海帶(Laminariajaponica)是褐藻門(Phaeophyta)褐藻綱(Phaeophyceae)海帶目(Laminariales)海帶科(Laminariaceae)海帶屬(Laminaria)的一種帶狀海洋藻類。海帶中含有多種活性營(yíng)養(yǎng)成分，具有多種生理功效，如免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血糖和降血脂等，廣受消費(fèi)者青睞[1-2]。我國是海帶養(yǎng)殖生產(chǎn)大國，2020年我國海帶養(yǎng)殖面積為46 132 hm2，產(chǎn)量達(dá)1 651 573 t，產(chǎn)量居世界首位[3]。海帶加工方式分為粗加工和精深加工。海帶粗加工產(chǎn)品主要以鹽漬和淡干產(chǎn)品為主，約占海帶制品的80%，而精深加工主要是將海帶加工成食品以及進(jìn)行工業(yè)加工，少部分是作為農(nóng)業(yè)和醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行加工[4]。在加工貯藏過程中，海帶容易受到環(huán)境和加工方式等影響而呈黃褐色，色澤不佳會(huì)降低消費(fèi)者對(duì)海帶產(chǎn)品的購買欲，對(duì)海帶銷售不利。為了迎合消費(fèi)者的視覺需求，海帶產(chǎn)品需保持新嫩的草綠色，因此有必要了解海帶變色機(jī)理，從而探索海帶護(hù)綠的最佳方法，解決海帶的變色失綠問題，提升海帶產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)海帶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 海帶中的色素

海帶植物體由多細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞中的葉綠體含有各種色素。海帶色素大致可分為兩部分：葉綠素和類胡蘿卜素，兩種色素均是脂溶性色素[5]。葉綠素包括葉綠素a和葉綠素c，類胡蘿卜素包括褐藻黃素(巖藻黃素)、葉黃素和β-胡蘿卜素[6-7]。海帶的呈色是葉綠素和類胡蘿卜素呈色的綜合體現(xiàn)，葉綠素反射綠光因而呈現(xiàn)綠色[8]，褐藻黃素是褐藻區(qū)別于其他海藻的特征性類胡蘿卜素，在海帶目中該色素占類胡蘿卜素總含量的60%以上[9]。與有機(jī)溶劑相比，褐藻黃素在有機(jī)體內(nèi)具有更高的吸光值，掩蓋了葉綠素的顏色，這種光譜變化通常歸因于巖藻黃素和蛋白之間的特定結(jié)合，所以藻體呈現(xiàn)褐色而不是綠色[10]。

1.1 海帶中的葉綠素

光合作用中最重要的色素是葉綠素，葉綠素能夠吸收可見光，從而將獲得的能量用于碳水化合物的合成[8]。葉綠素核心部分是1個(gè)卟啉環(huán)，其是由4個(gè)吡咯類亞基通過次甲基橋(=CH-)連成的一個(gè)平面大環(huán)，環(huán)繞在環(huán)上的電子可以自由遷移，這增加了葉綠素獲得或失去電子的潛力，同時(shí)也解釋了它在酶、酸、氧、光和熱的存在下的不穩(wěn)定性[11]。平面大環(huán)中間與一個(gè)鎂離子(Mg2+)結(jié)合，Mg2+帶正電荷，與其相連的氮原子則帶負(fù)電荷，因而卟啉環(huán)具有極性和親水性，可以與蛋白質(zhì)通過非共價(jià)鍵結(jié)合在一起，蛋白質(zhì)能夠保護(hù)葉綠素免受細(xì)胞內(nèi)存在的有機(jī)酸的破壞。葉綠素另一部分是一個(gè)很長(zhǎng)的脂肪烴側(cè)鏈，稱為葉綠醇，該脂肪族鏈親脂，因而葉綠素具有脂溶性[12]。不同的葉綠素在吡咯環(huán)上含有不同的取代基團(tuán)，海藻中鑒定出的葉綠素c為葉綠素c1[13]，葉綠素a和葉綠素c1結(jié)構(gòu)如圖1所示，葉綠素c1同葉綠素a的差別在于沒有側(cè)鏈葉醇基，一般只有褐藻才存在葉綠素c。

