热处理对鲜切甘薯保鲜效果及抗氧化系统的影响

梁振华，黎萍，李恒锐，何文，刘连军，杨海霞*

广西南亚热带农业科学研究所（崇左 532415）

甘薯又称番薯、红薯、甘薯、红苔、白薯、地瓜等。甘薯的块根是贮藏养分的器官，也是供食用的部分，富含淀粉、糖类和纤维素等，其地下块茎顶分枝末端膨大成卵球形的块茎，营养价值较高，而且具有一定的药用价值[1]。甘薯因具有营养全面、适应性强、产量高、适宜加工等特点被许多国家当作主食。随着生活节奏的加快，以及饮食结构的改变，鲜切甘薯以其新鲜、清洁、方便等特点也越来越被国人所青睐。但是甘薯由于切割作用使在加工过程中因切分等原因导致的机械损伤会引起组织破损。甘薯内部成分暴露在空气中容易发生褐变反应，从而使其色泽发生改变。再者，由于与外界接触，大量微生物繁殖，会导致出现较严重的腐烂现象，易产生褐变等一系列不良的生理生化反应，降低甘薯的商品价值和食用价值[2]。热处理是鲜切果蔬重要的保鲜方法，安全、无毒、有效，具有巨大的应用及推广价值。目前对油桃[3]、苹果[4]等均有研究报道，然而热处理对鲜切甘薯的品质与抗氧化影响的研究还未见报道，是其走向市场最基本也是最重要的一步。因此，探究适合鲜切甘薯的贮藏保鲜技术显得尤为重要。

1 材料和方法

1.1 材料和试剂

原料：新鲜甘薯（西瓜红），市售。选择薯块色泽正常，薯形完整，清洗，去皮，并切分成1～1.5 cm厚的薄片，分别在处理A（50 ℃的干热空气中处理10 min）、处理B（70 ℃的热水中处理2 min）、处理C（90 ℃的湿热空气中处理1 min）、处理D空白对照（CK）下处理，每种热处理方式处理10 kg甘薯，分为5小组，每小组2 kg，用食品保鲜袋盛装；随后将各处理甘薯贮藏在控温箱中，温度为0 ℃，相对湿度为80%。在贮藏期间每隔3 d取样进行相关指标的测定。

试验试剂：钠石灰、NaOH溶液、草酸溶液、饱和BaCl2溶液、EDTA-Na2溶液、酚酞指示剂、正丁醇、三氯乙酸溶液、硫代巴比妥酸溶液、pH 6.0和pH 7.0以及pH 7.8的磷酸缓冲液等。

1.2 测定指标与方法

1.2.1 呼吸强度的测定

采用碱液吸收法[5]。将鲜切甘薯在真空干燥器中放置一段时间，并用定量碱液吸收其呼吸所释放出来的CO2；然后加入指示剂，用草酸溶液滴定剩余的碱，从而计算出鲜切甘薯呼吸所释放出的CO2含量，即可求出其呼吸强度的大小。

1.2.2 水分含量、失重率、腐烂率测定

水分含量采用直接干燥法，在95～105 ℃烘箱中对鲜切甘薯进行干燥，干燥前后质量的差值与原质量之比即为样品中的水分含量。失重率采用称量法，测出热处理前和热处理后鲜切甘薯的质量，则可求出因蒸腾失水而失重的百分率：

1.2.3 生理指标测定

生理指标测定。每个样品重复3次，用于各指标测定。H2O2、O2-·（超氧阴离子）含量、SOD（超氧化物歧化酶）活性、POD（过氧化物酶）活性、CAT（过氧化氢酶）活性参考参照高俊凤[6]的方法测定。

1.2.4 数据处理

数据处理采用Excel和DPS软件作图及数据的分析。

2 结果与分析

2.1 不同热处理对鲜切甘薯呼吸强度的影响

呼吸作用是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程，也是甘薯在切分之后使营养品质发生变化最重要的影响因素[7]。

