采前草酸處理對西蘭花貯藏品質(zhì)的影響

程春梅 郭衍銀

(1浙江醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，浙江 寧波 315100；2山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255049)

西蘭花(Brassica oleraceavar.italica)又名青花菜、綠花菜，富含硫代葡萄糖苷、維生素C、維生素E、類胡蘿卜素、類黃酮和多酚等抗氧化物質(zhì)，在清除自由基、抗衰老、抗氧化和抗腫瘤方面具有顯著的作用[1]，深受消費者的青睞，同時西蘭花也是我國主要的出口創(chuàng)匯蔬菜之一[1-3]。 西蘭花頭部為顆粒狀致密排列的小花，采收時呼吸代謝旺盛，在室溫條件下極易褪綠、開花和黃化，加之西蘭花組織幼嫩多汁，花部基本無保護層，極易失水萎蔫，耐貯性差[3-4]。 因此采用適當?shù)奶幚矸绞絹砭S持西蘭花的品質(zhì)一直是人們關(guān)注和研究的重點。 目前，國內(nèi)外關(guān)于西蘭花貯藏保鮮的方法有物理方法(如低溫[5]、氣調(diào)[6-7]、光照處理[8])和化學(xué)方法(如1-MCP[9]、水楊酸[10]、蔗糖[11]、H2S[12])。 但本著既高效廉價又安全無毒的原則，繼續(xù)研發(fā)西蘭花采前的化學(xué)保鮮新技術(shù)依然必要。

草酸(oxalic acid， OA)是廣泛分布于動植物及真菌生命體中的一種代謝產(chǎn)物，對于維持植物的正常生理活動和防御系統(tǒng)具有重要作用。 外源草酸能夠提高桃[13]、杧果[14]果實的抗氧化能力，減輕膜脂過氧化損傷，同時能提高桃[15]果實中不飽和脂肪酸的含量，維持較高的ATP 及能荷水平，增強其抗冷力，緩解采后果實的冷害，延長果實低溫藏期。 此外，草酸能夠延緩洋薊在貯藏過程中的品質(zhì)變化[16]。 采前外源草酸處理可以降低洋薊采收和貯藏過程中呼吸速率，維持較高的總酚和抗氧化活性，提高洋薊的食用保健性能[17]。 采前草酸處理也可以提高桃[18]、獼猴桃[19]等果實的營養(yǎng)品質(zhì)，增強抗病性，延緩采后衰老。 草酸處理的時間依賴反應(yīng)表明，果蔬在處理之后需要一定的時間來啟動和積累防衛(wèi)反應(yīng)。 采前處理可以避免采摘后由于二次處理而造成的機械損傷，縮短采摘后處理的時間，采摘后可以直接預(yù)冷后貯藏，或者直接進入市場銷售。 但采前草酸對西蘭花保鮮效果的研究在國內(nèi)尚鮮有報道。 因此，本試驗對采前草酸處理西蘭花貯藏品質(zhì)的影響進行研究，旨在為西蘭花綠色貯藏保鮮提供新思路和新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

西蘭花產(chǎn)自山東省壽光市高科技蔬菜示范園。 選擇長勢一致，成熟度、色澤、大小均一的西蘭花地塊，分成2 個小區(qū)，每個小區(qū)約30 m2，平均株距0.50 m×0.40 m，約150 個西蘭花。

1.2 主要儀器與設(shè)備

TA.XT.plus 物性儀，英國SMS 公司；CR400 色差儀，日本Minolta 美能達公司；GXH-305 型紅外線CO2分析儀，北京分析儀器廠；UV-1750 型紫外-可見分光光度計，日本島津國際貿(mào)易有限公司；GL-20G-2 型高速冷凍離心機，上海安亭儀器制造廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 預(yù)處理試驗 于采前5 d，分別噴灑蒸餾水(CK)、20 mmol·L-1草酸水溶液處理。 西蘭花采收后置于加冰泡沫箱內(nèi)，立即運回實驗室，預(yù)冷至5 ～6℃，用保鮮袋分裝，每4 個西蘭花一袋，袋口折疊，于2℃貯藏15 d 后，轉(zhuǎn)入20℃條件貯藏。 于采收當天、2℃貯藏期每3 d 和20℃貯藏期每天測定其各項指標。

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 呼吸強度測定 采用紅外線CO2分析儀測定，參照陳偉等[20]的方法，以1 040 μL·L-1的標準CO2作校準，氣體流速為1 L·min-1，載氣為脫CO2的空氣，結(jié)果以mg CO2·kg-1·h-1表示。

