閆凱亞，張洪翠，蔡佳昂，王靜雯，張敏*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室(重慶)，重慶，400715) 3(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

間歇熱處理對鮮切甘薯貯藏品質(zhì)的影響

閆凱亞1,2,3，張洪翠1,2,3，蔡佳昂1,2,3，王靜雯1,2,3，張敏1,2,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室(重慶)，重慶，400715) 3(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

為研究間歇熱處理對鮮切甘薯貯藏品質(zhì)的影響，分別對鮮切甘薯進(jìn)行間歇熱處理(48 ℃/100 s+20 ℃/120 s+48 ℃/100 s+20 ℃/120 s+48 ℃/100 s+20 ℃/120 s)和連續(xù)熱處理(48 ℃/5 min)，室溫下晾干水分后用聚乙烯包裝袋包裝，10片為一袋，包裝后放入4 ℃、RH 90%～95%環(huán)境中貯藏，研究貯藏過程中甘薯的品質(zhì)變化規(guī)律。結(jié)果表明，貯藏至第12天，與對照組相比，連續(xù)熱處理組具有更小的色差、失重率和冷害指數(shù)，連續(xù)熱處理組超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、過氧化物酶(peroxidase, POD)、過氧化氫酶(catalase，CAT)活性分別是對照組的1.35、1.22、1.23倍，差異顯著(p<0.05)，表明連續(xù)熱處理組能夠減輕冷害提高貯藏品質(zhì)。間歇熱處理組色差和丙二醛含量分別為連續(xù)熱處理組的70.37%和66.37%，SOD、POD、CAT活性分別為連續(xù)熱處理組的1.21、1.27、1.29倍，差異顯著(p<0.05)。因此，間歇熱處理對鮮切甘薯的保鮮效果優(yōu)于連續(xù)熱處理組。

鮮切甘薯；間歇熱處理；貯藏品質(zhì)；冷害；抗氧化酶活性

甘薯富含淀粉、膳食纖維、可溶性糖、維生素等，是一種營養(yǎng)均衡的食品，也是我國重要的糧食作物之一。鮮切甘薯具有清潔衛(wèi)生、食用方便、品質(zhì)新鮮等優(yōu)點(diǎn)，然而，甘薯切割后呼吸消耗加劇，代謝反應(yīng)增強(qiáng)，營養(yǎng)品質(zhì)迅速下降，切割面易受微生物的侵害而腐敗。低溫冷藏能夠控制鮮切甘薯的生理生化變化，提高貯藏品質(zhì)，是極為有效的貯藏方法之一，但鮮切甘薯冷藏過程中容易發(fā)生冷害，主要表現(xiàn)為表面變暗、凹陷，呈水漬狀軟爛，造成鮮切甘薯品質(zhì)劣變，失去商品價(jià)值[1]。因此，鮮切甘薯急需能夠控制其冷害發(fā)生的保鮮技術(shù)。熱處理作為一種安全有效的物理保鮮技術(shù)，能夠減輕果蔬低溫貯藏過程中的冷害。研究表明，熱處理能提高獼猴桃的抗冷性[2]，有效提升黃花梨的活性氧清除能力[3]，誘導(dǎo)番茄抗氧化酶活性上升，減輕其冷害的發(fā)生[4]。楊虎清等[5]的研究表明，熱處理能減少低溫對甘薯細(xì)胞膜的傷害，抑制甘薯總抗氧化能力的下降，提高貯藏品質(zhì)。

間歇熱處理是熱處理過程中多次用常溫水回溫，該過程可以使果蔬體內(nèi)發(fā)生多次溫度變化，有助于應(yīng)激效應(yīng)的產(chǎn)生和積累，也能中斷熱應(yīng)力的積累，避免熱損傷的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，間歇熱處理能提高黃瓜[6]、血橙[7]等的抗氧化酶活性，具有更好的保鮮效果。間歇熱處理誘導(dǎo)的更強(qiáng)烈的應(yīng)激效應(yīng)能否更加有效地提升冷藏條件下鮮切甘薯的抗氧化水平，提高抗冷性，取得更好的保鮮效果，目前為止還未見報(bào)道。本文以鮮切甘薯為試材，分別對其進(jìn)行連續(xù)熱處理和間歇熱處理，研究鮮切甘薯在貯藏過程中的低溫冷害和抗氧化酶活性變化。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

