3種不同的保鮮方法對香椿貯藏品質(zhì)的影響

王麗瓊，林少華，陳存坤，張慧杰，羅紅霞，*，許文濤

（1.北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品與生物工程系，北京102442；2.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津300384；3.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院食品營養(yǎng)與安全省部共建教育部重點實驗室，天津300457；4.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心，北京100083）

香椿（Toona sinensis）又名香椿芽，屬楝科，香椿屬，落葉喬木，原產(chǎn)于中國的中部及南部，現(xiàn)廣泛栽植在華北、華東以及中部、南部等地區(qū)。香椿不但香味濃郁，而且具有很高的營養(yǎng)價值，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)[1]，以及多酚類物質(zhì)、黃酮、多糖、皂苷、生物堿等生物活性成分[2]，具有防治高血壓、抗炎、鎮(zhèn)痛、降血糖、抗癌、抗氧化等作用保健功能[3]。香椿適合貯藏的溫度是（1±0.5）℃，濕度為（90±5）%，但采摘后的香椿水分含量高，常溫條件下蒸騰作用強，短時間內(nèi)就會枯萎、掉葉、甚至腐爛。雖然鮑琳等[4]用多菌靈、乙烯吸收劑等不同處理進行香椿保鮮試驗，朱苗等[5]采用聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯3 種保鮮膜對香椿進行保鮮探討，朱永清等[6]用不同密度的聚乙烯和不同厚度的包裝材料對香椿進行自發(fā)氣調(diào)來研究不同的貯藏保鮮效果。水江波等[7]則探討了適合香椿保鮮的適宜溫度、濕度。但是已有的研究仍難以滿足消費者的需求，因此，仍需繼續(xù)尋找更適合香椿貯藏保鮮的方法和技術(shù)。

近年來，紫外照射（ultraviolet irradiation，ZW）、1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）和乙烯吸收劑（ethylene absorbent，EA）等保鮮方法可以延緩果蔬采后衰老的研究多見于報道。如保鮮膜結(jié)合紫外光處理的龍眼、鮮切蘋果、韭菜與對照相比可延緩可溶性固形物和VC的降解，抑制丙二醛和多酚氧化酶的增長，保鮮效果明顯[8-10]。保鮮膜結(jié)合1-MCP 處理的獼猴桃、富士蘋果有效延緩了果實硬度、果實營養(yǎng)成分的下降，延長了果實貯藏期和貨架期[11-12]。保鮮膜結(jié)合乙烯吸收劑處理的麗江雪桃、德國小香蔥對降低貯藏中呼吸強度、失重率、褐變指數(shù)、腐爛指數(shù)都有一定的效果，有利于果蔬商品價值的保持[13-14]。然而，關(guān)于紫外光、1-MCP 和乙烯吸收劑這3 種保鮮處理方法在香椿上的應(yīng)用研究還未見報道。因此，本試驗重點研究和比較了紫外光、1-MCP 和EA3 種保鮮處理方法對香椿貯藏期間的品質(zhì)變化，尋找出更適合香椿保鮮效果的方法，為香椿的貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香椿：北京市門頭溝區(qū)雁翅鎮(zhèn)葦子水村采摘，品種為紅香椿；1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）：陜西咸陽西秦生物公司，每袋凈含量0.3 g；乙烯吸收劑（ethylene absorbent，EA）：山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，每袋凈含量8 g，有效成分為高錳酸鉀（質(zhì)量分數(shù)≥10%）；聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）膜：國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，厚度0.01 mm，伸長率365.525%，抗張強度13.005 MPa，透氣性1 213.27 cm3/（2 h·0.1 MPa），透濕率61.82 g/（m2·1.8）。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1810 紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；3-30K 高速冷凍離心機：德國sigma公司；FA-004 型電子天平：上海精科天平有限公司；DK-S26 型電熱恒溫水浴鍋：上海精宏試驗設(shè)備有限公司；CNX-103 便攜式乙烯測定儀：北京金洋萬達科技有限公司；GC7890F 氣相色譜儀：上海天美科學(xué)儀器有限公司；冷庫：國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津）。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

香椿采摘于2018年4月26日，挑選新鮮、無霉爛、無病蟲害、色澤較好，芽長為15 cm～20 cm 的呈紫紅色的香椿芽。將整理好的香椿芽隨機分為5 組，每組質(zhì)量為400 g，分別進行如下處理：