如图1所示，贮藏初期，所有处理组及处理CK鲜切甘薯呼吸强度均有所下降；贮藏第3～第15天，各处理组的呼吸强度呈平缓上升的趋势，而处理CK则呈急剧上升的趋势；在3种热处理方式中，处理B的甘薯其呼吸强度最强，处理A的甘薯其呼吸强度最弱，即呼吸强度的大小为处理B＞处理C＞处理A。说明处理A在一定程度上可以抑制鲜切甘薯的呼吸强度，且呼吸速率低于处理CK及其它处理组，效果最好。

图1 不同处理对甘薯呼吸强度的影响

2.2 不同处理对鲜切甘薯水分含量的影响

如图2所示，贮藏期间，甘薯的水分含量总体呈下降趋势，贮藏结束时，虽然经不同热处理的甘薯含水量均有所下降，但下降程度有所不同。贮藏至第15天时，水分含量最终下降至35%，52%，40%和45%。从整体上看，处理C的甘薯含水量要高于其它处理组，经过热水处理的鲜切甘薯含水量最低，处理A的次之；而处理D（CK）虽然在贮藏初期含水量高于其它处理，但随着贮藏期的延长，其水分含量急剧下降。这说明热处理可以显著降低鲜切甘薯的水分损失，且水分含量下降情况为处理CK＞处理B＞处理A＞处理C。

2.3 不同处理对甘薯失重率的影响

如图3所示，贮藏期间，甘薯的失重率都随着贮藏期的延长而增加，贮藏结束时，虽然各处理组鲜切甘薯的失重率均有所上升，但上升程度有所不同。在贮藏后期，处理CK和处理B失重率急剧上升，在贮藏过程中，处理CK甘薯的失重率始终高于各处理组。这说明热处理在一定程度上可以降低鲜切甘薯的失重率，且失重率的上升程度为处理CK＞处理B＞处理A＞处理C，即处理C质量损失最小，效果最好，但贮藏时间不能过长。

图2 不同处理对甘薯水分含量的影响

图3 不同热处理对甘薯失重率的影响

2.4 不同处理对甘薯腐烂率的影响

腐烂率是衡量甘薯贮藏效果的基本指标之一，包括软腐和霉变。甘薯一旦发生腐烂，其营养品质及感官质量都会严重下降。如图4所示，鲜切甘薯的腐烂率整体呈上升趋势，贮藏结束时，虽然各处理组甘薯的腐烂率均有所上升，但上升程度有所差异。贮藏15 d后，处理CK甘薯的腐烂率显著高于各处理组。这说明热处理在一定程度上可以降低鲜切甘薯的腐烂率，腐烂率的上升程度为处理CK＞处理B＞处理C＞处理A，处理A可以减少腐烂，效果最好。

图4 不同处理对甘薯腐烂率的影响

2.5 不同处理对甘薯花SOD、POD、CAT活性的影响

SOD是O2-·主要的清除剂，能将O2-·歧化为H2O2和O2-·，而CAT和POD是清除生物体内H2O2的关键酶类，从而抑制膜脂氧化，减少膜系统的伤害。

如图5所示，从贮藏那天起到第3天，各处理样品的SOD酶活性之间差异很微小，且呈现上升趋势；从贮藏第6天开始时各处理SOD酶活性开始下降，到贮藏至第15天时，SOD酶活性比对照高出13.7%，11.1%和12.6%。由此可以看出，虽然在贮藏中后期鲜切甘薯SOD酶活性都呈下降趋势，但与处理CK相比，各处理 SOD酶活性明显高于对照，其中处理A处理的甘薯SOD酶活性最大。

