相溫貯藏對黃花菜品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響

張鵬，劉英杰，賈曉昱，薛友林，李江闊*

1(天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)研究所，天津，300384)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(遼寧大學(xué) 輕型產(chǎn)業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽，110036)

黃花菜(HemerocalliscitrinaBaroni)又稱金針菜，屬于百合科萱草屬宿根多年生草木植物，因其色艷肉厚、味道鮮美，被稱為蔬菜中的四大珍品之一[1]。黃花菜含有豐富的糖類、蛋白質(zhì)、維生素C、鈣、脂肪、胡蘿卜素、氨基酸等人體所必需的營養(yǎng)成分[2]，研究發(fā)現(xiàn)黃花菜富含黃酮類成分[3-4]，具有抗氧化、抗抑郁、抗肥胖、抗高血壓等多種功能。由于黃花菜保鮮期極短，采后易變質(zhì)腐爛，市場上多見的黃花菜干制品營養(yǎng)價值損失嚴重，因此開發(fā)黃花菜保鮮技術(shù)，滿足消費者對新鮮黃花菜的需求已成為亟待解決的問題[5]。

近年來，黃花菜在預(yù)冷方式[6]、氣調(diào)貯藏[7-8]和化學(xué)保鮮劑[9]方面開展了相關(guān)保鮮研究。貯藏溫度是影響果蔬品質(zhì)的關(guān)鍵因素，溫度較低時，會抑制酶的活性，降低果蔬的呼吸強度，營養(yǎng)物質(zhì)流失較慢，能保持貯藏性。徐桂燕等[10]研究了菜心在5個不同貯藏溫度下營養(yǎng)品質(zhì)的變化情況，結(jié)果表明5 ℃對菜心有較好的保鮮效果。張偉龍等[11]分別在10、4、0、-1 ℃貯藏條件下比較了果實的5個貯藏特性動態(tài)變化，綜合比較各指標發(fā)現(xiàn)，不同品種藍莓在-1～0 ℃下貯藏均可維持較好的果實商品性。已有研究表明，在21～35、21～23、0～1 ℃ 3種溫度條件下，黃花菜以0～1 ℃貯藏保鮮效果最好[12]，但該實驗溫度范圍較大，缺少更精準的溫控研究。

相溫貯藏可在貯藏期間通過果實階段性低溫鍛煉，將貯藏溫度穩(wěn)定在較小的范圍內(nèi)進行精準低溫貯藏，達到保持果蔬貯藏品質(zhì)的目的。相溫貯藏與冷藏的區(qū)別在于前者溫度波動值較小，能使貯藏環(huán)境更加穩(wěn)定。自發(fā)氣調(diào)貯藏被認為是當今貯存果蔬最好的貯藏方式，通過調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境氣體成分來保持果蔬商業(yè)價值，相溫貯藏與自發(fā)氣調(diào)貯藏2種安全無毒保鮮方式協(xié)調(diào)貯藏已成為熱點，在柿[13]、蘭州百合[14]的保鮮中已有應(yīng)用，研究發(fā)現(xiàn)相溫貯藏結(jié)合自發(fā)氣調(diào)可以顯著抑制柿果、百合的軟化及營養(yǎng)成分的流失，延長保鮮期。目前，相溫貯藏結(jié)合自發(fā)氣調(diào)技術(shù)在黃花菜中未見相關(guān)報道。為了節(jié)約貯藏成本，提高技術(shù)的應(yīng)用性，本研究采用“精準溫控保鮮箱+蓄冷劑+冷庫”的方式，模擬相溫環(huán)境，以微環(huán)境氣調(diào)箱為載體，將采收的黃花菜分組放入冰箱[(4±1)℃]、冷庫[(0±0.5)℃]及相溫環(huán)境[(-0.5±0.1)℃]中，探討環(huán)境溫度對貯藏期內(nèi)黃花菜生理特性、營養(yǎng)價值和揮發(fā)性物質(zhì)的影響，明確黃花菜保鮮的最佳溫度，為新鮮黃花菜的采后保鮮提供簡便有效的方法，以促進黃花菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

黃花菜，品種為“馬蘭黃花”，摘自甘肅省慶陽市(經(jīng)度104.99°，緯度29.53°)，在當?shù)夭墒諘r，選擇無機械損傷的7成熟黃花菜作為試驗材料。

