1-MCP對鮮切刺嫩芽保鮮效果的影響

張丹，趙焓羽，周飄飄，趙露露，董艷嬌，劉歡, *

1.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院食品工程學(xué)院（長春 130052）；2.吉林省山葡萄資源開發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊（長春 130052）

刺嫩芽（Aralia elata seem），別名刺龍芽、刺老芽，俗稱“山野菜之王”。春季4月末5月初發(fā)芽生長，生長到5～15 cm時采摘，淡黃綠色嫩芽為可食部位。在東北地區(qū)吉林、黑龍江和遼寧三省蘊藏量最大，每年可達(dá)6 500 t以上。目前，已經(jīng)實現(xiàn)人工繁殖和栽培，每畝產(chǎn)量達(dá)1.5 t，供應(yīng)時間也由原來1個月延長至6個月以上。刺嫩芽因其具有獨特香味和豐富的營養(yǎng)價值受到國內(nèi)外市場青睞，并且已經(jīng)成為餐桌上常見的特色蔬菜。刺嫩芽采后代謝旺盛，生鮮產(chǎn)品儲藏期僅為2～3 d，市場多為速凍、腌制和干制刺嫩芽產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品已經(jīng)失去了原有的風(fēng)味和營養(yǎng)成分[1-3]。

鮮切果蔬加工保鮮技術(shù)因其能保持原有果蔬的新鮮、營養(yǎng)和風(fēng)味等特點，并且經(jīng)過保鮮處理后也更加清潔衛(wèi)生，極大滿足現(xiàn)代人們的需要[4-5]，然而鮮切果蔬在加工過程中，細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)會被破壞，造成汁液外流，營養(yǎng)物質(zhì)損失加快，抵抗力變?nèi)?，易受微生物侵染，從而?dǎo)致鮮切果蔬顏色、質(zhì)地以及風(fēng)味等品質(zhì)惡化，大大降低了鮮切果蔬的商品價值[6-7]。不同鮮切蔬菜的主要品質(zhì)劣變現(xiàn)象也存在差異，如馬鈴薯品質(zhì)質(zhì)劣變現(xiàn)象是褐變，竹筍是木質(zhì)化，而生菜則以微生物腐敗為主[8-10]。刺嫩芽其植物生理性質(zhì)決定了其易發(fā)生褐變、木質(zhì)化和腐敗，所以需要研究出行之有效的保鮮技術(shù)。

近年來，鮮切果蔬保鮮技術(shù)研究發(fā)展較快。1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）是一種安全無毒無害、價格低廉、非常有效的乙烯受體抑制劑，具有較好保鮮作用。大量研究表明，1-MCP能有效減緩營養(yǎng)成分消耗，抑制MDA對細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷，降低POD、PPO和PAL等酶促褐變相關(guān)酶的活力，提升SOD和CAT等抗逆性酶活性，從而達(dá)到保鮮的目的[11-12]。郭衍銀等[13]研究1-甲基環(huán)丙烯和殼聚糖對鮮切西蘭花活性氧代謝及保鮮效果的影響，結(jié)果表明1-MCP能維持較高的SOD、POD酶活性，減少MDA濃度的上升，減緩葉綠素和維生素C含量的下降。馬躍等[14]研究1-MCP處理對鮮切胡蘿卜生理變化的影響，結(jié)果表明1-MCP可抑制PAL、PPO、POD的酶活力，降低總酚含量減少。Fan等[15]研究發(fā)現(xiàn)1-MCP處理在不同程度上抑制了乙烯的產(chǎn)生和呼吸速率，延緩了菌落總數(shù)的增加，提高了CAT活性。

已有研究表明1-MCP在鮮切保鮮方面取得了較理想的成果，因此，研究以鮮切刺嫩芽為原料，采用低溫冷藏結(jié)合不同濃度的1-MCP對鮮切刺嫩芽進(jìn)行保鮮處理，研究在冷藏過程中鮮切刺嫩芽的各品質(zhì)指標(biāo)變化情況，探討不同濃度1-MCP對鮮切刺嫩芽保鮮效果的影響，以期解決刺嫩芽鮮切后品質(zhì)劣變問題，并為鮮切刺嫩芽保鮮技術(shù)開發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

成熟刺嫩芽枝條，嫩芽長8～10 cm，枝條長15～20 cm，購于遼寧省撫順市農(nóng)業(yè)科技研究院雙河村栽培基地，成熟刺嫩芽枝條從生產(chǎn)基地到實驗室運輸時間＜24 h。為保持刺嫩芽鮮切前新鮮度，將購買成熟刺嫩芽枝條垂直放入水（水高3～5 cm）中防止萎蔫和變質(zhì)。試驗處理前，成熟刺嫩芽枝條水中培養(yǎng)時間＜24 h。

1.1.2 試劑

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcycloplopene，1-MCP）（西安北農(nóng)華農(nóng)作物保護(hù)有限公司）；三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸等（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；草酸、乙二胺四乙酸、乙酸等（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）。平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（plate count agar，PCA）、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基（nutrient agar，NA）、過氧化物酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和苯丙氨酸解氨酶活力測定試劑盒[生工生物工程（上海）股份有限公司]。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-3E雷磁pH酸度計（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；SW-CJ-1F單人雙面凈化工作臺（蘇州凈化設(shè)備有限公司）；MP51001電子分析天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；BJ-2CD超凈工作臺（上海博迅實業(yè)有限公司）；UV-2600型紫外可見分光光度計（日本島津公司）；HHS-11-2恒溫水浴鍋（上海博訊實業(yè)有限公司）；BSD-100BOXUN培養(yǎng)箱（上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司）；3-30K-SIGMA臺式超高速冷凍離心機（河南兄弟儀器設(shè)備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 鮮切刺嫩芽的保鮮處理

