葡萄柚籽提取物和聚乙烯包裝對(duì)香椿貯藏品質(zhì)的影響

阿依圖拉·拜各吐木爾, 李潔, 陳存坤, 劉慧, 李相陽(yáng)*, 林少華

(1.北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院, 食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室, 農(nóng)產(chǎn)品有害微生物及農(nóng)殘安全檢測(cè)與控制北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 102206; 2.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津), 天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 天津 300384; 3.北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品與生物工程系， 北京 102442)

香椿(Toonasinensis)又名椿芽、香椿頭、椿樹等，是我國(guó)珍貴的木本植物之一[1-2]。香椿含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，香椿芽水分含量84%，蛋白質(zhì)5.7%～9.8%，碳水化合物7.0%，粗纖維2.50%～2.78%[3-4]。香椿含有多種生物活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌、降血糖、保護(hù)雄性生殖系統(tǒng)、抗炎與免疫調(diào)節(jié)等作用[5-6]。但是，香椿屬于季節(jié)性蔬菜，采收期短，水分和多酚類物質(zhì)含量較高，采后極易褐變、腐爛變質(zhì)、呼吸強(qiáng)度提高、營(yíng)養(yǎng)成分降低，保鮮保存、運(yùn)輸難度大，嚴(yán)重影響香椿的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[7-8]。

聚乙烯(polyethylene，PE)常用于蔬菜貯藏包裝，具有韌性強(qiáng)、防水、對(duì)化學(xué)物質(zhì)有抗性等優(yōu)點(diǎn)[9-10]。朱苗等[11]采用聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride，PVDC)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、PE等保鮮技術(shù)處理香椿；楊穎[12]通過冰溫和開孔調(diào)濕包裝的方法處理香椿，研究其貯藏保鮮品質(zhì)；王趙改等[5]研究了減壓處理對(duì)香椿芽呼吸強(qiáng)度、外觀及內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)的影響；Lin等[13]研究發(fā)現(xiàn)，臭氧和PE影響香椿的貯藏時(shí)間。由上述研究發(fā)現(xiàn)，在新鮮果蔬中，PE包裝可通過調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中O2和CO2的濃度達(dá)到保鮮效果。除了包裝膜外，溫度控制也是提升果蔬貯藏品質(zhì)的關(guān)鍵要素。與傳統(tǒng)冷藏庫(kù)溫度相比，在接近果蔬凍結(jié)溫度下貯藏可以降低腐爛速度。該技術(shù)已應(yīng)用于甜櫻桃、油桃和杏等眾多新鮮果蔬的保鮮[14]。然而，低溫貯藏會(huì)導(dǎo)致果蔬腐爛的微生物數(shù)量增加[15]，因此需要研發(fā)更加有效的保鮮方式。葡萄柚籽提取物(grapefruit seed extract，GSE)是天然產(chǎn)物，無毒、安全且具有顯著的防腐保鮮效果，GSE可以用作強(qiáng)抗氧化劑，具有抗衰老、增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力及保護(hù)視力的功能[16]，并因其相溶性好、高溫穩(wěn)定性好、具有強(qiáng)大的抗菌活性，在食品包裝中應(yīng)用廣泛[17]。高海艷等[18]研究表明，1%GSE負(fù)壓滲透處理延緩了鴨梨的衰老和腐爛，改善了貯藏品質(zhì)。然而關(guān)于PE膜與GSE結(jié)合對(duì)香椿進(jìn)行處理，并探究最適GSE濃度的應(yīng)用研究還未見報(bào)道。因此，本文擬研究不同濃度GSE(0.1%、0.3%和0.5%)和0.02 mm厚度的PE膜處理對(duì)香椿保鮮貯藏期間感官品質(zhì)與生理生化指標(biāo)的影響，以期為提高香椿采后品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

二茬香椿，采自北京市門頭溝區(qū)雁翅鎮(zhèn)葦子水村；GSE，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心；PE膜，厚度為0.02 mm，O2滲透率是7.15 L·m-2·d-1·atm-1，CO2滲透率是23.14 L·m-2·d-1·atm-1，水蒸氣透過率為5.15 g·m-2·d-1，國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)提供。

TU-1450紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；3-30K高速冷凍離心機(jī)，德國(guó)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(yàn)設(shè)備有限公司；醫(yī)用注射器，北京金洋萬(wàn)達(dá)科技有限公司；GC4354F氣相色譜儀，上海天美科學(xué)儀器有限公司；CNX-103 便攜式乙烯測(cè)定儀，北京金洋萬(wàn)達(dá)科技有限公司；冷庫(kù)，國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心。