供試甘薯：黃肉，購于重慶市北碚菜市場；包裝材料：聚乙烯包裝袋，20 cm×30 cm，雙面厚60 μm，石家莊市長安區(qū)網(wǎng)諾包裝材料；KI、聚乙烯吡咯烷酮、甲醇、鄰苯二酚、EDTA：分析純，成都市科龍化工試劑廠；苯丙氨酸、二硫蘇糖醇、L-蛋氨酸、核黃素：生化試劑，成都市科龍化工試劑廠。

1.2儀器與設(shè)備

臺式高速冷凍離心機(jī)(H1650R型)，長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；測色儀(UltraScan? PRO型)，美國Hunter Lab 公司；紫外分光光度計(jì)(UV-2450PC型)，日本島津公司。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理方法

選取大小一致，無病蟲害、無機(jī)械損傷的甘薯塊根作為實(shí)驗(yàn)材料，用清水洗凈晾干，切成厚度約5 mm，直徑50～60 mm的甘薯薄片，隨機(jī)分為3組：CK組(室溫清水浸泡5 min)、連續(xù)熱處理組(48 ℃熱水浸泡5 min)、間歇熱處理組(48 ℃/100 s+20 ℃/120 s+48 ℃/100 s+20 ℃/120 s+48 ℃/100 s+20 ℃/120 s)。間歇熱處理組48 ℃熱水浸泡總有效時(shí)間為5 min，進(jìn)行回溫處理的時(shí)間是根據(jù)甘薯切片的中心溫度達(dá)到20 ℃所需要的時(shí)間。將處理之后的鮮切甘薯片放于室溫下冷卻晾干后用聚乙烯包裝袋進(jìn)行包裝，10片為一袋，包裝后放入4 ℃、RH 90%～95%環(huán)境中貯藏12 d，每3 d測定相關(guān)指標(biāo)變化，每次測量用3袋甘薯，取樣重復(fù)3次。

1.3.2 色差測定

根據(jù)CIEL*a*b*顏色標(biāo)準(zhǔn)，采用UltraScan? PRO 色差儀于室溫下測量甘薯切片的L*、a*、b*值，每片取3個(gè)部位測量，每次測量取10片。用ΔE表示甘薯的色差，色差采用式(1)進(jìn)行計(jì)算：

(1)

1.3.3 失重率測定

(2)

1.3.4 冷害指數(shù)

冷害的典型癥狀是鮮切甘薯表面出現(xiàn)水潰狀斑點(diǎn)、凹陷，隨后軟化、腐爛。參考楊虎清等[5]的方法，按切片冷害發(fā)生面積大小將甘薯劃分為5級：0 級，無冷害發(fā)生；1 級，冷害發(fā)生面積<25%；2級，冷害發(fā)生面積25%～50%；3 級，冷害發(fā)生面積51%～75%； 4級，冷害發(fā)生面積>75%。甘薯的冷害指數(shù)采用(3)式進(jìn)行計(jì)算：

(3)

1.3.5 電導(dǎo)率的測定

參考曹建康的方法[8]，用打孔器在甘薯切片橫截面上取直徑5 mm的圓片，取12片(重約1.0 g)清洗3次后置于100 mL的燒杯中，加蒸餾水 40 mL，25 ℃平衡3 h后，用 DDS-11A 型電導(dǎo)儀測定電導(dǎo)率P1，沸水浴10 min，冷卻至室溫后測定電導(dǎo)率P2。電導(dǎo)率采用式(4)進(jìn)行計(jì)算：

(4)

1.3.6 MDA含量的測定

采用硫代巴比妥酸法[9]。取1.0 g甘薯組織樣品，加入100 g/L 三氯乙酸5 mL，在冰浴中研磨成漿，于4 ℃、12 000 r/min離心20 min。取2 mL上清液，加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸，混勻后于沸水浴中煮沸20 min，取出快速冷卻后再離心一次。測定上清液在450、532、600 nm處的吸光度值。MDA的含量根據(jù)式(5)、(6)進(jìn)行計(jì)算

MDA濃度(c)/(μmol·L-1)=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

(5)

MDA含量/(μmol·g-1)=

(6)

1.3.7 SOD和CAT的提取及活性測定

酶液提?。喝?.0 g鮮切甘薯組織于研砵中，加5 mL提取緩沖液(5 mmol/L DTT、5% PVP和pH 7.8 磷酸鈉緩沖液)，在冰浴中研磨成漿。于4 ℃、12 000 r/min離心30 min，收集上清液即為酶提液。4℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

