柠檬酸处理对鲜切粉葛褐化保鲜效果研究

张鲁斌　宋康华　谷会　贾志伟　常金梅　洪克前　候晓婉

摘 要 研究柠檬酸处理对鲜切粉葛护色效果的影响，将鲜切粉葛分别放入0.5%、1.0%、1.5%柠檬酸溶液浸泡15 min后沥干，放置塑料托盘中，用聚乙烯保鲜膜包装后置于5 ℃恒温恒湿箱中贮藏，定期取样测定相关生理指标。结果表明，不同浓度柠檬酸处理能有效减轻鲜切粉葛的褐变程度，以0.5%柠檬酸处理效果较好，能显著降低PAL活性和总酚含量，抑制PPO和POD活性，减少丙二醛积累，保持较低的LOX活性，从而延缓鲜切粉葛的褐变，同时提高了总黄酮含量，减少淀粉、可溶性蛋白等营养物质的损失，有助于保持粉葛的良好品质。适宜浓度柠檬酸预处理可显著减轻鲜切粉葛褐变程度，维持较好的营养品质。研究结果为鲜切粉葛护色工艺提供参考。

关键词 柠檬酸；鲜切粉葛；褐化；营养品质

中图分类号 TS205 文献标识码 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）為葛属植物葛的变种甘葛藤Pueraria thomsonii Benth的干燥根，盛产于中国南方山区，富含淀粉、异黄酮类物质及钙、硒、铁等十多种人体所必需的微量元素，其性平，味甘、辛，具有解肌退热、生津止渴、透发斑疹的功效[1]，是一种药食同源的天然植物资源。粉葛素有“南葛北参”和“南方人参”之美誉[2]。现代药理研究认为总黄酮为粉葛的主要活性成分，具有降低血压、抗氧化、抗癌等作用[3]。

鲜切粉葛是将新鲜粉葛清洗、去皮、切分、包装后可直接烹调食用的一种加工产品，近年来由于其较高的营养价值及方便、可食率高等特点而备受推崇。然而粉葛切割后很容易发生酶促褐变，严重影响产品感官品质和内在质量，缩短货架期，因而抑制酶促褐变是保持鲜切果蔬褐变的一个重要途径。之前常用硫化物来防止褐变，但用硫化物处理后不但降低产品营养品质，其残留也对人体健康造成隐患。柠檬酸是目前食品中应用最广泛的酸味剂，具有溶解快、酸味正、毒性弱等特点，对产品具有防腐、抗氧化增效、减轻褐变度、护色和稳定品质等作用，在食品工业中被广泛应用[4]。柠檬酸代谢对鲜切果蔬的成熟衰老具有重要的生理意义，范林林等[5]研究表明，柠檬酸能有效抑制鲜切苹果的褐变，还能改善鲜切苹果的风味；王秋成等[6]用1.5%柠檬酸处理鲜切莲藕可显著抑制其酶促褐变。柠檬酸处理可显著抑制贮藏初期因鲜切加工而诱导的酚类化合物的显著合成和积累，延缓贮藏后期菜体中功能性成分的损失。但将柠檬酸应用于鲜切粉葛褐化上目前尚未见有关报道。

本研究就不同质量分数的柠檬酸处理对鲜切粉葛褐化的保鲜效果进行了探讨，以期选择出最佳浓度配方，对鲜切粉葛护色工艺配方筛选具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料 粉葛，购自湛江寸金农贸市场，挑选新鲜、大小均匀、无损伤、无病害的粉葛；25 cm×17 cm×7 cm的PP塑料托盘购自山东恒信基塑业股份有限公司；0.05 mm厚度聚乙烯保鲜膜购自国家农产品保鲜工程中心。

1.1.2 仪器 UV-1700型紫外-可见分光光度计、Thermo-scientific台式冷冻离心机、HH-S4型电热恒温水浴锅、ME303电子天平

1.2 方法

1.2.1 材料处理 将粉葛清洗后用灭菌的工具去皮、切分成1 cm见方的小块，分别用1.0%的二氧化氯进行二次清洗；之后分别放在蒸馏水、0.5%、1.0%、1.5%柠檬酸（食用级）溶液中浸泡10 min，沥干之后装入塑料托盘中，每个托盘约装100 g粉葛；然后用聚乙烯保鲜膜封口包装并置于5 ℃恒温恒湿箱中贮藏，每隔2 d取样一次，用于测定各项指标，每组样品每次各取一托盘。

1.2.2 指标测定 褐变度测定参考谭谊谈等[7]方法，以A410 nm×10表示褐变度。

总酚含量测定参考Chu等[8]方法 ，结果以μg/g表示。

PAL活性测定参照谭谊谈等[9]方法，结果以0.01ΔA290/（h.g）表示，即每小时每克鲜样反应体系吸光度值每增加0.01为1个PAL活性单位（U）。

多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性测定参照谭谊谈等[9]的方法并加以改进，以1 min内吸光度变化0.01为1个酶活力单位（U）。