1.2 樣品處理

采摘成熟度和長(zhǎng)度基本一致的二茬香椿，置于PE保鮮袋中，在3 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行保鮮處理。將試驗(yàn)樣品隨機(jī)分為4組，每組10份，每份重500 g，進(jìn)行以下處理：①CK組(對(duì)照組)，選用0.02 mm厚度的PE保鮮膜包裹；②0.1%GSE處理組，將香椿浸泡在質(zhì)量濃度為0.1%的常溫GSE溶液中1 min；③0.3%GSE處理組，將香椿浸泡在質(zhì)量濃度為0.3%的常溫GSE溶液中1 min；④0.5%GSE處理組，將香椿浸泡在質(zhì)量濃度為0.5%的常溫GSE溶液中1 min。GSE溶于滅菌后的蒸餾水中，香椿從GSE溶液中撈出后置于經(jīng)過75%酒精擦拭后的臺(tái)面上晾4 h，然后用0.02 mm厚度的PE保鮮膜包裹。所有處理組均貯藏于溫度為(1±0.5)℃、濕度為(90±5)%的冷庫(kù)中，分別于0、8、16、24、32 d進(jìn)行取樣。每次樣品置于-80 ℃超低溫冰箱中進(jìn)行冷凍保存，用于感官品質(zhì)與生理生化指標(biāo)的分析，重復(fù)3次。

1.3 指標(biāo)檢測(cè)及方法

1.3.1感官評(píng)價(jià)感官評(píng)價(jià)是從色澤、氣味及外觀等方面判斷和評(píng)價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)[18-19]。香椿的感官評(píng)價(jià)是從外表飽滿度、葉子腐敗率來進(jìn)行測(cè)評(píng)的，如表1所示。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2理化指標(biāo)的測(cè)定①失重率：采用稱重法[20]進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算公式如下。

失重率=

(1)

②呼吸強(qiáng)度：采用靜置法[20]進(jìn)行測(cè)定。

③葉綠素：根據(jù)分光光度法[21]進(jìn)行測(cè)定。

④維生素C(VC)：采用2，6-二氯靛酚滴定法[22]進(jìn)行測(cè)定。

⑤色差：使用色差計(jì)測(cè)定樣品在貯藏過程中色澤的變化。在0、8、16、24、32 d取樣品進(jìn)行測(cè)定并取平均值，得到亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*)值[23]。

⑥乙烯釋放速率：采用CNX-103 便攜式乙烯測(cè)定儀測(cè)定，乙烯濃度的單位為μL·kg-1·h-1[20]。

⑦丙二醛(malondialdehyde，MDA)：采用硫代巴比妥酸法[20]進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2017軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，運(yùn)用SPSS 20.0(IBM，USA)軟件對(duì)不同組間數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，并采用多重顯著差異法(LSD)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)香椿感官品質(zhì)的影響

香椿的視覺質(zhì)量是最直觀的品質(zhì)指標(biāo)[23]。由圖1可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，CK組在第8 d就開始發(fā)生褐變，第24 d菜葉開始腐爛，第32 d時(shí)腐爛脫水率已經(jīng)很高。用0.1%GSE處理的香椿在第24 d肉眼觀察外觀沒有明顯的變化，在第32 d開始褐變、腐爛，但第32 d的貯藏效果明顯優(yōu)于CK組。圖2結(jié)果顯示，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，香椿感官評(píng)估分?jǐn)?shù)不斷下降，在0.3%、0.5%濃度GSE處理的樣品組中，貯藏期間前8 d這兩種濃度處理的香椿保鮮效果相似，到32 d時(shí)，0.5%GSE的貯藏保鮮效果更佳。結(jié)果表明，隨著GSE濃度的增加，香椿貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，高濃度GSE延緩了香椿外觀與感官品質(zhì)的降低。

圖1 不同處理下香椿外觀情況

注：同一貯藏時(shí)間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同處理對(duì)香椿亮度和色澤的影響

