檸檬酸處理對鮮切粉葛褐化保鮮效果研究

張魯斌　宋康華　谷會　賈志偉　常金梅　洪克前　候曉婉

摘 要 研究檸檬酸處理對鮮切粉葛護色效果的影響，將鮮切粉葛分別放入0.5%、1.0%、1.5%檸檬酸溶液浸泡15 min后瀝干，放置塑料托盤中，用聚乙烯保鮮膜包裝后置于5 ℃恒溫恒濕箱中貯藏，定期取樣測定相關生理指標。結果表明，不同濃度檸檬酸處理能有效減輕鮮切粉葛的褐變程度，以0.5%檸檬酸處理效果較好，能顯著降低PAL活性和總酚含量，抑制PPO和POD活性，減少丙二醛積累，保持較低的LOX活性，從而延緩鮮切粉葛的褐變，同時提高了總黃酮含量，減少淀粉、可溶性蛋白等營養(yǎng)物質的損失，有助于保持粉葛的良好品質。適宜濃度檸檬酸預處理可顯著減輕鮮切粉葛褐變程度，維持較好的營養(yǎng)品質。研究結果為鮮切粉葛護色工藝提供參考。

關鍵詞 檸檬酸；鮮切粉葛；褐化；營養(yǎng)品質

中圖分類號 TS205 文獻標識碼 A

Abstract The effect of citric acid treatment on the inhibition of browning of fresh-cut pueraria was studied in this paper. Fresh-cut pueraria was dipped into 0.5%， 1.0%， 1.5% citric acid solution respectively for 15 min and then were drained and packed with polyethylene and stored at constant temperature 5 ℃. The physiological indices related to pueraria quality were evaluated. The results showed that， compared with the control group， the browning of fresh-cut pueraria was inhibited to different degree by dealing with different concentration of citric acid， and the treatment of 0.5% citric acid was the best； The the activity of PAL， total phenol content， and activity of PPO and POD was inhibited， the accumulation of malondialdehyde was reduced， thus the browning of fresh-cut pueraria delayed. Besides， the treatment of 0.5% citric acid could reduce the loss of nutrients by maintaining high content of total flavonoid and less loss of starch， and soluble protein.

Key words Citric acid； fresh-cut pueraria； browning； nutrition quality

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.06.026

粉葛（Puerariae thomsonii Radix）為葛屬植物葛的變種甘葛藤Pueraria thomsonii Benth的干燥根，盛產于中國南方山區(qū)，富含淀粉、異黃酮類物質及鈣、硒、鐵等十多種人體所必需的微量元素，其性平，味甘、辛，具有解肌退熱、生津止渴、透發(fā)斑疹的功效[1]，是一種藥食同源的天然植物資源。粉葛素有“南葛北參”和“南方人參”之美譽[2]。現代藥理研究認為總黃酮為粉葛的主要活性成分，具有降低血壓、抗氧化、抗癌等作用[3]。

鮮切粉葛是將新鮮粉葛清洗、去皮、切分、包裝后可直接烹調食用的一種加工產品，近年來由于其較高的營養(yǎng)價值及方便、可食率高等特點而備受推崇。然而粉葛切割后很容易發(fā)生酶促褐變，嚴重影響產品感官品質和內在質量，縮短貨架期，因而抑制酶促褐變是保持鮮切果蔬褐變的一個重要途徑。之前常用硫化物來防止褐變，但用硫化物處理后不但降低產品營養(yǎng)品質，其殘留也對人體健康造成隱患。檸檬酸是目前食品中應用最廣泛的酸味劑，具有溶解快、酸味正、毒性弱等特點，對產品具有防腐、抗氧化增效、減輕褐變度、護色和穩(wěn)定品質等作用，在食品工業(yè)中被廣泛應用[4]。檸檬酸代謝對鮮切果蔬的成熟衰老具有重要的生理意義，范林林等[5]研究表明，檸檬酸能有效抑制鮮切蘋果的褐變，還能改善鮮切蘋果的風味；王秋成等[6]用1.5%檸檬酸處理鮮切蓮藕可顯著抑制其酶促褐變。檸檬酸處理可顯著抑制貯藏初期因鮮切加工而誘導的酚類化合物的顯著合成和積累，延緩貯藏后期菜體中功能性成分的損失。但將檸檬酸應用于鮮切粉葛褐化上目前尚未見有關報道。

