切割方式對鮮切萵苣品質(zhì)及抗氧化活性的影響

李 靜，季 悅，李美琳，王 雷，金 鵬，鄭永華,*

萵苣，也稱萵筍，是菊科萵苣屬的耐寒蔬菜，其含水量高達(dá)94%～96%，生食清脆爽口，性苦微寒，具有清熱解毒的作用，深受消費者喜愛。研究表明，萵苣含糖量低，但無機鹽含量較多，且含量較高的煙酸是胰島素的激活劑，糖尿病患者食之有益；萵苣中K＋含量是Na＋含量的27 倍，有利于體內(nèi)水鹽的平衡，對于高血壓和心臟病患者，有降低血壓和預(yù)防心律紊亂的功效[1]。萵苣的嫩葉易損傷腐爛，莖外表皮容易纖維化，不耐貯藏，莖用萵苣在食之前須去皮，非常適合于鮮切加工[2]。

鮮切果蔬又稱為輕度加工果蔬，是對新鮮果蔬進(jìn)行分級整理、清洗、切分、包裝等處理，并使果蔬保持生鮮狀態(tài)的制品[3]。鮮切果蔬具有環(huán)保、安全、便捷等特點，深受國內(nèi)外消費者的青睞[4-5]。但新鮮果蔬經(jīng)鮮切加工后，組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，底物和酶直接接觸，會引發(fā)一系列生理生化反應(yīng)，如加速細(xì)胞壁分解、組織褐變、營養(yǎng)物質(zhì)流失、產(chǎn)生異味，并且易受微生物侵染，貨架期大大縮短[6-7]。通常認(rèn)為，切割加工的損傷程度越大，產(chǎn)品品質(zhì)下降越嚴(yán)重。但鮮切加工會激發(fā)苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）的活性，誘導(dǎo)多酚類等次生代謝產(chǎn)物的合成來抵御機械損傷，從而增加鮮切果蔬的抗氧化活性[8]。因此鮮切加工有可能作為一種采后的非生物性脅迫用于增加新鮮果蔬的抗氧化活性和潛在的營養(yǎng)保健功效[9]。Heredia等[10]發(fā)現(xiàn)切割處理可顯著提高胡蘿卜等7 種果蔬在20 ℃貯藏4 d后的總酚含量和抗氧化活性，而對白包菜等8 種果蔬的總酚含量無顯著影響。Reyes等[11]發(fā)現(xiàn)鮮切處理后的生菜、芹菜和甘薯等果蔬在15 ℃貯藏2 d后，總酚含量和抗氧化活性均顯著增加，而西葫蘆、馬鈴薯和紅甘藍(lán)的總酚含量和抗氧化活性則下降。在胡蘿卜[12]和紅心蘿卜[13]中的研究發(fā)現(xiàn)，切割損傷強度越大，酚類物質(zhì)含量越高，抗氧化活性越強；而對于馬鈴薯[14]，損傷強度大的絲狀產(chǎn)品其總酚含量低于損傷強度小的片狀。這些研究表明，鮮切果蔬中由機械損傷誘導(dǎo)的多酚類物質(zhì)含量變化與果蔬種類、貯藏溫度、切割形式和損傷強度有關(guān)。但不同切割方式對鮮切萵苣品質(zhì)和抗氧化活性變化的影響鮮見報道。本文以萵苣為實驗材料，研究了3 種不同切割方式（片、1/4片和絲）對鮮切萵苣在5 ℃、48 h貯藏期間主要品質(zhì)指標(biāo)、總酚含量及抗氧化活性的影響，以期為鮮切萵苣的加工和科學(xué)食用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試紫葉‘金農(nóng)’萵苣購自南京江寧區(qū)眾彩物流蔬菜市場。選取大小均一、表面無機械損傷、內(nèi)部無空心的新鮮萵苣，采購后立即運回實驗室。

β-巰基乙醇、核黃素 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；丙酮、磷酸氫二鈉、磷酸氫鈉、H2O2溶液南京壽德實驗器材有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、福林-酚試劑美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-400色差儀 日本Minota公司；GL-20G-H型冷凍離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠；UV-1600型分光光度計 上海美譜達(dá)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理

