全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2013 年
第 52卷第 19 期
2013年 10月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 52 No.19
Oct．，2013
收稿时间：2013－06－25
基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAD27B03）；湖北省农业科技创新中心项目（2013－620－007－001）
作者简介：张国真（1987－），男，河南中牟人，研究实习员，研究方向为农产品贮藏与深加工，（电话）027－87389307（电子信箱）zgz0706＠163．com；
通讯作者，梅 新（1978－），男，湖北麻城人，副研究员，博士，主要从事农产品贮藏加工，（电话）027－87389307（电子信箱）
meixin0898＠163．com。
荸荠（Eleocharis tuberosa）又名马蹄、乌芋等，属
莎草科植物荸荠的球茎，原产于印度和中国，现广
泛分布于我国南方各省区。 荸荠肉质洁白、清脆、多
汁、味甘、微寒，含有丰富的碳水化合物、蛋白质、膳
食纤维、矿物质及多种维生素，具有清热化痰、通便
及降血压等作用［1］。 目前，荸荠以鲜食为主，随着人
们消费水平的提高和需求的多样化，荸荠加工越来
越受到重视。 褐变是荸荠贮藏保鲜和加工过程中的
重要问题，褐变不仅影响商品外观，还一定程度上
降低了商品的营养品质和保健性能［2］。
褐变可分为酶促褐变和非酶促褐变，酶促褐变
主要由多酚氧化酶（Polyphenoloxidase，PPO）氧化多
冷藏和热处理对荸荠多酚氧化酶活性和
多酚含量的影响
张国真 1，2，何建军 1，姚晓玲 2，陈学玲1，关 健 1，张妍楠 2，梅 新 1
（1．湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，武汉 430064；
2．湖北工业大学轻工学部食品与制药工程学院，武汉 430068）
摘要：以新鲜荸荠（Eleocharis tuberosa）为原料，研究了冷藏温度、冷藏时间、热处理时间对荸荠、荸荠果肉
和荸荠皮多酚氧化酶活性和多酚含量的影响。 结果表明， 荸荠果肉中多酚氧化酶活性较高，4 ℃下贮藏
24 h，荸荠、荸荠果肉和荸荠皮中多酚氧化酶活性分别为 23．07、23．02、2．53 U ／ g，冷藏和热处理可明显降
低多酚氧化酶活性，且在－18 ℃冷藏时达到最低值；荸荠皮中多酚含量较高，4 ℃下贮藏 24 h，荸荠、荸荠
果肉和荸荠皮中多酚含量分别为 0．13％、0．049％、0．23％，随着冷藏时间和热处理时间的延长，荸荠果肉和
荸荠皮中多酚含量明显下降。
关键词：荸荠（Eleocharis tuberosa）；多酚氧化酶；多酚；冷藏；热处理
中图分类号：S645．3 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2013）19－4772-04
Effects of Refrigeration and Heat Treatment on Polyphenol oxidase Activity and
Polyphenol Content of Water Chestnut
ZHANG Guo－zhen1，2，HE Jian－jun1，YAO Xiao－ling2，CHEN Xue－ling1，GUAN Jian1，ZHANG Yan－nan2，MEI Xin1
（1． Institute of Agro－Products Processing and Nuclear－Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064，
China； 2． The Food and Pharmaceutical College of Light industry Division，Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China）
