和ZN處理組的3.619%和3.881%,且是對(duì)照組的1.16倍。SSC含量高低反映呼吸作用強(qiáng)弱,進(jìn)而體現(xiàn)褐變程度。通過(guò)呼吸強(qiáng)度和SSC含量可知,UZ通過(guò)抑制呼吸強(qiáng)度來(lái)減少SSC損耗,從而抑制褐變,與上文中色澤的試驗(yàn)結(jié)論相同。XU等[19]也發(fā)現(xiàn)單獨(dú)或聯(lián)合US處理均能有效延緩采后蘋(píng)果SSC含量的降低。

TA含量是衡量果蔬風(fēng)味的指標(biāo)之一。由圖3-c可知,貯藏期間各處理組的TA含量整體呈上升趨勢(shì),這可能與鮮切萵筍內(nèi)源激素調(diào)控有關(guān)[18]。第8天時(shí)ZN和CK處理組的TA含量相同,而UZ處理組的TA含量高于其余處理組,分別比US和ZN處理組高20.10%和13.11%。貯藏4 d以后,除UZ外其余處理組的TA含量并無(wú)顯著差異(P>0.05),與WANG等[20]的結(jié)論相似,超聲波處理櫻桃番茄在貯藏后期TA含量并無(wú)顯著差異?？偟膩?lái)說(shuō),UZ可以有效延緩TSS、SSC和TA的損耗,提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。

a-TSS;b-SSC;c-TA

2.5 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍抗壞血酸和可溶性蛋白質(zhì)的影響

抗壞血酸具有清除機(jī)體自由基和增強(qiáng)抗氧化能力的作用[20]。圖4-a顯示,抗壞血酸含量隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低。貯藏第8天,UZ處理組鮮切萵筍的抗壞血酸含量達(dá)到3.816 mg/100 g,略高于ZN和US處理組(P>0.05),且比對(duì)照組高37.76%(P<0.05);說(shuō)明雖然US和ZN可以延緩抗壞血酸消耗,但延緩效果次于UZ,SHI等[12]的研究也證明協(xié)同處理能夠更好地提高香菇的抗壞血酸含量,相同的結(jié)果在番茄[20]和萵筍[3]的研究中亦有發(fā)現(xiàn),說(shuō)明UZ能夠通過(guò)提高抗壞血酸含量來(lái)保持鮮切萵筍品質(zhì)。

果蔬在貯藏前期通過(guò)蛋白質(zhì)合成來(lái)抵御切割造成的機(jī)械傷害,后期又由于傷害導(dǎo)致蛋白質(zhì)代謝加快,造成可溶性蛋白質(zhì)含量下降[21]。圖4-b顯示,不同處理組鮮切萵筍的可溶性蛋白質(zhì)先升高后下降。從第6天開(kāi)始,UZ處理組的可溶性蛋白含量顯著高于其余處理組(P<0.05),分別是US、ZN和CK處理組的1.10倍、1.07倍和1.16倍。US和ZN可以提高可溶性蛋白含量,而UZ可增強(qiáng)提高可溶性蛋白含量的能力,可能是由于協(xié)同處理可以更好地提高鮮切萵筍中合成相關(guān)酶的活性,從而促進(jìn)抗逆性蛋白質(zhì)的合成,同時(shí)協(xié)同處理還能更好地抑制可溶性蛋白發(fā)生非酶褐變,從而促進(jìn)鮮切萵筍中可溶性蛋白的積累[22]。

a-抗壞血酸;b-可溶性蛋白質(zhì)

2.6 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍抗氧化酶的影響

PPO和POD是造成鮮切果蔬產(chǎn)生酶促褐變反應(yīng)的2種關(guān)鍵酶,總酚等次生代謝產(chǎn)物在2種酶的作用下會(huì)被氧化為醌,進(jìn)而聚合導(dǎo)致褐變[22-23]。由圖5-a可知,隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),各處理組的PPO活性不斷升高,且UZ處理組的PPO活性始終最低(P<0.05)。貯藏第8天,US、ZN和CK處理組的酶活性分別為UZ處理組的1.24倍、1.26倍和1.51倍。由圖5-b可知,各處理組的POD活性在貯藏期呈先上升后降低的趨勢(shì),其中US和UZ處理組的PPO活性一直低于其余處理組。貯藏第8天,UZ處理組的POD活性比US處理組低8.91%(P<0.05)。貯藏期間PPO和POD活性的變化趨勢(shì)與羅麗等[10]的研究結(jié)果一致。O’DONNELL 等[24]研究證實(shí),超聲波作用過(guò)程中的熱效應(yīng)能夠有效鈍化抗氧化酶活性。酶活性降低使得次生代謝產(chǎn)物積累,抗氧化和清除自由基的能力提高,進(jìn)而抑制褐變[22, 25]。后期隨著酶活性的升高,過(guò)度積累的酚類(lèi)物質(zhì)可能會(huì)加劇褐變,但是ZnO NPs誘導(dǎo)自由基形成,消耗多余的酚類(lèi)物質(zhì),進(jìn)而減少褐變的發(fā)生[6]。故而UZ可以更有效地降低PPO和POD活性的升高,減少酚類(lèi)物質(zhì)的氧化褐變,延緩鮮切萵筍在貨架期的褐變進(jìn)程,這與前文中色澤和呼吸強(qiáng)度的結(jié)論相互印證。

