趙廣河，陳振林

（賀州學(xué)院桂東特色資源開發(fā)與利用研究廣西重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，廣西 賀州 542800）

鮮切荸薺研究進(jìn)展

趙廣河，陳振林*

（賀州學(xué)院桂東特色資源開發(fā)與利用研究廣西重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，廣西 賀州 542800）

對當(dāng)前鮮切荸薺生理變化及加工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，研究表明，荸薺經(jīng)鮮切處理后發(fā)生的生理變化主要表現(xiàn)在呼吸加強(qiáng)、組織衰老加速、表面色澤加深等方面；鮮切荸薺在放置過程中的顏色變化機(jī)理尚待進(jìn)一步的深入研究；目前，鮮切荸薺加工技術(shù)的研究主要集中在復(fù)合保鮮劑技術(shù)方面，對熱處理技術(shù)、氮?dú)馓幚砑夹g(shù)和乙醛熏蒸技術(shù)的研究較少；熱處理技術(shù)和氮?dú)馓幚砑夹g(shù)具有成本低廉、操作簡便、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景讓人期待。

鮮切荸薺；生理變化；加工技術(shù)

荸薺 （Eleochairistoberosa），又名馬蹄（Water chestnut），是莎草科荸薺屬多年生草本植物荸薺的地下球莖，在中國長江流域以南各省均有栽培[1]。荸薺汁多味甜，營養(yǎng)豐富，自古有“地下雪梨”和“江南人參”的美譽(yù)[2-3]。荸薺果蔬兼用，為果生吃或當(dāng)蔬熟食，皆鮮美可口，風(fēng)味別具。如生吃，肉質(zhì)白嫩，清脆爽口，醇甘清香；如熟食，則可以做成多種美味菜品，葷素皆宜。荸薺每年11、12月集中上市，以鮮品銷售為主，存在較大市場風(fēng)險(xiǎn)。如何解決荸薺季節(jié)性生產(chǎn)與常年性消費(fèi)的矛盾，如何提高荸薺的產(chǎn)品附加值，成為困擾荸薺產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的瓶頸。鮮切荸薺指新鮮的荸薺經(jīng)分級、清洗、整修、去皮、切分、保鮮和包裝等一系列處理后使產(chǎn)品保持生鮮狀態(tài)的制品，與其它傳統(tǒng)的荸薺制品相比，該類產(chǎn)品具有清潔、新鮮和方便等特點(diǎn)，受到廣大群眾的喜愛。鮮切荸薺因去皮而受到嚴(yán)重的機(jī)械損傷，在貨架期間容易發(fā)生表面色澤加深和敗壞等質(zhì)量問題，使得產(chǎn)品食用品質(zhì)下降，極大地降低了商業(yè)價(jià)值。近年來，鮮切荸薺漸成研究熱點(diǎn)，現(xiàn)對其研究現(xiàn)狀作一綜述，以為相關(guān)研究人員提供理論參考。

1 鮮切引起的生理變化

1.1 呼吸加強(qiáng)

荸薺去皮后會(huì)導(dǎo)致呼吸加強(qiáng)，造成物質(zhì)消耗過度，產(chǎn)品質(zhì)量迅速劣變。呼吸代謝是植物對傷害響應(yīng)的重要特征。彭麗桃等揭示了荸薺片呼吸代謝特征：新鮮荸薺切片總呼吸和抗氰呼吸均比較低，但在25℃下貯存期間迅速上升，切片交替途徑容量、運(yùn)行活性也不斷上升，但運(yùn)行系數(shù)卻在下降。細(xì)胞色素途徑運(yùn)行活性隨總呼吸的增加而顯著加強(qiáng)，但所占比值不斷下降。降低呼吸電子流時(shí)，抗氰呼吸與細(xì)胞色素途徑呼吸均下降，且抗氰呼吸占總呼吸的比例下降；增加呼吸電子流時(shí)，這兩條傳遞途徑均加強(qiáng)，且抗氰呼吸占總呼吸的比例增加[4]。

1.2 組織衰老加速

彭麗桃等以荸薺為材料，研究了鮮切加工加速組織衰老與活性氧代謝的關(guān)系，結(jié)果表明：鮮切加工提高了荸薺切片抗氧化酶(超氧化物歧化酶、抗壞血酸-過氧化物酶和過氧化氫酶)的活性；但同時(shí)明顯刺激了O2-產(chǎn)生，促進(jìn)了H2O2累積，加速了抗壞血酸在貯藏后期的損失，加強(qiáng)了膜脂過氧化作用和增加了電解質(zhì)滲出率。統(tǒng)計(jì)分析表明H2O2含量、丙二醛含量、電解質(zhì)滲出率三者之間存在正相關(guān)性。H2O2組織定位結(jié)果也證實(shí)鮮切加速組織衰老與H2O2累積密切相關(guān)。完整荸薺組織O2-產(chǎn)生比較平穩(wěn)，抗氧化酶活性維持穩(wěn)定，H2O2未有明顯累積[5]。