色澤是評(píng)價(jià)蔬菜品質(zhì)非常重要的因素，顏色變化被認(rèn)為是衰老開始的標(biāo)志之一[20]。亮度、紅度和黃度是衡量香椿色澤的重要指標(biāo)[24]。L*值越大，亮度越大；a*值越高顏色越粉紅，a*值越低顏色越綠；b*值越高顏色越黃，b*值越低顏色越藍(lán)。從圖3可以看出,在貯藏16 d后，CK組的L*值、a*值和b*值均有大幅下降。在貯藏24 d后，CK處理組和0.1% GSE處理組的a*值出現(xiàn)負(fù)值，香椿是偏綠的。貯藏32 d之后，對(duì)L*值進(jìn)行差異性分析，0.5% GSE組處理的香椿與前3組均存在顯著性差異(P<0.05)；對(duì)a*值進(jìn)行差異性分析，0.5% GSE組處理的香椿與CK、0.1% GSE處理組有顯著性差異(P<0.05)，但與0.3% GSE組無顯著性差異。說明GSE處理對(duì)香椿顏色不會(huì)有負(fù)面影響，而且還可以延緩其顏色的變化，其中0.5% GSE處理效果最佳。

注：同一貯藏時(shí)間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同處理對(duì)香椿失重率和MDA含量的影響

失重率是影響新鮮蔬菜品質(zhì)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素之一[20]。由圖4可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)香椿失重率上升。在貯藏32 d時(shí)，CK組失重率為18.37%，0.1%GSE組失重率為12.36%，0.3%GSE組失重率為10.29%。但0.5%GSE組失重率降低到8%，顯著低于前2組(P<0.05)。隨著GSE濃度的增加失重率降低，GSE處理能延緩香椿水分的流失。失重率6%～8%時(shí)不會(huì)影響新鮮果蔬的出售性[25]。因此，0.5%GSE處理香椿即便貯藏32 d依然滿足市場(chǎng)的要求，而其他3組則不再符合市場(chǎng)的要求[26]。

注：同一貯藏時(shí)間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的產(chǎn)物，其含量多少可反映細(xì)胞膜脂過氧化程度及植物的衰老狀態(tài)[27]。由圖4可見，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，香椿MDA含量上升。在貯藏24 d時(shí)0.5%GSE組MDA含量為0.032 μmol·g-1，與前3組有顯著性差異(P<0.05)。

2.4 不同處理對(duì)香椿呼吸速率和乙烯生成的影響

香椿嫩芽的呼吸作用是影響貯運(yùn)保鮮效果的重要因素之一[28]，與香椿的品質(zhì)以及貯藏壽命密切相關(guān)。評(píng)價(jià)呼吸作用的生理指標(biāo)是呼吸強(qiáng)度，香椿呼吸強(qiáng)度越強(qiáng)，品質(zhì)下降越快[29]。由圖5可以看出，香椿呼吸速率均呈先下降后上升的趨勢(shì)。在貯藏8、16、24、32 d時(shí)，0.5%GSE組與CK、0.1% GSE兩組呼吸速率均有顯著性差異(P<0.05)，在32 d時(shí)，0.1%GSE組呼吸速率與0.3% GSE、0.5% GSE兩組的呼吸速率有顯著性差異(P<0.05)。說明GSE可以有效降低香椿的呼吸速率，而且隨著濃度的增加呼吸強(qiáng)度降低。

乙烯是一種植物內(nèi)源激素，能促進(jìn)果蔬成熟，加快其衰老[8]。圖5結(jié)果顯示，乙烯釋放速率和呼吸速率相似，呈先下降后上升的變化。這可能是香椿通過冰溫貯藏抑制乙烯釋放速率，隨著溫度的上升，新陳代謝加快導(dǎo)致乙烯釋放速率加快。在貯藏8、16、24、32 d時(shí)CK組與0.5% GSE組呼吸速率均有顯著性差異(P<0.05)，貯藏32 d時(shí)，0.5%GSE組處理的香椿乙烯釋放速率與0.1%GSE、CK兩組有顯著性差異(P<0.05)。

圖5 不同處理對(duì)香椿呼吸速率和乙烯生成速率的影響

2.5 不同處理對(duì)香椿葉綠素和VC的影響

顯綠色的葉綠素極不穩(wěn)定，在綠葉蔬菜貯藏時(shí)，易生成脫鎂葉綠素，變成黃色以至褐色，從而導(dǎo)致蔬菜外觀改變[29]。由圖6可看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，4個(gè)處理水平樣品中的葉綠素含量呈先升高再緩慢下降趨勢(shì)。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因可能是因?yàn)槎缦愦贿€在發(fā)育和積累營(yíng)養(yǎng)，導(dǎo)致貯藏前期葉綠素含量上升。在貯藏后期，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，葉綠素含量也在不斷地降低[20]。因此，葉綠素含量與香椿衰老和成熟程度有關(guān)。在32 d時(shí)，0.3%GSE組葉綠素含量為1.62 g·kg-1，0.5%GSE組葉綠素含量為1.56 g·kg-1，存在顯著差異(P<0.05)，由此可見，0.5 % GSE處理組很好地延緩了葉綠素的生成，保持了香椿較為紅亮的外觀。

