超聲波-納米氧化鋅處理對鮮切萵筍貯藏品質的影響

徐為雯,羅麗,王順民*,付院生,董雨露,束志偉

1(安徽工程大學 生物與食品工程學院,安徽 蕪湖,241000)2(安徽邁濤食品有限公司,安徽 馬鞍山,238200)

鮮切果蔬又名半加工果蔬,是指新鮮果蔬經過沖洗、去皮、切割、包裝等一系列操作后,通過冷鏈運輸的輕度加工食品,具有方便、衛生、天然以及利用率高等特點[1-2]。萵筍(LactucasativaL.)是一種常見的一年生或兩年生葉類蔬菜,口感爽脆可生食,氣味清甜,富含無機鹽、蛋白質及維生素等多種營養成分,深受廣大消費者青睞[3]。萵筍在食用前必須經過去皮、切分等機械操作,是十分適合進行鮮切處理的蔬菜品種之一。但鮮切處理會破壞萵筍的組織結構,使酶和底物可以直接接觸,進而導致一系列的不良反應,如水分流失、表面褐變、營養物質損耗和微生物侵染等,從而導致產品品質劣變和貨架期縮短[4]。因此,延緩鮮切萵筍貯藏品質的降低是延長其貨架期的關鍵。

鮮切萵筍的主要保鮮方法有物理保鮮、化學保鮮劑保鮮和低溫貯藏等,這些保鮮技術均能夠有效延長鮮切萵筍的貯藏時間。其中,物理保鮮雖然可以抑制鮮切萵筍褐變,延緩營養物質含量的下降,但是若要追求更好的保鮮效果則必須利用較為高效的物理保鮮設備,耗費高昂的技術和人工成本,且不利于大規模應用[5]?；瘜W保鮮劑雖然價格低廉,適合進行大規模的生產應用,但化學保鮮劑濫用極易導致試劑殘留超標和環境污染[1]。低溫貯藏雖健康環保、成本低廉,但不適當的溫度處理反而會造成鮮切萵筍內部水分結晶,失重率急速上升,硬度下降[3]。所以,尋找一種高效、無毒且成本較低的鮮切萵筍保鮮方法迫在眉睫。

納米氧化鋅(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)比表面積大,與人體細胞保持良好的生物相容性,具有無耐藥性、無毒和抗菌能力強等特質[6]。美國食品藥品管理局規定(21CFR182.8991),ZnO NPs可作為食品添加劑和抗菌劑[7]。YULIANI等[8]研究表明20 g/L木薯淀粉、6 g/L硬脂酸和2%(質量分數)ZnO NPs復合涂層處理能夠保持鮮切芒果的品質和風味,減少水分蒸發和病菌感染;而殼聚糖/阿拉伯膠+0.5%(質量分數)ZnO NPs復合涂膜處理能使香蕉維持較高的可溶性糖和可滴定酸含量,延緩失重率上升并抑制菌類繁殖[9]。盡管目前ZnO NPs已被應用于一些果蔬貯藏保鮮中,但有關ZnO NPs處理鮮切萵筍的保鮮研究未見報道。超聲波(ultrasonic,US)作為一種高效清潔的物理保鮮技術,可以有效延緩鮮切果蔬的硬度下降和失重率上升[10],抑制抗氧化酶活性[5]和褐變發生[11],減少營養物質和抗壞血酸損耗[12],從而延長鮮切果蔬的貯藏時間。已有研究表明,采用20 kHz、23 W/L的超聲波處理能夠有效抑制鮮切萵筍的褐變和失重率降低,延緩維生素C和葉綠素含量下降,鈍化抗氧化相關酶活性[3]。雖然單一的保鮮技術處理有很好的保鮮效果,但研究發現不同保鮮方法協同處理可以更好地延緩山藥[11]、蓮藕[10]等鮮切果蔬貯藏品質的降低。因此,超聲波協同ZnO NPs處理有望成為提高鮮切萵筍貯藏品質的新手段。

本文以鮮切萵筍為實驗材料,研究不同保鮮處理對鮮切萵筍主要品質和生理指標的影響,進而利用相關性分析探究影響鮮切萵筍貯藏品質的代表性指標,并使用主成分分析驗證優化的最佳保鮮處理方式,為提高鮮切萵筍貯藏品質和延長貨架期提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試紫葉“金農”萵筍,蕪湖鏡湖區新城中心菜市場。

