宋康華，張魯斌,，馮顯爵

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所/海南省熱帶園藝產(chǎn)品采后生理與保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524031；2.嶺南師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 湛江 524091）

【研究意義】 粉葛（Pueraria thomsonii Benth）是甘葛藤的變種，又名葛根、甘葛、葛麻藤等，為豆科葛屬多年生藤本植物，約含40%淀粉和12%黃酮類物質(zhì)，以及多種維生素、氨基酸和鐵、鈣、硒、鍺等微量元素，是一種營養(yǎng)獨(dú)特、藥食兼優(yōu)的綠色保健食品[1]，其中的類黃酮物質(zhì)具有抗腫瘤、清除自由基、治療心血管疾病、調(diào)節(jié)血脂代謝、改善胰島功能等功效，廣泛應(yīng)用于食品、藥品、保健品行業(yè)。然而粉葛鮮切后極易發(fā)生酶促褐變，降低產(chǎn)品品質(zhì)，護(hù)色是粉葛鮮切后進(jìn)行全粉加工或干制藥材的關(guān)鍵步驟，目前應(yīng)用的無硫護(hù)色劑主要有氯化鈉[2]、檸檬酸[3]等，但效果仍不及亞硫酸鈉噴涂處理，因此開發(fā)更為低毒有效的護(hù)色劑仍是當(dāng)前面臨的主要問題?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】 一氧化氮（NO）是一種在動植物體中普遍存在的多功能信號分子，在植物中廣泛參與生長發(fā)育、成熟衰老、脅迫應(yīng)答及參與調(diào)節(jié)活性氧代謝等過程[4]，可通過抑制果蔬內(nèi)源乙烯合成延緩果蔬成熟衰老[5]，又可增加果實(shí)誘抗性[6]，顯著提高果實(shí)品質(zhì)及增加果實(shí)營養(yǎng)成分，促進(jìn)人體健康，在保持園藝產(chǎn)品采前及采后品質(zhì)等方面得到廣泛應(yīng)用。近年來，采后應(yīng)用NO處理可有效緩解芒果[7]、葡萄[8]、竹筍[9]、香蕉[10]等果蔬的冷害；在控制果蔬褐變方面，段學(xué)武等[11]用1 mmol/L SNP處理龍眼后常溫貯藏顯著降低其褐變和果肉自溶現(xiàn)象，改善了果實(shí)品質(zhì)和外觀；外源NO處理可有效降低荔枝果皮[12]、鮮切桃[13]、蘋果[14]和生菜[15]褐變；在根莖類鮮切產(chǎn)品中應(yīng)用NO處理可顯著延緩鮮切牛蒡[16]、胡蘿卜[17]等的褐變和黃化，充分體現(xiàn)了NO作為明星分子在提高果實(shí)抗氧化能力、調(diào)節(jié)細(xì)胞膜膜脂代謝及相變、調(diào)節(jié)酚類代謝途徑等方面的潛在價值?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】 NO對果蔬產(chǎn)品無殘留毒性，且已作為一種保健品在日常生活中被人們所熟知，探索其做為褐變抑制劑的配方可協(xié)同增加鮮切粉葛的營養(yǎng)品質(zhì)和功能品質(zhì)，目前NO對抑制鮮切粉葛褐變效果的研究還未見報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】 本試驗(yàn)以鮮切粉葛為材料，運(yùn)用NO供體硝普鈉（SNP）浸泡鮮切粉葛的方法進(jìn)行處理，研究NO對鮮切粉葛5 ℃下褐變的抑制效果，同時闡明其抑制褐變的機(jī)理，對鮮切粉葛護(hù)色工藝新配方的研發(fā)具有重要的理論和實(shí)際意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

粉葛于2016年7月購自湛江寸金農(nóng)貿(mào)市場，挑選新鮮、大小均勻、無損傷、無病害的粉葛，清洗后用滅菌的工具去皮、切分成1 cm2的小塊，分別用1.0%二氧化氯進(jìn)行二次清洗備用。

