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１０８ ２Ｏ０６．ＶｏＬ２７．ＮＯ．７ 食品研究与开发 食品工艺

Ｄ一异抗坏血酸抑制鲜切马铃薯褐变的研究

孙程旭’。郑淑芳ｚ。李建设’

（１．宁夏大学农学院，宁夏银川７５００２１；２．国家蔬菜工程技术研究中心，北京１０００８９）

摘要：研究了不同褐变抑制剂对鲜切马铃薯褐变和品质的影响。结果表明：４种褐变抑制剂处理均可不同程度地

对ＰＰＯ和ＰＯＤ酶产生抑制作用。硫化物依然是效果最好的护色剂，Ｄ一异抗坏血酸的防褐保鲜效果表现较好。马铃

薯的ＰＰＯ、ＰＯＤ活性很高且两者之间具有相关性，与褐变度数值相吻合。经过褐变抑制剂处理的样品之间品质有差

异，但不太明显。

关键词：鲜切马铃薯；防褐处理；ＰＰＯ；ＰＯＤ；褐变度；品质

。Ｉ’ＨＥ ＥＦＦＥＣＴＳ ＯＦ ＡＮＴＩ—ＢＲＯＷＮＩＮＧ ＡＧＥＮＴＳ ＯＮ ＢＲＯＷＮＩＮＧ ＡＮＤ ＱＵＡＬＩＴＹ ＯＦ ＴＨＥ ＦＲＥＳＨ—ＣＵＴ ＰＯＴＡＴＯ

ＳＵＮ Ｃｈｅｎｇ—ＸＵ ．ＺＨＥＮＧ Ｓｈｕ—ｆａｎｇ２，ＬＩ Ｊｉａｎ—ｓｈｅ

（１．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１，Ｎｉｎｇｘｉａ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｎｔｉ—ｂｒｏｗｎｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ ｏｎ ｂｒｏｗｎｉｎｇ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｆｒｅｓｈ—ｃｕｔ ｐｏｔａｔｏ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ

ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｓｕｌｆｕｒ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗａｓ ｓｔｉｌｌ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃｏｌｏｒ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ，ｗｈｉｌｅ Ｄ－Ｉｓｏａｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｕｌｄ ａｌｍｏｓｔ ｂｅ

ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆｓｕｌｆｕｒ ｄｉｏｘｉｄｅ．Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆＰＰＯ ａｎｄ ＰＯＤ ｏｆｐｏｔａｔｏ ｈａｄ ｈｉｇｈ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ

ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｂｙ ｂｒｏｗｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘ．Ｎｏ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ａｆｔｅｒ ａｎｙ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｎｔｉ ｂｒｏｗｎｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｒｅｓｈ－ｃｕｔ ｐｏｔａｔｏ；ａｎｔｉ－ｂｒｏｗｎｉｎｇ；ＰＰＯ；ＰＯＤ；ｂｒｏｗｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ；ｑｕａｌｉｔｙ

鲜切果蔬具有新鲜、使用方便、营养卫生的特点，

但是由于鲜切果蔬仍有生命，经切分处理后，导致呼吸

作用和代谢变化的急剧活化，表面迅速褐变，失去新鲜

产品的特征，大大降低其商品价值【”。褐变抑制技术虽

然在食品加工中研究较多，技术也比较成熟，但鲜切果

蔬的防褐研究则较少，而从植物生理生化的角度去探

讨褐变问题则更少。

马铃薯以其优质的蛋白质，丰富的维生素和微量

元素而作为鲜切蔬菜深受消费者欢迎。马铃薯在加工

过程中去皮切分后非常容易发生酶促褐变，使外观品

质和营养价值大为降低。因为在正常状态下，细胞内多

酚氧化酶（ＰＰＯ）与质体、线粒体等细胞器内膜结合，活

性很低。当组织完整性被破坏，膜受到伤害后，潜在的

ＰＰＯ被激活囱，其体内的多酚类物质在ＰＰＯ作用下氧

化生成醌，后者进一步聚合为黑色产物［３１。对于马铃薯

来说防褐变保鲜是非常重要。

亚硫酸盐类依然是食品加工业应用最广泛的护色

基金项目：北京市科委重大科技项目一鲜切菜工艺体系关键技术示

范“ＹＯ７０４００２０４０５３ １”