實驗所需試劑均為分析純,主要有NaOH、蔗糖、濃硫酸、苯酚、DPPH、無水乙醇、ABTS、草酸等,中國醫藥集團有限公司;ZnO NPs(<100 nm),美國默克生命科學有限公司;L-苯丙氨酸,上海麥克林有限公司。

1.2 儀器與設備

KS-500DE液晶超聲清洗器,昆山潔力美有限公司;TA.new plus質構儀,上海保圣有限公司;WYA-2D阿貝折射儀,上海光學儀器一廠;UV-5800紫外可見光分光光度計,上海元析有限公司;CHINSPEC手持式精密色差儀,中國彩譜儀器有限公司;CF15RN冷凍離心機,廣州碩譜生物科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

選取大小均一、生長健壯的無瑕萵筍作為試樣,除去表面莖葉后,清洗晾干去皮,用切片器切成厚度約為0.4 cm的片狀,隨機分為4組進行保鮮處理,每組處理用鮮切萵筍為600 g:

(1)超聲波處理組(ultrasonic treatment group,US):將鮮切萵筍在300 W功率下超聲波處理10 min,溫度45 ℃;

(2)ZnO NPs處理組(ZN):在室溫下,將鮮切萵筍浸沒于0.07 g/L ZnO NPs溶液中浸泡10 min;

(3)超聲波協同ZnO NPs處理組(UZ):先將鮮切萵筍浸沒于0.07 g/L ZnO NPs溶液中,后將其置于300 W功率下超聲波處理10 min,溫度46 ℃;

(4)對照組(control check,CK):在室溫下,將鮮切萵筍浸沒于超純水中浸泡10 min。

不同保鮮方法的最佳處理條件均由前期研究得出[13]。將經過4種不同處理后的鮮切萵筍瀝干后分裝于7 cm×10 cm×5 cm聚乙烯袋中,置于4 ℃、濕度45%～75%下冷藏,分別于貯藏第0、2、4、6、8天取樣測定鮮切萵筍的相關品質及生理生化指標,每組處理重復3次。所有工具在使用前均經過消毒處理。

1.3.2 感官評價

參考徐為雯等[13]的方法。挑選經過培訓的10名食品專業本科生,對不同處理樣品的氣味、品質、硬度和外觀顏色進行評分,取平均值后四項相加作為感官評價得分,滿分為40分。

1.3.3 質構、色澤和失重率測定

質構:參考羅麗等[10]的方法。利用質構儀對鮮切萵筍切面赤道區域的3個不同位置進行測定。

色澤:利用色差儀測量鮮切萵筍的L*、a*和b*值,再通過公式(1)計算褐變指數。

(1)

失重率:采用差量法,分別記錄不同保鮮處理的鮮切萵筍在第0、2、4、6、8天的質量,用公式(2)計算失重率。

(2)

1.3.4 呼吸強度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白質和抗壞血酸測定

呼吸強度采用靜置法測定:將500 g鮮切萵筍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,以每小時每千克鮮切萵筍的CO2釋放量表示;

可溶性固形物(total soluble solid,TSS)采用阿貝折光儀測定:室溫下將5 g鮮切萵筍充分研磨,4 000 r/min離心10 min,取上清液測定;

可溶性糖(soluble sugar content,SSC)采用苯酚-硫酸法測定:用100 μg/mL蔗糖標準液制作標準曲線。取0.5 g鮮切萵筍充分研磨,加入15 mL蒸餾水轉移至刻度試管中,用塑料薄膜封口后煮沸提取,每次30 min,待冷卻后將濾液轉移至100 mL容量瓶中,用蒸餾水定容至刻度,取濾液進行測定;

可滴定酸(titratable acidity,TA)采用酸堿法測定:取10 g鮮切萵筍充分研磨,轉移至100 mL容量瓶中并定容至刻度,充分搖勻,靜置30 min后過濾,取濾液測定;

可溶性蛋白質采用考馬斯亮藍法測定:以牛血清白蛋白為標準制作標準曲線。取0.8 g鮮切萵筍樣品,加入2 mL蒸餾水研磨成勻漿,于4 ℃、12 000 r/min離心20 min,收集上清液測定。

抗壞血酸采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定:稱取10 g鮮切萵筍,加入少量質量分數2%的草酸溶液,在冰浴條件下研磨成勻漿,轉移至100 mL容量瓶中并定容至刻度,提取10 min后,過濾收集溶液備用。