試驗(yàn)設(shè) 4個處理 ：C K（蒸餾水）、S 2（0.5 mmol/L SNP）、S2（1.0 mmol/L SNP）、S3（2.0 mmol/L SNP），浸泡 10 min，瀝干后裝入塑料托盤中，每個托盤約裝100 g粉葛，每個處理設(shè)3次重復(fù)，然后用0.05 mm厚度聚乙烯保鮮膜封口包裝后置于5 ℃恒溫恒濕箱中貯藏，每隔2 d取樣一次測定各指標(biāo)，每次測定每組樣品各取一托盤，取樣至對照失去食用價值為止。

1.2 試驗(yàn)方法

褐變度參考譚誼談等[18]方法，以10×A410nm表示，多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性均參照譚誼談等[19]方法，分別測定420、470 nm處OD值的變化，以每分鐘變化0.01為一個酶活力單位（U），以U/g·min表示 ；苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性測定參照譚誼談等[19]的方法，測定290 nm處OD值的變化，以每小時每克鮮樣反應(yīng)體系吸光度增加0.01為一個PAL活性單位（U），以U/g·h表示；總黃酮含量應(yīng)用甲醇浸提，測定參考張棋等[20]方法，用mg/g表示；總酚含量測定參考SUN等[21]方法，用μg/g表示；丙二醛（MDA）含量測定參照HONG等[22]方法，以μmol/g表示。

采用Excel 2003統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理、分析與作圖，利用SPSS.15進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 SNP處理對鮮切粉葛褐變度的影響

褐變度是反映鮮切粉葛外觀和品質(zhì)最直觀的指標(biāo)。由圖1可知，隨著貯藏時間延長，鮮切粉葛不同處理褐變度呈增加趨勢，貯藏2 d時S1、S2、S3處理均可降低鮮切粉葛的褐變度，S1和S2處理間差異不顯著，貯藏6 d時不同處理間褐變程度出現(xiàn)差異，按照褐變程度的高低順序依次為：對照＞S1＞S2＞S3，且貯藏6 d后不同處理褐變速率加大，S3處理粉葛褐變度、褐變速率較為緩慢，全程褐變程度均顯著低于對照（圖2）；對照褐變度上升最快。由此推斷，適宜用量的SNP處理能夠抑制鮮切粉葛褐變程度的加重，本試驗(yàn)表明，隨著SNP濃度的增大，其抑制鮮切粉葛褐變的效果越明顯，以S3處理效果較好。

2.2 SNP處理對鮮切粉葛PAL活性、總酚含量和類黃酮含量的影響

圖1 不同濃度SNP處理對鮮切粉葛褐變度的影響Fig.1 Effect of SNP treatment of different concentrations on browning degree of fresh-cut Pueraria

圖2 2.0 mmol/L SNP處理鮮切粉葛貯藏6 d時色澤Fig.2 Effect of 2.0 mmol / L SNP treatment on the color of fresh-cut Pueraria after storing 6 d

圖3 不同濃度SNP處理對鮮切粉葛PAL活性的影響Fig.3 Effect of SNP treatment of different concentrations on the activity of PAL in fresh-cut Pueraria

PAL是催化苯丙烷代謝第一步的限速酶，能夠?qū)⒈奖彼岱纸獬扇夤鹚徇M(jìn)而轉(zhuǎn)化為酚類和類黃酮等次生代謝產(chǎn)物。如圖3所示，鮮切粉葛低溫貯藏期間，對照PAL活性總體呈不斷上升趨勢，貯藏期前6 d對照PAL活性緩慢升高，S1、S2、S3處理與對照差異不顯著，處理6 d后迅速上升，之后PAL活性均顯著低于對照，但S1、S2、S3處理間差異不顯著。如圖4所示，鮮切粉葛低溫貯藏期間總酚含量呈緩慢升高趨勢，在貯藏4 d時，S3、S2處理總酚含量分別為0.024、0.0289 μg/g，顯著低于S1和對照，貯藏2、6、8、10 d，S1、S2和S3處理的鮮切粉葛總酚含量均顯著低于對照，而S1、S2和S3處理間差異不顯著。如圖5所示，不同處理鮮切粉葛類黃酮含量在整個貯藏期總體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，且在貯藏期內(nèi)S1、S2和S3處理鮮切粉葛類黃酮含量均高于對照，在貯藏6 d時，S3、S2和S1處理的鮮切粉葛類黃酮含量達(dá)到最大值0.116、0.099、0.047 mg/g，分別為對照的4.33、3.70、1.76倍，均顯著高于對照。由此可見，S1、S2、S3處理可通過降低PAL活性、減少總酚積累，但促進(jìn)類黃酮合成，抑制粉葛褐變。

