王梅，徐俐*，湯靜，王美芬

（貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

大蒜素提取液對鮮切山藥保鮮效果的影響

王梅，徐俐*，湯靜，王美芬

（貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

為了延緩鮮切山藥的褐變和品質(zhì)劣變，延長保鮮期，采用超聲波法提取大蒜素，分別配制0.1%、0.3%和0.5%的大蒜素保鮮液，以清水為對照(CK)，在(4±1)℃的冷藏條件下，對鮮切山藥的保鮮效果進行研究。結(jié)果表明，與對照組相比，不同含量大蒜素提取液可降低鮮切山藥貯藏過程中多酚氧化酶和過氧化物酶的酶活性，顯著抑制鮮切山藥的呼吸強度和褐變度，降低失重率和腐爛率，減少丙二醛的生成量，保持鮮切山藥較好的營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì)。其中以0.3%大蒜素提取液保鮮效果較好，與對照組相比，鮮切山藥保鮮期延長了9 d左右。

鮮切山藥；品質(zhì)劣變；大蒜素提取液；保鮮

山藥（Chinese yam）為薯蕷科（Dioscorea）多年生草本藤蔓植物[1]，其塊莖肉質(zhì)肥厚，含有豐富的多糖、黃酮、尿囊素等活性成分[2]，具有營養(yǎng)滋補、降低血糖、幫助消化、益肺止咳等功效[3]，是國家衛(wèi)生部公布的藥食同源蔬菜之一?，F(xiàn)今，鮮切山藥由于其干凈營養(yǎng)、方便快捷等特點而越來越受消費者的青睞，但山藥切割后暴露在空氣中的面積明顯增大，水分流失較快，易受微生物污染，容易發(fā)生褐變、腐爛、呼吸作用增強等問題，大大縮短了鮮切山藥的保鮮期，降低了鮮切山藥的食用價值和商品價值。

大蒜素是大蒜的主要功能成分，對多種細(xì)菌、真菌、病毒均具有殺滅或抑制作用，且具有安全無毒、綠色環(huán)保、來源充足等優(yōu)點，被稱為“天然廣譜植物殺菌素”[4-5]。目前，關(guān)于大蒜素對果蔬保鮮效果的研究主要有蘋果[6]、番茄[7]、鮮切萵苣[8]等，而大蒜素對鮮切山藥保鮮效果的研究還少見報道，本實驗以山藥和大蒜為原料，從大蒜中提取大蒜素并測定其含量，配制成不同含量的大蒜素保鮮液，對鮮切山藥進行保鮮處理，研究不同含量大蒜素保鮮液對鮮切山藥的保鮮效果，以期解決鮮切山藥褐變腐爛等問題，延長鮮切山藥的保鮮期，為鮮切山藥的加工及保鮮貯藏提供一定的理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

新鮮山藥及大蒜均購于貴陽市花溪區(qū)徐家沖農(nóng)貿(mào)市場；無水乙酸鈉（分析純）：天津市協(xié)和昊鵬色譜科技有限公司；三氯乙酸（分析純）、蒽酮（分析純）、硫代巴比妥酸（生化試劑）、3,5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；愈創(chuàng)木酚（分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；30%過氧化氫（分析純）：天津市富宇精細(xì)化工有限公司；鄰苯二酚（分析純）：成都金山化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

DZKW-4型電子恒溫水浴鍋：余姚電訊儀表實業(yè)公司；METTLER AE100型分析天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DHG-9240A型電熱干燥箱：上海精宏實驗設(shè)備有限公司；T6紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；PAL-1型手持式折光儀：廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司；TGL-20M臺式高速冷凍離心機：長沙邁佳森儀器設(shè)備有限公司；BILON-650CT超聲波提取器：上海比朗儀器制造有限公司；RE-5298旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；FHM-1果實硬度計：日本竹村電機制作所。

1.3實驗方法

1.3.1大蒜素的提取[9]

操作要點：大蒜搗碎成蒜泥后，按料液比1∶5（g∶mL）加入體積分?jǐn)?shù)50%的乙醇溶液進行超聲波提取，超聲功率150W，超聲時間45 min，提取后經(jīng)抽濾和減壓蒸餾得到粗蒜油，采用硫酸鋇吸光比濁法[10]測定粗蒜油中大蒜素的含量。

