復合生物保鮮劑對甜龍竹筍采后貯藏保鮮效果的影響

張靜美 張錫慶 李翱翔

(1 云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 昆明 650021； 2 西南林業(yè)大學材料與化學工程學院 昆明 650224；3 云南省林業(yè)和草原科學院 昆明 650201)

甜龍竹(Dendrocalamus brandisi) 是牡竹屬(Dendrocalamus) 的一種大型叢生竹類， 在中國境內(nèi)主要分布在云南的普洱、 臨滄、 西雙版納等州(市)， 在亞熱帶和南亞熱帶的一些國家如老撾、 柬埔寨、 緬甸等均有分布。 甜龍竹應用廣泛，具有巨大的經(jīng)濟價值[1-3]， 其筍個體較大， 肉質(zhì)鮮美脆嫩， 可以生食， 風味獨特， 是一種純天然的綠色健康食品， 深受廣大消費者的青睞[4]。 甜龍竹產(chǎn)筍季節(jié)在夏季， 發(fā)筍期正值高溫時節(jié)， 采收后的筍由于人為的機械損傷， 在無任何處理情況下常溫放置2 d 基本就木質(zhì)纖維化， 失去食用價值和商業(yè)價值[5]。 因此， 鮮筍保鮮技術(shù)一直學界研究的熱點之一。

竹筍作為竹子最幼嫩的部分， 其新生細胞較多， 生理代謝過程較快， 竹筍采摘后脫離了根部的給養(yǎng)， 其呼吸作用大量消耗筍體內(nèi)的營養(yǎng)成分和水分， 而隨著水分和糖類物質(zhì)的快速消耗以及底部木質(zhì)纖維化， 筍品質(zhì)急劇下降[6]。 竹筍的生長周期很短、 木質(zhì)化進程較快， 而人工采收后的筍由于機械損傷的緣故， 切口斷面與空氣直接接觸會加速這個過程[7]。 竹筍木質(zhì)化過程是一個相當復雜的生物學過程， 參與其中的酶促反應較為繁雜[8-9]。 另外， 筍品質(zhì)的下降與纖維素、 半纖維素含量也有著密切聯(lián)系， 纖維素和半纖維素含量的大量增加致使筍肉質(zhì)變硬、 變老[7]。 目前研究表明， 使用生物保鮮劑覆膜， 可在一定程度上隔斷筍與空氣的直接接觸， 從而抑制其呼吸作用，減少自身營養(yǎng)物質(zhì)的消耗， 在一定時間范圍內(nèi)有利于保持筍品質(zhì)[10]。 然而， 單一使用生物保鮮劑并不能達到很好的保鮮效果， 并且難以長時間保持筍的食用品質(zhì)和口感， 需要將多種方法結(jié)合才能達到最優(yōu)的貯藏保鮮效果。 復合生物保鮮劑與物理處理相結(jié)合的保鮮法已成為竹筍采后活體保鮮研究的新趨勢。 本研究以采后甜龍竹筍為試驗材料， 采用復合保鮮劑+3 種物理方式處理后在4 ℃下貯藏， 分析筍外觀品質(zhì)及筍水分、 灰分、總糖、 纖維素、 半纖維素和木質(zhì)素等指標含量隨貯藏時間的變化， 以期為甜龍竹筍的采后貯藏保鮮提供科學依據(jù)和理論基礎。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與試驗設計

2023 年6 月從云南省普洱市景谷傣族彝族自治縣永平鎮(zhèn)甜龍竹豐產(chǎn)栽培示范基地(23.49°N、 100.70°E， 海拔1 866 m) 采集大小適中、 無明顯機械損傷、 無病蟲害和生長健壯的新鮮竹筍150 棵， 采后當天立即送至云南省林業(yè)和草原科學院， 參考前期的甜龍竹筍保鮮試驗， 使用復合生物保鮮劑 (2.5% 茶多酚+0.05%溶菌酶+1.5%殼聚糖) 進行保鮮處理，設不剝殼、 剝殼、 去筍衣3 個試驗處理組， 各試驗處理組均以超純水作為空白對照組(表1)。挑選出108 棵品相良好的甜龍竹筍用純水洗干凈表面的污漬， 然后將底部的橫斷面切平整， 分為6 個處理， 每個處理為18 棵筍， 用配置好的復合生物保鮮劑涂膜浸泡處理， 自然避光晾干后放入30 cm × 40 cm 食品級PE 保鮮自封袋，置于(4±0.5)℃冰箱恒溫貯藏。

