低温对连州菜心采后贮藏品质的影响

曾 荣，黄彩虾，陈洪辉，郭艳峰，白永亮,*

（1.佛山科学技术学院食品科学与工程学院，广东 佛山 528200；2.连州市连正农业发展有限公司，广东 清远 513400；3.中山火炬职业技术学院，广东 中山 528436）

菜心（Brassica campestris L.ssp.Chinensis var.utilis Tsen et Lee.）又名菜薹，为十字花科芸薹属作物，是广东省栽培面积最广的蔬菜品种之一[1-2]。其中，连州菜心因产地环境及气候优势，其主薹粗壮、肉质肥厚、口感清甜，品质上乘，深受广大消费者的青睐[3-4]。由于菜心叶表面积大，组织脆嫩，水分含量高，采后常温贮藏易黄化和失水萎蔫，导致品质快速劣变，严重影响菜心的贮藏、运输与销售，造成资源浪费及经济损失。在大部分菜心产地，采后处理及冷链环节非常薄弱，使得销售半径极小，省外销售占比不足10%[5-6]。因此，提高菜心保鲜效果对促进菜心产业的发展具有重要意义。

目前，低温贮藏被认为是果蔬贮藏保鲜最有效的方法之一，通过控制贮藏温度抑制果蔬呼吸代谢、酶活性及病原菌生长繁殖等，可有效延缓果蔬成熟软化衰老进程[7-8]。但不同果蔬种类及相同果蔬不同品种间最适贮藏温度存在差异。因此，研究菜心采后贮运的最适温度对延缓衰老、延长贮存期具有重要意义。随着乡村振兴政策的实施，连州菜心产业园成为推进乡村振兴的重要抓手，其种植面积已超0.67万hm2[9]。目前，连州菜心的研究主要集中在栽培模式、品种选育、品牌建设以及病虫害防治等方面，对其采后保鲜技术特别是适宜贮藏温度的研究鲜有报道[10-14]。因此，本试验对不同贮藏温度下连州菜心品质相关指标的变化进行研究，以期为连州菜心的贮藏保鲜提供一定的理论基础和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

连州菜心，采自连州市连正农业发展有限公司菜心基地。

三氯乙酸（TCA）溶液、硫代巴比妥酸（TBA）溶液、邻苯二酚溶液、醋酸-醋酸钠缓冲液、苯丙氨酸解氨酶（PAL）试剂盒等。

1.1.2 仪器与设备

SOX-150B-z型恒温恒湿培养箱，上海博讯实业有限公司；MS12001L/82型电子天平，梅特勒-托利多（上海）仪器有限公司；TA.new plus质构仪，美国ISENSO公司；CR-10美能达色差仪，日本柯尼卡美能达公司；TN-375型手持式红外线二氧化碳分析仪，广州泰纳电子科技有限公司；DDS-320型电导率仪，青岛明博环保科技有限公司；752-P752-P型紫外可见光分光光度计，上海现科分光仪器有限公司；SPAD-502 Plus叶绿素仪，日本Konica Minolta公司；HH.S21-8型数显式电热恒温水浴锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；MesoMR23-040V-I核磁共振成像分析仪，苏州纽迈分析仪器股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理方法

将采收后的菜心立即低温转运至实验室，选取叶片新鲜嫩绿、色泽一致、粗细均匀、无损伤、无病虫害的菜心，分装在规格为40 cm×60 cm，厚度为0.04 mm的聚乙烯（PE）塑料薄膜袋中，于2、4、6、25℃条件下贮藏，每3 d随机抽样进行各项指标的测定，共贮藏12 d。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 失重率

参考李露露[15]的方法进行测定。

1.2.2.2 总含水量

采用低场核磁共振（LF-NMR）技术测定总含水量。将处理好的菜心样品放入口径为40 mm的玻璃试管中，并置于核磁探头中。仪器参数设置如下：磁体温度（T）=32℃；重复采样等待时间（TR）=2 000.00 ms；重复采样次数（NS）=4；回波时间（TE）=18.125 ms；反转时间（TI）=20.00 ms；回波个数（NECH）=15 000；采样带宽（SW）=200 kHz；模拟增益（RG1）=20.0 db；数字增益（DRG1）=3；前置放大器增益（PRG）=1。

