UV-C對(duì)西蘭花抗氧化活性及相關(guān)品質(zhì)的影響

張怡，關(guān)文強(qiáng)，張娜，劉莉莉，閻瑞香，孫德嶺

（1.天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系，生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，天津300384；2.天津商業(yè)大學(xué)，天津300134；3.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，天津市采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300384；4.天津科潤(rùn)蔬菜研究所，天津300382）

近年來(lái)，隨著抗衰老、抗氧化研究的不斷深入，對(duì)于保持人們身體健康的功能性食品的研究報(bào)道也越來(lái)越多，其中果蔬的抗氧化成分及其抗氧化活性的研究倍受矚目。有關(guān)天然物質(zhì)抗氧作用的研究較多，但因其含量較低，價(jià)格過(guò)高，提取工藝復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中還比較少[1]。國(guó)內(nèi)外許多相關(guān)報(bào)道提及，西蘭花是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、熱量較低、高抗氧化功效的營(yíng)養(yǎng)功能食品。但西蘭花含水量高，營(yíng)養(yǎng)豐富，極易腐爛變質(zhì)。由于運(yùn)輸和銷售過(guò)程中貯藏條件變化造成菜花褐變、腐爛、損傷以及花球松散的情況，不但不能體現(xiàn)其應(yīng)有的商品價(jià)值，而且會(huì)帶來(lái)巨大的損失。

隨著西蘭花市場(chǎng)需求逐步加大，其采后保鮮研究開(kāi)始被人重視起來(lái)。短波紫外線（波長(zhǎng)小于280 nm的紫外線，簡(jiǎn)稱UV-C）照射便是其中一種有效可行的方法。根據(jù)相關(guān)報(bào)道指出，低劑量短波紫外線照射在控制水蜜桃、番茄、草莓、鴨梨、蘆柑、冬棗等[2-7]果蔬病害上表現(xiàn)出較好的效果。UV-C處理是一種無(wú)化學(xué)污染的物理處理方法，可減少化學(xué)保鮮劑的應(yīng)用，是一條綠色環(huán)保的貯藏保鮮途徑[8]。UV-C照射可誘導(dǎo)植物提高抗病性，減小果蔬采后腐爛率，但對(duì)其作用機(jī)制還缺乏深入的了解[3]。研究表明，利用UV-C處理后，水蜜桃能推遲果實(shí)呼吸高峰出現(xiàn)，降低峰值，減緩果實(shí)軟化，控制PPO酶活性；1 kJ/m2UV-C在保持果實(shí)可溶性固形物含量的同時(shí)，也將MDA值控制在較低的水平，表現(xiàn)出更突出的常溫保鮮效果[2]。由于不同種類及品種果蔬對(duì)UV-C照射反應(yīng)應(yīng)答表現(xiàn)各不相同，因此本實(shí)驗(yàn)以西蘭花為試材，研究不同劑量UV-C照射對(duì)其抗氧化活性及品質(zhì)指標(biāo)變化的影響，從而篩選最佳照射劑量，為UV-C照射對(duì)采后貯藏保鮮研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理方法

實(shí)驗(yàn)西蘭花采自天津武清區(qū)農(nóng)戶菜田。對(duì)西蘭花分別進(jìn)行CK、1、4、7 kJ/m2UV-C照射處理，照射時(shí)間分別為 0、150、600、1 050 s。每個(gè)處理兩個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3個(gè)果實(shí)。處理后放入0.03 mm聚乙烯PE保鮮袋中，敞口入冷庫(kù)預(yù)冷6 h～8 h后扎口貯藏。每7 d測(cè)一次抗氧化活性及相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)。分析測(cè)驗(yàn)部分為西蘭花莖部生長(zhǎng)結(jié)以上部分。

1.2 藥品及儀器

粉碎機(jī)：SQ2002西貝樂(lè)多功能食品加工機(jī)；冷凍離心機(jī)：德國(guó)D-37520型；紫外線強(qiáng)度計(jì)：ZQJ-254型，上海顧村電光儀器廠購(gòu)得。

DPPH：二苯代苦味酰肼自由基（2，2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl），美國(guó)SIGMA公司購(gòu)得。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 抗氧化活性測(cè)定