Abstract： With fresh water chestnut （Eleocharis tuberosa） as material， the effects of refrigeration temperature， refrigeration
time and heat treatment time on polyphenol oxidase （PPO） activity and polyphenol content of water chestnut， water chestnut
flesh and water chestnut peel were investigated． The results indicated that water chestnut flesh possessed high PPO activity，
storage in 4 ℃ for 24 hours， the PPO activity of water chestnut， water chestnut flesh and water chestnut peel were 23．06，
23．02 and 2．53 U ／ g respectively． Refrigeration and heat treatment could obviously decrease the activity of PPO， furthermore，
the activity of PPO achieved minimum at －18 ℃． Water chestnut peel possessed high polyphenol content. Under the condition
of storage in 4 ℃ for 24 hours， the polyphenol content of water chestnut， water chestnut flesh and water chestnut peel were
0．13％， 0．049％ and 0．23％， respectively． The polyphenol content of water chestnut flesh and water chestnut peel obviously
decreased with refrigeration time and heat treatment time extending．
Key words： water chestnut（Eleocharis tuberosa）； polyphenol oxidase； polyphenol；refrigeration；heat treatment
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.19.068
第 19 期
酚引起，而非酶促褐变包括氧气与多酚反应、美拉
德反应、焦糖化反应、抗坏血酸褐变。 在荸荠褐变中
主要是酶促褐变以及荸荠发生损伤后多酚与氧气
接触发生的非酶促褐变［3］。 酶促褐变的发生及褐变
程度与 PPO 活性以及多酚含量关系密切，如能降低
或抑制 PPO 活性， 减少多酚与多酚氧化酶接触，可
降低酶促褐变的发生。
为了降低及抑制 PPO 酶促褐变的发生，研究者
分别探讨了水杨酸浸泡 ［4］、柠檬酸浸泡 ［5］、壳聚糖涂
膜 ［6］等对鲜切荸荠褐变、质量、货架期等方面的影
响。 此外，荣保华等 ［7］研究了藕带中 PPO 的酶学特
性，建立了酶促褐变动力学方程；欧阳玉祝等［8］采用
紫外分光光度法测定了路边青中多酚的含量。 有关
荸荠贮藏加工过程中 PPO 活性及多酚含量变化方
面的研究尚未见报道。 本研究以新鲜荸荠、荸荠果
肉和荸荠皮为原料，探讨冷藏温度、冷藏时间以及
热处理时间对荸荠、荸荠果肉和荸荠皮 PPO 活性和
多酚含量的影响，以期为抑制或减缓荸荠在贮藏加
工过程中褐变的发生提供理论依据和技术指导。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 供试材料 新鲜荸荠购于市场， 洗净后备
