連文綺，樊 迎，張 丹

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 太谷 030800）

改革開(kāi)放以后，我國(guó)果蔬產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，已成為繼糧食之后我國(guó)種植業(yè)中第二大產(chǎn)業(yè)[1]。與此同時(shí)，果蔬豐產(chǎn)與保鮮的矛盾也更加突出，為此我國(guó)相關(guān)科研人員做過(guò)許多努力，探索各種保鮮方法，并嘗試使用各種褐變抑制保鮮劑，但保鮮效果不太明顯[2]；且褐變抑制劑毒性較大，添加量受到嚴(yán)格限制；有些保鮮方法雖效果明顯，但成本較高，國(guó)內(nèi)難以實(shí)施等[3]。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種成本低廉、操作方便、設(shè)備簡(jiǎn)單、健康無(wú)毒的果蔬褐變抑制劑。

蘋果不僅僅在食用時(shí)給人香甜爽口的感覺(jué)，它所含的營(yíng)養(yǎng)也是特別充足的，可提高人的免疫力、降低膽固醇、防癌抗癌等，而且它的蘋果香氣還可以幫助人們治療抑郁。鮮切水果[4]是新鮮完整的水果在經(jīng)過(guò)洗刷、削皮、修理調(diào)整、切割分離、再包裝等之后，供人們直接食用或者能夠?yàn)椴惋嫎I(yè)提供方便，提高效率、業(yè)績(jī)的一種新式水果制品。由于其具有省時(shí)、方便、清潔、衛(wèi)生、新鮮、營(yíng)養(yǎng)、可食率高達(dá)100%的特點(diǎn)而開(kāi)始流行，并且具有形成產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)，而蘋果是一種非常適合切割果蔬工業(yè)化生產(chǎn)的水果。但是，除去天然保護(hù)層后的果蔬組織表層會(huì)造成損傷。在完整的組織材料中，由于果皮或者保護(hù)層的存在，水分阻力擴(kuò)散較大，而新鮮果蔬經(jīng)過(guò)去皮切分以后，水分蒸騰速率顯著增加，而且含水量是衡量果蔬新鮮與否的關(guān)鍵指標(biāo)，新鮮的果蔬一般含水量為65%～96%，5%的微小變化就會(huì)使鮮切果蔬出現(xiàn)萎蔫、變色、皺縮和干化等現(xiàn)象[5-6]。蘋果切割之后因多酚氧化酶的催化氧化作用，使鮮切蘋果容易發(fā)生褐變而影響了其食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[7]，這同樣是果蔬品質(zhì)變壞存在的最大問(wèn)題[8]。因此，研究鮮切蘋果有效的褐變抑制劑是提高其食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵所在。

為了保持鮮切蘋果的產(chǎn)品品質(zhì)，延長(zhǎng)其貨架期，本試驗(yàn)以感官評(píng)分和多酚氧化酶活性為指標(biāo)，研究了單一褐變抑制劑檸檬酸、抗壞血酸、亞硫酸鈉、氯化鈣及其組合對(duì)鮮切蘋果褐變的抑制效果，旨在探索出保鮮效果良好的鮮切蘋果褐變抑制劑，并為蘋果的深加工提供一定的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為新鮮、沒(méi)有機(jī)械損傷和病蟲(chóng)害的蘋果。

1.2 儀器和試劑

儀器設(shè)備為723N分光光度計(jì)（上海市精密儀器有限公司）；HC-2066高速離心機(jī)（中科中佳科學(xué)儀器有限公司）；BSA223S電子分析天平（賽多利斯）。

試劑為蒸餾水、抗壞血酸、檸檬酸、亞硫酸鈉、氯化鈣。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的制備工藝流程[9]原料果清洗→去皮、去核、切片→護(hù)色處理→瀝干水分→測(cè)定吸光值。

1.3.2 操作步驟[10]挑選沒(méi)有病蟲(chóng)害和機(jī)械損壞的蘋果，在用軟毛刷刷洗表面的污物后用蒸餾水沖洗，并用不銹鋼小刀切成片狀（厚度為1～2 cm），切片后立即投入各個(gè)抑制劑試劑中浸泡15 min，撈出來(lái)后放到室溫條件下瀝干30 min，然后隨機(jī)取樣品2 g加適量的石英砂對(duì)其充分研磨，將蘋果用工具研成勻漿后，加入蒸餾水6 mL，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆蚝笠迫腚x心管中，放入90℃的水浴箱中進(jìn)行滅酶處理2 min，6 000 r/min離心20 min，在波長(zhǎng)420 nm條件下測(cè)其上清液的吸光度值（A），來(lái)判斷褐變程度的大小。