圖4 不同濃度SNP處理對鮮切粉葛總酚含量的影響Fig.4 Effect of SNP treatment of different concentrations on the content of total phenol in fresh-cut Pueraria

圖5 不同濃度SNP處理對鮮切粉葛類黃酮含量的影響Fig.5 Effect of SNP treatment of different concentrations on the content of flavonoid in fresh-cut Pueraria

2.3 SNP處理對PPO和POD活性的影響

圖6 不同SNP處理對鮮切粉葛POD活性的影響Fig.6 Effect of SNP treatment of different concentrations on the activity of POD in fresh-cut Pueraria

PPO和POD協(xié)同催化氧化不同的酚類物質(zhì)形成類醌類褐色化合物。如圖6所示，POD活性在整個貯藏過程中呈先升后降的趨勢，對照、S1、S2和S3處理分別在貯藏6、4、4、2 d時出現(xiàn)峰值 28 086.25、30 687.5、27 778.33、31 322.5 U/g·min，之后緩慢下降。如圖7所示，隨著SNP濃度遞增，其對PPO活性的抑制作用也遞增，以S2處理對PPO活性的抑制作用最強(qiáng)，其PPO活性在整個貯藏過程中極顯著低于對照。結(jié)果表明，S1、S2、S3處理均能顯著抑制PPO活性，但對POD活性影響未見明顯規(guī)律。

圖7 不同SNP處理對鮮切粉葛PPO活性的影響Fig.7 Effect of SNP treatment of different concentrations on the activity of PPO in fresh-cut Pueraria

2.4 SNP處理對鮮切粉葛丙二醛含量的影響

MDA是細(xì)胞膜脂質(zhì)中不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化的產(chǎn)物。由圖8可知，整個貯藏過程中MDA含量總體呈現(xiàn)上升趨勢，S1、S2和S3處理在貯藏期2、6、10 d時均減少了MDA的積累，貯藏10 d時S1、S2、S3和對照的MDA含量分別為1.244、1.107、0.861和1.379 nnol/g。S3處理的MDA含量最低，其次為S2和S1處理，其中S3、S2處理顯著低于對照，S1處理與對照間差異不顯著。

圖8 不同濃度SNP處理對鮮切粉葛MDA含量的影響Fig.8 Effect of SNP treatment of different concentrations on the content of MDA in fresh-cut Pueraria

2.5 2.0 mmol/L SNP處理鮮切粉葛生理生化指標(biāo)間的相關(guān)性分析

對2.0 mmol/L SNP處理鮮切粉葛褐變相關(guān)生理生化指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表1）表明，總酚含量與PAL、褐變度、類黃酮含量呈極顯著正相關(guān)，與PPO活性呈顯著負(fù)相關(guān)，與POD活性呈極顯著負(fù)相關(guān)。類黃酮含量與POD、PPO活性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與褐變度呈極顯著正相關(guān)。MDA含量與POD活性呈顯著性負(fù)相關(guān)。POD活性與PPO活性呈極顯著正相關(guān)，與總酚含量、類黃酮含量、褐變度、PAL活性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與MDA含量呈顯著負(fù)相關(guān)。PPO活性與PAL活性、褐變度呈極顯著性負(fù)相關(guān)，與總酚和類黃酮呈顯著負(fù)相關(guān)。褐變度與PAL活性、總酚含量和類黃酮含量均呈極顯著性正相關(guān)，與POD、PPO活性呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表1 2.0 mmol/L SNP處理鮮切粉葛不同生理指標(biāo)間相關(guān)性分析Table 1 Correlation among different physiological indexes of fresh-cut Pueraria with 2.0 mmol/L SNP treatment

