全 文 ：《食品工业》2013 年第34卷第 7 期 105
雪莲果重要理化品质及其褐变特性研究
许金红，陆国权*
浙江农林大学农业与食品科学学院（临安 311300）
摘 要 以新鲜雪莲果为原料, 对其进行重要理化特性试验分析, 得出水分含量丰富, 高达80.66%, 碳水化合物中可
溶性糖含量很高, 达到34.34 mg/g, 维生素C达到8.75 μg/g, 蛋白质达到1.15 mg/g, 各矿物质成分丰富, 其中钾、磷、
铁、硫、铝、硅、钙含量较高; 同时提取具有一定活性的多酚氧化酶, 利用紫外分光光度计对其进行活性测定, 并
对其进行最适pH和最适温度对多酚氧化酶活性影响的研究。结果表明: 在pH 6.0以下的酸性条件或者在pH 6.0以上
的碱性条件和温度小于50 ℃时能有效地控制雪莲果的褐变。
关键词 雪莲果; 理化特性; 多酚氧化酶; 褐变
Analysis of Important Physicochemical Properties and Study on
the Browning Control of Yacon
Xu Jin-hong, Lu Guo-quan*
school of Agriculture and Science, Zhejiang F&A University (Lin’an 311300)
Abstract With fresh yacon as raw materials, important physicochemical properties were analysed. Conclusions were as follows:
moisture content was rich, up to 80.66%, soluble sugar in carbohydrates was very high, up to 34.34 mg/g, vitamin C reached
8.75 μg/g, protein reached 1.15 mg/g, the mineral composition of rich potassium, phosphorus, iron, sulfur, aluminum, silicon,
calcium content was higher; active phlyphenol oxidase was extrated whose activity was measured by ultraviolet-visible
spectrophotometer researching the optimal pH value and the optimum temperature on activity phlyphenol oxidase. The results
showed that: it can control the yacon browning effectively in the following pH 6.0 acid condition or above pH 6.0 alkaline
conditions and less than 50 ℃.
Keywords yacon; physicochemical properties; phlyphenol oxidase; browning
雪莲果 (俗名: yacon, 学名: Smallanthus sonchifolius)[1]，
含有8种人体必需的氨基酸和丰富的矿物质及大量可
溶性纤维，其中微量元素在人体中都有积极的作用，
如铜、铁参与造血，是血红蛋白合成的活化剂；锰是
人体内多种酶的重要组成元素，锌参加多种酶的合成
等[2]。雪莲果属低热食品，能有效降低血糖和血脂，
特别适合减肥者和糖尿病人食用[3]，因其特殊的保健
功能及药用价值，越来越得到重视，在食品、医药方
面有广阔的应用前景。
褐变分为酶促褐变和非酶促褐变两大类，酶促褐
变是由多酚氧化酶引起的，非酶促褐变是指除酶促褐
变以外的其他褐变反应，两者都会破坏食物的外观和
质量，降低货架期和市场价值[4]。雪莲果中的多酚氧
