草酸对鲜切山药贮藏保鲜的影响

李佩艳，党东阳，尹 飞

(1.河南科技大学 食品与生物工程学院，河南 洛阳 471023；2.河南科技大学 农学院，河南 洛阳 471023)

山药(DioscoreaoppositaThunb)，又称怀山药、白山药、薯蓣、山薯蓣等，是薯蓣科多年生藤本植物的根茎，在我国主要分布于东北、华北、华中、东南、西南等丘陵和浅山地区[1]。山药营养价值丰富，每100 g块茎中平均含粗蛋白14.48 g、淀粉43.70 g、粗纤维3.48 g、糖1.14 g，还含有钾、磷、钙、镁等多种矿质元素和人体必需的16种氨基酸[2]，此外还富含多糖、尿囊素、蛋白质等活性成分，具有降低血糖、血脂，抗氧化、调节机体免疫功能等功效[3]，极具开发价值。鲜切山药通过清洗、分级、切分、包装等加工工序制备而成，由于其新鲜、方便而深受人们喜爱，但鲜切山药在加工过程中会受到机械损伤，极易发生褐变、腐烂及品质劣变，严重影响鲜切山药的食用价值、商品价值以及贮藏期。目前已有文献表明，低温处理[4]、热处理[5]、涂膜处理[6]、外源化学物质处理[7]、天然提取物浸泡处理[8]等方法能够抑制鲜切山药褐变，延长其贮藏期。

草酸是广泛分布在生物体中的一种有机酸，并发挥着重要的作用。以往的研究表明，草酸在延缓成熟衰老[9]、诱导抗病性[10]、降低冷害发生[11-12]等方面具有积极的作用。但目前还未见草酸处理应用于鲜切山药贮藏保鲜方面的研究，因此以鲜切山药为材料，探究草酸对鲜切山药贮藏保鲜效果，以期为鲜切山药贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

菜山药：购买于河南省洛阳市洛龙区大张超市。

草酸、2，6-二氯酚靛酚、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、邻苯二酚、甲醇、氢氧化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、抗坏血酸、聚乙烯吡咯烷酮等均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备

TGL-20M高速冷冻离心机(湖南湘仪离心机仪器有限公司)；DDSJ-308A电导率仪(上海精密科学仪器有限公司)；MASTER-α手持糖度计(日本ATAGO公司)；Datacolor 110色差仪(美国Datacolor公司)；722S可见分光光度计(上海第三分析仪器厂)。

1.3 样品处理

挑选组织饱满、粗细大致一致、无机械伤、外观好的新鲜菜山药，切成厚度为0.3 cm左右薄片，分别用含量为0.1%、0.3%、0.5%草酸溶液浸泡处理15 min，阴凉处晾干4 h后放入干净塑料筐中，外套0.05 mm厚聚乙烯袋，于4 ℃恒温恒湿箱中贮藏8 d，同时以清水浸泡作为对照(CK)。每隔2 d取样一次进行相关指标测定。

1.4 试验方法

1.4.1 失重率的测定 失重率参见苑宁等[13]方法进行测定，计算公式如下：

失重率=(贮前质量-贮后质量)/贮前质量×

100%。

1.4.2 可滴定酸、抗坏血酸含量的测定 可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定；抗坏血酸含量采用2，6-二氯酚靛酚法测定。

1.4.3 丙二醛(MDA)含量和相对电导率的测定 MDA含量采用硫代巴比妥酸法测定[14]：0.5 g鲜切山药用3 mL 250 mg/mL三氯乙酸提取，取上清液1 mL加入3 mL 6.70 g/L硫代巴比妥酸，反应30 min。

相对电导率采用王涛等[15]方法测定，略有改动：取鲜切山药圆片10 片(直径约10 mm，厚度约0.3 cm)，浸泡于30 mL蒸馏水中30 min，用电导仪测定浸提液电导率(R1)，之后沸水加热20 min，冷却至室温后再次测定电导率(R2)，根据下式计算相对电导率：

相对电导率=R1/R2×100%。

1.4.4 褐变度的测定 褐变度参照李宁[16]的方法测定，略做改动：称取山药样品10 g，按1 ∶ 10(m∶V)比例加入预冷的磷酸缓冲液，低温匀浆，于4 ℃离心(8 000 r/min，5 min)，取上清液于25 ℃保温5 min，波长为420 nm处测定吸光值，以△OD 420 nm/min表示鲜切山药褐变度。

