不同保鲜包装对天麻贮藏生理和效果的影响

孙海燕,马　骏,钟爱民,李新生,张晓宏,张　鹤

(1. 陕西理工学院陕西省资源生物重点实验室,陕西汉中 723000;2.陕西理工学院,生物科学与工程学院,陕西汉中 723000;3.国家农产品保鲜工程技术研究中心秦巴地区保鲜工作站,陕西汉中 723000;4.陕南秦巴山区生物资源综合开发协同创新中心，陕西汉中 723001；5.国家农产品保鲜工程技术研究中心,天津 300384;6.四川赤健中药科技有限公司,四川广元 628000)



不同保鲜包装对天麻贮藏生理和效果的影响

孙海燕1,2,3,4,马骏3,5,钟爱民6,李新生1,2,3,4,张晓宏6,张鹤3,5

(1. 陕西理工学院陕西省资源生物重点实验室,陕西汉中 723000;2.陕西理工学院,生物科学与工程学院,陕西汉中 723000;3.国家农产品保鲜工程技术研究中心秦巴地区保鲜工作站,陕西汉中 723000;4.陕南秦巴山区生物资源综合开发协同创新中心，陕西汉中 723001；5.国家农产品保鲜工程技术研究中心,天津 300384;6.四川赤健中药科技有限公司,四川广元 628000)

为探究天麻的保鲜技术,以汉中天麻(GastrodiaelataBl)为试材,选取PE20、PE30、PE40和抗菌四种保鲜袋包装天麻,常温贮藏。每8 d测试比较天麻失重率、腐烂指数、呼吸强度、蛋白质、总糖和天麻素含量指标的变化,结果表明,PE20保鲜袋对天麻的保鲜效果最佳,在贮藏过程中有效地防止了天麻的失水萎蔫和腐烂,抑制了天麻呼吸强度的上升,较好地控制了天麻蛋白、总糖和天麻素含量的损失,延长天麻贮藏期至65 d,保鲜效果较好。该研究结果可为天麻低温贮运保鲜提供参考。

天麻,保鲜袋,贮藏

天麻(GastrodiaelataBl)又称赤箭、定风草、独播芝等,为兰科多年生异养寄生植物,是我国传统的常用名贵中药材[1],被历版《中国药典》所收录[2]。天麻素及其苷元是天麻中主要活性成分,具有镇静、镇痛、安眠等功效[3]。世界上只有亚洲东部的中国、朝鲜、日本,以及前苏联远东地带出产天麻,但产量以中国最多,主要分布于云南、四川、陕西、湖北、河南、吉林、台湾和西藏等地[4]。目前天麻主要作为药材使用,市场上几乎没有鲜食天麻。这主要是由于天麻采收期集中且短,而且鲜天麻极易腐烂,不耐贮藏,常温一般放置5～7 d。因此,天麻保鲜贮藏的技术难关已成为鲜食天麻在市场上流通的瓶颈。

国内外有关鲜食天麻贮藏保鲜的研究报道较少,国内仅王晶宇[5]和王文艳[6]对其贮藏保鲜技术进行了一些初步研究,主要是对鲜食天麻的贮藏工艺及鲜食天麻与传统干制天麻的贮藏生理进行了比较。迄今为止,鲜食天麻贮藏期间的品质变化规律研究仍属空白,使得其贮藏保鲜研究缺乏理论基础。该实验选取汉中鲜天麻为实验材料,首次研究保鲜袋贮藏天麻的品质变化,以期为鲜食天麻的产业化贮藏提供理论依据和技术指导。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜天麻产自汉中略阳,采收当天运回实验室,选用大小均一,无机械伤,无病虫害的天麻;四种不同规格的保鲜袋:PE20:0.02 mm PE袋;PE30:0.03 mm PE袋;PE40:0.04 mm PE袋;抗菌保鲜袋:0.04 mm PVC袋以上保鲜袋由国家农产品保鲜工程技术研究中心提供;考马斯亮蓝G-250、氢氧化钠、草酸、磷酸、浓硫酸均为分析纯,天津市津东天正精细化学试剂厂;蒽酮南京森贝伽生物科技有限公司;牛血清蛋白南京森贝伽生物科技有限公司;葡萄糖中国食品药品检定研究院;天麻素中国食品药品检定研究院,以上均为标准品;乙醇(色谱级)南京化学试剂有限公司；蒸馏水。

