低温处理对鲜切马铃薯片保鲜的影响

关正萍 郭少珏 肖春玲

摘要：以新鲜马铃薯切片为试验材料，探讨了其在不同低温条件下品质的变化。评估了在0、1、2 ℃等3个低温处理温度下，马铃薯切片在不同储藏时期的感官品质变化得分，测定了褐变度，总酚、丙二醛（MDA）的含量，多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性。结果表明，在1 ℃处理时鲜切马铃薯片保持了最佳的感官品质，同时此温度下显著抑制了酶促褐变反应、PPO活性和POD活性，显著影响微生物繁殖与MDA的积累，感官评价较高，马铃薯保鲜效果最佳。本研究为马铃薯食品的加工和贮存保鲜提供了理论依据。

关键词：鲜切马铃薯片;低温;保鲜;感官品质;褐变度;总酚;丙二醛;多酚氧化酶;过氧化物酶

中图分类号： S532.093;TS215  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）15-0230-05

鲜切果蔬主要是由新鲜的水果蔬菜为原料，经过冲洗、去皮、剜去芽眼、切成薄片、包装成品等一系列处理后，加工成的100%可食用的新鲜果蔬制品，因此也被称为“最少加工果蔬”[1-2]。

随着人民生活水平的提高，消费观念的改变，鲜切水果蔬菜有很多便民、有利的地方。因此，鲜切果蔬已经成为一种新的流行趋势，正在逐步走入人们的生活。由于消费者现在对既方便食用且保鲜效果好的食品的需求增加，鲜切果蔬产品也受到越来越多关注[3-4]。然而出产鲜切果蔬产品时，加工过程中受到的创伤，导致鲜切产品出现了微生物繁殖、霉变、褐化、软化等问题，这些问题都成为我国鲜切果蔬加工业发展过程中的一大难题。

马铃薯是人们日常食用的一种常见食物，含有丰富的营养成分，新鲜马铃薯含有约2%蛋白质，并且还含有多种人体必需的氨基酸。不仅如此，新鲜的马铃薯内还含有多种维生素，比如人体所需的维生素A、维生素B、维生素C、维生素E等。此外，马铃薯还含有丰富的金属矿物质。综上所述，马铃薯是一种对人体健康非常有益的食品，所以人们为它起了一个“地下苹果”的名称[5]。

因为马铃薯含有不少的酚类物质，也有丰厚的多酚氧化酶（PPO），所以在去皮切分的过程中，马铃薯很容易发生酶促褐变，这是马铃薯所含的PPO催化反应的現象。酶促褐变的发生严重破坏了切片马铃薯的外观，大大降低了其食用价值。为了解决这一难题，就需要寻找适宜的贮藏方式，以延长切片马铃薯的贮藏期并减缓其褐变速度。探究鲜切马铃薯的适宜储藏条件，对鲜切产品防褐变进行研究就显得极为重要，对保证产品品质、延长货架期有很大的价值，对增加鲜切马铃薯产品的市场份额、增加市场竞争力有重要意义[6]。

产品贮藏方式有很多，其中，低温储藏对延缓果蔬采摘后成熟起重要作用，同时也可抑制病原菌的生长，这一措施也是保持品质的一种常用方法[7]。低温储藏能减缓细胞呼吸速率，保持鲜切果蔬的新鲜程度，也可以延缓组织的软化并且改变其色泽的变化速度，还能让微生物生长缓慢，避免霉化现象的发生。在合适的温度区间内，储藏温度越低，保鲜效果越好，但如果超过此温度范围，就容易产生冷害斑、凹陷、表面变褐等冷害症状。本试验主要研究不同低温处理对鲜切马铃薯片保鲜的影响[8]。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器 752N紫外可见光分光光度计（上海仪电分析仪器有限公司）;481电热恒温水浴锅（北京市光明医疗仪器有限公司）;电子天平;高速离心机（上海卢湘仪离心机仪器有限公司）;冰箱。

1.1.2 试剂 磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、盐酸分析纯、甲醇、30%过氧化氢（北京化学试剂厂）、邻苯二酚、愈创木酚、三氯乙酸溶液、硫代巴比妥酸溶液、柠檬酸。