1）對照組（CK 組），不做任何保鮮處理；2）聚氯乙烯組（PVC 組），選用 0.01 mm 厚度的 PVC 膜包裹；3）聚氯乙烯+紫外照射組（PVC+ZW 組），在PVC 膜包裹的條件下，每隔10 d 紫外照射1 次，燈管功率為40W，強度為 375 μW/cm2，時間為 10 min；4）聚氯乙烯+1-甲基環(huán)丙烯組（PVC+1-MCP 組），在PVC 膜包裹的條件下，加入1 包1-MCP；5）聚氯乙烯+乙烯吸收劑組（PVC+EA 組），在PVC 膜包裹的條件下，加入1 包EA。所有處理組均置于溫度為（1±0.5）℃，濕度為（90±5）%的冷庫中貯藏，設(shè)置3 次重復(fù)，取樣時間分別為0、10、20 d 和 30 d。

1.3.2 指標檢測及方法

1）呼吸強度的測定：采用靜置法進行測定，隨機稱取70 g 香椿置于經(jīng)空氣平衡的5 L 密封瓶中，密閉2 h后，用一次性注射器從密封瓶頂部抽取1.0mL氣體，然后用氣相色譜法測定CO2含量，呼吸強度以CO2釋放量表示，單位為mg CO2/（kg·h）。

氣相色譜檢測條件：載氣N2，進樣溫度120 ℃，柱溫 60 ℃，CO2檢測溫度 360 ℃，氫氣氣流 80 mL/min。

2）乙烯釋放速率的測定：使用CNX-103 便攜式乙烯測定儀測定，乙烯濃度的單位為μL/（kg·h）。

3）失重率的測定：采用稱重法進行測定，計算公式為：失重率/%=（貯前香椿質(zhì)量-貯后香椿質(zhì)量）/貯前香椿質(zhì)量×100。

4）葉綠素的測定：根據(jù)曹建康的分光光度法進行測定[15]。

5）維生素 C（VC）的測定：采用 2，6-二氯靛酚滴定法進行測定[16]。

6）丙二醛（malondialdehyde，MDA）的測定：采用硫代巴比妥酸法進行測定[17]。

7）色差的測定：采用色差計測定不同處理的香椿在不同貯藏時間的顏色變化。每個處理取香椿葉的中部進行測定，取平均值，得到色差的L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值，并根據(jù)a*、b*值計算色調(diào)角（H0），計算公式為H0=tan-1b*/a*。

8）酶活的測定：多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化酶（peroxidase，POD）、過氧化氫酶（fungal catalase，CAT）和超氧化酶（superoxide dismutase，SOD）的測定根據(jù)Solarbio@ 活性檢測試劑盒的說明進行檢測，試劑盒型號分別為 BC0195、BC205、BC0205和BC0175。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 進行數(shù)據(jù)處理和繪圖，取3 次重復(fù)平均值，并用SPSS20.0 進行數(shù)據(jù)顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對香椿失重率和色差的影響

不同處理對香椿失重率和色差的影響見圖1。

圖1 不同處理對香椿失重率和色差的影響Fig.1 Effects of different treatments on weight loss and color difference of Toona sinensis

失重率是評價蔬菜質(zhì)量的關(guān)鍵感官指標之一。由圖1A 可以看出，隨著貯藏時間的延長，5 組處理中的香椿失重率均呈現(xiàn)上升趨勢。對照處理（control treatment，CK）失重率最高在10 d 時已超過20%。其次為PVC 組，在貯藏30 d 后失重率為12.55%，另外兩組均超過8%，而PVC+ZW 組失重率最低為6.55%，顯著低于其它 4 組（P ＜ 0.05）。PVC 包裝膜可以降低蔬菜的蒸騰作用，從而延緩其水分的流失[18]，從本研究結(jié)果可以判斷紫外照射可以進一步降低這種作用。此外，Giuggioli 等[19]認為新鮮產(chǎn)品失重率超過8%即會影響其適銷性，因此PVC+ZW 組處理的香椿仍能滿足市場的要求，但也接近臨界值，而其它4 組則不再符合市場的要求。

