全 文 ：园 艺 学 报 2012，39（11）：2258–2264 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2012–06–08；修回日期：2012–07–06
基金项目：美国加州大学国际科技合作项目 Research on Postharvest Safety Techniques of Fruits and Vegetables for Small-scale Specialty
Growers in China and California
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：wqgyyy@126.com）
热激处理抑制牛蒡鲜切片褐变的研究
冯岩岩，王庆国*
（山东农业大学食品科学与工程学院，山东泰安 271018）
摘 要：研究了热激处理对鲜切牛蒡褐变的影响及其抑制褐变的机理。结果表明，切后 50 ℃ 6 min，
55 ℃ 3 min 和切前 50 ℃ 10 min 3 种不同热激处理均较好地抑制了贮藏期间鲜切牛蒡的褐变。在 1 ℃，
未经处理的对照 3 d 就明显褐变。热激处理的牛蒡贮藏至 12 d 仍具有较好的色泽，且失水程度明显低于
对照，感官品质明显好于对照。热激处理抑制了苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、总酚含量和呼吸速率的上
升，是其延缓褐变的主要原因。
关键词：牛蒡；鲜切；褐变；热处理
中图分类号：S 631.9 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2012）11-2258-07

Studies on Heat Shock Inhibiting the Browning of Fresh-cut Burdock
FENG Yan-yan and WANG Qing-guo*
（College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an，Shandong 271018，China）
Abstract：The effects of heat shock treatments on controlling the browning of fresh-cut burdock and
its mechanism were discussed. The results showed that：All the three heat shock conditions obviously
delayed the browning of fresh-cut burdock during storage time. At 1 ℃，untreated control slices obviously
browned on day 3，but those treated with heat shock treatments still had good color till day 12，moreover，
their extent of dehydration was much lower and overall sensory quality was much better than control.
Inhibition in rise of the activity of phenylalanine aminolyase（PAL），the content of total phenols and the
respiration rate by heat shock treatment is the main reason for delaying browning.
Key words：burdock；fresh-cut；browning；heat shock

鲜切蔬菜是供消费者即食或餐饮业即时烹调的加工产品（Nobile et al.，2009），具有新鲜、方便、
100%可食等优点，但鲜切蔬菜在加工和贮藏过程中组织发生褐变和微生物繁殖生长是影响其质量的
主要问题，如何防止产品褐变和抑制微生物生长是延长产品货架期的关键（Emma et al.，2002；郑
林彦 等，2005；Oms-Oliu et al.，2008）。
牛蒡为菊科 2 年生草本植物，可药食两用，被视为强身健体，防病治病的保健蔬菜（徐莉，2008），
保鲜牛蒡及其切割产品是我国重要的出口蔬菜加工商品，近年来国内市场销量也明显增长。切割牛
蒡在加工中主要的质量问题是褐变，严重影响其外观品质（Ishimaru et al.，2004）。牛蒡中含有大量
的儿茶酚和酪氨酸等酚类化合物，切割后，这些化合物在多酚氧化酶（PPO）的催化下被空气氧化

