減壓貯藏對西蘭花保鮮效果的研究

黃宇斐,喬勇進(jìn),劉晨霞,甄鳳元,王 曉,朱忠南,程朝輝

（1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心，上海 201403；2上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海 200093；3上海綠晟實業(yè)有限公司，上海 202156）

西蘭花（學(xué)名青花菜Brassica oleracea L.var.italica P.）含有維生素、類黃酮及多種抗氧化物質(zhì)等豐富的營養(yǎng)成分，被譽(yù)為“蔬菜皇冠”，但西蘭花不耐貯藏，常溫貯藏2—3 d即出現(xiàn)黃化褪綠，嚴(yán)重影響其營養(yǎng)價值和商品價值［1］。鑒于此，國內(nèi)外對西蘭花的保鮮進(jìn)行了大量的研究。林本芳等［2］采用冰溫貯藏西蘭花，顯著抑制了西蘭花貯藏期間的乙烯釋放量；McKenzie等［3］研究發(fā)現(xiàn)氣調(diào)貯藏西蘭花，可維持西蘭花的糖新陳代謝酶活性并抑制其細(xì)胞膜透性的增加；Perini等［4］采用熱處理西蘭花莖部的方式，降低了西蘭花組織中多酚的積累，延緩了西蘭花的衰老；Xu等［5］采用蔗糖處理西蘭花，可顯著延緩西蘭花黃化，并提高其抗氧化能力。本試驗采用減壓貯藏西蘭花，通過測定相應(yīng)指標(biāo)來確定西蘭花的保鮮效果，探究減壓貯藏對西蘭花保鮮效果的影響。

減壓保鮮又稱低壓保鮮，是在普通冷藏和氣調(diào)貯藏的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的以降低貯藏環(huán)境壓力為特點的一種特殊的氣調(diào)保鮮方法［6］，已被廣泛用于水蜜桃、櫻桃、梨、平菇等果蔬的保鮮貯藏中［7-10］。減壓貯藏技術(shù)具有“快速降壓、快速降氧”的特點，可在短時間內(nèi)形成一個低氧或超低氧的貯藏環(huán)境，并及時排除物料的內(nèi)源乙烯和代謝產(chǎn)生的有害氣體，有效降低果蔬呼吸代謝，延長果蔬的保鮮期［11］。為研究不同的減壓條件對西蘭花保鮮貯藏效果的影響，本試驗是在0℃低溫下，分別采用90 kPa、70 kPa、50 kPa、30 kPa的減壓條件處理西蘭花，目標(biāo)是得出較理想的減壓貯藏條件，以期達(dá)到延長西蘭花保鮮時間和提高保鮮品質(zhì)的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試西蘭花‘寒秀’采自上海綠晟實業(yè)有限公司蔬菜示范園，采收時選取花球緊密、各小花蕾尚未松開的鮮綠色花球，且保留花球下部花莖5—7 cm，西蘭花采收后迅速運回上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心冷庫，4℃預(yù)冷24 h后，選取形態(tài)一致、無機(jī)械損傷、無病蟲害的西蘭花進(jìn)行減壓貯藏。

供試試劑：草酸溶液、2，6-二氯酚靛藍(lán)、碳酸鈣粉、冰醋酸、硫代巴比妥酸、95%乙醇、鄰苯二酚、三氯乙酸、抗壞血酸、聚乙烯聚吡咯烷酮、聚乙二醇、乙酸鈉、Triton X-100、愈創(chuàng)木酚、30%H2O2；所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

減壓保鮮機(jī)（上海錦立保鮮科技有限公司）；KK29E18TI型低溫冰箱（德國SIEMENS公司）；H1850R臺式高速離心機(jī)（湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司）；Ultrospec 3300pro紫外分光光度計（美國安瑪西亞公司）；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科技有限公司）；N1-α型手持折光儀（日本Atago科學(xué)儀器有限公司）；ISO 9001電子天平（德國賽多利斯集團(tuán)）。

1.3 方法

1.3.1 處理方法

將預(yù)冷后的西蘭花分為5組處理，分別放入5個半徑為13.75 cm，高為39.50 cm的圓柱體減壓裝置中。控制庫溫在（0±0.5）℃，相對濕度在90%—95%進(jìn)行減壓貯藏，貯藏條件分別為（10±5）kPa、（30±5）kPa、（50±5）kPa、（70±5）kPa和自然空氣（對照），每 7 d取一次樣進(jìn)行指標(biāo)測定，每次每個處理取 5株西蘭花進(jìn)行試驗，重復(fù)3次。

