L-半胱氨酸对鲜切紫甘薯护色保鲜作用

冯程程,于筠,王春玲*

(天津科技大学 食品工程与生物技术学院,天津,300457)

摘 要以鲜切紫甘薯为原料,用0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g/L,五种不同质量浓度的L-半胱氨酸(L-cysteine,L-cys)溶液分别对鲜切紫甘薯做浸泡15 min处理。通过对各项理化指标与营养成分的测定,结果表明,L-cys处理能维持鲜切紫甘薯原有的色泽,较好地保持花色苷的含量,延缓营养物质含量的下降,通过在一定程度上抑制丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成及过氧化物酶(peroxidase,POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的活性,有效延缓鲜切紫甘薯的褐变程度。其中质量浓度为2.0 g/L的L-cys溶液效果最好,贮藏12 d后,褐变度抑制率可达62.5%。因此,L-cys处理可以作为一种简单合理的鲜切紫甘薯保鲜方法,延长其货架期,为鲜切紫甘薯产品的开发提供支持。

关键词紫甘薯;L-半胱氨酸;鲜切;褐变;护色

甘薯是一种旋花科(牵牛花)的双子叶植物[1],因其营养和促进健康的价值而被广泛种植[2],是继水稻、小麦、马铃薯、玉米和木薯之后最重要的粮食作物[3]。紫甘薯为甘薯中的一种,其具有高水平的酰化花色素苷和其他酚类物质[4-5],还含有丰富的维生素、矿物质、膳食纤维和碳水化合物[6]。随着人们对健康生活的追求,紫甘薯因其较高的营养价值获得了大众的青睐。然而,紫甘薯切割后呼吸消耗加剧,代谢反应增强,营养品质迅速下降,尤以因切割操作引起的酶促褐变反应的不良问题,严重影响了产品外观和营养价值,直接导致货架期的缩短,因此,研发出一种适用于鲜切紫甘薯的保鲜技术是极为重要的。

SGROPPO等[7]发现用柠檬酸调节pH至2.91的2%偏亚硫酸氢钠溶液浸泡鲜切甘薯,可以较好地减少鲜切甘薯贮藏过程中颜色的变化,延长其货架期。赵嫚等[8]研究表明用0.4%植酸、0.6%L-赖氨酸、0.2%壳聚糖、0.3%菠萝酶复合处理鲜切甘薯可以有效抑制鲜切甘薯的酶促褐变。刘硕等[9]发现用5%抗坏血酸钙+0.03%ε-聚赖氨酸复合液浸泡鲜切甘薯能够有效降低鲜切甘薯贮藏期间的褐变度和菌落总数。目前,虽然国内外有部分对鲜切甘薯的护色保鲜研究,但基本停留在有关色度和褐变度等感官方面指标的测定,对于鲜切甘薯贮藏过程中营养物质的变化,以及影响褐变的几种相关酶的研究较少。加之紫甘薯与其他甘薯相比富含花青素的特殊性,找到一种简单有效且具有针对性的保鲜技术十分重要。

L-半胱氨酸(L-cysteine,L-cys) 是组成蛋白质的20种氨基酸之一,属于脂肪族氨基酸[10],有较好的褐变控制能力。L-半胱氨酸控制鲜切果蔬褐变的机理有多种说法[11-15]

本实验利用0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g/L,五种不同质量浓度的L-cys溶液浸泡紫甘薯,与蒸馏水处理组比较,测定各项理化指标以及褐变相关酶活性,研究L-cys对于延缓鲜切紫甘薯的褐变效果,确定一种简单合理的的鲜切紫甘薯加工工艺参数方法,延长货架期,为紫甘薯的护色保鲜提供参考,以期为鲜切紫甘薯产品的开发提供支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验所用的紫甘薯品种为紫罗兰,购于天津金元宝农贸市场。挑选大小基本一致、无机械伤和病虫害的新鲜紫甘薯。L-cys(食品级),浙江多味化工食品有限公司;乙醇、浓HCL、福林酚试剂(分析纯),天津市天工化工厂;无水Na2CO3(分析纯),天津市化学试剂一厂;醋酸钠、乙酸:分析纯,天津市北洋第一化工厂;愈创木酚、邻苯二酚(HPLC≥98%),上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