电热恒温鼓风干燥箱DHG-9055A型上海一恒科技有限公司;小型粉碎机ZN-02型北京兴时利和科技发展有限公司;pH计PHS-3D上海仪电科学仪器股份有限公司;数显恒温水浴锅HH-6型国华电器有限公司;超高效液相色谱仪,带PDA检测器,色谱柱为Inertsil ODS-3C18柱(150 mm×4.6 mm,5 μm)美国Waters公司;紫外-可见分光光度计SHIMADZUUV-2550型日本岛津;电子天平AL204型梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;UTM4104/UTM6104电子万能实验机深圳三思纵横科技股份有限公司;W301水蒸气透过率测试仪深圳三思纵横科技股份有限公司。

1.2实验方法

1.2.1保鲜袋物理性能指标测试

1.2.1.1保鲜袋的力学性能测试在室温下,对不同的保鲜袋进行力学性能测试。其中,厚度测试,按照GB/T 6672-2001[7]执行;拉伸强度与断裂伸长率,按照GB/T 1040.3-2006[8]执行。

1.2.1.2保鲜袋的阻隔性能测试在室温下,对不同的保鲜袋进行阻隔性能测试。其中透湿率,按国标GB/T 16928-1997[9]执行,在温度38 ℃,相对湿度85%的环境下执行;透氧率,按照GB/T 1038-2000[10]塑料薄膜透气性实验方法执行。

1.2.2保鲜天麻的处理用清水冲洗干净天麻,晾干后分别放入如下四种不同规格的保鲜袋中:PE20:0.02 mm PE袋;PE30:0.03 mm PE袋;PE40:0.04 mm PE袋;抗菌保鲜袋:0.04 mm PVC袋。每袋处理盛装天麻1000 g,每处理设3次重复,同时设CK处理,即用常规塑料袋包装。所有处理均贮藏于室温条件下,定期测定各处理的生理生化指标及贮藏效果。

1.2.3天麻生理指标测定

1.2.3.1天麻失重率测定称重法[11]。

结果按照式(1)计算:

式(1)

其中,M1:采收当天新鲜天麻质量(g);M2:实验当天称量天麻的质量(g)。

1.2.3.2天麻腐烂指数测定以天麻表面出现腐烂面积为果实腐烂的辨别依据。天麻的腐烂程度,根据果实表面腐烂面积的大小,可以划分为4级[12]。

天麻腐烂分级:0级:果实完好,无任何病斑,可售;1级:果实腐烂面积5%,出现1～2个病斑点在天麻表面、硬度基本不变,可售;2级:果实腐烂面积6%～15%,表面出现多个病斑点,斑点面积变大,软化,表面有较少面积长白毛;3级:果实腐烂面积16%～25%;4级:腐烂面积达到25%以上。

结果按照式(2)计算:

式(2)

1.2.3.3天麻蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质含量,参考文献[13]测天麻蛋白质。

1.2.3.4天麻呼吸强度测定静置法[14]。结果按照式(3)计算:

式(3)

其中,N-为草酸的当量浓度(mol/L);W-样品质量(g);h-时间(h);44-为CO2的毫克当量;V1-空白组消耗草酸的体积(mL);V2-实验组消耗草酸的体积(mL)。

1.2.3.5天麻素含量测定参考《中华人民共和国药典》2010年版天麻质量标准[15]。高效液相法测定,确定色谱柱为InertsilODS-3C18柱(150mm× 4. 6mm,5μm);流动相:乙腈:0.1%磷酸(2∶98,V/V);流速:1.0mL/min;检测波长:220nm;柱温:30 ℃;进样量:10μL。理论塔板数按天麻素峰计算应不低于2000。

