相温贮藏对黄花菜品质及挥发性物质的影响

张鹏，刘英杰，贾晓昱，薛友林，李江阔*

1(天津市农业科学院农产品保鲜与加工技术研究所，天津，300384)2(国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)，农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津，300384)3(辽宁大学 轻型产业学院，辽宁 沈阳，110036)

黄花菜(HemerocalliscitrinaBaroni)又称金针菜，属于百合科萱草属宿根多年生草木植物，因其色艳肉厚、味道鲜美，被称为蔬菜中的四大珍品之一[1]。黄花菜含有丰富的糖类、蛋白质、维生素C、钙、脂肪、胡萝卜素、氨基酸等人体所必需的营养成分[2]，研究发现黄花菜富含黄酮类成分[3-4]，具有抗氧化、抗抑郁、抗肥胖、抗高血压等多种功能。由于黄花菜保鲜期极短，采后易变质腐烂，市场上多见的黄花菜干制品营养价值损失严重，因此开发黄花菜保鲜技术，满足消费者对新鲜黄花菜的需求已成为亟待解决的问题[5]。

近年来，黄花菜在预冷方式[6]、气调贮藏[7-8]和化学保鲜剂[9]方面开展了相关保鲜研究。贮藏温度是影响果蔬品质的关键因素，温度较低时，会抑制酶的活性，降低果蔬的呼吸强度，营养物质流失较慢，能保持贮藏性。徐桂燕等[10]研究了菜心在5个不同贮藏温度下营养品质的变化情况，结果表明5 ℃对菜心有较好的保鲜效果。张伟龙等[11]分别在10、4、0、-1 ℃贮藏条件下比较了果实的5个贮藏特性动态变化，综合比较各指标发现，不同品种蓝莓在-1～0 ℃下贮藏均可维持较好的果实商品性。已有研究表明，在21～35、21～23、0～1 ℃ 3种温度条件下，黄花菜以0～1 ℃贮藏保鲜效果最好[12]，但该实验温度范围较大，缺少更精准的温控研究。

相温贮藏可在贮藏期间通过果实阶段性低温锻炼，将贮藏温度稳定在较小的范围内进行精准低温贮藏，达到保持果蔬贮藏品质的目的。相温贮藏与冷藏的区别在于前者温度波动值较小，能使贮藏环境更加稳定。自发气调贮藏被认为是当今贮存果蔬最好的贮藏方式，通过调节贮藏环境气体成分来保持果蔬商业价值，相温贮藏与自发气调贮藏2种安全无毒保鲜方式协调贮藏已成为热点，在柿[13]、兰州百合[14]的保鲜中已有应用，研究发现相温贮藏结合自发气调可以显著抑制柿果、百合的软化及营养成分的流失，延长保鲜期。目前，相温贮藏结合自发气调技术在黄花菜中未见相关报道。为了节约贮藏成本，提高技术的应用性，本研究采用“精准温控保鲜箱+蓄冷剂+冷库”的方式，模拟相温环境，以微环境气调箱为载体，将采收的黄花菜分组放入冰箱[(4±1)℃]、冷库[(0±0.5)℃]及相温环境[(-0.5±0.1)℃]中，探讨环境温度对贮藏期内黄花菜生理特性、营养价值和挥发性物质的影响，明确黄花菜保鲜的最佳温度，为新鲜黄花菜的采后保鲜提供简便有效的方法，以促进黄花菜产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

黄花菜，品种为“马兰黄花”，摘自甘肃省庆阳市(经度104.99°，纬度29.53°)，在当地采收时，选择无机械损伤的7成熟黄花菜作为试验材料。

1.1.2 仪器与设备

916 Ti-Touch型电位滴定仪，瑞士万通中国有限公司；SynergyH1型多功能微孔板检测仪，美国Biotek Instrument公司；Check Point Ⅱ型便携式残氧仪，丹麦Dansensor公司；F-900型便携式乙烯分析仪，美国FELIX仪器公司；CM-700 d型色差仪，日本柯尼卡美能达；3-30K型离心机，德国SIGMA公司；固相微萃取手柄(SPME Fiber)和固相微萃取纤维头(50/30 μm PDMS/CAR/DVB)，美国Supleco公司；Trace DSQ型GC-MS联用仪，美国Finnigan公司。