1.2.2.3 硬度

取菜心主薹垂直于中轴的下、中、上三部位进行测定。探头型号P2/N，直径5 mm，穿刺距离5 mm，硬度单位用N表示。每组样品为5根菜心，结果取平均值。

1.2.2.4 可溶性固形物（TSS）含量

每处理组随机取菜心10株，混合破碎取汁并离心后，采用手持数显折光仪测定。

1.2.2.5 色泽

取每株菜心从根部数起第1、3片叶，采用色差仪对叶片中轴线上1/4、1/2、3/4处进行L*、|a*|和b*值的测量，每组样品平行5次试验。

1.2.2.6 叶绿素SPAD值

参考杨松夏等[16]的方法进行测定。

1.2.2.7 呼吸强度

参考陈学玲等[17]的方法进行测定。

1.2.2.8 相对电导率

参考刘鸿先等[18]的方法进行测定。

1.2.2.9 丙二醛（MDA）含量

参考曹建康等[19]的方法进行测定。

1.2.3 数据处理

试验数据取3次试验结果的平均值，用Origin 2018 64Bit软件作图，用SPSS Statistics 10.0软件对数据进行分析，采用最小显著性差异法（LSD）分析，P＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏温度对菜心品质的影响

菜心品质的优劣与失重率、总含水量、硬度和TSS含量密切相关。其中，失重率、总含水量和硬度是评价菜心新鲜程度的重要指标，失重率反映的是菜心贮藏期间的失水情况，总含水量反映菜心的持水能力，硬度则与菜心的组织结构变化相关，直接影响贮运特性。其次，TSS是表征菜心营养价值的重要指标，主要包括可溶性糖、有机酸、果胶、蛋白质、维生素及溶于水的矿物质等[20-21]。

由图1 A可以看出，在4种不同贮藏温度的作用下，菜心的失重率随着贮藏时间的延长均呈现上升的趋势。其中，常温（25℃）贮藏菜心的失重率显著高于其他3组（P＜0.05），贮藏至6 d后6℃处理组失重率显著高于其他2组低温贮藏（P＜0.05），低温4℃和2℃组的失重率无显著差异。常温（25℃）贮藏至第12天时失重率达到了24.95%。相比之下，4℃和2℃处理组的失重率均不超过5%，明显抑制了菜心水分的散失，其中2℃贮藏至12 d的失重率仅为0.95%。因此，低温贮藏可有效减少采后菜心水分的散失，且贮藏温度越低，失重率变化越小。

图1 B为不同贮藏温度下菜心水分含量的总峰面积A随贮藏时间的变化图，可以看出在贮藏期间，4种贮藏温度下总峰面积的变化趋势较一致，整体表现为下降趋势，说明菜心的总含水量持续减少，其中常温下菜心的水分含量变化速率显著快于其他3组（P＜0.05），贮藏至9 d时低温6℃组的水分含量显著低于4℃和2℃组（P＜0.05），低温4℃和2℃组的总水分含量均无显著差异。贮藏末期，25℃组的菜心总水分含量最低，其次是6℃和4℃组，2℃组贮藏的菜心持水能力最强。

图1 不同贮藏温度对菜心失重率（A）、总含水量（B）、硬度（C）和TSS含量（D）的影响Fig.1 Effect of different storage temperature on weight loss rate（A）,total moisture content（B）,hardness（C）,and TSS content（D）of Chinese flowering cabbage

图1 C为4种不同贮藏温度对菜心硬度的影响，可以发现在4种不同条件下贮藏的菜心硬度均呈现下降的趋势，常温条件下菜心硬度的变化显著快于其他3组（P＜0.05）。贮藏时间大于6 d时，6℃处理组的菜心硬度与2℃和4℃组存在显著差异（P＜0.05），2℃和4℃组无显著差异。贮藏12 d时，在25℃、6℃、4℃和2℃贮藏温度下的菜心硬度分别降至10.10、20.40、29.79、33.41 N，说明贮藏温度越低，菜心的硬度保持越好。因此，低温贮藏可有效延缓菜心硬度的下降。

由图1D可见，贮藏过程中，菜心TSS含量呈先增加后减少的变化趋势，均在贮藏3 d时达到峰值，4组处理间无显著差异。贮藏第6天起，常温组的菜心TSS含量显著低于其他组（P＜0.05）。第9天至贮藏末期，6℃组菜心TSS含量与2℃和4℃组间存在显著性差异（P＜0.05）。表明低温处理可保持菜心较高的TSS含量，以延缓其衰老进程。

2.2 不同贮藏温度对菜心色泽、叶绿素SPAD值的影响

菜心表面颜色反映色泽的变化情况，直接影响产品的商品价值[22]。另外，叶绿素是衡量菜心品质的重要指标，叶绿素SPAD值容易受到环境因素的影响而发生分解，降低其含量[23]。