作者简介：孙程旭。男，在读硕士。

剂，但在鲜切果蔬中，受到非常严格的限制，有些发达

国家甚至禁止二氧化硫用于鲜切加工果蔬的保鲜［４１。因

此，探讨无毒非硫的防褐保鲜剂或保鲜方法越来越受

到人们的重视，Ｄ一异抗坏血酸防褐变效果越来越受到

人们的重视。本文初步研究了Ｄ一异抗坏血酸对鲜切

马铃薯的褐变抑制效果，并与其他防褐变方法进行了

比较；同时探讨了与酶促褐变密切相关的ＰＰＯ、ＰＯＤ

的活性变化规律以及防褐处理对鲜切马铃薯营养品质

的影响。

１材料与方法

１．１材料及处理

马铃薯从北京市京西大市场购买。先预冷２ ｈ然后

进行加工，共设６个处理，每个处理重复３次，马铃薯加

工成约０．５ ｃｍ厚的块状，分别装入ＰＥ（２０ｘ３０ ｃｍ ）保鲜

膜中，并放置于０。ｃ冷库保存，每三天测试一次。

对照：加工后直接进行ＰＥ膜包装；

清水处理：加工后用蒸馏水浸泡迅速晾干用ＰＥ

膜包装；

亚硫酸钠处理：加工后用０．Ｏｌ ｍｏＪ／Ｌ亚硫酸钠

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食品工艺 食品研究与开发 ２ｏｏ６。Ｖ０ｌ。２７。ＮＯ．７

（Ｎａ２ｓＯ，）浸泡１ ｍｉｎ迅速晾干用ＰＥ膜包装；

Ｄ一异抗坏血酸处理：用０．０１ ｍｏｌ／Ｌ Ｄ一异抗坏血酸

（Ｄ－Ｉｓｏａｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ）浸泡１ ｍｉｎ迅速晾干用ＰＥ膜包装；

氯化钙处理：用０．０１ ｍｏｌ／Ｌ氯化钙（ＣａＣ１ ）浸泡

ｌｍｉｎ迅速晾干用ＰＥ膜包装；

柠檬酸处理：用０．０１ ｍｏｌ／Ｌ柠檬酸（Ｃｉｔｒｉｃ ａｃｉｄ）浸

泡１ ｍｉｎ迅速晾干用ＰＥ膜包装；

１＿２方法

１．２．１多酚氧化酶（ＰＰＯ）活性的测定

１．２．１．１ ＰＰＯ酶液的提取和纯化参照Ｏｋｔａｖｔ ］和仲飞［６］

的方法，并进行改进。取待测马铃薯块茎，清洗去皮，

迅速切碎取５ ｇ样品，加少许预先冷藏的磷酸缓冲液

（ＰＢＳ：ｐＨ６．０），冰浴研磨，然后加５ ｍＬ缓冲液低温离心

（１ ５００ ｒ／ｍｉｎ，５ ｍｉｎ，４℃），上清液即为ＰＰＯ粗酶液。粗酶

液先经丙酮沉淀，再经硫酸铵（Ｎ Ｏ 沉淀纯化，然

后加入磷酸缓冲液５０ ｍＬ，制成纯酶液并置低温（４℃）

下备用。

１．２．１．２ ＰＰＯ活力测定［５，７１采用吸光值法。取磷酸缓冲

液（ｐＨ６．０】１．５ ｍＬ，加人１ ｍＬ ０．０２ ｍｏｌ／Ｌ的邻苯二酚溶

液，先于３０℃保温５ ｍｉｎ，再加１ ｍＬ的酶液，迅速混匀

后在波长４１０ｎｍ测定光吸收值，每隔１ ｍｉｎ记录１次

吸光值，共记录３ ｍｉｎ，重复测３次。一个活力单位（ｕ）定

义为测定条件下每一分钟引起吸光值改变０．００１所需

的酶量。

１．２．２过氧化物酶（ＰＯＤ）活性的测定

１．２．２．１粗酶液的提取取马铃薯块茎２ ｇ，剪碎置于研

钵中，加人５ ｍＬ ０．１ ｍｏｌ／Ｌ Ｔｒｉｓ—ＨＣ１缓冲液（ｐＨ８．５），研

磨成匀浆，以４ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心５ ｍｉｎ，取上清液保存在

冰箱（或冷处）备用。

１．２．２．２ ＰＯＤ活性的测定取光径１ ｃｍ比色杯２个，

向其中之一加人上述酶液１ ｍＬ，再加人反应混合液

（０．２ ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲液（ｐＨ６．０）５０ ｍＬ＋０．０２８ ｍＬ过氧化

