引用本文
张翰卿, 刘瑞玲, 吴伟杰, 邓尚贵, 郜海燕, 陈杭君. 苹果多酚对鲜切莲藕品质及褐变的影响[J]. 浙江农业学报, 2019,31(9): 1549-1554.
ZHANG Hanqing, LIU Ruiling, WU Weijie, DENG Shanggui, GAO Haiyan, CHEN Hangjun. Effect of apple polyphenols on quality and browning of fresh-cut lotus root[J]. ACTA AGRICULTURAE ZHEJIANGENSIS, 2019,31(9): 1549-1554.
  
Doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2019.09.20
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苹果多酚对鲜切莲藕品质及褐变的影响
张翰卿1,2, 刘瑞玲2, 吴伟杰2, 邓尚贵1, 郜海燕2, 陈杭君2,*
1.浙江海洋大学 食品与医药学院,浙江 舟山 316000
2.浙江省农业科学院 食品科学研究所,农业农村部果品产后处理重点实验室,浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室,中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室,浙江 杭州 310021
*通信作者,陈杭君,E-mail: spshangjun@sina.com

作者简介:张翰卿(1994—),男,浙江金华人,硕士研究生,研究方向为食品加工与安全。E-mail: 553974785@qq.com

收稿日期: 2019-02-18
基金资助: 国家现代农业产业技术体系 (CARS-24-E-01); 国家重点研发计划(2018YFD0401304); 浙江省万人计划人才培养项目(2018R52020); 浙江省重点研发计划(2019C02079); 浙江省农业科学院地方科技合作项目(LS20160008)
摘要

采用不同质量分数(0.1%、0.3%、0.5%)苹果多酚处理鲜切莲藕,通过测定低温贮藏期间色泽、脆度、抗坏血酸、总酚含量、多酚氧化酶和过氧化物酶活性等指标变化,研究苹果多酚对鲜切莲藕褐变及品质的影响。结果表明,苹果多酚处理显著抑制了鲜切莲藕褐变的发生,与其他处理组相比,0.1%苹果多酚处理保持了莲藕较好的色泽和脆度,延缓抗坏血酸和总酚含量的降解,减缓丙二醛含量的上升,抑制PPO和POD活性的升高。由此表明,苹果多酚处理可较好地保持鲜切莲藕的品质。

关键词: 苹果多酚; 鲜切莲藕; 褐变; 品质
中图分类号:S63;TS205 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2019)09-1549-06
Effect of apple polyphenols on quality and browning of fresh-cut lotus root
ZHANG Hanqing1,2, LIU Ruiling2, WU Weijie2, DENG Shanggui1, GAO Haiyan2, CHEN Hangjun2,*
1. College of Food Science and Pharmacy, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China
2. Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Post-Harvest Handling of Fruits, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Key Laboratory of Fruits and Vegetables Postharvest and Processing Technology Research of Zhejiang Province, Key Laboratory of Postharvest Preservation and Processing of Fruits and Vegetables, China National Light Industry, Hangzhou 310021, China
Abstract

Fresh-cut lotus roots were treated with different concentrations (0.1%, 0.3%, 0.5%) of apple polyphenols to study its effects on the browning and quality by monitoring the changes of color, crispness, ascorbic acid and total phenolis content, the activity of polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase (POD) during storage. The results showed that apple polyphenol treatment significantly inhibited the browning of fresh-cut lotus roots. Compared with other treatment groups, 0.1% apple polyphenol treatment maintained better color and brittleness of lotus root, delayed the degradation of the ascorbic acid and total phenolic, slowed down the increase of malondialdehyde content and inhibited the activities of PPO and POD. The results showed that apple polyphenol treatment could maintain the quality of fresh-cut lotus root.