選取我院2017年2月～2018年2月收治急性腦梗死合并心肌缺血患者60例，入組后利用隨機(jī)分組的形式將其分為對照組與實(shí)驗(yàn)組。對照組30例，男16例，女14例，年齡62～74歲，平均（68.0±8.5）歲；實(shí)驗(yàn)組30例，男18例，女12例，年齡62～76歲，平均（69.0±8.7）歲。將兩組患者研究資料納入統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件中進(jìn)行分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

SOD活性測定：參考ZHANG 等[4]的方法。取5支試管，依次加入50 mmol/L pH 7.5磷酸緩沖液1.7 mL、130 mmol/L MET溶液0.3 mL、750 μmol/L NBT溶液0.3 mL、100 μmol/L EDTA-Na2溶液0.3 mL、20 μmol/L核黃素溶液0.1 mL和酶提取液0.1 mL(2支對照管中加入提取緩沖液)?；靹蚝髮⒁恢φ展苤糜诎堤帲渌鞴苤糜?0 W日光燈下反應(yīng)15 min后立即置于暗處終止反應(yīng)。以不照光管為空白參比，于560nm波長處分別測定其他各管的吸光度值。每克果蔬樣品每分鐘對光氧化還原的抑制50%為1個(gè)SOD活性單位。

CAT活性測定：參考BASSAL等[10]的方法。向試管中加入20 mmol/L H2O2溶液2.9 mL和酶提取液100 μL。以蒸餾水為參比空白，在波長240 nm處測吸光度值，以每克果蔬樣品每分鐘吸光度變化值減少 0.01為1個(gè)CAT酶活性單位。

1.3.8 POD的提取及活性測定

參考LEI等[11]的方法。取1.0 g鮮切甘薯組織于研砵中，加5 mL提取緩沖液(1 mmol PEG、4% PVPP 和1% Triton X-100)，在冰浴中研磨成漿。于4 ℃、12 000 r/min離心30 min，收集上清液即為酶提液。向試管中加入25 mmol/L愈創(chuàng)木酚溶液3.0 mL、酶提取液0.05 mL和0.02 mol/L H2O2溶液0.2 mL。以蒸餾水為參比，在波長420 nm處測吸光度值，以每克果蔬樣品在470 nm處每秒鐘吸光度變化值增加0.01為一個(gè)PPO活性單位。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析及Duncan多重比較，顯著性水平為0.05。利用Origin 7.5軟件進(jìn)行繪圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1間歇熱處理對鮮切甘薯色差的影響

色差反應(yīng)甘薯色澤變化，是重要的感官品質(zhì)指標(biāo)。如圖1所示，在貯藏過程中各處理組色差變化均呈上升趨勢，這是因?yàn)轷r切甘薯中的多酚氧化酶將酚類物質(zhì)氧化為褐色的醌類物質(zhì)，使甘薯顏色變暗。在第12天，同對照組相比，間歇熱處理組和連續(xù)熱處理組的色差顯著較低(p<0.05)，說明間歇熱處理與連續(xù)熱處理均能顯著減少鮮切甘薯的色差；而間歇熱處理組色差顯著(p<0.05)小于連續(xù)熱處理組，說明間歇熱處理相比于連續(xù)熱處理能更好地保持鮮切甘薯的顏色。

圖1 間歇熱處理對鮮切甘薯色差的影響Fig.1 Effect ofintermittent heat treatment on color difference of fresh-cut sweet potato

2.2間歇熱處理對鮮切甘薯失重率的影響

失重率是鮮切甘薯貯藏過程中的品質(zhì)指標(biāo)，如圖2所示，在貯藏過程中各處理組失重率均呈上升趨勢。貯藏過程中的失重通常是由蒸騰作用和呼吸作用引起的，鮮切甘薯缺乏外周皮的保護(hù)，極易失水失重[12]。在整個(gè)貯藏過程中，間歇熱處理和連續(xù)熱處理均能有效減少(p<0.05)甘薯失重率，在第3天、第6天和第12天，間歇熱處理組的失重率要顯著(p<0.05)小于連續(xù)熱處理組。貯藏至第12天，對照組、連續(xù)熱處理組失重率分別為間歇熱處理組的1.64和1.24倍。結(jié)果說明雖然連續(xù)熱處理和間歇熱處理都能顯著降低鮮切甘薯的失重率，提高其商品品質(zhì)，但間歇熱處理比連續(xù)熱處理效果更好。

圖2 間歇熱處理對鮮切甘薯失重率的影響Fig.2 Effect of intermittent heat treatment on weight loss of fresh-cut sweet potato