1.2.3.6天麻总糖含量测定采用硫酸-蒽酮比色法[16]。

1.2.3.7数据统计全部实验数据用MicrosoftExcel2003进行统计处理,计算标准偏差(±SE)。

2　结果与分析

2.1保鲜袋物理性能指标测定结果

2.1.1抗菌袋测定结果抗菌保鲜袋是将安全、缓释、广谱的无机抗菌材料,经特殊工艺处理后,以填料的形式添加到保鲜袋中,来替代各种化学防腐保鲜剂的保鲜袋。本次实验测定了抗菌袋的物理性能参数,如表1所示。

表1　抗菌袋的物理性能参数

注:*:CK为普通保鲜袋;表2、表3同。

由表1可知,抗菌袋的透氧率和透湿系数比常规保鲜袋要好。其物理机械强度指标符合国家轻工业局标准QB1260-91[17]的性能要求:纵向拉伸强度≥13 MPa,横向拉伸强度≥11 MPa,断裂伸长率(纵向和横向)均≥140%。透湿系数、透氧率符合实验要求。

2.1.2PE保鲜袋测定结果PE保鲜袋是用聚乙烯为主要材料做成的保鲜袋,在果蔬保鲜上得到大量应用,除此以外,PE保鲜袋也可盛装油性食物和高温食物,但温度不超过110 ℃,使用范围非常广泛。

2.1.2.1力学性能测试力学性能好坏是判断材料相熔性大小及机械性能的重要指标之一,不同厚度的保鲜袋力学性能测试结果见表2。

表2　PE保鲜袋力学性能测试结果

由表2可知,PE保鲜袋厚度越厚其拉伸效果就越好,PE40最好,其断裂伸长率也远远大于其他保鲜袋;PE20的拉伸强度和断裂伸长率最差,在实际的储存中承受的重量较小。

2.1.2.2透氧和透湿性能分析PE保鲜袋的透氧率和透湿系数如表3所示。

表3　PE保鲜袋透氧率和透湿性能

由表3可知,PE保鲜袋的透氧率和透湿系数与厚度有直接相关性,袋子越厚其透湿系数越低,透氧率越高。PE保鲜袋的透氧量和透湿性能在很大程度上影响贮存果蔬的水分蒸发和呼吸作用,是决定果蔬储存时间的重要因素之一。

2.2保鲜袋对天麻保鲜效果分析

2.2.1天麻失重率的变化由图1可以看出,用保鲜袋包装处理的天麻失重率比不做任何处理的天麻失重率低,说明保鲜袋对抑制天麻的水分蒸散有明显效果;在第65 d时PE20、PE30、PE40和抗菌保鲜袋贮藏的天麻失重率分别为2.24%、2.17%、1.40%、2.52%,抗菌保鲜袋贮藏的天麻的失重率比PE保鲜袋的失重率略高,但不明显。保鲜袋包装处理的天麻总体失重率都很低,是实际贮藏过程中可接受的程度。

图1　天麻失重率随时间的变化图Fig.1　Gastrodia elata water loss rate of variation over time

2.2.2天麻腐烂指数的变化由图2可以看出,用保鲜袋处理的天麻腐烂指数明显低于对照组,对照组天麻在第8 d开始有明显的萎缩和腐烂现象,腐烂指数达到4级,PE30和PE40保鲜袋在第17 d时未出现腐烂,但PE40保鲜袋和抗菌袋内壁开始有明显结露现象出现,各组保鲜袋包装处理的天麻在第35 d时腐烂指数开始增加,35 d时保鲜袋包装处理的天麻腐烂等级最大为1级,腐烂指数1.2,比对照组腐烂指数低2.8,说明保鲜袋对天麻腐烂有明显的抑制作用。腐烂指数<2,均可以作为商品在市场上销售[18],在天麻贮藏到65 d时,只有PE20保鲜袋贮藏的天麻腐烂指数<2,所以PE20保鲜袋贮藏天麻效果最好。

图2　天麻腐烂指数随时间的变化图Fig.2　Gastrodia elata decay index of variation over time

2.2.3天麻蛋白质含量的变化天麻蛋白质是天麻的主要营养物质,具有抑制霉菌生长、抗真菌等作用[19]。天麻蛋白质含量随贮藏时间的变化如图3所示。

图3　天麻蛋白质含量随时间的变化图Fig.3　Change in the protein content of Gastrodia elata of variation over time