BCD-281 WXBC冰箱，无锡松下冷机有限公司；冷库，国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)；微环境气调箱(规格：280 mm×220 mm×120 mm)，宁波国嘉农产品保鲜包装技术有限公司；精准温控保鲜箱(规格：595 mm×400 mm×250 mm，壁厚30 mm)，上海佳寰实业有限公司；500 mL蓄冷剂盒(规格：200 mm×120 mm×25 mm)，河南迪赛尔商贸有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

挑选无机械损伤、无开花、无褐变现象的黄花菜，装入配有500 mL蓄冷剂盒的微环境气调箱中，每箱容量为(1 000±5) g，共装9箱，将其分3组，每组3箱。冰箱组：置于冰箱(4±1) ℃贮藏；冷库组：置于冷库(0±0.5) ℃贮藏；相温组：置于内有16个500 mL蓄冷剂盒的精准温控保鲜箱中，放入冷库贮藏，温度控制在(-0.5±0.1) ℃。分别在贮藏的第0、7、14、21天取样测定相关指标，每个处理3次重复。

1.2.2 指标测定

维生素C含量的测定采用钼蓝比色法[18]；还原糖含量的测定采用杨大伟等[19]的方法；总酚含量的测定采用Folin-Denis法[20]，取黄花菜浆液1 g于离心管中，加入25 mL体积分数为75%的甲醇溶液，密封水浴(55 ℃)后浸提3 h，在10 000 r/min下离心10 min，取上清液备用。分别取1 mL新制的Folin-CiocaLteu试剂、0.5 mL提取液、5 mL去离子水和3 mL体积分数为20%的Na2CO3溶液，在室温下静置2 h后，在765 nm处测定其吸光度值；黄酮含量的测定参考黄文部等[21]的方法。

采用顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction，HS-SPME)和GC-MS联用法测定[22]，选用100 μm PDMS萃取头；气相色谱条件：HP-INNOWAX 色谱柱(30 m×20.25 mm，0.25 μm)；程序升温：40 ℃保留2 min，然后以3 ℃/min升至140 ℃保留0 min，再以8 ℃/min升至210 ℃保留5 min。传输线温度为250 ℃。载气为 He，流速1 mL/min，不分流。质谱条件：连接杆温度280 ℃，电离方式为EI，离子源温度200 ℃，质量扫描范围(m/z)35～350。通过检索 NIST/WILEY 标准谱库，进行定性分析，用峰面积归一法测算各挥发性物质的相对含量。

1.3 统计分析

所得数据均用Excel 2010编辑作图，通过DPS 9.5软件用最小显著性差异法(least significant difference，LSD)进行差异显著性分析(P<0.05表示差异显著)，通过SPSS 22.0软件进行主成分分析及得分分析。

2 结果分析

2.1 相温贮藏对黄花菜表皮颜色的影响

贮藏期间不同处理黄花菜色泽的变化情况见表1。贮藏7～21 d，不同处理黄花菜L*均呈下降趋势，a*呈上升趋势，b*呈下降趋势，表明黄花菜表皮颜色逐渐变暗、红色加深、黄色减弱，除14 d时相温组与其他2组L*差异显著(P<0.05)、3个处理组间a*差异显著(P<0.05)以外，其他贮藏时间各处理组间L*、a*和b*差异均不显著(P>0.05)，由此计算ΔE值来进行分析。

ΔE表示色泽变化，由表1可知，3组黄花菜都发生了比较明显的色差变化，第21天时相温组ΔE值为9.41，显著(P<0.05)低于冰箱组(18.10)和冷库组(12.10)，说明相温贮藏能较好地抑制黄花菜表皮颜色的变深现象，相比冷库组，相温组ΔE值更低，表明相温组可以延缓黄花菜的衰老褐变。

