不同包裝方式對(duì)嫩鮮蒜貯藏品質(zhì)及抗氧化活性的影響

陳嘉琪，張?jiān)艍?mèng)，張黎明，韓洪庚，石晶盈*

（1.山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安271018；2.江蘇省黎明食品集團(tuán)有限公司，江蘇徐州221300）

大蒜是人們喜食的調(diào)味品之一，具有很高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值。國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)證實(shí)，大蒜具有預(yù)防和控制心血管疾病、抗菌消炎、增強(qiáng)免疫功能與阻斷亞硝胺合成等作用[1-2]。我國(guó)大蒜常年種植面積為70萬公頃，占世界大蒜栽培面積的2/3，我國(guó)是世界上最大的大蒜生產(chǎn)及出口國(guó)，大蒜連續(xù)多年為我國(guó)第一大出口單一農(nóng)產(chǎn)品[3]。

目前市場(chǎng)上大蒜主要以干蒜頭直接銷售為主，近幾年國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)大蒜行情均發(fā)生了顯著變化，由于一些國(guó)家和地區(qū)大蒜進(jìn)口配額短缺，我國(guó)大蒜生產(chǎn)和出口的發(fā)展受到一定程度的限制，大蒜價(jià)格起伏較大，農(nóng)民和大蒜經(jīng)銷商的經(jīng)濟(jì)效益下滑，生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)大蒜的積極性受挫[4]。因此，開發(fā)新的大蒜商品品種，提高生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益是我國(guó)大蒜生產(chǎn)中亟待解決的問題。新出土的鮮嫩蒜，不僅具有普通大蒜的保健功能，而且色澤亮白、口味鮮美，其辛辣味較淡，深受人們的喜愛[5]。但由于嫩鮮蒜未經(jīng)充分晾曬就進(jìn)行貯藏，蒜頭含水量極高，貯藏溫度不能太低，否則容易導(dǎo)致腐爛、冷害等問題，使嫩鮮蒜在貯藏、運(yùn)輸、銷售中的質(zhì)量難以保證，直接影響了嫩鮮蒜的市場(chǎng)銷售[6-8]。因此，有必要對(duì)嫩鮮蒜的安全貯藏技術(shù)進(jìn)行研究。

二氧化氯（ClO2）被聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）列為A1級(jí)安全消毒劑，無殘留、無副作用，對(duì)多種果蔬的采后病害有抑制效果[9-12]，但是在嫩鮮蒜的防腐中的效果還不清楚。相關(guān)研究證實(shí)，人工氣調(diào)貯藏（controlled atmosphere storage，CA）和自發(fā)氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）均能夠顯著延緩干大蒜品質(zhì)的劣變[13-14]，但是在嫩鮮蒜保鮮中的研究還未見相關(guān)報(bào)道。為此，本研究以山東金鄉(xiāng)產(chǎn)的白皮蒜為試材，使用有選擇透氣性的包裝材料，結(jié)合二氧化氯緩釋劑低溫貯藏保鮮嫩鮮蒜，以期為嫩鮮蒜安全貯藏提供技術(shù)參考與理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大蒜：采自山東省金鄉(xiāng)縣，待大蒜達(dá)到生理成熟后進(jìn)行采摘，在20℃、相對(duì)濕度70%～75%環(huán)境中晾48 h后，剔除有傷口、有病蟲害、個(gè)頭偏小或偏大的蒜頭，經(jīng)不同處理后，貯藏于（-1.0±0.5）℃、相對(duì)濕度85%～90%；聚乙烯（polyethylene，PE）包裝膜（15 cm×20 cm×0.05 mm）：蘇州奧凱高分子材料有限公司；自發(fā)氣調(diào)包裝袋：在PE袋上打0.1 mm的孔徑50個(gè)；二氧化氯粉劑：華威生物科技有限公司；三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）、2-硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）（分析純）：上海國(guó)藥集團(tuán)；無水乙醇（分析純）：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平（AL204）、電導(dǎo)率儀（S230）：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；呼吸測(cè)定儀（GAS-Ⅱ）：濟(jì)南科達(dá)爾實(shí)業(yè)有限公司；紫外分光光度計(jì)（UV-8000）：上海元析儀器有限公司；分析研磨機(jī)（A11）：德國(guó)IKA；實(shí)驗(yàn)室級(jí)超純水器（EPED-E2-20TF）：南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司；高速冷凍離心機(jī)（GL-20G-II）：上海安亭科學(xué)儀器廠；果實(shí)硬度計(jì)（GY4）：天津市泰斯特儀器有限公司；恒溫培養(yǎng)箱（HWS-500）：寧波江南儀器廠；超低溫冰箱（DW-86L388J）：青島海爾特種電器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

