柵欄技術(shù)對毛竹筍采后品質(zhì)劣變的調(diào)控作用

趙宇瑛

(浙江農(nóng)業(yè)商貿(mào)職業(yè)學(xué)院,浙江紹興 312000)

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柵欄技術(shù)對毛竹筍采后品質(zhì)劣變的調(diào)控作用

趙宇瑛

(浙江農(nóng)業(yè)商貿(mào)職業(yè)學(xué)院,浙江紹興 312000)

本文研究了柵欄技術(shù)對毛竹筍采后品質(zhì)劣變的作用。對毛竹筍貯藏期間纖維素、木質(zhì)素含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性、可食率、褐變指數(shù)以及腐爛率等生理指標進行檢測。結(jié)果表明,采用柵欄因子處理能夠明顯抑制毛筍PAL、PPO酶活性、纖維素、木質(zhì)素的合成,降低硬度;抑制可食率降低、腐爛率的增加及褐變指數(shù)升高,從而有效延長采后毛竹筍的貯藏期,從5 d延長到30 d。

柵欄技術(shù)作用,毛竹筍,品質(zhì)劣變

柵欄技術(shù)(Hurdle Technology,HT)是于1976年由德國專家Leistner[1]提出的一套控制食品保質(zhì)期的系統(tǒng)科學(xué)理論。柵欄技術(shù)有利于保持食品的安全、穩(wěn)定、營養(yǎng)和風味,柵欄效應(yīng)是食品保存的有效手段。在實踐應(yīng)用中,柵欄技術(shù)將多種殺菌因子科學(xué)合理地結(jié)合,形成對微生物的多靶攻擊,能有效抑制微生物的生長繁殖,保證果蔬貯藏的安全和品質(zhì)[2]。

毛竹為禾本科竹亞科(Bambusaceae)剛竹屬(Phyllostachys)植物,竹筍營養(yǎng)豐富,肉質(zhì)脆松,味美可口,被人們稱之為為優(yōu)良的綠色保健蔬菜[3]。但毛筍出筍期只有30～40 d,采收期短而集中,筍肉老化快,很難長期保鮮貯存[4]。因此,竹筍保鮮技術(shù)依然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。因而,繼續(xù)研發(fā)可供選毛竹筍保鮮實用新方法/新技術(shù)仍具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

毛竹筍浙江紹興縣平水鎮(zhèn)同康村;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、硫酸、氫氧化鈉、乙醇、乙醚、巰基乙醇、聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)國藥集團上?；瘜W(xué)試劑有限公司;所用試劑均為分析純。

MIR150恒溫培養(yǎng)箱Sanyo日本;Centrifuge 5810R型高速離心機 Effendof;德國FA1004A電子天平上海精天電子儀器有限公司;TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀TA.new plus 美國;HH-W600三用恒溫水箱江蘇佳美儀器制造有限公司,中國。

1.2實驗方法

1.2.1原材料處理供試毛竹筍(PhyllostachyspubescensMazel)于2015年4月中旬采自浙江紹興縣平水鎮(zhèn)同康村。采收當天,選擇長度約25 cm、大小適中、無機械損傷的毛竹筍,放入泡沫箱內(nèi),于采收當天用空調(diào)車送達實驗室。用水清洗干凈,去筍籜,將不可食用的基部去除。以預(yù)實驗結(jié)論為依據(jù)設(shè)低溫(0 ℃)、52%乙醇處理、食品級PE保鮮膜(20 m×30 cm,厚度0.01 mm)包裝為三個柵欄因子,將洗凈的毛竹筍全部浸入52%乙醇處理5 s,撈出后自然風干,用PE保鮮膜2層包裝作為柵欄技術(shù)處理,對照和處理均放入干凈的塑料筐(50 cm×30 cm×15 cm)中,筐用聚乙烯塑料袋(低密度聚乙烯袋(LDPE),厚度為0.04 mm,75 cm×50 cm)罩住,袋不封口,置于0 ℃、相對濕度85%～90%的冷庫中貯藏,定期檢測相關(guān)品質(zhì)指標。

1.2.2木質(zhì)素含量測定木質(zhì)素采用陳惠云等[5]方法測定。稱取毛竹筍樣品5 g,用10 mL 72%硫酸(H2SO4)溶液浸泡,室溫靜置4 h。將H2SO4濃度稀釋為1 mol/L后,在電爐上煮沸2 h,用已恒重(m2)的砂芯坩鍋(規(guī)格G4)抽濾,再將盛有木質(zhì)素的坩鍋置105 ℃烘箱中烘至恒重。取出,稱重(m3),計算木質(zhì)素含量。