用。 试验于 2012-2013 年在湖北省农业科学院农产
品加工与核农技术研究所进行。
1．1．2 试剂 磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二
钾、邻苯二酚、焦性没食子酸、硫酸铵、乙醇等均为
分析纯。
1．1．3 仪器 电子天平（丹佛仪器北京有限公司），
pH计 （赛多利斯科学仪器北京有限公司），DS－1 高
速组织捣碎机（上海精科实业有限公司），高速冷冻
离心机 （长沙平凡仪器仪表有限公司），2800UV 紫
外可见分光光度计（尤尼柯上海仪器有限公司），数
显恒温水浴锅（国华电器有限公司）。
1．2 方法
1．2．1 荸荠基本成分测定 参照国标中相关方法
分别测定新鲜荸荠中水分（GB ／ T 5009．3－2003）、灰
分（GB ／ T 5009．4－2003）、粗蛋白质（GB ／ T 5009．5－
2003）、淀粉（GB ／ T 5009．9－2003）、膳食纤维（GB ／ T
22224－2008）等成分的含量。
1．2．2 多酚氧化酶提取及活性测定 多酚氧化酶
提取参照史云东等［9］的方法。取 10 g样品与 200 mL
0．1 mol ／ L 磷酸缓冲液（4 ℃预冷， pH 6．5）混合，置于
高速组织捣碎机中捣碎成匀浆，匀浆过滤后于滤液
中加入 20 g硫酸铵，充分溶解后于 5 000 r ／ min、5 ℃
条件下离心 15 min，取上清液，上清液中再加入 20 g
硫酸铵，充分溶解后于 5 000 r ／ min、5 ℃条件下离心
15 min， 将所得沉淀溶于 1．0 mL 0．01 mol ／ L、pH 6．5
的磷酸缓冲液中，即为粗酶液。
多酚氧化酶活性测定参照 Jiang等［5］的方法。于
试管中先后加入 3．9 mL 0．05 mol ／ L 磷酸缓冲液（pH
5．5），1．0 mL 0．1 mol ／ L 儿茶酚 ，37 ℃恒温水浴 10
min，然后加入 0．5 mL 酶液，迅速摇匀，倒入比色杯
内，迅速混匀，记录上述混合液在 410 nm 下吸光值
变化，每隔 30 s记录 1次，共记录 2 min。
1．2．3 多酚提取及含量测定 多酚提取参照罗杨
合［10］的方法。 取 2．0 g 样品与 10 mL 80％乙醇溶液
混合， 经冰浴研磨后再加入 90 mL 80％乙醇溶液，
于 2 ℃下避光提取 4 h，过滤去渣，得到多酚提取液。
多酚含量测定参照卜彦花等［11］的方法。 以没食
子酸作为标样，绘制标准曲线，测定样品中多酚含
量。准确称取 0．5 g没食子酸，溶于蒸馏水中，定容至
100 mL，以此为母液，分别配制浓度为 25.00、20.00、
12．50、4．17、2．78 μg ／ mL 的没食子酸标准溶液，测定
各标准溶液在波长 304 nm 下的吸光值，根据标准溶
液浓度及其吸光值， 制作标准曲线为 y＝0．057 7x－
0．022 2（R2＝0．996 3），其中 y 为吸光度值，x 为对应
多酚浓度。
样品多酚提取液稀释 10 倍，取 4 mL 于 304 nm
下测定吸光值（A），并依据标准曲线计算多酚含量。
多酚含量= A+0.022 2
0.057 7
×0．05×100%
1．2．4 试验设计 新鲜荸荠洗净后削皮，分别收集
果肉及果皮，将荸荠、荸荠果肉、荸荠果皮分别进行
以下处理：①在 4、－5、－18、－35 ℃条件下贮藏 24 h；
②在 4 ℃下分别贮藏 24、36、48 h； ③在 100 ℃沸水
中分别热烫 3、5、7、10 min。 后按照“1．2．2”和“1．2．3”
中方法提取样品中 PPO 和多酚， 测定 PPO 活性和
多酚含量。
2 结果与分析
2．1 荸荠基本成分测定结果
荸荠、荸荠果肉和荸荠皮中基本成分如表 1 所
示 。 从表 1 可以看出 ， 荸荠水分含量很高 ，为
84．17％，其次是淀粉 10．61％。 此外，灰分 3．27％、膳
食纤维 0．93％、蛋白质 1．02％。 荸荠果肉中水分、淀