CPA电子分析天平,德国Sartorius公司;SCOUT SE式电子天平,美国OHAUS公司;DZ-400 2F型真空包装机,大江机械设备有限公司;SC-10精密色差仪,深圳市三恩驰科技有限公司;GY-4数显式水果硬度计,艾德堡仪器有限公司;L550型离心机,湘仪离心机仪器有限公司;电热恒温水浴锅,郑州长城工贸有限公司;MULTISKAN GO酶标仪,美国Thermo公司;紫外可见分光光度计,美国Thermo公司;FE20/EL20型pH计,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;制冰机,日本SANYO公司

1.3 实验方法

1.3.1 试样处理

实验前用体积分数75%的乙醇对所有试验用具进行灭菌处理。将原料经200 μL/L的次氯酸钠溶液浸洗2 min后,用蒸馏水冲洗干净,用纱布擦干后,快速削皮,切成5 mm厚的紫甘薯片,放于配制的不同质量浓度L-半胱氨酸溶液中浸泡15 min,取出沥干,真空包装后置于4 ℃冰箱中储存。

通过预实验感官评价确定鲜切紫甘薯在4 ℃储存条件下,12 d后表面颜色差,褐变现象明显,商品性状逐渐丧失,逐渐出现腐烂,失去商品价值。因此选定共测量12 d,每隔48 h测定1次指标。每个指标重复测定3次,结果取平均值。L-cys溶液浓度的设定通过初筛预实验根据鲜切紫甘薯的货架期筛选得出,分别为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g/L五种浓度。实验以蒸馏水处理组作为对照。

1.3.2 失重率的测定

称重法,对保存的鲜切紫甘薯片进行称重。

切片失重率

(1)

式中:W0,贮藏第0天鲜切紫甘薯片的重量,g;Wn,贮藏第n天鲜切紫甘薯片的重量,g。

1.3.3 色差的测定

采用色差法[16],略作修改。样品袋中随机选取3片紫甘薯,用色差仪测定紫甘薯正反两边的L*(白度)、b*(黄度)、a*(红度),计算色差用ΔE来表示紫甘薯的颜色变化。由于鲜切紫甘薯个体之间存在差异,初始色泽有所不同,对实验结果造成一定误差,本方法修改色差测量法,采用色差变化率来表示鲜切紫甘薯贮藏期间色泽的变化。

色差变化率

(2)

式中:ΔEn,贮藏第n天鲜切紫甘薯片的色差;ΔE0,贮藏第0天鲜切紫甘薯片的色差。

1.3.4 硬度的测定

硬度用水果硬度计测定,取3片鲜切紫甘薯片,手握硬度计,探头竖直按压切片,直至切片没过探头节点处,结果取平均值。由于鲜切紫甘薯之间的个体差异,采用硬度变化率来表示鲜切紫甘薯贮藏期间硬度的变化。

硬度变化率

(3)

式中:硬度0,贮藏第0天鲜切紫甘薯片的硬度;硬度n,贮藏第n天鲜切紫甘薯片的硬度。

1.3.5 褐变度变化量的测定

采用消光值法[17],略作修改。取2.0 g紫甘薯样品,加入10 mL 80%乙醇溶液,研磨成匀浆,室温避光放置30 min,每5 min搅拌1次。4℃ 8 000 r/min离心10 min,取上清液在420 nm测定吸光度值,以80%乙醇作为空白,测3次取平均值,结果表示为褐变度BD=A×V/mA420为测定的吸光度值,V为提取液体积,m为样品质量。

褐变度变化量ΔBD=BD12-BD0

(4)

式中:BD0,第0天时的褐变度;BD12,第12天时的褐变度。

褐变度抑制率

(5)