1.2 样品处理

选择未腐烂、无机械损伤、个体完好无损、形状差异不大的圆形或椭圆形的新鲜马铃薯作为试验材料：首先经过冲洗，去除表面的土壤，然后沥干水分，用刀削去表皮，削掉绿色部分，剜去芽眼，切成约0.5 cm厚的薄片，随机分成3组，置于蒸馏水中浸泡5 min以洗去马铃薯表面淀粉，反复浸泡冲洗3次。然后捞出全部切片，放入沥水筐内，沥去表面水分，要求表面干燥。将马铃薯片平均分装入聚乙烯餐盒中，封口编号。每盒装入90 g马铃薯片;每个温度处理2组平行组，放在模拟货架中。在贮存期间，每2 d测定多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性，检测褐变度，测定总酚、丙二醛含量。

1.3 指标的测定

1.3.1 鲜切马铃薯片感官评分标准的确定 将切好的马铃薯切片用蒸馏水浸泡5 min，重复3次。沥干表面水分后进行分装，低温条件下进行储藏，每 2 d 观察其变化，同时记录变化现象，直至马铃薯切片完全褐变，试验停止，鲜切马铃薯片的百分制感官评分标准[9]见表1。

1.3.2 褐变度的测定 采用消光值法[10]，将待测样品按1 g ∶ 10 mL（即马铃薯取2 g，蒸馏水取 20 mL）加入预冷的蒸馏水，于低温条件下研磨匀浆2 min，研磨捣碎后，放入冰箱冷藏，取出加入离心管内，4 ℃、8 000 r/min离心15 min，放入冰箱冷藏 5 min，取出40 ℃恒温保存5 min，在410 nm处测定吸光度D410 nm。计算公式：1 U=10×D410 nm[11]。

1.3.3 总酚的测定 称取1.0 g的马铃薯片，研磨成泥浆，吸取5 mL HCl-甲醇溶液（1%），加入混匀，移到20 mL的容量器里面。定容，用HCl-甲醇溶液冲洗转移溶液到20 mL，摇匀。容量瓶放入3 ℃冰箱冷藏，间隔5 min摇匀1次，重复4次后取出。4 000 r/min离心5 min，测280 nm波长下吸光度。重复3次，取平均值。单位以D280 nm/g表示。

1.3.4 丙二醛的测定 参照文献[12]的方法。取新鲜样品1.0 g，研磨成浆后加入2 mL TCA溶液（100 g/L），混匀后再加入3 mL的TCA溶液，研磨充分后转入离心管，4 ℃保存。转速4 000 r/min，离心20 min。取上清液2.0 mL，加入TBA溶液 2.0 mL，混匀，在开水中浸浴20 min后取出，在室温下冷却到4 ℃，4 000 r/min离心20 min。测定 450、532、600 nm的波长处样品的吸光度。

结果以式（1）计算[13]：

MDA（mmol/g）=[6.452×（D652 nm-D600 nm）-0.559×D450 nm]×V1÷VS÷mF。（1）

式中：V1表示提取液总体积（mL）;VS表示测定用提取液体积（mL）;mF表示样品鲜质量（g）。

1.3.5 多酚氧化酶（PPO）的测定 参考陈建勋等的测定方法[14]，称取样品2.0 g，研磨成浆后，加入 2 mL 磷酸缓冲液（0.1 mol/L，pH=6.0），研磨充分后放冰箱冰浴，加入3 mL磷酸缓冲液，冲洗研钵，把清洗液转移到离心管，4 ℃、8 000 r/min离心 15 min。取上清液，备用。取2.7 mL反应液[磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液（0.1 mol/L，pH=6.0） ∶ 邻苯二酚（0.1 mol/L）（V/V）=8 ∶ 1]，40 ℃下恒温静置 3 min，加入0.3 mL上清液，迅速摇匀，在410 nm的波长下，隔1 min记录1次吸光度，重复测3次并记录，测定吸光度每分钟的改变程度，计算每分钟吸光度变化的平均值。

1.3.6 过氧化物酶（POD）的测定 采用曹建康等的愈创木酚测定方法[15]，称取样品2.0 g，研磨成浆，加入2 mL磷酸缓冲液（0.1 mol/L，pH值6.0），冰浴中研磨，加入3 mL磷酸缓冲液洗研钵。将溶液转移到离心管内，4 ℃、8 000 r/min离心15 min。取2.7 mL反应液（52.5 mL，0.1 mol/L，pH值6.0磷酸缓冲液中加入12.5 mL 1.5%愈创木酚;5 mL 30%双氧水）40 ℃水浴锅内保温3 min后，加入 0.3 mL 上清液，迅速摇匀，测定470 nm波长下的吸光度，记录结果。隔1 min记1次，共记录3 min。测定吸光度变化，计算3 min内吸光度变化的平均值。