1.3 表面色澤加深

荸薺經(jīng)去皮加工后，在短期內(nèi)表面變黃，一些研究者將其作為一般的酶促褐變進(jìn)行研究。童剛平等研究發(fā)現(xiàn)：鮮切荸薺在貯藏前9天其BD值（褐變度）、PPO(多酚氧化酶)和PAL（苯丙氨酸解氨酶）活性均呈一定的相關(guān)性，尤其是PPO活性與BD值之間呈顯著的相關(guān)性（r=0.9959）；TP（總酚）含量、PAL活性與BD值之間的相關(guān)系數(shù)r分別為0.9043和0.8968。這說明鮮切荸薺的BD值與TP含量、PPO和PAL活性均呈有密切的關(guān)系，要抑制鮮切荸薺褐變，則須抑制多酚類物質(zhì)的合成或抑制PPO、PAL活性[6]。童剛平通過一系列的實(shí)驗(yàn)研究，初步得出鮮切荸薺的褐變機(jī)理，即切分加工激活了組織中褐變相關(guān)酶，在這些酶的參與下合成了大量的酚類物質(zhì)，包括最主要的酶促褐變底物綠原酸。在組織中酶特別是PPO的催化下，氧化綠原酸產(chǎn)生褐變色素[7]。陸勝民等對鮮切荸薺中PPO的特性進(jìn)行了研究：將PPO從鮮切馬蹄里分離，經(jīng)Sephadex G-100柱子進(jìn)行純化，得到10%的純品。測定了其分子量、Km值、底物特異性、最適pH、最適溫度等。動(dòng)力學(xué)研究表明：對于兒茶酚，PPO的Km值及Vmax分別是10.32mmol/Land6.452×104U/min，最適pH及最適溫度分別是6.5℃和40℃[8]。

但從大量報(bào)道看，酶促褐變的結(jié)果是導(dǎo)致果蔬發(fā)生褐變，而鮮有導(dǎo)致其它顏色的報(bào)道。潘永貴等對鮮切荸薺和蓮藕組織中與酶促褐變相關(guān)的3種關(guān)鍵性酶——PAL、PPO和POD（過氧化物酶）進(jìn)行對比。研究表明：在貯藏過程中，鮮切荸薺組織中PAL活性隨著貯藏時(shí)間的延長一直呈上升趨勢，說明黃色物質(zhì)形成與PAL活性有密切關(guān)系；而與鮮切蓮藕組織相比，鮮切荸薺組織中的PPO活性除貯藏中期略有上升外，一直呈小幅下降趨勢。同時(shí)鮮切荸薺組織中POD的活性在整個(gè)貯藏過程中雖然有所上升，但變化幅度非常小，且活性都相當(dāng)?shù)?，表明鮮切荸薺黃化可能并非酶促褐變的結(jié)果[9]。潘永貴等從鮮切荸薺的黃化表面組織進(jìn)行分離培養(yǎng)到了5種微生物，包括1種真菌和4種細(xì)菌將分離的5種微生物分別接種到鮮切荸薺表面，結(jié)果表明微生物均加快了鮮切荸薺組織黃化的發(fā)生，通過形態(tài)學(xué)研究表明，這5種微生物中真菌為地霉屬（Geotrichum）真菌，其余4種細(xì)菌分別屬于鹽水球菌屬（Salinococcus）、鏈球菌屬（Strep－tococcus）、黃桿菌屬（Flavobacterium）和葡萄球菌屬（Staphylococcus）細(xì)菌。其中地霉屬真菌、鏈球菌屬和葡萄球菌屬細(xì)菌可導(dǎo)致鮮切荸薺嚴(yán)重黃化[10]。

2 鮮切荸薺加工技術(shù)

2.1 復(fù)合保鮮劑技術(shù)