式中:ΔBDCK,对照第12天的褐变度-对照第0天的褐变度;ΔBD,样品第12天的褐变度-样品第0天的褐变度。

1.3.6 过氧化物酶活力的测定

采用愈创木酚法测定[18],略作修改。粗酶液的制备:取2.0 g紫薯样品,加入预冷的10 mL提取缓冲液(340 mg PEG 6000、4 g PVPP、1 mL Triton X-100,用0.1mol/L pH 5.5乙酸-乙酸钠缓冲液溶解定容至100 mL),在冰浴条件下研磨成匀浆,滤液于4℃ 12 000 r/min离心30 min,取上清液为酶提取液。

反应体系中含3 mL 25 mmol/L愈创木酚0.5 mL酶液,加入200 μL 0.5 mol/L H2O2迅速混匀启动反应,立即开始计时,每隔20 s记录反应体系在470 nm波长下的吸光值变化,以每分钟吸光度值变化增加1时所需的酶量为1个活性单位,单位为U/mg prot。

1.3.7 多酚氧化酶活力的测定

采用邻苯二酚法测定,略作修改。粗酶液的制备:称取1.0 g鲜切紫甘薯样品,加入10.0 mL的提取缓冲液(0.05 mol/L pH 6.8 磷酸缓冲液),研磨成匀浆,于4℃、12 000 r/min离心30 min,收集上清液,为酶提取液。

酶促反应体系由4.0 mL、50 mmol/L、pH 5.5的乙酸-乙酸钠缓冲液、1.0 mL、50 mmol/L邻苯二酚溶液和 100 μL酶提取液,立即开始计时。以蒸馏水为空白参比,在反应15 s时开始记录反应体系在420 nm处吸光度值,作为初始值,每隔20 s记录1次,连续测定,至少记录6个点。重复3次。以每分钟吸光度值变化增加1时所需的酶量为1个活性单位,单位是U/ mg prot。

1.3.8 MDA含量的测定

取2.0 g新鲜紫甘薯样品,按mV=1∶20的比例加入100 g/L TCA溶液,研磨成匀浆,于4℃ 10 000 r/min离心20 min,收集上清液。取2 mL上清液加入2 mL 0.67%TBA,沸水中煮沸20 min,取出后冷却离心。分别测定在450、532和600 nm的吸光度,以100 g/L TCA溶液作为空白管。

1.3.9 花色苷含量测定

花色苷含量测定采用pH示差法[19]。花色苷提取液:取2.00 g紫薯样品,按mV=1∶20的比例加入提取液(V(乙醇)∶V(水)∶V(HCl)=2∶1∶0.1),匀浆,避光60℃浸提60 min,在4℃、3 000 r/min离心15 min。

取2 mL提取液分别用pH 1.0 盐酸-氯化钾缓冲溶液和pH 4.5盐酸-醋酸钠缓冲溶液稀释定容至10 mL,静置90 min。用蒸馏水做对照,分别测定其在530 nm和700 nm处的吸光度值。

ΔA=(A1(530)-A1(700))-(A2(530)-A2(700))

(6)

式中:A1(530)A1(700)分别为用pH1.0盐酸-氯化钾缓冲溶液稀释定容后在530 nm和700 nm测得的吸光度值;A2(530)A2(700)分别为用pH4.5盐酸-醋酸钠缓冲溶液稀释定容后在530 nm和70 nm测得的吸光度值。

花色苷含量

(7)

式中:ε,矢车菊-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数,26 900 L/(mol·cm);M,矢车菊-3-葡萄糖苷的相对分子质量,449.2 g/mol;V,定容的体积,mL;F,稀释倍数;m为样品质量,g;L为比色皿的宽度,1 cm。

1.3.10 总酚含量

总酚测定采用福林-酚比色法[19]。总酚提取液:取2.00 g紫薯样品,按mV=1∶20的比例加入提取液(V(乙醇)∶V(水)∶V(HCl)=2∶1∶0.1),匀浆,避光60 ℃浸提60 min,在4℃、3 000 r/min离心15 min。