1.1.2 儀器與設(shè)備

916 Ti-Touch型電位滴定儀，瑞士萬通中國有限公司；SynergyH1型多功能微孔板檢測儀，美國Biotek Instrument公司；Check Point Ⅱ型便攜式殘氧儀，丹麥Dansensor公司；F-900型便攜式乙烯分析儀，美國FELIX儀器公司；CM-700 d型色差儀，日本柯尼卡美能達；3-30K型離心機，德國SIGMA公司；固相微萃取手柄(SPME Fiber)和固相微萃取纖維頭(50/30 μm PDMS/CAR/DVB)，美國Supleco公司；Trace DSQ型GC-MS聯(lián)用儀，美國Finnigan公司。

BCD-281 WXBC冰箱，無錫松下冷機有限公司；冷庫，國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)；微環(huán)境氣調(diào)箱(規(guī)格：280 mm×220 mm×120 mm)，寧波國嘉農(nóng)產(chǎn)品保鮮包裝技術(shù)有限公司；精準溫控保鮮箱(規(guī)格：595 mm×400 mm×250 mm，壁厚30 mm)，上海佳寰實業(yè)有限公司；500 mL蓄冷劑盒(規(guī)格：200 mm×120 mm×25 mm)，河南迪賽爾商貿(mào)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

挑選無機械損傷、無開花、無褐變現(xiàn)象的黃花菜，裝入配有500 mL蓄冷劑盒的微環(huán)境氣調(diào)箱中，每箱容量為(1 000±5) g，共裝9箱，將其分3組，每組3箱。冰箱組：置于冰箱(4±1) ℃貯藏；冷庫組：置于冷庫(0±0.5) ℃貯藏；相溫組：置于內(nèi)有16個500 mL蓄冷劑盒的精準溫控保鮮箱中，放入冷庫貯藏，溫度控制在(-0.5±0.1) ℃。分別在貯藏的第0、7、14、21天取樣測定相關(guān)指標，每個處理3次重復(fù)。

1.2.2 指標測定

維生素C含量的測定采用鉬藍比色法[18]；還原糖含量的測定采用楊大偉等[19]的方法；總酚含量的測定采用Folin-Denis法[20]，取黃花菜漿液1 g于離心管中，加入25 mL體積分數(shù)為75%的甲醇溶液，密封水浴(55 ℃)后浸提3 h，在10 000 r/min下離心10 min，取上清液備用。分別取1 mL新制的Folin-CiocaLteu試劑、0.5 mL提取液、5 mL去離子水和3 mL體積分數(shù)為20%的Na2CO3溶液，在室溫下靜置2 h后，在765 nm處測定其吸光度值；黃酮含量的測定參考黃文部等[21]的方法。

采用頂空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction，HS-SPME)和GC-MS聯(lián)用法測定[22]，選用100 μm PDMS萃取頭；氣相色譜條件：HP-INNOWAX 色譜柱(30 m×20.25 mm，0.25 μm)；程序升溫：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。傳輸線溫度為250 ℃。載氣為 He，流速1 mL/min，不分流。質(zhì)譜條件：連接桿溫度280 ℃，電離方式為EI，離子源溫度200 ℃，質(zhì)量掃描范圍(m/z)35～350。通過檢索 NIST/WILEY 標準譜庫，進行定性分析，用峰面積歸一法測算各揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量。

1.3 統(tǒng)計分析

所得數(shù)據(jù)均用Excel 2010編輯作圖，通過DPS 9.5軟件用最小顯著性差異法(least significant difference，LSD)進行差異顯著性分析(P<0.05表示差異顯著)，通過SPSS 22.0軟件進行主成分分析及得分分析。

2 結(jié)果分析

2.1 相溫貯藏對黃花菜表皮顏色的影響

貯藏期間不同處理黃花菜色澤的變化情況見表1。貯藏7～21 d，不同處理黃花菜L*均呈下降趨勢，a*呈上升趨勢，b*呈下降趨勢，表明黃花菜表皮顏色逐漸變暗、紅色加深、黃色減弱，除14 d時相溫組與其他2組L*差異顯著(P<0.05)、3個處理組間a*差異顯著(P<0.05)以外，其他貯藏時間各處理組間L*、a*和b*差異均不顯著(P>0.05)，由此計算ΔE值來進行分析。

ΔE表示色澤變化，由表1可知，3組黃花菜都發(fā)生了比較明顯的色差變化，第21天時相溫組ΔE值為9.41，顯著(P<0.05)低于冰箱組(18.10)和冷庫組(12.10)，說明相溫貯藏能較好地抑制黃花菜表皮顏色的變深現(xiàn)象，相比冷庫組，相溫組ΔE值更低，表明相溫組可以延緩黃花菜的衰老褐變。

綜上，ΔE可以代表1組處理的黃花菜果實在貯藏期的顏色變化，故以下用ΔE作為評定指標。

表1 不同貯藏溫度對黃花菜表皮顏色的影響Table 1 Effect of different storage temperature on the skin color of daylily

