植物酵素对茄子苹果抗氧化能力研究

沈孝霖

（长春理工大学　化学与环境工程学院，长春　130022）



植物酵素对茄子苹果抗氧化能力研究

沈孝霖

（长春理工大学化学与环境工程学院，长春130022）

摘要：抗氧化是延长蔬果贮藏时间的重要手段，传统的普通防腐剂对于人体存在危害。通过考察植物酵素、防腐剂、空白试样三种试样对茄子、苹果的失重率、褐变度、维生素C的含量和腐烂速度的影响，研究了植物酵素对于蔬果防腐的效果。通过称重、分光光度法得出相应的实验数据作为评价标准。实验结果得出，植物酵素可以有效减小植物的失重率、褐变度，并使植物腐烂速度变缓，对于维持维生素C含量无影响，具有一定的抗氧化能力，满足作为绿色防腐剂开发的基本要求。

关键词：植物；酵素；抗氧化能力

《全国蔬菜产业发展规划（2011-2020年）》预计，2020年中国蔬菜总需求量为5.9亿吨，比2010年增加8950万吨。中国是蔬果消费大国，然而蔬果在贮存时易被氧化，导致腐败并且失去食用价值。据全国政协经济委员会统计，中国每年果蔬腐烂的直接损失为约1000亿元。因此，减少由氧化导致蔬果腐烂的技术，具有重大的研究价值。

食品抗氧化剂是可以阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂，可以防止食品变色和营养物质被破坏，同时，还可防止有害物质产生而导致的食物中毒。目前使用较广的食品抗氧化剂主要是酚类物质，分为BHA（丁基羟基茴香醚）、BHT（二丁基羟基甲苯）、PG（没食子酸丙酯）、TBHQ（特丁基对苯二酚）和生育酚五种。通过实验探究，人们发现上述物质具有一定的生物毒性和致癌作用。BHA和BHT具有致癌作用，PG对于肾脏功能有损害，TBHQ可以导致生物体DNA损伤（具有致突变性）［1］。所以，开展对人体无害的的绿色抗氧化剂研制工作具有重要意义。

植物酵素是将数十种不同的蔬果、谷类、海藻类及菇类等植物，经自然发酵研制而成，保留了植物中的营养精华，含有多种酵素、寡糖、氨基酸［2］及多种维他命和矿物质，同时其本身为较小分子的营养素，可直接被人体迅速吸收、参与调节新陈代谢过程。相关研究结果表明植物酵素可产生丰富的SOD抗氧化酶成分，提高体内抗氧化能力［3］，进而增强免疫力。但植物酵素对于蔬果的抗氧化性能方面研究鲜有文献报道。本文研究了植物酵素在果蔬中的抗氧化作用，旨在为开发新型绿色防腐剂提供实验数据和理论依据。

1　植物酵素对蔬果抗氧化能力实验

1.1植物酵素的制备

将芹菜、西红柿、苹果、橘子、柠檬五种蔬果（芹菜、西红柿产自绍兴，苹果产自烟台，橘子产自黄岩）洗净并去除表皮附着的水滴后，切成1cm长的条状，各取500g于5000ml锥形瓶中，加糖600g，加水4000ml后于室内常温下密闭90天（2015.11.5-2016.2.3，室温变化范围在5℃～15℃）。过滤，取滤液备用。

1.2植物酵素对试样失重率的实验

本实验中，各取三份100g切成条状果蔬试样置于三个烧杯中。一份加入50ml蒸馏水作为空白对照。另外两份分别加入50ml普通防腐剂（1%浓度自行配制山梨酸钾溶液，下同）和1.1中制备的植物酵素。用保鲜膜封口，然后常温保存。分别贮存1天、4天、7天、10天时取出沥干后称重并记录。

