鲜切果蔬又名半加工果蔬,是指新鲜果蔬经过冲洗、去皮、切割、包装等一系列操作后,通过冷链运输的轻度加工食品,具有方便、卫生、天然以及利用率高等特点[1-2]。莴笋(Lactuca sativa L.)是一种常见的一年生或两年生叶类蔬菜,口感爽脆可生食,气味清甜,富含无机盐、蛋白质及维生素等多种营养成分,深受广大消费者青睐[3]。莴笋在食用前必须经过去皮、切分等机械操作,是十分适合进行鲜切处理的蔬菜品种之一。但鲜切处理会破坏莴笋的组织结构,使酶和底物可以直接接触,进而导致一系列的不良反应,如水分流失、表面褐变、营养物质损耗和微生物侵染等,从而导致产品品质劣变和货架期缩短[4]。因此,延缓鲜切莴笋贮藏品质的降低是延长其货架期的关键。

鲜切莴笋的主要保鲜方法有物理保鲜、化学保鲜剂保鲜和低温贮藏等,这些保鲜技术均能够有效延长鲜切莴笋的贮藏时间。其中,物理保鲜虽然可以抑制鲜切莴笋褐变,延缓营养物质含量的下降,但是若要追求更好的保鲜效果则必须利用较为高效的物理保鲜设备,耗费高昂的技术和人工成本,且不利于大规模应用[5]。化学保鲜剂虽然价格低廉,适合进行大规模的生产应用,但化学保鲜剂滥用极易导致试剂残留超标和环境污染[1]。低温贮藏虽健康环保、成本低廉,但不适当的温度处理反而会造成鲜切莴笋内部水分结晶,失重率急速上升,硬度下降[3]。所以,寻找一种高效、无毒且成本较低的鲜切莴笋保鲜方法迫在眉睫。

纳米氧化锌(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)比表面积大,与人体细胞保持良好的生物相容性,具有无耐药性、无毒和抗菌能力强等特质[6]。美国食品药品管理局规定(21CFR182.8991),ZnO NPs可作为食品添加剂和抗菌剂[7]。YULIANI等[8]研究表明20 g/L木薯淀粉、6 g/L硬脂酸和2%(质量分数)ZnO NPs复合涂层处理能够保持鲜切芒果的品质和风味,减少水分蒸发和病菌感染;而壳聚糖/阿拉伯胶+0.5%(质量分数)ZnO NPs复合涂膜处理能使香蕉维持较高的可溶性糖和可滴定酸含量,延缓失重率上升并抑制菌类繁殖[9]。尽管目前ZnO NPs已被应用于一些果蔬贮藏保鲜中,但有关ZnO NPs处理鲜切莴笋的保鲜研究未见报道。超声波(ultrasonic,US)作为一种高效清洁的物理保鲜技术,可以有效延缓鲜切果蔬的硬度下降和失重率上升[10],抑制抗氧化酶活性[5]和褐变发生[11],减少营养物质和抗坏血酸损耗[12],从而延长鲜切果蔬的贮藏时间。已有研究表明,采用20 kHz、23 W/L的超声波处理能够有效抑制鲜切莴笋的褐变和失重率降低,延缓维生素C和叶绿素含量下降,钝化抗氧化相关酶活性[3]。虽然单一的保鲜技术处理有很好的保鲜效果,但研究发现不同保鲜方法协同处理可以更好地延缓山药[11]、莲藕[10]等鲜切果蔬贮藏品质的降低。因此,超声波协同ZnO NPs处理有望成为提高鲜切莴笋贮藏品质的新手段。

本文以鲜切莴笋为实验材料,研究不同保鲜处理对鲜切莴笋主要品质和生理指标的影响,进而利用相关性分析探究影响鲜切莴笋贮藏品质的代表性指标,并使用主成分分析验证优化的最佳保鲜处理方式,为提高鲜切莴笋贮藏品质和延长货架期提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试紫叶“金农”莴笋,芜湖镜湖区新城中心菜市场。