表1 試驗處理方案Tab.1 Scheme of testing treatment

1.2 保鮮處理

1.2.1 制備復合生物保鮮劑

以500 mL 復合生物保鮮溶液計(忽略溶液比重)、 超純水作為溶劑， 分別加入殼聚糖7.5 g、茶多酚12.5 g、 溶菌酶0.25 g， 充分搖勻混散備用。

1.2.2 樣品處理

選用新采摘的甜龍竹鮮筍， 將采回的竹筍用純水清洗泥土并晾干， 設置帶殼、 去殼和去筍衣3 種處理方式， 將筍底面切平， 并分別在制備好的保鮮劑中完全浸沒5 min 左右， 取出自然避光晾干， 按每個處理3 個平行分袋裝入食品級PE保鮮自封袋中， 將封裝好的樣品貼上標簽標明日期， 貯藏在恒溫(4±0.5 ℃) 恒濕(相對濕度約90%) 箱中等待觀察取樣。 每2 d 取1 次樣， 分別于0、 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14 d 進行觀察并取樣， 共取144 個樣品。 每個處理每次取3 棵竹筍，帶殼以及去殼帶筍衣的樣品先去除筍殼及筍衣；保鮮劑處理的樣品先用純水洗凈保鮮劑， 并用吸水紙擦去水分。 將處理完成后的樣品進行打碎，稱量大于10 g 鮮樣用于水分及灰分測定； 剩余的鮮樣在烘箱中于60 ℃恒溫干燥10 h 制成干樣，并用研缽對干樣進行研磨， 過60 目篩， 用于測定干樣中的纖維素、 半纖維素、 木質(zhì)素以及總糖的含量。

1.3 測試指標與方法

1) 竹筍外觀分析。 用相機對筍樣的底部和側(cè)面進行拍照比對。

2) 竹筍色差分析。 用3 nh 手持式色差儀SC-10 對筍樣底部顏色進行測定， 選擇中心點并測量3 次， 記錄測量的L、a、b值， 并以第0 天為標樣 計 算 色 差， 計 算 公 式 為:ΔE＝[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2。 式 中:ΔE為總色差的大小；ΔL為樣品與L標樣的明度差異；L表示明暗度， 指顏色明暗的強度， 其數(shù)值為0 ～100；Δa為樣品與a標樣的紅/綠差異；a表示紅一綠軸， 正值表示紅， 負值表示綠；Δb為樣品與b標樣的黃/藍差異；b表示黃一藍軸， 正值表示黃， 負值表示藍。

3) 水分含量測定。 參考標準GB 5009.3—2016 中測定食品水分的方法進行改進。 將干凈的扁形稱量瓶置于105 ℃的恒溫干燥箱中進行恒重，每間隔1.0 h， 取出冷卻至室溫后進行稱重， 直至稱量瓶的質(zhì)量不再改變， 誤差范圍在±2 mg 之間。將濕樣快速研磨成糊狀細小顆粒， 稱取5 g 樣品置于稱量瓶中(稱量使用精確度為萬分之一的天平， 以保整數(shù)據(jù)的準確性)， 為使樣品水分能夠快速蒸發(fā)， 樣品盡可能鋪平且厚度不超過5 mm，稱量初始質(zhì)量后， 放入105 ℃恒溫干燥箱中， 每2 h 取出放入干燥皿中冷卻至室溫后稱重， 直至質(zhì)量不再改變， 誤差范圍控制在±2 mg 以內(nèi)。 樣品含水量的計算公式為:式中:X為樣品水分含量(g/100 g)；m1為稱量瓶和樣品的質(zhì)量總和(g)；m2為稱量瓶和樣品干燥后的質(zhì)量(g)；m3為稱量瓶的質(zhì)量(g)。

