采前CaCl2 處理對西蘭花采后品質(zhì)的影響

謝曉宇，韓欣如，曾 媛，薛思玥，白昌，姜 麗

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

西蘭花（Brassica oleracea var.italica）是十字花科蕓薹屬甘藍種的一個變種，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，具有抗癌的功效，被賦予“蔬菜之冠”的美稱[1-3]。西蘭花采后代謝旺盛，衰老迅速，尤其是在采后運輸過程中呼吸、蒸騰作用容易造成損傷。我國冷鏈運輸起步較晚，覆蓋率低，冷鏈體系并不完善，冰預(yù)冷為主要的運輸方式，多數(shù)菜農(nóng)無法實現(xiàn)及時預(yù)冷，蔬菜損失率很大[4-5]。

鈣與果實貯藏密切相關(guān)，采前或采后鈣處理都可以有效保持果蔬的品質(zhì)，抑制生理性病害[6]。丁昱天[7]采前使用CaCl2處理西蘭花苗，得出采前CaCl2處理可抑制采后貯藏期間西蘭花相對電導(dǎo)率的上升及微生物的生長。王昕[8]研究發(fā)現(xiàn)，芍藥切花采前噴鈣處理有效增加了可溶性糖、可溶性蛋白的含量，延長其貨架期和盛花期。張南新等[9]和王玉玲等[10]研究表明，采前鈣處理可以延緩果實的衰老和軟化，延長果實貯藏期。但采前鈣處理對西蘭花采后品質(zhì)影響方面的研究報道還很少。

據(jù)調(diào)查，菜農(nóng)從采收西蘭花到銷售給批發(fā)商入冷庫的運輸時間長達18~24 h，多數(shù)菜農(nóng)無法及時預(yù)冷。因此重點研究采前噴施CaCl2處理對西蘭花采后1 d 內(nèi)的品質(zhì)影響，目的是為采后西蘭花進入冷庫前，尋找一種低成本、易實施、安全有效的保鮮方式。主成分分析法是通過降維的思想，將眾多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為相互獨立的綜合指標(biāo)，該方法已廣泛應(yīng)用于果蔬的綜合品質(zhì)評價[11]。本研究嘗試通過主成分回歸分析方法擬合西蘭花品質(zhì)的線性回歸模型，研究西蘭花品質(zhì)與指標(biāo)的相關(guān)性，以期為建立科學(xué)的西蘭花品質(zhì)評價方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

供試用西蘭花品種為“蘇青6 號”，采自江蘇省鹽城市響水縣雙港鎮(zhèn)西蘭花大道農(nóng)田。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Alpha-1860A型紫外-可見分光光度計，KQ-300DB數(shù)控超聲波清洗器，CR-400 型色差儀，DHG-9030A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，TGL16M型臺式高速冷凍離心機。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

處理組于2019 年10 月24 日下午5 點噴施CaCl2溶液，對照組不做任何處理。2019 年10 月27 日下午5 點選取大小均勻、成熟度一致、花球緊實的西蘭花，共采收400 余顆。采收的西蘭花置于泡沫盒中，常溫下3 h 運回實驗室，常溫貯藏，溫度控制在（20±1）℃，相對濕度70%。

參照丁昱天[7]的研究進行濃度篩選試驗：選擇同一塊田地（約667 m2），同一品種的西蘭花“蘇青6號”，在采前 3 d，分別用 5、10 和 20 mmol/L 的 CaCl2溶液對西蘭花進行噴施試驗，所用器具為手持式小噴壺，噴灑到西蘭花表面水珠落下為準(zhǔn)。采摘后于室溫（20±1）℃、相對濕度70%條件下貯藏，定期取出觀察其顏色，以判斷貨架期。

在濃度篩選試驗的基礎(chǔ)上，采前3d 選用10mmol/L CaCl2水溶液對西蘭花進行噴施。采收后貯藏在室溫（20±1）℃，相對濕度70%的條件下，分別在第 0、1、3天取樣，每個時間點隨機取10 個西蘭花試驗樣品。取得的測定材料以鮮樣測定顏色和呼吸指標(biāo)，并從花球上取下花蕾樣品，樣品迅速用液氮冷凍，再放置于-80 ℃冰箱內(nèi)保存，用于后續(xù)生理生化分析，處理組與對照組均設(shè)3 個平行。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 貨架期