采用DPPH法[9]并進(jìn)行改進(jìn)。稱取5 g西蘭花，加50 mL 50%乙醇粉碎勻漿1 min，置于離心管中4℃冷凍離心10 min（15 000 r）后過(guò)濾，取上清液。制取濃度為2×10-4mol/L的DPPH稀釋液。利用DPPH溶液的特征紫紅色團(tuán)的吸收，用紫外分光光度法在波長(zhǎng)517 nm處吸收的下降表示對(duì)提取液的有機(jī)自由基消除能力。按表1加反應(yīng)液。

表1 加DPPH方法Table 1 Adding method of DPPH

測(cè)定其吸光度值后，計(jì)算出DPPH的清除率，計(jì)算公式如下：

式中：CDPPH為自由基清除過(guò)程中某一時(shí)刻DPPH的摩爾濃度，C0為DPPH的原始摩爾濃度。

單位質(zhì)量的果蔬樣品對(duì)DPPH的實(shí)際清除量的計(jì)算公式如下：

DPPH實(shí)際清除量（mg/g）=（DPPH 清除率×反應(yīng)加入的DPPH量）/樣品質(zhì)量

1.3.2 葉綠素和類胡蘿卜素含量的測(cè)定

參考崔勤等運(yùn)用的分光光度法[10]。稱取剪碎混勻的西蘭花1 g，加入體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇研磨并定容至25 mL，以體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇為空白，分別在波長(zhǎng)665、649和470 nm下測(cè)定吸光度。計(jì)算公式如下

式中：Ca、Cb分別為葉綠素 a和 b的濃度；Cx·c為類胡蘿卜素的濃度；葉綠素a、b在95%乙醇中最大吸收峰的波長(zhǎng)分別為665和649 nm，類胡蘿卜素為470 nm。

1.3.3 總酚含量的測(cè)定

采用Folin-Ciocalteu法[11]并略有改進(jìn)。稱取5g西蘭花，加入50 mL 75%的甲醇溶液勻漿，在55℃下密封水浴浸提3h，放入離心管中冷凍離心10min（15000r），取上清液。新制取的Folin-Ciocalteu試劑1 mL，加入0.5 mL上清液后，再加3.5 mL去離子水，混勻，然后加入3 mL Na2CO3溶液（20%）。室溫下靜置2 h。用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，在波長(zhǎng)765 nm處測(cè)定吸光度值，以焦性沒(méi)石子酸做標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品總酚含量。

1.3.4 維生素C含量的測(cè)定

采用碘液滴定法[12]。稱取10 g西蘭花，加入適量1%草酸勻漿，然后移入250 mL容量瓶中，用1%草酸定容至刻度。脫脂棉過(guò)濾后取20 mL濾液，并加入1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%淀粉和20 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%草酸，用已知濃度的碘液滴定并計(jì)算VC含量。

1.3.5 類黃酮含量的測(cè)定

根據(jù)NaNO2—Al（NO3）3比色法[13]對(duì)類黃酮含量進(jìn)行測(cè)定。稱取西蘭花5 g，加入50 mL 70%乙醇勻漿，密封放置于65℃的水浴鍋中,浸泡提取1.5 h，再放入離心管中冷凍離心10 min（15 000 r），取上清液。吸取1 mL上清液于10 mL試管中，加70%乙醇1 mL，加入0.3 mL 5%的NaNO2，混合后放置6 min，然后加入0.3 mL 10%的Al（NO3）3溶液，搖勻后放置6 min，最后再加入2 mL 4%NaOH搖勻，放置10 min后在波長(zhǎng)510 nm下測(cè)定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線（將蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品在120℃干燥至恒重后再制作標(biāo)準(zhǔn)曲線）并計(jì)算類黃酮含量。

1.3.6 花青素含量的測(cè)定

采用分光光度法[14]，稱量5 g西蘭花，加人30 mL 2%鹽酸甲醇溶液勻漿，置于50 mL燒杯中浸泡,杯口用封口膜扎緊以防揮發(fā)，置室溫避光處浸提2 h，至肉眼觀察葉組織完全變白取出過(guò)濾。用2%鹽酸甲醇溶液定容至50 mL容量瓶中,用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，在波長(zhǎng)530 nm下測(cè)定。

