L-半胱氨酸與殼聚糖復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果貯藏效果的影響

任文彬，黎銘慧

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225)

L-半胱氨酸與殼聚糖復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果貯藏效果的影響

任文彬，黎銘慧

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225)

以火龍果為材料，研究不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸(L-Cys)與殼聚糖復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果貯藏效果及生理生化變化的影響。結(jié)果表明：在12℃的貯藏溫度下，與對(duì)照組相比，0、0.2、0.5、0.8g/L L-Cys分別與15g/L的殼聚糖復(fù)合處理，對(duì)鮮切火龍果在貯藏期可溶性固形物、VC含量的下降，膜相對(duì)電導(dǎo)率、呼吸強(qiáng)度和質(zhì)量損失率的上升都有一定的抑制作用，能較好地抑制多酚氧化酶(PPO)，過氧化物酶(POD)的活性。其中0.5g/L L-Cys與殼聚糖配合處理的貯藏效果最好。

火龍果；鮮切；殼聚糖；L-半胱氨酸

現(xiàn)代都市生活節(jié)奏不斷加快，方便、衛(wèi)生、健康的食品是越來越受到人們的青睞。鮮切果蔬正是具有這些特點(diǎn)，它是指將新鮮果蔬原料經(jīng)過分級(jí)、整理、挑選、清洗、整修、去皮、切分、包裝等一系列工序后, 用塑料薄膜袋或塑料托盤盛裝外覆塑料薄膜包裝, 供消費(fèi)者直接食用或餐飲業(yè)使用的一種新型果蔬加工產(chǎn)品[1]。

鮮切果蔬在鮮切過程中會(huì)產(chǎn)生各種生理生化的變化，導(dǎo)致品質(zhì)變劣，直接影響其貨架壽命。研究者們?cè)趯?duì)蘋果、梨、桃、楊梅、柑橘、獼猴桃、草莓、冬棗[2-9]等多種鮮切果蔬的保鮮研究中發(fā)現(xiàn)，殼聚糖或L-半胱氨酸處理對(duì)保持鮮切產(chǎn)品的品質(zhì)，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間有較好的效果。

本實(shí)驗(yàn)在低溫條件下，用殼聚糖和不同質(zhì)量濃度的L-半胱氨酸(L-Cys)對(duì)鮮切火龍果進(jìn)行復(fù)合處理，研究其在鮮切后產(chǎn)生的一系列生理生化指標(biāo)的變化，為火龍果的鮮切保鮮技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

火龍果購(gòu)自廣州市海珠區(qū)濱江市場(chǎng)。

草酸、氯化鋇、2,6-二氯酚靛酚鈉鹽、VC、無水磷酸納、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、愈創(chuàng)木酚、氫氧化鋇、殼聚糖、L-半胱氨酸(L-Cys)等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DU730紫外-可見分光光度計(jì) 美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特有限公司；LX7-22B電動(dòng)離心機(jī) 廣州市正一科技有限公司；DDS-18A電導(dǎo)率儀 東莞市興萬電子廠。

1.3 方法

1.3.1 果實(shí)的處理

挑選大小，成熟度一致，外表完整無機(jī)械損傷的火龍果。先把火龍果切成厚度均勻的塊狀，隨機(jī)將其分成5組。分別用0、0.2、0.5、0.8g/L的L-半胱氨酸溶液浸泡2min，晾干后再浸泡于15g/L的殼聚糖溶液(用10.0g/L檸檬酸溶液配制)中2min；對(duì)照組用10.0g/L檸檬酸溶液浸泡2min；分別將各組樣品晾干后放入托盤中，用保鮮膜封好，放入12℃低溫冰箱中貯藏，定期取樣測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)，各處理重復(fù)3次。

1.3.2 理化指標(biāo)的測(cè)定

可溶性固形物含量：采用手持式折射儀測(cè)定；膜相對(duì)電導(dǎo)率：參考文獻(xiàn)[10]采用電導(dǎo)儀測(cè)定；呼吸強(qiáng)度：采用靜止法測(cè)定[11]；質(zhì)量損失率：采用稱質(zhì)量法[12]測(cè)定；VC含量：采用二氯酚靛酚鈉滴定法[13]測(cè)定。

1.3.3 多酚氧化酶(PPO)活性的測(cè)定

參照Z(yǔ)auberman等[14]的方法，稍作修改。

取15g火龍果肉，適當(dāng)解凍后加入15mL 0.1mol/L磷酸鈉緩沖液(pH6.8)，在冰浴條件下研磨勻漿后離心(4000r/min，10min)，收集上清液備用。在6.7mL的反應(yīng)體系中，加入4.4mL 0.1mol/L pH6.8的磷酸鈉緩沖液，2.0mL 0.1mol/L的鄰苯二酚(0.1mol/L pH6.8的磷酸鈉緩沖液溶解)和0.3mL酶提取液，混勻后于37℃條件下反應(yīng)，酶液加入后開始，在420nm波長(zhǎng)處反應(yīng)14min測(cè)定吸光度的變化，空白為0.1mol/L pH6.8的磷酸鈉緩沖液(pH6.8)。以每分鐘吸光度變化0.001為一個(gè)酶活力單位(U)。酶活性以U/g表示。重復(fù)3次。