1.3.2 指標(biāo)測定方法

1.3.2.1 含水量測定

將打磨成漿的西蘭花放入已知質(zhì)量的稱量皿中，稱重得到鮮重（mV）。將果蔬材料連同稱量皿，放入烘箱內(nèi)，于105℃將物質(zhì)烘至恒重。取出稱量皿，放入干燥器中冷卻至室溫，稱重，重復(fù)3次，得到的質(zhì)量減去稱量皿質(zhì)量即為干重（mD）。果蔬組織的含水量的計算公式為［12］：

1.3.2.2 葉綠素總量、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的測定

參照波欽諾克［13］的方法，稱取研磨破碎的西蘭花1 g，加入體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇后充分研磨，過濾，并用乙醇不斷沖洗至西蘭花為白色，用乙醇定容至25 mL后分別在波長665 nm、649 nm、470 nm下測定吸光度。

葉綠素 a含量：Ca=13．95D665-6．88D649

葉綠素 b含量：Cb=24．96D649-7．32D665

葉綠素總含量：Ct=Ca+Cb

類胡蘿卜素：Cx=（1000D470-2．05Ca-114．8Cb）/245

1.3.2.3 VC含量的測定

采用2，6-二氯酚靛藍(lán)滴定法進(jìn)行測定［14］。

1.3.2.4 丙二醛（MDA）的測定

采用硫代巴比妥酸（TBA）法進(jìn)行測定［14］。

1.3.2.5 多酚氧化酶（PPO）活性的測定

采用鄰苯二酚法測定［14］。

1.3.2.6 過氧化物酶（POD）活性的測定

采用愈創(chuàng)木酚法測定［14］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用Origin 8.0作圖，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析用SPSS 17.0軟件進(jìn)行分差分析。

圖1 不同減壓條件對西蘭花含水量的影響Fig.1 Effect of hypobaric storage on water content of broccoli

2 結(jié)果與分析

2.1 含水量的測定

如圖1所示，貯藏過程中，西蘭花含水量呈下降趨勢。貯藏前期，含水量整體變化不大，至貯藏第7天后，西蘭花含水量呈急速下降趨勢，同時對照組含水量顯著低于處理組，表明減壓處理對保持西蘭花含水量有顯著效果。貯藏至第28天，對照組含水量比初始含水量降低了23.14%，而90 kPa、70 kPa、50 kPa、30 kPa處理組與對照組相比，分別提高了 7.04%、3.69%、6.58%和7.63%，其中最佳處理組為30 kPa，該處理組保持了較高的西蘭花含水量。

2.2 葉綠素總含量、葉綠素a、葉綠素b以及類胡蘿卜素含量

葉綠素是西蘭花呈現(xiàn)綠色的主要物質(zhì)，西蘭花出現(xiàn)黃化現(xiàn)象是由于葉綠素含量的逐漸降解。如圖2-A所示，西蘭花葉綠素在整個貯藏時期呈現(xiàn)下降趨勢，50 kPa處理組在貯藏中期葉綠素含量最多，但貯藏后期，其葉綠素含量低于30 kPa，至貯藏的第28 d，30 kPa處理組的葉綠素含量最多，為0.11 mg/g，比對照組高26.63%，而90 kPa、70 kPa、50 kPa處理組依次比對照組的葉綠素含量高5.32%、11.51%、17.60%，對照組葉綠素含量顯著低于各處理組，其中50 kPa處理組可在西蘭花貯藏的第0—14 d，保持較高的葉綠素含量，而30 kPa處理組則在西蘭花貯藏的第14—28天保持較高葉綠素含量。