色澤是評價蔬菜品質(zhì)的另一個非常重要的因素，顏色的變化都可能被認為是蔬菜衰老的表征。隨著貯藏時間的延長，5 個處理中香椿亮度均緩慢下降（圖1B），而且顏色均由紫紅色最終變?yōu)榫G色（圖1C）。通過對L*和H0值進行差異性分析表明，貯藏30 d 時，PVC+ZW 組處理的香椿與 CK、PVC 和 PVC+EA 組差異顯著（P ＜ 0.05），但與 PVC+1-MCP 處理組差異不顯著。這說明紫外照射不但不會對香椿的顏色產(chǎn)生負面影響，而且還可以延緩其顏色的變化。該結(jié)果與Sari等[20]的研究結(jié)果類似，他們發(fā)現(xiàn)紫外照射的菠蘿皮和肉的顏色均不會發(fā)生顯著的變化。

2.2 不同處理對香椿呼吸強度、乙烯釋放速率、葉綠素、VC和MDA的影響

不同處理對香椿呼吸強度和乙烯釋放速率的影響見圖2。

圖2 不同處理對香椿呼吸強度和乙烯釋放速率的影響Fig.2 Effects of different treatments on respiration rate and ethylene release rate of Toona sinensis

果蔬呼吸強度越高，其營養(yǎng)物質(zhì)消耗就越大，果蔬貯藏的時間就越短。由圖2 A 可以看出，除了CK組，其它4 組的呼吸速率均先下降后上升。到了30 d時，PVC+ ZW 組與 PVC 和 PVC+EA 組差異極顯著（P＜0.01），但與PVC+1-MCP 組差異不顯著。說明紫外照射可以有效地降低香椿的呼吸速率，具體原因可能是由于紫外照射產(chǎn)生的臭氧延緩了組織代謝，并關(guān)閉了氣孔[21]。

乙烯是一種植物內(nèi)源激素，能促進果蔬成熟，加快其衰老。由圖2 B 可看出，乙烯釋放速率與呼吸速率相似，在初期下降后期上升。這可能是由于香椿由常溫經(jīng)過預(yù)冷后，再進行冰溫貯藏，較低的溫度有效地抑制了香椿乙烯的釋放速率，但是隨著其新陳代謝的加速，乙烯的釋放速率進一步加速。在貯藏后期，PVC+ ZW 組與 PVC 組差異極顯著（P＜0.01）和 PVC+EA 組差異顯著（P＜0.05），但與 PVC+1-MCP 組差異不顯著。紫外照射抑制乙烯的機理仍未可知，需深入研究和分析。

不同處理對香椿葉綠素、VC和MDA 的影響見圖3。

圖3 不同處理對香椿葉綠素、VC和MDA 的影響Fig.3 Effects of different treatments on the content of Chlorophyll，VCand MDA of Toona sinensis

香椿嫩芽采摘時為紫紅色，色彩鮮艷，但仍會繼續(xù)發(fā)生新陳代謝而逐漸成熟衰老，紫紅色逐漸變淺，綠色逐漸加深。由圖3A 可見，隨著貯藏時間的延長，5 個處理組中香椿葉綠素的含量均緩慢提高，金波等的研究也證實椿芽生長過程中的色澤隨花青素、葉綠素含量的交互變化而改變[22]。截止到30 d 時，PVC+ZW組的葉綠素含量與PVC+EA 和PVC+1-MCP 組差異不顯著，但與PVC 組差異顯著（P＜0.05）。通過計算H0與葉綠素的相關(guān)系數(shù)得知，這4 組的差異較小，表明紫外照射并不主要通過改變?nèi)~綠素的含量而延緩香椿顏色的變化。另一方面，由于貯藏過程中香椿水分蒸發(fā)，因而測出的香椿中葉綠素的含量也會緩慢提高。通過計算葉綠素與失重率的相關(guān)系數(shù)得知，PVC（0.997）＞PVC+EA（0.996）＞PVC+1-MCP（0.984）＞PVC+ZW（0.942），說明紫外照射處理可以降低葉綠素與失重率的相關(guān)性，即可降低失重率對葉綠素的影響。

