徐 晔,张晓臣,潘金梦,王淑芬,岳凤丽,陈庆敏*
(1.山东农业工程学院食品科学与工程学院,山东济南 250100;2.山东省农业科学院蔬菜研究所,山东济南 250100)
韭菜属于叶菜类保健蔬菜,可食用部分叶片柔嫩、含水量高,内含蛋白质、维生素C、碳水化合物、纤维素等丰富的营养物质,因特殊的香气及益肝健胃等保健功能而深受消费者喜爱[1]。但由于韭菜采后常受气体、湿度、温度、微生物以及机械伤害的影响,易造成水分蒸发、滋生病害、品质下降、衰老劣变[2]。研究发现,耐贮性差是造成韭菜采后品质下降和保健功能损失的主要原因;同时,韭菜的生产受季节和区域影响,在低温多雨和高温干旱的季节,常因为生产及贮藏保鲜困难,造成市场供不应求,价格波动较大,给消费者带来不便[3]。因而对韭菜进行适宜的保鲜包装,使其在贮运中保持良好的状态是目前农产品采后亟待解决的问题之一。
1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一种乙烯受体抑制剂[4-6],其粉剂与水接触后产生挥发性气体,与乙烯受体不可逆结合,使韭菜对乙烯的敏感度降低,进而阻止内外源乙烯造成的成熟和衰老[7-9]。研究发现,1-MCP 能保持叶菜(生菜、青菜、包菜)中较高的叶绿素和维生素C含量,延缓衰老;抑制油菜、养心菜、西兰花的呼吸作用,有效延长其贮藏期[10];维持山野菜中超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的活性,降低膜脂过氧化程度等。
二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的安全、高效、性能优良的杀菌剂[11],可杀灭绝大多数微生物,被世界卫生组织和世界粮食组织列为A1 级安全、高效、绿色的消毒剂[12-14]。ClO2粉剂溶解于水之后能产生挥发性的次氯酸(HClO2),能有效控制蛋氨酸转化为乙烯的反应,从而抑制果蔬的腐烂变质。研究表明,ClO2可破坏绿叶菜表面微生物的膜结构,进而发挥消毒杀菌的作用;还可以氧化果蔬中的蛋氨酸,阻止其合成乙烯,同时还能氧化已经生成的乙烯,降低绿叶菜采后的呼吸作用,调节采后生理,从而发挥其保鲜作用[15]。
除此之外,包装袋也可以对果蔬起到保鲜作用,如通过研究不同包装袋对果蔬保鲜效果的影响,发现不同保鲜袋包装后的水蜜桃、油桃的保鲜效果差异明显[16-17];使用不同的保鲜袋进行包装皆可较好地减缓绿叶菜等新鲜蔬菜的水分散失,维持它们采后贮存期间的感官品质,延缓其产生丙二醛的速率,有效地减少果蔬采后细胞膜的氧化[18]。
目前关于1-MCP 和ClO2的研究大多集中在延缓贮藏过程中果蔬衰老等方面,二者结合对采后韭菜的保鲜研究较少。因此,本研究探讨了1-MCP、1-MCP+ClO2协同不同保鲜袋对韭菜采后贮藏品质和生理指标的影响,以探索便捷、高效贮藏保鲜韭菜的方法和技术。
韭菜,产自山东青州,品种为‘汉中’。采收当天送达实验室,对其进行挑选,要求新鲜无损伤。
1-MCP(有效浓度0.03%),山东营养源食品科技有限公司;二氧化氯(ClO2)速效泡腾片,北京黄金满塘科技发展有限公司。普通袋,普通PE 材料,市售;保鲜袋,具有锁鲜功能的保鲜袋,改良PE 材料,上海复命新材料科技有限公司;杀菌袋,复合PE 材料,济南方氏实业有限公司;袋子厚度统一为6 丝。
氢氧化钠、草酸,天津市津东天正精细化学试剂厂;酚酞,广州市江顺化工科技有限公司;乙醇,天津市鑫铂特化工有限公司,95%;氯化钡,无锡市晶科化工有限公司;三氯乙酸,山东浩中化工科技有限公司;硫代巴比妥酸,茂名市雄大化工有限公司;以上试剂均为分析纯。