标准曲线制作:将1 mg/mL没食子酸母液稀释成0.1 mg/mL的没食子酸标准溶液,分别吸取该溶液0.0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于25 mL的比色管中,加蒸馏水定容至1 mL摇匀后加入0.5 mL福林酚试剂(2 mol/L),暗处放置5 min后加入2 mL、200 g/L的Na2CO3溶液,加蒸馏水补足至25 mL,摇匀,室温避光反应1 h,于760 nm处测定吸光度。没食子酸浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,求得线性方程。

样品中总酚含量测定:取一定量提取液于比色管中,其余测定方法同标准曲线制作,用没食子酸作标准曲线计算含量,单位为mg/100g。

2 结果与分析

2.1L-cys质量浓度对鲜切紫甘薯失重率的影响

失重率是衡量鲜切后甘薯呼吸底物消耗量和水分蒸发量的重要指标。由图1可知,各实验组失重率均随着贮藏时间的呈现上升趋势,且均低于对照组,说明L-cys能够很好地起到控制鲜切紫甘薯重量的作用。其原因可能是经过L-cys处理后,更好地保持了产品新鲜度,从而减少了水分的散失。相比之下,浓度为2 g/L时处理的鲜切紫甘薯的失重率在整个贮藏期都处于较低水平,贮藏到第12天时为0.13%。在整个贮藏期间,2 g/L L-cys组失重率与对照组之间始终存在显著性差异(P<0.05)。

图1 不同质量浓度L-cys对鲜切紫甘薯失重率
的影响
Fig.1 Effect of different concentrations of L-cysteine
on the weight loss rate
注:小写字母不同表示对照组与L-半胱氨酸处理组样品差异
显著(P<0.05)。下同。

2.2L-cys质量浓度对鲜切紫甘薯硬度下降率的影响

由图2可知,随着贮藏时间的延长,各实验组硬度均逐渐降低,且处理组硬度下降率明显低于对照组。其原因可能是L-cys可以较好地保持鲜切紫甘薯的新鲜程度,防止水分的蒸发流失,维持鲜切紫甘薯的细胞膨压,从而较好地保持鲜切紫甘薯的硬度。处理浓度为0.5 g/L时的硬度下降率趋势与对照组一致,前期上升速度较快,而后平缓;其他的实验组的硬度下降率在贮藏期间都保持在一个缓慢上升的状态,其中处理浓度为2.0 g/L的实验组在贮藏过程一直比较稳定。在整个贮藏期间,2.0 g/L L-cys组硬度变化率与对照组之间始终存在显著性差异(P<0.05)。

图2 不同质量浓度L-cys对鲜切紫甘薯硬度变化率
的影响
Fig.2 Effect of different concentrations of L-cysteine
on the hardness change rate

2.3L-cys质量浓度对鲜切紫甘薯色泽的影响

由图3可知,贮藏过程中,鲜切紫甘薯的色差变化率呈上升趋势,用蒸馏水处理的对照组明显高于L-cys处理组,说明L-cys有很好地保持鲜切紫甘薯色泽的作用,其原因可能是由于L-cys较好地保持了鲜切紫甘薯的新鲜度,延缓了衰老,影响了营养物质花色苷的流失以及抑制了褐变,通过这两方面使鲜切紫甘薯保持了较好的色泽,颜色更加鲜亮。2.0 g/L的处理组色差变化率最低,第12天时仅为1.39%。L-cys的浓度越高并没有使鲜切紫甘薯的色差变化率降低,反而有上升的趋势,说明过高浓度的L-cys会使鲜切紫甘薯表面发生变化,从而影响其护色效果。在整个贮藏期间,2.0 g/L L-cys组色差变化率与对照组之间始终存在显著性差异(P<0.05)。

图3 不同质量浓度L-cys对鲜切紫甘薯色差
变化率的影响
Fig.3 Effect of different concentrations of L-cysteine
on the color difference change rate