童剛平等對鮮切荸薺褐變抑制劑組合進(jìn)行了篩選，結(jié)果表明，防褐變的最佳抑制劑組合為0.2%異抗壞血酸+0.05%N-甲酰-L-半胱氨酸+1.0%檸檬酸，與對照組（清水）相比，該組合可以較好地抑制鮮切荸薺的褐變，但略差于0.1%亞硫酸氫鈉的處理[6]。黃雪松等為了減少鮮切荸薺的褐變并延長其貨架期，采用L9（34）正交表篩選亞硫酸鈉、檸檬酸、VC、白砂糖等抑制褐變的護(hù)色劑，比較檸檬酸、葡萄糖酸內(nèi)酯、乳酸等食用酸對褐變和風(fēng)味的作用，探討室溫和冰箱存放溫度對褐變和食用品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：VC是較好的護(hù)色劑，葡萄糖酸內(nèi)酯用作護(hù)色劑時(shí)兼有改善產(chǎn)品風(fēng)味的作用，鮮切荸薺在2℃～4℃冰箱中可以存放10 d以上。綜合采用這些處理措施，可以大大延遲褐變，并使鮮切荸薺具有較長的貨架期[11]。陸勝民等測試了多個(gè)褐變抑制劑，發(fā)現(xiàn)0.3 mmol/L的4-己基間苯二酚效果較好，其次是3.0 mmol/L N-乙?；?L-半胱氨酸[8]。侯傳偉等以鮮切荸薺為試材，通過防腐劑單因素試驗(yàn)和組合護(hù)色正交試驗(yàn)，最終研制出鮮切荸薺復(fù)合保鮮劑配方（0.2%植酸+0.1%L-半胱氨酸+0.25%醋酸鋅+1%雙乙酸鈉），用該保鮮劑處理的鮮切荸薺保鮮效果良好，在溫度（6±0.5）℃下冷藏保存12 d，細(xì)菌總數(shù)只有8.7×104cfu/g，遠(yuǎn)低于5.0×105cfu/g（法國鮮切果蔬衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)），符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，且?guī)缀鯚o變色，品質(zhì)保持良好[12]。

徐山寶等對鮮切荸薺保鮮工藝技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，將新鮮荸薺經(jīng)過清洗、挑選、去皮，在復(fù)合護(hù)色劑溶液中浸泡10 min后，甩干并包裝，在溫度4℃的條件下貯藏12 d，測定其BD值和PPO活性。通過用不同的包裝材料對荸薺進(jìn)行包裝試驗(yàn)，結(jié)果表明，LDPE袋不適合于荸薺貯藏保鮮，樣品表面色澤與風(fēng)味都無法保持；PA/PE袋可以極好地保持荸薺色澤潔白與風(fēng)味正常；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，PA/PE包裝荸薺在低溫（4℃）下貯藏1個(gè)月內(nèi)可保持不漲袋；鮮切荸薺經(jīng)紫外光照射50 min后，在溫度4℃下貯藏21 d，經(jīng)微生物培養(yǎng)，樣品菌落總數(shù)4.8×105cfu/g，在溫度25℃下貯藏7 d，經(jīng)過微生物培養(yǎng)，樣品菌落總數(shù)為4.9×105cfu/g，均不超過食品菌落總數(shù)的安全標(biāo)準(zhǔn)值5.0×105cfu/g[13]。

在Peng等對水楊酸浸泡、檸檬酸浸泡、殼聚糖涂膜等對鮮切荸薺褐變、質(zhì)量、貨架期等方面影響的研究基礎(chǔ)上[14-16]，邱松山等采用殼聚糖/納米TiO2作為復(fù)合涂膜劑，低溫（0℃～4℃）條件下對鮮切荸薺進(jìn)行涂膜處理，測定鮮切荸薺貯藏過程中失重率、VC含量、BD值、POD活性等的變化。結(jié)果表明：殼聚糖/納米TiO2復(fù)合涂膜可有效降低果實(shí)的水分、VC等成分的損失，延緩荸薺褐變的發(fā)生，從而延長鮮切荸薺的貨架保藏期[17]。彭麗桃等進(jìn)行了過氧化氫抑制鮮切荸薺褐變的研究：先用濃度為0.15%、0.3%、0.6%、0.9%的H2O2分別處理鮮切荸薺，后置于盤子中并用透明塑料膜包嚴(yán)但不包緊，放于4℃環(huán)境下貯存；另用水代替H2O2同樣處理作為對照樣品；觀察或測定貯存期內(nèi)鮮切荸薺表面色澤、風(fēng)味、病變及營養(yǎng)成分等的變化；檢測苯酚含量及其酶促反應(yīng)。過氧化氫處理鮮切荸薺可以抑制其表面變色，可以減緩其總可溶性固形物和可滴定酸度的減少，可以減緩其苯酚含量的增加，可以降低PAL、POD、PPO活性。尤其是觀察到當(dāng)用較高濃度過氧化氫處理鮮切荸薺時(shí)，POD、PPO活性受到抑制，表明與苯酚代謝有關(guān)的酶功能障礙可能有助于抑制褐變。因此，有必要進(jìn)一步研究過氧化氫抑制褐變的機(jī)理[18]。