1.4 数据处理

应用Excel软件进行数据统计分析，感官程度、褐变度、总酚、丙二醛、PPO活性、POD活性的测定结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 低温条件下鲜切马铃薯片的感官品质变化

感官评价是果蔬品质评价的重要方法之一，感官主要包括外观色泽、味道、软硬酥脆以及食用口感等，可直观表现出其商品价值。如图1所示，鲜切马铃薯片在不同低温环境下，从开始贮藏到完全褐变，群体感官品质均下降，这表明低温保存不能完全抑制新鲜马铃薯切片的感官降解过程。贮藏至10 d，1 ℃低温下保存的鲜切马铃薯片感官评分最高，保持了原来的颜色，质地坚硬，口感脆嫩，商业价值最高，因此1 ℃是最优的保存温度[16]。

2.2 低温条件下鲜切马铃薯片褐变度的变化

加工切割过程中，马铃薯变成马铃薯片，接触外界空气的表面积增大导致马铃薯保存时，很容易发生褐变，影响其贮藏品质。通常用褐变度来衡量样品的褐变程度。贮藏期间，各组鲜切马铃薯片的褐变度如图2所示不断增大，说明贮藏时间越长，褐变程度越严重;当贮藏温度为1 ℃时，褐变度上升速率变缓，这可能是因为多酚类物质受到适宜的低温条件影响，氧化反应生成醌，降低了多酚氧化酶（PPO）活性[17]。马铃薯褐变的现象可以缓和，但不能完全抑制。1 ℃为最适合的低温贮藏条件。

2.3 低温条件对鲜切马铃薯片总酚含量的影响

植物中含有大量的酚类物质且种类繁多，是水果和蔬菜酶着色的重要基质。然而，不同种类的水果和蔬菜参加酶促褐变反应的酚类不同[18-20]。图3表明贮藏期间，各组马铃薯片的总酚含量变化不稳定，其中，在贮藏2～4 d，各组总酚含量均在急剧减少，说明酚类物质被酚酶使用，并参与褐变酶反应，加快了鲜切马铃薯片的褐变速度。后期褐变速度减慢，不再需要过多底物，所以总酚累积量增多[21]，导致4 d后总酚含量逐渐升高。该指标的测定表明1 ℃下总酚含量变化较缓，褐变较慢，贮存效果较好。

2.4 低温条件对鲜切马铃薯片丙二醛（MDA）含量的影响

MDA等氧化产物的产生，是由于马铃薯被切割加工后，细胞遭破坏，增大了膜透性。在贮藏过程中鲜切马铃薯容易积累有害物质，影响其营养品质[22]。储藏期间，每个温度条件下的鲜切马铃薯片中MDA含量变化如圖4所示，均呈上升趋势，在 2 ℃ 下储藏的马铃薯片MDA含量的增长速度较 1 ℃ 快，说明1 ℃对鲜切马铃薯片有害物质积累有一定的抑制作用。

2.5 低温条件对鲜切马铃薯片多酚氧化酶（PPO）活性的影响

PPO活性是检验褐变程度的重要标志。贮藏10 d间，PPO与内囊膜的结合可能会受损，导致PPO被激活[23]。如图5所示，储藏期间，各组PPO活性均不稳定。储藏至2 d，由于鲜切马铃薯片的压力反应，所有组的PPO活性都明显增加。贮藏至 10 d，1 ℃ 时的鲜切马铃薯片PPO活性最低，保持了较高的商品价值。

2.6 低温条件对鲜切马铃薯片过氧化物酶（POD）活性的影响

POD是一种与植物抗体有很大关系的氧化还原酶，在植物的生长发育、木氮的合成以及酶促褐变等过程中发挥重要作用[24]。由图6可知，贮藏期间，各组鲜切马铃薯片POD活性变化均呈波动趋势，温度为2 ℃时鲜切马铃薯片的POD活性始终高于其他组。3组POD活性均在贮藏4 d表现活跃，峰值的出现说明此时各组POD活性变化幅度最大，各项生理生化反应最激烈。贮藏至10 d，1 ℃时的POD活性明显低于其他各组，说明适宜的低温条件可以减缓鲜切马铃薯代谢的发生[25]。因此，适宜的低温条件可以抑制鲜切马铃薯片POD活性，证明 1 ℃ 为最适贮藏温度。

3 结论

本试验以鲜切马铃薯片为研究对象，探究了低温条件下各项理化指标的变化，比较得出最适贮藏温度。分析结果表明，1 ℃是鲜切马铃薯片低温保藏的最适温度，在1 ℃下，马铃薯的感官指标、褐变程度、总酚含量、MDA含量、PPO活性及POD活性均达到最好。

参考文献：

[1]郑林彦，韩 涛，李丽萍. 国内切割果蔬的保鲜研究现状[J]. 食品科学，2005，26（增刊1）：125-127.