注：a.葉綠素a；b.葉綠素c1。

同類囊體膜結(jié)合的色素-蛋白質(zhì)復(fù)合物主要有3種：光系統(tǒng)Ⅰ(PSⅠ)反應(yīng)中心色素蛋白復(fù)合物、光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應(yīng)中心色素蛋白復(fù)合物和捕光色素蛋白復(fù)合物(LHC)，同PSⅠ結(jié)合的捕光色素蛋白復(fù)合物記為L(zhǎng)HCⅠ，同PSⅡ結(jié)合的捕光色素蛋白復(fù)合物記為L(zhǎng)HCⅡ。與高等植物相比，針對(duì)褐藻PSⅠ和PSⅡ色素蛋白復(fù)合物的相關(guān)研究較少，但是無論是藻類還是高等植物，兩個(gè)光系統(tǒng)的反應(yīng)中心在進(jìn)化上具有一定的保守性。同高等植物相比，褐藻PSⅡ色素蛋白復(fù)合物的多肽分子量較大，但有結(jié)構(gòu)上的相似性和同源性[15]。褐藻LHC的N末端突出于葉綠體基質(zhì)中，C末端位于類囊體腔中。褐藻LHC具有3個(gè)α螺旋的跨膜區(qū)，其中第一和第三螺旋的氨基酸序列在植物界中高度保守，通過谷氨酸-精氨酸和精氨酸-谷氨酸鹽橋形成穩(wěn)定的X型空間結(jié)構(gòu)。α螺旋固定在類囊體的雙層磷脂膜上并通過非共價(jià)鍵與色素結(jié)合，第一和第三螺旋是葉綠素a的結(jié)合位點(diǎn)。在高等植物中，推測(cè)第二螺旋應(yīng)該是葉綠素b結(jié)合點(diǎn)，而在褐藻中則是葉綠素c的結(jié)合位點(diǎn)[16-17]。徐才哲等[18]參考菠菜LHCⅡ模型，建立三角褐指藻捕光色素蛋白復(fù)合物(巖藻黃素-葉綠素蛋白復(fù)合體，F(xiàn)CP)的三維結(jié)構(gòu)模型，F(xiàn)CP的模擬結(jié)構(gòu)與菠菜LHCⅡ結(jié)構(gòu)的重疊圖如圖2所示，圖中顯示FCP沒有2和5兩個(gè)螺旋，但是1、3和4三個(gè)跨膜螺旋幾乎與菠菜LHCⅡ的跨膜螺旋完全重合，長(zhǎng)度有差異，這預(yù)示FCP的三維空間結(jié)構(gòu)與菠菜LHCⅡ相似。綜上所述，褐藻和高等植物中色素-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)具有相似性，因而推測(cè)兩者的變色失綠現(xiàn)象具有相通的機(jī)理機(jī)制。