1.3.7 感官分析

在整個(gè)貯藏過(guò)程中，定期從顏色、霉變、硬度等外觀變化進(jìn)行描述和分析。

感官總分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1—極差，不可食用；3—差，影響銷售；5—一般，可看到輕微缺陷；7—好，有小缺陷，但觀察起來(lái)不明顯；9—極好，無(wú)任何缺陷。

顏色評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1—完全變黃；3—淺黃色；5—黃綠色；7—淺綠色；9—深綠色。

腐爛評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1—100%面積長(zhǎng)毛，有霉斑；3—3/4面積長(zhǎng)毛，有霉斑；5—1/2面積長(zhǎng)毛，有霉斑；7—1/4面積長(zhǎng)毛，有霉斑；9—無(wú)長(zhǎng)毛，無(wú)霉斑。

花蕾開(kāi)放度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1—100%面積花蕾開(kāi)放；3—3/4花蕾開(kāi)放；5—1/2花蕾開(kāi)放；7—1/4花蕾開(kāi)放；9—無(wú)花蕾開(kāi)放。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2003對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 UV-C處理對(duì)西蘭花抗氧化活性變化情況的研究UV-C處理對(duì)西蘭花抗氧化活性變化情況的研究見(jiàn)圖1。

圖1 UV-C處理對(duì)西蘭花冷藏過(guò)程中抗氧化活性的影響Fig.1 Effect of UV-C radiation on antioxidant activity of broccoli

在圖1中可以看出，西蘭花由于后熟過(guò)程使其抗氧化活性先上升，后熟時(shí)間都是7 d。后熟過(guò)程中，抗氧化活性大小比較為 7 kJ/m2＞1 kJ/m2＞CK＞4 kJ/m2。三種處理和對(duì)照組的抗氧化活性在經(jīng)過(guò)7 d～14 d的降低后再一次升高。在28 d所有處理的抗氧化活性升高到最高點(diǎn)，其抗氧化活性大小排序?yàn)? kJ/m2＞1 kJ/m2＞7 kJ/m2＞CK，然后抗氧化活性又開(kāi)始降低。但是在抗氧化活性降低過(guò)程中依然保持著4 kJ/m2處理是抗氧化活性最強(qiáng)的，其次是1 kJ/m2，次之是7 kJ/m2，最后是CK。這些說(shuō)明：UV-C照射對(duì)西蘭花貯藏過(guò)程中抗氧化活性有一定的促進(jìn)作用。從西蘭花貯藏的整個(gè)過(guò)程來(lái)看，4 kJ/m2UV-C照射增加了其抗氧化活性，可以更好地延緩西蘭花的衰老。

2.2 UV-C處理對(duì)西蘭花葉綠素和類胡蘿卜素變化情況的研究

由于紫外輻射對(duì)葉綠素和類胡蘿卜素有降解作用[15]，所以大劑量的照射處理的西蘭花的葉綠素及類胡蘿卜素的含量是減少的。見(jiàn)表2所示。

表2 a UV-C處理的西蘭花葉綠素a的含量變化Table 2a Changes of chlorophyll A content of broccoli treated with UV-C

表2 b UV-C處理的西蘭花葉綠素b的含量變化Table 2b Changes of chlorophyll B content of broccoli treated with UV-C

表2 cUV-C處理的西蘭花類胡蘿卜素的含量變化Table 2c Changes of carotenoid content of broccoli treated with UV-C

在第7 d，7 kJ/m2照射下的葉綠素和類胡蘿卜素的含量高于CK，并且達(dá)到最高值。說(shuō)明大劑量照射加快后熟時(shí)間。從21 d開(kāi)始，4 kJ/m2照射下的葉綠素和類胡蘿卜素含量高于CK。說(shuō)明，在21 d以后，4 kJ/m2UV-C處理增高葉綠素和類胡蘿卜素的含量，延緩其降解。

