高阻隔包裝材料構(gòu)建的超低氧短期處理對仔姜貯藏品質(zhì)的影響

張鍶苑,代慧,肖徐,尹杰文,賈嘉懿,張敏*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715)2(西南大學(xué) 食品貯藏與物流研究中心,重慶,400715) 3(農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室,重慶,400715)

姜(ZingiberofficinaleRosc.)是我國中部、南部地區(qū)常見的藥食同源植物,其未成熟的根莖又稱為仔姜,仔姜脆嫩、香味濃郁、辛辣適中,含有姜辣素、姜烯酚、姜酮等多種生物活性物質(zhì),具有止吐健脾、抗氧化、抗腫瘤、保肝利膽、殺菌等功效[1]。仔姜因為水分含量高,外皮幼嫩,采后易萎蔫、褐變,使仔姜的商品性嚴(yán)重降低。

然而長時間超低氧處理將果蔬暴露在低氧水平下,會引發(fā)無氧呼吸,導(dǎo)致乙醛和乙醇含量增加,進(jìn)而導(dǎo)致異味的產(chǎn)生,影響果蔬的風(fēng)味和品質(zhì)。有文獻(xiàn)表明,果蔬中異味的產(chǎn)生主要與果蔬組織厭氧呼吸相關(guān)[8],在無氧呼吸過程中,丙酮酸脫羧酶(pyruvate decarboxylase,PDC)和乙醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase,ADH)是乙醇發(fā)酵的2個關(guān)鍵酶,負(fù)責(zé)植物組織中厭氧產(chǎn)物的積累,PDC催化丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醛,而ADH將乙醛轉(zhuǎn)化為乙醇[9]。微孔膜技術(shù)在果蔬采后保鮮的應(yīng)用已比較廣泛,它能根據(jù)生鮮食品的生理代謝特點,靈活調(diào)節(jié)包裝內(nèi)CO2和O2的體積和相對濕度,使薄膜滲透性與產(chǎn)品的呼吸頻率相匹配,讓果蔬維持微弱的有氧呼吸,避免果蔬水分流失、無氧呼吸以及過量的CO2引起的生理紊亂[10]。微孔膜技術(shù)操作簡易,貯藏過程中在進(jìn)行了一定時間的超低氧處理后再打孔,避免出現(xiàn)長期超低氧造成的無氧呼吸問題。

目前,果蔬中常使用的商業(yè)薄膜多為氧氣透過率較大的低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)或雙向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)材質(zhì),如LDPE氧氣透過率為3 900～25 000 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa),BOPP氧氣透過率為2 000～4 000 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa),較大透氣率膜通過自發(fā)氣調(diào)不易形成超低氧環(huán)境[11]。本實驗摒棄傳統(tǒng)果蔬包裝中使用高透氣性包裝材料的方法,選用高阻隔性的PET12/PE15/CPP30[氧氣透過率為116 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa)]復(fù)合材質(zhì)為包裝材料,并與微孔包裝相結(jié)合,探究高阻隔包裝構(gòu)建的超低氧環(huán)境短期處理及其與微孔包裝的協(xié)同技術(shù)對仔姜貯藏保鮮的影響,為仔姜貯藏保鮮尋找另外一種可行的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

仔姜,天生農(nóng)貿(mào)市場,在采購商從種植農(nóng)戶手中收購后立即送到實驗室。

PET12/PE15/CPP30膜[氧氣透過率:116 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa),23 ℃],頂新集團(tuán)(康師傅)重慶頂正包材有限公司。化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

RXZ-8000智能人工氣候箱,寧波東南儀器有限公司;H1650R臺式高速冷凍離心機,湖南湘儀公司;UV-2450PC紫外可見分光光度計、GC-2010 plus氣相色譜儀,日本島津公司SHIMADZU;DDS-307A電導(dǎo)率儀,上海雷磁公司;WR-18色差儀,深圳威福光電科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品準(zhǔn)備