2.4L-cys质量浓度对鲜切紫甘薯褐变的影响

褐变是影响果蔬品质的重要因素,褐变不仅对它们的外观有负面影响,还可能损害其他感官特性,包括味觉、气味和结构,以及营养价值[20-21]。褐变度变化量越高,表明褐变越严重。鲜切紫甘薯褐变度随贮藏时间的延长持续上升。由图4可以看出,L-cys处理组鲜切紫甘薯褐变度变化量都显著低于对照组,说明L-cys可以抑制鲜切紫甘薯的褐变。L-cys可能通过与褐变底物酚反应生成无色化合物来抑制褐变,以及抑制多酚氧化酶的活性或通过自身带有还原性的疏基基团等多方面来控制褐变。随着L-cys浓度的上升,鲜切紫甘薯褐变度变化量呈现先下降后上升的趋势,过高浓度的L-cys并不能较好地抑制鲜切紫甘薯的褐变。当L-cys的处理浓度为2.0 g/L时,褐变度变化量最低,即护色效果最好,褐变度抑制率可达 62.5%。

图4 不同浓度L-cys对鲜切紫甘薯褐变度
变化量的影响
Fig.4 Effect of different concentrations of L-cysteine
on browning
注:**表示与空白组相比差异显著(P<0.01)。

以上结果表明,L-cys处理浓度为2.0 g/L时,可较好地维持鲜切紫甘薯的质量、硬度及色泽,以及延缓紫甘薯褐变的作用。

2.5L-cys对鲜切紫甘薯POD活性的影响

过氧化物酶(peroxidase,POD)与衰老相关,其活性能间接说明细胞内的过氧化作用的高低。当有H2O2存在时,POD可氧化类黄酮、酚类物质,使其聚合成褐色物质,影响鲜切产品的感官[22]。由图5可知,在整个储藏期间,鲜切紫甘薯的POD活性呈现先上升后下降的趋势,这与程双等的研究结果一致[23],鲜切紫甘薯经L-cys处理后POD活性得到显著抑制,随贮藏时间的延长,处理组POD活性持续低于对照组。在第6天时达到峰值。储藏前期POD活性的上升可能是由于机械损伤导致的,同时可能还会产生POD同工酶;后期的下降可能是由于伤害产生的损伤作用减小导致[24]L-cys处理组的POD活性始终显著低于对照组(P<0.05),相比较于对照组,第6天时,2.0 g/L L-cys处理组对POD的抑制率可以达到53.50%。2.0g/L L-cys能够有效抑制POD的活性。

图5 L-cys对鲜切紫甘薯POD活性的影响
Fig.5 Effect of L-cysteine on POD of fresh-cut
purple sweet potato

2.6L-cys对鲜切紫甘薯PPO活性的影响

多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO) 是植物体内普遍存在的一种末端氧化还原酶[25-26]。其是使鲜切产品发生酶促褐变的主要酶类,多以潜伏的状态存在,当果蔬组织受到破坏后,PPO被激活,使酚类物质被氧化为醌,醌类物质聚合导致鲜切产品的褐变[27]。PPO是鲜切紫甘薯发生酶促褐变的主要酶类之一。由图6可知,在整个贮藏期间,多酚氧化酶活性一直呈现上升趋势。对照组PPO活性持续上升明显,L-cys处理组可将鲜切紫甘薯PPO活力保持在一个较低水平,缓慢上升,第12天时,L-cys处理组PPO活性对比初始只有轻微上升,与对照组差别较大。可能是由于L-cys可与醌类物质的直接结合,消除醌类物质之间或醌类物质与底物之间的反应,从而起到抑制PPO活性的作用[28]。2.0 g/L L-cys能够有效地抑制PPO的活性,与对照组之间始终存在显著性差异(P<0.05)。

图6 L-cys对鲜切紫甘薯PPO活性的影响
Fig.6 Effect of L-cysteine on PPO of fresh-cut
purple sweet potato