化酶在加工过程中极易催化内源性多酚物质氧化生成
黑色素[5]，降低产品的外观品质，导致出现雪莲果颜
色差、质量劣、档次低、风味差的加工产品，因此，
必须有针对性地对其进行控制。本试验以新鲜雪莲果
为原料，提取具有一定活性的多酚氧化酶，对其进行
活性测定，并研究多酚氧化酶所引起酶促褐变的最适
酸碱度和最适温度，为雪莲果的加工储藏保鲜奠定一
定的基础。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
雪莲果，购于临安嘉利华超市；蒽酮试剂，上海
将来试剂有限公司；盐酸、氢氧化钠、90%乙醇、磷
酸，均为分析纯；考马斯亮蓝G-250，上海绿鸟科技
发展公司；牛血清白蛋白，上海艾研生物科技有限公
司；所用其他试剂均为分析纯。
DHG 型电热恒温鼓风干燥箱：上海精红试验设
备有限公司；J Y系列电子天平：上海浦春计量仪器有
限公司；AB104-N 分析天平：Metter-Toledo Group；
紫外可见分光光度计：北京谱析通用仪器有限责任
公司；HH-4 数显恒温水浴锅：常州国华电器有限公
司；TGL-16G 型离心机：上海安亭科学仪器厂；1093
样品粉碎机：Foss Tecator 公司；KDN 系列消化炉：
台州市新恩精密粮仪有限公司；IRIS/AP 型电感耦合
等离子体原子发射光谱仪：美国TJA公司；pHS-3C 型
pH计：上海精密科学仪器有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 水分含量的测定方法
直接干燥法[6]。
1.2.2 葡萄糖含量的测定方法
*通讯作者
工艺技术
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蒽酮试剂法[7]。
1.2.3 维生素C含量的测定方法
紫外分光光度法[8]。
1.2.4 蛋白质含量的测定方法
马斯亮蓝G-250试剂法[9]。
1.2.5 矿物质含量的测定方法
1.2.5.1 矿物质样品的提取
样品先后用自来水和蒸馏水洗净，用不锈钢刀
切成丝，40 ℃烘干，然后用样品粉碎机将烘干样
品粉碎，装袋。精确称取0.500 0 g雪莲果粉，放入
消化管中，然后加7 mL分析纯硝酸-高氯酸混合液
（5∶2），加盖静置12 h，将消化管移入50 ℃的消化
炉，然后缓慢升温至210 ℃，消煮至溶液澄清，再将
溶液转移到25 mL容量瓶，用重蒸水定容，最后过滤
待测。
1.2.5.2 矿物质含量的测定
处理好的样品用电感耦合等离子体原子发射光谱
仪在检测器的低波段（＜265 nm）积分时间为15 s，检
测器的高波段（＞265 nm）积分时间为5 s，进样蠕动
泵转速100 r/min，进样雾化器氩气压力28 psi，辅助气
流量适中（1.0 L/min），高频发生器功率1 500 W，进样
冲洗时间5 s 状态下进行矿物质成分含量的分析测定。
1.2.6 多酚氧化酶活性的测定方法[10]
1.2.6.1 多酚氧化酶酶液的提取
新鲜样品按1∶10（m/m）加蒸馏水，低温下匀浆
2 min，过滤，得到的酶液待各个项目测定。
1.2.6.2 多酚氧化酶活性的测定
取2 mL粗酶液，加入2 mL pH 6.8磷酸缓冲液和
8 mL 0.2%的邻苯二酚于25 ℃下保温10 min，然后于
410 nm处测定消光度OD值来表示PPO的相对活性。
1.2.6.3 褐变强度（BD）的测定[11]
取待测酶液于25 ℃保温5 min后在410 nm处测定
消光度OD值来表示褐变强度，结果以OD410表示。
1.2.6.4 pH对PPO活性影响的测定
用乙酸-乙酸钠（pH 4.0），KH2PO4-NaOH（0.05
mol/L，pH 8.0）的缓冲体系调整反应体系pH，得如下
pH水平：4.6，5.0，5.3，6.0，6.5，6.9，7.1，在30 ℃
下测定PPO的活性。
1.2.6.5 温度对PPO活性影响的测定
按PPO活性测定方法取好反应液，分别于30 ℃，
35 ℃，40 ℃，50 ℃，55 ℃，60 ℃，65 ℃，70 ℃，
75 ℃，80 ℃，85 ℃下保温10 min，然后在410 nm处