1.3.2.2 乙烯釋放量測定 參照Zheng 等[21]的方法。 采用氣相色譜法測定，每個處理每個重復(fù)各取1個西蘭花花球，在20℃空氣中放置20 ～30 min 后，置于廢料桶中密封，20℃靜置45 min，上機測定。

1.3.2.3 失重率測定 采用稱重法測定。 失重率＝(貯藏前質(zhì)量-貯藏后質(zhì)量)/貯藏前質(zhì)量×100%。

1.3.2.4 質(zhì)構(gòu)分析 參照岳本芳等[22]的方法稍作修改，采用物性儀測定，探頭直徑為2 mm，下壓距離為3 mm，每次取4 朵西蘭花花球，在其距花球根部2 cm 處測定。

1.3.2.5 色澤測定 采用色差計測定L?值和H值，L?值表示明度，在0 ～100 變化，0 代表黑色，100 代表白色；H值表示色澤角，在0°～360°之間連續(xù)變化:0°或360°指紅色，90°是黃色，180°綠色，270°藍色。

1.3.2.6 葉綠素測定 參照鄒琦[23]的方法。

1.3.2.7 Vc 含量測定 采用鄰菲羅林比色法[24]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 13.0 進行Duncan 顯著性分析，顯著性水平為0.05，并用Origin 8.6 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 采前草酸處理對西蘭花呼吸強度的影響

抑制采后果蔬呼吸活動可有效保持其品質(zhì)并延緩衰老。 由圖1 可知，西蘭花采前經(jīng)草酸處理，采收時其呼吸強度顯著低于CK(P＜0.05)，在2℃貯藏期，草酸處理組與CK 的呼吸強度均呈先下降后上升趨勢，移入20℃貨架后，呼吸強度迅速上升；除2℃貯藏3 d時，在2℃貯藏和20℃貨架期間，西蘭花經(jīng)采前草酸處理后其呼吸強度均顯著低于CK(P＜0.05)。 表明采前草酸處理可以降低西蘭花呼吸強度，在一定程度上可延緩西蘭花的腐敗衰老。

圖1 采前草酸處理對西蘭花在2℃(A)和20℃(B)貯藏時呼吸強度的影響Fig.1 Effects of pre-harvest OA treatment on respiration rate of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

2.2 采前草酸處理對西蘭花乙烯釋放量的影響

乙烯對果蔬的成熟衰老具有啟動和促進作用，即乙烯的釋放量與果蔬的成熟和衰老呈正相關(guān)。 由圖2可知，采前草酸處理組和CK 西蘭花乙烯釋放量的變化趨勢基本一致。 在進入20℃貨架后，CK 乙烯釋放量迅速上升隨后下降，在貨架第3 天后又急速上升，這可能是由于經(jīng)過3 d 的貨架貯藏，西蘭花已經(jīng)衰老。在20℃貨架期間，西蘭花經(jīng)采前草酸處理后其乙酸釋放量均顯著低于CK(P＜0.05)，表明采前草酸處理可顯著抑制西蘭花乙烯釋放。

2.3 采前草酸處理對西蘭花失重率的影響

圖2 采前草酸處理對西蘭花在2℃(A)和20℃(B)貯藏時乙烯釋放量的影響Fig.2 Effects of pre-harvest OA treatment on ethylene production of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

失重率是體現(xiàn)水分和營養(yǎng)物質(zhì)消耗的重要指標，與西蘭花的品質(zhì)和口感有較大關(guān)系，對西蘭花的商品價值具有重要影響。 西蘭花采收后呼吸代謝水平高，再加之其組織含水量高，花球表面幼嫩，缺乏保護層，采收后很容易失水導(dǎo)致萎蔫。 由圖3-A 可知，2℃貯藏前6 d，采前草酸處理組西蘭花失重率與CK 差異不顯著(P＞0.05)，第6 天后，CK 失重率顯著高于采前草酸處理(P＜0.05)。從2℃貯藏移至20℃貨架后，西蘭花失重率開始加劇上升(3-B)，與CK 相比，采前草酸處理抑制了西蘭花失重率的上升，采前草酸處理組與CK 失重率的差異隨著貨架時間的延長而逐漸增大，在貨架第4天時CK 失重率達到8.63%，已失去商品價值。 表明采前草酸處理可以有效抑制西蘭花采后失重率的上升。