將挑選好的仔姜表面附著物及泥土清理干凈,晾干備用。采用PET12/PE15/CPP30包裝袋進(jìn)行包裝,每袋放入(130±5) g仔姜,將仔姜隨機分為4組處理:a)CK組:包裝密封后馬上打1個微孔,微孔的孔徑為0.35 mm(以下打孔孔徑均為0.35 mm),形成無超低氧環(huán)境貯藏;b)A組:直接包裝密封,形成長期超低氧環(huán)境貯藏;c)B組:密封包裝形成超低氧環(huán)境達(dá)到3 d后,再打1個微孔貯藏;d)C組:密封包裝形成超低氧環(huán)境達(dá)到3 d后,再打2個微孔貯藏。各組處理好后置于人工氣候箱中,貯藏環(huán)境設(shè)置為12 ℃、相對濕度95%,試驗周期設(shè)置20 d,每個處理設(shè)置3個重復(fù)。每4 d隨機取樣一次,進(jìn)行各項指標(biāo)測定。

1.3.2 指標(biāo)檢測

1.3.2.1 感官評價

參考鄧青芳等[12]的方法,略有改動,感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。每項指標(biāo)最高分為10分,最低分為1分,最終用比例加權(quán)法計算總分。果皮、質(zhì)地、氣味、褐斑程度占總分比例分別為25%、25%、25%、25%,根據(jù)總分評定仔姜的品質(zhì)。結(jié)果取平均值,本實驗中以6分及以上為具有商品性。

表1 仔姜感官評分表Table 1 Evaluation standard of sensory properties of baby ginger

1.3.2.2 頂空氣體成分

采用丹麥膜康公司的CheckMate 3頂空氣體分析儀進(jìn)行檢測。測定前先用頂空氣體分析儀檢測大氣中的O2和CO2濃度,進(jìn)行儀器校準(zhǔn)核查。然后將檢測針頭通過防霧膜上的硅膠片插入包裝中,直接檢測包裝內(nèi)的O2和CO2濃度,每個平行重復(fù)測定3次,測試過程中注意避免針頭與仔姜的接觸。

1.3.2.4 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性

參照曹建康等[13]的方法并稍作修改,測定仔姜SOD活性,結(jié)果以U/g表示。

1.3.2.5 過氧化氫酶(catalase,CAT)活性

參照曹建康等[13]的方法并稍作修改,測定仔姜CAT活性,CAT的活性單位為:0.01ΔOD240/(min·g),記為U/g。

1.3.2.6 相對電導(dǎo)率

參照游玉明等[14]的方法并稍作修改,測定仔姜的相對電導(dǎo)率,計算如公式(1)所示:

(1)

式中:γe,相對電導(dǎo)率,%;γ1,煮沸前電導(dǎo)率,μs/cm;γ0,煮沸后電導(dǎo)率,μs/cm。

1.3.2.7 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量

參照唐先譜等[15]的方法并進(jìn)行稍作修改,測定仔姜MDA含量,結(jié)果以μmol/g表示。

1.3.2.8 色差值

參考付云云等[1]的方法使用色差儀測定,測定L*、a*、b*值,貯藏后與貯藏前的顏色變化用ΔE表示,按公式(2)計算:

(2)