由图3可知,在65 d贮藏时间内,天麻蛋白质含量整体均呈下降趋势,其中CK组天麻蛋白下降最快,由最初的6.28%下降至2.46%,损失率达60.83%,保鲜袋包装处理天麻下降较慢,第65 d时,PE20保鲜袋中的天麻下降至4.68%,损失率达25.48%,由此可知PE20损失率最低,保鲜效果最好。

2.2.4天麻呼吸强度的变化呼吸作用会消耗果蔬体内营养成分,使其品质下降,缩短贮藏寿命。因此,控制果蔬采后呼吸作用,已成为果蔬贮藏保鲜技术的关键。鲜食天麻在贮藏过程中的呼吸强度变化规律如图4所示。

图4　天麻呼吸强度随时间的变化图Fig.4　Gastrodia elata respiration intensity of variation over time

由图4可以看出,天麻呼吸强度呈先上升后下降趋势,这种趋势符合跃变型果实呼吸强度特征,因此初步认定天麻为呼吸跃变型果实。第8 d时CK组呼吸强度达到最大值为62.5 mg·kg-1·h-1,随后急速下降,到第65 d时,呼吸强度降至32.6 mg·kg-1·h-1;而保鲜袋包装处理天麻在第17 d呼吸强度达到最大,其中PE20保鲜袋贮藏的天麻的呼吸强度最小值为47.5 mg·kg-1·h-1,随后下降,到第65 d时呼吸强度降至20.5 mg·kg-1·h-1,其呼吸强度显著低于CK组天麻(p<0.05),说明保鲜袋包装处理天麻可以在一定程度上抑制天麻的呼吸,由以PE20保鲜袋抑制效果要好。

2.2.5天麻素含量的变化天麻素是天麻中的主要药理活性成分,也是天麻活性成分中含量最高的有效单体成分,天麻素具有镇痛催眠、抗癫痫、保护神经元细胞和抗氧化、抗炎、增强机体免疫力等作用[20]。天麻素的高低决定了天麻的药用品质性状[18]。我国药典(2010年版)在对天麻药材的质量检测中要求天麻素的含量(按干燥品计算)不得少于0.20%[15],天麻作为食品在市场销售,其天麻素的含量(按干燥品计算)可小于0.20%。

由图5可知,天麻中的天麻素含量整体呈下降趋势,通过保鲜袋处理以后,各保鲜袋对天麻素含量的下降影响不大。CK组的天麻素含量均低于保鲜袋包装处理的天麻素含量,贮藏第7 d时天麻素的含量为0.20%,PE20、PE30、PE40和抗菌保鲜袋中天麻素的含量分别为:0.38%、0.25%、0.20%、0.37%,其中PE20和抗菌保鲜袋处理的天麻天麻素含量较高,天麻素的损失率小。

图5　天麻中天麻素随时间的变化图Fig.5　Gastrodia elata in the variation over time

图5中抗菌保鲜袋贮藏的天麻天麻素含量在第4 d时出现了轻幅度的上升,这可能是由于在实验过程中所选取的天麻个体大小本身存在差异,天麻个体的大小与天麻素的含量有密切关系[21]。除此之外影响天麻素提取率的因素有很多,如溶剂的选择[19]、煎煮时间、温度和次数[22]等。

2.2.6天麻总糖含量的变化天麻多糖含有吡喃糖、吡喃葡萄糖等单糖,是非均一组份构成的多糖,其糖链主要结构为α-吡喃型D-葡萄糖[23]。对天麻早期的研究主要集中在天麻素和天麻苷元,而对天麻多糖研究报道不多。植物性多糖类化合物是一种免疫调节剂,它能激活免疫细胞,提高机体的免疫功能,而对正常细胞没有毒副作用,此外还有抗衰老、降血压、清除自由基、延缓衰老和抗菌等作用[24-25]。