Keyword: apple polyphenol; fresh-cut lotus root; browning; quality

莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn)为睡莲科多年生植物, 为我国种植面积最大的水生蔬菜, 主要分布在浙江、安徽、湖北等省[1, 2], 其营养丰富, 药用价值高, 是一种药食同源的植物[3]。鲜切莲藕作为一种新兴的加工蔬菜, 因其新鲜、方便、即食性等特点, 越来越受人们关注, 市场需求逐渐增大[4]。但是, 相对于整节莲藕, 鲜切莲藕在加工过程中易产生机械损伤, 导致其呼吸速率加快, 酶促褐变加强, 极易发生品质劣变[5], 影响食用和商品价值。目前, 已有诸多关于鲜切莲藕保鲜的报道, Du等[6]研究表明, ClO2对鲜切莲藕的褐变有很好的抑制作用; Wang等[7]利用UV-C辐照对鲜切莲藕处理5 min后发现能抑制抗坏血酸含量的降低, 延缓酶促褐变的进程; Gao等[8]发现, 乙醇结合抗坏血酸处理能抑鲜切莲藕生物生长并延缓褐变。

苹果多酚(apple polyphenol, APP)是苹果中多元酚类化合物的总称, 是一种自由基清除剂, 具有较强的抗氧化功效[9, 10]。刘永青等[11]发现, 苹果多酚对细菌具有广谱抑制作用。蒋圆圆等[12]将苹果多酚用于鱿鱼丝生产加工, 发现能降低甲醛含量。在果蔬保鲜方面, Fan等[13]和Zhang等[14]分别研究了苹果多酚对火龙果和荔枝褐变的影响, 均发现其能有效抑制褐变, 但苹果多酚对鲜切莲藕保鲜的影响尚未见报道。因此, 本实验以不同质量分数的苹果多酚溶液处理鲜切莲藕, 研究贮藏期间对其褐变及品质的影响, 以期为鲜切莲藕的保鲜技术提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 实验材料

新鲜莲藕, 采自浙江嘉兴基地。苹果多酚(APP), 购于西安昌岳生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

TA.XT.plus物性测定质构仪(Stable Micro System公司, 英国); CR-400手持色差仪(KONICA MINOLTA公司, 日本); UV-9000双光束紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司, 中国); 恒温箱(SANYO公司, 日本)。

1.3 实验方法

1.3.1 实验设计

新鲜莲藕采后于4 h内运回实验室, (4± 1)℃条件下预冷24 h, 挑选无机械损伤、大小均一的莲藕, 清水洗去田间泥土; 将莲藕用200 μ L· L-1的次氯酸钠溶液浸泡2 min, 用清水冲洗1 min并晾干; 莲藕去皮后切分为约0.5 cm厚的薄片, 分别用以下溶液处理:CK, 蒸馏水; 处理1, 0.1%(质量分数)APP; 处理2, 0.3%(质量分数)APP; 处理3, 0.5%(质量分数)APP。莲藕切片用以上溶液浸泡3 min后用清水冲洗1 min, 沥干后分装, 每盒12~15片, 每组3个重复。置于温度:(4± 0.5)℃, 相对湿度:(75± 5)%。每2 d取样, 取至10 d。

1.3.2 色泽测定

选取鲜切莲藕中间部位, 采用色差仪测定。莲藕切片主色呈白色, L* 值代表白(+)黑(-), 故用L* 值代表莲藕色泽变化[15]。

1.3.3 脆度测定

参照Martiñ on等[16]的方法, 使用质构仪测定。取藕片中心部位测定脆度, 选择P 6探头, 采用TPA测试模式, 具体参数设定:测前速度为1.0 mm· s-1; 测中速度为1.0 mm· s-1; 测后速度为3.0 mm· s-1; 测定深度为3 mm。

1.3.4 生理指标测定

参照汪薇等[15]的方法, 使用分光光度计法测定抗坏血酸含量。参照Hinneburg等[17]的方法, 采用福林酚比色法测定总酚含量。参照曹建康等[18]的方法, 采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量。

