沈孝霖

（長(zhǎng)春理工大學(xué)　化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，長(zhǎng)春　130022）

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植物酵素對(duì)茄子蘋(píng)果抗氧化能力研究

沈孝霖

（長(zhǎng)春理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，長(zhǎng)春130022）

摘要：抗氧化是延長(zhǎng)蔬果貯藏時(shí)間的重要手段，傳統(tǒng)的普通防腐劑對(duì)于人體存在危害。通過(guò)考察植物酵素、防腐劑、空白試樣三種試樣對(duì)茄子、蘋(píng)果的失重率、褐變度、維生素C的含量和腐爛速度的影響，研究了植物酵素對(duì)于蔬果防腐的效果。通過(guò)稱重、分光光度法得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，植物酵素可以有效減小植物的失重率、褐變度，并使植物腐爛速度變緩，對(duì)于維持維生素C含量無(wú)影響，具有一定的抗氧化能力，滿足作為綠色防腐劑開(kāi)發(fā)的基本要求。

關(guān)鍵詞：植物；酵素；抗氧化能力

《全國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》預(yù)計(jì)，2020年中國(guó)蔬菜總需求量為5.9億噸，比2010年增加8950萬(wàn)噸。中國(guó)是蔬果消費(fèi)大國(guó)，然而蔬果在貯存時(shí)易被氧化，導(dǎo)致腐敗并且失去食用價(jià)值。據(jù)全國(guó)政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年果蔬腐爛的直接損失為約1000億元。因此，減少由氧化導(dǎo)致蔬果腐爛的技術(shù)，具有重大的研究?jī)r(jià)值。

食品抗氧化劑是可以阻止或延緩食品氧化變質(zhì)、提高食品穩(wěn)定性和延長(zhǎng)貯存期的食品添加劑，可以防止食品變色和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被破壞，同時(shí)，還可防止有害物質(zhì)產(chǎn)生而導(dǎo)致的食物中毒。目前使用較廣的食品抗氧化劑主要是酚類物質(zhì)，分為BHA（丁基羥基茴香醚）、BHT（二丁基羥基甲苯）、PG（沒(méi)食子酸丙酯）、TBHQ（特丁基對(duì)苯二酚）和生育酚五種。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，人們發(fā)現(xiàn)上述物質(zhì)具有一定的生物毒性和致癌作用。BHA和BHT具有致癌作用，PG對(duì)于腎臟功能有損害，TBHQ可以導(dǎo)致生物體DNA損傷（具有致突變性）［1］。所以，開(kāi)展對(duì)人體無(wú)害的的綠色抗氧化劑研制工作具有重要意義。

植物酵素是將數(shù)十種不同的蔬果、谷類、海藻類及菇類等植物，經(jīng)自然發(fā)酵研制而成，保留了植物中的營(yíng)養(yǎng)精華，含有多種酵素、寡糖、氨基酸［2］及多種維他命和礦物質(zhì)，同時(shí)其本身為較小分子的營(yíng)養(yǎng)素，可直接被人體迅速吸收、參與調(diào)節(jié)新陳代謝過(guò)程。相關(guān)研究結(jié)果表明植物酵素可產(chǎn)生豐富的SOD抗氧化酶成分，提高體內(nèi)抗氧化能力［3］，進(jìn)而增強(qiáng)免疫力。但植物酵素對(duì)于蔬果的抗氧化性能方面研究鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。本文研究了植物酵素在果蔬中的抗氧化作用，旨在為開(kāi)發(fā)新型綠色防腐劑提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1　植物酵素對(duì)蔬果抗氧化能力實(shí)驗(yàn)

1.1植物酵素的制備

將芹菜、西紅柿、蘋(píng)果、橘子、檸檬五種蔬果（芹菜、西紅柿產(chǎn)自紹興，蘋(píng)果產(chǎn)自煙臺(tái)，橘子產(chǎn)自黃巖）洗凈并去除表皮附著的水滴后，切成1cm長(zhǎng)的條狀，各取500g于5000ml錐形瓶中，加糖600g，加水4000ml后于室內(nèi)常溫下密閉90天（2015.11.5-2016.2.3，室溫變化范圍在5℃～15℃）。過(guò)濾，取濾液備用。

1.2植物酵素對(duì)試樣失重率的實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)中，各取三份100g切成條狀果蔬試樣置于三個(gè)燒杯中。一份加入50ml蒸餾水作為空白對(duì)照。另外兩份分別加入50ml普通防腐劑（1%濃度自行配制山梨酸鉀溶液，下同）和1.1中制備的植物酵素。用保鮮膜封口，然后常溫保存。分別貯存1天、4天、7天、10天時(shí)取出瀝干后稱重并記錄。