苹果的操作方法同上。数据见表1和表2（横轴单位为天数，下同）。

表1　茄子失重率随时间变化实验数据

表2　苹果失重率随时间变化实验数据

1.3植物酵素对试样浊度的影响

本实验中，各取12份100g切成条状茄子置于12个烧杯中，分为3组，一组4份。第一组分别加入50ml蒸馏水作为空白对照。另外两组分别加入50ml普通防腐剂和50ml植物酵素。用保鲜膜封口，然后常温保存。分别于贮存1天、4天、7天、10天时取出，用捣碎机捣碎过滤得滤液，定容至100ml备用。取10ml滤液于浊度仪中测量浊度。

苹果的操作方法同上。数据见表3和表4（单位：NTU）。

表3　茄子浊度随时间变化实验数据

表4　苹果浊度随时间变化实验数据

1.4植物酵素对试样维生素C含量的影响

本实验中采用分光光度法测定蔬果中的维生素C含量［4］。

苹果的操作方法同上。数据见表5和表6（单位：mg/100g）。

表5　茄子维生素C含量随时间变化实验数据

表6　苹果维生素C含量随时间变化实验数据

1.5植物酵素对试样褐变度的影响

本实验中，取1.4中所得的滤液与分光光度计中测其吸光度值，以此来反映蔬果的褐变程度。具体方法同实验1.4。

苹果的操作方法同上。得到数据记录于表7和表8。

表7　茄子褐变度随时间变化实验数据

表8　苹果褐变度随时间变化实验数据

2　结果及讨论

2.1植物酵素对试样失重率的影响

蔬果中蕴含的水分会随保存时间延长而发生流失，因此失重率是衡量蔬果保鲜程度的一个重要指标。计算公式如下：

由表1和表2可见，空白试样的失重率随贮存时间延长上升较快，添加普通防腐剂的试样上升速度次之，添加了植物酵素的试样上升最平缓，而且在同时段内数值最低。这说明植物酵素在抑制蔬果脱水方面具有一定的优势。植物酵素有可能提升了水果内部含有水分的表面张力，减缓了水分散失。同时，植物酵素基团中的亲水基团可以吸引水分子，起到保持水分的作用。对于植物酵素的具体成分组成准备在接下来的研究中进行相关仪器分析。

2.2植物酵素对试样浊度的影响

浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。蔬果腐烂时微生物（主要是真菌）的代谢会产生絮状物质，使试样溶液的浊度值增加。因此本实验以此来衡量蔬果在不同环境下贮藏时被氧化所产生的杂质含量，通过不同时间内试样浊度值的变化来作为蔬果腐烂速度的参考。

由表3和表4得，空白式样的浊度数值上升最快而且同时段内数值最大。添加普通防腐剂的小组数值最小，添加植物酵素的小组数值稍高于防腐剂组。在相对时间内，空白试样组浊度数值上升速度最快，而普通防腐剂和植物酵素两组浊度上升速度几乎相同。由此可见，防腐剂和植物酵素对于抑制蔬果的腐烂具有较好的效果。

2.3植物酵素对试样维生素C含量的影响

维生素C是人体生理代谢必需的一种有机化合物［5］，但人体无法自身合成维生素C，必须通过外来摄入。通常蔬果中维生素C含量很丰富，维生素C含量也是衡量蔬果营养价值和保鲜程度的一个重要指标。

由表5和表6得，空白试样的维生素C含量随贮存时间延长下降趋势明显。添加普通防腐剂的小组10日内维生素C含量几乎不变。而添加植物酵素的小组维生素含量也呈明显下滑趋势，但较空白试样组缓和。由此可见，普通防腐剂在防止蔬果维生素C流失方面作用很明显，植物酵素在这点上效果不佳。由于维生素C具有强还原性，植物酵素中具有氧化性的小分子将维生素C氧化，因此茄子苹果试样中维生素C含量下降明显。

2.4植物酵素对试样褐变度的影响

蔬果发生褐变是水果被氧化的一种体现，这会影响蔬果的营养价值。褐变按其发生的机理分为酶促褐变和非酶促褐变两大类［6］。酶促褐变多发生在水果蔬菜等新鲜植物性食物中，是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。引起褐变的酶有多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）［7］。植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质。当组织破坏后氧就大量侵入，氧化还原反应之间（酚和醌的互变）的动态平衡被打破，于是发生了氧化产物醌的积累和进一步聚合及氧化，形成黑色。