參照Ku 等[12]的方法，貨架壽命為西蘭花花球黃化30%所用的時間。

1.2.2.2 感官評定

參照徐斐燕等[13]的方法進行感官評定。

1.2.2.3 呼吸強度

參照張心怡等[14]的測定方法，采用便攜式紅外二氧化碳分析儀測定。

1.2.2.4 色差

參照孟一等[15]的方法，使用彩色色差儀CR-400測定。

1.2.2.5 葉綠素含量

參照安榮等[16]的方法進行測定。

1.2.2.6 葉綠素酶活性

參照 Mínguez-Mosquera 等[17]的方法進行測定。酶活性以每小時鮮重樣品水解的葉綠素a 計算，單位為ΔOD667/（h·g FW）。

1.2.2.7 VC 含量

參照柳青等[18]的方法進行測定。

1.2.2.8 總酚含量

參照王治同等[19]的方法進行測定。

1.2.2.9 DPPH 自由基清除能力

參照吳都峰[20]的方法進行測定。

1.2.2.10 丙二醛（MDA）含量

采用硫代巴比妥酸法測定[21]。

1.2.2.11 過氧化物酶（POD）活性

采用愈創(chuàng)木酚法[22]進行測定。

1.2.2.12 過氧化氫酶（CAT）活性

參照楊節(jié)[23]的方法進行測定。

1.2.2.13 抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性

參照孫云[24]的方法進行測定。

1.2.2.14 總硫代葡萄糖苷（TGLs）含量

采用苯酚硫酸法進行測定[25]。

1.2.2.15 異硫氰酸酯（ITCs）生成量

參照Ding 等[26]的方法測定，單位為mg/100 g FW。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，Origin Pro 9軟件作圖，用鄧肯多重比較方法進行差異顯著性分析，P＜0.05 代表差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 采前CaCl2 處理對西蘭花貨架期的影響

如圖1 所示，采前不同濃度CaCl2處理對西蘭花貨架期的影響效果不同，其中CaCl2濃度為10 mmol/L時效果最佳。當(dāng)CaCl2濃度大于10 mmol/L，延長西蘭花貯藏期的效果不及10 mmol/L 時的效果。因此，選用采前10 mmol/L CaCl2處理濃度用于后續(xù)的試驗研究。

圖1 采前不同濃度CaCl2 對西蘭花貨架期的影響Fig.1 Effects of preharvest different concentrations of CaCl2 on shelf life of broccoli

2.2 采前CaCl2 處理對西蘭花感官品質(zhì)的影響

如表1 所示，在貯藏期間各處理組西蘭花的感官品質(zhì)逐漸下降，CaCl2處理可保持較好的感官品質(zhì)。在第1 天時，CaCl2處理組西蘭花感官評分為8.4±0.51 分，高于對照組的 7.4±0.63 分。貯藏結(jié)束時，對照組基本失去商品價值，CaCl2組仍具有商品價值。

2.3 采前CaCl2 處理對西蘭花呼吸強度的影響

由圖2 可見，采后西蘭花貯藏期間呼吸強度呈上升趨勢。貯藏第1 天時，對照組呼吸強度為150.92 mg（/h·kg FW），顯著高于CaCl2處理組的134.85 mg（/h·kg FW）（P＜0.05）。在貯藏期結(jié)束時，對照組的呼吸強度為192.08 mg（/h·kg FW），CaCl2處理組呼吸強度為185.02 mg（/h·kg FW），表明采前CaCl2處理可以顯著抑制西蘭花的呼吸強度。

表1 采前CaCl2 處理對西蘭花感官品質(zhì)的影響Table 1 Effects of preharvest CaCl2 treatment on sensory quality of broccoli

圖2 采前CaCl2 處理對西蘭花呼吸強度的影響Fig.2 Effects of preharvest CaCl2 treatment on respiratory intensity of broccoli