VC是衡量果蔬品質(zhì)的一個重要指標。由圖3B 可看出，隨著貯藏時間的延長，5 個處理中的VC含量出現(xiàn)了先升高又緩慢下降的趨勢，可能由于采摘的是頭茬香椿幼苗，尚處在發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)積累中，因而出現(xiàn)了貯藏前期VC升高的現(xiàn)象。在貯藏后期，隨著營養(yǎng)物質(zhì)的不斷消耗，VC的含量也在不斷地降低。因此，VC含量在貯藏過程的變化與香椿的成熟和衰老程度有關(guān)。紫外照射處理的香椿的VC含量最低，下降的速度也最快，在30 d 時的含量與PVC 組差異不顯著，但與PVC+1-MCP 組和 PVC+EA 組差異極顯著（P＜0.01）。這可能是由于紫外照射產(chǎn)生的臭氧具有強氧化性，能夠與VC發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致的。Maharaj 等[23]的研究也進一步證實了這種現(xiàn)象，他們對比了紫外照射番茄后發(fā)現(xiàn)高劑量組的VC含量較對照及低劑量組的VC含量低。

紫外產(chǎn)生的氧化性也通過MDA 這個指標反應(yīng)出來。由圖3 C 可見，PVC+ZW 處理的 MDA 含量最高，與PVC 組差異不顯著，但與PVC+1-MCP 組和PVC+EA組差異極顯著（P＜0.01）。

2.3 不同處理對香椿酶活指標的影響

不同處理對香椿酶活的影響見圖4。

圖4 不同處理對香椿酶活的影響Fig.4 Effects of different treatments on the enzyme activity of Toona sinensis

果蔬的褐變與PPO 酶有著密切的關(guān)系，PPO 可以催化多酚類底物生產(chǎn)醌類物質(zhì)，產(chǎn)生棕色聚合物導(dǎo)致組織褐變，從而降低果蔬的品質(zhì)和市場價值。PPO 酶活力越高，酚類物質(zhì)氧化的速率就越快，褐變的速度就越快。由圖4A 可知，5 個處理組的香椿中PPO 的酶活性隨著貯藏時間的延長均先上升在第20 天后開始下降。這可能一是因為隨著香椿中多酚逐漸被氧化，多酚氧化酶催化的反應(yīng)底物減少，而產(chǎn)物醌類物質(zhì)含量增高，從而導(dǎo)致多酚氧化酶的活性下降[24]。到第30天后，PVC+ZW 組的PPO 酶活力最低，并極顯著低于PVC 組和 PVC+EA 組，但與 PVC+1-MCP 組差異不顯著。從 H0 與 PPO 酶的相關(guān)系數(shù)：PVC（0.804）＞ PVC+EA（0.724）＞ PVC+1-MCP（0.698）＞ PVC+ZW（0.691）也可得出以上結(jié)論。

果蔬采摘后的新陳代謝會產(chǎn)生活性氧，如超氧化物自由基、過氧化氫和羥基自由基，這些活性氧與細胞膜損傷和衰老有關(guān)[25]。POD、CAT 和SOD 等解毒酶可以催化這些產(chǎn)生毒性的自由基。從圖4B、4C 和4D 可以看出，PVC+ZW 處理的 POD、CAT 和 SOD 酶的活力均高于其它組。POD 酶在貯藏期間一直呈上升狀態(tài)，而SOD 酶的趨勢正好相反。在貯藏到30 d 時，PVC+ZW 處理的 POD 和 SOD 酶均與 PVC 組、PVC+1-MCP組及 PVC+EA 組差異顯著（P＜0.05）。CAT 酶的變化趨勢與PPO 酶的趨勢相似，在貯藏到最后，PVC+ZW 組與PVC+1-MCP 組差異不顯著，但與PVC 組及PVC+EA 組差異顯著（P＜0.05）。目前，關(guān)于紫外照射如何影響香椿酶活的變化機理仍未見報道，還需進一步研究和分析。

3 結(jié)論

香椿作為一種應(yīng)季蔬菜，具有很強的季節(jié)性，而且不易貯藏，難以滿足市場的需求。本試驗通過比較分析了紫外照射、1-MCP 和乙烯吸附劑結(jié)合PVC 膜3種不同的保鮮處理方法對香椿貯藏品質(zhì)變化的影響。這種品質(zhì)的變化是多種理化指標和酶活指標共同作用的結(jié)果。結(jié)果表明，PVC+ZW 處理組的感官指標效果最好，在不損傷香椿顏色的情況下，能有效地延緩香椿的失重率的下降，其次為PVC+1-MCP 組。下一步仍需要對紫外照射的強度和時間進行優(yōu)化，以尋找更優(yōu)的保鮮組合。