1 g鲜切莲藕样加入5 mL 0.1moL· L-1磷酸缓冲液(pH 6.8), 于4 ℃条件下8 000 r· min-1离心20 min收集上清液即为酶提取液。PPO活性测定参照曹建康等[18]的方法, 稍作修改, 反应体系为1.0 mL 0.1 moL· L-1邻苯二酚溶液, 1.0 mL酶提取液, 1.5 mL磷酸缓冲液。在420 nm波长下测定3 min内吸光值的变化, 定义每分钟吸光值变化0.001为一个酶活单位U。POD活性测定参考张华等[19]的方法, 反应体系为0.2 mL 0.5 moL· L-1 H2O2溶液, 0.5 mL酶提取液, 3.0 mL 25 mmoL· L-1愈创木酚溶液。在470 nm波长下测定3 min内吸光值的变化, 定义每分钟吸光值变化0.001为一个酶活单位U。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2016对数据进行初步处理, SPSS 23.0软件进行单因素方差分析, 使用Origin 2017进行数据图表制作。除特殊说明外, 所有数据均为3次重复的平均值和标准误差。

2 结果与分析
2.1 苹果多酚对鲜切莲藕色泽的影响

新鲜莲藕呈白色, 贮藏过程中逐渐发生褐变。L* 值是体现鲜切莲藕褐变程度的重要指标, L* 值越低表示褐变程度越严重。由表1可知, 随着贮藏时间的延长, 鲜切莲藕的L* 值呈现逐渐降低的趋势。与对照组相比, 不同浓度的苹果多酚处理均能延缓鲜切莲藕L* 值的下降。贮藏第4天时, 各处理组的L* 值均显著大于对照组(P< 0.05); 贮藏末期, 0.1% APP处理的L* 值为65.53, 显著高于其他组(P< 0.05), 表明在贮藏第10天, 0.1%苹果多酚依然具有良好的护色效果。

表1 苹果多酚处理对鲜切莲藕色泽(L* )的影响 Table 1 Effect of APP treatment on L* -value of fresh-cut lotus root
2.2 鲜切莲藕脆度的变化

脆度是莲藕的重要品质指标, 贮藏过程中, 脆度变低, 影响食用口感。如图1所示, 在整个贮藏期间, 鲜切莲藕的脆度呈下降的趋势, 这是由于莲藕在鲜切过程中发生机械损伤和采后呼吸作用导致。贮藏第4天时, 对照组鲜切莲藕脆度显著低于各处理组。贮藏第8天时, 0.1% APP处理组脆度显著高于0.3%和0.5% APP处理组(P< 0.05), 但在第10天时脆度迅速下降, 与各处理组无显著差异(P> 0.05)。

图1 苹果多酚处理对鲜切莲藕脆度的影响Fig.1 Effects of APP treatment on crispness of fresh-cut lotus root

2.3 鲜切莲藕抗坏血酸含量的变化

如图2所示, 随贮藏时间的延长, 各组抗坏血酸含量都呈下降趋势, 其中对照组的抗坏血酸含量下降最快, APP处理组下降较为缓慢, 这是因为抗坏血酸本身稳定性较差, 容易氧化分解。贮藏第8天时, 对照组抗坏血酸含量最低, 为8.06 mg· 100 g-1, 与处理组存在显著性差异(P< 0.05), 而各处理组之间无显著性差异(P> 0.05)。贮藏第10天时, 0.1% APP组抗坏血酸含量最高, CK组、0.3%和0.5% APP组抗坏血酸含量急剧降低, 各处理组间出现显著性差异(P< 0.05)。

图2 苹果多酚处理对鲜切莲藕抗坏血酸的影响Fig.2 Effects of APP treatment on ascorbic acid content of fresh-cut lotus root

2.4 鲜切莲藕丙二醛含量的变化

植物在损伤情况下, 细胞膜容易发生脂过氧化反应, 使细胞膜受损。通过测定细胞膜脂过氧化产生的MDA含量, 可反映细胞膜氧化损伤程度。

由图3可知, 在整个贮藏过程中, 对照组和处理组MDA含量均不断上升。贮藏第6天时, 对照组MDA含量迅速上升, 与处理组之间存在显著性差异(P< 0.05), 0.3%和0.5% APP处理组之间无显著性差异(P> 0.05)。贮藏第10天时, 0.1% APP处理组最低, 为0.77 μ mol· g-1, 各处理组之间存在显著性差异(P< 0.05)。