实验所需试剂均为分析纯,主要有NaOH、蔗糖、浓硫酸、苯酚、DPPH、无水乙醇、ABTS、草酸等,中国医药集团有限公司;ZnO NPs(<100 nm),美国默克生命科学有限公司;L-苯丙氨酸,上海麦克林有限公司。

1.2 仪器与设备

KS-500DE液晶超声清洗器,昆山洁力美有限公司;TA.new plus质构仪,上海保圣有限公司;WYA-2D阿贝折射仪,上海光学仪器一厂;UV-5800紫外可见光分光光度计,上海元析有限公司;CHINSPEC手持式精密色差仪,中国彩谱仪器有限公司;CF15RN冷冻离心机,广州硕谱生物科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

选取大小均一、生长健壮的无瑕莴笋作为试样,除去表面茎叶后,清洗晾干去皮,用切片器切成厚度约为0.4 cm的片状,随机分为4组进行保鲜处理,每组处理用鲜切莴笋为600 g:

(1)超声波处理组(ultrasonic treatment group,US):将鲜切莴笋在300 W功率下超声波处理10 min,温度45 ℃;

(2)ZnO NPs处理组(ZN):在室温下,将鲜切莴笋浸没于0.07 g/L ZnO NPs溶液中浸泡10 min;

(3)超声波协同ZnO NPs处理组(UZ):先将鲜切莴笋浸没于0.07 g/L ZnO NPs溶液中,后将其置于300 W功率下超声波处理10 min,温度46 ℃;

(4)对照组(control check,CK):在室温下,将鲜切莴笋浸没于超纯水中浸泡10 min。

不同保鲜方法的最佳处理条件均由前期研究得出[13]。将经过4种不同处理后的鲜切莴笋沥干后分装于7 cm×10 cm×5 cm聚乙烯袋中,置于4 ℃、湿度45%～75%下冷藏,分别于贮藏第0、2、4、6、8天取样测定鲜切莴笋的相关品质及生理生化指标,每组处理重复3次。所有工具在使用前均经过消毒处理。

1.3.2 感官评价

参考徐为雯等[13]的方法。挑选经过培训的10名食品专业本科生,对不同处理样品的气味、品质、硬度和外观颜色进行评分,取平均值后四项相加作为感官评价得分,满分为40分。

1.3.3 质构、色泽和失重率测定

质构:参考罗丽等[10]的方法。利用质构仪对鲜切莴笋切面赤道区域的3个不同位置进行测定。

色泽:利用色差仪测量鲜切莴笋的L*、a*和b*值,再通过公式(1)计算褐变指数。

褐变指数

(1)

失重率:采用差量法,分别记录不同保鲜处理的鲜切莴笋在第0、2、4、6、8天的质量,用公式(2)计算失重率。

失重率

(2)

1.3.4 呼吸强度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白质和抗坏血酸测定

呼吸强度采用静置法测定:将500 g鲜切莴笋置于真空干燥器隔板上,干燥器底部放置10 mL、0.4 mol/L的NaOH溶液,以每小时每千克鲜切莴笋的CO2释放量表示;

可溶性固形物(total soluble solid,TSS)采用阿贝折光仪测定:室温下将5 g鲜切莴笋充分研磨,4 000 r/min离心10 min,取上清液测定;

可溶性糖(soluble sugar content,SSC)采用苯酚-硫酸法测定:用100 μg/mL蔗糖标准液制作标准曲线。取0.5 g鲜切莴笋充分研磨,加入15 mL蒸馏水转移至刻度试管中,用塑料薄膜封口后煮沸提取,每次30 min,待冷却后将滤液转移至100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度,取滤液进行测定;

可滴定酸(titratable acidity,TA)采用酸碱法测定:取10 g鲜切莴笋充分研磨,转移至100 mL容量瓶中并定容至刻度,充分摇匀,静置30 min后过滤,取滤液测定;

可溶性蛋白质采用考马斯亮蓝法测定:以牛血清白蛋白为标准制作标准曲线。取0.8 g鲜切莴笋样品,加入2 mL蒸馏水研磨成匀浆,于4 ℃、12 000 r/min离心20 min,收集上清液测定。