如圖2-B所示，葉綠素a含量的變化趨勢與葉綠素總含量相似，整個貯藏期呈現(xiàn)下降趨勢，其中在貯藏的第7—14天，50 kPa處理組的葉綠素a含量最高，至貯藏后期，30 kPa處理組的葉綠素a含量為最高，達(dá)到0.065 mg/g，而其他處理組的葉綠素a含量從高到低依次為90 kPa、70 kPa和50 kPa處理組。如圖2-C所示，葉綠素b含量的變化趨勢為“降-升-降”，在整個貯藏期間，各處理組葉綠素b含量顯著高于對照組（P＜0.05），同時50 kPa處理組能較好地保持葉綠素b含量，在貯藏的第28天，50 kPa處理組的葉綠素b含量顯著高于對照組，70 kPa和30 kPa處理組與對照組有顯著差異（P＜0.05），但90 kPa處理組與對照組不顯著（P＞0.05），表明90 kPa對西蘭花葉綠素b的保護(hù)作用不明顯。

西蘭花衰老最明顯的標(biāo)志是從綠色變?yōu)辄S色，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是西蘭花中的葉綠素降解的速率大于類胡蘿卜素降解的速率［15］。如圖2-D所示，在整個貯藏期間，西蘭花類胡蘿卜素的變化趨勢為“升-降-升”，西蘭花在貯藏第7天后，各處理組的類胡蘿卜素含量稍有下降，但對照組的類胡蘿卜素含量一直上升，表明減壓處理在西蘭花貯藏中期對其類胡蘿卜素含量的增加有抑制作用。西蘭花貯藏后期，30 kPa處理組的類胡蘿卜素含量顯著低于其他各處理組（P＜0.05）。在貯藏的第28天，30 kPa處理組與對照組相比降低了15.28%，而90 kPa、70 kPa和50 kPa處理組依次比對照組的胡蘿卜素含量降低11.70%、6.23%、11.78%。

以上各組處理中，50 kPa處理組在西蘭花貯藏前期能夠保持較高的總?cè)~綠素含量和葉綠素a含量，同時保持較高的葉綠素b含量，而30 kPa處理組能在西蘭花貯藏后期保持較高的總?cè)~綠素含量，同時有效抑制了類胡蘿卜素的增長。

圖2 -A 不同減壓條件對葉綠素總含量的影響Fig.2 -A Effect of hypobaric storage on chlorophyll content of broccoli

圖2 -C 不同減壓條件對葉綠素b含量的影響Fig.2 -C Effect of hypobaric storage on chlorophyll b content of broccoli

圖2 -B 不同減壓條件對葉綠素a含量的影響Fig.2 -B Effect of hypobaric storage on chlorophyll a content of broccoli

圖2 -D 不同減壓條件對類胡蘿卜素含量的影響Fig.2 -D Effect of hypobaric storage on carotenoid of broccoli

2.3 VC含量的測定

西蘭花含有豐富的VC含量，其含量的高低可作為評價貯藏效果的有效指標(biāo)［16］。隨著貯藏時間的延長，西蘭花VC含量均呈先上升后下降的趨勢（圖3），在貯藏的第7天達(dá)到峰值，其中30 kPa處理組為峰值最高，達(dá)到122.89 mg/g，其他各組由高到低依次為：50 kPa、90 kPa、70 kPa，對照組的VC含量最低。至貯藏中后期，90 kPa和70 kPa處理組的VC含量開始急劇下降，并低于對照組，但50 kPa和30 kPa處理組的VC含量一直高于對照組。至貯藏的第28天，30 kPa處理組和50 kPa處理組的VC含量顯著高于對照組，其中30 kPa處理組的VC含量與對照組相比提高了30.00%，因此30 kPa處理組對維持西蘭花VC含量有明顯效果。

2.4 丙二醛含量的測定

細(xì)胞膜脂質(zhì)中不飽和脂肪酸的氧化與分解是細(xì)胞膜損傷、電導(dǎo)率增加的主要原因［17］。丙二醛（MDA）是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能損傷后產(chǎn)生的一種低分子量的終產(chǎn)物，可作為細(xì)胞膜脂過氧化和氧化應(yīng)激的信號物質(zhì)。如圖4所示，在整個貯藏過程中，西蘭花的MDA含量呈上升趨勢，其中減壓處理組的MDA含量顯著低于對照組，表明減壓處理能抑制西蘭花貯藏過程中MDA含量的增加，其中抑制效果最佳的為30 kPa處理組，在貯藏中后期，30 kPa處理組的MDA含量顯著低于其他減壓處理組，至貯藏的第28天，與對照組相比，30 kPa處理組的MDA含量降低了22.25%。