本研究就不同質量分數的檸檬酸處理對鮮切粉葛褐化的保鮮效果進行了探討，以期選擇出最佳濃度配方，對鮮切粉葛護色工藝配方篩選具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料 粉葛，購自湛江寸金農貿市場，挑選新鮮、大小均勻、無損傷、無病害的粉葛；25 cm×17 cm×7 cm的PP塑料托盤購自山東恒信基塑業(yè)股份有限公司；0.05 mm厚度聚乙烯保鮮膜購自國家農產品保鮮工程中心。

1.1.2 儀器 UV-1700型紫外-可見分光光度計、Thermo-scientific臺式冷凍離心機、HH-S4型電熱恒溫水浴鍋、ME303電子天平

1.2 方法

1.2.1 材料處理 將粉葛清洗后用滅菌的工具去皮、切分成1 cm見方的小塊，分別用1.0%的二氧化氯進行二次清洗；之后分別放在蒸餾水、0.5%、1.0%、1.5%檸檬酸（食用級）溶液中浸泡10 min，瀝干之后裝入塑料托盤中，每個托盤約裝100 g粉葛；然后用聚乙烯保鮮膜封口包裝并置于5 ℃恒溫恒濕箱中貯藏，每隔2 d取樣一次，用于測定各項指標，每組樣品每次各取一托盤。

1.2.2 指標測定 褐變度測定參考譚誼談等[7]方法，以A410 nm×10表示褐變度。

總酚含量測定參考Chu等[8]方法 ，結果以μg/g表示。

PAL活性測定參照譚誼談等[9]方法，結果以0.01ΔA290/（h.g）表示，即每小時每克鮮樣反應體系吸光度值每增加0.01為1個PAL活性單位（U）。

多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性測定參照譚誼談等[9]的方法并加以改進，以1 min內吸光度變化0.01為1個酶活力單位（U）。

過氧化物酶（Peroxidase，POD）活性測定采用愈創(chuàng)木酚氧化法，以每分鐘在470 nm處吸光度變化0.01為1個酶活單位，結果以U/（g.min）計。

脂氧合酶（Lipoxygenase，LOX）活性的測定參考陳昆松等[10]的方法并有所改進，結果以U/（g.min）計。

丙二醛（malondialdehyde MDA）含量測定參照張魯斌等[11]方法，結果以μmol/g表示。

淀粉含量測定方法參照碘-淀粉比色法[12]，結果以%表示。

可溶性蛋白含量測定參照鄧麗莉等[13]方法，結果以μg/g表示。

總黃酮含量應用甲醇浸提，具體參考張棋等[14]方法測定，結果以mg/g表示。

1.3 數據分析

取重復測定的數據均值，結果以x±s表示，采用Excel 2003統(tǒng)計分析軟件進行基礎數據整理、分析與作圖，利用SPSS.15進行差異顯著性檢驗，p<0.05表示差異顯著，p<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 檸檬酸處理對鮮切粉葛褐變度的影響

褐變度是酚類物質被酚酶氧化成褐色聚合物的表現。圖1表明，隨著貯藏時間的延長，粉葛切分后褐變度呈增加趨勢。4 d時不同處理之間褐變程度出現差異，1.0%和1.5%檸檬酸處理的褐變度均顯著低于對照（p<0.05），0.5%檸檬酸處理的褐變度極顯著低于對照（p<0.01），按照褐變程度的高低順序依次為：對照>1.0%檸檬酸>1.5%檸檬酸>0.5%檸檬酸。且4 d后0.5%檸檬酸處理的粉葛褐變度上升最為緩慢，對照褐變度上升最快，在8 d內前者褐變程度均極顯著低于后者（p<0.01）。