注：黃色代表菠菜LHC Ⅱ蛋白；紫色代表FCP蛋白；綠色代表結(jié)合的葉綠素；藍(lán)色代表氨基酸側(cè)鏈。

海帶葉綠素降解途徑可能如下：首先經(jīng)過脫鎂離子反應(yīng)，葉綠素a脫去Mg2+形成脫鎂葉綠素a(黃褐色)，接下來在脫鎂葉綠素水解酶(PPH)作用下發(fā)生脫植基反應(yīng)，脫去植基，生成脫鎂葉綠酸a(黃褐色)，降解途徑如圖3所示，脫鎂葉綠酸a單加氧酶PAO以脫鎂葉綠酸a為底物，通過催化氧原子的加入，使脫鎂葉綠酸a的卟啉環(huán)在C4-C5鍵氧化開環(huán)，生成紅色葉綠素降解產(chǎn)物(RCC)，導(dǎo)致綠色徹底喪失，最后在紅色葉綠素降解產(chǎn)物還原酶(RCCR)的作用下，生成無色具有藍(lán)色熒光的初級(jí)熒光葉綠素降解產(chǎn)物(PFCC)。由于PFCC不穩(wěn)定，最終在植物體內(nèi)迅速轉(zhuǎn)化為非熒光葉綠素代謝產(chǎn)物(NCCs)[14，19-20]。葉綠素c不容易發(fā)生脫鎂反應(yīng)，這是由C171和C172之間的雙鍵與卟啉大環(huán)上不同的不飽和排列相結(jié)合造成的，葉綠素在平面卟啉環(huán)上π-電子密度隨電子向C171雙鍵的轉(zhuǎn)移而降低，使葉綠素分子不那么靈活和完全共軛。同時(shí)葉綠素c缺乏葉醇基，因此只能生成葉綠酸c[13，21]。葉綠素在加工貯藏過程中如果受到長(zhǎng)時(shí)間的光照，則會(huì)發(fā)生光敏氧化反應(yīng)，即葉綠素吸收過量光能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿€態(tài)，然后通過電子將能量傳遞給氧等，氧接收電子后會(huì)產(chǎn)生單線態(tài)氧等活性氧從而破壞膜脂及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使葉綠素遭到破壞，變成無色[22]。

注：a.葉綠素a；b.脫鎂葉綠素a；c.脫鎂葉綠酸a。

當(dāng)細(xì)胞死亡后，葉綠素從色素-蛋白質(zhì)復(fù)合物脫離，形成不穩(wěn)定的游離葉綠素。在酸性條件下，氫離子(H+)會(huì)取代葉綠素分子中的Mg2+，發(fā)生脫鎂反應(yīng)，生成脫鎂葉綠素，使海帶失去綠色；對(duì)脫鎂反應(yīng)的分析表明，葉綠素能量比脫鎂葉綠素高，能量越高的物質(zhì)越不穩(wěn)定，脫鎂葉綠素的熱穩(wěn)定性比葉綠素高，因此脫鎂在能量上是有利的[21]。在稀堿溶液條件下，葉綠素比較穩(wěn)定，可發(fā)生皂化反應(yīng)，葉綠素生成葉綠素酸(鹽)、甲醇和葉綠醇，其中葉綠酸(鹽)為較穩(wěn)定的綠色化合物，但是堿性過強(qiáng)則會(huì)加速脫酯反應(yīng)使葉綠素分解(吸光值變小)[23]。在適當(dāng)條件下，根據(jù)路易斯酸堿理論和軟硬酸堿原則，作為交界堿的吡咯環(huán)與硬酸的Ca2+和Mg2+結(jié)合較不穩(wěn)定，而與屬于交界酸的銅離子(Cu2+)、亞鐵離子(Fe2+)和鋅離子(Zn2+)等結(jié)合才穩(wěn)定，因此可以用Cu2+、Zn2+和Fe2+等金屬離子置換葉綠素分子中的Mg2+，從而生成綠色長(zhǎng)期穩(wěn)定的金屬衍生物[24]。

1.2 海帶中的類胡蘿卜素

類胡蘿卜素是存在于植物和微生物中的色素，自然界中的類胡蘿卜素有600多種，海帶中的類胡蘿卜素主要有褐藻黃素、葉黃素和β-胡蘿卜素。其中最有價(jià)值的色素是褐藻黃素，是褐藻中重要的天然活性成分之一，在褐藻中的含量最高且只在褐藻及硅藻中發(fā)現(xiàn)有褐藻黃素的存在，海帶中巖藻黃素的含量約為47.5 mg/100 g(干重)，褐藻黃素在葉綠體中與葉綠素a和某些蛋白質(zhì)組成色素-蛋白質(zhì)復(fù)合體，其主要充當(dāng)葉綠素的輔助色素，吸收光能并將光能傳遞給葉綠素，并有助于光保護(hù)[9]。

