切割方式对鲜切莴苣品质及抗氧化活性的影响

李 静，季 悦，李美琳，王 雷，金 鹏，郑永华,*

莴苣，也称莴笋，是菊科莴苣属的耐寒蔬菜，其含水量高达94%～96%，生食清脆爽口，性苦微寒，具有清热解毒的作用，深受消费者喜爱。研究表明，莴苣含糖量低，但无机盐含量较多，且含量较高的烟酸是胰岛素的激活剂，糖尿病患者食之有益；莴苣中K＋含量是Na＋含量的27 倍，有利于体内水盐的平衡，对于高血压和心脏病患者，有降低血压和预防心律紊乱的功效[1]。莴苣的嫩叶易损伤腐烂，茎外表皮容易纤维化，不耐贮藏，茎用莴苣在食之前须去皮，非常适合于鲜切加工[2]。

鲜切果蔬又称为轻度加工果蔬，是对新鲜果蔬进行分级整理、清洗、切分、包装等处理，并使果蔬保持生鲜状态的制品[3]。鲜切果蔬具有环保、安全、便捷等特点，深受国内外消费者的青睐[4-5]。但新鲜果蔬经鲜切加工后，组织结构遭到破坏，底物和酶直接接触，会引发一系列生理生化反应，如加速细胞壁分解、组织褐变、营养物质流失、产生异味，并且易受微生物侵染，货架期大大缩短[6-7]。通常认为，切割加工的损伤程度越大，产品品质下降越严重。但鲜切加工会激发苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）的活性，诱导多酚类等次生代谢产物的合成来抵御机械损伤，从而增加鲜切果蔬的抗氧化活性[8]。因此鲜切加工有可能作为一种采后的非生物性胁迫用于增加新鲜果蔬的抗氧化活性和潜在的营养保健功效[9]。Heredia等[10]发现切割处理可显著提高胡萝卜等7 种果蔬在20 ℃贮藏4 d后的总酚含量和抗氧化活性，而对白包菜等8 种果蔬的总酚含量无显著影响。Reyes等[11]发现鲜切处理后的生菜、芹菜和甘薯等果蔬在15 ℃贮藏2 d后，总酚含量和抗氧化活性均显著增加，而西葫芦、马铃薯和红甘蓝的总酚含量和抗氧化活性则下降。在胡萝卜[12]和红心萝卜[13]中的研究发现，切割损伤强度越大，酚类物质含量越高，抗氧化活性越强；而对于马铃薯[14]，损伤强度大的丝状产品其总酚含量低于损伤强度小的片状。这些研究表明，鲜切果蔬中由机械损伤诱导的多酚类物质含量变化与果蔬种类、贮藏温度、切割形式和损伤强度有关。但不同切割方式对鲜切莴苣品质和抗氧化活性变化的影响鲜见报道。本文以莴苣为实验材料，研究了3 种不同切割方式（片、1/4片和丝）对鲜切莴苣在5 ℃、48 h贮藏期间主要品质指标、总酚含量及抗氧化活性的影响，以期为鲜切莴苣的加工和科学食用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试紫叶‘金农’莴苣购自南京江宁区众彩物流蔬菜市场。选取大小均一、表面无机械损伤、内部无空心的新鲜莴苣，采购后立即运回实验室。

β-巯基乙醇、核黄素 国药集团化学试剂有限公司；丙酮、磷酸氢二钠、磷酸氢钠、H2O2溶液南京寿德实验器材有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、福林-酚试剂美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

CR-400色差仪 日本Minota公司；GL-20G-H型冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；UV-1600型分光光度计 上海美谱达仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料处理

将经挑选的莴苣茎先用200 μL/L的次氯酸钠溶液浸泡消毒2 min，去皮后分别切成片状（厚度为0.3 cm）、 1/4片状和丝状，以切割产生的表面积与质量的比值来定义切割损伤强度，则三种切割方式的损伤强度分别为5.7、7.8、13.6 cm2/g，以完整的莴苣作为对照（损伤强度为0.0 cm2/g）。切割处理后的莴苣分装于塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）中，每盒约120 g，在5 ℃、85%～90%相对湿度条件下贮藏48 h。贮藏期间每隔12 h各处理组随机取3 盒，对照组取完整莴苣3 棵，重复3 次，用于分析测定品质指标、总酚含量及抗氧化活性的变化。