a-PPO活性;b-POD活性

2.7 超聲波協(xié)同納米氧化鋅處理對(duì)鮮切萵筍抗氧化能力的影響

利用DPPH自由基和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力來(lái)評(píng)價(jià)果蔬的抗氧化能力。如圖6所示,各處理組的DPPH自由基和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力均呈先上升后降低的趨勢(shì),其中UZ的DPPH和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力顯著高于其他處理組(P<0.05)。第8天時(shí),UZ處理組的DPPH自由基和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力分別為224.75和137.62 μmol/L,遠(yuǎn)高于US(175.80和115.85 μmol/L)和ZN處理組(134.45和111.10 μmol/L),且分別是對(duì)照組的1.69倍和1.33倍。說(shuō)明UZ可以有效提高鮮切萵筍的抗氧化能力,可能是由于UZ可以增強(qiáng)或降低鮮切萵筍體內(nèi)自由基清除系統(tǒng)中一系列關(guān)鍵酶的活性,從而增強(qiáng)抗氧化能力和減少活性氧生成,抑制果蔬褐變[2],這也與前文中色差和抗氧化酶的研究結(jié)果互相印證。

a-DPPH自由基清除能力;b-ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力

2.8 不同保鮮處理下鮮切萵筍的相關(guān)性分析

對(duì)不同保鮮處理鮮切萵筍的主要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,如圖7所示,不論是何種保鮮方式,褐變指數(shù)始終與ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力呈顯著負(fù)相關(guān),與PPO呈顯著正相關(guān)。其中,PPO與UZ處理組的褐變指數(shù)相關(guān)性最高(0.988),ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力則與對(duì)照組的褐變指數(shù)相關(guān)性最高(-0.989)。因此,推測(cè)UZ主要通過(guò)鈍化PPO活性來(lái)提高鮮切萵筍的貯藏品質(zhì),與O’DONNELL等[24]得出的結(jié)論一致。

圖7 不同保鮮處理鮮切萵筍的相關(guān)性分析Fig.7 Correlation analysis between various qualitative treatments of fresh-cut lettuces

在US處理組中,褐變指數(shù)與抗壞血酸、硬度和L*值呈顯著負(fù)相關(guān),與呼吸強(qiáng)度、a*值和b*值呈極顯著正相關(guān);在ZN處理組中,褐變指數(shù)與b*值、呼吸強(qiáng)度呈極顯著正相關(guān),與抗壞血酸、硬度和L*值呈極顯著負(fù)相關(guān),與DPPH自由基清除能力呈顯著負(fù)相關(guān);在UZ處理組中,褐變指數(shù)與硬度呈顯著負(fù)相關(guān),與a*值呈顯著正相關(guān),與呼吸強(qiáng)度呈極顯著正相關(guān);在CK處理組中,褐變指數(shù)與抗壞血酸、DPPH自由基清除能力呈顯著負(fù)相關(guān),與硬度、L*值呈極顯著負(fù)相關(guān),與失重率、a*值和b*值呈極顯著正相關(guān)。綜上,鮮切萵筍褐變與各品質(zhì)指標(biāo)均存在著相關(guān)性,其中PPO、ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力、硬度和褐變程度聯(lián)系密切,能很好地反映鮮切萵筍的貯藏品質(zhì)。

2.9 不同保鮮處理下鮮切萵筍的主成分分析

2.9.1 主成分的選取

利用測(cè)定指標(biāo)對(duì)不同保鮮處理不同貯藏時(shí)間的鮮切萵筍進(jìn)行主成分分析。如表2所示,PC1、PC2、PC3的累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)90.997%,且特征值均大于1,說(shuō)明前3個(gè)主成分可以代表所有指標(biāo)的大部分信息,在鮮切萵筍的貯藏品質(zhì)評(píng)價(jià)中起到了主導(dǎo)作用。

表2 主成分的特征值及貢獻(xiàn)率Table 2 The eigenvalue and contribution rate of principal component