2.2 檸檬酸處理對PAL和總酚含量的影響

PAL能夠將苯丙氨酸分解成酚類和類黃酮等，而酚類和類黃酮作為褐變的底物可以被酚酶所氧化形成褐色聚合物導致褐變的發(fā)生[15]。果蔬被鮮切后PAL活性不斷上升，加速酚類物質合成，引起總酚含量增加，同時總酚參加酶促褐變被氧化，導致總酚含量出現下降[16]。鮮切粉葛的褐變主要發(fā)生在近皮部位和中部的脈管中，褐變發(fā)生與酚類物質的含量緊密相關。圖2-A表明，鮮切粉葛貯藏期間，對照PAL活性呈現不斷上升的趨勢，0.5%檸檬酸處理極顯著降低PAL活性（p<0.01）；1.0%檸檬酸處理在前6 d極顯著提高了PAL活性（p<0.01），之后PAL活性顯著低于對照（p<0.05）；1.5%檸檬酸處理在6 d內PAL活性略高于對照，6 d后極顯著低于對照（p<0.01）；6 d時0.5%檸檬酸處理PAL活性為230 U/（h.g），對照處理為265 U/（h.g），二者差異顯著（p<0.05）。同時與此對應，在貯藏初期6 d內，0.5%檸檬酸處理極顯著降低了總酚含量（p<0.01），但總體呈上升趨勢；而1.5%檸檬酸處理和1.0%檸檬酸處理則相應促進了總酚的合成，隨后總酚含量均略有下降圖2-B。由此可見，0.5%檸檬酸處理可通過降低PAL的活性，進而減少總酚積累，抑制粉葛褐變。這與“低濃度檸檬酸抑制雷公藤愈傷組織褐化、促進活性成分內酯醇的合成”相一致[17]。

2.3 檸檬酸處理對PPO和POD活性的影響

PPO和POD是果蔬褐變過程中重要的2種酶，PPO可催化酚類物質氧化形成褐色化合物，POD可在H2O2存在的條件下氧化酚類物質形成褐變[18]。由圖3-A可知，PPO活性在整個貯藏過程中呈現先升后降再升的趨勢，2 d時對照處理PPO活性出現峰值3 767.5 U/（g.min），1.0%檸檬酸處理出現峰值為3 649.167 U/（g.min），二者差異不顯著（p>0.05）；1.5%檸檬酸處理出現峰值為2 838.75 U/（g.min），極顯著低于對照（p<0.01）；0.5%檸檬酸處理的粉葛PPO活性高峰出現在貯藏4 d時，達到最大值3 512.5 U/（g.min），之后緩慢下降。不同處理對PPO活性的抑制效果依次為1.5%檸檬酸>0.5%檸檬酸>1.0%檸檬酸>對照。圖3-B表明，隨著檸檬酸濃度遞增，其POD活性呈遞減的趨勢，以1.5%檸檬酸處理的粉葛POD活性最低，這可能與調節(jié)PPO和POD反應的最適pH密切相關，但溶液的酸化或堿化對PPO活性的影響在褐化中并非起主導作用[19]。此外，檸檬酸還能通過絡合PPO的輔基Cu2+來抑制PPO活性，同時作為金屬離子的螯合劑，使POD缺乏輔酶而降低活性[20]。

2.4 檸檬酸處理對脂氧合酶（LOX）活性、丙二醛含量的影響

果蔬鮮切會導致活性氧的產生或者激活脂氧合酶來加劇膜脂氧化損傷，在荸薺[21]、梨[22]中曾有報道稱，脂氧合酶通過促進膜脂過氧化來加劇褐變進程，而MDA是膜脂過氧化的產物，其含量的高低可衡量細胞膜氧化程度和對逆境反應的強弱[23]。由圖4-A可知，0.5%檸檬酸和1.0%檸檬酸處理顯著抑制鮮切粉葛整個貯藏過程中的LOX活性；鮮切粉葛整個貯藏過程中丙二醛含量總體呈現上升的趨勢（圖4-B），不同濃度檸檬酸處理均減少了丙二醛的積累。與0 d相比，10 d時0.5%檸檬酸處理、1.0%檸檬酸處理、1.5%檸檬酸處理、對照處理丙二醛含量分別為0.769、1.099、1.098、1.379 nnol/g，即0.5%檸檬酸處理的丙二醛含量最低，其次為1.0%和1.5%檸檬酸處理，均顯著低于對照（p<0.05）。