以上詳細試驗流程均參照曹建康等[14]的方法。

1.3.5 抗氧化酶測定

過氧化物酶(peroxidase,POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的測定均參考曹建康等[14]的方法。以每克鮮切萵筍樣品分別在470、420 nm處每分鐘的吸光度值變化1時作為1個POD和PPO的活性單位(U),用U/(min·g)表示。

1.3.6 抗氧化能力測定

DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除能力參考賓宇淇等[2]的方法并稍作修改:取1 g鮮切萵筍樣品,加入8 mL 體積分數80%的乙醇,冰浴下充分研磨,超聲波處理40 min后,10 000 r/min離心30 min,取上清液測定抗氧化能力。

1.4 數據處理

利用Excel軟件整理試驗數據,結果以平均值±誤差表示。用sigmaplot 14.0和Origin 2019 b軟件繪圖,并利用SPSS 19.0軟件對數據進行差異顯著性檢驗、相關性分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍感官評價的影響

鮮切萵筍的感官評價高低直接關系到消費者的購買欲望。由圖1可知,鮮切萵筍的外觀顏色、氣味、硬度和品質評分均隨著貯藏時間延長而降低。各處理組在第2天時感官評分差距不大,維持在35分左右,但從第4天起對照組感官評分下降嚴重,第8天時UZ處理組的感官評分達到23,是對照組的1.64倍,而US和ZN處理組的感官評分僅為19?？梢?UZ可以更好地提高鮮切萵筍感官品質的評價。

a-品質表觀圖;b-感官評價

2.2 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍質構和色澤的影響

貯藏過程中,果蔬細胞壁中的原果膠會被酶解為可溶性果膠,導致果蔬軟化,更易受到病菌感染[15-16]。由表2可知,不同處理下鮮切萵筍的硬度和咀嚼性在貯藏期均呈降低趨勢,其中UZ處理組的硬度和咀嚼性分別從第6天和第4天起開始顯著高于對照組,且分別是對照組的1.04倍和1.05倍。到貯藏第8天時,US、ZN、UZ和CK處理組的硬度分別降至初期的79.90%、81.59%、85.39%和69.16%,表明UZ能夠有效延緩鮮切萵筍咀嚼性下降,可能是因為UZ能夠加大對果膠酶的抑制作用,減少原果膠水解,控制軟化[17]。

酶促褐變是引起果蔬品質下降的原因之一。切割等機械操作均會破壞果蔬細胞膜的完整性,使酶促褐變更易發生,且活性氧等自由基積累也會加速酶促褐變進程[2]。表1表明,不同處理組的L*值隨貯藏期延長而降低,第8天時UZ處理組顯著高于其余處理組,且為CK的1.09倍(P<0.05)。各處理組的a*值、b*值和褐變指數都呈增加趨勢,且3種指標均是CK增加最快,其余處理能延緩其增加。與FAN等[3]的研究結果類似,即聯合處理能更有效地減少鮮切萵筍的酶促褐變。在第8天時,US、ZN和UZ處理組的褐變指數分別為對照組的79.97%、90.67%和62.45%,表明US和ZN雖可以抑制鮮切萵筍褐變,但抑制效果次于UZ,可能是因為超聲波的空化效應與ZnO NPs結合可以更好地抑制褐變相關酶活性以及清除自由基,進而減少褐變的發生。

表1 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍質構和色澤的影響Table 1 Effect of ultrasonic combined with ZnO NPs treatment on texture and color of fresh-cut lettuces

2.3 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍失重率和呼吸強度的影響

貯藏過程中蒸騰失水和干物質消耗會導致果蔬水分流失,而切割等機械操作會破壞果蔬的細胞結構致使其失重率增加[16]。如圖2-a所示,各處理組的失重率不斷升高。貯藏第2天,UZ和CK處理組間失重率沒有顯著差異;但從第4天起,UZ處理組開始明顯低于CK(P<0.05)。SHI等[12]研究了超聲波和輻照對延緩香菇水分流失、水狀態具體變化及水分子遷移過程的影響,結果表明,相對于兩者單獨處理,利用300 W超聲波結合1.0 kGy的鈷-60處理能更顯著地抑制香菇細胞中水的擴散和遷移,從而減少水分流失。在本實驗中,貯藏第8天時,US和ZN處理組的失重率各為UZ處理組的1.07倍和1.02倍,表明UZ能夠更有效地減少鮮切萵筍水分流失,與上述文獻結論相似。