粉 、 蛋白质含量较高 ， 分别为 84．49％ 、11．75％、
0．98％，而荸荠皮中灰分、膳食纤维含量较高，分别
达到 6．31％、1．15％。
2．2 不同处理对荸荠多酚氧化酶活性的影响
2．2．1 贮藏温度对荸荠多酚氧化酶活性的影响
图 1 为贮藏 24 h 时贮藏温度对荸荠 PPO 活性的影
张国真等：冷藏和热处理对荸荠多酚氧化酶活性和多酚含量的影响 4773
湖 北 农 业 科 学 2013 年
响。 结果表明，随贮藏温度降低，荸荠、荸荠果肉和
荸荠皮中 PPO 活性均呈先降低后升高的变化趋
势。 4 ℃下荸荠的 PPO 活性最高，达到 23．07 U ／ g，
－18 ℃时样品中 PPO活性最低，只有 6．81 U ／ g。这可
能是由于荸荠含水量高，在－18 ℃条件下，荸荠组织
内水分在贮藏过程中缓慢结冰，从而使 PPO 结构遭
到破坏，影响了酶的活性；而当温度为－35 ℃时，荸
荠组织中的水结晶速度较快，PPO 结构破坏较小，
因此与－18 ℃相比， 酶活性有所升高。 在相同温度
下， 荸荠中 PPO 活性较高， 荸荠皮中 PPO 活性较
低，说明 PPO主要存在于荸荠果肉中。
2．2．2 贮藏时间对荸荠多酚氧化酶活性的影响 4℃
条件下，贮藏时间对荸荠 PPO 活性的影响如图 2 所
示。 从图 2可以看出，在 4 ℃下，随着贮藏时间的延
长， 不同样品中 PPO 活性均呈缓慢下降的趋势，但
总体下降幅度较小。 荸荠贮存 24、36、48 h 后 PPO
活性分别为 23．07、22．87、22．27 U ／ g； 荸荠果肉贮存
24、36、48 h 后 PPO 活性分别为 23．02、22．01、21．87
U ／ g； 荸荠皮贮存 24、36、48 h 后 PPO 活性分别为
2．53、2．33、2．07 U ／ g。
2．2．3 热处理对荸荠多酚氧化酶活性的影响 热
处理对荸荠 PPO活性的影响如图 3所示。从图 3可
以看出，随着热处理时间的延长，荸荠 PPO 活性呈
明显的下降趋势，热处理 3 min 时，荸荠、荸荠果肉、
荸荠皮中 PPO 活性分别为 14．46、8．72、2．34 U ／ g；热
处理 10 min 后，荸荠、荸荠果肉和荸荠皮中 PPO 活
性分别只有 4．30、3．22、0．84 U ／ g，说明热处理可以明
显降低荸荠中 PPO的活性。
2．3 不同处理对荸荠多酚含量的影响
2．3．1 贮藏温度对荸荠多酚含量的影响 多酚是
酶促褐变的底物，多酚含量的多少也影响酶促褐变
的反应速度和褐变程度［12］。 图 4中显示了贮藏温度
对荸荠多酚含量的影响，结果表明，相同贮藏温度
下， 荸荠皮中多酚含量明显高于荸荠和荸荠果肉，
这说明荸荠中多酚主要存在于果皮中。 在 4 ℃条件
下， 荸荠、 荸荠果肉、 荸荠皮中多酚含量分别为
0．130％、0．049％、0．230％， 随着贮藏温度的降低，荸
荠果肉和荸荠皮中多酚含量上升，荸荠中多酚含量
变化不明显。 －35 ℃条件下，荸荠、荸荠果肉和荸荠
皮中多酚含量分别为 0．130％、0．068％、0．290％。 荸
荠削皮后，PPO 与底物多酚接触，发生酶促反应，导
致多酚含量下降， 贮藏温度降低后 PPO 活性下降，
酶促反应受到抑制，因此，随着贮藏温度的降低，荸
荠果肉和荸荠皮中多酚含量上升。 上述结果与纪淑
娟等 ［13］测定蜜柚中 PPO 活性及刘春丽等 ［14］研究荔
25
20
15
10
5
0
多
酚
氧
化
酶
活
性
//U
/g
4 -5 -18 -35
贮藏温度//℃
表 1 荸荠、荸荠果肉及荸荠皮中基本成分 （单位：%）
项目
水分
灰分
淀粉
膳食纤维
蛋白质
荸荠
84.17
3.27
10.61
0.93
1.02
荸荠果肉
84.49
2.36
11.75
0.42
0.98
荸荠皮
82.95
6.31
9.46
1.15
0.13
图 1 贮藏温度对荸荠多酚氧化酶活性的影响
图 2 贮藏时间对荸荠多酚氧化酶活性的影响
荸荠
荸荠果肉
荸荠皮
28
24
20
16
12
8
4
0
多
酚
氧
化
酶
活
性
//U
/g
24 36 48
贮藏时间//h