4) 灰分含量測定。 參考標準GB 5009.4—2016 測定筍中灰分含量。

5) 總糖含量測定。 參考標準GB/T 15672—2009 測定筍中總糖含量。

6) 纖維素含量測定。 參考標準NY/T 1459—2022 中的濾袋法測定筍干樣酸性洗滌纖維含量，并計算得到筍纖維素含量。

7) 半纖維素含量測定。 參考標準GB/T 20806—2022 中的濾袋法， 測定筍干樣中的中性洗滌纖維含量， 并計算半纖維素含量， 其中α-淀粉酶的濃度參考標準GB 5009.9—2016。

8) 木質(zhì)素含量測定。 用上述“纖維素含量測定” 中得到的酸性洗滌纖維繼續(xù)進行酸洗以及灰化， 參考申德省[11]的檢測方法進行改進， 最終計算得到筍木質(zhì)素含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有測定指標重復3 次， 結(jié)果表示為平均值±標準差。 通過IBM SPSS Statistics 27 進行ANOVA方差分析和Scheffe Test 檢驗(P＜0.05 為顯著差異)， 使用origin 2021 進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 筍外觀品質(zhì)變化

從圖1 中可見， 處理組2 的竹筍貯藏14 d 無明顯顏色變化， 處理組1 底部褐變明顯， 處理組3 底部及側(cè)面也均有明顯褐變， 相對空白對照保鮮劑處理的外觀均有一定改善。

圖1 不同處理對甜龍竹筍外觀品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of different treatments on the appearance of D. brandisii shoots

不同處理對筍外觀均有不同程度的影響(圖2)， 其中處理組2 在既定的貯藏時間結(jié)束后， 色差變化最小， 對照組1 的色差變化最大。 各組筍底部的色差均隨貯藏時間延長而增加， 但3 個試驗處理組的色差值均顯著小于相應的3 個對照組。在貯藏的第14 天， 對照組1、 2、 3 的色差值分別為10.860、 3.653、 3.843， 處理組1、 2、 3 的色差值則分別為4.747、 2.097、 3.283， 3 個對照組色差值均顯著大于3 個處理組。 在貯藏的第14天， 處理組2 的色差值為2.097， 顯著小于各對照組、 處理組1 和處理組2。

圖2 不同處理對甜龍竹筍色差的影響Fig.2 Effect of different treatments on color difference of D. brandisii shoots

2.2 水分和灰分含量變化

如圖3 所示， 在貯藏期間， 隨著貯藏時間的延長， 各組筍水分含量均呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢。 在試驗開始前， 3 個對照組的筍初始水分含量分別為94.437%、 94.773%、 94.637%， 3 個處理組的筍初始水分含量分別為 94.633%、95.050%、 94.493%， 經(jīng)檢測各組間筍水分含量并無顯著性差異。 在貯藏的第2 ～12 d， 3 個處理組筍水分含量都顯著大于相對應的對照組； 至第14 天， 各組筍水分含量均降低到最低值， 其中處理組1 的筍水分含量(92.797%) 顯著大于其他各處理組以及各對照組， 說明生物保鮮劑及筍外殼可以減少水分流失， 保持筍水分含量是保證筍新鮮的關(guān)鍵因素。

圖3 不同處理對甜龍竹筍水分含量的影響Fig.3 Effect of different treatments on water content of D. brandisii shoots

在筍灰分含量方面， 在14 d 的貯藏期間各組基本穩(wěn)定， 無明顯變化(圖4)。 各組筍灰分含量均保持在0.3%～0.5%， 由于采后竹筍未經(jīng)加工及其他處理， 所以在保鮮過程中各處理間筍灰分含量均無顯著差異。

圖4 不同處理對甜龍竹筍灰分含量的影響Fig.4 Effect of different treatments on ash content of D. brandisii shoots

