黃夢(mèng)甜，張正茂

（湖北工程學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北孝感 432000）

我國(guó)是世界上重要的山藥種植大國(guó)，無論是在種植面積、總產(chǎn)量還是消費(fèi)量都是世界上最大的國(guó)家[1]。目前，山藥中的重要成分尿囊素正作為外用制劑而廣泛用于皮膚科臨床，并具有較好的治療效果。另外，相關(guān)試驗(yàn)表明，用山藥中所含的山藥素對(duì)豚鼠進(jìn)行皮內(nèi)注射，發(fā)現(xiàn)對(duì)其有局部的麻醉作用[2]。湖北利川山藥，屬日本薯蕷優(yōu)質(zhì)品系，藤蔓植物，色白、液濃、味清香，高黏液質(zhì)，外形獨(dú)特，薯蕷的塊根及干燥塊根既可食用，又可入藥，內(nèi)含豐富的維生素、鈣、磷等重要元素，以及多種營(yíng)養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、多糖、脂質(zhì)等。因其品質(zhì)優(yōu)良、特色明顯、種植歷史悠久，利川山藥被評(píng)為“國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品”[3]。由于山藥在采后運(yùn)輸過程中，主要有皮薄肉嫩、根莖粗長(zhǎng)、莖脆易斷的問題；運(yùn)輸過程中機(jī)械損傷較為嚴(yán)重、易造成腐敗霉變；鮮切后褐變迅速；對(duì)溫度和濕度敏感；低溫造成冷害凍害、高濕造成腐爛發(fā)霉、變軟等現(xiàn)象普遍且不易逆境愈傷[4]。利川山藥在銷售前農(nóng)戶會(huì)將上端掰斷后留種，造成較大的斷面；另外由于其皮薄、肉色凝白，損傷后極易褐變，造成直接貯藏過程中極易腐爛。目前，在果蔬保鮮中天然保鮮劑越來越受到重視，最常用的保鮮劑是殼聚糖及其降解產(chǎn)物殼寡糖[5-6]。而針對(duì)山藥的保鮮方法多種多樣，主要集中在鮮切山藥涂膜保鮮上。例如，馬利華等人[7]以大豆分離蛋白、魔芋純粉、殼聚糖及甘油為原料制備涂膜保鮮劑對(duì)鮮切山藥進(jìn)行涂膜保鮮。姜瑜倩等人[4]研究了1-甲基環(huán)丙烯、特克多、殼聚糖等不同的保鮮劑對(duì)山藥保鮮效果的差異。張帆等人[8]研究改性葛根淀粉涂膜對(duì)鮮切山藥保鮮效果的影響。然而對(duì)于帶皮保鮮方面的研究較少，且殼寡糖在山藥保鮮中的應(yīng)用未見報(bào)道。由于殼寡糖具有良好的抗菌作用[9-10]，葡萄[10]、西蘭花[11]等果蔬貯藏中有較好的保鮮作用。因此，以殼聚糖和殼寡糖為原料，對(duì)利川山藥的保鮮效果進(jìn)行研究，以期延長(zhǎng)帶皮利川山藥的貯藏期。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料、藥品、器材、儀器

1.1.1 試驗(yàn)材料及藥品

利川山藥、殼寡糖，大連中科格萊克生物科技有限公司提供；殼聚糖（化學(xué)純，脫乙酰度為80.0～95.0），國(guó)家集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供；冰乙酸，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司提供；甘油，深圳市華亞化工有限公司提供；鄰苯二酚，天津市化學(xué)試劑公司分公司提供；抗壞血酸，湖北金銘州工貿(mào)有限公司提供；2,6-二氯靛酚鈉，武漢市華順生物技術(shù)有限公司提供。

1.1.2 主要儀器與設(shè)備

SPX-250BSH-Ⅱ型生化培養(yǎng)箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司產(chǎn)品；TGL-20M型臺(tái)式高速離心機(jī)，長(zhǎng)沙邁佳森儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；DF-101S型集熱式攪拌器，金壇市科技儀器有限公司產(chǎn)品；FA1004N型分析天平，上海（菁華）集團(tuán)公司產(chǎn)品；YP6002型電子天平，上海越平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；V5600型分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司產(chǎn)品；LKTC-B1-T型水浴鍋，江蘇盛藍(lán)儀器制造有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 保鮮液的制備

稱取10 g殼聚糖粉末，溶于體積分?jǐn)?shù)為1%冰乙酸溶液中，并添加適量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的甘油，在室溫下置于集熱式攪拌器中攪拌3 h，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的殼聚糖溶液；然后稱取10 g殼寡糖粉末，溶于添加了等量20%的甘油的1%冰乙酸溶液中，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的殼寡糖溶液；空白對(duì)照組則是在清水中添加等量20%的甘油的1%冰乙酸溶液。