3 討論

新鮮果蔬經(jīng)鮮切加工作為一種采后非生物脅迫，可顯著增加新鮮果蔬的抗氧化活性和營養(yǎng)保健功效，但同時果蔬組織鮮切后結(jié)構(gòu)遭到破壞，底物和酶直接接觸，極易引發(fā)組織褐變等生理變化，大大縮短產(chǎn)品貨架期[23]。控制底物含量、酶活性及活性氧含量是抑制酶促褐變的主要途徑，本試驗(yàn)通過不同濃度（0.5、1.0和2.0 mmol/L）SNP對鮮切粉葛進(jìn)行浸泡護(hù)色，結(jié)果表明鮮切粉葛褐變度隨著SNP處理濃度的增大而減少，以2.0 mmol/L SNP效果最佳。

NO在調(diào)節(jié)植物酚類代謝過程中發(fā)揮重要作用，PAL在植物內(nèi)通過催化苯丙氨酸生為肉桂酸來聯(lián)系初級和刺激代謝，PPO可催化多酚類化合物發(fā)生氧化生成類醌類物質(zhì)，POD在酶促褐變中表現(xiàn)較為復(fù)雜，既能在H2O2存在下能催化酚類、類黃酮的氧化和聚合，也能清除細(xì)胞內(nèi)過多的過氧化物。張君君等[24]研究認(rèn)為PAL、PPO和POD活性在鮮切黃藤筍褐變過程中起主導(dǎo)作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，2.0 mmol/L SNP能夠有效抑制PAL、PPO及POD活性，減輕鮮切粉葛褐變，這與DUAN等[25]應(yīng)用NO處理延緩龍眼果皮褐變的結(jié)果一致。同時，SNP處理可抑制酚類物質(zhì)合成，降低總酚含量，顯著促進(jìn)類黃酮的積累，這與ROKSANA等[26]在NO延緩鮮切蘋果褐變的研究相一致，YANG等[27]研究發(fā)現(xiàn)0.5 mmol/L SNP通過抑制PAL、PPO、POD活性延緩了采后鮮竹筍的褐化，但能保持竹筍中較高的總酚含量和較低的木質(zhì)素含量，表明NO在調(diào)節(jié)酚類代謝途徑中的復(fù)雜性和多樣性，這與CINTIA推斷“NO通過與PPO、PAL活性位點(diǎn)相互作用抑制其活性從而減輕組織褐變”[28]的論斷一致，相關(guān)性分析表明，2.0 mmol/L SNP處理鮮切粉葛褐變度與PAL活性、總酚含量、類黃酮含量呈極顯著正相關(guān)，與POD、PPO活性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與MDA相關(guān)性不顯著。

葛根總黃酮是葛根的有效成分，南方粉葛葛根黃酮含量少，一般多用來壓榨淀粉，趙婧文等[29]研究認(rèn)為粉葛藥材中，淀粉含量越多則有效成分越少，粉葛中淀粉含量與葛根素含量呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步說明NO在提高栽培中草藥藥性中的重要作用。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，鮮切粉葛在5 ℃貯藏過程中，0.5、1.0和2.0 mmol/L SNP預(yù)處理可通過抑制貯藏后期PAL活性降低總酚含量，抑制整個貯藏過程中PPO活性，延緩鮮切粉葛褐變，并促進(jìn)類黃酮積累，以2.0 mmol/L SNP效果最佳，SNP可作為一種藥理作用極佳的抗褐變劑在鮮切粉葛護(hù)色工藝上進(jìn)行應(yīng)用。