外源甜菜堿對香椿嫩芽采后品質(zhì)的影響

陳麗娟，楊金初，王趙改*，張樂，王曉敏

（1.河南省農(nóng)科院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所，河南鄭州450002；2.河南中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心，河南鄭州450000）

外源甜菜堿對香椿嫩芽采后品質(zhì)的影響

陳麗娟1，楊金初2，王趙改*1，張樂1，王曉敏1

（1.河南省農(nóng)科院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所，河南鄭州450002；2.河南中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心，河南鄭州450000）

以香椿嫩芽為試材，研究了不同濃度甜菜堿處理對香椿嫩芽采后貯藏感官品質(zhì)，以及營養(yǎng)品質(zhì)和生理生化特性的影響。結(jié)果表明，與對照相比，經(jīng)甜菜堿處理均可較好保持香椿嫩芽品質(zhì)，尤以8 mmol/L和16 mmo/L濃度最佳，至貯藏結(jié)束，仍具有商品價值，且能有效減輕香椿嫩芽的質(zhì)量損失和腐爛現(xiàn)象，減緩葉綠素、VC和總黃酮含量損失，降低呼吸強度，抑制多酚氧化酶（PPO）活性，從而延長保存期限。因此，確定甜菜堿應(yīng)用于香椿嫩芽保鮮的最佳濃度為8 mmol/L。

香椿嫩芽；甜菜堿；采后品質(zhì)

香椿（Toona sinensis）在我國有2300多年的栽培歷史，是我國重要的特產(chǎn)資源，也是我國著名的木本蔬菜之一。據(jù)測定，每100 g香椿嫩芽中含蛋白質(zhì)9.8 g、糖類7.2 g、脂肪0.8 g、粗纖維2.78 g，還含有多種礦物質(zhì)元素，如鈣110 mg、鋅5.7 mg、磷22.4 mg等，均名列各種蔬菜前茅［1］。在食品安全與健康問題成為當前國內(nèi)外日益關(guān)注焦點的背景下，香椿具有的綠色、營養(yǎng)、保健等優(yōu)點，非常符合現(xiàn)代人追求健康飲食時尚的新潮流，深受國人的喜愛。然而，香椿嫩芽采收季節(jié)性強，采收期短，因其含水量高，生命力旺盛，呼吸強度高，采后在室溫下放置1～2 d就極易出現(xiàn)枯萎、腐爛變質(zhì)、葉片脫落等品質(zhì)劣變現(xiàn)象，營養(yǎng)及風味也大大降低，不僅失去其特有的食用品質(zhì)，其食用安全性也得不到保證，同時也制約了香椿的出口遠銷［2］。因此研究香椿的有效貯藏保鮮技術(shù)具有非常重要的意義。

甜菜堿（Glyoine betaine or Glycocoll betaine，GB）是一種水溶性季胺，在植物體內(nèi)起調(diào)節(jié)作用，具有穩(wěn)定生物大分子結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)酶活，以及降低逆境條件下滲透失水對細胞膜結(jié)構(gòu)與功能的損害［3-4］，從而提高植物對各種脅迫因子的抗性［5］。國內(nèi)外已有研究表明，甜菜堿能提高植物和果實的抗冷能力［6-7］。張海英等［7］研究發(fā)現(xiàn)，甜菜堿處理黃瓜果實，能夠減輕黃瓜的冷害癥狀。孫玉潔等［8］研究甜菜堿處理對枇杷果實品質(zhì)的影響，結(jié)果表明甜菜堿處理可維持枇杷果實活性氧代謝平衡，減少膜質(zhì)過氧化與損傷，保護膜結(jié)構(gòu)的完整。本課題組曾研究甜菜堿對雙胞蘑菇采后貯藏過程中品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)甜菜堿可以維持雙孢蘑菇細胞膜結(jié)構(gòu)完整，減少褐變，從而延長保鮮期［9］。因此，本實驗以紅油香椿嫩芽為試材，研究不同濃度的甜菜堿1、4、8、16 mmol/L對紅油香椿嫩芽采后貯藏品質(zhì)的影響，以期為甜菜堿應(yīng)用于香椿嫩芽貯藏保鮮提供理論和實驗依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料