2.5 檸檬酸處理對粉葛淀粉、可溶性蛋白及總黃酮含量的影響

粉葛中淀粉含量較高，是粉葛最主要的初加工產品，是衡量其品質的重要指標[24]。圖5-A表明，鮮切粉葛貯藏期間淀粉含量總體呈先升后降再升的趨勢，對照、1.0%檸檬酸和1.5%檸檬酸處理的粉葛淀粉含量在4 d時達到最低，分別為1.036%、1.227%和1.168%，貯藏后期淀粉含量有所上升；0.5%檸檬酸處理在6 d時淀粉含量達到最低，為1.135%，均顯著高于對照淀粉含量的最低值（p<0.05），可見不同濃度檸檬酸處理可有效減少淀粉損失，使粉葛維持較高的淀粉含量?？扇苄缘鞍自谥参矬w內起著維持滲透壓和抗脫水的作用，其含量與植物的代謝和衰老密切相關，同時可溶性蛋白含量也是評價葛根營養(yǎng)價值高低的重要標準之一[25]。在鮮切粉葛貯藏過程中，對照處理可溶性蛋白含量呈先降后升的趨勢，不同濃度檸檬酸處理均顯著降低鮮切粉葛可溶性蛋白含量，貯藏10 d鮮切粉葛的可溶性蛋白含量依次為對照>1.5%檸檬酸>0.5%檸檬酸>1.0%檸檬酸（圖5-B），0.5%檸檬酸處理可減少可溶性蛋白的損失。黃酮類物質是粉葛中最主要的有效成分，切割處理能誘導黃酮類物質的合成和積累[26]。鮮切粉葛在貯藏過程中總黃酮含量呈現先上升后下降的趨勢（圖5-C），不同濃度檸檬酸處理均誘導總黃酮的積累，1.0%檸檬酸處理2 d時誘導總黃酮大量積累，達到0.066 mg/g，為對照的7倍，之后緩慢增加，至第8天達到峰值；而0.5%檸檬酸處理和1.5%檸檬酸處理的總黃酮含量2 d時分別為0.019、0.017 mg/g，是對照的2.8倍和2.5倍，之后不斷增加，在6 d時達到峰值，且均顯著高于對照（p<0.05）。

3 結論

鮮切粉葛在5 ℃的低溫貯藏過程中，0.5%、1.0%、1.5%檸檬酸預處理能抑制PAL活性，進而降低總酚含量，抑制鮮切粉葛的褐化，以0.5%檸檬酸效果最佳，1.5%檸檬酸次之。

隨著檸檬酸處理濃度的增大，其對粉葛POD活性的抑制作用不斷增強，以1.5%檸檬酸處理的POD活性最低，0.5%檸檬酸處理在一定程度上降低了POD活性；不同濃度檸檬酸處理對PPO的抑制作用按大小順序為1.5%檸檬酸>0.5%檸檬酸>1.0%檸檬酸>對照，0.5%檸檬酸處理可通過抑制POD和PPO活性來延緩酚類物質被氧化的速度，但并不是抑制粉葛褐化的主導原因。

不同濃度檸檬酸能夠顯著降低鮮切粉葛貯藏過程中丙二醛的含量，保持較低的LOX活性，以0.5%檸檬酸效果最佳，1.0%、1.5%檸檬酸次之。

0.5%檸檬酸處理能夠減少淀粉、可溶性蛋白質等營養(yǎng)物質的損失，并能提高活性物質黃酮類化合物的含量，是一種無硫抗褐變劑的較佳選擇。

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