由表3可知,a*值、b*值、褐變指數(shù)、失重率、呼吸強(qiáng)度、PPO和POD在PC1上有較高負(fù)載荷,硬度、咀嚼性、L*值、抗壞血酸、DPPH自由基和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力在PC1上有較高正載荷,由于載荷絕對(duì)值越大貢獻(xiàn)率越大,故而在PC1中貢獻(xiàn)率大小順序?yàn)镻PO>硬度>褐變指數(shù)>ABTS陽(yáng)離子自由基清除率=L*值>DPPH自由基清除率>咀嚼性>a*值>抗壞血酸>b*值>失重率>呼吸強(qiáng)度>POD;TSS、SSC、TA和可溶性蛋白質(zhì)在PC2負(fù)坐標(biāo)處具有較高載荷,貢獻(xiàn)率大小為SSC>TSS>可溶性蛋白質(zhì)>TA。綜上所述,由貢獻(xiàn)率大小得出評(píng)價(jià)鮮切萵筍貯藏品質(zhì)的主要指標(biāo)依次是PPO、硬度、褐變指數(shù)和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力,與前文相關(guān)性分析結(jié)果一致。

表3 鮮切萵筍各指標(biāo)的因子載荷Table 3 The factor load of each indicator with fresh-cut lettuces

2.9.2 鮮切萵筍保鮮效果綜合評(píng)價(jià)

用3個(gè)主成分替代原本的17個(gè)指標(biāo),得出主成分表達(dá)式為:

F1=0.285Z1+0.275Z2+0.280Z3-0.274Z4-0.271Z5-0.282Z6-0.268Z7-0.249Z8-0.093Z9-0.088Z10-0.051Z11+0.271Z12-0.156Z13-0.286Z14-0.224Z15+0.275Z16+0.279Z17

F2=0.084Z1-0.031Z2-0.108Z3+0.134Z4+0.133Z5+0.152Z6-0.208Z7+0.097Z8-0.485Z9-0.498Z10-0.421Z11-0.091Z12-0.432Z13+0.091Z14-0.008Z15-0.059Z16-0.049Z17

F3=-0.136Z1-0.276Z2+0.026Z3-0.151Z4+0.182Z5+0.050Z6-0.042Z7-0.284Z8+0.006Z9-0.255Z10+0.536Z11-0.172Z12-0.189Z13+0.081Z14-0.564Z15+0.028Z16-0.146Z17

以3個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率a1(66.721%)、a2(17.569%)、a3(6.707%)作為權(quán)數(shù)構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型:F=a1F1+a2F2+a3F3,F代表鮮切萵筍貯藏品質(zhì)的綜合得分。

由圖8可知,各處理組的F值在貯藏期均呈降低趨勢(shì),說(shuō)明品質(zhì)不斷下降,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。貯藏第4天,除CK外其余處理組均為正值,貯藏品質(zhì)尚可,隨后F值開(kāi)始降低至0以下,貯藏品質(zhì)下降嚴(yán)重。貯藏期間UZ處理組的綜合得分始終高于其余處理組,第8天時(shí)UZ處理組的F值最大,分別比US、ZN、CK組高0.721、1.571、2.618。表明相對(duì)其余3種處理方式,UZ能更有效地維持鮮切萵筍的貯藏品質(zhì)。

圖8 鮮切萵筍貯藏品質(zhì)綜合得分Fig.8 Comprehensive score of fresh-cut lettuces in storage

3 結(jié)論

鮮切萵筍失水褐變是其貯藏品質(zhì)下降的首要原因,貯藏期間由于不間斷的生理代謝活動(dòng)導(dǎo)致鮮切萵筍的失重率和褐變指數(shù)不斷上升,硬度及抗氧化能力不斷下降[3]。本研究發(fā)現(xiàn)超聲波-納米氧化鋅處理不僅有效抑制了鮮切萵筍的水分流失與褐變,還降低了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗。此外還證實(shí)了硬度下降和呼吸強(qiáng)度上升受到協(xié)同處理的控制,同時(shí)較低的抗氧化酶活性和抗壞血酸含量可能代表著更高的自由基清除能力,這與抗氧化能力的試驗(yàn)結(jié)論一致。超聲波和納米氧化鋅單獨(dú)處理可以有效提高鮮切萵筍的貯藏品質(zhì),但二者協(xié)同處理可以擁有更好的保鮮效果。相關(guān)性分析和主成分分析結(jié)果驗(yàn)證PPO、硬度、褐變指數(shù)、ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力4個(gè)指標(biāo)對(duì)鮮切萵筍貯藏品質(zhì)的貢獻(xiàn)程度最大,其中超聲波-納米氧化鋅處理主要通過(guò)鈍化PPO活性來(lái)抑制褐變;且主成分分析結(jié)果還發(fā)現(xiàn)超聲波-納米氧化鋅處理組在貯藏第8天時(shí)綜合得分最高,貯藏品質(zhì)最佳,與試驗(yàn)結(jié)果相互印證,研究結(jié)果為今后鮮切萵筍的保鮮及利用提供科學(xué)依據(jù)和參考價(jià)值。