UV-5500PC 型紫外可见分光光度计,上海元析仪器有限公司;液氮研磨仪,艾卡(广州)仪器设备有限公司;MDF-682 医用低温箱,松下冷链(大连)有限公司;YDS-20 液氮容器,乐山市东亚机电工贸;HH.S21-8 电热恒温水浴锅,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;电子天平,梅特勒托利多仪器(上海)有限公司。
将采购的韭菜放入0 ℃冷库预冷3 h。挑选出无腐烂、无损伤、植株健壮、色泽良好的,每500 g 扎成一捆,每捆韭菜在距离根部10 cm 左右用透明胶带捆扎,随机装入7 个40 L 塑料箱中,每箱8 捆。取6 个小烧杯称取0.64 g 1-MCP 粉剂6 份,另取3 个小烧杯称取3 份0.1 g ClO2粉剂。其中3 份1-MCP 单独放入3 个塑料箱中,其余3 份1-MCP 分别和3 份ClO2放入3 个塑料箱中,每个烧杯加入适量水后立即盖盖密封,0℃下熏蒸24h。剩余一箱作为对照,不做任何熏蒸处理,盖盖密封24 h。熏蒸结束后,对照组每捆用普通袋包装,1-MCP 处理组和1-MCP+ClO2处理组分别用普通袋、保鲜袋、杀菌袋包装,置于0 ℃下进行贮藏保鲜。
每天早晚观察两次,分别在第0、5、10、15、20 天时取样并拍照观察,测定叶绿素含量、丙二醛含量、呼吸强度、失重率等,并在第20 天时进行感官评价。
1.4.1 叶绿素含量
使用分光光度计测定叶绿素a 和叶绿素b 的95%乙醇提取液在红光区波长665 nm 和649 nm 处的吸光度值,带入Arnon 公式,计算叶绿素含量[19]。
1.4.2 丙二醛含量
称取1.0 g 样品,研磨成粉,加入5.0 mL、100 g/L 三氯乙酸(TCA)溶液,混匀。于4 ℃、10 000 g 离心20 min,收集上清液,取2.0 mL 上清液(以2.0 mL 100 g/L TCA 溶液代替提取液作为空白对照),加入2.0 mL 0.67 g/L 硫代巴比妥酸(TBA)混匀[19]。沸水浴20 min 后,测定上清液分别在450、532、600 nm 波长处的吸光度值。
1.4.3 呼吸强度
采用静置法测定[20]。取10.0 mL、0.4 mol/L NaOH 放入培养皿中,将培养皿置于呼吸室底部(玻璃干燥器),放置隔板,装入500 g 左右的韭菜,封盖。密闭0.5 h 后取出培养皿,将碱液移入三角瓶中(蒸馏水冲洗3~4 次),加入5.0 mL 饱和BaCl2溶液和2 滴酚酞指示剂,用0.4 mol/L 草酸溶液滴定,用同样方法作空白滴定。
1.4.4 失重率
采用差量法[21]测定。每个处理随机选3 个测定,计算公式见式(1)。
式中,m1为贮藏前韭菜的质量,g;m2为不同贮藏期韭菜的质量,g。
1.4.5 感官评价
参照郑杨等[3]的方法稍作修改。由10 名专业人士组成感官品质评定小组,每个样品分别从颜色、外观等方面进行整体打分。具体评定标准如表1。
表1 感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria
所有试验均设3 次重复,结果表示为平均值(x),数据统计分析采用SPSS 19.0 软件(IBM公司)进行ANOVA差异显著性分析,P<0.05 为显著性差异。绘图使用Microsoft Excel 2007 软件。
2.1.1 叶绿素含量的变化
韭菜的颜色可以反映叶片的衰老情况,颜色变化与叶绿素含量密切相关[22]。图1 为韭菜贮藏过程中叶绿素含量的动态变化,由图可知,对照组与实验组中韭菜叶绿素含量整体呈下降趋势,这与史萌等[20]的研究结果不一致,可能是由于本研究的周期较长(20 d),且贮藏温度较低(仅有0 ℃)。对比同一保鲜剂、不同包装方式的处理组可以发现,1-MCP 处理组中杀菌袋包装的叶绿素含量在整个贮藏过程中保持最好,由6.376 mg/g 减少至5.787 mg/g(P<0.05);1-MCP+ClO2处理组中杀菌袋包装的保持韭菜叶绿素含量次之,由6.376 mg/g 减少至5.563 mg/g(P<0.05)。对比不同保鲜剂处理组可得,1-MCP 处理组中杀菌袋包装的韭菜叶绿素减少量最低。整体看1-MCP+杀菌袋叶绿素含量最高,除对照组外,1-MCP+保鲜袋叶绿素含量最小。因此,1-MCP 熏蒸后置于杀菌袋中的韭菜叶绿素含量损失最小,是较好的贮藏方式。