1.3.2 菌落总数测定

参照GB 4789.2—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行测定[15]。

1.3.3 颜色的测定

参照王武等[16]的方法，采用CR-400色差仪测定L*、a*、b*值，其中L*为亮度值，L*正、负值分别表示偏白和偏黑，a*正、负值分别表示偏红和偏绿，b*正、负值分别表示偏黄和偏蓝，数值的正、负都是相对于样板而言。每组样品测20 个值并取其平均值。

1.3.4 叶绿素和抗坏血酸含量的测定

叶绿素含量参照曹建康等[17]的方法测定，抗坏血酸含量参照红菲咯啉比色法[17]，结果均以mg/100 g（以鲜样计）表示。

1.3.5 总酚含量的测定

总酚含量采用Folin-Ciocalteu法[18]测定，结果以mg/100 g（以鲜样计）表示。

1.3.6 DPPH自由基清除率的测定

参照Soengas等[19]方法测定，结果以清除率表示。

1.3.7 相关酶活力的测定

PAL活力测定参照Assis等[20]的方法并略改动，反应液每小时在290 nm波长处吸光度增加0.01为1 个酶活力单位；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活力测定参照Dhindsa等[21]的方法，以抑制NBT光化还原50%为1 个酶活力单位；过氧化氢酶（catalase，CAT）活力参照Cakmak等[22]的方法进行测定，以反应液每分钟在240 nm波长处吸光度变化0.01为1 个酶活力单位；抗坏血酸过氧化物酶（ascorbic acid peroxidase，APX）活力测定参照Nakano等[23]的方法，以反应液每分钟在290 nm波长处吸光度变化0.01为1 个酶活力单位；过氧化物酶（peroxidase，POD）活力参照曹建康等[24]的方法测定，以反应液每分钟在470 nm波长处吸光度增加1.0为1 个酶活力单位，以上结果均以U/mg pro表示。

1.4 数据统计分析

本实验所有数据采用软件Microsoft Excel 2010、OriginPro 8.5进行处理，采用SAS 8.1对实验数据进行单因素分析，通过Duncan多重比较方法进行差异显著性检验。以P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 切割方式对鲜切莴苣菌落总数的影响

图1 切割方式对鲜切莴苣在贮藏期内菌落总数的影响Fig. 1 Effect of different cutting styles on total bacterial count of freshcut lettuce during storage

菌落总数可用来评价食品被细菌污染的程度及卫生质量，当其超过一定限度则不可食用，所以菌落总数决定了鲜切莴苣的货架期及安全性。如图1所示，对照组在贮藏期间菌落总数增加不明显，而鲜切莴苣由于组织结构受到破坏、汁液外流而有利于微生物的生长，在贮藏期间菌落总数逐渐上升，并且随着切割损伤强度的增大而增加，但不同切割方式间菌落总数无显著差异（P＞0.05）。经过48 h贮藏时间后，鲜切处理组的菌落总数均未超过106CFU/g。

2.2 切割方式对鲜切莴苣颜色的影响

莴苣在鲜切加工与贮藏过程中会发生组织褐变，从而降低其商品价值[25]。在本研究中，采用色差L*、a*、b*值的变化来反映鲜切莴苣的褐变程度，L*值越低，表面越暗，a*值越高，绿色褪去越多，表示莴苣褐变越严重。在颜色上，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。

图2 切割方式对鲜切莴苣在贮藏期内L*（A）、a*（B）、b*（C）值的影响Fig. 2 Effect of different cutting styles on L*(A), a*(B) and b*(C)values of fresh-cut lettuce during storage

如图2所示，鲜切莴苣在贮藏过程中L*值和b*值逐渐下降，而a*值逐渐上升，但是它们的变化量均很小。由于贮藏温度低、周期短，处理组与对照组之间以及各处理组之间的L*、a*、b*值变化均无显著差异（P＞0.05）。经过48 h贮藏后3 种鲜切莴苣几乎无褐变，都具有商品价值。

2.3 切割方式对鲜切莴苣叶绿素含量的影响

图3 切割方式对鲜切莴苣在贮藏期内叶绿素含量的影响Fig. 3 Effect of different cutting styles on chlorophyll content of freshcut lettuce during storage