图6　天麻中天麻总糖含量随时间的变化图Fig.6　Gastrodia elata in total sugarcontent of variation over time

由图6可知,天麻总糖含量随着贮藏时间的延长呈下降趋势,这主要是因为天麻呼吸作用会消耗一部分糖。天麻总糖的含量也反应出天麻在贮藏过程中品质的好坏。本实验测定新鲜天麻总糖含量为79.77%,这与朱洁平测定的天麻总糖65.8%、84.6%、87.3%的结果大体一致[22]。在第65 d时,抗菌袋保鲜的天麻总糖含量低于其它保鲜袋,但比对照组中天麻总糖含量43.37%高,说明保鲜袋包装处理的天麻总糖保存率高,CK组天麻总糖损耗率最大。在第65 d时,保鲜袋包装处理的天麻中天麻总糖含量排序为PE30>PE20>PE40>抗菌,可知PE30和PE20保鲜袋贮藏天麻的总糖损耗率小,贮藏效果佳。

3　结论

抗菌保鲜袋的拉伸强度和断裂拉伸率要优于PE保鲜袋,在机械性能方面最优,PE20保鲜袋的拉伸强度和断裂伸长率最差,在实际的储存中机械性能较差。但PE保鲜袋透湿性和透氧率要好于抗菌保鲜袋,并且厚度越薄,透湿性和透氧率就越好,透湿性和透氧率直接影响到天麻的失重率和呼吸强度的变化。保鲜袋包装处理天麻可以在一定程度上抑制天麻腐烂、天麻总糖和天麻蛋白的下降;但各种保鲜袋处理对天麻素的含量下降趋势影响不大,均不能抑制天麻素的快速降解。通过该实验首次认定天麻为呼吸跃变型果实,这对研究天麻贮藏保鲜方法及技术提供了非常有益的帮助。综合比较实验结果,可以得出PE20保鲜袋保鲜效果最好,延长天麻贮藏期至65 d。

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Effect of different packing bags on quality ofGastrodiaelataBl

SUN Hai-yan1,2,3,4,MA Jun3,5,ZHOU Ai-min6,LI Xin-sheng1,2,3,4,ZHANG Xiao-hong6,ZHANG He3,5

(1.Shaanxi Key Laboratory of Resource Biology,Hanzhong 723000,China;2.Shaanxi University of Technology School of Biological Science and Engineering,Hanzhong 723000,China;3.National Engineering Research Center for Preservation of Agricultural Products in Qinba Area Preservation Workstation,Hanzhong 723000,China;4.Qinling Bashan Mountains Bioresources Comprehensive Development C. I. C. Chaoyang Road,Hanzhong 723001,China;5.National Engineering and Technology Research Center of Agriculture Products Freshness Protection,Tianjin 300384,China;6.Sichuan chi-jian Traditional Chinese Medicine Technology Co.,Ltd.,Guangyuan 628000,China)

In order to explore the preservation technology of gastrodia elata,four kinds of fresh-keeping bagGastrodiaelataBlin Hanzhong city had been chosen as experimental material,including PE20,PE30,PE40 and antibacterial,and then storage at room temperature. The changes ofGastrodiaelataBl’sweight loss rate,decay index,respiration intensity,protein,total sugar and gastrodin content index should be measured and compared in each 8 days. The result showed that PE20 fresh-keeping bags had optimal effect onGastrodiaelatastorage. In the process of storage,it prevented the water loss,wilting and decay of gastrodia elata effectively and the increase of respiration intensity of the gastrodia elata was inhibited. It well controlled the loss of the protein,total sugar and gastrodine content in gastrodia elata. The storage period was extended to 65 days,could keep the quality of fruit.The research could provide a cold storage and transport of fresh-keeping forGastrodiaelataBl.

Gastrodiaelata;plastic bags;storage

2015-06-12

孙海燕(1979-),女,硕士,讲师,研究方向:食品贮藏保鲜及功能成分研究,E-mail:diyson2008@163.com。

农业部农产品贮藏保鲜重点实验室开发课题(KF007);横向项目(208020989);陕西省科技研究发展计划项目(2015NY070)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)12-0329-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.12.054