類胡蘿卜素是由8個(gè)異戊二烯單位組成的碳?xì)浠衔锛捌溲趸苌飿?gòu)成的化合物，褐藻黃素的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。類胡蘿卜素分子最典型的特征是共軛雙鍵的系統(tǒng)中π電子在多烯鏈上有效地離域，π電子運(yùn)動(dòng)范圍變大。由于C=C鍵周圍的異構(gòu)性，類胡蘿卜素可能以不同的構(gòu)型存在。雙鍵周圍的構(gòu)型稱為E或Z，通常對(duì)應(yīng)于反式和順式，順式異構(gòu)體的熱力學(xué)穩(wěn)定性通常不如反式異構(gòu)體，這主要是由于相鄰的氫和甲基之間存在空間位阻。因此，類胡蘿卜素的反式形式在自然界中更為普遍。此外，圍繞單個(gè)C-C鍵旋轉(zhuǎn)也是可能的，因此類胡蘿卜素分子可以表現(xiàn)出多種形狀和構(gòu)象[25]。由于類胡蘿卜素含有高度共軛不飽和結(jié)構(gòu)，因此在高溫、氧、氧化劑和光等條件下極不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生熱降解、氧化和異構(gòu)化等反應(yīng)，從而使類胡蘿卜素分解、褪色和異構(gòu)化等[26]。

2 加工過程中海帶變色機(jī)理

海帶粗加工主要是通過熱燙和鹽漬后低溫貯藏或曬干制成半制品常溫貯藏，精深加工是將海帶加工成各種海帶制品或用于其他行業(yè)的加工。一般果蔬在加工和貯藏過程中綠色損失的原因主要為葉綠素降解和褐變反應(yīng)，褐變反應(yīng)包括酶促褐變和非酶促褐變。酶促褐變的發(fā)生需要酶、底物(酚類物質(zhì))和活性氧3個(gè)基本條件，起關(guān)鍵作用的酶主要有過氧化物酶和多酚氧化酶，海帶熱燙后可以殺滅組織中的酶，鹽漬過程中氯化鈉(NaCl)可以起到將氧從組織中反應(yīng)部位排除出去的作用，熱燙也能去除組織中的氧氣，同時(shí)多酚衍生物易被NaCl鹽析出來，使海帶組織中酚類底物大大減少[8，28]，因此海帶加工和貯藏過程中的酶促褐變反應(yīng)少。非酶褐變主要有焦糖化反應(yīng)、抗壞血酸反應(yīng)和美拉德反應(yīng)3種類型。在沒有氨基化合物存在的情況下，組織中的糖類受高溫影響脫去水分，生成焦糖，該反應(yīng)稱為焦糖化反應(yīng)。焦糖化的反應(yīng)溫度要求比較高，一般需要高于100℃才會(huì)發(fā)生，而在海帶的加工和貯藏過程中溫度均沒有超過100℃，因此推斷海帶不會(huì)發(fā)生該褐變反應(yīng)。抗壞血酸(維生素C)被氧化成為脫氫抗壞血酸，再經(jīng)脫水和脫羥基成為羥基糠醛，該物質(zhì)可聚合成為褐色物質(zhì)，該反應(yīng)稱為壞血酸反應(yīng)。海帶中含維生素C少，因此推斷該反應(yīng)也不是海帶褐變的原因。羰基化合物(還原糖類)與氨基化合物(蛋白質(zhì)類)經(jīng)縮合、聚合會(huì)生成黑色素，該反應(yīng)稱為美拉德反應(yīng)或羰氨反應(yīng)，溫度越高，美拉德反應(yīng)越快，海帶雖含有還原糖和蛋白質(zhì)，會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，但常溫下反應(yīng)慢[29-30]。綜上所述，海帶在加工過程中的呈色變化機(jī)理主要是由于葉綠素變化導(dǎo)致的。