测定PPO的活性。
2 结果与分析
2.1 雪莲果重要理化特性结果分析
雪莲果的含水量为80.66%，葡萄糖的质量分数为
34.34 mg/g，维生素C质量分数为8.75 μg/g，蛋白质的
质量分数为1.15 mg/g，各矿物质元素含量测定结果见
表1。雪莲果相对其他水果，有很高的营养成分，具
有清肝解毒、降血压、养颜美容的功效[12]，雪莲果中
钾、磷、硅的含量非常高，都超过1 000 mg/kg，而铁、
钙、硫、铝、镁、钠等也比较多，这些都是人体所必需
的微量元素，因此推测，如此高的矿物质元素使得雪
莲果具有有效降低血糖和血脂，清理肠胃并治疗高血
压的功能[3]，Stella M. Honore等[13]人研究表明食用雪莲
果能够降低胰岛素水平，所以特别适合糖尿病人和减
肥者食用。
表1 雪莲果矿物质元素含量
元素 含量 /(mg·kg-1) 元素 含量 /(mg·kg-1)
钾 8 065 铝 337.45
磷 1 501.5 镁 192.6
硅 1 001.5 钠 114.85
硫 873 锌 31.595
钙 425.75 锰 13.395
铁 348.45 镍 13.15
铅 5.475 铬 0.745
硼 5.27 锡 0.48
铜 3.58 钴 0.435
锶 2.73 汞 0.375
砷 2.1 硒 0.145
钼 1.01 镉 0.19
2.2 雪莲果褐变强度和多酚氧化酶活性的关系
雪莲果中多酚氧化酶的活性在410 nm的紫外分光
光度计下测定吸光值为0.146，褐变强度为1.021。褐
变现象主要是由多酚氧化酶引起的，雪莲果褐变是在
多酚氧化酶的作用下氧化为醌和水，醌再经非酶促聚
合，形成褐色物质，而产生褐变[14-15]，所以从一定意
义上来说，雪莲果褐变强度和多酚氧化酶的活性成正
比，多酚氧化酶活性越大，褐变强度越大。
2.3 pH对PPO的影响
试验结果表明，在pH 4.6~6.0之间，PPO活性逐
渐上升；而在pH 6.0~7.8之间，PPO活性逐渐降低。
试验认为，由于酸度对底物分子中羟基电离状态的影
响，故在不同的酸度下表现出不同的酶活性，近酸性
pH对电离有利，从而有利于酶的催化作用，多酚氧化
酶中含有His基因，PK＝6.00，故在弱酸条件下，酶
活性较高。由图1可知，在pH 6.0时PPO活性最强，达
到一个顶峰，说明雪莲果中PPO反应的最适pH为6.0
（峰顶）。
图1 pH对PPO的影响
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2.4 温度对PPO的影响
试验表明，雪莲果的PPO活性随着温度的上升而
增强，PPO在30 ℃~55 ℃条件下，酶活性较低，并且
变化幅度较小；在50 ℃~55 ℃之间，PPO活性变化幅
度非常大，呈一条直线；在55 ℃~85 ℃条件下，PPO
活性较高，但变化幅度比较小，由图2可知温度越
高，PPO活性越大，越容易引起酶促褐变，因此要防
止雪莲果在加工过程中发生褐变最好将温度控制在
50 ℃以下。
图2 温度对PPO的影响
3 结论
测得雪莲果成分含量，其中维生素C和蛋白质含
量比一般同类型植物都要高，蛋白质达到1.15 mg/g，
而维生素C达到8.75 μg/g，同时矿物质中有很多人体
必需微量元素，含量非常高，如钾、磷、硅都超过
了1 000 mg/kg，其次铁、钙、硫、铝、镁、钠等微量
元素的含量也比较高。
雪莲果多酚氧化酶活性在pH 6.0时达到最大，因
此在雪莲果加工过程中最好在pH 6.0以下的酸性条件
下进行，pH越小越好；或者在pH 6.0以上的碱性条件
下进行，pH越大越好。
雪莲果多酚氧化酶在30 ℃~55 ℃条件下，酶活性
较低，并且变化幅度较小，随着温度的升高，PPO活
性明显增大，在50 ℃~55 ℃之间，呈一条直线。PPO
活性越强，对雪莲果酶促褐变影响越大，因此当温度
小于50 ℃时，雪莲果的酶促褐变发生的速度最慢且变
化较小，是加工雪莲果块茎的最佳温度。
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