抗坏血酸采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定:称取10 g鲜切莴笋,加入少量质量分数2%的草酸溶液,在冰浴条件下研磨成匀浆,转移至100 mL容量瓶中并定容至刻度,提取10 min后,过滤收集溶液备用。

以上详细试验流程均参照曹建康等[14]的方法。

1.3.5 抗氧化酶测定

过氧化物酶(peroxidase,POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的测定均参考曹建康等[14]的方法。以每克鲜切莴笋样品分别在470、420 nm处每分钟的吸光度值变化1时作为1个POD和PPO的活性单位(U),用U/(min·g)表示。

1.3.6 抗氧化能力测定

DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力参考宾宇淇等[2]的方法并稍作修改:取1 g鲜切莴笋样品,加入8 mL 体积分数80%的乙醇,冰浴下充分研磨,超声波处理40 min后,10 000 r/min离心30 min,取上清液测定抗氧化能力。

1.4 数据处理

利用Excel软件整理试验数据,结果以平均值±误差表示。用sigmaplot 14.0和Origin 2019 b软件绘图,并利用SPSS 19.0软件对数据进行差异显著性检验、相关性分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 超声波协同纳米氧化锌处理对鲜切莴笋感官评价的影响

鲜切莴笋的感官评价高低直接关系到消费者的购买欲望。由图1可知,鲜切莴笋的外观颜色、气味、硬度和品质评分均随着贮藏时间延长而降低。各处理组在第2天时感官评分差距不大,维持在35分左右,但从第4天起对照组感官评分下降严重,第8天时UZ处理组的感官评分达到23,是对照组的1.64倍,而US和ZN处理组的感官评分仅为19。可见,UZ可以更好地提高鲜切莴笋感官品质的评价。

2.2 超声波协同纳米氧化锌处理对鲜切莴笋质构和色泽的影响

贮藏过程中,果蔬细胞壁中的原果胶会被酶解为可溶性果胶,导致果蔬软化,更易受到病菌感染[15-16]。由表2可知,不同处理下鲜切莴笋的硬度和咀嚼性在贮藏期均呈降低趋势,其中UZ处理组的硬度和咀嚼性分别从第6天和第4天起开始显著高于对照组,且分别是对照组的1.04倍和1.05倍。到贮藏第8天时,US、ZN、UZ和CK处理组的硬度分别降至初期的79.90%、81.59%、85.39%和69.16%,表明UZ能够有效延缓鲜切莴笋咀嚼性下降,可能是因为UZ能够加大对果胶酶的抑制作用,减少原果胶水解,控制软化[17]。

酶促褐变是引起果蔬品质下降的原因之一。切割等机械操作均会破坏果蔬细胞膜的完整性,使酶促褐变更易发生,且活性氧等自由基积累也会加速酶促褐变进程[2]。表1表明,不同处理组的L*值随贮藏期延长而降低,第8天时UZ处理组显著高于其余处理组,且为CK的1.09倍(P<0.05)。各处理组的a*值、b*值和褐变指数都呈增加趋势,且3种指标均是CK增加最快,其余处理能延缓其增加。与FAN等[3]的研究结果类似,即联合处理能更有效地减少鲜切莴笋的酶促褐变。在第8天时,US、ZN和UZ处理组的褐变指数分别为对照组的79.97%、90.67%和62.45%,表明US和ZN虽可以抑制鲜切莴笋褐变,但抑制效果次于UZ,可能是因为超声波的空化效应与ZnO NPs结合可以更好地抑制褐变相关酶活性以及清除自由基,进而减少褐变的发生。

2.3 超声波协同纳米氧化锌处理对鲜切莴笋失重率和呼吸强度的影响

贮藏过程中蒸腾失水和干物质消耗会导致果蔬水分流失,而切割等机械操作会破坏果蔬的细胞结构致使其失重率增加[16]。如图2-a所示,各处理组的失重率不断升高。贮藏第2天,UZ和CK处理组间失重率没有显著差异;但从第4天起,UZ处理组开始明显低于CK(P<0.05)。SHI等[12]研究了超声波和辐照对延缓香菇水分流失、水状态具体变化及水分子迁移过程的影响,结果表明,相对于两者单独处理,利用300 W超声波结合1.0 kGy的钴-60处理能更显著地抑制香菇细胞中水的扩散和迁移,从而减少水分流失。在本实验中,贮藏第8天时,US和ZN处理组的失重率各为UZ处理组的1.07倍和1.02倍,表明UZ能够更有效地减少鲜切莴笋水分流失,与上述文献结论相似。