1.3.2.9 總酚含量

參考曹建康等[13]的方法并稍作修改,測量仔姜的總酚含量,單位以O(shè)D280/g表示。

1.3.2.10 多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性

參考曹建康等[13]的方法并稍作修改,測定仔姜PPO活性,結(jié)果以ΔOD420/(min·g)表示。

1.3.2.11 PDC、ADH活性

參照曹建康等[13]的方法,測量仔姜的PDC、ADH活性,PDC或ADH的活性單位為:0.01ΔOD340/(min·g),記為U/g。

1.3.2.12 乙醛含量、乙醇含量

參照程曦等[16]的方法進(jìn)行修改,色譜柱:DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m,0.25 mm,25 μm);FID檢測器溫度200 ℃,氫氣流速為40 mL/min,空氣流速400 mL/min,尾吹(N2)流速30 mL/min;進(jìn)樣口溫度200 ℃,分流比為20∶1;柱流速為1 mL/min;柱溫平衡時間1 min,程序升溫40 ℃(保持3 min),以6 ℃/min升至110 ℃;進(jìn)樣量1 μL。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使用Microsoft Excel 2018對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計算;用IBM SPSS Statistics 21對指標(biāo)進(jìn)行顯著性分析,P<0.05表示有顯著差異,P<0.01表示有極顯著差異,P>0.05表示差異不顯著;最后用Origin 2018制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 短期超低氧處理對仔姜感官評價的影響

如圖1所示,在貯藏期間,所有處理組的感官評價隨著時間的延長而逐漸下降。其中,CK組(無超低氧組)的感官評分下降最快,在第16天喪失商品性,感官評分僅為5.6分;A組(長期超低氧組)在貯藏前期感官評價維持較好,在第12天前與C組差異不顯著(P>0.05),但在貯藏后期由于超低氧處理時間過長,加劇了仔姜感官品質(zhì)的下降,到貯藏結(jié)束(第20天)只有5.74分,喪失了商品價值;而B(超低氧3 d-1微孔)、C(超低氧3 d-2微孔)2組分別有6.46分、6.03分,與CK組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01),其原因可能是前期超低氧處理有利于減緩仔姜呼吸,后期通過維持低氧狀態(tài),更好地維持了仔姜的感官品質(zhì)。

圖1 短期超低氧處理對仔姜感官評價的影響Fig.1 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on sensory evaluation of baby ginger

2.2 短期超低氧處理對仔姜頂空氣體成分的影響

2.2.1 短期超低氧處理對仔姜O2含量的影響

果蔬在采摘后,仍會進(jìn)行一系列代謝活動,如呼吸作用,會導(dǎo)致O2消耗,CO2產(chǎn)生。如圖2所示,在第1天時,A、B、C 3組的O2濃度大幅度下降,分別由20.1%下降至5.84%、6.08%、5.94%,第2天時O2就被消耗殆盡,而CK組由于初期就在包裝膜表面打微孔,所以O(shè)2含量一直維持在10%左右,與A、B、C組差異極顯著(P<0.01)。在貯藏第4天時,因為B、C 2組進(jìn)行了不同微孔數(shù)處理,B、C 2組的O2含量從0%左右開始上升,至貯藏結(jié)束時,B、C 2組的O2含量分別上升到9.87%、15.93%左右。在貯藏后期,C組和CK組差異不顯著(P>0.05),A組和CK、B、C 3組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01)。

圖2 短期超低氧處理對仔姜O2含量的影響Fig.2 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on O2 content of baby ginger

2.2.2 短期超低氧處理對仔姜CO2含量的影響

如圖3所示,在第4天前,A組、B組、C組的CO2含量都在20%左右,與CK組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01),隨著貯藏時間的延長,A組的CO2含量持續(xù)上升,至貯藏結(jié)束時,A組的CO2含量到達(dá)了50.1%,有文獻(xiàn)表明,當(dāng)CO2濃度過高時會導(dǎo)致無氧呼吸,加速乙醛積累和顏色變化,對果蔬品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響,引發(fā)果蔬CO2中毒現(xiàn)象[17]。在貯藏中后期時,B組的CO2的含量一直維持在13%左右,CK、C 2組的CO2的含量一直維持在10%左右,B組與CK、A、C 3組差異極顯著(P<0.01)。結(jié)合感官評價分析可以說明,進(jìn)行長期的超低氧處理不利于果蔬貯藏,并且CK組的處理方式(O2濃度維持在中等濃度水平)也會加快呼吸速率,不利于仔姜品質(zhì)的維持,所以先進(jìn)行短期超低氧處理,再在低O2高CO2的氣體環(huán)境中貯藏可以更好地維持仔姜生命活力,以延長保鮮期。