图1 不同处理对韭菜叶绿素含量的影响Fig.1 Effects of different treatments on chlorophyll of Chinese chives
2.1.2 丙二醛含量的变化
丙二醛是细胞膜脂过氧化最重要的产物之一,可反映细胞膜受损伤和脂质过氧化的程度,也是判断果蔬衰老的一个重要指标[22-25]。图2 为韭菜贮藏过程中丙二醛含量的动态变化,由图可知,对照组和处理组的韭菜在整个贮藏过程中丙二醛含量均呈上升趋势,且1-MCP 处理组和1-MCP+ClO2处理组中丙二醛含量显著低于对照组(P<0.05)。对比同一保鲜剂不同包装方式的处理组可以发现,1-MCP 处理组中杀菌袋包装的韭菜丙二醛含量在整个贮藏过程中增加的最少,由0.791 μmol/kg 增加至0.988 μmol/kg(P<0.05);1-MCP+ClO2处理组中杀菌袋包装的韭菜丙二醛含量在整个贮藏过程中增加量最少,由0.791 μmol/kg 减少至0.673 μmol/kg。对比不同保鲜剂处理组可知,1-MCP+ClO2处理组中杀菌袋包装的韭菜丙二醛增加量最少。从20 d 贮藏期的总体变化趋势来看,整体来看,1-MCP+ClO2+杀菌袋处理丙二醛含量最低,除对照组外,1-MCP+普通袋丙二醛含量最高。综上所述,1-MCP+ClO2处理并加以杀菌袋包装可以有效抑制韭菜贮藏过程中丙二醛的产生。
图2 不同处理对韭菜丙二醛含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on malondialdehyde of Chinese chives
2.1.3 呼吸强度的变化
呼吸是韭菜的基本代谢作用,也是其采后进行的最重要的生理活动之一,测定呼吸强度能了解韭菜的采后生理状态[9,26]。图3(见下页)为韭菜贮藏过程中呼吸强度的动态变化。由图3 可知,对照组和处理组韭菜的呼吸强度在贮藏过程中均呈先上升后下降的趋势。前期上升可能是因为测定呼吸强度时,韭菜叶片较长,需要使叶片弯曲才可放入干燥器中,弯曲过程中部分叶片会受到机械损伤,机械损伤使韭菜产生开放性伤口,导致韭菜内部组织直接与空气接触,增加气体的交换,可利用的O2增加,韭菜呼吸强度随之增加[27],后期下降主要原因是随着贮藏时间的增加,韭菜中有机物被消耗,呼吸强度随之下降。对比同一保鲜剂、不同包装方式的处理组可以发现,1-MCP 处理组中保鲜袋包装的韭菜呼吸强度在整个贮藏过程中减少的最多,由0.035 04 mg/(kg·h)减少至0.018 47 mg/(kg·h)(P<0.05);1-MCP+ClO2处理组中保鲜袋包装的韭菜呼吸强度在整个贮藏过程中减少的最多,由0.035 04 mg/(kg·h)减少至0.020 25 mg/(kg·h)(P<0.05)。对比不同保鲜剂处理组可知,1-MCP 处理组中保鲜袋包装的韭菜呼吸强度减少量最多。
图3 不同处理对韭菜呼吸强度的影响Fig.3 Effects of different treatments on respiratory intensity of Chinese chives
整体来看,1-MCP+保鲜袋处理的韭菜呼吸强度最低,除对照组外,1-MCP+ClO2+普通袋呼吸强度最高。综上所述,1-MCP 处理并加以保鲜袋包装可以有效抑制韭菜低温贮藏过程中的呼吸作用。
2.1.4 失重率的变化