2.2 相溫貯藏對黃花菜品質(zhì)的影響

黃花菜是呼吸躍變型果實，呼吸躍變是躍變型果實生長發(fā)育結(jié)束和衰老啟動的重要標志，是其生命過程中的關(guān)鍵時期，對果蔬的貯藏期有重要影響。由表2可知，冰箱組21 d時呼吸強度為583.93 mg/(kg·h)，高于冷庫組[548.36 mg/(kg·h)]和相溫組[522.26 mg/(kg·h)]，相溫組與其他2組在7 d時差異顯著(P<0.05)，表明相溫貯藏能減弱果實的呼吸強度，果實呼吸強度下降則營養(yǎng)流失也會緩慢，因而能較好保持果實的品質(zhì)，延長其保鮮期。同時，在貯藏期內(nèi)3組處理的呼吸強度變化呈先上升后下降趨勢，與前人研究相一致[23]。

乙烯是一種重要的植物激素，在成熟的果實中可大量生成。據(jù)羅巖等[24]分析，乙烯可以促進莖和根擴展生長并且促進果實成熟，低溫對植物內(nèi)源乙烯起到抑制作用，從而延緩果實衰老。由表2可知，3組黃花菜的乙烯生成速率呈逐漸上升趨勢，且在7、14、21 d均差異顯著(P<0.05)，隨著黃花菜的逐漸成熟，呼吸作用逐漸增強，乙烯生成速率也會隨著呼吸作用的增強而不斷加快，各組差異表明，溫度是影響乙烯生成速率的關(guān)鍵因素，相溫環(huán)境可以顯著抑制黃花菜乙烯的生成。

如表2所示，冰箱組、冷庫組和相溫組的pH值在貯藏21 d時分別降低了7.48%、4.20%和3.65%，隨著貯藏時間的延長，黃花菜逐漸成熟，果實內(nèi)微生物在代謝過程中會產(chǎn)生越來越多的酸性物質(zhì)，導(dǎo)致果實內(nèi)的游離酸逐漸增多[25]，從pH值變化范圍來看，相溫組和冷庫組優(yōu)于冰箱組，相溫組優(yōu)于冷庫組，其中，貯藏21 d時相溫組與其他2組的pH值差異顯著(P<0.05)。

植物的葉綠體中葉綠素常常與類胡蘿卜素共存，其所占質(zhì)量比約為3.5∶1，故果蔬表現(xiàn)為黃綠色。隨著果實的成熟和衰老，葉綠素在酶的作用下，水解成葉綠醇和葉綠酸鹽等水溶性物質(zhì)，于是綠色漸漸消退，顯出從黃到橙紅的類胡蘿卜素顏色，這一變化過程表現(xiàn)果實逐漸趨于成熟[26]。根據(jù)表2可知，3個處理組的葉綠素a和葉綠素b含量均在貯藏期內(nèi)逐漸減少，這與張微等[27]研究結(jié)果中隨貯藏時間的增加果蔬內(nèi)總?cè)~綠素含量越來越低相一致，貯藏7、14、21 d時各組葉綠素a和葉綠素b含量由大到小的次序為相溫組、冷庫組和冰箱組，各組間差異均顯著(P<0.05)；整個貯藏期間，相溫組黃花菜類胡蘿卜素含量均低于其他組，在貯藏14和21 d時差異顯著(P<0.05)。

表2 不同貯藏溫度對黃花菜生理特性的影響Table 2 Effect of different storage temperature on physiological characteristics of daylily

續(xù)表2

由表3可知，貯藏期內(nèi)黃花菜的維生素C含量、還原糖含量、總酚含量在不斷地減少，貯藏21 d時冰箱組、冷庫組和相溫組間的維生素C含量、還原糖含量、總酚含量由大到小的次序為相溫組、冷庫組和冰箱組，各組間差異均顯著(P<0.05)。分析原因為低溫處理中，呼吸強度被抑制后降低植物分解代謝速率，營養(yǎng)成分損失降低，同時膜脂相變理論認為，溫度波動可導(dǎo)致膜透性增大，膜內(nèi)可溶性物質(zhì)流出，導(dǎo)致果蔬品質(zhì)劣變，冷庫組與相溫組保鮮效果優(yōu)于冰箱組，相溫處理可以抑制黃花菜中可溶性營養(yǎng)物質(zhì)的流失，較冷庫組更好地維持住果實的營養(yǎng)價值。

如表3所示，貯藏期內(nèi)黃花菜黃酮含量呈逐漸增加趨勢，冰箱組中的黃酮含量增長速率高于冷庫組和相溫組，而相溫組黃酮含量最低，貯藏21 d時3個處理組之間黃酮含量差異顯著(P<0.05)，黃酮物質(zhì)在果實抗氧化方面發(fā)揮積極作用，而果實的不斷衰老會刺激其含量緩慢增多，相溫組貯藏溫度較低，從而延緩果實衰老，減緩黃酮含量增長速率。