將經(jīng)挑選的萵苣莖先用200 μL/L的次氯酸鈉溶液浸泡消毒2 min，去皮后分別切成片狀（厚度為0.3 cm）、 1/4片狀和絲狀，以切割產(chǎn)生的表面積與質(zhì)量的比值來定義切割損傷強度，則三種切割方式的損傷強度分別為5.7、7.8、13.6 cm2/g，以完整的萵苣作為對照（損傷強度為0.0 cm2/g）。切割處理后的萵苣分裝于塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）中，每盒約120 g，在5 ℃、85%～90%相對濕度條件下貯藏48 h。貯藏期間每隔12 h各處理組隨機取3 盒，對照組取完整萵苣3 棵，重復(fù)3 次，用于分析測定品質(zhì)指標(biāo)、總酚含量及抗氧化活性的變化。

1.3.2 菌落總數(shù)測定

參照GB 4789.2—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》進(jìn)行測定[15]。

1.3.3 顏色的測定

參照王武等[16]的方法，采用CR-400色差儀測定L*、a*、b*值，其中L*為亮度值，L*正、負(fù)值分別表示偏白和偏黑，a*正、負(fù)值分別表示偏紅和偏綠，b*正、負(fù)值分別表示偏黃和偏藍(lán)，數(shù)值的正、負(fù)都是相對于樣板而言。每組樣品測20 個值并取其平均值。

1.3.4 葉綠素和抗壞血酸含量的測定

葉綠素含量參照曹建康等[17]的方法測定，抗壞血酸含量參照紅菲咯啉比色法[17]，結(jié)果均以mg/100 g（以鮮樣計）表示。

1.3.5 總酚含量的測定

總酚含量采用Folin-Ciocalteu法[18]測定，結(jié)果以mg/100 g（以鮮樣計）表示。

1.3.6 DPPH自由基清除率的測定

參照Soengas等[19]方法測定，結(jié)果以清除率表示。

1.3.7 相關(guān)酶活力的測定

PAL活力測定參照Assis等[20]的方法并略改動，反應(yīng)液每小時在290 nm波長處吸光度增加0.01為1 個酶活力單位；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活力測定參照Dhindsa等[21]的方法，以抑制NBT光化還原50%為1 個酶活力單位；過氧化氫酶（catalase，CAT）活力參照Cakmak等[22]的方法進(jìn)行測定，以反應(yīng)液每分鐘在240 nm波長處吸光度變化0.01為1 個酶活力單位；抗壞血酸過氧化物酶（ascorbic acid peroxidase，APX）活力測定參照Nakano等[23]的方法，以反應(yīng)液每分鐘在290 nm波長處吸光度變化0.01為1 個酶活力單位；過氧化物酶（peroxidase，POD）活力參照曹建康等[24]的方法測定，以反應(yīng)液每分鐘在470 nm波長處吸光度增加1.0為1 個酶活力單位，以上結(jié)果均以U/mg pro表示。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

本實驗所有數(shù)據(jù)采用軟件Microsoft Excel 2010、OriginPro 8.5進(jìn)行處理，采用SAS 8.1對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素分析，通過Duncan多重比較方法進(jìn)行差異顯著性檢驗。以P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 切割方式對鮮切萵苣菌落總數(shù)的影響

圖1 切割方式對鮮切萵苣在貯藏期內(nèi)菌落總數(shù)的影響Fig. 1 Effect of different cutting styles on total bacterial count of freshcut lettuce during storage

菌落總數(shù)可用來評價食品被細(xì)菌污染的程度及衛(wèi)生質(zhì)量，當(dāng)其超過一定限度則不可食用，所以菌落總數(shù)決定了鮮切萵苣的貨架期及安全性。如圖1所示，對照組在貯藏期間菌落總數(shù)增加不明顯，而鮮切萵苣由于組織結(jié)構(gòu)受到破壞、汁液外流而有利于微生物的生長，在貯藏期間菌落總數(shù)逐漸上升，并且隨著切割損傷強度的增大而增加，但不同切割方式間菌落總數(shù)無顯著差異（P＞0.05）。經(jīng)過48 h貯藏時間后，鮮切處理組的菌落總數(shù)均未超過106CFU/g。