氢＋０．０１９ ｍＬ愈创木酚混合）３ ｍＬ，立即开启秒表记录

时间；而向另一比色杯中加人０．２ ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲液

（ｐＨ６．０），作为零对照。用分光光度计在４７０ ｎｍ下测定

反应３ ｍｉｎ时的光吸收值。一个酶活力单位用每克鲜

重每分钟所引起吸光值变化０．０１为一个酶活力单位。

１．２．３蛋白质含量的测定采用Ｂｉｏ—Ｒａｄ公司提供的

测定方法和试剂。称取样品４０ｇ＋１０ｍＬ蒸馏水匀浆，取

其匀浆物２ ｇ，加人４００ Ｌ ０．１ ＭＮａＯＨ＋Ｉ％ＳＤＳ混合

液，在沸水中水浴１０ｍｉｎ，１２０００ ｒ／ｍｉｎ ｌｍｉｎ离心，取上

清液３００ Ｌ，重复上述操作；然后６００ 提取液中加

人５００ ２０％三氯乙酸，震动１ ｍｉｎ之后５ ０００ ｒ／ｍｉｎ

离心５ｒａｉｎ，取上清液加人１ ｍＬ０．１ Ｍ ＮａＣＬ４）．Ｉ％ＳＤＳ混

１０９

合液混匀，５ｍｉｎ之后取其８００ｔｘＬ，然后加２００ｔｘＬＢｉｏ—

Ｒａｄ公司ｃｏｎｔｒｏｌ ８１６９４Ａ溶液；１ ｍｉｎ后在５９５ ｎｍ读取

光吸收值。

１．２．４酶褐变度的测定用色彩色差计（ＣＲ一２００，日本

ＭＩＮＯＬＴＡ）对每个处理随机测１０个样，然后求其平均

褐变度（△Ｅ ａｂ值表示）。

１．２．５样品Ｖｃ含量的测定参照高俊凤的钼蓝比色法［８１

１．２．６可溶性糖的测定参照李合生的蒽酮比色法［９１

２结果与分析

２．１褐变抑制剂对鲜切马铃薯保鲜效果的影响

从褐变抑制剂对鲜切马铃薯感官的影响（表１）分

析，亚硫酸钠处理和异抗坏血酸处理效果较好，对照

和清水处理效果不好，且对照在贮藏时发现有酒精味

道；清水处理虽然没有酒精味但丧失商品价值。总的来

说。亚硫酸盐类物质是较理想的防褐保鲜剂，同时Ｄ一

异抗坏血酸也表现出不俗的效果。

表１防褐处理对鲜切马铃薯保鲜效果的影响（ｏ℃。１５ｄ）

处理 鲜切马铃薯感官评价

对照

清水

亚硫酸钠

Ｄ一异抗坏血酸

氯化钙

柠檬酸

深褐变、部分黑褐色，有酒精味

褐色、个别有褐色出现，无酒精味

无褐色，颜色新鲜，漂白状

无褐色，颜色洁白，有很浅的黑色斑点

褐色、有较明显的黑色褐斑

褐色、有浅褐色的斑点

２．２褐变抑制剂对鲜切马铃薯ＰＰＯ活性的影响

各处理在第六天以前多酚氧化酶（ＰＰＯ）变化不

大，没有很大的差异。到了第九天对照多酚氧化酶

（ＰＰＯ）变化达到高峰，其他处理高峰期相对滞后；其中

对照、清水处理和氯化钙处理的多酚氧化酶（ＰＰＯ）变

化较为明显，而对照和清水处理的又更为明显；相对来

说亚硫酸钠处理和异抗坏血酸处理的变化较为平缓，

高峰期出现在第十二天，比对照相对滞后３ ｄ。说明亚

硫酸钠处理和异抗坏血酸处理对鲜切马铃薯ＰＰＯ活

性具有显著的抑制作用（图１ ｏ

】

＋对照＋清水＋亚硫酸钠

—＊一Ｄ一异抗坏血酸＋氯化钙＋柠檬酸

贮藏天数（ｄ）

图１不同防褐变处理对鲜切马铃薯ＰＰＯ活性的影响

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．＿＝＝ｎｏ ２００６．Ｖ０１．２７．ＮＯ．７ 食品研究与开发 食品工艺