绿色蔬菜在贮藏过程中会发生叶绿素的降解，所以叶绿素含量的变化通常作为衡量绿色蔬菜品质变化的一个重要指标[26]。由图3可知，叶绿素含量在48 h贮藏期间呈下降趋势，新鲜莴苣中叶绿素的含量为5.93 mg/100 g，5 ℃贮藏48 h后，片状、1/4片状、丝状处理组鲜切莴苣的叶绿素含量分别下降至4.51、4.72、4.89 mg/100 g，处理组与对照组之间以及各处理组之间叶绿素含量的差异并不显著（P＞0.05），这可能是经过48 h贮藏后3 种不同切割方式的鲜切莴苣色泽无显著差异的原因，与上面有关颜色的研究结果相一致。

2.4 切割方式对鲜切莴苣抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸即VC，主要来源于新鲜的水果和蔬菜，是人体内的必需营养素。如图4所示，与对照组相比，鲜切莴苣在贮藏期间抗坏血酸含量均呈明显下降趋势，并且切割损伤强度越大，抗坏血酸的损失越严重。新鲜莴苣中抗坏血酸的含量为6.89 mg/100g，经48 h贮藏后，片状、1/4片状和丝状莴苣中抗坏血酸含量分别下降至4.27、4.02、3.71 mg/100 g，显著低于对照组（P＜0.05），但由于贮藏温度低、时间短，3 种切割方式间抗坏血酸含量的差异不显著（P＞0.05）。

图4 切割方式对鲜切莴苣在贮藏期内抗坏血酸含量的影响Fig. 4 Effect of different cutting styles on ascorbic acid content of fresh-cut lettuce during storage

2.5 切割方式对鲜切莴苣PAL活力、总酚含量及DPPH自由基清除率的影响

图5 切割方式对鲜切莴苣在贮藏期内PAL活力(A)、总酚含量(B)和DPPH自由基清除率(C)的影响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是植物中调控酚类物质合成的限速酶。由图5A可知，在整个贮藏期间，3 个鲜切处理组的PAL活力均急剧上升，且切割损伤强度越大，PAL活力增加越明显，而对照组PAL活力几乎无变化。这可能是因为切割损伤诱导了PAL活力的增加。酚类化合物是果蔬中重要的抗氧化物质之一，它的含量被作为衡量果蔬抗氧化能力的主要指标[27]。由图5B可知，3 个鲜切处理组的总酚含量在贮藏期间均呈先上升后下降的趋势，在24 h时达到高峰，其中切割损伤强度最大的丝状莴苣上升的幅度最大，1/4片状次之，片状增幅最小，而对照组总酚含量在贮藏期间无明显变化。如图5C所示，鲜切莴苣DPPH自由基清除率变化趋势与总酚含量变化相似，以丝状的DPPH自由基清除率最高。这些结果表明，鲜切处理可以有效激发PAL的活性，提高莴苣的酚类物质含量，进而增加其抗氧化性，并且机械损伤强度越大，抗氧化能力增加越明显。

2.6 切割方式对鲜切莴苣SOD、CAT、POD和APX活力的影响

图6 切割方式对鲜切莴苣在贮藏期内SOD（A）、CAT（B）、POD（C）和APX（D）活力的影响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是植物中防止氧化胁迫的关键酶，SOD可将对机体有害的O2-·歧化成H2O2，CAT、POD会把H2O2分解成对组织无害的H2O[13]。如图6A、C所示，SOD和POD活力随着贮藏时间的延长逐渐增加，并且处理组显著高于对照组（P＜0.05），但3 种切割方式间差异并不明显。图6B显示，3 个处理组的CAT活力先升高后降低，在24 h处达到峰值并且显著高于对照组（P＜0.05）。APX是以抗坏血酸为电子供体的专一性强的过氧化物酶，能催化抗坏血酸和H2O2发生氧化还原反应。如图6D所示，在48 h贮藏期间，处理组和对照组的APX活力在前12 h有轻微增加，后期都呈下降趋势，处理组的APX活力一直低于对照组。综上所述，切割处理可诱导提高莴苣中SOD、CAT和POD的活力，提高莴苣的抗氧化能力，以清除细胞组织中累积的活性氧。