1.3.4 過氧化物酶(POD)活性的測(cè)定

參照Srivastava等[15]的方法，稍作修改。取15g火龍果果肉，加入20.00mL 0.1mol/L pH6.8的磷酸鈉緩沖液，在冰浴條件下研磨勻漿后離心(4000r/min，10min)，收集上清液備用。6.2mL反應(yīng)液中含有0.3mL 4.0%愈創(chuàng)木酚、0.3mL 0.46%過氧化氫、5mL 0.1mol/L pH6.8的磷酸鈉緩沖液和0.6mL酶液，從加酶液后1min開始記錄每分鐘反應(yīng)體系在470nm波長(zhǎng)處的吸光度，在14min后開始測(cè)定。以每分鐘吸光度變化0.01為1個(gè)酶活力單位(U)。酶活性以U/g表示。重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)和圖用Excel進(jìn)行分析和處理；各處理間比對(duì)用SAS 6.12軟件進(jìn)行Duncan多重分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖與L-Cys處理對(duì)鮮切火龍果可溶性固形物含量的影響

圖1 不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸對(duì)鮮切火龍果可溶性固形物含量的影響Fig.1 Effects of various treatments on soluble solid content of fresh-cut pitaya during storage at 12 ℃

可溶性性固形物含量的高低，在一定程度上反映了貯藏過程中果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留的多少[16]。由圖1可知，鮮切火龍果隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，可溶性固形物含量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，與對(duì)照組相比，各處理組均能有效降低鮮切后火龍果中可溶性固形物的損失。但單獨(dú)用殼聚糖的處理效果要略差于殼聚糖和L-Cys的復(fù)合處理效果；復(fù)合處理中殼聚糖＋0.5g/L L-Cys的復(fù)合處理組在貯藏時(shí)間內(nèi)對(duì)減少可溶性固形物的損失效果最好，48h時(shí)比0h的可溶性固形物含量?jī)H減少2.20%。

2.2 殼聚糖與L-Cys復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果膜相對(duì)電導(dǎo)率的影響

圖2 不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸對(duì)鮮切火龍果膜相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.2 Effects of various treatments on relative membrane conductivity of fresh-cut pitaya during storage at 12 ℃

相對(duì)電導(dǎo)率是反映細(xì)胞膜透性的重要指標(biāo)，其值越大表示組織細(xì)胞膜受損害的程度越大。由圖2可知，處理組在貯藏過程中相對(duì)電導(dǎo)率的上升明顯小于對(duì)照組，但各處理組之間沒有明顯差異。其中殼聚糖＋0.5g/L L-Cys的復(fù)合處理效果相對(duì)最好；這說明L-Cys＋殼聚糖的復(fù)合處理能有效抑制膜脂過氧化，抑制細(xì)胞膜透性，但L-Cys質(zhì)量濃度過高則可能會(huì)影響抑制效果。

2.3 殼聚糖與L-Cys復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸強(qiáng)度是反應(yīng)果蔬耐貯藏性的一個(gè)重要指標(biāo)，降低呼吸強(qiáng)度有利于延長(zhǎng)鮮切火龍果的貯藏期，延緩品質(zhì)的變化。鮮切火龍果因切分受到機(jī)械損傷，引起呼吸強(qiáng)度增大，在48h內(nèi)對(duì)照與處理組呼吸強(qiáng)度均成上升趨勢(shì)，在36h出現(xiàn)呼吸高峰；單一殼聚糖處理和殼聚糖＋L-Cys復(fù)合處理組與對(duì)照相比在貯藏各時(shí)間均能較好抑制呼吸強(qiáng)度的上升，這可能是由于處理組中殼聚糖的涂膜形成了一層保護(hù)膜，控制氧氣的進(jìn)入，從而減少了呼吸作用。其中殼聚糖＋0.5g/L L-Cys的復(fù)合處理效果最佳，36h時(shí)呼吸強(qiáng)度增加3.33%，而對(duì)照增加了165%。

圖3 不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸對(duì)鮮切火龍果呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effects of various treatments on respiration intensity of fresh-cut pitaya during storage at 12 ℃

2.4 殼聚糖與L-Cys復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果質(zhì)量損失率的影響