试验发现，１２ ｄ后各处理的多酚氧化酶（ＰＰ０）活

性都降低了，并且１２ ｄ后鲜切马铃薯有一部分失去商

品价值。这种现象的出现可能是呼吸强度较大引起内

部较快消耗造成，当然也可能是其他不可控因素引起。

２－３防褐处理对鲜切马铃薯ＰＯＤ活性的影响

鲜切马铃薯多酚氧化酶（ＰＰ０）在各防褐处理后的变

化整体上呈现“Ｓ”形变化，与多酚氧化酶（ＰＰＯ）涪Ｉ生变化

相关。前期对照与各处理间的差异不明显，到后期比较明

显；而鲜切马铃薯随时间的延长ＰＯＤ的活力则大幅度上

升，亚硫酸钠处理和Ｄ一异抗坏血酸处理显著抑制了

ＰＯＤ活性，不过 异抗坏血酸到后期又升高（图２）。

＋对照＋清水＋亚硫酸钠

—＊一Ｄ一异抗坏血酸＋氯化钙＋柠檬酸

图２不同褐变处理对鲜切马铃薯ＰＯＤ活性的影响

２．４防褐处理对鲜切马铃薯褐变度的影响

鲜切马铃薯很容易发生褐变，尤其是在鲜切处理

中最为明显。清水处理与对照（ＣＫ）相比其褐变程度较

轻，说明在鲜切处理后用清水冲洗可以降低褐变程度。

亚硫酸钠、Ｄ一异抗坏血酸、氯化钙、柠檬酸处理效果较

明显，其中亚硫酸钠处理褐变程度最小，Ｄ一异抗坏血

酸处理次之；氯化钙处理褐变程度较大，说明氯化钙效

果不好。

各种防褐处理对样品褐变度的影响与鲜切马铃薯

的ＰＰＯ、ＰＯＤ酶活性变化相吻合，说明ＰＯＤ可与ＰＰＯ

协同作用引起鲜切果蔬产品发生褐变［１ｏ１。

２．５不同防褐处理后马铃薯营养品质变化

表２防褐处理对马铃薯褐变度的影响（０℃。１５ｄ）

备注：以上数据是采用Ｌ．小．方法。

２．５．１不同防褐变处理对鲜切马铃薯Ｖｃ含量的影响

防褐变剂处理后鲜切马铃薯Ｖｃ含量变化见图３。

随着保鲜期的延长而Ｖｃ的含量逐渐下降；对照和清

水处理的Ｖｃ含量变化较为显著。亚硫酸钠处理、异抗

坏血酸处理和柠檬酸处理Ｖｃ含量变化较为缓和，说

明对于保持鲜切马铃薯的Ｖｃ含量起到一定的作用。

＋对照＋清水＋亚硫酸钠

—＊一Ｄ一异抗坏血酸＋氯化钙＋柠檬酸

贮藏日期（ｄ）

图３不同防褐变处理对鲜切马铃薯ｖｃ含量的影响

２．５．２不同防褐变处理对鲜切马铃薯蛋白质含量的

影响

不同处理的鲜切马铃薯蛋白质含量不断下降，各

处理差异不是很明显（图４）。说明褐变抑制处理不会

造成蛋白质营养物质的流失。

４０

３５ 器

婪珥１０

５

Ｏ

＋对照＋清水＋亚硫酸钠

—＊一Ｄ一异抗坏血酸＋氯化钙＋柠檬酸

贮藏日期（ｄ）

图４不同防褐变处理对鲜切马铃薯置白质含量的影响

２．５．３不同褐变处理对鲜切马铃薯可溶性糖含量的影响

鲜切马铃薯在不同抗褐变处理后可溶性糖含量逐

渐增加（图５）。对照处理可溶性糖含量变化幅度较为

明显，这可能是鲜切后发生褐变影响了前期正常呼吸，

第九天后而急剧上升然后又迅速下降。呼吸强度可能

增强，营养物质发生了转化消耗，样品的品质逐渐的变

劣，失去商品价值（图５）。而其他各处理间变化不是很

４５

咖ｌ ４０

加３５

鑫

＋清水＋亚硫酸钠＋Ｄ一异抗坏血酸

０ ６ ９ １２ １５

贮藏１３期（ｄ）

图５不同褐变处理对鲜切马铃薯可溶性糖含量的影响

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食品工艺 食品研究与开发 ２Ｏ０６．Ｖｏ１．２７．ＮＯ．７