2.4 采前CaCl2 處理對西蘭花色差a*、b*的影響

a*值的負(fù)值越大，表明被測物體越綠；b*值越大，表明被測物體越偏黃色。如圖3 所示，貯藏第1 天時，經(jīng)采前噴施CaCl2溶液的西蘭花a*值為-8.21，b*值為 7.66，對照組 a*值為-7.64，b*值為 11.35；貯藏結(jié)束時，CaCl2處理組西蘭花 a*值為-8.12，b*值為 13.63，而對照組西蘭花a*值為-7.36，b*值為15.35。結(jié)果表明，采前噴施CaCl2溶液的西蘭花可以保持較好的色澤。

2.5 采前CaCl2 處理對西蘭花葉綠素含量的影響

在貯藏期間，各處理組西蘭花的葉綠素含量呈下降趨勢（圖4）。第1 天時，CaCl2處理組西蘭花葉綠素含量較初值下降了11.39%，對照組下降了15.98%，采前CaCl2處理有效保持了其葉綠素含量。

2.6 采前CaCl2 處理對西蘭花葉綠素酶活性的影響

貯藏期間葉綠素酶活性變化不大，整體呈上升趨勢（圖5）。第1 天時，CaCl2處理組較初值上升了1.59%，而對照組上升了4.53%，在運輸過程中CaCl2處理可以顯著抑制葉綠素酶活性（P＜0.05）；第3 天CaCl2處理組葉綠素酶活性上升了4.99%，對照組上升了6.35%。CaCl2處理保持了較低的葉綠素酶活性。結(jié)果表明，CaCl2處理可以抑制葉綠素酶活性，從而減少葉綠素的損失。

圖3 采前CaCl2 處理對西蘭花色差（a*、b*）的影響Fig.3 Effects of preharvest CaCl2 treatment on color difference（a*，b*）of broccoli

圖4 采前CaCl2 處理對西蘭花葉綠素含量的影響Fig.4 Effects of preharcest CaCl2 treatment on chlorophyll content in broccoli

圖5 采前CaCl2 處理對西蘭花葉綠素酶活性的影響Fig.5 Effects of preharvest CaCl2 treatment on chlorophyllase activity in broccoli

2.7 采前CaCl2 處理對西蘭花VC 含量的影響

由圖6 可見，貯藏期間，西蘭花VC 含量呈下降趨勢，與對照組相比，CaCl2處理組VC 含量下降較為緩慢。貯藏第1 天，CaCl2處理組下降了1.36%，顯著低于對照組的4.38%（P＜0.05）；貯藏結(jié)束時，CaCl2處理組下降了8.65%，而對照組下降了14.16%。結(jié)果表明，采前噴施CaCl2可以抑制西蘭花VC 含量的減少。

圖6 采前CaCl2 處理對西蘭花VC 含量的影響Fig.6 Effects of preharvest CaCl2 treatment on VC content in broccoli

2.8 采前CaCl2 處理對西蘭花總酚含量的影響

貯藏期間，各處理組西蘭花總酚含量呈上升趨勢（圖7），CaCl2處理組總酚含量高于對照組。第1 天時，CaCl2處理組總酚含量為0.883 mg/g，對照組為0.836 mg/g，CaCl2處理可以顯著提高西蘭花總酚含量（P＜0.05）；貯藏結(jié)束時，CaCl2處理組總酚含量達1.23 mg/g，對照組為1.19 mg/g。結(jié)果表明，采前CaCl2處理可以顯著提高西蘭花總酚含量。

圖7 采前CaCl2 處理對西蘭花總酚含量的影響Fig.7 Effects of preharvest CaCl2 treatment on total phenols content in broccoli