3 讨 论

组织褐变是莴苣在鲜切处理后难以长期贮藏的最大问题，有研究表明，可以通过添加护色剂[16]和采用高氧气调包装[28]等方式来延缓莴苣的褐变。本实验研究了3 种不同切割方式对鲜切莴苣生理生化指标的影响，结果发现，莴苣在切割后会产生一系列变化。与完整的莴苣相比，鲜切莴苣的生理代谢更加旺盛，但是由于贮藏温度较低（5 ℃），抑制了褐变的发生，不同切割方式对鲜切莴苣色差和叶绿素含量的影响无显著差异，在5 ℃条件下贮藏48 h后基本保持了莴苣原有的色泽品质。抗坏血酸是一种水溶性且不稳定的维生素，易在抗坏血酸酶催化下发生氧化分解。在本研究中，莴苣经切分处理后抗坏血酸酶与其底物接触，同时氧气供应增加，从而促进抗坏血酸的氧化损失。切割损伤强度越大，与氧气的接触面积越大，抗坏血酸越容易被氧化分解，这可能是本研究中切割损伤强度越大，抗坏血酸损失越严重的主要原因。但由于在5 ℃贮藏时抗坏血酸的氧化受到低温的抑制，经过48 h短期贮藏后3 种切割方式间抗坏血酸含量的差异并不明显。

植物组织在受到机械损伤胁迫时，会启动自身的应答机制来抵御伤害，其中包括信号分子的生成、识别与转导以及相关基因的表达，以调节自身的新陈代谢来修复受伤组织[29-30]。研究表明，切割造成的机械损伤会诱导提高鲜切果蔬苯丙烷类代谢酶系统中PAL的活力，促进多酚类等次生代谢产物的合成以起到愈伤作用[8]。但多酚类物质易在PPO和POD等酶的催化下发生氧化聚合，导致酚类物质含量的下降和切割表面的褐变，从而限制产品的货架期。因此，果蔬鲜切加工后酚类物质含量的动态变化取决于其合成和氧化分解的速率，当合成速率大于氧化分解速率时就会导致酚类物质的积累[9]。本研究发现，切割处理可以诱导提高莴苣中PAL活性，促进多酚类物质的合成积累，并在24 h时达到峰值。这是因为在贮藏前24 h，酚类物质的合成速率大于氧化速率；而贮藏24 h后其合成速率小于氧化速率，从而导致酚类物质含量的下降。由于在5 ℃贮藏温度下酚类物质的氧化受到低温的抑制，经过2 d短期贮藏后，3 种鲜切莴苣几乎无褐变，都有商品价值。与完整莴苣相比，丝状莴苣总酚含量最高，1/4片状次之，片状含量较低，这说明莴苣受到的损伤强度越大，产生的自我防御反应越强烈，酚类物质含量也越多，类似结果在鲜切胡萝卜[12]、红心萝卜[13]、生菜[31]和紫心马铃薯[32]等鲜切蔬菜中也有报道。本实验采用DPPH自由基清除率来衡量鲜切莴苣的抗氧化能力，发现鲜切莴苣DPPH自由基清除率变化趋势与总酚含量变化基本相似，说明莴苣的抗氧化能力与酚类物质含量密切相关。因此，切割处理能显著提高鲜切莴苣的抗氧化能力，从而提高产品潜在的营养保健功效，并且切割损伤强度越大，抗氧化能力提升的效果越明显。

SOD、CAT和POD是果蔬组织中的主要抗氧化酶类，用于清除活性氧自由基对细胞膜系统的伤害，从而达到维持机体稳态的目的。研究表明，鲜切加工会促进果蔬细胞中活性氧的产生，但同时也可诱导果蔬组织防御系统中抗氧化酶活性的上升，从而提高果蔬中的损伤防御反应[7,13]。本研究表明，切割处理可显著诱导提高SOD、CAT和POD的活力，且切割损伤强度越大，对这些抗氧化酶活力的提升作用越明显，这可能是因为切割损伤促进了活性氧的产生，从而诱导提高这些抗氧化酶的活力以提高清除活性氧的能力，维持活性氧代谢的平衡。

综上所述，本实验所选的切割方式对鲜切莴苣在5 ℃、48 h贮藏期间品质变化的影响并不显著，鲜切处理能显著提高莴苣中的酚类物质含量并在24 h时达到高峰，且能增加SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活力，进而提高鲜切莴苣的抗氧化活性。切割损伤强度越大，对鲜切莴苣抗氧化能力的提升作用越明显。

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