呼吸强度反映果蔬代谢快慢,而鲜切果蔬的保鲜原理之一是降低代谢速率,因此呼吸强度是评价鲜切果蔬贮藏品质的主要指标之一[18-19]。如图2-b所示,各处理组的呼吸强度在贮藏前4 d呈上升趋势,可能是由于切割操作造成的机械伤害使莴笋代谢加快。UZ处理组鲜切莴笋的呼吸强度在贮藏期间始终显著低于其余处理组,第8天时仅为对照组的81.37%(P<0.05),这可能是因为超声处理会抑制生理代谢相关酶,进而延缓代谢活动[5]。LI等[17]研究证实,95%相对湿度结合300 W超声波处理10 min可以使稻草菇采后质量保持时间从24 h延长至72 h,且显著抑制了稻草菇的呼吸作用,72 h内CO2产量最低为149.8 mg/(kg·h),仅为单独95%相对湿度控制处理的87.81%,说明超声波协同处理能够有效降低鲜切果蔬的代谢速率,此研究结论与本实验结果一致。

2.4 超声波协同纳米氧化锌处理对鲜切莴笋TSS、SSC和TA的影响

TSS含量是衡量果蔬品质的指标之一。由图3-a可知,贮藏前期CK组TSS含量最低,贮藏后期ZN处理组TSS含量最低。在整个贮藏期,UZ处理组的TSS含量始终最高,贮藏第8天时比US处理组高3.43%(P<0.05)。贮藏前期TSS含量增加可能是由于果蔬内部大分子物质水解,后期随着呼吸作用不断被消耗导致含量下降[20]。

SSC含量是衡量果蔬成熟度的指标之一。由图3-b可知,贮藏期间鲜切莴笋的SSC含量先上升后降低,其中UZ处理组的SSC含量始终最高并与对照组差异显著(P<0.05)。贮藏第8天时,UZ处理组的SSC含量达到4.099%,远高于US和ZN处理组的3.619%和3.881%,且是对照组的1.16倍。SSC含量高低反映呼吸作用强弱,进而体现褐变程度。通过呼吸强度和SSC含量可知,UZ通过抑制呼吸强度来减少SSC损耗,从而抑制褐变,与上文中色泽的试验结论相同。XU等[19]也发现单独或联合US处理均能有效延缓采后苹果SSC含量的降低。

TA含量是衡量果蔬风味的指标之一。由图3-c可知,贮藏期间各处理组的TA含量整体呈上升趋势,这可能与鲜切莴笋内源激素调控有关[18]。第8天时ZN和CK处理组的TA含量相同,而UZ处理组的TA含量高于其余处理组,分别比US和ZN处理组高20.10%和13.11%。贮藏4 d以后,除UZ外其余处理组的TA含量并无显著差异(P>0.05),与WANG等[20]的结论相似,超声波处理樱桃番茄在贮藏后期TA含量并无显著差异。总的来说,UZ可以有效延缓TSS、SSC和TA的损耗,提高营养物质含量。

2.5 超声波协同纳米氧化锌处理对鲜切莴笋抗坏血酸和可溶性蛋白质的影响

抗坏血酸具有清除机体自由基和增强抗氧化能力的作用[20]。图4-a显示,抗坏血酸含量随着时间延长逐渐降低。贮藏第8天,UZ处理组鲜切莴笋的抗坏血酸含量达到3.816 mg/100 g,略高于ZN和US处理组(P>0.05),且比对照组高37.76%(P<0.05);说明虽然US和ZN可以延缓抗坏血酸消耗,但延缓效果次于UZ,SHI等[12]的研究也证明协同处理能够更好地提高香菇的抗坏血酸含量,相同的结果在番茄[20]和莴笋[3]的研究中亦有发现,说明UZ能够通过提高抗坏血酸含量来保持鲜切莴笋品质。