[2]Mchugh T H，Senesi E. Apple wraps：a novel methods to improve the quality and extend the shelf life of fresh cut apple[J]. Journal of Food Science，2000，65（3）：480-485.

[3]Oms-Oliu G，Soliva-Fortuny R，Martin-Belloso O. Using polysaccharide-based edible coatings to enhance quality and antioxidant properties of fresh-cut melon[J]. LWT - Food Science and Technology，2008，41（10）：1862-1870.

[4]Olmez H，Kretzschmar U. Potential alternative disinfection methods for organic fresh-cut industry for minimizing water consumption and environmental impact[J]. LWT - Food Science and Technology，2009，42（3）：686-693.

[5]胡小松，李积宏. 马铃薯丝加工抗褐变保鲜剂的筛选[J]. 食品科学，1999（6）：33-35.

[6]陈海光，姚 青. 切片马铃薯护色及涂膜保鲜[J]. 食品与机械，2004（3）：20-22.

[7]李果果，欧智涛，陈东奎，等. 沃柑低温环境贮藏的品质变化分析[J]. 江苏农业科学，2019，47（17）：219-221.

[8]张 平，张 鹏，刘 辉，等. 不同低温处理对樱桃冷害发生的影响[J]. 食品科学，2012，33（12）：303-308.

[9]周文萍，陈经聪，罗兴武. 复合护色液对鲜切马铃薯防褐变研究[J]. 食品研究与开发，2013，34（21）：6-9.

[10]郁志芳，彭贵霞，夏志华，等. 鲜切山药酶促褐变机理的研究[J]. 食品科学，2003，24（5）：44-49.

[11]王 擎，张海英，李红卫，等. 曲酸对鲜切马铃薯与莲藕的褐变及其相关酶活性的影响[J]. 北京农学院学报，2014，29（3）：90-93.

[12]王鸿飞，邵兴锋. 果品蔬菜贮藏与加工实验指导[M]. 北京：科学出版社，2012.

[13]赵 欣，周 婧，陈湘宁，等. OPP/CPP膜中不同气体比例对鲜切马铃薯片保鲜的影响[J]. 食品工业科技，2017，38（17）：207-211，219.

[14]陈建勋，王晓峰. 植物生理学实验指导[M]. 广州：华南理工大学出版社，2002.

[15]曹建康，姜微波，赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京：中国轻工业出版社，2007.

[16]Kadder A A，Zagory D，Kerbel E I. Modified atmosphere packaging of fruits and vegetables[J]. Crit Rev Food Sei Nutr，1989，28（1）：1-30.

[17]Day B F. High oxygen modified atmosphere packaging for flesh prepared produce[J]. Postharv News Infor，1996，7（3）：31-34.

[18]Chiralt A，Fito P，Barat J M，et al. Use of vacuum impregnation in food salting process[J]. Journal of Food Engineering，2001，49（2）：141-151.

[19]Fito P，Chiralt A，Betoret N，et al. Vacuum impregnation and osmotic dehydration in matrix engineering：application in functional fresh food development[J]. Journal of Food Engineering，2001，49（2）：175-183.

[20]周白雪，謝君，包垠秋，等. 低温贮藏对莲藕酚类物质组成的影响[J]. 江苏农业科学，2019，47（1）：189-191.

[21]程丽林，张长峰，王庆国. 影响鲜切马铃薯褐变相关酶及底物的研究[J]. 现代食品科技，2017，33（1）：106-111，118.

[22]马玉荣. 鲜切马铃薯褐变控制技术研究[D]. 泰安：山东农业大学，2010.

[23]郭振龙，杨肖飞，周 婧，等. 北京地区主要生菜品种的耐藏性研究[J]. 食品工业科技，2017（9）：304- 308.

[24]Serrano M A，Fortea M I，Delamor F M，et al. Kinetic characterisation and thermal inactivation study of partially purified red pepper（Capsicum annuum L.） peroxidase[J]. Food Chemistry，2008，107（1）：193-199.

[25]车 东. 鲜切果蔬产品气调包装工艺及质量评价[D]. 无锡：江南大学，2007.