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成醌、邻醌，再进一步氧化聚合生成褐色至黑色素（或类黑精）（Jang & Moon，2011）。
热处理是新鲜果蔬采后病害控制，品质保持的一种有效的物理保藏方法，无毒、高效、经济、
安全。近年来，国内外有以杧果（Tassadit et al.，2010）、苹果（魏敏，2011）、桃（Athanasios et al.，
2008）、青花菜（Lemoine et al.，2009）、芹菜（Julio et al.，2003）等为材料进行热处理保藏的研究，
并已取得初步成果。
本试验中探讨了热激处理对鲜切牛蒡褐变的影响，同时研究其抑制褐变的机理，旨在为生产上
鲜切牛蒡褐变控制提供技术和理论支持。
1 材料与方法
新鲜牛蒡购自山东潍坊长江农业有限公司。
选择品质好，无裂纹，无病斑，无机械伤，不糠心，不老化，粗细均匀，直径在 3 cm 左右的牛
蒡为试验原料。清洗、去皮后，进行切割前热处理和切割后热处理。处理条件根据预备试验结果确
定。
切后热处理：将约 3 mm 厚牛蒡切片放入 55 ℃热水中处理 3 min 和 50 ℃热水中处理 6 min，
然后冷却。
切割前热处理：将去皮牛蒡放入 50 ℃的热水中处理 10 min 后，冷却切片（约 3 mm 厚）。以切
后浸入清水 5 min 为对照。
对照和各处理切片从冷却水中捞出沥干后，装入聚乙烯袋中，袋口折叠，每个处理 3 袋，每袋
500 g，以备品质评定和酶、酚、呼吸的测定。另外每个处理及对照分别取 200 g 切片 3 份，装于 3
个聚乙烯袋中密封保存，供测袋内 O2 和 CO2 浓度。所有鲜切牛蒡均于 1 ~ 2 ℃的恒温箱中贮藏。
贮藏期间每 3 d 进行各项指标的测定。
感官评定：每种处理中随机取出 15 片，按照评分标准（孙慧，1991；Alley & Ling，1999）进
行评定。总的质量评分：9 = 极好，7 = 好，5 = 一般，3 = 较差，1 = 完全劣变；褐变、脱水和腐
烂的评分：1 = 无，2 = 低度（面积 < 5%），3 = 中度（面积 5% ~ 20%），4 = 较严重（面积 20% ~
50%），5 = 极度严重（面积 > 50%）。
多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性测定参照陈建勋和王
晓峰（2002）的方法略有改动，相对活力单位（U）定义为每分钟 A 值变化 0.01。
总酚含量测定参照朱广廉等（1990）的方法，以没食子酸做标准曲线。
呼吸速率的测定采用静止法（汤章诚，1999）。
袋内气体成分变化用 PBI-940437B 气体分析仪跟踪测定，在 1 ~ 2 ℃的条件下每天测定 1 次。
2 结果与分析
2.1 热处理对牛蒡鲜切片感官质量的影响
试验过程中，对照和各处理切片均未出现腐烂。切片褐变主要表现为出现不规则红色，最初颜
色较浅，随着贮藏时间的延长颜色逐渐加深，面积扩大，最终导致品质严重下降。从鲜切牛蒡贮藏
12 d 时的颜色（图 1）可以看出，各热处理颜色均明显好于对照。切前 50 ℃ 10 min 处理鲜切牛蒡
几乎有一半出现红变，而另一半则基本没有颜色变化，保持了较好的品质。切后 50 ℃ 6 min 处理
有少量切片边缘出现红变，切后 55 ℃ 3 min 处理基本没有颜色变化，效果最好。
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图 1 牛蒡鲜切片贮藏 12 d 时的颜色变化
Fig. 1 Changes in color of fresh-cut burdock on the 12th day

如图 2，A 所示，对照在 3 d 时出现中度褐变，品质变劣，而各处理在整个过程中褐变低于对照
（P < 0.05），各热处理之间差别不显著。结果说明热处理对鲜切牛蒡褐变有较好的抑制作用。
切片表面失水情况如图 2，B 所示。贮藏过程中，对照失水较严重，各热处理在 9 d 时开始失水，
各处理与对照差异性显著（P < 0.05），但各处理之间差异不显著。说明热处理可抑制切片表面失水，
并不会造成产品脱水而影响产品品质。