2.5 PPO和POD活性的測定

PPO是重要的氧化酶，可以氧化內(nèi)源性酚類物質(zhì)發(fā)生酶促褐變，加速果蔬的衰老，因此抑制PPO活性能延緩果蔬的衰老，延長其貯藏期［18］。如圖5-A所示，在整個西蘭花貯藏期，PPO活性呈上升趨勢，其中對照組的PPO活性顯著高于其他各處理組，在西蘭花貯藏的后期（第21—28天），對照組的PPO活性急劇上升，增長率達(dá)93.45%。同時各處理組的PPO活性增長較平緩，在貯藏末期（第28天），90 kPa、70 kPa、50 kPa和30 kPa處理組的PPO活性只有對照組的54.89%、52.05%、52.94%、55.70%。試驗表明，30 kPa處理組能較好地抑制西蘭花的PPO活性，對延緩西蘭花的衰老，延長其貨架期有顯著效果。

圖3 不同減壓條件對VC含量的影響Fig.3 Effect of hypobaric storage on vitam in C content of broccoli

圖4 不同減壓條件對丙二醛含量的影響Fig.4 Effect of hypobaric storage on malondialdehyde of broccoli

POD作為一種抗氧化酶，能夠清除植物組織中的活性氧自由基，可以減少活性氧自由基的積累，降低氧化損傷，延緩細(xì)胞膜脂過氧化，延緩果蔬采后衰老的進(jìn)程［19-20］。如圖5-B所示，POD活性在西蘭花整個貯藏期呈下降趨勢，其中對照組的POD活性顯著低于各處理組。在貯藏的第28天，90 kPa、70 kPa、50 kPa和30 kPa處理組的POD活性與對照組相比提高了9.83%、2.62%、4.96%、18.78%，其中30 kPa處理組的POD活性顯著高于其他各處理組（P＜0.05），90 kPa與50 kPa處理組顯著高于對照組，但70 kPa處理組與對照組差異不顯著（P＞0.05）。

圖5-A 不同減壓條件對PPO活性的影響Fig.5-A Effect of hypobaric storage on PPO activity of broccoli

3 結(jié)論

減壓處理通過降低果蔬貯藏環(huán)境的壓力及氧氣含量來延緩果蔬衰老，延長其貨架期。試驗中最小壓力的處理組（30 kPa）對延緩西蘭花衰老的效果最為顯著，但其保鮮效果并不隨壓強(qiáng)的逐步升高而降低，50 kPa、70 kPa、90 kPa處理組對西蘭花的貯藏效果并無顯著區(qū)別。

葉綠素降解的速率大于類胡蘿卜素降解的速率［15］，是導(dǎo)致西蘭花黃化的主要原因。本試驗中，隨著貯藏天數(shù)的增加，西蘭花的葉綠素總含量和葉綠素a、b含量逐漸降低，而類胡蘿卜素含量則逐漸上升，如圖2所示，對照組的類胡蘿卜素含量呈直線上升，而減壓處理能有效抑制類胡蘿卜素的增長，同時能有效抑制葉綠素的減少，其中30 kPa處理組的作用最佳，在貯藏后期能有效延緩西蘭花的衰老。

PPO作為一種氧化酶，隨著西蘭花貯藏時間的延長，其活性不斷上升；而POD作為一種抗氧化酶，其活性隨著西蘭花的衰老不斷下降。兩種酶的活性變化反應(yīng)了西蘭花的衰老程度［21］。隨著貯藏時間的延長，西蘭花的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受到傷害，細(xì)胞膜透性增大，膜脂過氧化作用產(chǎn)生二烯軛合物，其中MDA含量增加，抗氧化系統(tǒng)活性受到破壞，POD活性顯著降低［22-24］。本試驗中，減壓處理組顯著抑制了丙二醛含量和PPO活性的增長，同時也很好地保持了西蘭花的POD活性，其中30 kPa處理組的PPO活性與對照組相比降低了55.70%，而POD活性比對照組提高了18.78%。

綜合評定指標(biāo)可見，30 kPa的減壓處理能有效延緩西蘭花葉綠素的降解，減少類胡蘿卜素和丙二醛的積累，抑制PPO活性，并提高POD活性，延緩了西蘭花的衰老。

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