2.9 采前CaCl2 處理對西蘭花DPPH 自由基清除能力的影響

貯藏期間西蘭花DPPH 自由基清除能力呈下降趨勢（圖8）。貯藏第1 天時，對照組和CaCl2處理組西蘭花對DPPH 自由基的清除率分別為88.54%和91.99%，CaCl2保持了更高的DPPH 自由基清除能力，運輸過程中可以有效保持西蘭花品質(zhì)；在貯藏結(jié)束時，CaCl2處理組西蘭花對DPPH 自由基的清除率為85.95%，對照組為84.77%。結(jié)果表明，采前CaCl2處理可顯著延緩DPPH 自由基清除能力的下降。

圖8 采前CaCl2 處理對西蘭花DPPH 自由基清除能力的影響Fig.8 Effects of preharvest CaCl2 treatment on DPPH radical scavenging activity in broccoli

2.10 采前CaCl2 處理對西蘭花丙二醛含量的影響

貯藏期間各處理組西蘭花丙二醛含量呈上升趨勢（圖9）。第1 天時，對照組和CaCl2組丙二醛含量分別為 2.577 μmol/g 和 1.678 μmol/g，CaCl2處理顯著抑制了 MDA 的積累（P＜0.05）；在第 3 天時 CaCl2處理組 MDA 含量為 3.82 μmol/g，對照組為 4.23 μmol/g。可見，采前CaCl2處理可以抑制西蘭花MDA的積累。

圖9 采前CaCl2 處理對西蘭花丙二醛含量的影響Fig.9 Effects of preharvest CaCl2 treatment on malondialdehyde content in broccoli

2.11 采前CaCl2 處理對西蘭花過氧化物酶活性的影響

貯藏期間各處理組西蘭花的POD 活性隨著貯藏時間的延長不斷上升（圖10）。貯藏第1 天，對照組POD 活性為404.29 U（/g·min FW），CaCl2處理組為310.75 U（/g·min FW），顯著低于對照組（P＜0.05）；整個貯藏期間CaCl2處理組POD 活性都低于對照組。

2.12 采前CaCl2 處理對西蘭花過氧化氫酶活性的影響

西蘭花過氧化氫酶活性在貯藏期間逐漸下降（圖11），第1 天時，CaCl2處理組CAT 活性較初值下降了19.23%，顯著低于對照組（P＜0.05）；貯藏第 3 天時，CaCl2處理組CAT 活性較初值下降了39.22%，對照組下降了46.44%。結(jié)果表明，CaCl2處理延緩了西蘭花CAT 活性的下降。

圖10 采前CaCl2 處理對西蘭花POD 活性的影響Fig.10 Effects of preharvest CaCl2 treatment on POD activity in broccoli

圖11 采前CaCl2 處理對西蘭花CAT 活性的影響Fig.11 Effects of preharvest CaCl2 treatment on CAT activity in broccoli

2.13 采前CaCl2 處理對西蘭花抗壞血酸過氧化物酶活性的影響

由圖12 可見，西蘭花APX 活性均呈下降趨勢，CaCl2處理組APX 活性始終高于對照組。第1 天時，CaCl2處理組APX 活性較初值下降了3.44%，顯著低于對照組（P＜0.05）；貯藏期結(jié)束時，CaCl2處理組APX活性較初值下降了26.73%，對照組下降了29.37%，表明采前噴施CaCl2可以保持西蘭花較高的APX 活性。

圖12 采前CaCl2 處理對西蘭花APX 活性的影響Fig.12 Effects of preharvest CaCl2 treatment on APX activity in broccoli

2.14 采前CaCl2 處理對西蘭花總硫代葡萄糖苷含量的影響

在整個貯藏過程中，西蘭花的總硫代葡萄糖苷呈下降趨勢（圖13），CaCl2處理抑制了總硫代葡萄糖苷的下降。在貯藏第1 天，CaCl2處理組較初值下降了11.02%，對照組下降了22.25%，CaCl2處理組保持了更高的硫代葡萄糖苷含量；在貯藏結(jié)束時，CaCl2處理組總硫代葡萄糖苷較初值下降了43.22%，對照組下降了52.75%。結(jié)果表明，采前CaCl2處理西蘭花可以抑制總硫代葡萄糖苷的下降。