采后韭菜的失重率是评价其采后品质的重要指标[28-29]。由图4 可知,处理组的失重率显著低于对照组,同一时间点,两组中普通袋包装的失重率均略高于保鲜袋和杀菌袋。1-MCP 处理组的韭菜失重率在贮藏过程中的动态变化没有明显规律;1-MCP+ClO2处理组中,前15 d 保鲜袋的失重率略低于杀菌袋,15 d 后杀菌袋包装的韭菜失重率保持在0.03%左右,保鲜袋包装的韭菜失重率则由0.03%上升至0.13%(P<0.05)。图5 为韭菜贮藏过程中的总失重率,由图可以看出,1-MCP 处理组的总失重率远小于对照,但整体比1-MCP+ClO2处理组略高。综上所述,杀菌袋和保鲜袋均可以抑制韭菜贮藏期间的代谢活动,起到保鲜作用。
图4 不同处理对韭菜失重率的影响Fig.4 Effects of different treatments on weight loss rate of Chinese chives
图5 不同处理韭菜20 d 的总失重率Fig.5 Total weight loss rate of Chinese chives in 20 days
通过观察韭菜贮藏过程中形态和颜色变化发现,对照组的韭菜在第5 天开始萎蔫,并且其脆性变差,上端开始松软;第10 天开始,叶片枯黄失水,松软萎蔫,有少许腐烂,第18 天时叶子萎蔫,叶鞘干枯,有枯黄叶。
1-MCP 处理组:普通包装袋中的韭菜色泽呈现黄绿色,且在第10 天左右枯黄叶片增加,叶片上端开始松软,韧性变差,15 d 左右根部变空心,不易直立,有轻微的腐烂味;保鲜袋组均无腐烂现象和腐败气味,第8 天之后开始出现枯黄叶片,但是脆性好,新鲜度较好;杀菌袋组15 d内变化微小,15 d 后出现枯黄叶片,但无烂叶。
1-MCP+ClO2处理组:普通包装袋中韭菜色泽在第10 天叶片开始出现枯黄色,叶片上端开始松软,茎开始发糠,有微弱的腐烂味;其余处理组均有微黄叶片,茎硬实,无折断,叶干燥,无霉烂。在第15 天之后,杀菌袋组色泽青绿,脆性较好,有少量枯叶,根部无腐烂,且叶片坚实直挺,保鲜袋组13 d 后有小部分萎蔫枯黄叶片,异味小,叶片脆性较好,其余与杀菌袋组无异。
图6 为韭菜感官品质评分,由图可知,杀菌袋包装样品的感官评分,1-MCP+ClO2处理组为89.96 ±0.50,1-MCP 处理组为88.63±0.57,两组等级均为4 级;保鲜袋包装样品的感官评分,1-MCP+ClO2处理组为68.30±0.75,1-MCP 处理组为67.97±0.50,等级均为3级;普通袋包装样品感官评分,1-MCP+ClO2组为57.77±1.70,1-MCP 组为57.43±1.44,等级均为2 级;而对照组样品的感官评分仅29.87±0.33,属于1 级(P<0.05)。
图6 韭菜感官品质评分Fig.6 Sensory quality score of Chinese chives
综上所述,保鲜效果最好的是1-MCP+ClO2+杀菌袋,其次是1-MCP+杀菌袋、1-MCP+保鲜袋与1-MCP+ClO2+保鲜袋,效果较差的是1-MCP+ClO2+普通袋和1-MCP+普通袋,但均强于对照组。
本试验采用1-MCP、1-MCP+ClO2复合保鲜剂熏蒸处理韭菜,并分别进行普通袋、保鲜袋和杀菌袋包装,研究不同包装结合保鲜剂处理对韭菜0 ℃贮藏过程中品质和生理指标的影响。结果表明,与未进行熏蒸处理的对照组相比,1-MCP+杀菌袋处理的韭菜在贮藏过程中可以减缓叶绿素含量的下降速度,1-MCP+保鲜袋处理的韭菜在贮藏过程中可以降低呼吸作用的强度;1-MCP+ClO2+保鲜袋处理的韭菜失重率最小,1-MCP+ClO2+杀菌袋处理的韭菜在贮藏过程中可以减少丙二醛的积累,其感官评价最高。1-MCP 和1-MCP+ClO2处理,并加以杀菌袋、保鲜袋包装均可以有效延缓韭菜衰老,维持韭菜品质,提高产品附加值。