2.3 總糖含量變化

如圖5 所示， 在貯藏初期各組筍總糖含量均較高， 隨著貯藏時間的延長， 總糖含量呈逐漸下降的變化趨勢。 在2～14 d 的貯藏期間， 3 個處理組筍總糖含量都顯著大于3 個對照組(P＜0.05)，且表現(xiàn)為處理組2＞處理組3＞處理組1。 至第14天時， 對照組1、 2、 3 的筍總糖含量分別較第0天減少0.283%、 0.194%和0.270%， 而處理組1、2、 3 的筍總糖含量分別減少0.309%、 0.090%和0.109%。 相較于對照組而言， 各處理組總糖含量的下降趨勢明顯減緩。 由此可以得出， 甜龍竹筍在低溫貯藏期間發(fā)生了明顯的呼吸作用， 而復合生物保鮮劑能夠抑制筍的呼吸作用進程， 有效減緩了筍總糖含量的降低， 其中復合生物保鮮劑+剝殼處理組(處理組2) 效果最好。

2.4 3 大素含量變化

在14 d 的貯藏期間， 隨著貯藏時間的延長，各組筍的纖維素、 半纖維素、 木質(zhì)素含量均呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢。 就纖維素含量而言， 在試驗開始前， 3 個對照組的初始纖維素含量分別為0.067%、 0.063%、 0.063%， 3 個處理組的初始纖維素含量分別為0.087%、 0.057%、 0.063%，各組間初始纖維素含量無顯著性差異。 在貯藏的4～12 d 中， 各對照組的纖維素含量呈逐漸增加的變化趨勢， 且增加趨勢顯著高于各處理組。 在貯藏的第14 天， 各組的纖維素含量達到峰值， 對照組均大于各處理組， 3 個處理組中處理組2 的纖維素含量顯著小于另外2 組， 表現(xiàn)為處理組2 (0.093%)＜處理組3 (0.117%) ＜處理組1(0.127%) (圖6)。

圖6 不同處理對甜龍竹筍纖維素含量的影響Fig.6 Effect of different treatments on cellulose content of D. brandisii shoots

就半纖維素含量而言， 在試驗開始前， 3 個對照組的初始纖維素含量分別為0.180%、0.183%、 0.187%， 3 個處理組的初始纖維素含量分別為0.180%、 0.180%、 0.187%， 各組間初始半纖維素含量無顯著性差異。 在貯藏的4 ～12 d中， 各對照組的半纖維素含量呈逐漸增加趨勢，且增加趨勢顯著高于各處理組。 在貯藏的第14天， 各組的半纖維素含量達到了最大值， 對照組均大于各處理組， 3 個處理組中處理組2 的纖維素含量顯著小于另外2 組， 表現(xiàn)為處理組2(0.203%) ＜處理組1 (0.213%) ＜處理組3(0.233%) (圖7)。

圖7 不同處理對甜龍竹筍半纖維素含量的影響Fig.7 Effect of different treatments on hemicellulose content of D. brandisii shoots

就木質(zhì)素含量而言， 在試驗開始前， 3 個對照組的初始木質(zhì)素含量分別為0.650%、 0.653%、0.660%， 3 個處理組的初始木質(zhì)素含量分別為0.653%、 0.653%、 0.657%， 各組間初始木質(zhì)素含量無顯著性差異。 在貯藏的4～12 d 中， 各對照組的木質(zhì)素含量呈逐漸增加趨勢， 且增加趨勢顯著高于各處理組。 在貯藏的第14 天， 各組的木質(zhì)素含量達到了峰值， 對照組均大于各處理組， 3個處理組中處理組2 的木質(zhì)素含量顯著小于另外2 組， 表現(xiàn)為處理組2 (0.683%) ＜處理組1(0.693%) ＜處理組3 (0.703%) (圖8)。

圖8 不同處理對甜龍竹筍木質(zhì)素含量的影響Fig.8 Effect of different treatments on lignin content of D. brandisii shoots

以上可見， 復合生物保鮮劑+剝殼處理(處理組2) 能夠減緩筍的木質(zhì)化進程， 有效延長了筍采后的貯藏品質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