图 2 贮藏过程中感官褐变程度、失水程度及感官总体评价
Fig. 2 Subjective browning degree during storage，subjective water loss during storage and
total subjective evaluations during storage
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热处理对鲜切牛蒡总体感官品质的影响如图 2，C 所示。与对照相比，切前和切后热处理均能
很好地保持鲜切牛蒡的感官品质。对照贮藏前期，感官品质急剧下降，贮藏至 3 d 时总体评分降至
4 分以下，失去销售价值。切前及切后热处理贮藏至 12 d 后，感官评定分值仍高于 4 分，且两者差
异不显著。切后 6 min 与 3 min 相比，贮藏前期 6 min 热处理的效果较好，贮藏 7 d 之后 3 min 的效
果好于 6 min。
2.2 贮藏过程中牛蒡鲜切片 PPO、POD 和 PAL 活性变化
从图 3，A 可以看出，对照和热处理鲜切牛蒡 PPO 活性在贮藏过程中变化趋势基本一致，均呈
现先降低后升高的趋势。其中，热处理 PPO 活性要高于对照，但其褐变程度显著低于对照，这说明
鲜切牛蒡褐变中，PPO 可能不起主导作用。
从图 3，B 可以看出，在切割后的贮藏过程中 POD 活性变化趋势趋于一致，与对照相比，热处
理 POD 活性均高于对照。各处理之间差异不显著。本试验结果表明，POD 活性的变化与牛蒡的褐
变并无显著性差异，结合以上研究结果可以判断 POD 不是牛蒡褐变的关键酶。
PAL 活性常作为褐变的指标。从图 3，C 可以看出，整个贮藏过程中各组 PAL 活性大致呈现先
升后降的趋势。与对照相比，热处理抑制 PAL 活性，并降低活性高峰（P < 0.05），50 ℃ 3 min 处
理的 PAL 活性最低。说明 PAL 在鲜切牛蒡褐变中是关键的酶。


图 3 贮藏过程中牛蒡鲜切片 PPO、POD 和 PAL 活性的变化
Fig. 3 Changes in PPO，POD and PAL activity in fresh-cut burdock during storage

2.3 贮藏过程中牛蒡鲜切片总酚含量的变化
从图 4 可以看出，对照和热处理鲜切牛蒡的总酚含量在贮藏期间都表现出先降低后升高的趋势。
贮藏初期，热处理总酚含量高于对照，但贮藏至 3 d 后显著低于对照（P < 0.05）。结合前面所述热
激处理与对照的褐变程度差异，说明热处理抑制褐变与相对降低总酚含量有关。酚类物质的减少，
有利于减轻褐变。
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2.4 贮藏过程中牛蒡鲜切片呼吸速率的变化
如图 5 所示，热处理呼吸速率呈现先下降后上升又下降的变化趋势，贮藏 3 ~ 6 d 显著低于对照
（P < 0.05），至 9 d 后与对照差异不显著。结果表明热处理对鲜切牛蒡呼吸强度有一定的抑制作用。



图 4 贮藏过程中牛蒡鲜切片总酚含量的变化 图 5 贮藏过程中牛蒡鲜切片呼吸速率的变化
Fig. 4 Changes of total phenols in fresh-cut Fig. 5 Changes of respiration rate in fresh-cut
burdock during storage burdock during storage

2.5 贮藏过程中牛蒡鲜切片包装袋内 O2 和 CO2 的变化
如图 6 所示，与对照相比，而处理包装袋内 O2 浓度较高，CO2 浓度较低，说明其代谢活性受到
抑制，这与呼吸速率的测定结果一致。