采用碘量法測(cè)定ClO2的含量，利用蛭石和ClO2粉末混合，制備ClO2緩釋包。樣品分為3組進(jìn)行處理：自制ClO2緩釋包（1mg/m3）處理組（ClO2）：在PE包裝袋內(nèi)放入二氧化氯緩釋包后放入5 kg大蒜，封口，放置于-1℃、相對(duì)濕度90%～95%的環(huán)境中貯藏；自制二氧化氯緩釋包（1mg/m3）放入MAP 包裝袋內(nèi)（ClO2+MAP）處理組：放入5kg大蒜，封口，放置于-1℃、相對(duì)濕度90%～95%的環(huán)境中貯藏；對(duì)照組（CK）：不做處理，放入PE包裝袋內(nèi)后直接放到相同環(huán)境中貯藏。貯藏期均為7個(gè)月。在0、1、3、5、7個(gè)月貯藏期測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，對(duì)蒜米取樣后用液氮速凍，用粉碎機(jī)進(jìn)行磨粉，分裝后貯藏在-40℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 不同處理對(duì)嫩鮮蒜保鮮效果的測(cè)定

選取15名專業(yè)人員組成評(píng)定小組，人員需要具備一定的果蔬感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)，在第 0、1、3、5、7 個(gè)月時(shí)，對(duì)不同處理的嫩鮮蒜分別進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 嫩鮮蒜感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standard for fresh and tender garlic

1.3.3 嫩鮮蒜失重率的測(cè)定

采用稱量法進(jìn)行測(cè)定。每組處理平行測(cè)量3次，貯藏前后的質(zhì)量差與貯藏前的質(zhì)量之比，即為嫩鮮蒜的失重率，以質(zhì)量百分率來表示。

式中：m1為貯藏前嫩鮮蒜的質(zhì)量，g；m2為取樣當(dāng)天嫩鮮蒜的質(zhì)量，g。

1.3.4 嫩鮮蒜硬度變化測(cè)定

通過手持式硬度測(cè)定儀測(cè)定嫩鮮蒜蒜米的硬度，該測(cè)試儀基于測(cè)試儀探針進(jìn)入果肉0.5 cm為準(zhǔn)，讀取數(shù)值，以硬度值制作曲線圖，觀察并分析每種處理方式的硬度變化趨勢(shì)。每個(gè)處理使用3個(gè)蒜頭的15顆蒜米的平均硬度作為1次重復(fù)，每個(gè)處理的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行3次重復(fù)。

1.3.5 嫩鮮蒜包裝袋內(nèi)氣體成分含量測(cè)定

測(cè)定嫩鮮蒜包裝袋內(nèi)O2和CO2含量。測(cè)定時(shí)在包裝袋上貼上密封墊，每個(gè)處理測(cè)定3袋取平均值。

1.3.6 嫩鮮蒜丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的測(cè)定

MDA含量測(cè)定根據(jù)Hodges等[15]的方法進(jìn)行，略作修改。準(zhǔn)確稱取0.5 g蒜粉（在液氮中研磨成粉狀），加入3 mL提取液（10%TCA）浸提，于4℃，10 000 r/min離心15 min。取上清液2 mL，加入2 mL 0.6%TBA，混合后100℃水浴煮沸30 min，冷卻至25℃。以未加酶液的反應(yīng)體系為空白對(duì)照，測(cè)定在460、532 nm和600 nm的吸光度。

MDA濃度（/μmol/L）=（A532-A600）×6.45-0.56×A460

MDA含量（/nmol/g）=（C×V）×1 000/M

式中：V為提取液總體積，mL；M為所用樣品質(zhì)量，g；A532為在532 nm的吸光度值；A460為在460 nm的吸光度值；A600為在600 nm的吸光度值；C為MDA濃度，μmol/L。

1.3.7 嫩鮮蒜總抗氧化能力的測(cè)定

參照Dong等[16]的方法采用DPPH法測(cè)定總抗氧化能力，略有改動(dòng)。準(zhǔn)確稱取1.0 g蒜粉（液氮研磨成粉狀），加入5 mL提取液（95%乙醇）充分振蕩混勻，于4℃，10 000 r/min離心15 min。上清液為抗氧化成分，取上清液1.5 mL與DPPH 3 mL混勻，25℃靜置25 min，在517 nm處測(cè)定吸光度，記為A1；95%乙醇1.5 mL與DPPH 3 mL混勻，25℃放置25 min，在517 nm處測(cè)定吸光度，記為A2。測(cè)定時(shí)以95%乙醇為空白對(duì)照。

