抗壞血酸與殼聚糖處理對鮮切香芋貯藏效果及生理生化變化的影響

抗壞血酸與殼聚糖處理對鮮切香芋貯藏效果及生理生化變化的影響

香芋頭（l.）是多年生草本植物的地下塊。它營養(yǎng)豐富，顏色適宜，味道濃郁。烹飪和煮法不同。這是一個(gè)深受人們喜愛的優(yōu)質(zhì)食品。但新鮮香芋頭生產(chǎn)季節(jié)性強(qiáng),易發(fā)芽、霉變腐爛,另一方面,香芋頭個(gè)大,表皮上的棕色鱗片毛難以去除,在切削芋頭時(shí)手奇癢無比,給家庭食用造成諸多不便,因此香芋頭特別適于鮮切加工貯銷,以便于快捷烹煮食用。但果蔬經(jīng)過鮮切加工后,表層組織受到傷害,容易褐變、失水、組織結(jié)構(gòu)軟化、微生物侵染等,尋找衛(wèi)生、安全、有效的控制方法已成為研究的熱點(diǎn)。殼聚糖是以蝦、蟹殼等為原料提取甲殼素經(jīng)脫乙?；磻?yīng)而得到的多糖類生物大分子,具有安全無毒、成膜抑菌、可食用、可降解等優(yōu)點(diǎn),近年來在果蔬保鮮中的應(yīng)用已有較多報(bào)道?？箟难?VC)是常規(guī)防褐變劑之一。本實(shí)驗(yàn)研究不同濃度抗壞血酸溶液處理結(jié)合殼聚糖涂膜對香芋鮮切后貯藏期間一些生理生化反應(yīng)的影響,以期為香芋鮮切保鮮技術(shù)提供一定參考。1材料和方法1.1儀器、檢測和測試箱湖南香芋購自廣州市果蔬批發(fā)市場。檸檬酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、過氧化氫、3,5-二硝基水楊酸、抗壞血酸、鹽酸、葡萄糖、淀粉、殼聚糖、氯化鈉等均為分析純。WFZUV2000紫外可見分光光度計(jì)尤尼柯(上海)儀器有限公司;756CRT紫外可見分光光度計(jì)上海精密科學(xué)儀器有限公司;LTI-1200W低溫恒溫培養(yǎng)箱日本東京理化公司;CR21型高速冷凍離心機(jī)日立公司;超凈工作臺蘇州凈化設(shè)備廠。1.2處理和貯藏選取個(gè)體完整、色澤正常、無損傷、無腐爛變質(zhì)的香芋,在超凈工作臺上去皮、切分成2~3cm厚的芋頭片,隨即分成4組,分別投入0、1.0、5.0、10.0g/L抗壞血酸溶液中浸泡2min,取出晾干,再浸入15.0g/L可食性殼聚糖溶液(用10.0g/L檸檬酸溶液配制)中2min;以在10.0g/L檸檬酸溶液中浸泡2min為對照(CK)。以上處理的芋頭片撈出晾干后分別置于透明塑料盒中,0.02mm厚聚乙烯薄膜包裝,于(15±1)℃低溫恒溫培養(yǎng)箱中貯藏,定期取樣觀測10d。每個(gè)處理重復(fù)3次。1.3香芋淀粉的酶活性測定鮮切香芋失重率:采用稱重法測定;褐變度:參照文獻(xiàn)的消光值法,以10×A410表示褐變度;淀粉酶活性測定:將香芋頭淀粉水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖后,通過葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算淀粉含量,淀粉酶活性的測定采用3,5-二硝基水楊酸法;PPO活性測定:采用鄰苯二酚法,以O(shè)D3981min增加0.01為1個(gè)酶活力單位(U);POD活性:采用愈創(chuàng)木酚法測定,以O(shè)D4701min增加0.01為1個(gè)酶活力單位(U)。以上各指標(biāo)測定均重復(fù)3次。2結(jié)果與分析2.1殼聚糖處理鮮切香芋質(zhì)量損失率的變化從圖1可知,鮮切香芋貯藏期間質(zhì)量損失率迅速增加,這可能與鮮切香芋的傷口表面積大有關(guān)。