圖3 短期超低氧處理對仔姜CO2含量的影響Fig.3 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on CO2 content of baby ginger

2.3 短期超低氧處理對仔姜超氧陰離子產(chǎn)生速率的影響

圖4 短期超低氧處理對仔姜產(chǎn)生速率的影響Fig.4 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on production rate of baby ginger

2.4 短期超低氧處理對仔姜SOD活性的影響

SOD是ROS酶促清除系統(tǒng)中重要的清除酶,主要功能是通過歧化作用清除超氧自由基,生成H2O2和O2,而H2O2再被CAT和POD進(jìn)一步催化生成H2O和O2清除植物體內(nèi)超氧自由基,其活性大小可以反映細(xì)胞對逆境的適應(yīng)能力[18]。如圖5所示,各組SOD活性整體呈現(xiàn)下降的趨勢。在0～4 d時,各組SOD活性變化不明顯,但是在貯藏第4天后,各組呈現(xiàn)差異性變化,其中CK組SOD活性下降最快,到貯藏結(jié)束時,CK組的SOD活性僅有0.58 U/g,比貯藏初期減少了1.23 U/g。從8 d開始,CK組與B組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01),在12～20 d時,CK組和C組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01)。在整個貯藏過程中,除第8天外,B組和C組差異不顯著(P>0.05)。在貯藏末期時,A組和B組呈現(xiàn)差異顯著(P<0.05),它們的SOD活性分別為0.64、0.70 U/g。由此可知,短期超低氧處理能更好地抑制SOD活性下降。

圖5 短期超低氧處理對仔姜SOD活性的影響Fig.5 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on SOD activity of baby ginger

2.5 短期超低氧處理對仔姜CAT活性的影響

CAT是重要的抗氧化酶之一,在ROS清除中起著關(guān)鍵作用,特別是對于H2O2的清除。如圖6所示,各組的CAT活性呈先升后降的趨勢。在第12天時,A、B、C 3組的CAT活性才達(dá)到最大值,分別為63.78、73.67、66.33 U/g,而CK組在第8天已經(jīng)達(dá)到了最大值,為49.11 U/g,且CK組的CAT活性最大值小于A、B、C 3組的最大值,說明超低氧處理能夠提升CAT活性,同時還能推遲CAT活性到達(dá)最大值的時間。除第20天外,CK組和A、B、C 3組差異顯著(P<0.05);除CK組的CAT活性在第8天后開始下降,其余各組CAT活性均在貯藏第12天后開始下降,至貯藏結(jié)束時各組CAT活性分別為初始值的0.84倍、0.73倍、1.81倍、1.22倍;在貯藏末期,A組與B、C 2組差異極顯著(P<0.01),在第20天時,B、C 2組差異顯著(P<0.05)。由此可知,超低氧處理能夠有效保護(hù)仔姜細(xì)胞的品質(zhì),延緩CAT的活性,但是在延緩CAT活性的降低上,短期超低氧處理和維持低氧狀態(tài)更有效。

圖6 短期超低氧處理對仔姜CAT活性的影響Fig.6 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on CAT activity of baby ginger