综上，ΔE可以代表1组处理的黄花菜果实在贮藏期的颜色变化，故以下用ΔE作为评定指标。

表1 不同贮藏温度对黄花菜表皮颜色的影响Table 1 Effect of different storage temperature on the skin color of daylily

2.2 相温贮藏对黄花菜品质的影响

黄花菜是呼吸跃变型果实，呼吸跃变是跃变型果实生长发育结束和衰老启动的重要标志，是其生命过程中的关键时期，对果蔬的贮藏期有重要影响。由表2可知，冰箱组21 d时呼吸强度为583.93 mg/(kg·h)，高于冷库组[548.36 mg/(kg·h)]和相温组[522.26 mg/(kg·h)]，相温组与其他2组在7 d时差异显著(P<0.05)，表明相温贮藏能减弱果实的呼吸强度，果实呼吸强度下降则营养流失也会缓慢，因而能较好保持果实的品质，延长其保鲜期。同时，在贮藏期内3组处理的呼吸强度变化呈先上升后下降趋势，与前人研究相一致[23]。

乙烯是一种重要的植物激素，在成熟的果实中可大量生成。据罗岩等[24]分析，乙烯可以促进茎和根扩展生长并且促进果实成熟，低温对植物内源乙烯起到抑制作用，从而延缓果实衰老。由表2可知，3组黄花菜的乙烯生成速率呈逐渐上升趋势，且在7、14、21 d均差异显著(P<0.05)，随着黄花菜的逐渐成熟，呼吸作用逐渐增强，乙烯生成速率也会随着呼吸作用的增强而不断加快，各组差异表明，温度是影响乙烯生成速率的关键因素，相温环境可以显著抑制黄花菜乙烯的生成。

如表2所示，冰箱组、冷库组和相温组的pH值在贮藏21 d时分别降低了7.48%、4.20%和3.65%，随着贮藏时间的延长，黄花菜逐渐成熟，果实内微生物在代谢过程中会产生越来越多的酸性物质，导致果实内的游离酸逐渐增多[25]，从pH值变化范围来看，相温组和冷库组优于冰箱组，相温组优于冷库组，其中，贮藏21 d时相温组与其他2组的pH值差异显著(P<0.05)。

植物的叶绿体中叶绿素常常与类胡萝卜素共存，其所占质量比约为3.5∶1，故果蔬表现为黄绿色。随着果实的成熟和衰老，叶绿素在酶的作用下，水解成叶绿醇和叶绿酸盐等水溶性物质，于是绿色渐渐消退，显出从黄到橙红的类胡萝卜素颜色，这一变化过程表现果实逐渐趋于成熟[26]。根据表2可知，3个处理组的叶绿素a和叶绿素b含量均在贮藏期内逐渐减少，这与张微等[27]研究结果中随贮藏时间的增加果蔬内总叶绿素含量越来越低相一致，贮藏7、14、21 d时各组叶绿素a和叶绿素b含量由大到小的次序为相温组、冷库组和冰箱组，各组间差异均显著(P<0.05)；整个贮藏期间，相温组黄花菜类胡萝卜素含量均低于其他组，在贮藏14和21 d时差异显著(P<0.05)。

表2 不同贮藏温度对黄花菜生理特性的影响Table 2 Effect of different storage temperature on physiological characteristics of daylily

续表2

由表3可知，贮藏期内黄花菜的维生素C含量、还原糖含量、总酚含量在不断地减少，贮藏21 d时冰箱组、冷库组和相温组间的维生素C含量、还原糖含量、总酚含量由大到小的次序为相温组、冷库组和冰箱组，各组间差异均显著(P<0.05)。分析原因为低温处理中，呼吸强度被抑制后降低植物分解代谢速率，营养成分损失降低，同时膜脂相变理论认为，温度波动可导致膜透性增大，膜内可溶性物质流出，导致果蔬品质劣变，冷库组与相温组保鲜效果优于冰箱组，相温处理可以抑制黄花菜中可溶性营养物质的流失，较冷库组更好地维持住果实的营养价值。