香椿品種為棚栽紅油香椿，于2014年4月中旬采自河南省農(nóng)業(yè)科學院香椿示范基地，選取新鮮、成熟度及長度相對一致，無病蟲害和機械損傷且長度10 cm左右的香椿嫩芽進行試驗。

1.2樣品處理

將香椿嫩芽隨機平均分為5組（每組0.5 kg，每組處理重復(fù)3次），然后扎成捆。在室溫條件下，將處理組嫩芽莖部浸在1、4、8、16 mmol/L甜菜堿溶液中，對照組置于蒸餾水中，浸泡20 min。處理完成后自然風晾干，然后將香椿嫩芽放置在塑料框中于相對濕度90%、溫度（4±1）℃貯藏16 d。1、4、8、16 mmol/L各濃度分別為A、B、C、D組。

1.3測定指標及方法

1.3.1綜合感官評價香椿嫩芽的感官評定采用定量描述檢驗的方法：以香椿嫩芽的外觀、形態(tài)、顏色、質(zhì)地進行綜合評價；從優(yōu)質(zhì)到出現(xiàn)缺陷實行5分制；評定人員對各指標項評分后得出感官評分的平均值，最后以感官評分3分所對應(yīng)的時間設(shè)置為香椿嫩芽失去商品價值的終點［10］。具體見表1香椿嫩芽感官評定標準。

表1　香椿嫩芽的感官評定Table 1Sensory evaluation on Toona sinensis Roem sprout

1.3.2腐爛率和質(zhì)量損失率采用張香美等［2］的方法進行測定，具體計算公式如下：

式（1）（2）中，w為質(zhì)量損失率，mq為貯藏前質(zhì)量，mh為貯藏數(shù)天后質(zhì)量，R為腐爛率，mz為貯藏數(shù)天摘除腐爛部分后質(zhì)量。

1.3.3營養(yǎng)成分葉綠素含量的測定參照曾建敏等［11］的方法并稍做改動。以體積分數(shù)60%丙酮溶液為提取試劑，稱量1 g香椿嫩芽，然后將香椿芽研磨碎，避光提取1 h。測葉綠素提取液在645 nm和663 nm波長下的吸光值，利用Arnon公式求葉綠素a質(zhì)量濃度（mg/L）：

和葉綠素b質(zhì)量濃度（mg/L）：

以及葉綠素總質(zhì)量濃度（mg/L）：

計算葉綠素的濃度并換算成每克鮮質(zhì)量的葉綠素質(zhì)量分數(shù)（mg/g）。

VC含量測定：參照Karatepe的方法［12］，采用HPLC進行分析，結(jié)果以mg/hg表示，以鮮質(zhì)量計。

總黃酮的測定：稱取0.1 g剪碎的香椿，然后加入10 mL蒸餾水研磨過濾，吸取1 mL濾液，加入5 mL蒸餾水，0.2 mL質(zhì)量分數(shù)5%NaNO2溶液，搖勻，靜置6 min；再加入體積分數(shù)10%的Al（NO3）30.2 mL，搖勻，靜置6 min，再加入質(zhì)量分數(shù)4%的NaOH溶液1 mL，用體積分數(shù)60%乙醇定容至刻度10 mL處，搖勻，靜置15 min，然后于510 nm下測吸光度［13］，計算總黃酮質(zhì)量分數(shù)，結(jié)果以mg/g表示，以鮮葉質(zhì)量計。

1.3.4呼吸強度參照王趙改等［14］的方法進行測定，采用德國WITT微量氧氣和二氧化碳檢測儀，取香椿芽100 g放入聚乙烯塑料盒中，用PE保鮮袋套盒封口，于（4±1）℃貯藏8 h后測量，每組做3次平行試驗。