木質(zhì)素(%)=(m3-m2)/m1×100

1.2.3纖維素含量參照曹建康等[6]的方法測定稱取已搗碎的樣品20.0～30.0 g,置于500 mL 三角燒瓶中,加入室溫時體積為200 mL已煮沸的1.25% H2SO4溶液,加熱,使之微沸保持30 min。然后用襯有亞麻布的布氏漏斗抽濾,并用沸水洗至洗液呈中性。將帶有殘渣的麻布移入200 mL燒杯中,再用室溫時體積為200 mL預(yù)煮沸的1.25%氫氧化鈉(NaOH)溶液將殘渣洗下,移入原三角燒瓶內(nèi)微沸30 min,以沸水洗滌2～3次,置于已干至恒重并襯有石棉的垂熔坩堝抽濾,沸水洗滌后抽干,再用95%乙醇及乙醚分別洗滌3次,連同坩堝于105 ℃烘至恒重,記錄樣品殘余物的質(zhì)量。再移入550 ℃高溫爐中灰化,至灰白色,將坩堝置于干燥器中冷至室溫時稱量,記錄灰分質(zhì)量。按下列公式計算粗纖維含量(質(zhì)量分數(shù))。

粗纖維含量(%)=[(m1-m2)/m]×100

式中:m1為殘余物的質(zhì)量(g);m2為灰分的質(zhì)量(g);m為樣品的質(zhì)量(g)。

1.2.4硬度硬度測定參照羅自生等[7]方法,用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀測竹筍中部硬度,探頭直徑5 mm,測試深度3 mm,貫入速率1 mm/s,結(jié)果以kg/cm2為單位,重復(fù)測定10根竹筍取平均值。

1.2.5苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性根據(jù)曹建康等[6]的方法。稱取5.0 g竹筍樣品,置于研缽中,加入10 mL 0.05 mol/L pH7.0的磷酸緩沖液(含5%聚乙烯吡咯烷酮(PVP),0.018 mol/L巰基乙醇,0.1%聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)),冰浴條件下研磨,將勻漿轉(zhuǎn)移至離心管中,于4 ℃、10000 r/min離心30 min,收集上清液,即為酶液。參照曹建康等[6]方法測定PAL的酶活。取1支反應(yīng)管加入1 mL pH8.8的硼酸緩沖液,0.5 mL 20 mmol/L苯丙氨酸溶液,37 ℃下預(yù)熱10 min后加入1.5 mL酶液,混勻立即在290 nm下測定吸光度,后立即放入37 ℃水浴鍋中恒溫1 h,再測1次吸光度。以蒸餾水作空白,結(jié)果以每小時每克組織(鮮重)酶促反應(yīng)體系吸光度增加0.01為PAL活性單位。

1.2.6多酚氧化酶(PPO)活性根據(jù)曹建康等[6]的方法。稱取5.0 g毛筍樣品,置于研缽中,加入5.0 mL緩沖提取液(1 mmol/L聚乙二醇、4% PVP和1% Triton X-100),在冰浴下研磨成勻漿,于4 ℃、10000 r/min離心30 min,收集上清液即為酶提取液,低溫保存?zhèn)溆?。在試管中加?.0 mL 50 mmol/L醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH5.5)、1.0 mL酶提取液和1.0 mL 50 mmol/L鄰苯二酚溶液,混合后立即開始計時。每隔1 min記錄1次反應(yīng)體系在波長420 nm處的OD值。以每克鮮重樣品每分鐘OD值增加1為1個多酚氧化酶活性單位。

1.2.7總酚含量測定參考Pirie等[8]的方法加以改進。稱取5 g竹筍,加入1% HCl-甲醇在冰浴條件下研磨提取2 h后離心,于4 ℃、10000 r/min離心10 min,量取2 mL上清液用蒸餾水定容至100 mL。取定容后液體分別于280 nm測定總酚含量,重復(fù)3次。用沒食子酸作標準曲線,計算總酚含量,用mg/g表示。

1.2.8竹筍切面亮度L*值根據(jù)趙宇瑛和鄭小林的方法[9]測定竹筍切面的明暗度,以L*值來表示。L*=0為黑色,L*=100為白色,L*值越大,表示顏色越白,褐變越輕;L*值越小表示顏色越黑,褐變越重。每5 d采用CHROMA METER CR-400型色差儀測定竹筍切面的褐變指數(shù),每處理重復(fù)3次,共取15根竹筍。

1.2.9褐變指數(shù)將毛竹筍的褐變分為5級:0級為沒有褐變;1級為出現(xiàn)褐變斑點;2級為輕微褐變(褐變面積小于1/5);3級為中度褐變(褐變面積1/5～1/3);4級為中等嚴重褐變(褐變面積1/3～1/2);5級為嚴重褐變(褐變面積大于1/2)。