非酶促褐变是食品在加工、贮藏过程中由于表面接触空气，其中酚类等物质在非酶促条件下被氧化而发生的显著颜色变化、趋向加深的现象。非酶褐变反应主要是指碳水化合物在热的作用下发生的一系列化学反应，产生了大量的有色成分和无色成分，挥发性和非挥发性成分。

正常由表7和表8数据所得，添加植物酵素的小组吸光度值在观测时段内都低于空白试样至少0.01个单位，这表明植物酵素在抑制蔬果褐变方面具有较好的效果。

3　结论

（1）植物酵素在降低蔬果失重率（水分散失）方面的效果最佳，10日内分别减少了茄子、苹果试样43.47%和57.58%的重量损失。在抑制树果腐烂程度和褐变度方面效果与普通防腐剂基本相同，分别为空白试样数值的82.35%、74.13%和91.79%和91.28%。但是无法有效抑制蔬果中维生素C随贮藏时间延长的流失。在这一方面还需进行深入研究和探讨。

（2）由上述数据可以证明植物酵素在抑制蔬果被氧化方面具有一定的作用，具有较好的防腐功能和保鲜功能。并且植物酵素是植物天然发酵所产生，不同于普通防腐剂中含有部分人工合成的化学物质，对于人体危害较小。因此，植物酵素有作为新型绿色防腐剂被开发的潜质。

（3）植物酵素具体成分和含量还需进行进一步分析。植物酵素与有关防腐剂的协同作用还有待进一步研究。

参考文献

［1］朱臻怡，冯民，熊华萱，等.食品中抗氧化剂的应用及其检测技术研究进展［J］.化学分析计量，2013，22（5）：104-108.

［2］郑重，孙琦，石永伟，等.高效液相色谱-串联质谱法直接定量分析植物酵素中多种氨基酸成分［J］.色谱，2015，33（3）：309-313.

［3］安晶晶.富硒SOD绿茶抗氧化效应的动物实验研究［D］.重庆：第三军医大学，2009：1-47.

［4］谷雪贤.蔬果中维生素C含量的检测方法［J］.广东化工，2010，37（7）：98-98.

［5］周颖君，阮晓琴，纪剑辉.水果VC含量的测定以及不同贮藏温度对VC含量的影响［J］.广州化工，2015（21）：119-121.

［6］刘红锦，徐为民，王静，等.果蔬的褐变及其控制方法［J］.食品研究与开发，2008，29（4）：159-162.

［7］崔堂兵，郭勇，张长远.植物组织培养中褐变现象的产生机理和克服方法［J］.广东农业科学，2001（3）：16-18.

The Research of Plant Enzymes Oxidation Resistance on Eggplants and Apples

SHEN Xiaolin
（School of Chemistry and Environmental Engineering，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022）

Abstract：Anti-oxidation is the key way to prolong storage time of vegetables and fruits，but normal preservative has negative effect on human's health. To study plant enzymes’oxidation resistance on vegetables and fruits，three groups of check test using plant enzymes，preservative and blank control were done. The check tests were designed to observe the plant enzymes' effect on vegetables and fruits’weight loss，degree of browning，Vitamin C content and rate of decay. Experimental data from weighing and spectrophotometry was used as evaluation criterion. Through the analysis of the experimental data，it can be concluded that plant enzymes are useful in decreasing weight loss，degree of browning and rate of decay，no effect been found in holding Vitamin C content. In conclusion，plant enzymes’oxidation resistance can be proved，the requirements of developing green preservative are met.

Key words：plant；enzyme；oxidation resistance

中图分类号：O69

文献标识码：A

文章编号：1672-9870（2016）02-0137-03

收稿日期：2015-10-13

作者简介：沈孝霖（1995-），男，本科，E-mail：andrew1309@sina.com