亮度L*值表示色泽由明到暗的变化程度。如图2A所示，在试验过程中，各组菜心的L*值总体呈上升趋势，25℃条件下贮藏的菜心L*值显著高于其他组（P＜0.05），贮藏6~12 d，6℃试验组与2℃和4℃组的菜心L*值存在显著性差异（P＜0.05）。贮藏温度越低，L*值上升趋势越不明显。菜心从入贮开始，其亮度值不断增加，这可能是由于菜心叶片的黄化导致亮度的提高。

|a*|值代表红绿程度，负值越小表示颜色越绿。由图2B可见，各处理组菜心的|a*|值均不断下降，说明菜心叶片在不断黄化。在25℃条件下，菜心|a*|值变化显著大于其他处理组（P＜0.05）。第6天起至贮藏末期，6℃组的菜心|a*|值与2℃和4℃组相比存在显著性差异（P＜0.05）。2℃和4℃处理组的菜心在贮藏期间的|a*|值变化差异不显著，可见，2℃和4℃条件下贮藏的菜心颜色更绿。

b*值代表蓝黄程度，其值越大表示颜色越黄。由图2 C可见，各组菜心b*值均呈现上升趋势，对照组菜心的b*值上升速率最快，与其他试验组相比存在显著性差异（P＜0.05）。2℃贮藏温度下的菜心b*值始终保持较低。贮藏0~6 d，各低温试验组的b*值变化不显著，贮藏6 d后6℃处理组的b*值显著高于其他两低温组（P＜0.05），2℃和4℃试验组差异不显著。可见，低温贮藏显著延缓了菜心色泽变化，较好地保持了菜心的颜色。

由图2D可见，在贮藏过程中，各组菜心的叶绿素SPAD值均呈现下降的趋势，25℃贮藏条件下菜心的叶绿素SPAD值与各处理组存在显著性差异（P＜0.05）。0~3 d低温试验组间无显著差异，第6天至贮藏结束，6℃试验组菜心的叶绿素SPAD值与2℃和4℃试验组之间存在显著性差异（P＜0.05）。整个贮藏期间，常温处理组的SPAD值急剧下降，低温组下降幅度相对较小，说明低温能有效延缓SPAD值的下降速度。

图2 不同贮藏温度对菜心亮度L*值（A）、|a*|值（B）、b*值（C）和叶绿素SPAD值（D）的影响Fig.2 Effects of different storage temperature on the L*value（A）,|a*|value（B）,b*value（C）,and chlorophyll SPAD value（D）of Chinese flowering cabbage

2.3 不同贮藏温度对菜心呼吸作用及膜透性的影响

呼吸强度反映果蔬贮藏期间生理代谢的旺盛程度，对果蔬贮藏品质具有重要影响[24]。细胞膜透性可以通过相对电导率变化来表征，其值越高表示细胞膜透性和细胞膜损伤程度越高。而MDA积累是评价膜脂过氧化程度的一个指标，含量越高表示植物细胞膜损伤越严重，二者在一定程度上均可反映菜心的贮藏品质[25-26]。

如图3 A所示，贮藏期间各试验组的菜心呼吸强度均低于入贮前，呈现的变化趋势大致相同，贮藏温度越高呼吸强度越大。25℃处理组菜心在贮藏期间的呼吸强度与其他处理组均存在显著性差异（P＜0.05）。第3天至贮藏结束，6℃组的菜心呼吸强度与其他低温处理组存在显著性差异（P＜0.05）。2℃和4℃组的菜心始终保持较低的呼吸强度，且二者间无显著差异。在整个贮藏期间，25℃贮藏的菜心呼吸强度最高，其次是6℃组和4℃组，2℃组的呼吸强度最低。由此说明，低温抑制了菜心的呼吸作用。

如图3 B可见，贮藏期间各处理组菜心相对电导率均呈现上升趋势。在25℃下菜心的相对电导率变化显著大于其他组（P＜0.05），贮藏12 d时达到96.49%。各低温处理组的菜心相对电导率在贮藏期间差异不显著，其中，6℃下贮藏菜心的相对电导率数值变化最大，贮藏12 d时达到67.43%。果蔬组织的相对电导率越高，说明细胞膜受伤害程度越重，膜透性越大。本试验结果表明，贮藏温度越低，菜心茎部的细胞膜透性越低，可有效延缓衰老进程。

如图3C所示，贮藏期间25℃处理组菜心叶片的MDA含量呈现上升的趋势，其数值与各低温处理组间存在显著性差异（P＜0.05）。各低温处理组MDA含量均呈先上升后下降再上升的趋势，在0~9 d内各低温处理组间无显著差异，贮藏末期，6℃组的菜心MDA含量与2℃和4℃组间存在显著性差异（P＜0.05），其余两个低温处理组间无显著差异。