2.7L-cys对鲜切紫甘薯MDA含量的影响

丙二醛(malondialdehyde,MDA)是膜脂过氧化的产物之一,其含量的高低可以表示果蔬膜系统的损害情况[29-30],是评价鲜切产品腐烂情况的重要指标。由于切割导致细胞膜的脂过氧化程度会随着贮藏时间的延长而积累[31],所以鲜切紫甘薯的MDA含量随着贮藏时间的增长而增加。由图7可知,鲜切紫甘薯的MDA含量不断上升,2.0 g/L L-cys处理组的MDA含量在贮藏过程中维持在较低水平,且显著低于对照组(P<0.05),这说明L-cys能够有效抑制鲜切紫甘薯MDA含量的生成,从而延缓鲜切紫甘薯的衰老,使鲜切紫甘薯保持新鲜,延缓了褐变,较好地维持了鲜切紫甘薯的色泽。

图7 L-cys对鲜切紫甘薯MDA含量的影响
Fig.7 Effect of L-cysteine on MDA content of fresh-cut
purple sweet potato

2.8L-cys对鲜切紫甘薯花色苷含量的影响

花色苷是一种天然紫色素,稳定性较好,安全无毒副作用[32],是紫甘薯的主要营养成分,可以抑制致癌物质,还具有抑制肥胖,增强人体免疫力,增强体质,延缓衰老,提升视力等多种作用[33-35]。在整个贮藏期间,花色苷含量呈下降趋势。第12天时,2.0 g/L L-cys处理组的花色苷含量((144.70±2.31) mg/100 g)显著高于对照组((110.93±1.02) mg/100 g),说明L-cys可较好地保持鲜切紫甘薯的花色苷含量。

2.9L-cys对鲜切紫甘薯总酚含量的影响

在加工贮藏阶段,酚类物质作为褐变底物的存在,是造成果蔬褐变的重要原因,在酚酶作用下极易发生氧化,造成产品色泽的下降其含量直接影响鲜切产品的褐变进程。实验测得鲜切紫甘薯的总酚含量呈现先上升后下降的趋势,这与潘艳芳等[36]的研究结果相一致。对照组总酚含量持续高于处理组,在第6天时达到峰值,为褐变提供了丰富的底物,从而促进褐变。对第6天时L-cys处理组与对照组的总酚含量进行了比较。贮藏到第6天时,0.2 g/L L-cys处理组的总酚含量为(108.04±1.17)mg/100 g,显著低于对照组的(126.62±0.39)mg/100 g,可以说明L-cys能较好地抑制鲜切紫甘薯总酚含量的增加。

3 结论与讨论

褐变主要分为酶促褐变和非酶促褐变,而果蔬的褐变主要是酶促褐变。褐变通常会损害产品的感官特性,一旦细胞壁和细胞膜失去其完整性,酶促氧化进行得更快。植物组织细胞中,酚类物质和酶类通过膜系统区域化分布不直接接触,多酚类物质存在于液泡内,而PPO多分布在细胞质内,所以即使有O2存在的条件下也不会发生酶促褐变。但由于切分等胁迫条件导致细胞膜系统的完整性遭到破坏,底物酚类物质与PPO接触,当有O2参与时,酚类物质会被氧化成醌类物质,进行一系列的反应,最后聚合形成黑、褐色物质,从而引起果蔬的褐变[37]。本研究表明L-cys可以抑制鲜切紫甘薯POD、PPO活性,减少MDA以及总酚含量的积累,从而显著延缓鲜切紫甘薯的褐变,使其保有较好的色泽品质和营养价值,达到护色保鲜作用,延长货架期。通过比较得到L-cys溶液的最佳处理浓度为2.0 g/L,使用这种护色方法,能使鲜切紫甘薯褐变度抑制率达到62.5%。贮藏到第12天时,失重率、色差增长率分别为0.13%、1.39%,POD抑制率可达到53.50%,鲜切紫甘薯的花色苷含量得到了很好的保持。

参考文献

[1] INTERPRETERS S. FAO-Food and Agriculture Organization of the United Nations [J]. Science, 2013, 118(3077): 3.

[2] LEE, MIN Y, BAE, et al. Changes in the physiological activities of four sweet potato varieties by cooking condition[J]. Korean Journal of Nutrition, 2012, 45(1): 12.