1.3.2原料預(yù)處理方法

挑選新鮮、色澤正常、無機械傷、無腐爛變質(zhì)的山藥為原材料，清洗，去皮，切分成0.5 cm左右的山藥片，隨機分成4組。在前期預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，提取粗蒜油并測定濃縮的粗蒜油中大蒜素的含量，再用體積分?jǐn)?shù)50%的乙醇溶液分別配制大蒜素含量為0.1%、0.3%和0.5%的保鮮液。將切分好的山藥片放入保鮮液中浸泡15 min，以清水浸泡為對照（CK）。取出，晾干，分別置于四面有孔的塑料托盤中，用0.02 mm厚聚乙烯薄膜包裝，于（4±1）℃冷藏柜中貯藏，分別對貯藏第0、3、6、9、12、15天的樣品隨機取樣進行觀察測定，每個處理重復(fù)3次。

1.3.3指標(biāo)測定與方法

（1）貯藏效果指標(biāo)

失重率、腐爛率：稱質(zhì)量法，以山藥切面有明顯真菌或細(xì)菌腐爛的切片質(zhì)量占總切片質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示[11]；硬度：果實硬度計測定，測頭直徑5 mm，長10 mm；褐變度：參照消光值法[12]，結(jié)果以吸光度值A(chǔ)410nm×10表示。

（2）營養(yǎng)指標(biāo)

可溶性固形物（total soluble solid，TSS）：采用手持折光儀測定；淀粉含量：采用碘-淀粉比色法。以上指標(biāo)的測定均參照曹建康等[13]的方法。

（3）生理及酶活性指標(biāo)

呼吸強度：采用靜置堿液吸收法[14]；丙二醛（malondialdehyde，MDA）：采用硫代巴比妥酸法；多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性：采用鄰苯二酚法；過氧化物酶（peroxidase，POD）活性：采用愈創(chuàng)木酚法。以上指標(biāo)的測定均參照曹建康等[13]的方法。

（4）感官評定

由10名專業(yè)人員根據(jù)產(chǎn)品的顏色變化、腐爛及褐變程度及有無異味等感官指標(biāo)進行綜合評價，感官評分滿分為9分，每3天評定一次，感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。感官評分＜5.0分，表明產(chǎn)品失去商品價值。

表1　產(chǎn)品感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of the product

1.3.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及標(biāo)準(zhǔn)偏差的計算；Origin 9.0制圖；SPSS 17.0進行數(shù)據(jù)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥貯藏效果的影響

2.1.1不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥失重率的影響

圖1　不同含量大蒜素處理鮮切山藥失重率的變化Fig.1 Changes of weight loss rate in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

由圖1可知，貯藏初期各處理之間失重率相差不大，隨著貯藏時間的延長，各處理失重率逐漸增加。其中從貯藏的第3天開始，對照組失重率明顯增大，貯藏至第15天時，失重率已達(dá)4.62%，與處理組相比差異極顯著（P＜0.01），其原因可能是蒜油中的油脂在鮮切山藥表面形成一層薄膜，減少了水分的散失，從而保持產(chǎn)品的新鮮度。其次是含量為0.1%的大蒜素提取液處理組，從貯藏的第9天開始，失重率較0.3%和0.5%大蒜素提取液處理組大，結(jié)果以0.3%和0.5%的大蒜素提取液處理效果較好。

2.1.2不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥腐爛率的影響

山藥營養(yǎng)豐富，切割后細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，細(xì)胞汁液外流，特別適合微生物生長，若不做任何保鮮處理，很容易發(fā)生褐變、腐爛變質(zhì)等。大蒜素具有很強的殺菌能力，抑菌譜較廣，對微生物的生長繁殖有顯著的抑制和殺滅作用[15]。由圖2可知，樣品貯藏至第6天時，對照組有輕微的腐爛發(fā)生，之后腐爛率大幅度上升，貯藏至第15天時，腐爛率達(dá)99.48%，幾乎全部腐爛，與處理組相比，差異極顯著（P＜0.01）；0.1%大蒜素提取液處理組于貯藏的第9天開始有腐爛現(xiàn)象發(fā)生，隨后腐爛率緩慢增加；而0.3%和0.5%大蒜素提取液處理組整個貯藏過程中都未發(fā)生腐爛變質(zhì)。