图3 苹果多酚处理对鲜切莲丙二醛含量的影响Fig.3 Effects of APP treatment on MDA content of fresh-cut lotus root

2.5 鲜切莲藕总酚含量的变化

酶促褐变反应的底物主要是酚类物质, 酚类物质的急剧下降表明酶促褐变反应加快。由图4可知, 鲜切莲藕总酚含量随贮藏时间的延长呈下降趋势, 而苹果多酚处理组均显著高于对照组(P< 0.05)。贮藏末期, 0.1% APP组总酚含量最高, 为12.04 mg· g-1, 是0.3%和0.5% APP组总酚含量的1.05和1.17倍, 由此可见, 0.1% APP能有效地缓解鲜切莲藕总酚的氧化进程。

图4 苹果多酚处理对鲜切莲藕总酚含量的影响Fig.4 Effects of APP treatment on total phenols content of fresh-cut lotus root

2.6 苹果多酚对鲜切莲藕PPO和POD活性的影响

PPO是酶促褐变反应中关键酶, 能够催化酚类氧化形成醌类, 机械损伤等原因会激活PPO活力[20], 而POD也可以催化酚类、类黄酮氧化聚合产生褐变[21], 从而加剧组织褐变。如图5-A所示, PPO活性呈现逐渐上升的趋势, 贮藏第4天时, 对照组PPO活性急剧升高, 表明酶促褐变反应加快; 整个贮藏过程中, 0.1% APP组PPO活性一直保持较低的水平, 且与其他处理组存在显著性差异(P< 0.05)。由图5-B可知, POD活性呈现先升后降的趋势。贮藏第4天时, 0.1% APP组的POD活性显著低于其他处理组(P< 0.05); 贮藏末期各处理组的POD活性分别为213.40、248.15、279.40 U· g-1, 表明适宜浓度APP处理能抑制鲜切莲藕酶促褐变反应。

图5 苹果多酚处理对鲜切莲藕PPO (A)和POD(B)活性的影响Fig.5 Effects of APP treatmented on PPO (A) and POD activities (B) of fresh-cut lotus root

3 结论与讨论

切割加工会导致组织的细胞损伤, 从而导致微生物生长, 以及一系列复杂的生理生化反应, 包括加速呼吸、褐变、失重、营养损失等, 从而影响莲藕的品质、风味、营养及保质期[22]。切面褐变是影响鲜切蔬菜货架期的主要原因之一[23, 24]。鲜切莲藕在贮藏过程中极易被氧化而发生褐变, 酶促褐变是影响其品质劣变的主要因素, 酚类物质作为植物体的次生代谢产物, 在PPO和POD的作用下发生酶促褐变, 使多酚催化转化形成醌类化合物, 然后再经非酶促聚合, 形成深色物质(羟醌与黑色素等)[25], 本实验采用0.1% APP处理, 能延缓鲜切莲藕贮藏期间POD和PPO活性的上升, 并保持较高的L* 值, 使莲藕切面色泽保持亮泽, 这与Gao等[26]、Li等[27]研究抑制鲜切莲藕褐变的结果相似。适宜浓度的APP处理可以保持莲藕切片贮藏品质, 但是APP浓度过高可能造成莲藕组织破坏, 使细胞结构完整性遭到损伤, 发生细胞膜脂过氧化, 导致酚类物质释放与酶接触, 加剧组织褐变的进程[28]。

本研究表明, 与对照相比, APP处理能保持鲜切莲藕贮藏期间外观和营养品质。此外, 不同浓度苹果多酚处理对鲜切莲藕的褐变抑制和品质保持存在差异, 其效果依次为0.1%> 0.3%> 0.5%。

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