呼吸強度反映果蔬代謝快慢,而鮮切果蔬的保鮮原理之一是降低代謝速率,因此呼吸強度是評價鮮切果蔬貯藏品質的主要指標之一[18-19]。如圖2-b所示,各處理組的呼吸強度在貯藏前4 d呈上升趨勢,可能是由于切割操作造成的機械傷害使萵筍代謝加快。UZ處理組鮮切萵筍的呼吸強度在貯藏期間始終顯著低于其余處理組,第8天時僅為對照組的81.37%(P<0.05),這可能是因為超聲處理會抑制生理代謝相關酶,進而延緩代謝活動[5]。LI等[17]研究證實,95%相對濕度結合300 W超聲波處理10 min可以使稻草菇采后質量保持時間從24 h延長至72 h,且顯著抑制了稻草菇的呼吸作用,72 h內CO2產量最低為149.8 mg/(kg·h),僅為單獨95%相對濕度控制處理的87.81%,說明超聲波協同處理能夠有效降低鮮切果蔬的代謝速率,此研究結論與本實驗結果一致。

a-失重率;b-呼吸強度

2.4 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍TSS、SSC和TA的影響

TSS含量是衡量果蔬品質的指標之一。由圖3-a可知,貯藏前期CK組TSS含量最低,貯藏后期ZN處理組TSS含量最低。在整個貯藏期,UZ處理組的TSS含量始終最高,貯藏第8天時比US處理組高3.43%(P<0.05)。貯藏前期TSS含量增加可能是由于果蔬內部大分子物質水解,后期隨著呼吸作用不斷被消耗導致含量下降[20]。

SSC含量是衡量果蔬成熟度的指標之一。由圖3-b可知,貯藏期間鮮切萵筍的SSC含量先上升后降低,其中UZ處理組的SSC含量始終最高并與對照組差異顯著(P<0.05)。貯藏第8天時,UZ處理組的SSC含量達到4.099%,遠高于US和ZN處理組的3.619%和3.881%,且是對照組的1.16倍。SSC含量高低反映呼吸作用強弱,進而體現褐變程度。通過呼吸強度和SSC含量可知,UZ通過抑制呼吸強度來減少SSC損耗,從而抑制褐變,與上文中色澤的試驗結論相同。XU等[19]也發現單獨或聯合US處理均能有效延緩采后蘋果SSC含量的降低。

TA含量是衡量果蔬風味的指標之一。由圖3-c可知,貯藏期間各處理組的TA含量整體呈上升趨勢,這可能與鮮切萵筍內源激素調控有關[18]。第8天時ZN和CK處理組的TA含量相同,而UZ處理組的TA含量高于其余處理組,分別比US和ZN處理組高20.10%和13.11%。貯藏4 d以后,除UZ外其余處理組的TA含量并無顯著差異(P>0.05),與WANG等[20]的結論相似,超聲波處理櫻桃番茄在貯藏后期TA含量并無顯著差異?？偟膩碚f,UZ可以有效延緩TSS、SSC和TA的損耗,提高營養物質含量。

a-TSS;b-SSC;c-TA

2.5 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍抗壞血酸和可溶性蛋白質的影響

抗壞血酸具有清除機體自由基和增強抗氧化能力的作用[20]。圖4-a顯示,抗壞血酸含量隨著時間延長逐漸降低。貯藏第8天,UZ處理組鮮切萵筍的抗壞血酸含量達到3.816 mg/100 g,略高于ZN和US處理組(P>0.05),且比對照組高37.76%(P<0.05);說明雖然US和ZN可以延緩抗壞血酸消耗,但延緩效果次于UZ,SHI等[12]的研究也證明協同處理能夠更好地提高香菇的抗壞血酸含量,相同的結果在番茄[20]和萵筍[3]的研究中亦有發現,說明UZ能夠通過提高抗壞血酸含量來保持鮮切萵筍品質。