过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性测定采用愈创木酚氧化法，以每分钟在470 nm处吸光度变化0.01为1个酶活单位，结果以U/（g.min）计。

脂氧合酶（Lipoxygenase，LOX）活性的测定参考陈昆松等[10]的方法并有所改进，结果以U/（g.min）计。

丙二醛（malondialdehyde MDA）含量測定参照张鲁斌等[11]方法，结果以μmol/g表示。

淀粉含量测定方法参照碘-淀粉比色法[12]，结果以%表示。

可溶性蛋白含量测定参照邓丽莉等[13]方法，结果以μg/g表示。

总黄酮含量应用甲醇浸提，具体参考张棋等[14]方法测定，结果以mg/g表示。

1.3 数据分析

取重复测定的数据均值，结果以x±s表示，采用Excel 2003统计分析软件进行基础数据整理、分析与作图，利用SPSS.15进行差异显著性检验，p<0.05表示差异显著，p<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 柠檬酸处理对鲜切粉葛褐变度的影响

褐变度是酚类物质被酚酶氧化成褐色聚合物的表现。图1表明，随着贮藏时间的延长，粉葛切分后褐变度呈增加趋势。4 d时不同处理之间褐变程度出现差异，1.0%和1.5%柠檬酸处理的褐变度均显著低于对照（p<0.05），0.5%柠檬酸处理的褐变度极显著低于对照（p<0.01），按照褐变程度的高低顺序依次为：对照>1.0%柠檬酸>1.5%柠檬酸>0.5%柠檬酸。且4 d后0.5%柠檬酸处理的粉葛褐变度上升最为缓慢，对照褐变度上升最快，在8 d内前者褐变程度均极显著低于后者（p<0.01）。

2.2 柠檬酸处理对PAL和总酚含量的影响

PAL能够将苯丙氨酸分解成酚类和类黄酮等，而酚类和类黄酮作为褐变的底物可以被酚酶所氧化形成褐色聚合物导致褐变的发生[15]。果蔬被鲜切后PAL活性不断上升，加速酚类物质合成，引起总酚含量增加，同时总酚参加酶促褐变被氧化，导致总酚含量出现下降[16]。鲜切粉葛的褐变主要发生在近皮部位和中部的脉管中，褐变发生与酚类物质的含量紧密相关。图2-A表明，鲜切粉葛贮藏期间，对照PAL活性呈现不断上升的趋势，0.5%柠檬酸处理极显著降低PAL活性（p<0.01）；1.0%柠檬酸处理在前6 d极显著提高了PAL活性（p<0.01），之后PAL活性显著低于对照（p<0.05）；1.5%柠檬酸处理在6 d内PAL活性略高于对照，6 d后极显著低于对照（p<0.01）；6 d时0.5%柠檬酸处理PAL活性为230 U/（h.g），对照处理为265 U/（h.g），二者差异显著（p<0.05）。同时与此对应，在贮藏初期6 d内，0.5%柠檬酸处理极显著降低了总酚含量（p<0.01），但总体呈上升趋势；而1.5%柠檬酸处理和1.0%柠檬酸处理则相应促进了总酚的合成，随后总酚含量均略有下降图2-B。由此可见，0.5%柠檬酸处理可通过降低PAL的活性，进而减少总酚积累，抑制粉葛褐变。这与“低浓度柠檬酸抑制雷公藤愈伤组织褐化、促进活性成分内酯醇的合成”相一致[17]。

2.3 柠檬酸处理对PPO和POD活性的影响

PPO和POD是果蔬褐变过程中重要的2种酶，PPO可催化酚类物质氧化形成褐色化合物，POD可在H2O2存在的条件下氧化酚类物质形成褐变[18]。由图3-A可知，PPO活性在整个贮藏过程中呈现先升后降再升的趋势，2 d时对照处理PPO活性出现峰值3 767.5 U/（g.min），1.0%柠檬酸处理出现峰值为3 649.167 U/（g.min），二者差异不显著（p>0.05）；1.5%柠檬酸处理出现峰值为2 838.75 U/（g.min），极显著低于对照（p<0.01）；0.5%柠檬酸处理的粉葛PPO活性高峰出现在贮藏4 d时，达到最大值3 512.5 U/（g.min），之后缓慢下降。不同处理对PPO活性的抑制效果依次为1.5%柠檬酸>0.5%柠檬酸>1.0%柠檬酸>对照。图3-B表明，随着柠檬酸浓度递增，其POD活性呈递减的趋势，以1.5%柠檬酸处理的粉葛POD活性最低，这可能与调节PPO和POD反应的最适pH密切相关，但溶液的酸化或碱化对PPO活性的影响在褐化中并非起主导作用[19]。此外，柠檬酸还能通过络合PPO的辅基Cu2+来抑制PPO活性，同时作为金属离子的螯合剂，使POD缺乏辅酶而降低活性[20]。