圖13 采前CaCl2 處理對西蘭花總硫代葡萄糖苷含量的影響Fig.13 Effects of preharvest CaCl2 treatment on total glucosinolate in broccoli

2.15 采前CaCl2 處理對西蘭花異硫氰酸酯含量的影響

異硫氰酸酯含量隨著西蘭花衰老逐漸下降（圖14），CaCl2處理抑制了異硫氰酸酯的下降。貯藏第一天，CaCl2處理組較初值下降了5.52%，對照組下降了22.25%，CaCl2處理組顯著高于對照組（P＜0.05）；在貯藏結(jié)束時，CaCl2處理組異硫氰酸酯較初值下降了32.33%，對照組下降了38.8%。表明采前CaCl2處理西蘭花可以抑制異硫氰酸酯的下降。

圖14 采前CaCl2 處理對西蘭花異硫氰酸酯含量的影響Fig.14 Effects of preharvest CaCl2 treatment on isothiocyanates content in broccoli

2.16 西蘭花感官品質(zhì)預(yù)測模型的建立

對14 種西蘭花理化指標(biāo)：a*（X1）、b*（X2）、葉綠素（X3）、VC（X4）、呼 吸 強 度（X5）、APX（X6）、CAT（X7）、DPPH 自由基清除力（X8）、MDA（X9）、葉綠素酶（X10）、POD（X11）、總酚（X12）、TGLs（X13）和 ITCs（X14）進行主成分分析，得到西蘭花品質(zhì)特性主成分的特征值及累計貢獻率見表2。提取兩個主成分，累計方差貢獻率為85.088%，能夠代替大部分原始數(shù)據(jù)。第1 主成分貢獻率為78.416%，第2 主成分貢獻率為6.672%。第1 主成分中葉綠素（X3）載荷0.962，占比最高；CAT（X7）載荷 0.959，位于其次。葉綠素（X3）和 CAT（X7）可作為第1 主分量中的代表性評價指標(biāo)，分別為品質(zhì)指標(biāo)和抗氧化指標(biāo)。第2 主成分中貢獻最大的是TGLs（X13），載荷0.788，是第2 主分量的代表性評價指標(biāo)，為西蘭花的營養(yǎng)指標(biāo)。因此，葉綠素（X3）、CAT（X7）、TGLs（X13）可作為評價西蘭花品質(zhì)特性的指標(biāo)。

表2 主成分特征值及方差貢獻率Table 2 Principal component eigenvalue and variance contribution rate

以2 個主成分為自變量，以感官品質(zhì)為因變量進行主成分回歸分析，建立西蘭花感官品質(zhì)回歸方程。最終得到感官品質(zhì)與各生理生化指標(biāo)之間的多元回歸模型，其中 R2=0.878，P＜0.01。

Y=2.253-0.029X1-0.037X2+0.021X3+0.003X4-0.034X5+ 1.287X6+ 1.043X7+ 11.247X8- 0.003X9-1.196X10-0.011X11-0.761X12+0.416X13+0.006X14

3 討論

西蘭花最明顯的衰老特征是表面花球的黃化，黃化的原因主要為葉綠素酶等作用下葉綠素降解所導(dǎo)致[27-28]。采前CaCl2處理后的西蘭花在運輸過程中（1 d 內(nèi)）保持較好的感官品質(zhì)，顯著抑制了色差a*、b*值的增加，CaCl2通過抑制葉綠素酶活性來延緩葉綠素降解，保持較高的葉綠素含量。金童[29]在青椒、櫻桃的研究中發(fā)現(xiàn)葉綠素酶、脫鎂葉綠素酶以及脫鎂葉綠酸a 氧化酶等葉綠素降解途徑中的關(guān)鍵酶基因表達與葉綠素降解密切相關(guān)。大量研究證明，POD 參與葉綠素的代謝過程，催化酚類物質(zhì)與H2O2的反應(yīng)，其產(chǎn)物可催化葉綠素水解[30-31]。CaCl2抑制POD 活性，減緩了葉綠素的降解，并且維持了更高的CAT、APX活性，減少了西蘭花組織內(nèi)H2O2的積累，從而延緩葉綠素降解，使西蘭花保持較好的品質(zhì)[32-33]。