图 3 热处理对荸荠多酚氧化酶活性的影响
16
14
12
10
8
6
4
2
0
多
酚
氧
化
酶
活
性
//U
/g
3 5 7 10
热处理时间//min
荸荠
荸荠果肉
荸荠皮
图 4 贮藏温度对荸荠多酚含量的影响
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
多
酚
含
量
//%
4 -5 -18 -35
贮藏温度//℃
荸荠
荸荠果肉
荸荠皮
荸荠
荸荠果肉
荸荠皮
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第 19 期
枝果肉 PPO酶学性质报道的结果相一致。
2．3．2 贮藏时间对荸荠多酚含量的影响 4 ℃条件
下， 贮藏时间对荸荠多酚含量的影响如图 5 所示，
结果表明，随着贮藏时间的延长，荸荠中多酚含量
无明显变化，荸荠果肉和荸荠皮中多酚含量呈下降
趋势。 贮藏 24 h 时，荸荠、荸荠果肉、荸荠皮中多酚
含量分别为 0．130％、0．049％、0．230％， 而贮藏 48 h
以后，荸荠、荸荠果肉、荸荠皮中多酚含量分别为
0．120％、0．031％、0．180％。 荸荠削皮后，酶促反应速
度加快，因此，荸荠果肉和荸荠皮中多酚含量随着
贮藏时间的延长而降低。
2．3．3 热处理对荸荠多酚含量的影响 热处理对
荸荠多酚含量的影响如图 6 所示，结果表明，随着
热处理时间的延长，荸荠、荸荠果肉、荸荠皮中多酚
含量均呈下降趋势。 相比而言，荸荠皮中多酚含量
下降幅度最大， 荸荠果肉中多酚含量下降幅度次
之， 荸荠中多酚含量下降幅度最小。 热处理 3 min
时， 荸荠、 荸荠果肉和荸荠皮中多酚含量分别为
0．120％、0．042％、0．210％；当热处理 10 min后，荸荠、
荸荠果肉、 荸荠皮中多酚含量分别下降到 0．090％、
0．018％、0．100％。 随着热处理时间的延长， 荸荠中
PPO 活性降低，从而抑制了酶促反应的发生，而荸
荠果肉、 荸荠皮热处理过程中多酚含量大幅度下
降，可能是由于荸荠果肉和荸荠皮中多酚在热处理
过程中与氧气接触而被氧化［15］。
3 结论
荸荠水分和淀粉含量较高， 分别为 84．17％和
10．61％。 冷藏比较适合于荸荠保鲜及荸荠粗加工后
制品（荸荠果肉）的保鲜，热烫处理能明显降低荸荠
及荸荠果肉中 PPO 的活性，但热烫时间过长会严重
降低荸荠果肉中多酚的含量， 引起多酚非酶促褐
变，从而影响其商品性。
荸荠中 PPO 主要存在于荸荠果肉中，4 ℃贮藏
24 h 后荸荠、荸荠果肉、荸荠皮中 PPO 活性分别为
23．07、23．02、2．53 U ／ g。 低温贮藏、热处理可明显降
低荸荠中 PPO的活性。相比较而言，低温－18 ℃下贮
藏的荸荠中 PPO 活性最低；热处理过程中，随着热
烫时间的延长，PPO的活性呈明显下降趋势。
荸荠多酚主要存在于荸荠皮中，随着贮藏温度
的降低，荸荠、荸荠果肉和荸荠皮中多酚含量呈上
升趋势，4 ℃贮藏 24 h 后，荸荠、荸荠果肉和荸荠皮
中多酚含量分别为 0．130％、0．049％、0．230％。 相同
温度下，随着贮藏时间延长，多酚含量有所下降。 此
外，热处理能明显降低荸荠果肉和荸荠皮中多酚的
含量，这可能是由于高温下多酚与氧气接触而被氧
化造成的。
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图 5 贮藏时间对荸荠多酚含量的影响
荸荠
荸荠果肉
荸荠皮
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
多
酚
含
量
//%
24 36 48
贮藏时间//h
图 6 热处理对荸荠多酚含量的影响
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
多
酚
含
量
//%
3 5 7 10
热处理时间//min
荸荠
荸荠果肉
荸荠皮
（责任编辑 赵 娟）
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