2.3 UV-C處理對(duì)西蘭花總酚含量變化情況的研究

如圖2所示，三種劑量的短波紫外照射都對(duì)貯藏中西蘭花的總酚合成產(chǎn)生了一定的影響。紫外線處理使西蘭花總酚含量波動(dòng)性變大。在貯藏的大部分過(guò)程中，1 kJ/m2紫外線處理的西蘭花的總酚含量稍高于對(duì)照組，另兩種劑量處理使西蘭花總酚含量大部分時(shí)間中（0 d～28 d）低于對(duì)照組，且7 kJ/m2紫外線處理的西蘭花總酚含量總體上低于4 kJ/m2紫外線處理。

圖2 UV-C處理的西蘭花總酚含量變化Fig.2 Changes of total polyphenol content of broccoli treated with UV-C

2.4 UV-C處理對(duì)西蘭花VC含量變化情況的研究

如圖3所示，3個(gè)短波紫外照射劑量處理后的西蘭花都是先增大后減小，在21 d時(shí)都達(dá)到VC含量的最大值，1 kJ/m2照射處理的西蘭花VC含量略低于對(duì)照組，而稍大于4 kJ/m2和7 kJ/m2UV-C處理。在3種劑量處理中，4 kJ/m2UV-C處理效果是較好的。

圖3 UV-C處理的西蘭花VC含量變化Fig.3 Changes of VCcontent of broccoli treated with UV-C

2.5 UV-C處理對(duì)西蘭花類黃酮含量變化情況的研究

西蘭花冷藏過(guò)程中類黃酮的變化趨勢(shì)是0 d到7 d降低，到14 d升高，然后再下降至28 d后又開(kāi)始上升。如圖4所示。

圖4 UV-C處理的西蘭花類黃酮含量變化Fig.4 Changes of flavonoids content of broccoli treated with UV-C

在0 d～14 d期間，隨照射劑量的增大，類黃酮含量降低，其中1 kJ/m2UV-C處理與對(duì)照差異不大。第14 d時(shí)，各處理均與對(duì)照沒(méi)有差異。14 d后，各劑量處理對(duì)類黃酮含量都具有一定影響，1 kJ/m2與4 kJ/m2UV-C處理的西蘭花類黃酮含量略高于對(duì)照組，而7 kJ/m2UV-C處理波動(dòng)性的大并且低于對(duì)照組。

2.6 UV-C處理對(duì)西蘭花花青素含量變化情況的研究

圖5 UV-C處理的西蘭花花青素含量變化Fig.5 Changes of anthocyanin content of broccoli treated with UV-C

從圖5中可以看出，西蘭花在貯藏7 d時(shí)7 kJ/m2處理的花青素含量最高。在21 d時(shí)，三種劑量和對(duì)照之間花青素含量差異不大。在21 d以后，UV-C處理的花青素含量高于對(duì)照組，其中4 kJ/m2UV-C處理的西蘭花花青素含量最大。

2.7 UV-C處理的西蘭花貨架感官評(píng)價(jià)

由于西蘭花冷藏42 d后，仍然外觀良好，因此，留樣貯藏至80 d時(shí)進(jìn)行感官評(píng)定和貨架期實(shí)驗(yàn)。如圖3所示，貯藏80 d后，UV-C處理的西蘭花感官指標(biāo)明顯好于對(duì)照組。說(shuō)明UV-C照射能很好地保持西蘭花的感官品質(zhì)。在10℃5 d貨架期中，4 kJ/m2UV-C照射下的西蘭花各感官效果指標(biāo)最高。

表3 UV-C處理的西蘭花感官變化Table 3 Changes of sensory of broccoli treated with UV-C

3 結(jié)論

在西蘭花貯藏過(guò)程中，4 kJ/m2UV-C照射增加了其抗氧化活性，可以更好地延緩西蘭花的衰老。UV-C照射加大了總酚與類黃酮含量的波動(dòng)性。小劑量的UV-C照射可以相對(duì)增加總酚含量。21 d時(shí)，所有處理的VC含量都達(dá)到最大值。在21天以后，4 kJ/m2UV-C處理增高西蘭花的葉綠素、類胡蘿卜素和花青素的含量，延緩其降解。UV-C照射能很好地保持西蘭花的感官品質(zhì)，減慢黃化過(guò)程，其中4 kJ/m2UV-C照射的綜合感官效果最好。

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