1.2.2 山藥的涂膜處理

挑選大小接近、粗細(xì)均勻、外表無機(jī)械損傷的山藥段，輕輕洗去表皮的泥土，然后去掉山藥兩端，再掰成5～10 cm的山藥段（不用刀片，以免對(duì)山藥造成組織損傷），隨機(jī)打亂分成3組，每組27段山藥。

將山藥分別置于上一步所配制的保鮮液中浸泡10 min后撈出瀝干水分，然后將山藥置于10℃生化培養(yǎng)箱中，先每隔2 d測(cè)定1次指標(biāo)，約測(cè)定3次后再每隔5 d測(cè)定1次指標(biāo)。

1.2.3 山藥指標(biāo)的測(cè)定

式中：褐變指數(shù)（BI）=∑GQ/(4T)：

T——山藥總段數(shù)；

Q——該級(jí)別山藥段數(shù)；

G——褐變級(jí)別。

（0級(jí)-無褐變，1級(jí)褐變面積＜20%，2級(jí)褐變面積20%-35%，3級(jí)褐變面積35%～50%，4級(jí)褐變面積＞50%）。

VC含量測(cè)定用2,6-二氯靛酚鈉鹽法；

多酚氧化酶（PPO） 活性參考高夢(mèng)祥等人[12]的方法：稱取5 g樣品，切碎，加入濃度0.05 mol/L磷酸緩沖液（pH值6.525 mL），低溫下在研缽中磨碎，將勻漿轉(zhuǎn)入離心管，于4℃下以轉(zhuǎn)速14 000 r/min離心20 min，取上清液，即為PPO提取液。先加入2.8 mL在30℃保溫過的0.05 mol/L鄰苯二酚溶液（0.05 mol/L磷酸緩沖液配制），再加入0.2 mL提取液，于波長(zhǎng)420 nm處進(jìn)行測(cè)定，記錄吸光度的變化。每分鐘吸光度變化0.001為一個(gè)活力單位（U）。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

采用SASv 8.1軟件進(jìn)行分析，用ANOVA進(jìn)行方差分析，顯著性檢驗(yàn)方法為Duncan，檢測(cè)限為0.05。有關(guān)數(shù)據(jù)為3次以上平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 失質(zhì)量率的變化

采用稱重法測(cè)定經(jīng)不同處理液浸泡處理貯藏后失質(zhì)量率的變化，首先測(cè)定時(shí)每隔2 d記錄1次各組山藥貯藏后的質(zhì)量，然后每隔5 d記錄山藥質(zhì)量，共計(jì)5次。

不同溶液處理下樣品的失質(zhì)量率見圖1。

由圖1可以看出，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，3組失質(zhì)量率均呈顯著上升趨勢(shì)（p＞0.05），但是殼聚糖組和殼寡糖組的失質(zhì)量率低于空白組，說明殼聚糖和殼寡糖對(duì)樣品失質(zhì)量率上升有一定的抑制作用，且殼聚糖的抑制作用強(qiáng)于殼寡糖，但4 d后差異不顯著。這是因?yàn)闅ぞ厶呛蜌す烟蔷哂谐赡ば?，在山藥表面形成薄膜，從而阻止水分散失[1]；另外，涂膜保鮮對(duì)空氣具有一定的阻隔性，從而延緩呼吸高峰的出現(xiàn)，減少糖類等有機(jī)物質(zhì)的損耗[10]。鄧麗莉等人[13]利用殼寡糖處理柑橘，發(fā)現(xiàn)該處理可以降低柑橘果實(shí)貯藏過程中的失質(zhì)量率。

圖1 不同溶液處理下樣品的失質(zhì)量率

2.2 褐變率的變化

通過計(jì)算褐變率來表現(xiàn)不同組山藥經(jīng)一定貯藏時(shí)間下褐變情況。

不同溶液處理下樣品的褐變率見圖2。

圖2 不同溶液處理下樣品的褐變率

由圖2可以看出，開始時(shí)殼聚糖處理的樣品褐變率為0，后隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，3組樣品褐變率均上升，但是空白組的褐變率始終高于殼聚糖組和殼寡糖組，在第16天時(shí)達(dá)到91.7%，幾乎全部褐變，其次是殼寡糖組，最低的為殼聚糖組，殼聚糖和殼寡糖的差異不顯著（p＞0.05）。由此說明殼聚糖和殼寡糖均能延緩樣品的褐變程度，這是由于殼聚糖具有良好的成膜性，可在山藥表面形成薄膜，阻止O2與褐變底物接觸而防止褐變產(chǎn)生[1]。這一結(jié)果與王梅等人[1]和鄭科旺等人[14]采用殼聚糖復(fù)合保鮮劑涂膜保鮮鮮切山藥的結(jié)果一致。