圖2　不同含量大蒜素處理鮮切山藥腐爛率的變化Fig.2 Changes of decay rate in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

2.1.3不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥硬度的影響

圖3　不同含量大蒜素處理鮮切山藥硬度的變化Fig.3 Changes of hardness in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

硬度是衡量鮮切山藥鮮脆程度的重要指標(biāo)之一，由圖3可知，鮮切山藥的硬度隨著貯藏時間的延長不斷降低，其中對照組從貯藏的第6天開始，硬度下降較為迅速，貯藏至第15天時，硬度由初始的0.68 kg/cm2下降為0.41 kg/cm2，而大蒜素處理組硬度下降則較為緩慢，特別是0.5%大蒜素處理組，貯藏至第15天時，硬度仍較大，為0.53 kg/cm2，說明大蒜素處理能保持鮮切山藥的鮮脆度，其原因可能是，一方面大蒜素提取液可在鮮切山藥表面形成一層保鮮薄膜，防止水分的蒸發(fā)散失，維持鮮切山藥的細(xì)胞膨壓，保持鮮切山藥的硬度[16]；另一方面大蒜素可抑制微生物的生長繁殖，防止微生物對鮮切山藥的結(jié)構(gòu)進行破壞，從而保持鮮切山藥的硬度[17]。

2.1.4不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥褐變度的影響

圖4　不同含量大蒜素處理鮮切山藥褐變度的變化Fig.4 Changes of browning degree in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

褐變是鮮切果蔬加工貯藏過程中普遍存在的一種變色現(xiàn)象[18]，是造成鮮切果蔬商品價值和食用價值下降的一個重要原因。由圖4可知，鮮切山藥貯藏過程中褐變度不斷增加，此結(jié)果與何萌[19]對鮮切馬鈴薯和鮮切蓮藕褐變研究的結(jié)果相似，其中對照組褐變度的上升最快，其次是0.1%大蒜素提取液處理組，褐變度上升也較快，而0.3%和0.5%大蒜素提取液處理組整個過程中褐變度都較低，且0.3%大蒜素提取液處理組褐變度比0.5%大蒜素提取液處理組還低，其原因可能是0.5%大蒜素提取液本身顏色導(dǎo)致鮮切山藥鮮切山藥的顏色偏黃。

2.2不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥營養(yǎng)成分的影響

2.2.1不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥可溶性固形物含量的影響

圖5　不同含量大蒜素處理鮮切山藥可溶性固形物含量的變化Fig.5 Changes of total soluble solid contents in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

由圖5可知，整個貯藏過程中鮮切山藥的可溶性固形物含量均呈下降趨勢變化，這是可溶性糖不斷分解的結(jié)果。貯藏初期，各處理變化都較為平緩，差異不顯著（P＞0.05），從第6天開始，對照組可溶性固形物含量大幅度下降，貯藏至第15天時，可溶性固形物含量下降為3.23%，與初始含量相比，下降了48.8%，而0.5%大蒜素提取液處理組可溶性固形物含量才下降24.4%，下降速率減少了一半，說明鮮切山藥經(jīng)大蒜素提取液處理能有效延緩可溶性固形物的下降，其原因可能是大蒜素具有殺菌和抑菌作用，可減少微生物對鮮切山藥的作用，從而降低可溶性營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，較好地保持鮮切山藥可溶性固形物的含量。

2.2.2不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥淀粉含量的影響

圖6　不同含量大蒜素處理鮮切山藥淀粉含量的變化Fig.6 Changes of starch contents in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

淀粉含量是衡量鮮切山藥營養(yǎng)物質(zhì)的重要指標(biāo)之一，由圖6可知，各處理鮮切山藥貯藏過程中淀粉含量均呈下降趨勢變化，對照組的下降最為迅速，貯藏至第15天時，淀粉含量由20.17%降至7.94%，而大蒜素提取液處理的鮮切山藥淀粉含量下降則較為緩慢，說明大蒜素提取液處理可減少鮮切山藥淀粉含量的降低，其中以0.3%大蒜素提取液處理的保鮮效果較好。