2.3間歇熱處理對鮮切甘薯冷害指數(shù)的影響

如圖3所示，對照組甘薯切片在第6天開始出現(xiàn)冷害癥狀，連續(xù)熱處理于第9天開始出現(xiàn)冷害，且在第9天和第12天連續(xù)熱處理組冷害指數(shù)顯著(p<0.05)低于對照組。貯藏至第12天，間歇熱處理組甘薯出現(xiàn)輕微冷害，但其冷害指數(shù)僅為連續(xù)熱處理組甘薯22.22%，顯著低于(p<0.05)連續(xù)熱處理組，極顯著地(p<0.01)低于對照組。連續(xù)熱處理能有效減輕鮮切甘薯冷害癥狀，而間歇熱處理能取得更好效果。

圖3 間歇熱處理對鮮切甘薯冷害指數(shù)的影響Fig.3 Effect of intermittent heat treatment on chilling injury index of fresh-cut sweet potato

2.4間歇熱處理對鮮切甘薯相對電導(dǎo)率和丙二醛的影響

如圖4所示，在貯藏過程中各處理組相對電導(dǎo)率均呈上升趨勢。在整個(gè)貯藏過程中，連續(xù)熱處理組鮮切甘薯的相對電導(dǎo)率均低于對照組，從第6天開始，這種差異達(dá)到顯著水平(p<0.05)。在貯藏過程中，間歇熱處理組鮮切甘薯的相對電導(dǎo)率均低于連續(xù)熱處理組，在第6天和第9天，2組電導(dǎo)率差異達(dá)到顯著水平(p<0.05)。

貯藏過程中各處理組丙二醛含量的變化趨勢與相對電導(dǎo)率接近一致。從第6天開始，連續(xù)熱處理組丙二醛含量顯著(p<0.05)低于對照組，間歇熱處理組丙二醛含量顯著(p<0.05)低于連續(xù)熱處理組。至第12天，間歇熱處理組、連續(xù)熱處理組和對照組丙二醛含量分別上升為自身初始值的為2.00、3.23、4.32倍，差異極顯著(p<0.01)。

圖4 間歇熱處理對鮮切甘薯相對電導(dǎo)率和丙二醛含量的影響Fig.4 Effect of intermittent heat treatment on relative conductivity and malondialdehyde of fresh-cut sweet potato

2.5間歇熱處理對鮮切甘薯SOD活性、POD活性和CAT活性的的影響

如圖5，各處理組SOD活性呈先上升再下降的趨勢，前6天貯藏期內(nèi)各處理組無顯著差異，在第9天和第12天，連續(xù)熱處理組SOD活性顯著(p<0.05)低于對照組。貯藏至第12天，間歇熱處理組和連續(xù)熱處理組酶活性分別5.61和4.65 U/g，差異極顯著(p<0.01)。

在第3～12天，連續(xù)熱處理組POD活性顯著(p<0.05)高于對照組，間歇熱處理組POD活性極顯著(p<0.01)高于連續(xù)熱處理組，3處理組均在第9 d達(dá)到各自POD活性的最大值，分別為83.04、59.18、48.00 U/g。

在第6天和第12天，連續(xù)熱處理組CAT活性顯著(p<0.05)高于對照組，間歇熱處理組CAT活性顯著(p<0.05)高于連續(xù)熱處理組，貯藏至第12 d，間歇熱處理組CAT活性分別為連續(xù)熱處理組和對照組高1.29和1.59倍。

圖5 間歇熱處理對鮮切甘薯SOD、POD、CAT酶活性的影響Fig.5 Effect of intermittent heat treatment on SOD，POD and CAT activity of fresh-cut sweet potato