[3] SHEKHAR S, MISHRA D, BURAGOHAIN A K, et al. Comparative analysis of phytochemicals and nutrient availability in two contrasting cultivars of sweet potato (Ipomoea batatas L.) [J]. Food Chemistry, 2015, 173(9):57-65.

[4] GRACE M H, YOUSEF G G, GUSTAFSON S J, et al. Phytochemical changes in phenolics, anthocyanins, ascorbic acid, and carotenoids associated with sweetpotato storage and impacts on bioactive properties [J]. Food Chemistry, 2014, 145(4): 717-724.

[5] 张明,王燕.紫甘薯中的功能性成分研究[J].农产品加工,2010(5):65-67;70.

[6] ISHIDA H, SUZUNO H, SUGIYAMA N, et al. Nutritive evaluation on chemical components of leaves, stalks and stems of sweet potatoes (Ipomoea batatas poir)[J]. Food Chemistry, 2000, 68(3): 359-367.

[7] SGROPPO S C, VERGARA L E, TENEV M D. Effects of sodium metabisulphite and citric acid on the shelf life of fresh cut sweet potatoes.[J]. Spanish Journal of Agricultural Research, 2010, 8(3): 686-693.

[8] 赵嫚,李华,任飞.几种天然抑制剂对鲜切甘薯酶促褐变的影响[J].食品工业,2018,39(5):30-33.

[9] 刘硕,王礼群,张欣怡,邓丽莉,曾凯芳.抗坏血酸钙和ε-聚赖氨酸对鲜切甘薯保鲜护色效果的影响[J].食品与机械,2018,34(7):132-136;142.

[10] 贾存江,王英燕,赵丽丽.L-半胱氨酸的生产方法及应用进展[J].齐鲁药事,2007(9):553-555.

[11] 南海娟,高愿军,郝亚勤.鲜切苹果抗褐变研究[J].食品与机械,2006(3):90-93.

[12] 廖春丽,王衡,李亚平,等.L-半胱氨酸及金属离子对马铃薯、苹果、甘薯多酚氧化酶活性的影响[J].江苏农业科学,2015,(11):375-377.

[13] ALI S, KHAN A S,MALIK A U. Postharvest L-cysteine application delayed pericarp browning, suppressed lipid peroxidation and maintained antioxidative activities of litchi fruit[J]. Postharvest Biology and Technology,2016,121:135-142.

[14] 魏洁茹,贺小贤,胡瑾.马铃薯加工过程中褐变抑制剂的研究[J].中国调味品,2017,42(1):57-60.

[15] MONTGOMERY M W.Cysteine as an inhibitor of browning in pear juice concentrate[J].Journal of Food Science,2010,48(3):951-952.

[16] RICO D, MARTN-DIANA A B, BARAT J M. Extending and measuring the quality of fresh-cut fruit and vegetables: A review[J]. Trends in Food Science &amp; Technology,2007,18(7):373-386.

[17] JYOTHING K,PADMAJA G,MOORTHY S N,et al.Effect of pre-soaking treatments on the nutritional profile and browning index of sweet potato and yam flours[J].Innovative Food Science & Emerging Technologies,2010,11(2):387-393.

[18] 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: 154-155.

[19] 吴晓敏,韩利文,王希敏,等.不同产地新鲜紫色马铃薯中花色苷及总酚的含量测定[J].中国食物与营养,2014,20(5):24-26.

[20] KOMTHONG P, KATON T, IGURA N, et al. Changes in odours of apple juice during enzymatic browning[J]. Food Quality and Reference, 2006, 17: 497-504.

[21] JIANG Y. Advances in understanding of enzymatic browning in harvested litchi fruit[J]. Food Chemistry, 2004, 88: 443-446.

[22] MONTGOMERY M W. Cysteine as an inhibitor of browning in pear juice concentrate [J]. Journal of Food Science, 2010, 48(3): 951-952.

[23] 程双.鲜切果蔬酶促褐变发生机理及其调控的研究[D].大连:大连工业大学,2010.