1.4.5 色度(L)值的测定L值采用色差仪进行测定。

1.4.6 多酚氧化酶(PPO)活性测定 PPO活性参照王涛等[17]方法测定，1 g山药样品加入4 mL预冷的0.1 mol/L磷酸缓冲液(pH=6.4，内含0.1 g 聚乙烯吡咯烷酮)，低温匀浆，8 000 r/min低温离心30 min，取上清液0.5 mL，加入1 mL 0.05 moL/L 邻苯二酚和1.5 mL磷酸缓冲液，测定其在420 nm处的吸光值。以每分钟内吸光值变化0.01作为1个活性单位，计算鲜切山药PPO活性。

1.4.7 总酚含量的测定 总酚含量采用刘洪丽等[18]方法测定：3 g鲜切山药加入20 mL甲醇匀浆，8 000 r/min低温离心后取上清液，于320 nm下测定吸光值。总酚含量用每1 g鲜切山药在320 nm下吸光值表示。

1.5 数据统计分析

数据为重复的平均值±标准误，用SPSS软件分析差异水平，P<0.05为显著差异。

2 结果与分析

2.1 不同含量草酸对鲜切山药失重率的影响

由图1可知，鲜切山药失重率在贮藏前4 d变化不大，随贮藏时间的增加，失重率呈迅速上升趋势。贮藏6 ～ 8 d，0.1%、0.3%、0.5%草酸处理的失重率均显著低于对照(P<0.05)，贮藏第8 天时，0.3%草酸处理失重率比对照低40.18%，这说明0.3%草酸处理能显著抑制鲜切山药贮藏过程中质量损失，具有较好保鲜效果。

图1 不同含量草酸对鲜切山药失重率的影响

2.2 不同含量草酸对鲜切山药可滴定酸、抗坏血酸含量的影响

鲜切果蔬在切分时受到机械损伤，引起营养成分损失，且随贮藏时间延长，营养物质消耗，导致其品质劣变加剧。可滴定酸、抗坏血酸是采后果蔬主要营养成分，对果蔬的口感和贮藏品质起着重要作用。鲜切山药在贮藏过程中可滴定酸含量总体呈下

降趋势(图2A)，在贮藏前4 d，各处理和对照可滴定酸含量差别不大，贮藏6～8 d，鲜切山药中可滴定酸含量迅速下降，对照可滴定酸含量下降速度显著高于草酸处理(P<0.05)，且0.3%草酸处理可滴定酸含量最高，说明3种草酸处理均能抑制鲜切山药贮藏过程中可滴定酸含量下降，尤其是0.3%草酸处理更好维持鲜切山药贮藏后期可滴定酸含量的下降。

抗坏血酸含量随着鲜切山药贮藏时间延长总体上呈下降趋势(图2B)，在贮藏前6 d，对照和3个草酸处理抗坏血酸含量整体呈缓慢下降趋势，贮藏6 d后，对照和3个草酸处理抗坏血酸含量迅速下降，且对照显著低于3个草酸处理(P<0.05)。贮藏6～8 d，鲜切山药中抗坏血酸含量顺序为：0.3%草酸处理>0.5%草酸处理>0.1%草酸处理>对照，这表明草酸处理能显著抑制鲜切山药抗坏血酸含量下降，其中0.3%草酸处理效果最佳。

先前研究表明,草酸处理能延缓芒果[19]、樱桃[20]等多种果蔬成熟衰老过程，提高其贮藏品质。本研究结果表明，草酸处理能显著抑制鲜切山药贮藏后期可滴定酸、抗坏血酸含量下降(图2)，说明草酸处理能有效维持鲜切山药较好的营养品质。

图2 不同含量草酸对鲜切山药可滴定酸、抗坏血酸含量的影响

2.3 不同含量草酸对鲜切山药MDA含量和相对电导率的影响

鲜切山药MDA含量呈波动变化，在贮藏前2 d，草酸处理和对照之间没有显著差异(图3 A)，贮藏4～8 d，3个草酸处理MDA含量均显著低于对照(P<0.05)，且0.3%草酸处理中MDA含量最低，这说明不同含量草酸处理能降低鲜切山药MDA含量，维持细胞膜的完整性，减轻鲜切山药膜脂过氧化反应，其中0.3%草酸处理效果最好。

相对电导率可反映细胞膜的伤害程度，是细胞膜完整性的重要指标。从图3B可看出，随贮藏时间延长，鲜切山药相对电导率逐渐升高，贮藏2～8 d，0.1%、0.3%、0.5%草酸处理相对电导率均显著低于对照(P<0.05)，说明不同含量草酸处理均能抑制鲜切山药相对电导率升高，减轻细胞膜损伤，从而提高鲜切山药保鲜效果。