2.1 熱燙

熱燙是指將蔬菜(切分或未切分的)用熱水、熱蒸汽或微波處理的方式進(jìn)行短時(shí)間的加熱，然后立即用冷水冷卻，目的是降低酶活，減少微生物作用，更好地保護(hù)蔬菜的色澤和質(zhì)地等[31]。熱燙處理是海帶加工過程中的關(guān)鍵步驟之一，將海帶熱燙處理后可發(fā)現(xiàn)，海帶顏色會(huì)由黃褐色迅速變成鮮綠色，這時(shí)需要立即終止熱燙進(jìn)行下一步加工，因?yàn)殡S著熱燙時(shí)間的增加，顏色又會(huì)逐漸變?yōu)楹稚Ｄ壳瓣P(guān)于熱處理對(duì)果蔬色澤等品質(zhì)特征影響的研究較多[32-33]，然而，關(guān)于熱加工處理對(duì)海帶色澤影響的研究卻鮮有報(bào)道，只能參考其他褐藻的熱燙色澤變化研究結(jié)果[34]。在熱處理過程中，細(xì)胞破裂和葉綠素的損失是綠色植物在熱處理過程中最明顯的損傷，色素含量的波動(dòng)是引起海帶色澤變化的主要因素之一。當(dāng)熱處理溫度高于60℃時(shí)，葉綠體發(fā)生解體，海帶中與葉綠素結(jié)合的蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致葉綠素-蛋白質(zhì)復(fù)合物解體，葉綠素被釋放，游離在細(xì)胞中，這可能是導(dǎo)致海帶在初期熱燙后呈現(xiàn)明顯綠色的主要原因。然而，擴(kuò)散在細(xì)胞中的葉綠素很不穩(wěn)定，容易受到環(huán)境中高溫、酸和光等的影響。隨著熱燙時(shí)間或者貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，海帶組織中滲出的有機(jī)酸，加速了H+取代葉綠素分子中的Mg2+，發(fā)生脫鎂反應(yīng)，從而使海帶逐漸失去了綠色。類胡蘿卜素在有氧條件下經(jīng)加熱處理(0～100℃)可發(fā)生熱氧化降解，產(chǎn)生揮發(fā)性和非揮發(fā)性化合物，從而發(fā)生降解[26]。褐藻黃素中的色素-蛋白質(zhì)復(fù)合體在高溫下會(huì)發(fā)生變性，色素-蛋白質(zhì)復(fù)合體之間的化學(xué)鍵被破壞，褐藻黃素吸光值減少，褐色變少，有利于葉綠素呈色[34]。

2.2 鹽漬

食鹽腌制是古老的食品保藏方法之一。海帶在熱燙冷卻后進(jìn)行鹽漬，在食用之前，腌制的海帶在淡水中漂洗，然后進(jìn)一步加工成海帶產(chǎn)品或直接銷售。鹽漬不僅能延長(zhǎng)海帶的儲(chǔ)存時(shí)間，而且在一定程度上保證了其形態(tài)及色澤。Li F等[35]用NaCl對(duì)菠菜葉綠素進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)NaCl存在時(shí)，熱處理后菠菜保留了更多的葉綠素，葉綠素的熱穩(wěn)定性提高，說明NaCl對(duì)葉綠素有很好的保護(hù)作用。這可能是由于NaCl會(huì)影響組織中的水活度(Aw)，而水活度與水的自由度相關(guān)，Aw值越低，水的結(jié)合度越高；當(dāng)NaCl濃度較高時(shí)，Aw值趨于較低并保持穩(wěn)定，Aw的降低說明水分子的結(jié)合增強(qiáng)了，NaCl對(duì)水分子的強(qiáng)結(jié)合作用使得溶液中的水電離作用減少，提供較少的H+，抑制了H+的取代反應(yīng)。另外，由于氧很難溶解于NaCl水溶液中，鹽漬可以阻止海帶中葉綠素光降解的發(fā)生。而且由于NaCl的滲透壓能有效抑制微生物對(duì)海帶的侵蝕，從而加強(qiáng)了海帶組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[36]。