1.3.5多酚氧化酶（PPO）參照wang等的方法［15］測定，以每克鮮樣酶促反應(yīng)體系每分鐘在410 nm處吸光度增加0.01為1個酶活力單位，結(jié)果以U/g表示，以鮮葉質(zhì)量計。

1.4統(tǒng)計方法

各指標測定均重復(fù)3次。應(yīng)用SPSS19.0軟件進行統(tǒng)計分析，差異分析在0.05的水平下進行Dunkan多重比較法檢驗。

2　結(jié)果與分析

2.1GB處理對香椿嫩芽感官指標的綜合評價

按照感官評價標準，得到評分結(jié)果如表2所示。C、D處理組感官得分最高，并且B、C、D組在貯藏期結(jié)束仍具有商品價值，而A處理組優(yōu)于對照，但兩組均失去了商品價值。

表2　香椿嫩芽的感官評定得分Table 2Score of sensory evaluation on Toona sinensis Roem sprout

2.2GB處理對香椿嫩芽外觀品質(zhì)指標的影響

2.2.1GB處理對香椿嫩芽質(zhì)量損失率的影響新鮮的香椿嫩芽水分質(zhì)量分數(shù)達80%以上，采后極易失水、脫葉和腐爛，尤其在常溫下放置1～2 d葉片就萎蔫、脫落甚至腐爛，失去其商品價值。由圖1可知，在貯藏期間，香椿嫩芽不斷失去水分，貯藏至16 d，對照組質(zhì)量損失率5.57%，處理組可顯著降低失水現(xiàn)象（p＜0.05），A處理組質(zhì)量損失率顯著高于另外3組，并且另外3組間無顯著差異（p>0.05）。

2.2.2GB處理對香椿嫩芽腐爛率的影響由圖2知，在貯藏期間，對照組在貯藏至7 d香椿葉開始出現(xiàn)輕微的腐爛現(xiàn)象，且隨著貯藏時間的延長腐爛程度逐漸加重，在貯藏至14 d腐爛率達到4.57%；處理組在前10 d沒有出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，至16 d腐爛率分別為3.24%、2.61%、2.33%和2.06%，顯著低于對照（p＜0.05）。其中處理D組貯藏效果最好。

圖1　GB處理對香椿嫩芽質(zhì)量損失率的影響Fig.1Effects of GB on weight loss rate of Toona sinensis Roem sprout during postharvest storage

圖2　甜菜堿處理對香椿嫩芽腐爛率的影響Fig.2Effects of GB on rotting rate of Toona sinensis Roem sprout during postharvest storage

2.3GB處理對香椿嫩芽營養(yǎng)指標的影響

2.3.1GB處理對香椿嫩芽葉綠素質(zhì)量分數(shù)的影響綠葉蔬菜貯藏時，因其顯綠色的葉綠素極不穩(wěn)定，易生成脫鎂葉綠素，而變成黃色以至褐色，失去了綠色蔬菜的原有外觀，從而導(dǎo)致食用價值和商業(yè)價值降低［2］。從圖3可知，處理組香椿嫩芽葉綠素含量整體上隨著貯藏時間的增加而降低，在貯藏的前7 d，葉綠素含量下降較緩慢，隨后葉綠素含量下降幅度有所增加。這與姜紹通等［16］的研究結(jié)果基本一致，對照組香椿芽葉綠素質(zhì)量分數(shù)由最初的0.3 mg/g到貯藏結(jié)束的0.09 mg/g，損失率高達70%，分別比處理組A（60.61%）、B（61.11%）、C（50.00%）、D（53.13%）的香椿嫩芽葉綠素損失率高了9.39、8.89、20、16.87個百分點（p＜0.05），且C、D組香椿嫩芽葉綠素含量一直維持在較高水平。

圖3　GB處理對香椿嫩芽葉綠素質(zhì)量分數(shù)的影響Fig.3Effects of GB on chlorophyll content of Toona sinensis Roem sprout during postharvest storage