蘋(píng)果的操作方法同上。數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2（橫軸單位為天數(shù)，下同）。

表1　茄子失重率隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2　蘋(píng)果失重率隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.3植物酵素對(duì)試樣濁度的影響

本實(shí)驗(yàn)中，各取12份100g切成條狀茄子置于12個(gè)燒杯中，分為3組，一組4份。第一組分別加入50ml蒸餾水作為空白對(duì)照。另外兩組分別加入50ml普通防腐劑和50ml植物酵素。用保鮮膜封口，然后常溫保存。分別于貯存1天、4天、7天、10天時(shí)取出，用搗碎機(jī)搗碎過(guò)濾得濾液，定容至100ml備用。取10ml濾液于濁度儀中測(cè)量濁度。

蘋(píng)果的操作方法同上。數(shù)據(jù)見(jiàn)表3和表4（單位：NTU）。

表3　茄子濁度隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表4　蘋(píng)果濁度隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.4植物酵素對(duì)試樣維生素C含量的影響

本實(shí)驗(yàn)中采用分光光度法測(cè)定蔬果中的維生素C含量［4］。

蘋(píng)果的操作方法同上。數(shù)據(jù)見(jiàn)表5和表6（單位：mg/100g）。

表5　茄子維生素C含量隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表6　蘋(píng)果維生素C含量隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.5植物酵素對(duì)試樣褐變度的影響

本實(shí)驗(yàn)中，取1.4中所得的濾液與分光光度計(jì)中測(cè)其吸光度值，以此來(lái)反映蔬果的褐變程度。具體方法同實(shí)驗(yàn)1.4。

蘋(píng)果的操作方法同上。得到數(shù)據(jù)記錄于表7和表8。

表7　茄子褐變度隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表8　蘋(píng)果褐變度隨時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2　結(jié)果及討論

2.1植物酵素對(duì)試樣失重率的影響

蔬果中蘊(yùn)含的水分會(huì)隨保存時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生流失，因此失重率是衡量蔬果保鮮程度的一個(gè)重要指標(biāo)。計(jì)算公式如下：

由表1和表2可見(jiàn)，空白試樣的失重率隨貯存時(shí)間延長(zhǎng)上升較快，添加普通防腐劑的試樣上升速度次之，添加了植物酵素的試樣上升最平緩，而且在同時(shí)段內(nèi)數(shù)值最低。這說(shuō)明植物酵素在抑制蔬果脫水方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。植物酵素有可能提升了水果內(nèi)部含有水分的表面張力，減緩了水分散失。同時(shí)，植物酵素基團(tuán)中的親水基團(tuán)可以吸引水分子，起到保持水分的作用。對(duì)于植物酵素的具體成分組成準(zhǔn)備在接下來(lái)的研究中進(jìn)行相關(guān)儀器分析。

2.2植物酵素對(duì)試樣濁度的影響

濁度是指水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度。蔬果腐爛時(shí)微生物（主要是真菌）的代謝會(huì)產(chǎn)生絮狀物質(zhì)，使試樣溶液的濁度值增加。因此本實(shí)驗(yàn)以此來(lái)衡量蔬果在不同環(huán)境下貯藏時(shí)被氧化所產(chǎn)生的雜質(zhì)含量，通過(guò)不同時(shí)間內(nèi)試樣濁度值的變化來(lái)作為蔬果腐爛速度的參考。

由表3和表4得，空白式樣的濁度數(shù)值上升最快而且同時(shí)段內(nèi)數(shù)值最大。添加普通防腐劑的小組數(shù)值最小，添加植物酵素的小組數(shù)值稍高于防腐劑組。在相對(duì)時(shí)間內(nèi)，空白試樣組濁度數(shù)值上升速度最快，而普通防腐劑和植物酵素兩組濁度上升速度幾乎相同。由此可見(jiàn)，防腐劑和植物酵素對(duì)于抑制蔬果的腐爛具有較好的效果。

2.3植物酵素對(duì)試樣維生素C含量的影響

維生素C是人體生理代謝必需的一種有機(jī)化合物［5］，但人體無(wú)法自身合成維生素C，必須通過(guò)外來(lái)攝入。通常蔬果中維生素C含量很豐富，維生素C含量也是衡量蔬果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保鮮程度的一個(gè)重要指標(biāo)。