2.4 不同含量草酸对鲜切山药褐变的影响

从图4 A可看出，鲜切山药褐变度随贮藏天数增加逐渐升高，贮藏4～8 d，对照褐变度显著高于草酸处理(P<0.05)，0.3%草酸处理对鲜切山药褐变度控制效果最好，其次是0.5%草酸处理，控制褐变效果最差的是0.1%草酸处理。贮藏第8天时，0.3%草酸处理褐变度比对照降低了61.48%，说明0.3%草酸处理对鲜切山药褐变抑制效果最好。

图3 不同含量草酸对鲜切山药MDA含量、相对电导率的影响

图4 不同含量草酸对鲜切山药褐变的影响

从图4B可看出，鲜切山药L值随贮藏时间延长呈逐渐下降趋势，贮藏过程中对照L值始终低于草酸处理，鲜切山药贮藏第8天时，0.3%草酸处理组L值显著高于0.1%、0.5%草酸处理以及对照(P<0.05)，这表明0.3%草酸处理能很好维持鲜切山药L值，同时也说明了0.3%草酸处理的褐变程度最低。

PPO是导致鲜切山药褐变的一个重要因素。鲜切山药PPO活性随贮藏时间延长总体呈先上升后下降趋势，在贮藏第4天时出现PPO活性高峰(图4C)。鲜切山药在贮藏前2 d，PPO活性变化不大，贮藏2～4 d，PPO活性迅速上升，贮藏4～8 d，PPO活性明显降低。贮藏4～8 d，对照PPO活性显著高于0.1%、0.3%、0.5%草酸处理。贮藏第8天时，0.3%草酸处理PPO活性最低，与对照相比降低了44.57%，说明0.3%草酸处理能显著抑制贮藏后期鲜切山药PPO活性(P<0.05)，对鲜切山药酶促褐变抑制效果最好。

从图4D可看出，鲜切山药总酚含量随贮藏时间增加呈逐渐升高趋势，贮藏前2 d，山药总酚含量变化不大，且草酸处理和对照之间没有显著性差异。贮藏4～8 d，草酸处理总酚含量显著低于对照(P<0.05)，且0.3%草酸处理总酚含量最低。贮藏第8天时，0.3%草酸处理总酚含量比对照低41.89%，说明0.3%草酸处理能显著抑制鲜切山药贮藏后期总酚含量的增加，减少酶促褐变底物的积累，从而降低酶促褐变的发生。

3 结论与讨论

采后果蔬贮藏过程中，随贮藏时间延长，衰老程度逐渐加剧，细胞膜遭到破坏，导致MDA积累和相对电导率升高，因此，MDA含量和相对电导率是衡量细胞膜损伤程度的重要指标[21]。本研究中，草酸处理鲜切山药MDA含量和相对电导率均显著低于对照，说明草酸处理能有效减少鲜切山药电解质外渗，维持细胞膜完整性，这是提高鲜切山药保鲜效果的重要原因之一，结果与草酸处理芒果、猕猴桃、哈密瓜等研究结果相似[22-25]。

鲜切山药贮藏过程中难解决的问题是发生酶促褐变，主要原因是PPO能把多酚物质氧化成醌类，再聚合成黑色素，引起酶促褐变的发生，因此，鲜切山药中PPO活性、酚类物质是影响其褐变的重要因素。沈玫等[26]研究表明，草酸能降低PPO活性，从而抑制竹笋切面的褐变。ZHENG等[27]研究发现，草酸处理能抑制荔枝褐变。覃海元等[28]发现，草酸处理能有效抑制香蕉褐变，且效果优于柠檬。本研究表明，草酸处理能显著抑制鲜切山药贮藏后期PPO活性，降低鲜切山药贮藏后期总酚含量的增加，维持鲜切山药较低褐变度和较高L值，显著降低鲜切山药酶促褐变的发生，维持鲜切山药贮藏期间较好的品质，与刘洪丽等[18]采用高含量乙醇处理保鲜鲜切山药的结果一致。

总之，草酸处理能维持鲜切山药贮藏后期较低PPO活性、抑制贮藏后期酚类物质的增加，降低鲜切山药酶促褐变的发生；抑制MDA含量和相对电导率的升高，减轻膜脂过氧化反应，延缓鲜切山药衰老进程；保持鲜切山药贮藏后期较高可滴定酸和抗坏血酸含量，维持较好贮藏品质。其中，0.3%草酸处理对鲜切山药贮藏保鲜效果最优。草酸处理是鲜切山药贮藏保鲜的一种有效新方法，该方法简便、易行，价格低廉，具有广阔的应用前景。