2.2 熱處理技術(shù)

熱處理作為一種無毒副作用的、高效、經(jīng)濟(jì)、對人體無害的安全處理措施，受到越來越多的關(guān)注。彭麗桃等研究了熱處理對鮮切荸薺褐變抑制及品質(zhì)保持的影響：將片狀的荸薺浸入沸水中30 s，置于盤子中并用透明塑料膜包住，放于4℃環(huán)境下貯存12 d，觀察或測定鮮切荸薺表面色澤變化、風(fēng)味、病變，同時(shí)測定苯酚含量及PAL、PPO、POD的活性。試驗(yàn)結(jié)果表明：熱處理可以明顯抑制與褐變相關(guān)的PAL、PPO、POD等酶的活性，降低苯酚的含量，延緩由于可溶性固形物、可滴定酸及VC減少而引起的口味的劣變。經(jīng)過熱處理后4℃環(huán)境下貯存12 d，既沒有褐變的發(fā)生，也沒有微生物的增殖。這些結(jié)果表明：熱處理可以有效地保持鮮切荸薺的品質(zhì)[19]。

田維娜等以荸薺為原料，采取中心復(fù)合旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究不同的熱處理溫度、熱處理時(shí)間以及不同貯藏時(shí)間對鮮切荸薺冷藏過程中色澤的影響。通過響應(yīng)曲面法建立熱處理對鮮切荸薺變黃度、a*值和b*值的二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型，對其顯著性、擬合程度等進(jìn)行分析，同時(shí)利用模型的響應(yīng)面及等高線對影響鮮切荸薺品質(zhì)的關(guān)鍵因素及其相互作用進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：熱處理溫度以及熱處理溫度和貯藏時(shí)間的交互作用對鮮切荸薺貯藏期的色澤影響顯著；防止鮮切荸薺褐變的較優(yōu)處理?xiàng)l件為：熱處理溫度52℃～55℃，熱處理時(shí)間20 min～22 min，貯藏時(shí)間3 d[20]。曾凱芳等以荸薺為原料，采取中心復(fù)合旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究不同的熱處理溫度、熱處理時(shí)間以及貯藏時(shí)間對鮮切荸薺冷藏過程中品質(zhì)的影響。利用SAS9.0軟件，通過響應(yīng)曲面法建立熱處理對鮮切荸薺脆性、失重率和抗壞血酸含量的二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型，對其顯著性、擬合程度等進(jìn)行分析；同時(shí)利用模型的響應(yīng)面對影響鮮切荸薺品質(zhì)的關(guān)鍵因子及其相互作用進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，影響鮮切荸薺脆性和抗壞血酸含量的關(guān)鍵因素是熱處理溫度和貯藏時(shí)間，影響鮮切荸薺失重率的關(guān)鍵因素是貯藏時(shí)間，熱處理時(shí)間及其他交互作用對鮮切荸薺的這些品質(zhì)影響不顯著[21]。

2.3 氮?dú)馓幚砑夹g(shù)

尤艷麗等研究了N2處理對鮮切荸薺貨架壽命及品質(zhì)保持的效果：先將荸薺洗凈、削皮、切成厚5 mm片（或每顆荸薺切分為6片），后于0.1%NaClO溶液中浸泡1 min、空氣中晾30 min，再置于純氮?dú)饪臻g分別做0、2、4、8 h 4種方式處理；置于盤子中并用透明塑料膜包嚴(yán)，放于4℃環(huán)境下貯存；觀察或測定鮮切荸薺表面色澤變化、風(fēng)味、病變。N2處理2 h顯著減少表面褐變，抑制疾病的發(fā)展，保持了風(fēng)味品質(zhì)和細(xì)胞膜的完整性，減少可溶性總固體和總可滴定酸度的損失。結(jié)果表明，預(yù)處理2 h或4 h可有效延長鮮切馬蹄的保質(zhì)期[22]。