計算公式為:褐變指數(shù)=Σ(褐變級別×該級別數(shù))/檢查總數(shù)[10]。

1.2.10可食部分(筍肉)占整筍總質(zhì)量的百分率根據(jù)黃勇等方法[11]測定竹筍的可食率?？墒陈?%)=(竹筍凈重/竹筍毛重)×100(其中筍毛重指采挖后未剝殼竹筍重量;筍凈重指采挖后剝殼并去除不可食部分后的竹筍重量)。

1.2.11腐爛率測定采用趙宇瑛和鄭小林的方法[9]測定腐爛率,腐爛竹筍根數(shù)占調(diào)查竹筍根數(shù)的百分率。

1.3數(shù)據(jù)處理方法

生物統(tǒng)計分析采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),在0.05水平進行最小顯著差數(shù)法(LSD)測驗。用Excel 軟件作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1柵欄技術(shù)處理對毛竹筍木質(zhì)素、纖維素含量、PAL酶活性以及硬度的影響

圖1　柵欄技術(shù)處理對毛竹筍木質(zhì)素含量(A)、 纖維素含量(B)、硬度(C)以及PAL活性(D)的影響Fig.1　Effects of hurdle technology on contents of lignin(A)and cellulose(B),firmness(C)and PAL activity(D) in bamboo shoots during storage

竹筍老化過程中纖維素含量大量增加,主要是細胞次生壁加厚,同時伴隨著木質(zhì)素的合成和沉積,這種木質(zhì)化過程是在一系列酶促反應(yīng)下進行的,而PAL是植物次生代謝的關(guān)鍵酶,促進合成木質(zhì)素,從而增大了毛竹筍的硬度[12]。本實驗中,毛竹筍采后貯藏期間木質(zhì)素、纖維素含量均呈上升趨勢,對照組竹筍的纖維素和木質(zhì)素含量增加速率較快,而柵欄技術(shù)處理的處于平緩上升過程(圖1)。貯藏10 d后柵欄技術(shù)處理毛竹筍的木質(zhì)素和纖維素的含量顯著低于對照(p<0.05),貯藏30 d時,柵欄技術(shù)處理的木質(zhì)素和纖維素含量明顯低于對照(p<0.05)(圖1A、B)。對照PAL活性呈先上升后下降的趨勢(圖1C),而柵欄技術(shù)處理的PAL活性變化為較平緩的上升趨勢,貯藏10 d后顯著低于對照(p<0.05),且柵欄技術(shù)處理毛竹筍的硬度顯著低于對照(p<0.05)(圖1D)。表明柵欄技術(shù)處理能夠延緩毛竹筍采后木質(zhì)化進程,降低毛竹竹筍硬度,降低PAL活性。研究表明,對離體竹筍進行低溫處理表明,4 ℃可顯著降低竹筍的PAL、POD活性,減少木質(zhì)素和纖維素合成[9]。低溫能抑制PAL酶活性,0 ℃抑制PAL活性更加明顯,從而延遲竹筍木質(zhì)化進程,防止竹筍短時間衰老質(zhì)地變硬而失去鮮食品質(zhì)[12],同本文結(jié)論一致。

2.2柵欄技術(shù)處理對毛竹筍創(chuàng)傷面亮度L*值及褐變指數(shù)的影響

亮度(L*值)是衡量竹筍色澤的重要指標。由圖2可知,毛竹筍在貯藏期間,其創(chuàng)傷面的亮度L*值呈下降趨勢(圖2A),柵欄技術(shù)處理毛竹筍貯藏10 d后L*值顯著高于對照(p<0.05);毛竹筍創(chuàng)傷面的褐變指數(shù)在貯藏期間上升較快,柵欄技術(shù)處理毛竹筍創(chuàng)傷面的褐變指數(shù)明顯低于對照(p<0.05)(圖2B)。色度L*值可以反映竹筍創(chuàng)傷面顏色的亮暗程度,間接地反映其褐變狀況,從而判斷綠竹筍的新鮮度[9]。實驗結(jié)果表明,隨貯藏期延長,對照毛竹筍切面的L*值降低,褐變指數(shù)增加,竹筍切面顏色會漸次變成褐色,而柵欄技術(shù)處理毛竹筍能夠保持毛竹筍創(chuàng)傷面的顏色鮮亮,降低其褐變指數(shù),保持毛竹筍創(chuàng)傷面色澤的亮度有著良好的作用與余學(xué)軍等的研究結(jié)果一致[13]。

圖2　柵欄技術(shù)處理對毛竹筍創(chuàng)傷面L*值 和褐變指數(shù)的影響Fig.2　Effects of hurdle technology on L* value(A) and browning index(B)of bamboo shoots during storage