3 討論

適度的熱處理能誘導(dǎo)植物弱氧化應(yīng)激反應(yīng)，引起活性氧含量短暫而迅速地積累，這種活性氧信號在增強(qiáng)果蔬寒冷脅迫的耐受性中起關(guān)鍵作用[18]。王靜等[19]的研究指出，熱處理后的哈密瓜果實(shí)發(fā)生“氧化迸發(fā)”，活性氧信號分子誘發(fā)POD 和SOD 等活性氧清除酶活性升高，從而有效促進(jìn)活性氧自由基降解，減輕冷害。本研究結(jié)果表明，連續(xù)熱處理組鮮切甘薯的SOD、POD、 CAT等抗氧化酶活性增強(qiáng)，活性氧自由基的清除能力提高，冷害癥狀減輕。這與熱處理能提高番木瓜[20]、茄子等果實(shí)的抗氧化酶活性，減輕冷害發(fā)生的結(jié)果一致。ZHANG等[21]認(rèn)為，熱處理使黃瓜內(nèi)部組織產(chǎn)生的溫度差異是黃瓜產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)的根本原因，間歇熱處理能誘導(dǎo)黃瓜SOD、POD、CAT活性的提高，取得更好的保鮮效果，可能是因?yàn)殚g歇熱處理誘發(fā)產(chǎn)生了不斷的短時(shí)疊加的應(yīng)激反應(yīng)，也可能是間歇熱處理?xiàng)l件下果蔬內(nèi)部組織能產(chǎn)生更大的溫度梯度和更為劇烈的溫度變化，促使更為強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng)。本試驗(yàn)中，間歇熱處理比連續(xù)熱處理更好地維持了鮮切甘薯的抗氧化酶活性，提高抗冷性，可能是因?yàn)殚g歇熱處理不斷的短時(shí)疊加的溫度變化誘導(dǎo)了不斷的短時(shí)疊加的“氧化迸發(fā)”效應(yīng)或者較快的溫度變化誘導(dǎo)了更為顯著的“氧化迸發(fā)”效應(yīng)，相關(guān)假設(shè)仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。這種“氧化迸發(fā)”效應(yīng)促使更為強(qiáng)烈活性氧信號分子產(chǎn)生，誘發(fā)了甘薯組織內(nèi)部更高的抗氧化酶活性，增強(qiáng)了抗冷性，減輕冷害的發(fā)生。

本試驗(yàn)表明，采用間歇熱處理的方式處理鮮切甘薯，可以有效增強(qiáng)抗氧化活性，減輕冷害發(fā)生，使其冷害指數(shù)僅為連續(xù)熱處理組的22.22%，對照組的10.53%，提高了鮮切甘薯的貯藏品質(zhì)，該結(jié)論在對冷敏型果蔬低溫貯藏方面具有較大的應(yīng)用前景。

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Effectsofintermittentheattreatmentonthestoragequalityoffresh-cutsweetpotato

YAN Kai-ya1,2,3，ZHANG Hong-cui1,2,3，CAI Jia-ang1,2,3， WANG Jing-wen1,2,3，ZHANG Min1,2,3*

1(College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China) 2(Mimnistry of Agriculture,Chongqing Special Food Programme and Technology Research Center,Chongqing 400715,China) 3(Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Argo-products on Storage and Preservation(Chongqing),Chongqing 400715,China)

Effects of intermittent heat treatment on the storage quality of fresh-cut sweet potato were investigated by treating fresh-cut sweet potatoes with continuous heat treatment (48 ℃/5 min)or intermittent heat treatment (48 ℃/100 s+20 ℃/120 s+48 ℃/100 s+20 ℃/120 s+48 ℃/100 s+20 ℃/120 s). After drying at room temperature and packaged with Polyethylene bags with 10 slices in each bag. The sweet potato was then stored at 4 ℃, RH 90%-95%. The quality of fresh-cut sweet potato was tested during storage. After 12 days of storage, compared with the contral group, the color difference, weight loss and chilling injury index of sweet potato with continuous heat treatment group were lower than those with intermittent heat treatment group. Superoxide Dismutase activity(SOD), POD activity(POD)and CAT activity(CAT)of sweet potato in continuous heat treatment group were 1.35, 1.22 and 1.23 times higher than those control group respectively. The differences are significant(p<0.05). The results show that continuous heat treatment can lighten chilling injury and keep storage quality. Compared with sweet potatoes in continuous heat treatment group, color differences and Malondialdehyde content of those in intermittent heat treatment group descend to 70.37% and 66.37%, respectively. SOD activity, POD activity and CAT activity of sweet potato in intermittent heat treatment group are 1.21, 1.27 and 1.29 times higher than those in continuous heat treatment group, respectively and the difference is significant(p<0.05). These results indicate that intermittent heat treatment is better than continuous heat treatment in improving preservation quality of fresh-cut sweet potato.

fresh-cut sweet potato; intermittent heat treatment; storage quality; chilling injury；antioxidant enzyme activity

本科生(張敏副教授為通訊作者，E-mail：zmqx123@163.com)。

重慶社會事業(yè)與民生保障科技創(chuàng)新專項(xiàng)(cstc2015shms-ztzx80010)

2017-02-21，改回日期：2017-04-10

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014097