2.4 柠檬酸处理对脂氧合酶（LOX）活性、丙二醛含量的影响

果蔬鲜切会导致活性氧的产生或者激活脂氧合酶来加剧膜脂氧化损伤，在荸荠[21]、梨[22]中曾有报道称，脂氧合酶通过促进膜脂过氧化来加剧褐变进程，而MDA是膜脂过氧化的产物，其含量的高低可衡量细胞膜氧化程度和对逆境反应的强弱[23]。由图4-A可知，0.5%柠檬酸和1.0%柠檬酸处理显著抑制鲜切粉葛整个贮藏过程中的LOX活性；鲜切粉葛整个贮藏过程中丙二醛含量总体呈现上升的趋势（图4-B），不同浓度柠檬酸处理均减少了丙二醛的积累。与0 d相比，10 d时0.5%柠檬酸处理、1.0%柠檬酸处理、1.5%柠檬酸处理、对照处理丙二醛含量分别为0.769、1.099、1.098、1.379 nnol/g，即0.5%柠檬酸处理的丙二醛含量最低，其次为1.0%和1.5%柠檬酸处理，均显著低于对照（p<0.05）。

2.5 柠檬酸处理对粉葛淀粉、可溶性蛋白及总黄酮含量的影响

粉葛中淀粉含量较高，是粉葛最主要的初加工产品，是衡量其品质的重要指标[24]。图5-A表明，鲜切粉葛贮藏期间淀粉含量总体呈先升后降再升的趋势，对照、1.0%柠檬酸和1.5%柠檬酸处理的粉葛淀粉含量在4 d时达到最低，分别为1.036%、1.227%和1.168%，贮藏后期淀粉含量有所上升；0.5%柠檬酸处理在6 d时淀粉含量达到最低，为1.135%，均显著高于对照淀粉含量的最低值（p<0.05），可见不同浓度柠檬酸处理可有效减少淀粉损失，使粉葛维持较高的淀粉含量。可溶性蛋白在植物体内起着维持渗透压和抗脱水的作用，其含量与植物的代谢和衰老密切相关，同时可溶性蛋白含量也是评价葛根营养价值高低的重要标准之一[25]。在鲜切粉葛贮藏过程中，对照处理可溶性蛋白含量呈先降后升的趋势，不同浓度柠檬酸处理均显著降低鲜切粉葛可溶性蛋白含量，贮藏10 d鲜切粉葛的可溶性蛋白含量依次为对照>1.5%柠檬酸>0.5%柠檬酸>1.0%柠檬酸（图5-B），0.5%柠檬酸处理可减少可溶性蛋白的损失。黄酮类物质是粉葛中最主要的有效成分，切割处理能诱导黄酮类物质的合成和积累[26]。鲜切粉葛在贮藏过程中总黄酮含量呈现先上升后下降的趋势（图5-C），不同浓度柠檬酸处理均诱导总黄酮的积累，1.0%柠檬酸处理2 d时诱导总黄酮大量积累，达到0.066 mg/g，为对照的7倍，之后缓慢增加，至第8天达到峰值；而0.5%柠檬酸处理和1.5%柠檬酸处理的总黄酮含量2 d时分别为0.019、0.017 mg/g，是对照的2.8倍和2.5倍，之后不断增加，在6 d时达到峰值，且均显著高于对照（p<0.05）。

3 结论

鲜切粉葛在5 ℃的低温贮藏过程中，0.5%、1.0%、1.5%柠檬酸预处理能抑制PAL活性，进而降低总酚含量，抑制鲜切粉葛的褐化，以0.5%柠檬酸效果最佳，1.5%柠檬酸次之。

随着柠檬酸处理浓度的增大，其对粉葛POD活性的抑制作用不断增强，以1.5%柠檬酸处理的POD活性最低，0.5%柠檬酸处理在一定程度上降低了POD活性；不同浓度柠檬酸处理对PPO的抑制作用按大小顺序为1.5%柠檬酸>0.5%柠檬酸>1.0%柠檬酸>对照，0.5%柠檬酸处理可通过抑制POD和PPO活性来延缓酚类物质被氧化的速度，但并不是抑制粉葛褐化的主导原因。

不同浓度柠檬酸能够显著降低鲜切粉葛贮藏过程中丙二醛的含量，保持较低的LOX活性，以0.5%柠檬酸效果最佳，1.0%、1.5%柠檬酸次之。

0.5%柠檬酸处理能够减少淀粉、可溶性蛋白质等营养物质的损失，并能提高活性物质黄酮类化合物的含量，是一种无硫抗褐变剂的较佳选择。

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