1) 筍的生長過程就是一個木質(zhì)化的進程。 筍被采下后， 在常溫條件下， 機械損傷的斷口處會發(fā)生褐變， 而且筍呼吸作用增強， 開始消耗筍自身的營養(yǎng)和水分， 木質(zhì)化進程大大加速， 這也使得筍的貯藏品質(zhì)急速降低[12]。 本研究通過使用復合生物保鮮劑對采后3 種不同處理的甜龍竹筍保鮮效果進行評價， 在整個試驗觀察期間， 相比于對照組， 所有處理組的筍感官品質(zhì)均顯著提升，而筍的色差值則顯著降低； 在各處理組中， 處理組2 的護色效果最優(yōu)， 至貯藏末期(貯藏的第14天) 也未有較大變化。

2) 筍雖然被采下， 但筍體一直在進行呼吸作用和蒸騰作用， 而呼吸作用會持續(xù)消耗筍體內(nèi)的養(yǎng)分， 蒸騰作用會加速筍體水分流失[13]。 保鮮劑在筍體表面形成一層覆膜， 隔斷了筍體與空氣的直接接觸， 可有效降低呼吸作用和蒸騰作用的強度。 在為期14 d 的貯藏期內(nèi)， 各對照組和各處理組的筍水分和總糖含量持續(xù)呈下降的變化趨勢，而且各處理組的減少趨勢明顯低于對照組； 水分含量降低速度處理組1 低于處理組2 和處理組3，總糖含量減少速率處理組2 低于處理組1 和處理組3。 處理組2 的水分減緩速率與處理組1 之間并無顯著性差異。 綜合分析， 處理組2 是最優(yōu)的保鮮方式。

3) 纖維素、 半纖維素和木質(zhì)素是粗纖維的主要成分， 而粗纖維則是構(gòu)成植物細胞壁的主要組成成分[14]， 植物正是由于細胞壁的不斷成熟， 使得植物體不斷成長老化。 使用生物保鮮劑處理植物可在一定程度上延緩纖維素、 半纖維素和木質(zhì)素含量的上升， 從而延長筍貯藏期， 增加其可食用性[15]。 本研究結(jié)果顯示， 在整個試驗貯藏期內(nèi)， 處理組均能顯著抑制采后甜龍竹筍纖維素、半纖維素及木質(zhì)素含量的轉(zhuǎn)化速率， 說明復合生物保鮮劑在一定程度上延緩了筍的木質(zhì)化進程，其中處理組2 的效果明顯優(yōu)于另外2 個處理組，說明剝殼處理能夠使筍更好地接觸到生物保鮮劑，使其充分發(fā)揮保鮮作用。 羅曉莉[16]使用殼聚糖涂膜保鮮麻竹(D.latiflorus) 筍， 也達到了延緩木質(zhì)化進程的結(jié)果， 與本研究結(jié)果比較接近。

綜上所述， 2.5%茶多酚、 0.05%溶菌酶和1.5%殼聚糖組成的復合保鮮劑能使甜龍竹筍在貯藏期間減少褐變色差， 顯著降低筍木質(zhì)素、 纖維素和半纖維素含量的增加速率， 同時顯著提高筍水分和總糖含量的減少速率。 另外， 隨著貯藏時間的延長， 物理處理加化學處理的聯(lián)合保鮮法更能有效地抑制筍木質(zhì)化進程， 從而延長筍的可食用保質(zhì)期， 同時筍的感官品質(zhì)也得到了一定程度的延續(xù)。 試驗的3 種處理方式均能夠在一定程度上延緩甜龍竹筍的木質(zhì)化進程， 其中復合生物保鮮劑+剝殼處理組的保鮮效果最好， 不剝殼、 去筍衣效果次之。 原因可能是不剝殼的筍無法使筍體有效接觸到復合生物保鮮劑， 不能形成完整的覆膜； 而去筍衣的處理則人為造成了機械損傷，增加了筍表面氧化和被真菌、 細菌感染的概率。