果蔬在贮藏前期通过蛋白质合成来抵御切割造成的机械伤害,后期又由于伤害导致蛋白质代谢加快,造成可溶性蛋白质含量下降[21]。图4-b显示,不同处理组鲜切莴笋的可溶性蛋白质先升高后下降。从第6天开始,UZ处理组的可溶性蛋白含量显著高于其余处理组(P<0.05),分别是US、ZN和CK处理组的1.10倍、1.07倍和1.16倍。US和ZN可以提高可溶性蛋白含量,而UZ可增强提高可溶性蛋白含量的能力,可能是由于协同处理可以更好地提高鲜切莴笋中合成相关酶的活性,从而促进抗逆性蛋白质的合成,同时协同处理还能更好地抑制可溶性蛋白发生非酶褐变,从而促进鲜切莴笋中可溶性蛋白的积累[22]。

2.6 超声波协同纳米氧化锌处理对鲜切莴笋抗氧化酶的影响

PPO和POD是造成鲜切果蔬产生酶促褐变反应的2种关键酶,总酚等次生代谢产物在2种酶的作用下会被氧化为醌,进而聚合导致褐变[22-23]。由图5-a可知,随着贮藏时间延长,各处理组的PPO活性不断升高,且UZ处理组的PPO活性始终最低(P<0.05)。贮藏第8天,US、ZN和CK处理组的酶活性分别为UZ处理组的1.24倍、1.26倍和1.51倍。由图5-b可知,各处理组的POD活性在贮藏期呈先上升后降低的趋势,其中US和UZ处理组的PPO活性一直低于其余处理组。贮藏第8天,UZ处理组的POD活性比US处理组低8.91%(P<0.05)。贮藏期间PPO和POD活性的变化趋势与罗丽等[10]的研究结果一致。O’DONNELL 等[24]研究证实,超声波作用过程中的热效应能够有效钝化抗氧化酶活性。酶活性降低使得次生代谢产物积累,抗氧化和清除自由基的能力提高,进而抑制褐变[22, 25]。后期随着酶活性的升高,过度积累的酚类物质可能会加剧褐变,但是ZnO NPs诱导自由基形成,消耗多余的酚类物质,进而减少褐变的发生[6]。故而UZ可以更有效地降低PPO和POD活性的升高,减少酚类物质的氧化褐变,延缓鲜切莴笋在货架期的褐变进程,这与前文中色泽和呼吸强度的结论相互印证。

2.7 超声波协同纳米氧化锌处理对鲜切莴笋抗氧化能力的影响

利用DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力来评价果蔬的抗氧化能力。如图6所示,各处理组的DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力均呈先上升后降低的趋势,其中UZ的DPPH和ABTS阳离子自由基清除能力显著高于其他处理组(P<0.05)。第8天时,UZ处理组的DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力分别为224.75和137.62 μmol/L,远高于US(175.80和115.85 μmol/L)和ZN处理组(134.45和111.10 μmol/L),且分别是对照组的1.69倍和1.33倍。说明UZ可以有效提高鲜切莴笋的抗氧化能力,可能是由于UZ可以增强或降低鲜切莴笋体内自由基清除系统中一系列关键酶的活性,从而增强抗氧化能力和减少活性氧生成,抑制果蔬褐变[2],这也与前文中色差和抗氧化酶的研究结果互相印证。

2.8 不同保鲜处理下鲜切莴笋的相关性分析

对不同保鲜处理鲜切莴笋的主要品质指标进行相关性分析,如图7所示,不论是何种保鲜方式,褐变指数始终与ABTS阳离子自由基清除能力呈显著负相关,与PPO呈显著正相关。其中,PPO与UZ处理组的褐变指数相关性最高(0.988),ABTS阳离子自由基清除能力则与对照组的褐变指数相关性最高(-0.989)。因此,推测UZ主要通过钝化PPO活性来提高鲜切莴笋的贮藏品质,与O’DONNELL等[24]得出的结论一致。