表3 不同貯藏溫度對黃花菜營養(yǎng)價值的影響Table 3 Effect of different storage temperature on the nutritional value of daylily

2.3 主成分分析法評價黃花菜品質(zhì)

對以上測得的黃花菜ΔE、呼吸強度、乙烯生成速率、pH、類胡蘿卜素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、維生素C含量、還原糖含量、總酚含量、黃酮含量這些指標作為不同因子進行數(shù)據(jù)分析，以特征值>1為原則，得出2個主成分，如表4所示。

表4 主成分的特征值及貢獻率Table 4 Eigenvalues and contribution rates of principal components

通過主成分分析法提出了2個主成分，這2個主成分包含的信息量占總信息量的85.75%。參照薛友林等[28]的方法，主成分分析以每個因子得分FC1、FC2所對應(yīng)的特征值為權(quán)數(shù)，與該因子得分相乘可得主成分得分，又根據(jù)主成分得分計算相關(guān)性綜合得分，稱之為F，F(xiàn)1=FC1×6.90，F(xiàn)2=FC2×1.67，F(xiàn)=(F1×69.02+F2×16.73)/85.75，由此計算出3種不同貯藏溫度與黃花菜品質(zhì)指標之間的綜合相關(guān)性。綜合得分越高，說明該溫度下的黃花菜貯藏保鮮效果越好，排名越高；反之則越低。由表5可得，相溫組的排名最高，冷庫組次之，冰箱組最低，說明相溫組處理最優(yōu)。

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

2.4 相溫貯藏對黃花菜揮發(fā)性物質(zhì)的影響

采用GC-MS聯(lián)用法測定黃花菜揮發(fā)性物質(zhì)，主要測得醇類、酯類、烯類、烷類4種物質(zhì)約20種，圖1、圖2為揮發(fā)性物質(zhì)占比較大，相對含量變化比較明顯的2種揮發(fā)性物質(zhì)(醇類和酯類)的變化情況。醇類物質(zhì)可以增強果蔬耐冷性，這可能與其分子進入細胞膜中，改變膜的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)[29]；酯類揮發(fā)性物質(zhì)在植物中普遍存在，是許多果蔬中芳香物質(zhì)之一。已有學(xué)者發(fā)現(xiàn)酯類物質(zhì)可以減輕冷害的發(fā)生，原因可能與其誘導(dǎo)熱激蛋白的產(chǎn)生有關(guān)。醇類和酯類含量均在貯藏期間隨著時間的增長不斷減少，且2種物質(zhì)各處理組之間差異均不顯著(P>0.05)。其中貯藏21 d時相較于0 d，冰箱組、冷庫組和相溫組醇類相對含量分別減少了71.29%、63.08%和53.57%，表明較低的溫度促使黃花菜釋放醇類物質(zhì)，以使其耐貯；與0 d相比，貯藏21 d時冰箱組、冷庫組和相溫組酯類含量分別減少了94.21%、91.09%和89.38%，其中，貯藏7 d時酯類揮發(fā)性物質(zhì)大幅度減少，當黃花菜處于較低溫度時，酯類物質(zhì)能在保護黃花菜免受冷害中起積極作用。醇類及酯類物質(zhì)通常為有利香氣物質(zhì)[30]，在一定程度上相溫貯藏可延緩黃花菜貯藏期間香氣物質(zhì)中醇類和酯類物質(zhì)的減少，因此，冷庫貯藏效果要好于冰箱貯藏，相溫貯藏效果最佳。

圖1 不同貯藏溫度對黃花菜醇類物質(zhì)的影響Fig.1 Effect of different storage temperature on alcohols substance of daylily

圖2 不同貯藏溫度對黃花菜酯類物質(zhì)的影響Fig.2 Effect of different storage temperature on esters of daylily

3 結(jié)論

與冰箱組和冷庫組相比，“精準溫控保鮮箱+蓄冷劑+冷庫”相溫環(huán)境[(-0.5±0.1) ℃]可以有效延緩貯藏期間色差的改變，維持較高的葉綠素含量和較低的類胡蘿卜素含量，抑制維生素C、還原糖、總酚含量的降低，延緩pH和黃酮含量的升高，同時抑制呼吸強度和乙烯生成速率。通過主成分分析法可得，相溫組得分最高，保鮮效果最佳，同時延緩黃花菜貯藏期間香氣物質(zhì)中醇類和酯類物質(zhì)的減少。