尤艷麗等對鮮切荸薺進(jìn)行了脫氧處理：將鮮切荸薺置于純氮?dú)饪臻g分別做0、4 h 2種方式處理，后置于盤子中并用透明塑料膜包嚴(yán)，放于4℃環(huán)境下貯存；觀察或測定貯存期內(nèi)鮮切荸薺表面色澤變化、風(fēng)味、病變、總可溶性固形物、可滴定酸度及PAL、POD、PPO活性變化。試驗(yàn)結(jié)果表明：短時(shí)脫氧處理可以顯著抑制鮮切荸薺表面變色、病變，總可溶性固形物較高可以明顯提高其風(fēng)味；4 h脫氧處理可以顯著減弱細(xì)胞膜的透氣性，但卻增加了PAL和PPO的活性。因此，短時(shí)脫氧處理可以抑制鮮切荸薺褐變可能是由于酶與底物被隔開，從而阻止了褐變反應(yīng)。結(jié)果顯示：短時(shí)脫氧處理能夠在一定程度上延長鮮切荸薺的貨架期[23]。

2.4 乙醛熏蒸技術(shù)

鄧麗莉等對采摘后的荸薺用體積分?jǐn)?shù)分別為0%（對照）、0.1%、0.5%、1.0%的乙醛熏蒸處理4 h，然后將處理后的荸薺置于陰涼通風(fēng)處放置2 d，去皮、切分，包裝后置于室溫（12℃）保藏，測定乙醛熏蒸處理對鮮切荸薺貯藏期品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：0.1%、0.5%、1.0%的乙醛熏蒸處理能有效延緩鮮切荸薺貯藏期間色澤的轉(zhuǎn)變和褐變的發(fā)生，其中0.1%和0.5%乙醛控制果實(shí)褐變的效果最好；不同體積分?jǐn)?shù)乙醛熏蒸處理均能減少鮮切荸薺貯藏期組織水分的散失；0.1%乙醛熏蒸處理對提高鮮切荸薺可溶性固形物含量、降低其酸度具有比較明顯的效果[24]。

3 結(jié)論和討論

1）荸薺經(jīng)鮮切處理后發(fā)生的生理變化主要表現(xiàn)在：呼吸加強(qiáng)、組織衰老加速、表面色澤加深等方面。

2）鮮切荸薺隨著放置時(shí)間的延長，色澤逐漸加深，其機(jī)理屬于酶促原因或是微生物作用的結(jié)果，或是其它原因，尚待進(jìn)一步的深入研究。

3）目前，鮮切荸薺加工技術(shù)的研究主要集中在復(fù)合保鮮劑技術(shù)方面，對熱處理技術(shù)、氮?dú)馓幚砑夹g(shù)和乙醛熏蒸技術(shù)的研究較少；熱處理技術(shù)和氮?dú)馓幚砑夹g(shù)具有成本低廉、操作簡便、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景讓人期待，有必要對其做進(jìn)一步的深入研究。

4）隨著生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，消費(fèi)者在選購果蔬食品時(shí)越來越追求天然、新鮮、營養(yǎng)、方便，鮮切荸薺因具有這些特點(diǎn)而深受消費(fèi)者的喜愛。目前市場上尚未見到商品化的鮮切荸薺產(chǎn)品，其市場開發(fā)潛力很大。雖然已經(jīng)有了上述種種技術(shù)，但都存在貨架期較短的致命缺點(diǎn)，因此，成熟的鮮切荸薺加工技術(shù)亟待開發(fā)。

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Study on Fresh-cut Chinese Water Chestnut

ZHAO Guang-he，CHEN Zhen-lin*
（Province Key Construction Laboratory of East Guangxi Characteristic Resources Development and Utilization Research，Hezhou University，Hezhou 542800，Guangxi，China）

This paper means to systematically analyze phsiological changes and production technology of freshcut Chinese water chestnut.The results are listed as following：first，the main phsiological changes of Chinese water chestnut after being fresh－cut are strengthening breath，accelerating organization fading，deepening external colour，and so on.Secondly，the reason of colourful change of fresh－cut Chinese water chestnut during its shelf life is needed to be researched deeply.Thirdly，studies on production technology of fresh－cut Chinese water chestnut focus on compound preservatives presently，and few studies are made on heat treatment，nitrogen treatment and acetaldehyde fumigation.The applied prospect of heat treatment and nitrogen treatment are expected because of their advantages such as low cost，simple operation and environmental protection.

fresh－cut Chinese water chestnut；phsiological changes；production technology

廣西教育廳資助的面上研究項(xiàng)目“鮮切馬蹄加工技術(shù)研究與開發(fā)”（200808MS027）；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“鮮切馬蹄產(chǎn)品加工技術(shù)中試研究”（桂科攻10123005-6）;廣西教育廳科研立項(xiàng)項(xiàng)目（201010LX548）

趙廣河（1977—）,男（漢），講師,碩士，研究方向：果蔬保鮮及深加工。

*通信作者

2011-04-26