[24] MOHAN R,VIJAYAN P,KOLATTUKUDY P E.Developmental and tissue-specific expression of a tomato anionic peroxidase (tap1) gene by a minimal promoter,with wound and pathogen induction by an additional 5′-flanking region[J].Plant Molecular Biology,1993,22(3):475-490.

[25] 李忠光,龚明.植物多酚氧化酶活性测定方法的改进[J].云南师范大学学报, 2005, 25 (1):44-45.

[26] 高路,李新华.紫甘薯贮藏期间多酚氧化酶活性及褐变强度变化的研究[J].食品科学,2008,29(6):424-427.

[27] BALDWIN E A, NISPEROSCARRIEDO M O, BAKER R A. Use of edible coatings to preserve quality of lightly (and slightly) processed products [J]. Critical Reviews in Food Technology and Nutrition, 1995, 35(6): 509-524.

[28] 孔维宝,陆健,赵海锋,等.L-半胱氨酸抑制多酚氧化酶的机制研究[J].食品科学,2007,28(11):66-70.

[29] 向洋.鲜切山药保鲜技术研究[D].重庆:西南大学, 2009:28.

[30] 张冉,王艳颖,胡丽莎,等.茉莉酸甲酯对鲜切马铃薯生理生化品质的影响[J].现代园艺,2018(19):21-23.

[31] 宋慕波,帅良,陈振林,等.热处理对抑制鲜切马蹄褐变效果的研究[J].食品科技,2017,42(5):36-40.

[32] 杨洋,韦小英,阮征.国内外天然食品抗氧化剂的研究进展[J].食品科学, 2002,23(10):137-140.

[33] 米聪.紫薯中花色苷的提取纯化及稳定性研究[D].厦门:集美大学, 2014.

[34] CIPRIANO D P A, EKICI L, BARNES R C, et al.Pre-heating and polyphenol oxidase inhibition impact on extraction of purple sweet potato anthocyanins[J].Food Chemistry, 2015, 180:227-234.

[35] TEOW C C, TRUONG V D, MCFEETERS R F, et al.Antioxidant activities, phenolic and β-carotene contents of sweet potato genotypes with varying flesh colours[J].Food Chemistry, 2007, 103 (3):829-838.

[36] 潘艳芳,陈晓彤,杨维巧,等.超声处理控制鲜切甘薯褐变的生理机制[J].包装工程,2019,40(9):1-5.

[37] 叶梅. 植物组织褐变的研究进展[J]. 重庆工商大学学报(自然科学版), 2005, 22(4): 326-329.

Study on the preservation of fresh-cut purple sweet potato by L-cysteine

FENG Chengcheng,YU Jun,WANG Chunling*

(College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457,China)

Abstract To study the regulation of L-cysteine (L-cys) on the browning control and color preservation of fresh-cut purple sweet potato, purple sweet potato was cut and soaked with different concentrations of L-cys solution (0.5, 1, 2, 3, 4 g/L) for 15 min. The physical and chemical indicators as well as the nutrients content of fresh-cut purple sweet potato were determined. The results showed that L-cys treatment maintained the original color and the anthocyanin content, and delayed the decline of nutrients content of fresh-cut purple sweet potato. Besides, the browning of fresh-cut purple sweet potato was effectively alleviated by L-cys through inhibiting the formation of malondialdehyde (MDA) and the activities of peroxidase (POD) and polyphenol oxidase (PPO). Among them, the browning inhibition rate of fresh-cut purple sweet potato reached 62.5% at the concentration of 2 g/L L-cysteine after 12 d of storage. Therefore, the L-cysteine solution can be used as a simple and reasonable fresh-cut purple sweet potato preservation method to extend its shelf life and provide support for the development of fresh-cut purple sweet potato products.

Key words purple sweet potato; L-cysteine(L-cys); fresh cut; browning; color protection

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.021391

第一作者:硕士研究生(王春玲教授为通讯作者,E-mail: wangchunling@tust.edu.cn)。

基金项目:“十三五”国家重点研发计划重点专项(20130)

收稿日期:2019-06-18,改回日期:2019-08-02