式中：A1為樣品管吸光度值；A2為對(duì)照管吸光度值。

1.3.8 嫩鮮蒜大蒜素含量的測(cè)定

采用丙酮酸差量法[17]測(cè)定大蒜素含量變化。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2013和SigmaPlot 10.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和作圖。采用IBM SPSS Statistics 20統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用Tukey分析進(jìn)行顯著性（P＜0.05）水平檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)嫩鮮蒜感官品質(zhì)的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏7個(gè)月后蒜頭和蒜米的外觀見圖1。

圖1顯示，嫩鮮蒜在（-1±0.5）℃下貯藏7個(gè)月后，經(jīng)ClO2和MAP處理的蒜頭外觀完好，沒有滋生病原菌，表現(xiàn)出嫩鮮蒜的正常風(fēng)味，單獨(dú)ClO2處理的有50%的蒜頭開始發(fā)霉，有些許蒜臭味，而對(duì)照處理的蒜頭100%發(fā)霉，蒜臭味較濃。經(jīng)ClO2和MAP處理的蒜米外觀亮白，無褐變現(xiàn)象，而對(duì)照有約80%的蒜瓣變色。

圖1 不同處理的嫩鮮蒜貯藏7個(gè)月后蒜頭和蒜米的外觀Fig.1 Appearance of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for 7 months

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期的感官評(píng)分見圖2。

圖2 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期的感官評(píng)分Fig.2 The sensory score of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

圖2顯示，在貯藏前期，各處理之間感官評(píng)分無顯著性差異，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照感官評(píng)分下降迅速，而ClO2處理有效延緩了感官評(píng)分的下降，在第7個(gè)月時(shí)，ClO2結(jié)合MAP處理感官評(píng)分仍然高于8分，說明品質(zhì)保持較好。對(duì)照嫩鮮蒜在貯藏期感官評(píng)分下降較快，尤其在5個(gè)月后，迅速下降，在貯藏到7個(gè)月時(shí)，感官評(píng)分下降到4分左右，而ClO2處理后放入PE袋包裝的感官評(píng)分優(yōu)于對(duì)照，但是比MAP的差，即使貯藏到7個(gè)月時(shí)，ClO2結(jié)合MAP處理的感官評(píng)分仍然在8分以上，說明ClO2結(jié)合MAP能有效保持嫩鮮蒜的品質(zhì)，并將保鮮期維持在7個(gè)月以上。

2.2 不同處理對(duì)嫩鮮蒜失重率和硬度變化的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期的失重率和硬度變化見圖3。

圖3 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期的失重率和硬度變化Fig.3 Changes of the weight loss rate and harness of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

由圖3可知，嫩鮮蒜在貯藏期間失重率不斷增加，硬度不斷下降。與對(duì)照相比，在貯藏的不同時(shí)期，ClO2及ClO2+MAP處理組失重率低于對(duì)照組，硬度高于對(duì)照組，在貯藏到第7個(gè)月時(shí)，ClO2+MAP處理的蒜米硬度為19 N，失重率為1.5%，但是，此時(shí)對(duì)照的硬度已下降到17 N，失重率達(dá)3%以上。說明兩個(gè)處理均有利于保持嫩鮮蒜的貯藏品質(zhì)，其中ClO2+MAP處理的效果更好，硬度的保持和失重率的降低是嫩鮮蒜保持鮮嫩的重要條件，說明MAP包裝結(jié)合ClO2緩釋劑處理可以有效保持嫩鮮蒜的鮮嫩程度。

2.3 不同包裝材料中氣體成分變化

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期包裝袋內(nèi)O2和CO2含量的變化見圖4。

嫩鮮蒜在貯藏過程中保持著正常的呼吸作用，呼吸強(qiáng)度的有效抑制有利于延長(zhǎng)貯藏壽命，但同時(shí)，低濃度的O2和高濃度的CO2有可能帶來無氧呼吸、高CO2傷害等問題，引起蒜米傷害、蒜臭味現(xiàn)象。圖4顯示，在貯藏前期，嫩鮮蒜的O2含量急劇下降，CO2含量急劇上升，貯藏1個(gè)月后，各處理包裝袋內(nèi)O2的下降和CO2的上升趨勢(shì)變緩，在第7個(gè)月時(shí)，對(duì)照的O2含量最低，在2.5%左右，CO2含量最高，接近18%，此時(shí)包裝袋內(nèi)發(fā)生無氧呼吸的幾率很高。ClO2處理可以延緩呼吸作用，CO2的積累和O2的消耗均低于對(duì)照，ClO2+MAP處理在貯藏的3個(gè)月～7個(gè)月O2和CO2的含量相對(duì)穩(wěn)定，包裝袋內(nèi)O2的含量維持在16%左右，CO2的含量維持在5%左右，說明自發(fā)氣調(diào)包裝可以較好地保持合適的CO2和O2濃度，從而有利于延長(zhǎng)嫩鮮蒜的保鮮期。