2.6 短期超低氧處理對仔姜相對電導(dǎo)率的影響

膜通透性可用于反映細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性,由于內(nèi)部各種代謝物和不利的外部因素引起的膜損傷總是導(dǎo)致膜通透性的增加,所以測量電導(dǎo)率可評估膜滲透率[18]。如圖7所示,各組相對電導(dǎo)率隨貯藏時間的延長而增大,其中在0～4 d時,CK組電導(dǎo)率上升最快,數(shù)值為57.66%,并且與A組、B、C三組差異顯著(P<0.05),原因是CK組的貯藏環(huán)境一直處于O2濃度較高的環(huán)境中,細(xì)胞呼吸加快,加快了自由基的積累,導(dǎo)致細(xì)胞膜完整性遭到了破壞;在貯藏后期,A組的上升速度最快,可能是因為A組出現(xiàn)了無氧呼吸,產(chǎn)生的乙醛和乙醇會增加膜流動性和電解質(zhì)泄漏[19],與CK、B、C 3組出現(xiàn)差異極顯著(P<0.01)。B、C 2組的相對電導(dǎo)率上升速度相對較小,原因可能B、C 2組經(jīng)過了短期超低氧處理,減弱了呼吸強度,從而仔姜代謝速率降低,在貯藏結(jié)束時數(shù)值分別為67.05%、69.92%。綜合而言,長期超低氧處理對仔姜的細(xì)胞膜造成嚴(yán)重?fù)p傷,而短期的超低氧處理更有利于貯藏過程中仔姜細(xì)胞膜的保護(hù),可以有效抑制相對電導(dǎo)率增大。因此,為抑制仔姜相對電導(dǎo)率的增大,應(yīng)該將仔姜進(jìn)行短期超低氧處理。

圖7 短期超低氧處理對仔姜相對電導(dǎo)率的影響Fig.7 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on the relative conductivity of content of baby ginger

2.7 短期超低氧處理對仔姜MDA含量的影響

MDA是由機械損傷和果蔬衰老引起的脂質(zhì)過氧化的特征反應(yīng)產(chǎn)物。如圖8所示,各組MDA含量隨貯藏時間的延長而增大,其中CK組在0～8 d內(nèi)上升最快,可能是因為O2含量高,呼吸強度加強,導(dǎo)致ROS加劇,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞,至貯藏期結(jié)束MDA含量達(dá)到0.82 μmol/g,與B、C 2組產(chǎn)生極顯著差異(P<0.01),與A組差異不顯著(P>0.05),原因可能是A組在貯藏后期受到無氧呼吸傷害,導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞;至貯藏期結(jié)束時,B、C 2組MDA含量增至0.74、0.76 μmol/g,并且在貯藏期間兩組無顯著差異(P>0.05),原因可能是2組均進(jìn)行了短期的超低氧處理方式,抑制了呼吸代謝。綜合而言,B、C 2組均能夠顯著抑制仔姜MDA含量的上升。

圖8 短期超低氧處理對仔姜MDA含量的影響Fig.8 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on MDA content of baby ginger

2.8 短期超低氧處理對仔姜色差值的影響

如圖9所示,各處理組的色澤隨著時間的延長而呈現(xiàn)上升趨勢,在貯藏過程中,CK組與B、C兩組呈現(xiàn)顯著差異(P<0.05),B組和C組差異不顯著(P>0.05),但B組的色澤優(yōu)于C組,可能因為B組的O2含量低于C組,在貯藏0～16 d時,A組與CK組呈現(xiàn)差異顯著(P<0.05),說明超低氧16 d都能將顏色保持在可接受水平,而在第20天,A組與CK組呈現(xiàn)差異不顯著(P>0.05),可能是因為A組的超低氧狀態(tài)維持時間過長,能量供應(yīng)不足導(dǎo)致變色,以及過度的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物導(dǎo)致細(xì)胞損傷嚴(yán)重,使得PPO和總酚密切接觸,褐變嚴(yán)重,色澤變差[20]。因此,短期超低氧更利于維持仔姜的色澤。

圖9 短期超低氧處理對仔姜色差的影響Fig.9 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on color of baby ginger