2.3.2GB處理對香椿嫩芽VC質(zhì)量分數(shù)的影響VC是評價果蔬產(chǎn)品質(zhì)量的重要的客觀參數(shù)之一，但在貯藏加工中易損失［17］。在貯藏期間，香椿嫩芽VC含量整體均呈下降趨勢，但不同處理的VC含量下降速率明顯不同，與張美芳等［17］研究銀杏提取液對鮮切蘋果VC的影響趨勢一致。其中，對照組VC含量在14 d內(nèi)損失率高達74.46%；A、B、C和D處理組的VC損失率分別為60.00%、58.35%、53.59、55.00%，A組和B組之間無顯著差異，C和D組之間無顯著差異，A、B組與C、D組間差異顯著。在整個貯藏期間，甜菜堿處理可以減緩香椿VC損失，其中C、D組效果較好。如圖4所示。

圖4　GB處理對香椿嫩芽VC質(zhì)量分數(shù)的影響Fig.4Effects of GB on VC content of Toona sinensis Roem sprout during postharvest storage

2.3.3GB處理對香椿嫩芽總黃酮質(zhì)量分數(shù)的影響由圖5可以看出，香椿嫩芽總黃酮質(zhì)量分數(shù)隨著貯藏時間的延長而逐漸降低。GB處理能顯著抑制總黃酮質(zhì)量分數(shù)下降（P＜0.05）。在貯藏至7 d，GB處理組的香椿嫩芽總黃酮含量分別比對照組高13.49%、13.07%、33.82%和23.24%。這表明GB處理能保持香椿嫩芽中抗氧化物質(zhì)的含量，使香椿嫩芽保持較高營養(yǎng)品質(zhì)。

2.4GB處理對香椿嫩芽理化指標的影響2.4.1GB處理對香椿嫩芽呼吸強度的影響采后香椿嫩芽的呼吸作用與香椿的品質(zhì)以及貯藏壽命密切相關(guān)，是影響貯運保鮮效果的重要因素之一。呼吸強度是評價呼吸作用強弱的生理指標，呼吸強度越強，香椿嫩芽品質(zhì)下降越快［11］。對照組香椿芽呼吸強度總體維持在較高水平，經(jīng)甜菜堿處理組可以抑制香椿芽呼吸強度，使其總體顯著低于對照組（p＜0.05），A組與B、C、D組均有顯著性差異（p＜0.05），C組和D組之間則沒有顯著差異（p>0.05）。

圖5　GB處理對香椿嫩芽總黃酮質(zhì)量分數(shù)的影響Fig.5Effects of GB on total flavonoids content of Toona sinensis Roem sprout during postharvest storage

處理組與對照組均在貯藏至4 d時達到呼吸高峰，但處理組呼吸高峰值明顯低于對照組，尤其是C和D處理組，呼吸高峰峰值僅為132.56 mg/（kg·h），與李志巡等［17］研究結(jié)果不一致，這可能與香椿品種及成熟度等有關(guān)。綜上所述，甜菜堿處理可抑制香椿芽的呼吸強度，降低呼吸高峰值，以C組和D組處理效果最好。如圖6所示。

2.4.2GB處理對香椿嫩芽PPO酶活性的影響多酚氧化酶類是香椿酶促褐變的主要酶類之一。如圖7可知，在整個貯藏期間，處理組香椿嫩芽PPO活性均呈緩慢上升趨勢，且明顯低于對照組（p＜0.05），與孫玉潔等［8］研究結(jié)果一致。至貯藏16 d時，分別比對照低8.12%、22.63%、26.41%、26.42%，說明甜菜堿處理可顯著抑制PPO活性。在整個貯藏期間，處理組C和D組的酶活性顯著低于A和B組（p＜0.05），表明隨著甜菜堿濃度增加，抑制效果也隨之增強，但濃度大于8 mmol/L后，效果不再顯著（p>0.05）。

圖6　GB處理對香椿嫩芽呼吸強度的影響Fig.6Effects of GB on respiration rate of Toona sinensis Roem sprout during postharvest storage