果蔬在貯藏前期通過蛋白質合成來抵御切割造成的機械傷害,后期又由于傷害導致蛋白質代謝加快,造成可溶性蛋白質含量下降[21]。圖4-b顯示,不同處理組鮮切萵筍的可溶性蛋白質先升高后下降。從第6天開始,UZ處理組的可溶性蛋白含量顯著高于其余處理組(P<0.05),分別是US、ZN和CK處理組的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可增強提高可溶性蛋白含量的能力,可能是由于協同處理可以更好地提高鮮切萵筍中合成相關酶的活性,從而促進抗逆性蛋白質的合成,同時協同處理還能更好地抑制可溶性蛋白發生非酶褐變,從而促進鮮切萵筍中可溶性蛋白的積累[22]。

a-抗壞血酸;b-可溶性蛋白質

2.6 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍抗氧化酶的影響

PPO和POD是造成鮮切果蔬產生酶促褐變反應的2種關鍵酶,總酚等次生代謝產物在2種酶的作用下會被氧化為醌,進而聚合導致褐變[22-23]。由圖5-a可知,隨著貯藏時間延長,各處理組的PPO活性不斷升高,且UZ處理組的PPO活性始終最低(P<0.05)。貯藏第8天,US、ZN和CK處理組的酶活性分別為UZ處理組的1.24倍、1.26倍和1.51倍。由圖5-b可知,各處理組的POD活性在貯藏期呈先上升后降低的趨勢,其中US和UZ處理組的PPO活性一直低于其余處理組。貯藏第8天,UZ處理組的POD活性比US處理組低8.91%(P<0.05)。貯藏期間PPO和POD活性的變化趨勢與羅麗等[10]的研究結果一致。O’DONNELL 等[24]研究證實,超聲波作用過程中的熱效應能夠有效鈍化抗氧化酶活性。酶活性降低使得次生代謝產物積累,抗氧化和清除自由基的能力提高,進而抑制褐變[22, 25]。后期隨著酶活性的升高,過度積累的酚類物質可能會加劇褐變,但是ZnO NPs誘導自由基形成,消耗多余的酚類物質,進而減少褐變的發生[6]。故而UZ可以更有效地降低PPO和POD活性的升高,減少酚類物質的氧化褐變,延緩鮮切萵筍在貨架期的褐變進程,這與前文中色澤和呼吸強度的結論相互印證。

a-PPO活性;b-POD活性

2.7 超聲波協同納米氧化鋅處理對鮮切萵筍抗氧化能力的影響

利用DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除能力來評價果蔬的抗氧化能力。如圖6所示,各處理組的DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除能力均呈先上升后降低的趨勢,其中UZ的DPPH和ABTS陽離子自由基清除能力顯著高于其他處理組(P<0.05)。第8天時,UZ處理組的DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除能力分別為224.75和137.62 μmol/L,遠高于US(175.80和115.85 μmol/L)和ZN處理組(134.45和111.10 μmol/L),且分別是對照組的1.69倍和1.33倍。說明UZ可以有效提高鮮切萵筍的抗氧化能力,可能是由于UZ可以增強或降低鮮切萵筍體內自由基清除系統中一系列關鍵酶的活性,從而增強抗氧化能力和減少活性氧生成,抑制果蔬褐變[2],這也與前文中色差和抗氧化酶的研究結果互相印證。

a-DPPH自由基清除能力;b-ABTS陽離子自由基清除能力

2.8 不同保鮮處理下鮮切萵筍的相關性分析

對不同保鮮處理鮮切萵筍的主要品質指標進行相關性分析,如圖7所示,不論是何種保鮮方式,褐變指數始終與ABTS陽離子自由基清除能力呈顯著負相關,與PPO呈顯著正相關。其中,PPO與UZ處理組的褐變指數相關性最高(0.988),ABTS陽離子自由基清除能力則與對照組的褐變指數相關性最高(-0.989)。因此,推測UZ主要通過鈍化PPO活性來提高鮮切萵筍的貯藏品質,與O’DONNELL等[24]得出的結論一致。

圖7 不同保鮮處理鮮切萵筍的相關性分析Fig.7 Correlation analysis between various qualitative treatments of fresh-cut lettuces

在US處理組中,褐變指數與抗壞血酸、硬度和L*值呈顯著負相關,與呼吸強度、a*值和b*值呈極顯著正相關;在ZN處理組中,褐變指數與b*值、呼吸強度呈極顯著正相關,與抗壞血酸、硬度和L*值呈極顯著負相關,與DPPH自由基清除能力呈顯著負相關;在UZ處理組中,褐變指數與硬度呈顯著負相關,與a*值呈顯著正相關,與呼吸強度呈極顯著正相關;在CK處理組中,褐變指數與抗壞血酸、DPPH自由基清除能力呈顯著負相關,與硬度、L*值呈極顯著負相關,與失重率、a*值和b*值呈極顯著正相關。綜上,鮮切萵筍褐變與各品質指標均存在著相關性,其中PPO、ABTS陽離子自由基清除能力、硬度和褐變程度聯系密切,能很好地反映鮮切萵筍的貯藏品質。