圖4 不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸對(duì)鮮切火龍果質(zhì)量損失率的影響Fig.4 Effects of various treatments on weight loss ratio of fresh-cut pitaya during storage at 12 ℃

鮮切火龍果因切分損傷除了使呼吸作用增強(qiáng)之外，另外失水也是導(dǎo)致其生理生化變化狀態(tài)和貯藏效果不佳的因素之一。由圖4可知，在貯藏期間，鮮切火龍果的質(zhì)量損失率總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但經(jīng)殼聚糖與不同質(zhì)量濃度L-Cys復(fù)合處理的樣品質(zhì)量損失率均低于對(duì)照組，前12h，殼聚糖、殼聚糖與L-Cys的復(fù)合處理組樣品質(zhì)量損失率均小于0.05%，12h后才開始緩慢上升，但上升率仍低于對(duì)照。這可能是由于殼聚糖的成膜性，在火龍果表面形成保鮮膜，抑制了火龍果的呼吸，故質(zhì)量損失率降低。在復(fù)合處理組中殼聚糖＋0.5g/L L-Cys的處理控制質(zhì)量損失率效果更明顯。

2.5 殼聚糖與L-Cys復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果VC含量的影響

VC含量是衡量火龍果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)之一。由圖5可知，鮮切火龍果隨著貯藏期的延長(zhǎng)，VC呈下降趨勢(shì)。但是殼聚糖以及殼聚糖＋L-Cys的復(fù)合處理與對(duì)照相比能有效控制VC下降趨勢(shì)。其中殼聚糖＋0.5g/ L L-Cys復(fù)合處理的控制效果最佳，48h時(shí)VC含量為原來的83.56%，而對(duì)照僅為原來的57.53%。這可能是因?yàn)闅ぞ厶切纬闪擞行У谋Ｗo(hù)膜，防止?fàn)I養(yǎng)成分的損失，同時(shí)L-Cys起到了一定的抗氧化作用，兩者結(jié)合處理對(duì)VC含量的減少起到了有效的抑制效果。

2.6 殼聚糖與L-Cys復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果PPO活性的影響

圖5 不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸對(duì)鮮切火龍果VC含量的影響Fig.5 Effects of various treatments on vitamin C content of fresh-cut pitaya during storage at 12 ℃

圖6 不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸對(duì)鮮切火龍果PPO活性的影響Fig.6 Effects of various treatments on PPO activity of fresh-cut pitaya during storage at 12 ℃

PPO是引起果蔬產(chǎn)生酶促褐變，導(dǎo)致腐敗變質(zhì)的重要因素。由圖6可知，在鮮切火龍果貯藏期間，PPO活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在36h出現(xiàn)一個(gè)峰值，隨后開始下降。處理組在各個(gè)貯藏時(shí)段測(cè)得的PPO值均低于對(duì)照組，在36h時(shí)，經(jīng)殼聚糖＋0.5g/L L-Cys復(fù)合處理的樣品PPO值最低為58U/g，僅為對(duì)照的69%；各處理對(duì)PPO活性的抑制效果分別是殼聚糖＋0.5g/L L-Cys＞殼聚糖＋0.2g/L L-Cys＞殼聚糖＋0.8g/L L-Cys＞殼聚糖。這可能是L-Cys作為一種抗酶促劑在鮮切火龍果PPO反應(yīng)體系中起到了競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的原因。孔維寶等[17]的研究也認(rèn)為L(zhǎng)-半胱氨酸并不是通過對(duì)PPO活性中心的結(jié)構(gòu)性修飾，或是發(fā)生共價(jià)結(jié)合來抑制其活性，而是直接與其酶促反應(yīng)產(chǎn)物——醌類物質(zhì)結(jié)合生成無色的硫氫化合物，從而抑制褐變的發(fā)生。

2.7 殼聚糖與L-Cys復(fù)合處理對(duì)鮮切火龍果POD活性的影響

圖7 不同質(zhì)量濃度L-半胱氨酸對(duì)鮮切火龍果POD活性的影響Fig.7 Effects of various treatments on POD activity of fresh-cut pitaya during storage at 12 ℃

POD是植物體內(nèi)普遍存在的一種抗氧化酶，正常情況下，通過防御系統(tǒng)的抗氧化作用，可以消除過氧化自由基，保障膜系統(tǒng)的完整性，維持正常代謝[8]，但另一方面可以利用H2O2釋放出的O2氧化酚類物質(zhì)，引發(fā)褐變的發(fā)生[18]。由圖7可知，鮮切火龍果的POD活性隨著貯藏期的延長(zhǎng)而呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但處理組在貯藏期各個(gè)時(shí)期的POD活性均低于對(duì)照組，48h內(nèi)，抑制使POD活性上升效果最好的是殼聚糖＋0.5g/L L-Cys的復(fù)合處理組，其POD活性僅上升了26.2%，而對(duì)照則上升了84.8%。這可能是殼聚糖形成的保護(hù)膜起到隔離與抗菌作用，而L-Cys發(fā)揮了較好的抑制褐變作用；兩者結(jié)合處理鮮切火龍果對(duì)其POD活性起到了較好的抑制效果。