圖4 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期包裝袋內(nèi)O2和CO2含量的變化Fig.4 Changes of oxygen and carbon dioxide of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

2.4 不同處理對(duì)嫩鮮蒜丙二醛（MDA）含量的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期MDA含量的變化見圖5。

圖5 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期MDA含量的變化Fig.5 Changes of MDA content of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

丙二醛是膜脂過氧化的終產(chǎn)物，它能夠通過影響線粒體呼吸鏈復(fù)合物與線粒體內(nèi)關(guān)鍵酶活性，繼而加劇生物膜的損傷[18-19]。由圖5可知，在嫩鮮蒜貯藏過程中，MDA含量呈持續(xù)上升趨勢(shì)，說明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，嫩鮮蒜的膜透性增強(qiáng)，加速了組織衰老和品質(zhì)劣變。ClO2以及ClO2+MAP處理組MDA的含量顯著（P＜0.05）低于對(duì)照，在整個(gè)貯藏期，ClO2+MAP 處理組的MDA含量一直低于其他處理，在貯藏到第7個(gè)月時(shí)，ClO2+MAP處理的MDA含量為60 nmol/g，此時(shí)，對(duì)照的含量已高達(dá)85 nmol/g。說明組合處理能延緩嫩鮮蒜的衰老，對(duì)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性有保護(hù)作用，抑制品質(zhì)劣變。

2.5 不同處理對(duì)嫩鮮蒜DPPH自由基清除能力

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期DPPH自由基清除率的變化見圖6。

圖6 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期DPPH自由基清除率的變化Fig.6 The scavenge rate of DPPH free radical of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

大蒜具有較強(qiáng)的抗氧化能力，DPPH自由基清除率是評(píng)價(jià)植物抗氧化性能的基礎(chǔ)[20]。如圖6所示，在貯藏期間嫩鮮蒜的DPPH自由基清除率呈先上升后下降的趨勢(shì)，在5個(gè)月～7個(gè)月時(shí)，ClO2以及ClO2+MAP處理組的DPPH自由基清除作用顯著（P＜0.05）高于對(duì)照組，在貯藏的第7個(gè)月，ClO2+MAP處理組的DPPH自由基清除率為80%，此時(shí)，對(duì)照組的DPPH自由基清除率下降到60%，ClO2+MAP處理組的DPPH自由基清除率顯著（P<0.05）高于單獨(dú)ClO2處理組。說明結(jié)合處理能延緩嫩鮮蒜貯藏過程中抗氧化能力的下降，有利于保持其自由基清除能力，延緩衰老。

2.6 不同處理對(duì)嫩鮮蒜大蒜素含量的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期大蒜素含量的變化見圖7。

圖7 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時(shí)期大蒜素含量的變化Fig.7 The allicin content change of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

大蒜素為有機(jī)硫醚類化合物，天然存在于大蒜的鱗莖中，是大蒜中的主要生物活性成分，是大蒜的重要品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，具有抗菌、抗病毒及抗腫瘤的作用[21]。圖7顯示，嫩鮮蒜在貯藏過程中，大蒜素的含量呈先升高而后下降的趨勢(shì)，ClO2和ClO2+MAP處理組能有效減緩大蒜素的降低，其中ClO2+MAP處理組的效果最佳，在貯藏的第7個(gè)月，對(duì)照組大蒜素含量降低到約2.5 mg/g FW，而ClO2+MAP處理組含量在3.8 mg/g FW左右，約為對(duì)照的1.5倍。說明ClO2+MAP處理能有效保持嫩鮮蒜的品質(zhì)和所含的活性成分。

3 結(jié)論

ClO2和ClO2+MAP處理均可有效延緩嫩鮮蒜的貯藏壽命，其中ClO2+MAP處理效果最好，可以將包裝袋內(nèi)O2和CO2的含量分別保持在16%和5%左右，有利于保持嫩鮮蒜蒜頭的外觀，減少蒜頭腐爛，保持蒜米的亮白程度和硬度，減少蒜頭失水。組合處理可以減少蒜米MDA積累，有利于保持膜的完整性，保持大蒜的抗氧化能力和大蒜素的含量，說明MAP包裝結(jié)合ClO2緩釋劑處理可有效保持嫩鮮蒜的貯藏品質(zhì)。