2.3 干燥

新鮮海帶水分含量約為750～900 g·kg-1，具有較高的水活度，貨架期短，通常被曬干或者常規(guī)風(fēng)干以延長(zhǎng)其儲(chǔ)存時(shí)間，但曬干海帶由于長(zhǎng)時(shí)間的光照，色素嚴(yán)重流失，變成棕褐色[37]。葉綠素降解主要是由于光照產(chǎn)生自由基，自由基是具有未配對(duì)電子的分子，其可以從生物膜上的不飽和脂肪酸的亞甲基抽取一個(gè)氫原子而最終導(dǎo)致膜脂質(zhì)過氧化，對(duì)生物膜造成損傷，使活性氧中的小分子更容易進(jìn)入葉綠體，攻擊葉綠素卟啉大環(huán)雙鍵，促進(jìn)葉綠素降解[38]。Zhang M等[39]研究表明自由基是引起綠色蔬菜在干燥過程中褪色的主要原因。徐毅等[40]研究表明光照會(huì)引起青花椒體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，如超氧自由基(O2-)、過氧化氫(H2O2)含量增加，導(dǎo)致脂膜過氧化，使葉綠體膜脂肪酸比例的改變，從而導(dǎo)致葉綠素的降解。也有研究認(rèn)為葉綠素會(huì)發(fā)生光敏氧化，從而造成葉綠素的降解[22]。

3 護(hù)綠技術(shù)

目前海帶護(hù)綠技術(shù)較少且存在一些缺陷，海帶在加工和貯藏過程中失綠問題仍然存在，因此有必要探索更優(yōu)的護(hù)綠技術(shù)，其他果蔬在顏色保護(hù)這方面已有大量的研究，而果蔬的護(hù)綠技術(shù)和海帶的護(hù)綠技術(shù)具有相通的機(jī)理機(jī)制，因此可以參考其他果蔬的護(hù)綠技術(shù)對(duì)海帶進(jìn)行護(hù)綠。

3.1 短時(shí)熱燙處理法

熱燙是海帶加工過程中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，它關(guān)系著海帶的感官性狀，可以使海帶從黃褐色變成消費(fèi)者所喜愛的綠色，同時(shí)可以鈍化過氧化物酶、多酚氧化酶和與葉綠素降解相關(guān)的酶，殺滅微生物等[8]。劉倩等[32]對(duì)上海青進(jìn)行熱燙后，發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)熱燙條件下青菜的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，色澤也比較好。然而熱燙海帶的綠色保持不久，在光、熱和酸等環(huán)境中發(fā)生脫鎂反應(yīng)，很快會(huì)失去綠色，需要采取其他方法進(jìn)行下一步護(hù)色。但過度的熱燙處理也會(huì)造成果蔬中顏色和營(yíng)養(yǎng)成分的損失，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生較大的影響，劉園等[41]研究表明熱燙的時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使桃表面微觀結(jié)構(gòu)塌陷，質(zhì)構(gòu)下降，維生素C含量下降。因此，應(yīng)進(jìn)一步探討熱燙處理對(duì)海帶各項(xiàng)理化指標(biāo)的影響，通過優(yōu)化確定最佳的熱燙工藝條件。

3.2 鹽漬法

海帶鹽漬后呈鮮亮綠色，能較好地保持海帶綠色，而且保質(zhì)期較長(zhǎng)，不易受外界環(huán)境變化的干擾，易于長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期貯藏。王曉楠[42]通過比較不同加工方式對(duì)海帶色素的影響，結(jié)果表明海帶經(jīng)鹽漬后其色素含量與新鮮海帶相當(dāng)，說明鹽漬處理不會(huì)造成海帶色素含量的損失，可以用鹽漬的加工方式來長(zhǎng)期儲(chǔ)存海帶。Nisha P等[43]研究表明菠菜熱處理后添加2% NaCl能提高菠菜的堿性，從而減慢葉綠素的降解速度，因此對(duì)菠菜的綠色降解具有一定的抑制作用，從而達(dá)到護(hù)綠的目的。鹽漬海帶在洗脫鹽分進(jìn)行后續(xù)加工過程中葉綠素會(huì)因環(huán)境因素發(fā)生降解，還需采用其他的護(hù)色方式護(hù)綠。