圖7　GB處理對香椿嫩芽PPO酶活性的影響Fig.7Effects of GB on PPO activity of Toona sinensis Roem sprout during postharvest storage

3　討論

香椿采后保鮮品質(zhì)的評價指標，除了感官指標、水分的保持、腐爛程度外觀指標及VC、葉綠素和總黃酮等營養(yǎng)學指標外，呼吸強度和褐變相關(guān)的多酚氧化酶活性變化也要重點考慮。香椿嫩芽的萎蔫及腐爛變質(zhì)會直接影響其外觀品質(zhì)，GB處理顯著降低了質(zhì)量損失及腐爛現(xiàn)象，這可能與維持香椿嫩芽采后細胞膜的完整性和穩(wěn)定性有關(guān)。呼吸作用是其采摘后最主要的生理活動之一。李志巡等［18］研究表明，通過抑制香椿芽的呼吸作用可達到維持產(chǎn)品品質(zhì)的目的。本研究結(jié)果表明，GB處理降低了香椿的呼吸強度和呼吸峰值，使香椿嫩芽保有較好的品質(zhì)，延長了其保存期。Wang等［9］報道，經(jīng)甜菜堿處理，可抑制雙孢蘑菇的PPO活性，減輕褐變。本研究亦發(fā)現(xiàn)GB處理可抑制PPO活性，推測這可能與GB減輕香椿嫩芽冷害癥狀密切相關(guān)。通過研究GB對香椿嫩芽采后品質(zhì)的影響，為香椿保鮮技術(shù)提供了重要參考。

4　結(jié)語

香椿嫩芽水分含量很高，采后由于呼吸熱、微生物等原因，極易出現(xiàn)萎蔫、腐爛現(xiàn)象，因此香椿保鮮涉及生理衰老、呼吸代謝等方面。本研究結(jié)果表明，采后GB處理可以保持香椿嫩芽的感官品質(zhì)，降低質(zhì)量損失和腐爛現(xiàn)象，減少葉綠素、VC和總黃酮損失和降低呼吸強度。PPO能氧化酚類物質(zhì)，主要參與酶促褐變反應(yīng)。本研究還發(fā)現(xiàn)，GB處理抑制了PPO活性，減輕褐變程度，保持香椿嫩芽較好的采后品質(zhì)。本文尚未對保鮮機理進行深入闡明，因此，今后需要進一步研究甜菜堿對香椿嫩芽采后品質(zhì)的保鮮作用機理。

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Effect of Glycine Betaine Treatment on Toona sinensis Roem Sprout Quality During Postharvest

CHENLijuan1，YANGJinchu2，WANGZhaogai*1，ZHANGLe1，WANGXiaomin1
（1.Institute of Agricultural Products Processing，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China；2.Technology Center，China Tobacco Henan Industrial Co.，Ltd.，Zhengzhou 450000，China）

The effect of different concentration of glycine betaine（GB）treatment on the quality in Toona sinensis（A.Ju ss.Raen，Hongyou）during cold storage was investigated.The results indicated that GB treated groups kept the quality of Toona sinensis buds at a good level as compared to the control group.The concentration of 8 mmol/L and 16 mmol/L effectively retained the commercial value，reduced the weight loss and decay rate，and maintained the content of chlorophyll，Vc and total flavones.Moreover，GB treatment reduced the respiration rate and inhibited the activities of polyphenol oxidase（PPO）.These results suggested that GB treatment may maintain the good quality and extend the storage time of cold-stored Toona sinensis roem sprout and the optimum concentration for the Toona sinensis roem sprout preservation is 8 mmol/L.

Toona sinensis roem sprout，glycine betaine，postharvest quality

S 644.4

A

1673—1689（2015）12—1315—06

2014-10-21

河南省財政預(yù)算項目（20148010）；豫農(nóng)科推（2014）2號。

陳麗娟（1987—），女，河南南陽人，工學碩士，助理研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工研究。E-mail：chenlijuan5210@163.com