由表5和表6得，空白試樣的維生素C含量隨貯存時(shí)間延長(zhǎng)下降趨勢(shì)明顯。添加普通防腐劑的小組10日內(nèi)維生素C含量幾乎不變。而添加植物酵素的小組維生素含量也呈明顯下滑趨勢(shì)，但較空白試樣組緩和。由此可見(jiàn)，普通防腐劑在防止蔬果維生素C流失方面作用很明顯，植物酵素在這點(diǎn)上效果不佳。由于維生素C具有強(qiáng)還原性，植物酵素中具有氧化性的小分子將維生素C氧化，因此茄子蘋(píng)果試樣中維生素C含量下降明顯。

2.4植物酵素對(duì)試樣褐變度的影響

蔬果發(fā)生褐變是水果被氧化的一種體現(xiàn)，這會(huì)影響蔬果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。褐變按其發(fā)生的機(jī)理分為酶促褐變和非酶促褐變兩大類［6］。酶促褐變多發(fā)生在水果蔬菜等新鮮植物性食物中，是酚酶催化酚類物質(zhì)形成醌及其聚合物的結(jié)果。引起褐變的酶有多酚氧化酶（PPO）、過(guò)氧化物酶（POD）［7］。植物組織中含有酚類物質(zhì)，在完整的細(xì)胞中作為呼吸傳遞物質(zhì)。當(dāng)組織破壞后氧就大量侵入，氧化還原反應(yīng)之間（酚和醌的互變）的動(dòng)態(tài)平衡被打破，于是發(fā)生了氧化產(chǎn)物醌的積累和進(jìn)一步聚合及氧化，形成黑色。

非酶促褐變是食品在加工、貯藏過(guò)程中由于表面接觸空氣，其中酚類等物質(zhì)在非酶促條件下被氧化而發(fā)生的顯著顏色變化、趨向加深的現(xiàn)象。非酶褐變反應(yīng)主要是指碳水化合物在熱的作用下發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了大量的有色成分和無(wú)色成分，揮發(fā)性和非揮發(fā)性成分。

正常由表7和表8數(shù)據(jù)所得，添加植物酵素的小組吸光度值在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)都低于空白試樣至少0.01個(gè)單位，這表明植物酵素在抑制蔬果褐變方面具有較好的效果。

3　結(jié)論

（1）植物酵素在降低蔬果失重率（水分散失）方面的效果最佳，10日內(nèi)分別減少了茄子、蘋(píng)果試樣43.47%和57.58%的重量損失。在抑制樹(shù)果腐爛程度和褐變度方面效果與普通防腐劑基本相同，分別為空白試樣數(shù)值的82.35%、74.13%和91.79%和91.28%。但是無(wú)法有效抑制蔬果中維生素C隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)的流失。在這一方面還需進(jìn)行深入研究和探討。

（2）由上述數(shù)據(jù)可以證明植物酵素在抑制蔬果被氧化方面具有一定的作用，具有較好的防腐功能和保鮮功能。并且植物酵素是植物天然發(fā)酵所產(chǎn)生，不同于普通防腐劑中含有部分人工合成的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)于人體危害較小。因此，植物酵素有作為新型綠色防腐劑被開(kāi)發(fā)的潛質(zhì)。

（3）植物酵素具體成分和含量還需進(jìn)行進(jìn)一步分析。植物酵素與有關(guān)防腐劑的協(xié)同作用還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

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The Research of Plant Enzymes Oxidation Resistance on Eggplants and Apples

SHEN Xiaolin
（School of Chemistry and Environmental Engineering，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022）

Abstract：Anti-oxidation is the key way to prolong storage time of vegetables and fruits，but normal preservative has negative effect on human's health. To study plant enzymes’oxidation resistance on vegetables and fruits，three groups of check test using plant enzymes，preservative and blank control were done. The check tests were designed to observe the plant enzymes' effect on vegetables and fruits’weight loss，degree of browning，Vitamin C content and rate of decay. Experimental data from weighing and spectrophotometry was used as evaluation criterion. Through the analysis of the experimental data，it can be concluded that plant enzymes are useful in decreasing weight loss，degree of browning and rate of decay，no effect been found in holding Vitamin C content. In conclusion，plant enzymes’oxidation resistance can be proved，the requirements of developing green preservative are met.

Key words：plant；enzyme；oxidation resistance

中圖分類號(hào)：O69

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-9870（2016）02-0137-03

收稿日期：2015-10-13

作者簡(jiǎn)介：沈孝霖（1995-），男，本科，E-mail：andrew1309@sina.com