3.3 低溫貯藏法

海帶在鹽漬后未進(jìn)行下一步加工前通常會(huì)被放入冷庫進(jìn)行低溫貯藏，一方面是低溫能夠?qū)нM(jìn)行保鮮，另一方面是海帶葉綠素在低溫度下較穩(wěn)定，這可能是因?yàn)榈蜏匾种屏艘恍釥C殘存的活性酶或細(xì)菌等對(duì)葉綠素的破壞作用，使葉綠素穩(wěn)定的時(shí)間延長(zhǎng)。薛占軍等[44]研究表明，與室溫貯藏相比，低溫冷藏能顯著抑制西蘭花色素的降解。劉振等[45]研究發(fā)現(xiàn)低溫貯藏延緩了芥藍(lán)貯藏過程中葉綠素的降解。雖然低溫冷藏能夠較好地保存葉綠素，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，葉綠素也會(huì)不可避免地發(fā)生降解。

3.4 調(diào)節(jié)pH值法

海帶在酸性條件中，葉綠素會(huì)發(fā)生脫鎂反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)中的卟啉環(huán)易被破壞從而失去綠色。但在稀堿條件下，海帶葉綠素會(huì)發(fā)生皂化反應(yīng)，葉綠素生成葉綠酸鹽和葉綠醇等，顏色保持綠色。潘柯伊等[46]研究pH對(duì)復(fù)綠海帶葉綠素穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)pH在6～9之間時(shí)，葉綠素相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)pH為8時(shí)即在微堿狀態(tài)下最穩(wěn)定。但這種堿處理法保綠時(shí)間不夠長(zhǎng)且堿性過大(pH>8)會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)成分的嚴(yán)重?fù)p失，海帶中的褐藻酸會(huì)轉(zhuǎn)化為可溶于水的褐藻酸鈉鹽而流失，同時(shí)海帶表皮易遭破損[47]。因此，可在海帶產(chǎn)品或熱燙水中加入適量磷酸鹽或者碳酸鹽(磷酸鹽和碳酸鹽均為GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中允許添加的食品添加劑[48])保持微堿性或中性，增強(qiáng)葉綠素的穩(wěn)定性，但經(jīng)這樣處理的海帶不耐貯藏和光照。

3.5 金屬離子取代護(hù)綠法

葉綠素分子中Mg2+與卟啉環(huán)之間的結(jié)合很不穩(wěn)定，因此在海帶加工過程中可以采用金屬離子置換葉綠素中的Mg2+或者脫鎂葉綠素中的H+，形成綠色的葉綠素金屬離子絡(luò)合物，該金屬衍生物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不容易變色。常用的金屬離子主要有Zn2+和Cu2+，它們都是人體必需的重要微量元素，Cu2+比Zn2+活性高，取代反應(yīng)速度快，但由于Cu2+過量會(huì)對(duì)人體有害，食品中的Cu2+也有嚴(yán)格的限量要求，而Zn2+允許量較高且Zn2+溶液為國標(biāo)中允許添加的食品添加劑[48]，因此加工生產(chǎn)上可以考慮使用Zn2+溶液來對(duì)海帶進(jìn)行護(hù)綠，但是要嚴(yán)格注意護(hù)綠后海帶中殘留的Zn2+含量[49]。在熱燙水中適量添加金屬離子，會(huì)改善護(hù)綠效果，因此可以將熱燙處理與金屬離子取代護(hù)綠兩種方法相結(jié)合。不過該法也有缺點(diǎn)，比如海帶口感變硬，這是因?yàn)榻饘匐x子可以和海帶中的多糖結(jié)合，改變了海帶的凝膠特性。劉啟蓮等[49]用不同金屬復(fù)綠液對(duì)干海帶進(jìn)行復(fù)綠，結(jié)果表明相比氯化鈣溶液，干海帶在醋酸鋅溶液中復(fù)綠5 min所得到的復(fù)綠效果更佳。