2.3不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥生理及酶活性指標(biāo)的影響

2.3.1不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥呼吸強度的影響

圖7　不同含量大蒜素處理鮮切山藥呼吸強度的變化Fig.7 Changes of respiratory intensity in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

呼吸強度是研究鮮切果蔬生理變化的重要指標(biāo)。山藥切分后，細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，CO2被釋放出來，大量的O2則通過維管組織進入組織內(nèi)部，使得呼吸速率明顯增大[20]。果蔬呼吸速率越大，物質(zhì)消耗越快，品質(zhì)劣變也越快，果蔬的貨架壽命就越短[21]。由圖7可知，各處理的鮮切山藥在貯藏過程中，呼吸強度均呈先增大后降低的變化趨勢，與對照相比，大蒜素提取液處理可推遲鮮切山藥呼吸高峰的到來，其中0.1%大蒜素提取液處理組呼吸高峰推遲了3 d，0.3%和0.5%大蒜素提取液處理組則可推遲呼吸高峰達(dá)6 d，在貯藏的第12天才達(dá)到呼吸高峰，這有利于鮮切山藥品質(zhì)的保持，且各處理組的峰值均比對照組低，對照組于貯藏的第6天達(dá)到呼吸高峰，峰值為55.0 mgCO2/（kg·h），而0.3%大蒜素提取液處理組峰值僅為42.8 mgCO2/（kg·h），比對照組低22.2%，顯著抑制了鮮切山藥的呼吸強度。

2.3.2不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥MDA含量的影響

圖8　不同含量大蒜素處理鮮切山藥MDA含量的變化Fig.8 Changes of MDA contents in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

丙二醛（MDA）作為膜脂過氧化反應(yīng)的最終產(chǎn)物之一，其含量與組織的損傷和衰老程度呈正相關(guān)，丙二醛含量越高，表明膜脂過氧化程度越強，電導(dǎo)率也增大，植物衰老就越快[22]。由圖8可知，整個貯藏過程中，鮮切山藥的MDA含量不斷上升，其中對照組MDA含量遠(yuǎn)高于處理組，與處理組相比差異極顯著（P＜0.01），表明大蒜素保鮮液處理可顯著抑制鮮切山藥MDA的生成量，從而延緩鮮切山藥的衰老，保持鮮切山藥的新鮮狀態(tài)，其中以0.3%和0.5%大蒜素提取液處理效果較好。

2.3.3不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥PPO活性的影響

多酚氧化酶是果蔬中酚類代謝的關(guān)鍵酶類，其活性與果蔬的褐變顯著相關(guān)[23]。由圖9可知，各處理鮮切山藥貯藏期間PPO活性均呈先上升后降低的變化趨勢，此結(jié)果與譚誼談等[24]對鮮切芋艿的PPO活性研究結(jié)果相似。與對照組相比，鮮切山藥經(jīng)大蒜素提取液處理后PPO活性得到顯著抑制，且可推遲PPO活性高峰的到來，其中對照組于貯藏的第6天達(dá)到活性高峰，峰值為71.41 U/（min·g），隨后活性降低，低于處理組，這可能是貯藏后期鮮切山藥已嚴(yán)重腐爛和衰老，幾乎失去生命活性，導(dǎo)致PPO活性迅速下降。

圖9　不同含量大蒜素處理鮮切山藥PPO活性的變化Fig.9 Changes of PPO activities in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

2.3.4不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥POD活性的影響

圖10　不同含量大蒜素處理鮮切山藥POD活性的變化Fig.10 Changes of POD activities in fresh-cut yam treated with different contents of allicin