2.3 腐爛率的變化

由于山藥在低溫貯藏時(shí)腐爛較慢，所以前3次（6 d內(nèi)）測(cè)定失質(zhì)量率和褐變率時(shí)腐爛率為0，為了方便比較3組的腐爛情況，從試驗(yàn)的第8天開始記錄山藥腐爛情況，每隔2 d記錄1次，共記錄5次腐爛或霉變情況。

不同溶液處理下樣品的腐爛率見圖3。

由圖3可以看出，3組樣品腐爛率均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸上升，其中上升幅度最大的是空白組，殼寡糖組次之，殼聚糖組最小，從而說明殼聚糖對(duì)樣品腐爛的延緩作用優(yōu)于殼寡糖。造成該結(jié)果的原因是因?yàn)闅ぞ厶呛蜌す烟蔷哂幸欢ǖ囊志院蜌⒕?，而殼聚糖?duì)微生物的抑制和抵抗效果優(yōu)于殼寡糖。

圖3 不同溶液處理下樣品的腐爛率

2.4 維C含量的變化

采用2,6-二氯靛酚鈉鹽法，首先用標(biāo)準(zhǔn)抗壞血酸溶液（0.1 mg/mL） 標(biāo)定，然后滴定不同組樣品，記錄所用指示劑體積（mL），最后計(jì)算3組樣品中所含維C含量，共滴定并計(jì)算5次。

不同溶液處理下樣品的維C含量見圖4。

圖4 不同溶液處理下樣品的維C含量

由圖4可以看出，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，樣品的維C含量均下降，但是殼寡糖組的下降幅度明顯低于殼寡糖組和空白組，而空白組維C含量下降最快。這是由于O2的存在有利于降低維C的含量，而殼聚糖涂膜處理在山藥表面形成了一個(gè)低O2的微環(huán)境，抑制了果蔬內(nèi)部抗壞血酸酶的活性[14-15]；同時(shí)殼寡糖有一定的抗菌作用[9-10]，能夠有效抑制微生物的生長(zhǎng)，從而降低了維C被氧化的程度。這與鄭科旺等人[14]的研究結(jié)果一致。

2.5 PPO活性的變化

用冷凍離心機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行提取得到酶提取液，以鄰苯二酚溶液為底物，通過測(cè)定波長(zhǎng)410 nm下反應(yīng)液吸光度的變化來計(jì)算酶活性變化，共記錄5次。

不同溶液處理下樣品PPO的活力見圖5。

圖5 不同溶液處理下樣品PPO的活力

由圖5可以看出，樣品的PPO均呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中空白組的酶活力在第4天達(dá)到最大值，而殼寡糖組和殼聚糖組在第6天達(dá)到最大值，且空白組的酶活力始終高于殼聚糖組和殼寡糖組，而殼寡糖略高于殼聚糖組，且差異不顯著（p＞0.05），說明殼聚糖和殼寡糖可在一定程度上抑制PPO的活性。PPO活性在貯藏初期呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，是因?yàn)闈摲问酱嬖诘腜PO，與相關(guān)膜系統(tǒng)緊密結(jié)合，在山藥切斷過程中，膜受到傷害而被活化，從而導(dǎo)致PPO活性增加，這種誘導(dǎo)的PPO僅在受誘導(dǎo)部位（斷面）出現(xiàn)，具有防御性的保衛(wèi)功能[16]。在貯藏過程中，PPO將二元酚氧化成醌，PPO既作為催化劑催化原有反應(yīng)，又作為反應(yīng)底物與原有底物發(fā)生反應(yīng)并形成一系列中間產(chǎn)物[16-17]，從而導(dǎo)致活性會(huì)逐步下降，最終發(fā)生不可逆失活，這是導(dǎo)致PPO活性在貯藏后期呈現(xiàn)下降趨勢(shì)的原因。這一結(jié)果與王梅等人[1]的研究結(jié)果相似。

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，殼聚糖和殼寡糖能有效保持新鮮利川山藥的品質(zhì)，均能在一定程度上降低山藥水分的損失、抑制PPO活性升高、減輕褐變程度、延緩其腐爛霉變、維C的氧化反應(yīng)及其含量的降低。通過綜合比較發(fā)現(xiàn)，殼聚糖對(duì)于山藥的保鮮效果更為顯著，但是殼聚糖需要在弱酸環(huán)境才能溶解，殼寡糖則具有更好的水溶性。