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在常用于果蔬的十幾種褐變抑制劑中，篩選出適合鮮切蘋果的4種褐變抑制劑：檸檬酸、氯化鈣、抗壞血酸、亞硫酸鈉，每種褐變抑制劑設(shè)置5個(gè)質(zhì)量濃度梯度對(duì)鮮切蘋果進(jìn)行護(hù)色處理，浸泡時(shí)間為15 min，然后使得固液比為1∶1.5，檢測(cè)多酚氧化酶（PPO）活性，并冷藏于4℃條件下，每隔2 d檢測(cè)褐變度，用蒸餾水浸泡作空白對(duì)照（表 1）。

表1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) mg/mL

結(jié)合單因素試驗(yàn)的結(jié)果，并考慮試劑的使用情況，挑選了抑制效果明顯的3種試劑作為試驗(yàn)因素。根據(jù)實(shí)際情況，選擇每因素三水平進(jìn)行正交，建立了正交試驗(yàn)（表2），按照正交試驗(yàn)表進(jìn)行抑制褐變的正交處理試驗(yàn)，分析結(jié)果并作比較，得出抑制效果顯著的褐變抑制劑組合。

表2 正交試驗(yàn)因素水平 mg/mL

1.3.4 評(píng)定指標(biāo)

1.3.4.1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 鮮切蘋果褐變程度的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4.2 PPO活性測(cè)定[11]隨機(jī)選取2 g的樣品研磨成勻漿，加入蒸餾水6 mL，在6 000 r/min條件下離心20 min，然后把上清液放到420 nm處測(cè)吸光度（A），以此用來(lái)判斷褐變程度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

在單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，采用鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行分析；在正交試驗(yàn)中采用F值檢驗(yàn)的方法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 褐變抑制劑對(duì)鮮切蘋果褐變的影響分析

2.1.1 檸檬酸對(duì)鮮切蘋果褐變的影響 從圖1可以看出，和對(duì)照組比較，鮮切蘋果在不同質(zhì)量濃度檸檬酸處置后，褐變程度有所改善。而且檸檬酸質(zhì)量濃度越高，鮮切蘋果的褐變程度越小，說(shuō)明檸檬酸的處理使鮮切蘋果褐變問(wèn)題得到了進(jìn)一步解決。4 mg/mL的檸檬酸為臨界值，即抑制PPO活性在檸檬酸質(zhì)量濃度小于4 mg/mL時(shí)是逐漸增強(qiáng)的，而抑制程度在質(zhì)量濃度大于4 mg/mL后又慢慢減弱，這是因?yàn)榈孜锸艿搅藱幟仕岬囊种?，在同一時(shí)間也會(huì)對(duì)酶的活性中心進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。此外，檸檬酸還可以控制鮮切果蔬之間相互感染[12]。

從感官觀察得出，經(jīng)過(guò)檸檬酸處理后的鮮切蘋果儲(chǔ)藏期間并不是太好，儲(chǔ)藏2 d時(shí)，顏色就出現(xiàn)了微微黃。第10天時(shí)感官值由開(kāi)始的9.5下降到5.0，與空白（2.0）相比有明顯抑制效果，但經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，顯然比其他3種試劑效果差。有相關(guān)資料表明，檸檬酸與抗壞血酸結(jié)合使用效果會(huì)更好一些，可以用后面的正交試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證[13]。

2.1.2 抗壞血酸對(duì)鮮切蘋果褐變的影響 從圖2可以看出，和對(duì)照組相比，質(zhì)量濃度小于3 mg/mL時(shí)，PPO活性是表現(xiàn)的越來(lái)越低，測(cè)得吸光度值為0.079，這是因?yàn)榭箟难岬倪€原作用比較強(qiáng)，能夠通過(guò)快速結(jié)合褐變反應(yīng)中的氧分子，來(lái)降低其濃度，進(jìn)一步減緩蘋果褐變的速率。質(zhì)量濃度大于3mg/mL時(shí)，PPO活性（即吸光度值）增大，這可能是因?yàn)榭箟难崽砑拥牧刻?，適得其反效果變差，使得果蔬的褐變速度加快[14-15]。但是它的褐變程度仍然沒(méi)有超過(guò)空白試驗(yàn)組，表明抗壞血酸處理對(duì)褐變的產(chǎn)生是有影響的。

