四川仔姜精准控温保鲜技术研究

贾晓昱，邹国文，唐先谱，李喜宏*，刘海东，陈兰，郝晓磊

(1.天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室，天津 300457；2.天津捷盛东辉保鲜科技有限公司，天津 300300；3.长融汇通(天津)食品科技研发有限公司，天津 300457)

仔姜又名鲜姜，为姜科(Zingiberaceae)植物姜的根茎，喜温暖湿润，广泛种植于我国中部、南部至西南部各市及日本、印度等国家[1,2]，仔姜富含姜辣素、姜辛醇类、蛋白质、脂肪油等物质，具有开胃健脾、去腥、抑菌、抗氧化、调味、降暑降温等作用，深受人们欢迎[3-5]。然而仔姜采收时组织鲜嫩，含水量高达95%以上，采收和运输过程中机械伤严重，易遭受病原菌侵染，因此如何延长仔姜贮藏期是仔姜产业亟待解决的问题之一。

仔姜皮薄多汁，采后处理过程由于操作不当极易产生机械伤，贮藏过程中由于温湿度控制精度差，易产生膜质伤害、软化萎蔫、褐变、失味、腐烂和品质下降等难题[6]，虽然高压脉冲电场处理、辐照处理、气调处理、热激处理已经应用于仔姜采后贮藏[7-9]，但上述难题仍未有效解决。温度是影响采后果蔬呼吸作用、微生物生长和酶活的主要因素，通过控制温度来延长果蔬贮藏期也是应用最广泛、最有效的一种方式[10-12]。温度波动在果蔬贮藏过程中起着至关重要的作用，研究表明，果蔬贮藏期间，由于温度波动，导致果实内部冰晶的变化和再结晶，产生冷害现象，可加速产品质量恶化[13]。

本文以仔姜为试材，研究±0.05 ℃、±0.5 ℃和±1 ℃ 3种精准控温波动条件对四川仔姜贮藏效果的影响，定期测定仔姜的失重率、可溶性固形物(TSS)含量、L*值、丙二醛(MDA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性等指标，明确仔姜采后保鲜最佳温度波动调控参数，开发仔姜采后精准控温保鲜技术。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

仔姜：产自四川乐山市，采收后剔除机械伤、病虫害果实，带土装箱空运至天津科技大学农产品物流保鲜研究室。PE包装袋(厚度0.03 mm)：由国家农产品保鲜工程技术研究中心提供。邻苯二酚、三氯乙酸、硫代巴比妥酸等试剂：均为分析级。

1.2 仪器与设备

温度波动实验箱(控温精度±0.01 ℃，控温-5～+20 ℃，温度波动可调) 天津捷盛东辉保鲜科技有限公司；多通道温度监控系统(温度精度±0.01 ℃) 天津博远达科技有限公司；T6型紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；Centrifuge 5804R型冷冻离心机 Eppendorf公司。

1.3 实验处理

包装仔姜在14 ℃冷库内预冷12 h，然后用流动水清洗干净，14 ℃条件下晾干，平均装入PE袋中，每袋1 kg，每个处理20袋，并扎紧袋口。然后分别放入(14±1)，(14±0.5)，(14±0.05) ℃ 3个温度波动箱内，每间隔7 d 取样测定相关理化指标。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 仔姜失重率的测定

参考刘楠楠等的方法[14]：

1.4.2 仔姜可溶性固形物(TSS)含量的测定

手持折光仪法，单位：%。

1.4.3 过氧化氢酶的测定

参考李合生[15]的紫外分光光度法，单位：μmol/(min·mg)。

1.4.4 L*值的测定

使用精密色差仪测定。

1.4.5 丙二醛(MDA)含量的测定

参照曹建康等的方法[16]，单位：μmol/(g·FW)。

1.5 数据处理与分析

使用Origin 9.0绘图，使用SPSS 17.0进行显著性分析，每组试验重复测定3次。

2 结果与分析

2.1 温度波动条件对仔姜贮藏失重率的影响

呼吸代谢是影响果蔬采后贮藏失重率的主要因素，呼吸消耗使水分不断散失，原有饱满状态变得萎蔫，失去食用价值和商品价值[17]。

图1 温度波动条件对仔姜失重率的影响Fig.1 Effect of temperature fluctuation on weight loss rate of ginger

由图1可知，不同温度波动条件下仔姜贮藏过程中失重率均呈增加趋势，±0.05 ℃温度波动处理组失重率低于其他两个处理组。贮藏0～14 d，3个温度波动处理组四川仔姜失重率差异不显著(P>0.05)，贮藏第14天开始各处理组出现差异，仔姜失重率与温度波动呈正相关，±0.05 ℃处理组仔姜失重率显著(P<0.05)低于±0.5 ℃和±1 ℃处理组。贮藏第35天，3个温度波动处理组仔姜失重率分别为3.97%、3.68%、3.05%，其中±0.05 ℃处理组失重率最小。

2.2 温度波动条件对仔姜TSS含量的影响

水果呼吸速率加快、碳水化合物和有机物消耗增加可导致TSS含量下降。不同温度波动对四川仔姜TSS含量的影响见图2。

图2 温度波动条件对仔姜TSS含量的影响Fig.2 Effect of temperature fluctuation on TSS content of ginger