對照在7d時(shí)質(zhì)量損失率達(dá)9.1%,殼聚糖單獨(dú)或配合VC處理顯著降低了鮮切香芋質(zhì)量損失率的增加。單獨(dú)使用殼聚糖時(shí),貯藏前3d鮮切香芋的質(zhì)量損失率最低;VC結(jié)合殼聚糖處理減少了鮮切香芋貯藏后期的質(zhì)量損失,7d時(shí),5.0g/LVC結(jié)合殼聚糖處理的鮮切香芋質(zhì)量損失率為5.9%。在貯藏后期,1.0、5.0、10.0g/LVC結(jié)合殼聚糖處理之間的質(zhì)量損失率差異不顯著(P<0.05),不過,5.0g/LVC處理較1.0、10.0g/LVC的保水效果好。這主要是因?yàn)闅ぞ厶窃邗r切香芋傷口表面形成的薄膜較好地阻止了水分的蒸發(fā)。2.2殼聚糖涂膜保鮮對鮮切香芋褐變度的影響鮮切香芋在貯藏過程中褐變度不斷增加(圖2)。對照在第1天就開始變色,7d時(shí)切面嚴(yán)重褐變,褐變度達(dá)到9.4,較新鮮香芋頭增加了3倍,而且香芋表面開始出現(xiàn)黏滑感,失去食用價(jià)值和商品性。經(jīng)殼聚糖涂膜處理的鮮切香芋貯藏后的褐變度均顯著小于對照,殼聚糖單獨(dú)處理的鮮切香芋7d時(shí)切面褐變度為7.5。貯藏前期,殼聚糖單獨(dú)或配合VC處理的香芋褐變度之間差異不顯著(P<0.05);5d后,VC結(jié)合殼聚糖處理比殼聚糖單獨(dú)處理能更好地減緩鮮切香芋的褐變程度,其中以5.0g/LVC處理的效果最好。這可能一方面是殼聚糖薄膜使鮮切香芋表面的O2濃度維持在較低水平,減輕了褐變程度,另一方面,VC作為抗褐變劑干擾了酶促褐變反應(yīng),使得抑制褐變的效果加強(qiáng)。2.3香芋淀粉含量的變化從圖3可以看到,新鮮香芋頭的淀粉含量高達(dá)45.4%,不同處理的鮮切香芋淀粉含量隨貯藏時(shí)間的延長呈下降趨勢。其中,對照的淀粉含量下降迅速,5d時(shí)鮮切香芋淀粉含量降低到24.7%;殼聚糖處理一定程度延緩了香芋淀粉含量的下降,5d時(shí),殼聚糖單獨(dú)處理和5.0g/LVC溶液結(jié)合殼聚糖膜處理的淀粉含量分別為32.8%、37.5%?？梢?殼聚糖涂膜處理因較好地阻礙了O2進(jìn)入,降低了鮮切香芋的呼吸作用,從而減緩了香芋淀粉的降解。2.4殼聚糖處理鮮切香芋淀粉酶活性的變化淀粉降解由淀粉酶催化進(jìn)行,圖4表明,在鮮切時(shí),香芋的淀粉酶活性較高,達(dá)到6.53U/g,隨著貯藏期的延長,淀粉酶活性趨于下降。對照在貯藏期間淀粉酶活性相對較高,3d時(shí)較1.0g/LVC結(jié)合殼聚糖處理的高出25.8%。結(jié)合圖3、4可以看出,對照在貯藏過程中淀粉酶活性較高,淀粉含量則降低快,淀粉含量與淀粉酶活性之間存在顯著的正相關(guān)性(r2=0.9443,P<0.05)。殼聚糖單獨(dú)或VC結(jié)合殼聚糖處理明顯使鮮切香芋淀粉酶活性在貯藏前期較快地下降,因而淀粉含量相對較高;后期5.0g/LVC結(jié)合殼聚糖處理酶活性維持在一定的水平上,這可能與VC結(jié)合殼聚糖處理有效抑制香芋表面褐變、延緩香芋衰老,從而維持了香芋正常的新陳代謝水平有關(guān)。2.5抗壞血酸含量對天麻充填的殼聚糖餅干的影響果蔬食品加工及貯藏過程中發(fā)生褐變反應(yīng)主要是由PPO引起的酶促褐變。從圖5可以看到,鮮切芋頭的PPO活性在貯藏過程中不斷升高,對照從10.03U/g增加到5d時(shí)的25.89U/g。殼聚糖單獨(dú)處理一定程度延遲了PPO活性的增加,VC結(jié)合殼聚糖處理進(jìn)一步使芋頭PPO活性受到抑制。