在US处理组中,褐变指数与抗坏血酸、硬度和L*值呈显著负相关,与呼吸强度、a*值和b*值呈极显著正相关;在ZN处理组中,褐变指数与b*值、呼吸强度呈极显著正相关,与抗坏血酸、硬度和L*值呈极显著负相关,与DPPH自由基清除能力呈显著负相关;在UZ处理组中,褐变指数与硬度呈显著负相关,与a*值呈显著正相关,与呼吸强度呈极显著正相关;在CK处理组中,褐变指数与抗坏血酸、DPPH自由基清除能力呈显著负相关,与硬度、L*值呈极显著负相关,与失重率、a*值和b*值呈极显著正相关。综上,鲜切莴笋褐变与各品质指标均存在着相关性,其中PPO、ABTS阳离子自由基清除能力、硬度和褐变程度联系密切,能很好地反映鲜切莴笋的贮藏品质。

2.9 不同保鲜处理下鲜切莴笋的主成分分析

2.9.1 主成分的选取

利用测定指标对不同保鲜处理不同贮藏时间的鲜切莴笋进行主成分分析。如表2所示,PC1、PC2、PC3的累计贡献率高达90.997%,且特征值均大于1,说明前3个主成分可以代表所有指标的大部分信息,在鲜切莴笋的贮藏品质评价中起到了主导作用。

由表3可知,a*值、b*值、褐变指数、失重率、呼吸强度、PPO和POD在PC1上有较高负载荷,硬度、咀嚼性、L*值、抗坏血酸、DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力在PC1上有较高正载荷,由于载荷绝对值越大贡献率越大,故而在PC1中贡献率大小顺序为PPO>硬度>褐变指数>ABTS阳离子自由基清除率=L*值>DPPH自由基清除率>咀嚼性>a*值>抗坏血酸>b*值>失重率>呼吸强度>POD;TSS、SSC、TA和可溶性蛋白质在PC2负坐标处具有较高载荷,贡献率大小为SSC>TSS>可溶性蛋白质>TA。综上所述,由贡献率大小得出评价鲜切莴笋贮藏品质的主要指标依次是PPO、硬度、褐变指数和ABTS阳离子自由基清除能力,与前文相关性分析结果一致。

2.9.2 鲜切莴笋保鲜效果综合评价

用3个主成分替代原本的17个指标,得出主成分表达式为:

F1=0.285Z1+0.275Z2+0.280Z3-0.274Z4-0.271Z5-0.282Z6-0.268Z7-0.249Z8-0.093Z9-0.088Z10-0.051Z11+0.271Z12-0.156Z13-0.286Z14-0.224Z15+0.275Z16+0.279Z17

F2=0.084Z1-0.031Z2-0.108Z3+0.134Z4+0.133Z5+0.152Z6-0.208Z7+0.097Z8-0.485Z9-0.498Z10-0.421Z11-0.091Z12-0.432Z13+0.091Z14-0.008Z15-0.059Z16-0.049Z17

F3=-0.136Z1-0.276Z2+0.026Z3-0.151Z4+0.182Z5+0.050Z6-0.042Z7-0.284Z8+0.006Z9-0.255Z10+0.536Z11-0.172Z12-0.189Z13+0.081Z14-0.564Z15+0.028Z16-0.146Z17

以3个主成分的贡献率a1(66.721%)、a2(17.569%)、a3(6.707%)作为权数构建综合评价模型:F=a1F1+a2F2+a3F3,F代表鲜切莴笋贮藏品质的综合得分。

由图8可知,各处理组的F值在贮藏期均呈降低趋势,说明品质不断下降,与本实验结果一致。贮藏第4天,除CK外其余处理组均为正值,贮藏品质尚可,随后F值开始降低至0以下,贮藏品质下降严重。贮藏期间UZ处理组的综合得分始终高于其余处理组,第8天时UZ处理组的F值最大,分别比US、ZN、CK组高0.721、1.571、2.618。表明相对其余3种处理方式,UZ能更有效地维持鲜切莴笋的贮藏品质。