如表3所示，贮藏期内黄花菜黄酮含量呈逐渐增加趋势，冰箱组中的黄酮含量增长速率高于冷库组和相温组，而相温组黄酮含量最低，贮藏21 d时3个处理组之间黄酮含量差异显著(P<0.05)，黄酮物质在果实抗氧化方面发挥积极作用，而果实的不断衰老会刺激其含量缓慢增多，相温组贮藏温度较低，从而延缓果实衰老，减缓黄酮含量增长速率。

表3 不同贮藏温度对黄花菜营养价值的影响Table 3 Effect of different storage temperature on the nutritional value of daylily

2.3 主成分分析法评价黄花菜品质

对以上测得的黄花菜ΔE、呼吸强度、乙烯生成速率、pH、类胡萝卜素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、维生素C含量、还原糖含量、总酚含量、黄酮含量这些指标作为不同因子进行数据分析，以特征值>1为原则，得出2个主成分，如表4所示。

表4 主成分的特征值及贡献率Table 4 Eigenvalues and contribution rates of principal components

通过主成分分析法提出了2个主成分，这2个主成分包含的信息量占总信息量的85.75%。参照薛友林等[28]的方法，主成分分析以每个因子得分FC1、FC2所对应的特征值为权数，与该因子得分相乘可得主成分得分，又根据主成分得分计算相关性综合得分，称之为F，F1=FC1×6.90，F2=FC2×1.67，F=(F1×69.02+F2×16.73)/85.75，由此计算出3种不同贮藏温度与黄花菜品质指标之间的综合相关性。综合得分越高，说明该温度下的黄花菜贮藏保鲜效果越好，排名越高；反之则越低。由表5可得，相温组的排名最高，冷库组次之，冰箱组最低，说明相温组处理最优。

表5 主成分得分表Table 5 Principal component score table

2.4 相温贮藏对黄花菜挥发性物质的影响

采用GC-MS联用法测定黄花菜挥发性物质，主要测得醇类、酯类、烯类、烷类4种物质约20种，图1、图2为挥发性物质占比较大，相对含量变化比较明显的2种挥发性物质(醇类和酯类)的变化情况。醇类物质可以增强果蔬耐冷性，这可能与其分子进入细胞膜中，改变膜的结构和功能有关[29]；酯类挥发性物质在植物中普遍存在，是许多果蔬中芳香物质之一。已有学者发现酯类物质可以减轻冷害的发生，原因可能与其诱导热激蛋白的产生有关。醇类和酯类含量均在贮藏期间随着时间的增长不断减少，且2种物质各处理组之间差异均不显著(P>0.05)。其中贮藏21 d时相较于0 d，冰箱组、冷库组和相温组醇类相对含量分别减少了71.29%、63.08%和53.57%，表明较低的温度促使黄花菜释放醇类物质，以使其耐贮；与0 d相比，贮藏21 d时冰箱组、冷库组和相温组酯类含量分别减少了94.21%、91.09%和89.38%，其中，贮藏7 d时酯类挥发性物质大幅度减少，当黄花菜处于较低温度时，酯类物质能在保护黄花菜免受冷害中起积极作用。醇类及酯类物质通常为有利香气物质[30]，在一定程度上相温贮藏可延缓黄花菜贮藏期间香气物质中醇类和酯类物质的减少，因此，冷库贮藏效果要好于冰箱贮藏，相温贮藏效果最佳。

图1 不同贮藏温度对黄花菜醇类物质的影响Fig.1 Effect of different storage temperature on alcohols substance of daylily

图2 不同贮藏温度对黄花菜酯类物质的影响Fig.2 Effect of different storage temperature on esters of daylily

3 结论

与冰箱组和冷库组相比，“精准温控保鲜箱+蓄冷剂+冷库”相温环境[(-0.5±0.1) ℃]可以有效延缓贮藏期间色差的改变，维持较高的叶绿素含量和较低的类胡萝卜素含量，抑制维生素C、还原糖、总酚含量的降低，延缓pH和黄酮含量的升高，同时抑制呼吸强度和乙烯生成速率。通过主成分分析法可得，相温组得分最高，保鲜效果最佳，同时延缓黄花菜贮藏期间香气物质中醇类和酯类物质的减少。