3.6 葉綠素衍生物染色護(hù)綠法

葉綠素衍生物是將葉綠素提取出來經(jīng)皂化反應(yīng)后再用金屬鹽取代卟啉中的Mg2+而得，主要有葉綠素銅鈉鹽、葉綠素鋅鈉鹽和葉綠素鐵鈉鹽等，這些均為天然的食品添加劑。用葉綠素衍生物對(duì)果蔬產(chǎn)品進(jìn)行染色，護(hù)綠效果遠(yuǎn)比金屬離子取代護(hù)綠法效果好，不僅色澤保持時(shí)間久，而且殘留的金屬離子含量低，該方法是目前較為提倡的護(hù)綠保色方法[50]。

3.7 抗氧化劑法

自由基會(huì)使葉綠素發(fā)生降解，因此可以通過加入抗氧化劑，減少自由基對(duì)葉綠素的攻擊，從而護(hù)綠，其作用機(jī)理是抗氧化劑可以釋放氫原子，而氫原子可與自由基結(jié)合，中和自由基，使自由基轉(zhuǎn)變成較穩(wěn)定的化合物。常用的抗氧化劑主要有茶多酚、特丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)、2，6-二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)、維生素C(VC)和維生素E(VE)等，這些抗氧化劑均為國標(biāo)中允許添加的食品添加劑[48]，但也需要嚴(yán)格注意其添加量，潘柯伊等[46]研究發(fā)現(xiàn)BHT、BHA、VC和VE都能顯著地提高海帶中葉綠素的穩(wěn)定性。BHT和TBHQ相比維生素成本較低，因此在海帶產(chǎn)品加工過程中可加入BHT和TBHQ，或者為了提高海帶產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)功效也可加入VC和VE。

3.8 高靜壓(HHP)處理法

近年來，HHP處理對(duì)果蔬色澤質(zhì)量的影響受到了廣泛的關(guān)注。HHP是一種創(chuàng)新的非熱處理工藝，可替代食品的熱巴氏殺菌。HHP處理可殺滅微生物和保持產(chǎn)品穩(wěn)定，而不影響產(chǎn)品的感官質(zhì)量[51]。多項(xiàng)研究表明HHP處理能使果蔬顏色保持良好，Wang R等[52-53]采用HHP處理綠色菠菜并對(duì)其相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行研究，結(jié)果表明HHP處理能較好地保持菠菜的視覺綠色(a值和L值)和穩(wěn)定葉綠素含量，且HHP處理后的樣品在儲(chǔ)存過程中保持綠色的效果優(yōu)于熱處理后的樣品，隨著壓力等級(jí)的增加(200 ～ 600 MPa)，這種積極作用更加明顯。Li F等[35]研究表明HHP處理協(xié)同NaCl處理葉綠素溶液，能使葉綠素的穩(wěn)定性和保留率都得到提高，目前HHP處理還未有在海帶護(hù)色方面的相關(guān)研究。

4 展望

海帶護(hù)綠是約束海帶加工的重要因素之一。眾所周知，海帶呈綠是由自身所帶有的葉綠素引起的，但目前關(guān)于海帶呈色和變色機(jī)理研究較少，需要對(duì)其機(jī)理做進(jìn)一步的研究，從而為開發(fā)新的護(hù)綠技術(shù)提供理論依據(jù)。目前海帶護(hù)綠技術(shù)尚未成熟，海帶在加工和貯藏過程中失綠問題仍然存在，護(hù)綠技術(shù)的研發(fā)對(duì)海帶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的作用，也有良好的市場(chǎng)前景。研究表明果蔬的護(hù)綠技術(shù)和海帶的護(hù)綠技術(shù)具有相通的機(jī)理機(jī)制，因此將葉綠素衍生物染色、高靜壓處理等果蔬的護(hù)綠技術(shù)應(yīng)用于海帶的護(hù)綠可能是今后海帶護(hù)綠的重要研究方向。

參考文獻(xiàn)：略

來源：漁業(yè)研究 2022年2期

作者：陳婷茹，王 茵，王曉玲，蘇 捷

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