2.3柵欄技術(shù)處理對毛竹筍PPO活性與總酚含量的影響

毛竹筍貯藏期間PPO活性呈持續(xù)上升趨勢(圖3)。貯藏期間,柵欄技術(shù)處理毛竹筍使其PPO活性顯著低于對照(p<0.05)(圖3A);毛竹筍貯藏期間總酚含量也呈上升趨勢,且柵欄技術(shù)處理的總酚含量顯著高于對照(p<0.05)(圖3B)。PPO是引起果蔬酶促褐變的主要酶類,催化多酚氧化為醌,醌再聚合與蛋白質(zhì)內(nèi)的氨基酸反應(yīng)產(chǎn)生黑色素沉淀,使產(chǎn)品的風味與外觀品質(zhì)劣變。實驗結(jié)果表明柵欄技術(shù)處理明顯降低了毛竹筍PPO活性,使處理組總酚含量明顯高于對照組(p<0.05)。貯藏過程中,PPO是引起毛竹筍褐變的關(guān)鍵酶。本實驗結(jié)果表明低溫和殼聚糖涂膜可顯著抑制多酚氧化酶(PPO)活性,有效降低采后毛竹筍的木質(zhì)化程度和褐變指數(shù),保持筍肉的良好品質(zhì)[14]。

圖3　柵欄技術(shù)處理對毛竹筍PPO活性(A) 和總酚含量(B)的影響Fig.3　Effects of hurdle technology on PPO activity(A)and total phenolic(B)of bamboo shoots during storage

2.4柵欄技術(shù)處理對毛竹筍可食率與腐爛率的影響

由圖4A可知,毛竹筍的可食率在貯藏期間呈下降趨勢,柵欄技術(shù)處理組的可食率下降較為緩慢,10 d后其可食率顯著高于對照(p<0.05)。由圖4B可知,毛竹筍貯藏10 d后開始發(fā)生腐爛,但柵欄技術(shù)處理毛竹筍的腐爛率顯著低于對照組(p<0.05)。表明柵欄技術(shù)處理能夠抑制可食率的降低以及毛竹筍的腐爛率的升高。類似于夏海濤對綠竹筍的研究結(jié)果,隨著貯藏時間的延長,綠筍的可食率不斷下降;低溫貯藏的平均可食率高于25 ℃貯藏的可食率[15]。

圖4　柵欄技術(shù)處理對毛竹筍可食率(A) 和腐爛率(B)的影響Fig.4　Effects of hurdle technology on edible rate and decay of bamboo shoots during storage

3　結(jié)論

柵欄技術(shù)有效降低了毛竹筍的PAL和酶活性,減少了竹筍木質(zhì)素和纖維素含量,降低了竹筍硬度;肯顯著降低PPO酶活性,竹筍的褐變指數(shù),保持良好的色澤;柵欄技術(shù)處理降低了采后毛竹筍的生理代謝,有利于保持筍體的營養(yǎng)品質(zhì),顯著降低腐爛率,從而有效延長采后毛竹筍的貯藏期;采用柵欄技術(shù)能夠使毛竹筍貯藏期達到30 d,色澤亮,纖維化程度不明顯,保持了良好的感觀品質(zhì)和食用質(zhì)地。本實驗初步探索出一條綠色、安全、有效的竹筍保鮮途徑,為滿足竹筍產(chǎn)業(yè)需求提供理論基礎(chǔ)。

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Role of hurdles technology for deterioration of postharvest quality in bamboo shoots

ZHAO Yu-ying

(Department of Agricultural Economics and Management,Zhejiang Agriculture and Business College,Shaoxing 312000,China)

The role of the hurdles technology on the quality of deterioration of the bamboo shoot was studied in this paper.Meanwhile,the content of cellulose and lignin,the activities of PAL and PPO,firmness,edible percentage,decay rate and browning index were determined.The results showed that treatment of hurdles technology could inhibit the activities of PAL,PPO;inhibited the accumulation of cellulose and lignin;significantly inhibited the rates of the increases in firmness;decreased its decay rate and browning index;increased edible percentage for bamboo shoot so as to effectively prolong the storage period of post-harvest bamboo shoot.These results suggested that bamboo shoots could be preserved from 5 days to 30 days by hurdles technology.

the role of hurdles technology;bamboo shoots;deterioration of the quality

2015-11-19

趙宇瑛(1968-)，女，博士，副教授，主要從事果蔬采后生物學(xué)教學(xué)與科研工作，E-mail：zhaoyuying1212@163.com。

紹興市科技計劃項目(2014B70043)；院級啟動金項目。

TS255.1

A

1002-0306(2016)09-0340-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.058