圖3 采前草酸處理對西蘭花在2℃(A)和20℃(B)貯藏時失重率的影響Fig.3 Effects of pre-harvest OA treatment on weight loss of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

2.4 采前草酸處理對西蘭花硬度的影響

蔬菜硬度是評價其質(zhì)地的一項重要指標。 采后貯藏過程中，由于細胞壁果膠物質(zhì)的溶解或降解使得蔬菜硬度有下降趨勢。 由圖4 可知，在西蘭花貯藏過程中，硬度呈下降趨勢，移入20℃貨架后，硬度迅速下降，采前草酸處理顯著抑制了硬度的下降，使得采前草酸處理組西蘭花的硬度在貨架期間一直高于CK(P＜0.05)。

2.5 采前草酸處理對西蘭花色澤的影響

在采后貯藏過程中，西蘭花衰老最明顯的特征為花蕾黃化，色澤是判斷其貯藏壽命的直觀因素。 由圖5-A、B 可知，在西蘭花貯藏過程中，L?值呈上升趨勢，移入20℃貨架后，L?值迅速上升，表明花蕾亮度由深到淺，采前草酸處理顯著抑制了2℃貯藏后期及20℃貨架期L?值的增加(P＜0.05)。H值在西蘭花貯藏過程中呈下降趨勢(圖5-C、D)，采前草酸處理組和CK在2℃貯藏期間，H值變化趨勢一致且前6 d 差異不顯著，采前草酸處理能顯著抑制20℃貨架期間H值的下降。

2.6 采前草酸處理對西蘭花葉綠素含量的影響

葉綠素是西蘭花呈現(xiàn)綠色的主要物質(zhì)，隨著葉綠素的降解，西蘭花逐漸呈現(xiàn)出黃化現(xiàn)象。 由圖6 可知，隨著貯藏時間的延長，西蘭花葉綠素含量整體呈下降趨勢，移入20℃貨架后，葉綠素含量迅速下降，采前草酸處理組(除1 d 貨架外)葉綠素含量顯著高于CK(P＜0.05)，說明采前草酸處理對葉綠素降解有很好的抑制作用。

圖4 采前草酸處理對西蘭花在2℃(A)和20℃(B)貯藏時硬度的影響Fig.4 Effects of pre-harvest OA treatment on firmness of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

圖5 采前草酸處理對西蘭花在2℃(A、C)和20℃(B、D)貯藏時色澤的影響Fig.5 Effects of pre-harvest OA treatment on color of broccoli stored at 2℃(A，C) and 20℃(B，D)

2.7 采前草酸處理對西蘭花Vc 含量的影響

西蘭花富含Vc，Vc 含量可作為評價貯藏效果的有效指標。 由圖7 可知，隨著貯藏時間的延長，西蘭花Vc 含量呈下降趨勢，且在20℃貨架期間其含量迅速下降，但采前草酸處理顯著抑制了西蘭花在貨架期間Vc 含量的下降(P＜0.05)。

3 討論

圖6 采前草酸處理對西蘭花在2℃(A)和20℃(B)貯藏時葉綠素含量的影響Fig.6 Effects of pre-harvest OA treatment on chlorophyll content of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

圖7 采前草酸處理對西蘭花在2℃(A)和20℃(B)貯藏時Vc 含量的影響Fig.7 Effects of pre-harvest OA treatment on Vc content of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

西蘭花頭部由眾多排列致密的小花組成，此組織呼吸代謝極為旺盛，易開花黃化。 呼吸作用會消耗西蘭花體內(nèi)積累的有機養(yǎng)分，降低其品質(zhì)和貯藏性[25]，呼吸強度越高，養(yǎng)分消耗越快。 蒸騰作用是另一個影響果蔬采后品質(zhì)的生理作用。 蒸騰失水和呼吸消耗均會導(dǎo)致西蘭花質(zhì)量下降，失重率上升，通常當失重率大于5%時，果蔬即表現(xiàn)出明顯的萎蔫和皺縮現(xiàn)象，嚴重影響感官品質(zhì)和商品價值[26]。 本研究結(jié)果表明，在貨架第3 天時CK 失重率達到7.38%，而采前草酸處理組失重率為4.99%。 這可能與采前草酸處理在一定程度上降低了貯藏期間西蘭花的呼吸作用和蒸騰作用，使其維持在相對較低的生理狀態(tài)有關(guān)。 這與前人在獼猴桃[27]、芒果[28]、香蕉[29]、辣椒[30]、雷竹筍[31]方面的研究結(jié)果相一致。