酚類物質(zhì)具有天然的抗氧化活性[34]。CaCl2處理的西蘭花抑制了MDA 的積累，具有較高的總酚含量及DPPH 自由基清除能力，較高的DPPH 自由基清除能力可能與總酚的含量有關(guān)，較高抗氧化能力減少了膜脂過氧化產(chǎn)物MDA 的積累，從而保持西蘭花組織細胞的完整性，延緩西蘭花衰老[35-36]。與林本芳[37]采后CaCl2溶液浸泡西蘭花相比，都達到了提高抗氧化能力，延緩衰老的效果，但采后浸泡要搬運到容器處理，而采前噴施CaCl2溶液的方法操作簡便，具有較好的應(yīng)用前景。

西蘭花中富含營養(yǎng)物質(zhì)，VC 對人們的健康非常有益，不僅可以為人類提供營養(yǎng)，還具有抗氧化能力[38]。硫代葡萄糖苷是西蘭花中一類能促進人體健康的重要植物次生代謝產(chǎn)物，水解后可產(chǎn)生異硫氰酸酯，具有抗癌、抗氧化、抗衰老等多種功效[39]。采前CaCl2處理的西蘭花保持了較高的VC 含量、總硫代葡萄糖苷含量和異硫氰酸酯含量，使西蘭花具有更佳的營養(yǎng)品質(zhì)。CaCl2可能是通過調(diào)控芥子油苷代謝過程使西蘭花保持較高的總硫代葡萄糖苷含量和異硫氰酸酯含量[40]。APX 以 VC 為底物，可將 H2O2分解成H2O，CaCl2提高了西蘭花VC 含量，從而延緩西蘭花衰老[41]。貯藏期間異硫氰酸酯含量不斷下降，原因是異硫氰酸酯本身穩(wěn)定性差，在其生成過程中的自降解是主要的一方面因素，而在富氧、堿性或者較高溫度下，該物質(zhì)容易降解生成二甲基二硫醚、S-甲基硫代亞磺酸等產(chǎn)物[42]。主成分分析結(jié)果提取葉綠素、CAT以及TGLs 為主要的成分，表明了其對西蘭花品質(zhì)的重要性，主成分回歸分析建立的方程可用來預(yù)測變量水平，將數(shù)學(xué)分析法應(yīng)用于西蘭花的品質(zhì)審評，可將化學(xué)成分與感官評分直接關(guān)聯(lián)，消除品評中的不利因素。

菜農(nóng)、菜商在西蘭花運輸過程中無法實現(xiàn)及時預(yù)冷時，使用采前CaCl2處理的保鮮方式，可以顯著保持西蘭花的新鮮程度，減少運輸成本，具有可行性。

4 結(jié)論

采前10 mmol/L CaCl2溶液處理能有效地延長西蘭花的貨架壽命，CaCl2通過抑制葉綠素酶活性來延緩葉綠素的降解，維持其表觀綠色，抑制了a*、b*值的增加；提高了總酚含量及APX 和CAT 等抗氧化酶活性，抑制了DPPH 自由基清除率的下降，使得抗氧化能力增強，防止了MDA 的大量積累。同時，抑制了呼吸強度的上升，延緩了VC、總硫代葡萄糖苷含量下降，維持了西蘭花的感官品質(zhì)。西蘭花運輸一般在1 d內(nèi)完成，通過比較得出，采后24 h 難以及時預(yù)冷時，采前10 mmol/L CaCl2溶液處理可有效抑制采后西蘭花品質(zhì)的劣變。葉綠素含量、過氧化氫酶活性、總硫代葡萄糖苷含量可作為評價西蘭花品質(zhì)特性的指標(biāo)，西蘭花感官品質(zhì)回歸方程：Y=2.253-0.029 X1-0.037 X2+0.021 X3+0.003 X4-0.034 X5+1.287 X6+1.043 X7+11.247 X8-0.003 X9-1.196 X10-0.011 X11-0.761 X12+0.416 X13+0.006 X14。