感官評(píng)價(jià)數(shù)值越大表明抗褐變的效果越好，在鮮切蘋果的貯藏期間，所有樣品褐變程度都明顯降低，感官評(píng)價(jià)也大幅度增值，這是因?yàn)榭箟难崾且种泼复俸肿儼l(fā)生最理想的試劑，同時(shí)它還可以使產(chǎn)品的生物學(xué)特性有所提升[16]。當(dāng)蘋果儲(chǔ)藏到第10天時(shí)，仍然是新鮮狀態(tài)，感官值為7.0。這表明抗壞血酸的處理使鮮切蘋果褐變問(wèn)題得到了進(jìn)一步解決。3 mg/mL抗壞血酸處理的感官指標(biāo)值最高，達(dá)到了8.0。

2.1.3 亞硫酸鈉對(duì)鮮切蘋果褐變的影響 從圖3可以看出，與對(duì)照組相比，鮮切蘋果經(jīng)過(guò)不同質(zhì)量濃度的亞硫酸鈉處理后褐變程度有所改善，即鮮切蘋果的褐變程度在亞硫酸鈉的質(zhì)量濃度不斷提高下變得越來(lái)越小，說(shuō)明經(jīng)過(guò)亞硫酸鈉的處理，鮮切蘋果的褐變明顯緩和。

亞硫酸鹽一方面可以通過(guò)抑制酚酶的活性來(lái)防止鮮切蘋果發(fā)生褐變，另一方面還可以通過(guò)超強(qiáng)的結(jié)合力來(lái)結(jié)合果蔬中的糖，從而使非酶促褐變發(fā)生的概率大大降低。因此，鮮切蘋果在貯藏期間，經(jīng)過(guò)亞硫酸鈉處理的樣品感官指標(biāo)明顯高于對(duì)照組，與抗壞血酸相比較，效果較差，但比檸檬酸的效果要好。

2.1.4 氯化鈣對(duì)鮮切蘋果褐變的影響 由圖4可知，和對(duì)照組相比，鮮切蘋果通過(guò)不同質(zhì)量濃度氯化鈣處理后，褐變均被抑制且效果明顯。而且氯化鈣質(zhì)量濃度越高，鮮切蘋果的PPO活性越小，說(shuō)明經(jīng)過(guò)氯化鈣處理后，鮮切蘋果的褐變明顯緩和。

在儲(chǔ)藏期間，鮮切蘋果是一個(gè)被分離的組織，沒(méi)有提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源，必然導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)缺乏的生理失調(diào)。因此，使用氯化鈣對(duì)鮮切蘋果進(jìn)行了外源鈣的填補(bǔ)，從而通過(guò)調(diào)配鈣的分布來(lái)延長(zhǎng)果蔬的貯藏時(shí)間，延緩鮮切蘋果的褐變衰老。果蔬中多種酶的生理活性在添加適當(dāng)濃度的鈣基礎(chǔ)上會(huì)發(fā)生改變，果實(shí)褐變衰老變質(zhì)的速率會(huì)明顯降低[17-19]。使用氯化鈣處理的樣品前后褐變程度有著非常明顯的變化。不同質(zhì)量濃度氯化鈣對(duì)鮮切蘋果褐變度影響不同，質(zhì)量濃度為15 mg/mL氯化鈣處理10 d內(nèi)褐變程度幾乎沒(méi)有升高，表現(xiàn)出很好的抗褐變效果，感官評(píng)價(jià)值也達(dá)到了8.5。

2.2 篩選試驗(yàn)

通過(guò)單一因素試驗(yàn)得到每種褐變抑制劑的最佳護(hù)色水平，但考慮到亞硫酸鹽使用過(guò)量會(huì)嚴(yán)重影響蘋果的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)人類造成極大的傷害[20]。綜合考慮篩選出效果比較好的3種褐變抑制劑：檸檬酸、抗壞血酸、氯化鈣。

2.3 抗褐變劑復(fù)合處理對(duì)鮮切蘋果褐變的影響分析

從表4可以看出，3個(gè)因素的極差值從大到小排序?yàn)锽＞A＞C，表明影響鮮切蘋果褐變度的因素依次為抗壞血酸、檸檬酸、氯化鈣；進(jìn)一步方差分析表明，檸檬酸、抗壞血酸對(duì)鮮切蘋果褐變度的影響極顯著，氯化鈣的影響不顯著（表5）。根據(jù)結(jié)果分析可以得出，最優(yōu)組合為A2B1C2，即4.0 mg/mL檸檬酸＋2.5 mg/mL抗壞血酸＋15 mg/mL氯化鈣。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