3 討論與結(jié)論

鮮切果蔬因?yàn)槠浼庸ぬ攸c(diǎn)，受到的機(jī)械傷和外界危害尤為嚴(yán)重，導(dǎo)致其組織細(xì)胞生理功能變化劇烈，變質(zhì)加速，貨架期明顯縮短；近幾十年來，國(guó)內(nèi)外研究者們研究了許多對(duì)鮮切果蔬的保鮮技術(shù)，主要有低溫貯藏、氣調(diào)貯藏、化學(xué)處理、可食性涂膜、熱處理、輻射處理和臭氧處理等物理化學(xué)方法[19]，都取得了一定的研究成果。隨著人們對(duì)生活質(zhì)量和食品安全的要求越來越高，在鮮切果蔬的保鮮方面，天然、安全、健康、環(huán)保的保鮮方法成為發(fā)展的一種新趨勢(shì)。

殼聚糖是由幾丁質(zhì)脫乙?；螽a(chǎn)生的堿性天然多糖。因其天然、無毒、無害在食品貯藏保鮮方面有著廣泛的應(yīng)用。目前殼聚糖涂膜已在鮮切蘋果[5]、獼猴桃[4]、楊桃[8]等水果的保鮮方面取得了較好的效果。從本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也可看出15g/L的殼聚糖處理在控制鮮切火龍果VC含量，可溶性固形物含量、酶活性等變化方面有一定的效果。

L-半胱氨酸(L-Cys)是一種天然的具有生理功能的氨基酸，在食品添加劑和醫(yī)藥等領(lǐng)域已有廣泛的使用。在鮮切水果保鮮方面，前人對(duì)鮮切梨[9]、鮮切蘋果[20]的研究表明L-Cys有著較好的保鮮效果。李粉玲[21]和張福平等[22]曾報(bào)道L-Cys能有效的抑制火龍果果肉、果皮中PPO活性。在本實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)15g/L殼聚糖＋0.5g/L L-Cys復(fù)合處理鮮切火龍果能最大程度的抑制其貯藏期PPO、POD活性，其效果要明顯優(yōu)于單獨(dú)用殼聚糖的處理；但是經(jīng)Duncan多重分析比較各處理與對(duì)照沒有顯著差異。在實(shí)驗(yàn)中，還發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量濃度的L-Cys對(duì)鮮切龍果各項(xiàng)生理生化指標(biāo)和酶活的影響程度不同，其中15g/L殼聚糖＋0.5g/L L-Cys的復(fù)合處理效果最好，但是當(dāng)L-Cys質(zhì)量濃度增至0.8g/L則貯藏效果反而不佳。

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在12℃的貯藏溫度下，48h后鮮切火龍果開始出現(xiàn)部分變質(zhì)現(xiàn)象，特別是對(duì)照組變化明顯。因此從營(yíng)養(yǎng)、安全、健康的角度考慮36h是鮮切火龍果復(fù)合處理后較好的保藏時(shí)間。

綜上所述，15g/L殼聚糖＋0.5g/L L-Cys復(fù)合處理在36h的貯藏期內(nèi)能有效抑制呼吸作用、營(yíng)養(yǎng)成分的損失和PPO、POD活性。

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Effect of Combined Treatments with L-Cys and Chitosan on Physiological Changes of Fresh-Cut Pitaya during Storage

REN Wen-bin，LI Ming-hui (College of Light Industry and Food, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)

Fresh-cut pitaya was treated with chitosan alone or together with different concentrations of L-cysteine (0, 0.2, 0.5 g/L and 0.8 g/L) before storage at 12 ℃ to evaluate the effect of combined treatments with both preservatives on physiological changes of fresh-cut pitaya. Results showed that treatment with chitosan alone or in combination with L-cysteine at any of the concentration tested inhibited the reduction of total soluble solids and VC contents and the increase of relative membrane conductivity, respiration intensity and weight loss and effectively inactivated the activities of polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase (POD). The optimal L-cysteine concentration for combination with chitosan that provided the best effectiveness for preserving fresh-cut pitaya was 0.5 g/L.

pitaya；fresh-cut；chitosan；L-cysteine

TS205.9

A

1002-6630(2013)18-0317-04

10.7506/spkx1002-6630-201318065

2012-08-04

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2009B020410007)

任文彬(1979—)，女，副教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：rwbzk@126.com