明显，Ｄ一异抗坏血酸和亚硫酸钠变化趋势较为缓和，

整体来说变化趋势相同。

３讨论

马铃薯经鲜切加工后，即使在低温条件下和有ＰＥ

膜包装也发生不同程度的褐变，并且长时期贮藏易出

现异味。亚硫酸化合物为传统保鲜护色剂，能显著抑制

ＰＰＯ、ＰＯＤ活性，有良好的保鲜护色效果，同时具有漂

白作用。可是亚硫酸盐类有很大的限制性，比如对一些

敏感的消费者特别是气喘病患者有伤害，同时由于环

保意识的增强，硫化物的使用将受到越来越严格的限

制，有的国家已限制了它的使用，迫切需要一种良好的

非硫护色剂或护色方法来替代 ”。

Ｄ一异抗坏血酸为食品行业中重要的抗氧保鲜剂，

可保持食品的色泽，自然风味，延长保质期，且无任何

毒副作用，广泛用于肉类、鱼类、蔬菜、水果、罐头、果

酱、啤酒、果茶，果汁，葡萄酒等；当前Ｄ一异抗坏血酸

广泛被美国和欧洲消费者所接受。

在马铃薯的护色保鲜上表现较好的效果，具有明

显的应用发展前景。异抗坏血酸是抗坏血酸的类似物，

与抗坏血酸具有同样的抑制效果【ｕ】，将氧化的醌还原为

酚类物质，阻止醌类物质进一步自发聚合形成色素物

质，与柠檬酸等结合处理可提高保鲜效果【切。异Ｖｃ抑

制褐变的原理是邻二醌＋Ｖｃ一邻二酸＋脱Ｈ抗坏血

酸，即有色物质邻二醌被异Ｖｃ还原成无色的邻二酸，

从而起到护色的作用；异Ｖｃ还可以捕捉消耗氧气，经

过异Ｖｃ处理的马铃薯条，表面形成了一层“保护膜”，

在一定时间可阻止酶促褐变，但随着贮藏时间的延长，

当表面异Ｖｃ全部氧化成脱Ｈ抗坏血酸（ＤＨＡＡ）时，就

失去抗氧化作用，在有氧情况下，仍然会发生酶促褐

变。此外，当切分马铃薯内源或外部添加的异Ｖｃ被氧

化生成ＤＨＡＡ后，ＤＨＡＡ还能与氨基酸反应产生褐

变，也会导致贮藏后期褐变加深【 。因此，尽管鲜切产

品加有抗氧化剂，仍要避免产品和过多的氧接触，以防

止产品氧化变色的继续进行。

Ｄ一异抗坏血酸、柠檬酸、Ｎａ２ＳＯ 和ＣａＣ１２抑制剂对

马铃薯ＰＰＯ活性的抑制性差异比较明显（表２），ＣａＣ１２

对ＰＰＯ几乎无抑制作用；柠檬酸对ＰＰＯ抑制作用很小；

Ｎａ２ＳＯ 和Ｄ一异抗坏血酸对ＰＰＯ的抑制性很强，用其处

理后其色泽和硬度均未发生变化，也不产生任何异味。

除了ＣａＣ１２和清水外，马铃薯ＰＰＯ对其它供试抑

制剂均很敏感，其中抑制效果较好者为Ｎａ２ＳＯ 和Ｄ一异

抗坏血酸。亚硫酸钠可直接抑制ＰＰＯ与底物酚的反应，

Ｄ一异抗坏血酸，无毒，可安全用于控制酶促褐变 。

由于鲜切产品的自身特点，呼吸强度大、组织完整

性遭到破坏，容易受到外界的影响等，影响了产品的货

架期和品质。在鲜切果蔬产品加工及贮存过程中，ｖｃ、

可溶性糖和蛋白质的损失是影响产品营养质量的主要

因素” ”６１。采用不同防褐处理，鲜切马铃薯营养品质变

化不太明显，说明褐变抑制处理不会造成营养物质的

流失。

其他相关性状的研究有待进一步的探讨。

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ｂｒｏｗｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ［Ｍ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ＤＣ，ＵＳＡ；ＡＣＳ Ｓｙｍｐｏ－

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收祷日期：２００６－０３－０１

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