图5 不同处理对鲜切甘薯SOD酶活性的影响

如图6所示，从贮藏那天起到第6天，各处理的CAT酶活性之间差异不显著，且呈现上升趋势，到贮藏中后期甘薯CAT酶活性都呈下降趋势，但与各处理CK相比，各处理组CAT酶活性显著增加，其中处理A甘薯CAT酶活性值最高，对照处理活性最低，这说明在贮藏中后期，热处理减缓了鲜切甘薯中CAT酶活性的下降，且酶活性的下降趋势为处理CK＞处理B＞处理C＞处理A，处理A可以最大程度地减小鲜切甘薯内CAT酶活性的损失，提高抗氧化系统清除自由基的能力，有利于维持细胞膜的完整性，减轻褐变的发生，延长贮藏期。

图6 不同热对甘薯CAT酶活性的影响

如图7所示，在贮藏过程中各组样品的POD酶活性都呈现下降的趋势，但与处理CK相比，各处理组POD酶活性有所增加；贮藏第3～第6天，经热水处理的鲜切甘薯POD酶活性高于其它处理组；贮藏6 d之后，经热水处理的鲜切甘薯POD酶活性显著下降，而其它处理组酶活性下降较为平缓；从整体上看，热处理可以减缓鲜切甘薯中POD酶活性的下降，且干热和处理C处理鲜切甘薯对POD酶活性的影响较为相近；在贮藏中期，热水处理可以最大程度地保持鲜切甘薯内POD酶的活性，而在贮藏后期，干热空气处理效果最佳。

图7 不同热处理对鲜切甘薯POD酶活性的影响

2.6 不同处理对甘薯O2-·和H2O2含量的影响

如图8所示，随贮藏时间延长，各处理甘薯中O2

-·的产生速率都呈上升趋势，但是各处理组与对照上升的程度有所不同。在贮藏末期处理A甘薯O2

-·的产生速率明显低于其它各处理，而对照甘薯O2

-·的产生速率在整个贮藏过程中始终高于各处理组。这说明经过热处理的鲜切甘薯在一定程度上可以降低中O2

-·的产生速率，其中处理A可以最大程度地减少O2

-·的产生，从而减少羟胺反应的发生，有利于对细胞的保护，延长贮藏期。

图8 不同处理对鲜切甘薯O2-·含量的影响

如图9所示，各处理甘薯中随贮藏时间延长，H2O2含量呈现上升的趋势，但是各处理组与对照上升的程度有所不同。在贮藏后期对照甘薯的H2O2含量显著高于各处理组，这说明热处理在一定程度上可以降低甘薯中H2O2的含量，其中处理A甘薯中H2O2含量最低，效果最好。

图9 不同处理对甘薯H2O2含量的影响

3 讨论与结论

采后热处理是一种安全且无毒的物理方法，可以控制多种水果和蔬菜的病虫害，提高抗冷性，延缓衰老并保持品质[8]。热处理以适当的方式和温度杀死果蔬表面上的病原细菌，抑制病原细菌的活力，改变酶的活性，从而改变果蔬表面的结构特征，抑制果蔬腐烂，以达到保存保鲜的效果[9]。

通过试验表明，经50 ℃干热空气处理10 min的鲜切甘薯，除失重率、水分含量外其各方面指标都要优于各处理组，有利于贮藏期的延长。试验中，干热空气处理和热蒸汽处理维持了鲜切甘薯较高的水分含量，抑制了鲜切甘薯的呼吸作用，推迟了贮藏品质下降的时间，并能防止失重率和腐烂率的大幅增加，但湿热处理温度较高，容易使一些抗氧化酶（SOD酶、CAT酶、POD酶）失活，影响贮藏效果，而通过70 ℃的热水中2 min处理水分含量较高，这给微生物的生长提供了机会，鲜切甘薯在有水分存在的情况下，如经热水处理后，其营养成分更容易流失。这些因素都会使得鲜切甘薯贮藏期缩短。综上所述，50 ℃干热空气处理10 min对鲜切甘薯的保鲜效果最好，贮藏期最长。