2.9 短期超低氧處理對仔姜總酚含量的影響

酚類物質(zhì)關(guān)系著果蔬的色澤,因為果蔬中的酶促褐變通常是由于酚類化合物轉(zhuǎn)化為醌類物質(zhì),然后再進(jìn)一步聚合成棕色聚合物[21]。如圖10所示,各組總酚含量隨貯藏時間的延長呈現(xiàn)下降的趨勢,其中CK組的總酚含量始終低于A、B、C 3組。貯藏在第4天時,CK組與A、B、C 3組差異顯著(P<0.05),CK組的總酚含量下降為2.09 OD280/g。在貯藏末期,CK、A、B、C 4組相互間都呈現(xiàn)了差異極顯著(P<0.01),A、CK、B、C 4組的總酚含量下降到了1.35、1.31、1.42 g、1.38 OD280/g,其中B、C 2組含量維持在較高水平,說明B、C 2組的處理方式更有利于抑制總酚含量的下降。由此可知,超低氧處理能有效減緩仔姜總酚含量的下降,但長期超低氧處理,對于后期總酚含量的維持效果較差。因而,為維持仔姜中的總酚含量,應(yīng)選擇短期超低氧處理方式。

圖10 短期超低氧處理對仔姜總酚含量的影響Fig.10 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on the content of total phenols of baby ginger

2.10 短期超低氧處理對仔姜PPO活性的影響

果蔬內(nèi)PPO活性提高會加速酚類物質(zhì)氧化為醌類物質(zhì),生成棕色物質(zhì),導(dǎo)致果蔬褐變[22]。如圖11所示,各組PPO活性隨貯藏時間的延長整體呈現(xiàn)上升的趨勢,CK組的PPO活性基本是最高的,在8 d時,CK組與A、B、C 3組差異極顯著(P<0.01),在12 d時,CK組與A、B、C 3組差異顯著(P<0.05)。到貯藏末期時,CK組的PPO活性上升到最大值,數(shù)值為1.61。在第20天時,各組間的PPO活性差異不顯著(P>0.05),說明長期超低氧處理更有利于抑制PPO活性[23],但到后期效果也并不顯著。

圖11 短期超低氧處理對仔姜PPO活性的影響Fig.11 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on PPO activity of baby ginger

2.11 短期超低氧處理對仔姜PDC活性、ADH活性的影響

PDC和ADH是果蔬體內(nèi)乙醇發(fā)酵特別需要的2種酶。PDC催化丙酮酸不可逆地轉(zhuǎn)化為乙醛,ADH隨后將乙醛還原為乙醇[9]。如圖12所示,在0～4 d時,CK組與A組、B組、C組呈現(xiàn)差異顯著(P<0.05),在貯藏4～20 d,A組與CK組、B組、C組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01),可能是因為A組處于超低氧的時間較久,發(fā)生無氧呼吸,導(dǎo)致PDC活性升高。在貯藏中后期時,CK組、B組、C組差異不顯著(P>0.05),可能因為3組都保持了有氧狀態(tài),沒有發(fā)生無氧呼吸,導(dǎo)致PDC活性較低。因此,果蔬貯藏不能長期處于超低氧狀態(tài),容易引發(fā)無氧呼吸,誘導(dǎo)PDC活性上升,使丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醛,導(dǎo)致細(xì)胞損傷。

圖12 短期超低氧處理對仔姜PDC活性的影響Fig.12 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on PDC activity of baby ginger

ADH活性的變化如圖13所示,A組隨著貯藏時間的延長而不斷上升的趨勢,CK組隨著貯藏時間的延長保持著比較平穩(wěn)的趨勢。在第20天時,A組的ADH活性到達(dá)52.11 U/g,是初始ADH活性的4.88倍。在貯藏4～20 d,A組與CK、B、C 3組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01),可能是因為A組在貯藏后期,發(fā)生了無氧呼吸,導(dǎo)致ADH活性上升。因此,若長期處于超低氧狀態(tài),不利于果蔬品質(zhì)的維持。

圖13 短期超低氧處理對仔姜ADH活性的影響Fig.13 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on ADH activity of baby ginger