2.2 切割方式對鮮切萵苣顏色的影響

萵苣在鮮切加工與貯藏過程中會發(fā)生組織褐變，從而降低其商品價值[25]。在本研究中，采用色差L*、a*、b*值的變化來反映鮮切萵苣的褐變程度，L*值越低，表面越暗，a*值越高，綠色褪去越多，表示萵苣褐變越嚴(yán)重。在顏色上，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色。

圖2 切割方式對鮮切萵苣在貯藏期內(nèi)L*（A）、a*（B）、b*（C）值的影響Fig. 2 Effect of different cutting styles on L*(A), a*(B) and b*(C)values of fresh-cut lettuce during storage

如圖2所示，鮮切萵苣在貯藏過程中L*值和b*值逐漸下降，而a*值逐漸上升，但是它們的變化量均很小。由于貯藏溫度低、周期短，處理組與對照組之間以及各處理組之間的L*、a*、b*值變化均無顯著差異（P＞0.05）。經(jīng)過48 h貯藏后3 種鮮切萵苣幾乎無褐變，都具有商品價值。

2.3 切割方式對鮮切萵苣葉綠素含量的影響

圖3 切割方式對鮮切萵苣在貯藏期內(nèi)葉綠素含量的影響Fig. 3 Effect of different cutting styles on chlorophyll content of freshcut lettuce during storage

綠色蔬菜在貯藏過程中會發(fā)生葉綠素的降解，所以葉綠素含量的變化通常作為衡量綠色蔬菜品質(zhì)變化的一個重要指標(biāo)[26]。由圖3可知，葉綠素含量在48 h貯藏期間呈下降趨勢，新鮮萵苣中葉綠素的含量為5.93 mg/100 g，5 ℃貯藏48 h后，片狀、1/4片狀、絲狀處理組鮮切萵苣的葉綠素含量分別下降至4.51、4.72、4.89 mg/100 g，處理組與對照組之間以及各處理組之間葉綠素含量的差異并不顯著（P＞0.05），這可能是經(jīng)過48 h貯藏后3 種不同切割方式的鮮切萵苣色澤無顯著差異的原因，與上面有關(guān)顏色的研究結(jié)果相一致。

2.4 切割方式對鮮切萵苣抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸即VC，主要來源于新鮮的水果和蔬菜，是人體內(nèi)的必需營養(yǎng)素。如圖4所示，與對照組相比，鮮切萵苣在貯藏期間抗壞血酸含量均呈明顯下降趨勢，并且切割損傷強度越大，抗壞血酸的損失越嚴(yán)重。新鮮萵苣中抗壞血酸的含量為6.89 mg/100g，經(jīng)48 h貯藏后，片狀、1/4片狀和絲狀萵苣中抗壞血酸含量分別下降至4.27、4.02、3.71 mg/100 g，顯著低于對照組（P＜0.05），但由于貯藏溫度低、時間短，3 種切割方式間抗壞血酸含量的差異不顯著（P＞0.05）。

圖4 切割方式對鮮切萵苣在貯藏期內(nèi)抗壞血酸含量的影響Fig. 4 Effect of different cutting styles on ascorbic acid content of fresh-cut lettuce during storage

2.5 切割方式對鮮切萵苣PAL活力、總酚含量及DPPH自由基清除率的影響

圖5 切割方式對鮮切萵苣在貯藏期內(nèi)PAL活力(A)、總酚含量(B)和DPPH自由基清除率(C)的影響Fig. 5 Effect of different cutting styles on PAL activity (A), total phenolic content (B) and DPPH radical scavenging activity (C) of fresh-cut lettuce during storage