西蘭花的色澤及營養(yǎng)成分是評價西蘭花品質(zhì)和判斷其貯藏壽命的重要指標，葉綠素降解是其衰老的顯著標志[32-34]。 西蘭花在采后貯藏過程中，在葉綠素酶和脫鎂葉綠素酶的作用下，葉綠素脫去植醇和鎂離子，生成脫鎂植醇葉綠素和脫鎂葉綠素，色澤由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色，甚至黃褐變，導(dǎo)致其黃化[32]。 本研究發(fā)現(xiàn)，與CK 相比，采前草酸處理抑制了2℃貯藏后期和20℃貨架期間西蘭花L?值的增加和H值的下降，抑制了葉綠素含量的下降，在一定程度上抑制了采后西蘭花黃化，使其在20℃貨架第4 天時仍具有較好的商品價值，延長了采后西蘭花的貨架期。 前人研究表明，草酸處理可以延緩洋薊[16]、辣椒[30]葉綠素的降解。 Vc 是果蔬重要的營養(yǎng)成分之一，具有消除活性氧自由基、延緩衰老的作用。 毫摩爾濃度水平的草酸就具有極強的抗氧化性，可作為天然的抗氧化劑用于自然或加工食物的貯藏[35]。 本研究結(jié)果表明，采前草酸處理抑制了西蘭花Vc 含量的下降，使得Vc 維持在較高的濃度，具有更高的營養(yǎng)價值。

西蘭花是乙烯敏感性作物[4，36]。 草酸處理能夠抑制采后芒果[28]、香蕉[29]的乙烯釋放量，并且可以推遲芒果乙烯高峰的出現(xiàn)時間[37]。 本研究結(jié)果表明，西蘭花采后乙烯釋放量呈先上升后下降的趨勢，轉(zhuǎn)入20℃貨架后，由于溫度升高，CK 的乙烯釋放量迅速上升，隨后下降，在貨架第3 天后又急速上升，可能與此時西蘭花已經(jīng)衰老黃化有關(guān)。 研究表明，氨基環(huán)丙烷羧酸(1-aminocyclopropane- 1-carboxylic acid， ACC) 合 成 酶(ACC synthtase，ACS)和ACC 氧化酶(ACC oxidase，ACO)是乙烯合成的2 個關(guān)鍵酶，目前西蘭花中3 個ACO 基因(BOACO1、BOACO2、BOACO3)[38-39]和3 個ACS 基因(BOACS1、BOACS2、BOACS3)[40-41]均已成功克隆，這些基因的表達呈現(xiàn)出明顯的組織發(fā)育階段特異性。BOACO1 可能在采前基礎(chǔ)乙烯生成和營養(yǎng)組織衰老中起作用；BOACO2 只在采收2 h 后的萼片中檢測到表達量提高，且此過程發(fā)生在乙烯生成和葉綠素損失之前[38]；BOACO3 只在完全黃化的花球中表達，可能是后期衰老的相關(guān)基因[39]。 有研究表明，BOACS1 在采收時有高水平表達， 之后未表達；BOACS2 在整個衰老過程中穩(wěn)定表達，且在衰老后期顯著提高，BOACS3 在整個衰老階段基本不表達，但在衰老后期有少量表達[40]。 本研究20℃貨架第3 天后乙烯釋放量增加可能與衰老階段BOACO3 和BOACS2的表達量提高有關(guān)。 研究表明，采后草酸處理可以抑制冬棗ACS 活性，提高與乙烯合成前體相關(guān)蛋白的表達[42]，從而降低冬棗采后的乙烯釋放量。 本研究發(fā)現(xiàn)，采前草酸處理可顯著抑制西蘭花中乙烯釋放量，這可能是采前草酸處理延緩西蘭花采后衰老的主要原因之一。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，采前5 d 噴灑20 mmol·L-1草酸水溶液，可顯著降低西蘭花2℃貯藏期間和20℃貨架期間的呼吸強度和乙烯釋放量，延緩其L?值和失重率的上升，延緩H值、葉綠素含量和Vc 含量的下降，抑制西蘭花褪綠黃化，使西蘭花維持更長時間鮮艷的綠色。 綜上，采前草酸處理是一種有效延長西蘭化貯藏期和貨架期的保鮮方法。