3 结论

鲜切莴笋失水褐变是其贮藏品质下降的首要原因,贮藏期间由于不间断的生理代谢活动导致鲜切莴笋的失重率和褐变指数不断上升,硬度及抗氧化能力不断下降[3]。本研究发现超声波-纳米氧化锌处理不仅有效抑制了鲜切莴笋的水分流失与褐变,还降低了营养物质的损耗。此外还证实了硬度下降和呼吸强度上升受到协同处理的控制,同时较低的抗氧化酶活性和抗坏血酸含量可能代表着更高的自由基清除能力,这与抗氧化能力的试验结论一致。超声波和纳米氧化锌单独处理可以有效提高鲜切莴笋的贮藏品质,但二者协同处理可以拥有更好的保鲜效果。相关性分析和主成分分析结果验证PPO、硬度、褐变指数、ABTS阳离子自由基清除能力4个指标对鲜切莴笋贮藏品质的贡献程度最大,其中超声波-纳米氧化锌处理主要通过钝化PPO活性来抑制褐变;且主成分分析结果还发现超声波-纳米氧化锌处理组在贮藏第8天时综合得分最高,贮藏品质最佳,与试验结果相互印证,研究结果为今后鲜切莴笋的保鲜及利用提供科学依据和参考价值。

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Effect of ultrasonic combined with ZnO nanoparticles treatment on postharvest quality of fresh-cut lettuces

XU Weiwen1, LUO Li1, WANG Shunmin1*, FU Yuansheng2, DONG Yulu1, SHU Zhiwei1

1(College of Biological and Food Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China) 2(Anhui Maitao Food Co.Ltd., Ma’anshan 238200, China)

ABSTRACT In order to improve the postharvest quality of fresh-cut lettuces, that were managed with ultrasonic (300 W, 45 ℃;US), ZnO nanoparticles (0.07 g/L;ZN), ultrasonic combined with ZnO nanoparticles (300 W, 46 ℃, 0.07 g/L;UZ) respectively, and refrigerated at 4 ℃ for 8 days.Results showed that the three treatments could effectively improve the preservation effects of fresh-cut lettuces.The nutrient contents and apparent color of the US treatment group were significantly higher than those of the control group, while the weight loss rate and hardness of the ZN treatment group were significantly higher than those of the control group.Compared with the single treatment group, UZ treatment could inhibit the increase of polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase activities, improve the ascorbic acid content and antioxidant capacity, thus reducing the browning and water loss of fresh-cut lettuces, delaying the decrease of soluble solids, soluble sugar, titratable acid, and soluble protein contents, and controlling the hardness and sensory score at a higher level.On the 8th day of storage, compared with the US, ZN, and CK treatments, the browning index of the samples treated by UZ decreased by 21.91%, 31.12%, and 37.55%, and the respiratory intensity decreased by 17.66%, 20.49%, and 18.63%, compared with US, ZN, and CK, respectively.Correlation and principal component analysis results showed that the main indexes affecting the postharvest quality of fresh-cut lettuces were PPO, browning index, hardness, and ABTS cationic radical scavenging ability, and UZ treatment mainly inhibited the browning of fresh-cut lettuces by passivating activity of PPO.After storage for 8 days, the UZ treatment group had the highest comprehensive score, followed by the US and ZN treatment groups, indicating that the UZ treatment could improve the postharvest quality of fresh-cut lettuces more effectively, and was an effective method to extend shelf life of fresh-cut lettuces.

Key words fresh-cut lettuces;ultrasonic;ZnO NPs;postharvest quality;preservation

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034413

引用格式：徐为雯,罗丽,王顺民,等.超声波-纳米氧化锌处理对鲜切莴笋贮藏品质的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(5):280-289.XU Weiwen, LUO Li, WANG Shunmin, et al.Effect of ultrasonic combined with ZnO nanoparticles treatment on postharvest quality of fresh-cut lettuces[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(5):280-289.

第一作者：硕士研究生(王顺民教授为通信作者,E-mail:wangshunmin@126.com)

基金项目：安徽高校协同创新项目(GXXT-2019-011)

收稿日期：2022-11-24,改回日期：2023-01-11