图 6 贮藏过程中牛蒡鲜切片包装袋内气体成分的变化
Fig. 6 Changes of gas composition in packing bag of fresh-cut burdock during storage
3 讨论
本试验中从总体感官评定、褐变度、失水程度来看，热激处理对于控制牛蒡的褐变和保持品质
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有较好的效果。
植物中的 PPO 常以非活性状态存在，这种潜伏形式的酶可以因外界刺激而活化，使酶构象发生
变化，解除对活化中心的屏蔽，从而使酶具有活性（王清，2003）。前人研究结果表明，50 ℃ 60 min
热烫处理抑制了马铃薯块茎中 PPO 的活性，同时也降低了 PPO 对底物的亲和能力（Ahmet，2002），
作者把 PPO 动力学性质的变化归因于具有高的底物专一性、又对热不稳定部分结构的改变。本试验
结果可能说明热激处理促进了酶的活性，表明 PPO 在牛蒡的褐变中不起关键作用。
研究证明 POD 也参与酚类物质的氧化与褐色物质的形成（Tao & Zhang，2007），与果蔬褐变相
关（Florence & Frederic，1997）。项丽霞（2006）研究表明，45 ℃热空气处理较好地抑制了莲藕表
皮 PPO 和 POD 活性的上升，降低了表皮褐变指数。但本试验中 POD 活性的变化与牛蒡的褐变并无
显著性差异，这可能因不同植物材料而异。
热激处理能明显抑制鲜切牛蒡 PAL 活性，进而抑制酚类物质合成，降低了总酚含量，减少了酚
酶氧化反应的底物，使褐变减轻。说明 PAL 在鲜切牛蒡褐变中是催化酚类合成的关键酶。热水处理
可抑制鲜切莴苣（Saltveit，1997）和芹菜（Julio et al.，2003）中 PAL 活性和总酚含量的升高，并
显著抑制褐变。热空气处理香蕉（Chanattika et al.，2009）对表皮褐斑具有很好的控制作用，在贮
藏过程中热激处理的 PAL 活性受到抑制。本试验结果与前人关于褐变与 PAL 酶活性相关的研究结
果一致。
呼吸速率反映果蔬呼吸代谢的强度，通常采用控制呼吸作用的措施，可减轻褐变，延长保质期
（王欣 等，2011）。本试验中热激处理抑制了鲜切牛蒡呼吸速率，使组织代谢活性减弱，可能与其
抑制褐变有关。