PAL是植物中調(diào)控酚類物質(zhì)合成的限速酶。由圖5A可知，在整個貯藏期間，3 個鮮切處理組的PAL活力均急劇上升，且切割損傷強度越大，PAL活力增加越明顯，而對照組PAL活力幾乎無變化。這可能是因為切割損傷誘導(dǎo)了PAL活力的增加。酚類化合物是果蔬中重要的抗氧化物質(zhì)之一，它的含量被作為衡量果蔬抗氧化能力的主要指標(biāo)[27]。由圖5B可知，3 個鮮切處理組的總酚含量在貯藏期間均呈先上升后下降的趨勢，在24 h時達(dá)到高峰，其中切割損傷強度最大的絲狀萵苣上升的幅度最大，1/4片狀次之，片狀增幅最小，而對照組總酚含量在貯藏期間無明顯變化。如圖5C所示，鮮切萵苣DPPH自由基清除率變化趨勢與總酚含量變化相似，以絲狀的DPPH自由基清除率最高。這些結(jié)果表明，鮮切處理可以有效激發(fā)PAL的活性，提高萵苣的酚類物質(zhì)含量，進(jìn)而增加其抗氧化性，并且機械損傷強度越大，抗氧化能力增加越明顯。

2.6 切割方式對鮮切萵苣SOD、CAT、POD和APX活力的影響

圖6 切割方式對鮮切萵苣在貯藏期內(nèi)SOD（A）、CAT（B）、POD（C）和APX（D）活力的影響Fig. 6 Effect of different cutting styles on SOD (A), CAT (B), POD (C)and APX (D) activities of fresh-cut lettuce during storage

SOD是植物中防止氧化脅迫的關(guān)鍵酶，SOD可將對機體有害的O2-·歧化成H2O2，CAT、POD會把H2O2分解成對組織無害的H2O[13]。如圖6A、C所示，SOD和POD活力隨著貯藏時間的延長逐漸增加，并且處理組顯著高于對照組（P＜0.05），但3 種切割方式間差異并不明顯。圖6B顯示，3 個處理組的CAT活力先升高后降低，在24 h處達(dá)到峰值并且顯著高于對照組（P＜0.05）。APX是以抗壞血酸為電子供體的專一性強的過氧化物酶，能催化抗壞血酸和H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如圖6D所示，在48 h貯藏期間，處理組和對照組的APX活力在前12 h有輕微增加，后期都呈下降趨勢，處理組的APX活力一直低于對照組。綜上所述，切割處理可誘導(dǎo)提高萵苣中SOD、CAT和POD的活力，提高萵苣的抗氧化能力，以清除細(xì)胞組織中累積的活性氧。

3 討 論

組織褐變是萵苣在鮮切處理后難以長期貯藏的最大問題，有研究表明，可以通過添加護(hù)色劑[16]和采用高氧氣調(diào)包裝[28]等方式來延緩萵苣的褐變。本實驗研究了3 種不同切割方式對鮮切萵苣生理生化指標(biāo)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，萵苣在切割后會產(chǎn)生一系列變化。與完整的萵苣相比，鮮切萵苣的生理代謝更加旺盛，但是由于貯藏溫度較低（5 ℃），抑制了褐變的發(fā)生，不同切割方式對鮮切萵苣色差和葉綠素含量的影響無顯著差異，在5 ℃條件下貯藏48 h后基本保持了萵苣原有的色澤品質(zhì)?？箟难崾且环N水溶性且不穩(wěn)定的維生素，易在抗壞血酸酶催化下發(fā)生氧化分解。在本研究中，萵苣經(jīng)切分處理后抗壞血酸酶與其底物接觸，同時氧氣供應(yīng)增加，從而促進(jìn)抗壞血酸的氧化損失。切割損傷強度越大，與氧氣的接觸面積越大，抗壞血酸越容易被氧化分解，這可能是本研究中切割損傷強度越大，抗壞血酸損失越嚴(yán)重的主要原因。但由于在5 ℃貯藏時抗壞血酸的氧化受到低溫的抑制，經(jīng)過48 h短期貯藏后3 種切割方式間抗壞血酸含量的差異并不明顯。