图3 不同贮藏温度对菜心呼吸强度（A）、相对电导率（B）及MDA含量（C）的影响Fig.3 Effects of different storage temperatures on respiratory intensity（A）,relative electrical conductivity（B）,and MDA content（C）of Chinese flowering cabbage

3 讨论与结论

菜心在采后仍是具有生命力的有机体，会进行呼吸作用，通过物质转化分解来维持个体代谢活动，这个过程会造成营养物质流失及加速衰老。目前，低温贮藏是菜心保鲜的重要手段之一。低温能减少水分散失，减缓菜心的呼吸速率和其他一些代谢过程，保持新鲜度以延缓衰老。有研究表明，菜心低温贮藏温度在0~10℃的范围内较为适合，但不同品种的菜心最适贮藏温度存在一定的差异，故以连州菜心为试材，探究其最适的贮藏温度对连州菜心产业发展具有重要作用。

上述试验结果表明，低温贮藏能有效减缓菜心失重率的增加，达到较好的贮藏效果。这与李露露[15]研究得到菜心的贮藏温度越低越能有效控制其失重率上升的结论一致。除了水分散失，失重率增加的另外一个原因可能是随贮藏时间的延长，其营养物质如TSS含量随叶片黄化萎缩而逐渐减少，导致失重率上升[27]。从入贮到第3天，TSS含量先上升到最高峰，这可能是由于在贮藏前期菜心组织内的物质分解代谢比较快速，所含大分子物质被分解成小分子营养物质，故导致TSS含量增加。贮藏的第4天至贮藏后期，菜心TSS含量逐渐减少，可能是由于菜心的呼吸作用增强所致[28]。另外，LF-NMR及其成像（MRI）技术多应用于食品，其能直观地反映食品中各状态的水分含量及变化，因食品的一些特性与水分有着密切关系，可结合品质指标对其进行相关性分析，间接反映食品品质[29]。试验发现，低温贮藏能保持菜心较高的水分含量，延缓菜心衰老。

新鲜菜心色泽变化会对菜心外观造成不良效果，影响产品感官品质和销售[30-31]。已有研究表明，叶绿素仪测得的SPAD值与植株叶片组织的叶绿素含量呈正相关，可判断叶片中叶绿素含量的高低[16]。菜心颜色变化主要原因是叶绿素脱镁降解，温度较高会导致脱镁反应的发生。随贮藏时间的延长和贮藏温度的升高，菜心呼吸作用增强也会促使叶绿素加速降解，使叶片萎蔫变黄，从而降低品质。另外，常温组菜心的呼吸强度低于入贮前，可能原因是PE塑料薄膜包装材料有抑制呼吸的作用[26]。

采后菜心品质劣变及衰老与其细胞膜损伤密切相关，细胞膜损伤主要由细胞膜透性和膜脂过氧化程度来表征[32]。试验表明，贮藏温度越高，质膜受损程度越大，MDA含量积累越多，低温贮藏有利于降低细胞膜的受损程度。有试验表明，低温贮藏可诱导与激素合成、转录因子等相关的基因表达，从而来提高果蔬对环境的耐受性[33]。本试验中可能是低温的环境诱导了菜心的抗性，使细胞膜氧化损伤较低，延缓了衰老进程，有利于保持其贮藏品质。低温贮藏菜心的MDA积累量小于常温组，一方面可能是低温抑制了菜心体内自由基的产生，另一方面与TSS含量有关，TSS中有些物质如VC能够清除自由基，从而抑制膜脂过氧化，减少MDA积累，延缓菜心衰老。

在4种温度条件下，常温组的菜心贮藏品质整体显著低于其他3组（P＜0.05），贮藏期在6 d以内，各低温处理组间差异不显著，均可以较好地维持菜心的品质，保持较高的含水量，降低失重率和呼吸强度，保持较高的硬度和可溶性固形物含量，延缓色泽变化和叶绿素降低。但是贮藏时间大于6 d时，6℃组的菜心品质显著低于2℃和4℃组（P＜0.05），2℃和4℃组间无显著差异。本试验研究了不同贮藏温度下连州菜心的品质变化，基于综合考虑品质、能耗和成本，对于贮藏6 d以内的菜心可以选择6℃贮藏为宜，而对于贮藏时间大于6 d的菜心可选择4℃贮藏为宜，本试验可为连州菜心的保鲜运输提供参考依据。