References
Ahmet Y. 2002. Control of polyphenol oxidase in whole potatoes by low temperature blanching. Eur Food Res Technol，214：313–319.
Alley E W，Ling Q. 1999. Quality of fresh cut produce. Postharvest Biol Technol，15 (1)：201–205.
Athanasios K，Grigorios D，Evangelos S. 2008. The effect of heat treatment on quality retention of fresh-cut peach. Postharvest Biology and
Technology，48：30–36.
Chanattika K，Saichol K，Wouter G D. 2009. Effect of heat treatment on ripening and early peel spotting in cv. Sucrier banana. Postharvest Biology
and Technology，52：288–293.
Chen Jian-xun，Wang Xian-feng. 2002. Plant physiology experiment. Guangzhou：South China University of Technology Press. (in Chinese )
陈建勋，王晓峰. 2002. 植物生理学试验指导. 广州：华南理工大学出版社.
Emma C，Juan A T，Maria I G. 2002. Phenolic compounds and related enzymes are not rate-limiting in browning development of fresh-cut potatoes.
Agricultural and Food Chemistry，50：3015–3023.
Florence C R F，Frederic A G. 1997. Oxidation of chlorogenic acid，catechins，and 4-methylcatechol in model solutions by combinations of pear
（Pyrus communis cv. Williams）polyphenol oxidase and peroxidase：Apossible involvement of peroxidase in enzymatic browning. Agric Food
Chem，45：2472–2476.
Ishimaru M，Kagoroku K，Chachin K，Imahori M，Ueda Y. 2004. Effects of the storage conditions of burdock root on the quality of heat-processed
burdock sticks. Scientic Horticulturae，101(1–2)：1–10.
Jang J H，Moon K D. 2011. Inhibition of polyphenol oxidase and peroxidase activities on fresh-cut apple by simultaneous treatment of ultrasound and
ascorbic acid. Food Chemistry，124：444–449.
Julio G，Loaiza V，Mary E，Mangrich，Reinaldo C V，Mikal E，Saltveit. 2003. Heat shock reduces browning of fresh-cut celery petioles. Postharvest
Biology and Technology，27：305–311.
Lemoine M L，Pedro C，Alicia C，Gustavo M. 2009. Hot air treatment delays senescence and maintains quality of fresh-cut broccoli florets during
refrigerated storage. LWT-Food Science and Technology，42：1076–1081.
2264 园 艺 学 报 39 卷
Nobile D M A，Conte A，Scrocco C，Brescia I. 2009. New strategies for minimally processed cactus pear packaging. Innovat Food Sci Emerg
Technol，10：356–362.
Oms-Oliu G，Odriozola-Serrano I，Soliva-Fortuny R，Martín-Belloso O. 2008. The role of peroxidase on the antioxidant potential of fresh-cut‘Piel
de Sapo’melon packaged under different modified atmospheres. Food Chem，106：1085–1092.
Saltveit M E. 1997. Physical and physiological changes in minimally processed fruits and vegetables // Tomás-Barberán F A，Robins R J.
Phytochemistry of fruits and vegetables. Oxford，UK：Clarendon Press：205–220.
Sun Hui. 1991. Quality keep technology in processing and flow of cutting vegetables. Food Science，(2)：12–18. (in Chinese)
孙 慧. 1991. 切割蔬菜在加工流通过程中的品质保持技术. 食品科学，(2)：12–18.
Tang Zhang-cheng. 1999. The modern plant physiology experiments guide. Beijing：China Science Press. (in Chinese)
汤章诚. 1999. 现代植物生理学试验指南. 北京：中国科学出版社.
Tao F，Zhang M. 2007. Effect of vacuum cooling on physiological changes in the antioxidant system of mushroom under different storage conditions.
Journal of Food Engineering，79：1302–1309.
Tassadit D，Florence C，Murillo F J，Heloisa F，Marie-Noelle D C，Huguette S. 2010. Combined effects of postharvest heat treatment and chitosan
coating on quality of fresh-cut mangoes（Mangifera indica L.）. Food Science and Technology，45，849–855.
Wang Qing. 2003. Studies on the Regularity of PPO activity of potatoes and the anti-wounded-browning genetic engineering for tubers [M. D.
Dissertation]. Lanzhou：Gansu Agricultural University. (in Chinese)
王 清. 2003. 马铃薯 PPO 活性变化规律及抗块茎损伤褐化的基因工程研究[硕士论文]. 兰州：甘肃农业大学.
Wang Xin，Zhou Chun-mei，Liu Bao-lin，Wang Xin，Lei Lei，Tang Hui-ming，Sun Yan-min. 2011. The influences of initial O2 and CO2 ratio on
the quality of white hypsizygus marmoreus during MAP storage at room temperature. Food and Fermentation Industries Editorial Staff，37 (6)：
206–211. (in Chinese)
王 欣，周春梅，刘宝林，王 欣，雷 磊，唐惠明，孙燕敏. 2011. 初始气体比例对白玉菇常温气调贮藏品质的影响. 食品与发酵工
业，37 (6)：206–211.
Wei Min. 2011. Study on enzymatic browning and quality control techniques of fresh-cut apples[M. D. Dissertation]. Yangling：Northwest A & F
University. (in Chinese)
魏 敏. 2011. 鲜切苹果酶促褐变及品质控制技术研究[硕士论文]. 杨凌：西北农林科技大学.
Xiang Li-xia. 2006. Effects of heat shork treatment，cysteine，GA3 and vacuum treatment on quality and epidermis browning in lotus root during
storage[M. D. Dissertation]. Wuhan：Huazhong Agricultural University. (in Chinese)
项丽霞. 2006. 热处理、半胱氨酸、赤霉素、真空处理对莲藕品质及表皮褐变的影响[硕士论文]. 武汉：华中农业大学.
Xu Li. 2008. Study on the browning inhibition technology for fresh-cut root and tuber vegetabies[M. D. Dissertation]. Tai’an：Shandong Agricultural
University. (in Chinese)
徐 莉. 2008. 鲜切根、茎类蔬菜褐变控制技术的研究[硕士论文].泰安：山东农业大学.
Zheng Lin-yan，Han Tao，Li Li-ping. 2005. The present situation of study on fresh-cut products. Food Science，26 (Supplement 1)：125–127. (in
Chinese)
郑林彦，韩 涛，李丽萍. 2005. 国内切割果蔬的保鲜研究现状. 食品科学，26 (增刊 1)：125–127.
Zhu Guang-lian，Zhong Hai-wen，Zhang Ai-qin. 1990. Plant physiology experiment. Beijing：Peking University Press. (in Chinese)
朱广廉，钟海文，张爱琴. 1990. 植物生理学试验. 北京：北京大学出版社.