2.9 不同保鮮處理下鮮切萵筍的主成分分析

2.9.1 主成分的選取

利用測定指標對不同保鮮處理不同貯藏時間的鮮切萵筍進行主成分分析。如表2所示,PC1、PC2、PC3的累計貢獻率高達90.997%,且特征值均大于1,說明前3個主成分可以代表所有指標的大部分信息,在鮮切萵筍的貯藏品質評價中起到了主導作用。

表2 主成分的特征值及貢獻率Table 2 The eigenvalue and contribution rate of principal component

由表3可知,a*值、b*值、褐變指數、失重率、呼吸強度、PPO和POD在PC1上有較高負載荷,硬度、咀嚼性、L*值、抗壞血酸、DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除能力在PC1上有較高正載荷,由于載荷絕對值越大貢獻率越大,故而在PC1中貢獻率大小順序為PPO>硬度>褐變指數>ABTS陽離子自由基清除率=L*值>DPPH自由基清除率>咀嚼性>a*值>抗壞血酸>b*值>失重率>呼吸強度>POD;TSS、SSC、TA和可溶性蛋白質在PC2負坐標處具有較高載荷,貢獻率大小為SSC>TSS>可溶性蛋白質>TA。綜上所述,由貢獻率大小得出評價鮮切萵筍貯藏品質的主要指標依次是PPO、硬度、褐變指數和ABTS陽離子自由基清除能力,與前文相關性分析結果一致。

表3 鮮切萵筍各指標的因子載荷Table 3 The factor load of each indicator with fresh-cut lettuces

2.9.2 鮮切萵筍保鮮效果綜合評價

用3個主成分替代原本的17個指標,得出主成分表達式為:

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個主成分的貢獻率a1(66.721%)、a2(17.569%)、a3(6.707%)作為權數構建綜合評價模型:F=a1F1+a2F2+a3F3,F代表鮮切萵筍貯藏品質的綜合得分。

由圖8可知,各處理組的F值在貯藏期均呈降低趨勢,說明品質不斷下降,與本實驗結果一致。貯藏第4天,除CK外其余處理組均為正值,貯藏品質尚可,隨后F值開始降低至0以下,貯藏品質下降嚴重。貯藏期間UZ處理組的綜合得分始終高于其余處理組,第8天時UZ處理組的F值最大,分別比US、ZN、CK組高0.721、1.571、2.618。表明相對其余3種處理方式,UZ能更有效地維持鮮切萵筍的貯藏品質。

圖8 鮮切萵筍貯藏品質綜合得分Fig.8 Comprehensive score of fresh-cut lettuces in storage

3 結論

鮮切萵筍失水褐變是其貯藏品質下降的首要原因,貯藏期間由于不間斷的生理代謝活動導致鮮切萵筍的失重率和褐變指數不斷上升,硬度及抗氧化能力不斷下降[3]。本研究發現超聲波-納米氧化鋅處理不僅有效抑制了鮮切萵筍的水分流失與褐變,還降低了營養物質的損耗。此外還證實了硬度下降和呼吸強度上升受到協同處理的控制,同時較低的抗氧化酶活性和抗壞血酸含量可能代表著更高的自由基清除能力,這與抗氧化能力的試驗結論一致。超聲波和納米氧化鋅單獨處理可以有效提高鮮切萵筍的貯藏品質,但二者協同處理可以擁有更好的保鮮效果。相關性分析和主成分分析結果驗證PPO、硬度、褐變指數、ABTS陽離子自由基清除能力4個指標對鮮切萵筍貯藏品質的貢獻程度最大,其中超聲波-納米氧化鋅處理主要通過鈍化PPO活性來抑制褐變;且主成分分析結果還發現超聲波-納米氧化鋅處理組在貯藏第8天時綜合得分最高,貯藏品質最佳,與試驗結果相互印證,研究結果為今后鮮切萵筍的保鮮及利用提供科學依據和參考價值。