2.12 短期超低氧處理對仔姜乙醛含量、乙醇含量的影響

乙醛的植物毒性會加強對果蔬細(xì)胞和組織的氧化損傷[20]。如圖14所示,A組的乙醛含量隨著貯藏時間的延長而呈現(xiàn)不斷上升的趨勢,在0～4 d時,A組、B組、C組和CK組差異顯著(P<0.05),尤其在貯藏中后期,A組的上升速度最快,與CK、B、C 3組呈現(xiàn)差異極顯著(P<0.01),可能是因為A組處于超低氧狀態(tài)的時間相對較長,導(dǎo)致A組出現(xiàn)了無氧呼吸,同時PDC的活性也被提高,從而乙醛含量升高,導(dǎo)致仔姜出現(xiàn)異味,與TELES等[24]結(jié)論一致。在整個貯藏過程中,CK、B、C 3組的差異不顯著(P>0.05),可能是因為3組未出現(xiàn)無氧呼吸。因此,長期超低氧不適合仔姜的貯藏,會導(dǎo)致仔姜出現(xiàn)不良?xì)馕丁?/p>

圖14 短期超低氧處理對仔姜乙醛含量的影響Fig.14 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on acetaldehyde content of baby ginger

如圖15所示,在整個貯藏過程中,A組的乙醇含量始終是最高的,到貯藏末期,A組的乙醇含量為57.53 mg/kg,是CK組的46.10倍、B組的35.16倍、C組的53.77倍,與A、B、C 3組差異極顯著(P<0.01)。在貯藏0～4 d時,CK組與A、B、C 3組差異顯著(P<0.05),可能是因為CK組一直保持在有氧狀態(tài),抑制了ADH活性,同時乙醛含量低,減弱了乙醛向乙醇的轉(zhuǎn)化,降低乙醇含量低。在貯藏中后期,CK、B、C 3組差異不顯著(P>0.05),因乙醇含量低,仔姜未產(chǎn)生異味。因此,在保持仔姜氣味上,長期超低氧處理方式不可取。

圖15 短期超低氧處理對仔姜乙醇含量的影響Fig.15 Effects of short-term ultra-hypoxic treatment on ethanol content of baby ginger

3 結(jié)論與討論

本文選擇高阻隔性的PET12/PE15/CPP30材料對仔姜進(jìn)行包裝處理,通過仔姜自身呼吸作用形成超低氧環(huán)境,探究超低氧協(xié)同微孔技術(shù)對仔姜貯藏品質(zhì)的影響。實驗結(jié)果表明,密封包裝后的仔姜在第2天時O2含量降為1%以下,形成超低氧環(huán)境。其中,長期超低氧組在貯藏前期(0～4 d)維持較高的感官,而無超低氧組的感官品質(zhì)迅速下降至最低,并在整個貯藏期間始終保持在最低水平。但長期超低氧組的超氧陰離子產(chǎn)生速率在第8天達(dá)到最高,MDA和相對電導(dǎo)率自第8天后均高于其他處理組,表明長期超低氧環(huán)境會對細(xì)胞膜產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,促使其色澤在第16～20天顯著變差,總酚含量迅速下降,PPO活性顯著提高,并且PDC和ADH活性顯著上升,導(dǎo)致乙醇、乙醛含量的積累,產(chǎn)生異味。

綜上所述,超低氧狀態(tài)不能處理時間過長,否則容易導(dǎo)致果蔬發(fā)生無氧呼吸,加劇仔姜品質(zhì)的劣變,而短期超低氧處理在維持細(xì)胞膜完整性、抑制仔姜褐變和延長保質(zhì)期方面有重要意義。而且由高阻隔性包裝材料實現(xiàn)的超低氧自發(fā)氣調(diào)環(huán)境,無需氣調(diào)包裝機設(shè)備的投入及高純氣體的消耗,極大節(jié)約了成本,為超低氧技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用提供了可行性。