注：同一貯藏時(shí)間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

VC是評(píng)價(jià)果蔬產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)之一，但在貯藏加工時(shí)易損失[30]。由于香椿正處于發(fā)育和積累營(yíng)養(yǎng)期，貯藏前期VC出現(xiàn)上升趨勢(shì)，在貯藏后期，隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷被消耗，VC含量也不斷降低。貯藏32 d時(shí)，CK組VC含量為29.03 mg·kg-1，0.5 % GSE組VC含量為38.30 mg·kg-1，兩組存顯著差異(P<0.05)。

3 討論

果蔬貯藏過程中，由于多種環(huán)境因素的共同作用，活性氧在細(xì)胞內(nèi)的代謝平衡會(huì)遭到破壞，產(chǎn)生大量自由基，使果實(shí)衰老加速，而GSE含有的多酚類物質(zhì)具有強(qiáng)抗氧化作用，有助于緩解果蔬衰老。吳寧等[31]利用不同濃度的GSE溶液對(duì)香菇進(jìn)行浸泡處理后風(fēng)干，發(fā)現(xiàn)適宜的GSE濃度處理有助于緩解MDA含量的上升，使香菇保持良好的品質(zhì)，延長(zhǎng)貯藏期。這與本研究中香椿MDA含量在GSE處理后顯著低于對(duì)照組的結(jié)果一致。細(xì)菌和霉菌等的感染是導(dǎo)致果蔬腐敗變質(zhì)的重要原因[32]，GSE良好的抗菌性對(duì)果蔬延長(zhǎng)貯藏期、保持良好的感官品質(zhì)十分重要。Heggers等[33]對(duì)多種生物進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)被測(cè)試的67種生物型都對(duì)GSE敏感，GSE對(duì)革蘭氏陰性菌及革蘭氏陽(yáng)性菌均具有殺菌作用。在對(duì)GSE處理后果蔬細(xì)菌生長(zhǎng)研究方面，XU等[34]以黃瓜和生菜作為蔬菜模型，選擇3株沙門氏菌及3株單增生李斯特菌進(jìn)行研究，結(jié)果表明，GSE既可以明顯抑制細(xì)菌生長(zhǎng)并延長(zhǎng)保質(zhì)期，且感官評(píng)價(jià)與化學(xué)合成劑的處理效果沒有顯著差異。這與本研究中GSE組感官品質(zhì)明顯優(yōu)于對(duì)照組，且腐敗變質(zhì)速度減緩的結(jié)果一致。

PE膜包裝果蔬可對(duì)其貯藏周圍環(huán)境氣體成分進(jìn)行調(diào)節(jié)，起到一定的保鮮作用。本研究使用PE膜對(duì)香椿進(jìn)行包裝，研究發(fā)現(xiàn)呼吸速率的增強(qiáng)得到了有效抑制，這與Lin等[13]利用臭氧和PE膜處理香椿后，香椿呼吸強(qiáng)度降低、葉綠素流失減少、貯藏時(shí)間延長(zhǎng)的研究結(jié)果一致。PE膜的防水性對(duì)果蔬貯藏中失重率上升可以起到減緩作用。汪敏等[10]利用不同厚度的PE膜對(duì)白菜進(jìn)行包裝處理，結(jié)果表明，PE膜包裝的白菜失重率都明顯降低且質(zhì)量都明顯優(yōu)于未包裝，這與本研究中GSE組香椿失重率明顯低于對(duì)照組的結(jié)果一致。

綜上所述，作為一種天然的強(qiáng)抗氧化劑，GSE含有大量的多酚化合物，具有抗菌抗病毒、顯著延緩果實(shí)的采后成熟、延長(zhǎng)其貨架期的作用，在作用中不會(huì)對(duì)果蔬造成感官品質(zhì)的損害，并且與化學(xué)試劑相比，對(duì)環(huán)境更加友好。PE膜因其韌性好，抗化學(xué)物質(zhì)，具有防水性，有助于減緩果蔬失重率下降并降低果蔬呼吸速率。二者聯(lián)合使用可對(duì)果蔬起到良好的保鮮效果，有助于減輕果蔬類產(chǎn)品采后處理不當(dāng)造成經(jīng)濟(jì)損失。本研究結(jié)果對(duì)日后果蔬保鮮向著更加安全有效的方面發(fā)展提供了重要的參考。