表5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方差分析

3 結(jié)論

本研究表明，采用抗壞血酸、亞硫酸鈉、檸檬酸、氯化鈣對(duì)鮮切蘋果進(jìn)行處理后，蘋果的褐變問(wèn)題都得到了進(jìn)一步改善，且檸檬酸4 mg/mL、抗壞血酸3 mg/mL、亞硫酸鈉25 mg/mL、氯化鈣15 mg/mL為各自抑制鮮切蘋果褐變的最佳質(zhì)量濃度。根據(jù)感官評(píng)價(jià)，有的達(dá)到8.0以上非常好的效果，剖析其原因或許是因?yàn)槁然}的加入，導(dǎo)致果蔬在顏色上稍稍變黃，但詳細(xì)的原因還有待進(jìn)一步研究。從褐變程度和PPO活性等方面來(lái)看，正交試驗(yàn)在控制褐變上成效更好些，最終得到的復(fù)合褐變抑制劑最好工藝參數(shù)變量是：4.0 mg/mL檸檬酸＋2.5 mg/mL抗壞血酸＋15 mg/mL氯化鈣。

［1］朱宏莉，楊彬彬，張秀齊，等.果蔬保鮮加工現(xiàn)狀及發(fā)展淺析[J].食品科學(xué)，2006，10（2）：596-600.

［2］張曉梅，楊學(xué)田，曲金麗.果蔬保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].石河子科技，2000，6（3）：33-34.

［3］溫書恒，殷海波.水果和蔬菜保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)植保導(dǎo)刊，2009，25（11）：18-21.

［4］李東梅，高紅亮，楊雪霞，等.鮮切蘋果保鮮性能研究[J].食品科技，2009，34（2）：40-44.

［5］張磊，張吉恒.果蔬保鮮貯藏條件及其原理 [J].北方經(jīng)貿(mào)，2016，36（5）：33-38.

［6］劉進(jìn)杰.國(guó)內(nèi)外鮮切果蔬保鮮技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，16（4）：4931-4933.

［7］潘永貴，李牧秋.MP果蔬貯期不良變化及防治[J].食品工業(yè)科技，1999，20（5）：64-65.

［8］五十嵐修.食品化學(xué)-食品成分的特性和變化 [M].劉繼生，奚印慈，譯.北京：科學(xué)出版社，1994：174-181.

［9］高愿軍，南海娟，郝亞勤.鮮切蘋果品質(zhì)保持研究[J].食品科學(xué)，2006，23（8）：40-44.

［10］盧影，鄭建仙.復(fù)合護(hù)色液對(duì)鮮切蘋果的防褐變研究[J].現(xiàn)代食品科技，2009，9（3）：1024-1028.

［11］李東梅.鮮切蘋果保鮮性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2009.

［12］南海娟，高愿軍，郝亞勤.鮮切蘋果抗褐變研究[J].食品與機(jī)械，2006，22（3）：90-93.

［13］楊巍，劉晶，呂春晶，等.氯化鈣和抗壞血酸處理對(duì)鮮切蘋果品質(zhì)和褐變的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（16）：3402-3410.

［14］張孔海，孫萬(wàn)慧，段鴻斌.果蔬食品的褐變與控制[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2005（2）：189-199.

［15］許勇泉，尹軍峰，袁海波，等.果蔬加工中褐變研究進(jìn)展[J].保鮮與加工，2007（3）：144-146.

［16］ GRAG N，CHUREY J J，SPLITTSTOESSER D F.Effect of professing conditions on the microflora of fresh-cut vegetables[J].Journal of Food Protection，1990，53（8）：701-703.

［17］張有林，張潤(rùn)光.果蔬貯藏期間褐變機(jī)理的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（3）：573-581.

［18］吳有根，蔣依輝，陳金印.鈣與果品貯藏關(guān)系的研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，23（3）：396-400.

［19］閔婷，謝君，鄭夢(mèng)，等.果蔬采后酶促褐變的機(jī)制及控制技術(shù)研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（1）：273-276.

［20］ CAMPOS R，NONOGAK H，SUSLOW T，et al.Isolation and charac-terization of a wound inducible phenylalanine ammonia-lyase gene from romaine lettuce leaves[J].Physiologia Plantarum，2004，121（3）：429-438.