由图2可知，不同温度波动对四川仔姜TSS含量的影响随着贮藏时间的延长差异显著(P<0.05)。在整个贮藏期内，各处理组仔姜的TSS含量呈波动下降趋势，其中±0.05 ℃降幅最小，显著低于±0.5 ℃、±1 ℃处理组，可能是温度波动越大，果实衰老越快，呼吸消耗越快，可溶性固形物下降速率越快。贮藏第35天，3个温度波动处理组的TSS含量分别为1.3%、1.7%、1.9%，其中±0.05 ℃温度波动处理组的TSS含量最高。综上所述，温度波动越小，机体细胞状态越平稳，呼吸消耗越低，越能延长保鲜期，有助保鲜。

2.3 温度波动条件对仔姜CAT活性的影响

CAT酶主要通过清除植物体内过氧化氢来减轻对细胞的伤害，CAT酶活性与酚类物质代谢和抗性密切相关[18]。

图3 温度波动条件对仔姜CAT活性的影响Fig.3 Effect of temperature fluctuation on CAT activity of ginger

由图3可知，各温度波动处理组过氧化氢酶活性在贮藏期内均呈先上升后下降趋势，其中±0.05 ℃与±0.5 ℃、±1 ℃温度波动处理组的CAT活性差异显著(P<0.05)。±0.5 ℃和±1 ℃温度波动处理组在0～14 d CAT活性呈上升趋势，均在第14天达到峰值，分别为7.93，7.89 μmol/(min·mg)，而±0.05 ℃在0～21 d内呈上升趋势且在第21天达到峰值，峰值为7.21 μmol/(min·mg)，±0.05 ℃贮藏条件下过氧化氢酶活性峰值到来时间比其他两个温度波动推迟了7 d，可能是温度波动过大破坏了仔姜果实正常的生理生化环境，促使果实内过氧化氢积累，加速果实氧化。贮藏第35天，各温度波动CAT活性分别为3.97，3.68，3.05 μmol/(min·mg)。综上，减小温度波动，可有效抑制过氧化氢酶活性。

2.4 温度波动条件对仔姜L*值的影响

L*值是指果实的光鲜程度，L*值越大，表明果实越鲜艳光亮；L*值越小，表明果实越不鲜艳。四川仔姜在贮藏过程中，随着贮藏时间的延长，仔姜根茎由于失水和呼吸作用，L*值逐渐减小。不同温度波动对四川仔姜L*值的影响见图4。

图4 温度波动条件对仔姜L*值的影响Fig.4 Effect of temperature fluctuation on L* value of ginger

由图4可知，在整个贮藏期内，各温度波动处理组的L*值整体呈下降趋势。贮藏0～7 d，各温度波动处理组差异不显著(P>0.05)；贮藏第7天，各温度波动处理组的L*值分别为63.01，62.98，63.31；贮藏第7天开始，各温度波动处理组开始出现差异，呈波动下降趋势，其中±0.05 ℃处理组的L*值始终高于其他两个温度波动处理组，±0.5 ℃和1 ℃差异不显著(P>0.05)；贮藏第35天，各温度波动处理组的L*值分别为54.18，54.92，56.36，其中±0.05 ℃处理组的L*值最高。

2.5 温度波动条件对仔姜MDA含量的影响

MDA是评价果实成熟度和膜结构完整性的重要指标。在低温下，细胞膜首先受到影响，细胞膜由凝胶相转变为液晶相，增加了半透膜丧失的风险[19]。温度波动对仔姜MDA含量的影响见图5。

图5 温度波动条件对仔姜MDA含量的影响Fig.5 Effect of temperature fluctuation on MDA content of ginger

由图5可知，贮藏过程中MDA含量呈增加趋势，其中±0.05 ℃处理组的MDA含量显著低于±0.5 ℃和±1 ℃温度波动处理组(P<0.05)，±0.5 ℃和±1 ℃温度波动处理组差异不显著(P>0.05)。贮藏0～21 d，各温度波动处理组的MDA含量上升速率较快；贮藏21～35 d，各处理组的MDA含量上升速率逐渐趋于平缓；贮藏第35天，各处理组的MDA含量上升幅度分别为239.21%、233.33%、217.64%，其中±0.05 ℃温度波动处理组能显著抑制四川仔姜根茎丙二醛含量的增加，可以更好地保持细胞膜的完整性。

3 结论

研究了3个精准控温波动(±0.05 ℃、±0.5 ℃、±1 ℃)对四川仔姜的保鲜效果，精准控温波动在±0.05 ℃可以有效减少仔姜贮藏过程中的质量损失率，TSS含量、L*值、MDA含量、CAT活性等指标的变化越小，越能保持果实的新鲜状态，能有效延长贮藏期，提高保鲜效果。贮藏温度波动在±0.05 ℃时能显著降低四川仔姜的失重率，有效地维持仔姜的TSS含量和L*值，减缓机体内过氧化氢积累对果蔬造成的损害，同时还能有效延缓丙二醛(MDA)含量的上升速率，低温度波动更有利于四川仔姜的采后保鲜。