在H2O2存在的條件下，POD酶可利用H2O2釋放出的O2發(fā)生褐變反應(yīng)。由圖10可知，整個貯藏過程中，鮮切山藥的POD活性均呈現(xiàn)先上升后降低的變化趨勢，與對照組不同的是，大蒜素保鮮液可推遲鮮切山藥POD活性高峰的到來，于貯藏的第9天達(dá)到活性高峰，且峰值均比對照組低，貯藏至第15天時，0.1%、0.3%和0.5%大蒜素提取液處理組POD酶活性分別為93.11 U/（min·g）、82.45 U/（min·g）和87.46 U/（min·g），分別為對照組的87.1%、77.1%和81.8%，說明大蒜素提取液處理可顯著抑制鮮切山藥的POD活性，其抑制機理有待進一步研究。

2.4不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥感官評價的影響

由表2可知，對照組于貯藏的第6天開始，評分＜5.0分，出現(xiàn)褐變及輕微腐爛，失去商品價值。3種大蒜素含量保鮮液處理鮮切山藥，感官評分均比對照組高，從貯藏的第3天開始，對照組與處理組之間差異顯著（P＜0.05）。總的來說，評分以0.3%和0.5%大蒜素提取液處理組較高，其中0.1%大蒜素提取液處理組于貯藏的第9天出現(xiàn)褐變及輕微劣變，評分為4.6分，產(chǎn)品失去商品價值；0.3%和0.5%大蒜素提取液處理組直到貯藏的第15天還具有食用價值，鮮切山藥保質(zhì)期可達(dá)15 d，與對照組相比，延長了9 d，且以0.3%大蒜素提取液處理組效果較好，0.5%大蒜素提取液處理組主要是因為大蒜素濃度偏高，對鮮切山藥的氣味、風(fēng)味和外觀顏色產(chǎn)生一定的影響，進而影響感官。

表2　不同含量大蒜素處理鮮切山藥的感官評分Table 2 Sensory score of fresh-cut yam treated withdifferent contents of allicin during storage

3　結(jié)論

在（4±1）℃的冷藏條件下，不同含量大蒜素提取液對鮮切山藥營養(yǎng)品質(zhì)和酶活性等指標(biāo)的影響結(jié)果為：與對照組相比，不同含量大蒜素提取液可降低鮮切山藥貯藏過程中多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）的酶活性，顯著抑制鮮切山藥的呼吸強度和褐變度，降低鮮切山藥的失重率和腐爛率，保持鮮切山藥的硬度和可溶性固形物含量，減少丙二醛的生成量，維持淀粉含量，且具有較好的感官品質(zhì)，考慮到成本等因素，本實驗認(rèn)為適合鮮切山藥保鮮的大蒜素含量為0.3%。與對照組相比，0.3%大蒜素提取液處理可延長鮮切山藥保鮮期9 d左右。

用大蒜素對鮮切山藥進行保鮮，與傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑和低溫物理保鮮相比，不僅具有綠色、安全、成本低廉等特點，還可以顯著提高鮮切山藥的貯藏品質(zhì)，延長鮮切山藥的保鮮期，且所需大蒜素濃度較低，對鮮切山藥的風(fēng)味幾乎沒有影響。此方法為鮮切山藥的保鮮技術(shù)和企業(yè)加工貯藏提供了新思路。

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Effect of allicin extract on preservation of fresh-cut yam

WANG Mei,XU Li*,TANG Jing,WANG Meifen
(School of Liquor and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

In order to control the browning and quality deterioration of fresh-cut yam and extend its shelf life,allicin was extracted from garlic by ultrasonic method.Allicin fresh keeping agents with concentration of 0.1%,0.3%and 0.5%were prepared.With water treatment as control,the effects of allicin extract on preservation of fresh-cut yam were studied during storage at(4±1)℃.The results showed that different contents of allicin extract could inhibit the activities of polyphenol oxidase and peroxidase of fresh-cut yam,significantly control respiratory intensity and browning degree,reduce weight loss rate and decay rate,reduce malondialdehyde accumulation,maintain good nutrition and sensory quality.The optimal allicin extract addition was 0.3%,and it extended the shelf life of fresh-cut yam about 9 d compared with the control group.

fresh-cut yam;quality deterioration;allicin extract;preservation

TS255.3

0254-5071（2016）08-0142-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.08.032

2016-05-04

國家星火項目（2012GA820001）

王梅（1991-），女，碩士研究生，研究方向為食品營養(yǎng)與安全。

徐俐（1963-），女，教授，學(xué)士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。