貯藏第5天時(shí),5.0g/LVC結(jié)合殼聚糖處理的芋頭PPO活性為15.90U/g,僅為對照的61.9%,而且顯著低于1.0、10.0g/LVC結(jié)合殼聚糖處理。這可能是因?yàn)檫m量的抗壞血酸在PPO反應(yīng)體系中能起競爭性抑制劑的作用。結(jié)合圖2與圖5,對照的褐變度與PPO活性之間存在顯著的正相關(guān)性(r2=0.8895,P<0.05)。2.6鮮切芋pod活性的變化POD一方面可以作為細(xì)胞膜的保護(hù)酶,清除H2O2,減少其對細(xì)胞膜脂的傷害;另一方面可利用H2O2釋放出的O2氧化酚類物質(zhì),引發(fā)褐變的發(fā)生。從圖6可知,與PPO活性變化趨勢相似,鮮切芋頭的POD活性隨著貯藏時(shí)間延長而升高。鮮切芋頭貯藏5d時(shí),對照的POD活性增加了11.9倍,5.0g/LVC結(jié)合殼聚糖處理的POD活性較對照低57.3%,可能是VC的抗褐變作用與殼聚糖的成膜、抑菌作用的協(xié)同效果有效地控制了POD活性。3殼聚糖處理對鮮切香芋光催化反應(yīng)的影響果蔬在鮮切去皮、切分過程中,組織結(jié)構(gòu)受到機(jī)械傷害,誘發(fā)了一系列生理生化變化和微生物侵染,尤其是切割傷害誘導(dǎo)PPO、POD等酶促褐變反應(yīng)加劇,致使鮮切產(chǎn)品外觀品質(zhì)和營養(yǎng)含量大為降低。香芋富含淀粉,PPO活性高,采后生理代謝旺盛,易衰老變質(zhì)和腐爛,鮮切去皮后加速了氧化褐變,嚴(yán)重影響品質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)中,鮮切香芋片PPO、POD活性在貯藏開始就上升,導(dǎo)致褐變度迅速上升,其中PPO活性與褐變度之間的相關(guān)系數(shù)為0.8895,呈顯著正相關(guān)(P<0.05),表明PPO是鮮切香芋褐變的主要氧化酶。采用15.0g/L殼聚糖處理一定程度上抑制了PPO和POD的活性,從而減輕了鮮切香芋片的褐變,并抑制了淀粉酶活性,延緩了淀粉含量的下降,減少了芋頭片的失重。同時(shí),本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)對照在第7天時(shí)香芋切面褐變度達(dá)到9.4,且表面開始出現(xiàn)黏滑感,而殼聚糖的各處理在第9天時(shí)仍能保持香芋原有的色澤。殼聚糖的這些作用可能與其良好的成膜特性有關(guān)。殼聚糖在鮮切產(chǎn)品表面形成的膜能有效阻礙水分蒸發(fā)、病菌侵入繁殖,并調(diào)節(jié)果蔬氣體環(huán)境,減少果蔬內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和耗損,因而在番茄、鮮切芒果、鮮切胡蘿卜等方面也取得了較好的貯藏效果。徐庭巧等報(bào)道采用納米碳酸鈣與1%殼聚糖復(fù)合液涂膜處理有效抑制了鮮切茄子的PPO和POD活性,從而抑制了褐變。VC作為褐變抑制劑亞硫酸鹽的替代物正被廣泛應(yīng)用于果蔬鮮切加工中,0.2%VC可有效抑制鮮切桃的PPO、POD活性,減輕褐變程度。本實(shí)驗(yàn)中,與殼聚糖單獨(dú)處理比較,不同濃度VC溶液處理強(qiáng)化了殼聚糖對PPO、POD活性的抑制效果,減輕了鮮切香芋在貯藏后期的褐變程度及淀粉含量的下降,尤以5.0g/LVC處理的效果最佳?？梢?在成膜劑中加入適宜的抗褐變劑可更有效降低鮮切果蔬的氧化變質(zhì)與變色。綜上所述,香芋鮮切后質(zhì)量迅速損失并褐變,淀粉含量明顯降低,15