植物組織在受到機械損傷脅迫時，會啟動自身的應(yīng)答機制來抵御傷害，其中包括信號分子的生成、識別與轉(zhuǎn)導(dǎo)以及相關(guān)基因的表達(dá)，以調(diào)節(jié)自身的新陳代謝來修復(fù)受傷組織[29-30]。研究表明，切割造成的機械損傷會誘導(dǎo)提高鮮切果蔬苯丙烷類代謝酶系統(tǒng)中PAL的活力，促進(jìn)多酚類等次生代謝產(chǎn)物的合成以起到愈傷作用[8]。但多酚類物質(zhì)易在PPO和POD等酶的催化下發(fā)生氧化聚合，導(dǎo)致酚類物質(zhì)含量的下降和切割表面的褐變，從而限制產(chǎn)品的貨架期。因此，果蔬鮮切加工后酚類物質(zhì)含量的動態(tài)變化取決于其合成和氧化分解的速率，當(dāng)合成速率大于氧化分解速率時就會導(dǎo)致酚類物質(zhì)的積累[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，切割處理可以誘導(dǎo)提高萵苣中PAL活性，促進(jìn)多酚類物質(zhì)的合成積累，并在24 h時達(dá)到峰值。這是因為在貯藏前24 h，酚類物質(zhì)的合成速率大于氧化速率；而貯藏24 h后其合成速率小于氧化速率，從而導(dǎo)致酚類物質(zhì)含量的下降。由于在5 ℃貯藏溫度下酚類物質(zhì)的氧化受到低溫的抑制，經(jīng)過2 d短期貯藏后，3 種鮮切萵苣幾乎無褐變，都有商品價值。與完整萵苣相比，絲狀萵苣總酚含量最高，1/4片狀次之，片狀含量較低，這說明萵苣受到的損傷強度越大，產(chǎn)生的自我防御反應(yīng)越強烈，酚類物質(zhì)含量也越多，類似結(jié)果在鮮切胡蘿卜[12]、紅心蘿卜[13]、生菜[31]和紫心馬鈴薯[32]等鮮切蔬菜中也有報道。本實驗采用DPPH自由基清除率來衡量鮮切萵苣的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)鮮切萵苣DPPH自由基清除率變化趨勢與總酚含量變化基本相似，說明萵苣的抗氧化能力與酚類物質(zhì)含量密切相關(guān)。因此，切割處理能顯著提高鮮切萵苣的抗氧化能力，從而提高產(chǎn)品潛在的營養(yǎng)保健功效，并且切割損傷強度越大，抗氧化能力提升的效果越明顯。

SOD、CAT和POD是果蔬組織中的主要抗氧化酶類，用于清除活性氧自由基對細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害，從而達(dá)到維持機體穩(wěn)態(tài)的目的。研究表明，鮮切加工會促進(jìn)果蔬細(xì)胞中活性氧的產(chǎn)生，但同時也可誘導(dǎo)果蔬組織防御系統(tǒng)中抗氧化酶活性的上升，從而提高果蔬中的損傷防御反應(yīng)[7,13]。本研究表明，切割處理可顯著誘導(dǎo)提高SOD、CAT和POD的活力，且切割損傷強度越大，對這些抗氧化酶活力的提升作用越明顯，這可能是因為切割損傷促進(jìn)了活性氧的產(chǎn)生，從而誘導(dǎo)提高這些抗氧化酶的活力以提高清除活性氧的能力，維持活性氧代謝的平衡。

綜上所述，本實驗所選的切割方式對鮮切萵苣在5 ℃、48 h貯藏期間品質(zhì)變化的影響并不顯著，鮮切處理能顯著提高萵苣中的酚類物質(zhì)含量并在24 h時達(dá)到高峰，且能增加SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活力，進(jìn)而提高鮮切萵苣的抗氧化活性。切割損傷強度越大，對鮮切萵苣抗氧化能力的提升作用越明顯。

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