用無菌剪刀摘選大小一致、新鮮、無機械傷、無病蟲害的刺嫩芽；用10～15 ℃的清水進(jìn)行清洗，洗去表面的雜質(zhì)；采用無菌小刀，去掉外皮和皮刺，將刺嫩芽修理成7～8 cm長；將1-MCP藥包（劑量為10，30和50 μL/L）用純凈水浸濕后分別放入塑料保鮮盒（15 cm×10 cm×8 cm），同時將3～4顆大小一致的鮮切刺嫩芽放入塑料保鮮盒中，置于4 ℃下冷藏，分別為10，30和50 μL/L處理組；裝有未經(jīng)1-MCP處理的鮮切刺嫩芽塑料保鮮盒分別置于4 ℃和常溫下儲藏，為冷藏對照組和常溫對照組。當(dāng)各個處理組出現(xiàn)50%以上萎蔫或褐變或腐爛或異味時，即終止儲藏，每隔2 d測定各項指標(biāo)。

1.3.2 菌落總數(shù)

菌落總數(shù)測定參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 菌落總數(shù)測定》的方法計菌落總數(shù)[16]。

1.3.3 失重率

失重率采用稱重法測定，失重率按式（1）進(jìn)行計算。

1.3.4 總酚

參照Caldwell[17]方法。樣品處理后，在波長765 nm下測其吸光度。采用沒食子酸標(biāo)品建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為mg/100 g，結(jié)果以鮮重質(zhì)量計。

1.3.5 總糖

采用蒽酮-硫酸法，樣品處理后，在波長620 nm下測定吸光度。采用葡萄糖標(biāo)品建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為mg/g，結(jié)果以鮮重質(zhì)量計。

1.3.6 丙二醛

參照喬永祥等[18]方法。樣品處理后，取上清液分別測定450，532和600 nm處的吸光度MDA，含量單位為μmol/g，結(jié)果以鮮重質(zhì)量計。

1.3.7 酶活性

分別取2 g樣品低溫研磨，測定樣品酶活力。過氧化物酶活力（peroxidase，POD）、多酚氧化酶（polyphenoloxidase，PPO）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）采用酶測定試劑盒測定。（1）POD酶活力：每克樣品每分鐘吸光度變化0.01作為1個POD活力單位（U）表示。（2）PPO酶活力：每克樣品每分鐘吸光度變化0.01作為1個PPO活力單位（U）表示。（3）CAT酶活力：每克樣品每分鐘催化1 μmol的H2O2降解定義為1個CAT活力單位（U）。（4）SOD酶活力：每克樣品抑制反應(yīng)體系百分率為50%時定義為1個SOD活力單位（U）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Origin 8.0作圖。采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)分析（ANOVA），Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行分析，檢驗其差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽葉綠素含量的影響

不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽葉綠素含量的影響見圖1。

由圖1可知，在儲藏過程中不同處理的鮮切刺嫩芽葉綠素含量都在減小。在0～2 d時，常溫對照組和1-MCP處理組無顯著性差異（p≥0.05）。常溫對照組在2～4 d時急劇下降，4～8 d時趨于平緩，儲藏后期葉綠素含量僅為冷藏對照組的42%。不同濃度1-MCP處理鮮切刺嫩芽的葉綠素含量緩慢下降，在冷藏第8天時，10 μL/L處理組和30 μL/L處理組葉綠素含量顯著高于其他組（p＜0.05）。由此可知，在1-MCP作用下呼吸作用減小，使得葉綠素降解速度減慢[19]。30 μL/L處理組結(jié)合冷藏的效果優(yōu)于常溫、冷藏和其他濃度處理組，能更好地有效減緩葉綠素的降解，防止鮮切刺嫩芽變色。

圖1 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩葉綠素含量影響

2.2 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽菌落總數(shù)和失重率的影響

不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽菌落總數(shù)和失重率的影響見圖2和圖3。

由圖2可知：隨著儲藏時間的延長，菌落總數(shù)的生長趨勢都呈上升的趨勢，常溫對照組始終顯著高于冷藏對照組（p＜0.05）；在儲藏過程中，第4天冷藏各處理差異不明顯（p≥0.05），至6 d后30 μL/L處理組和50 μL/L處理組結(jié)合低溫冷藏處理顯著低于其他組（p＜0.05），但30 μL/L處理組和50 μL/L處理組差異不顯著（p≥0.05），其原因是由于刺嫩芽鮮切后物質(zhì)流出，為微生物生長繁殖提供營養(yǎng)，未采用任何保鮮處理的常溫對照組微生物生長繁殖最快。至儲藏后期，冷藏和1-MCP處理共同作用顯著減緩微生物的生長繁殖。

圖2 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽菌落總數(shù)影響

由圖3可知，隨著儲藏時間的延長，冷藏各組的鮮切刺嫩芽失重率均顯著低于常溫對照組（p＜0.05），說明冷藏條件下可延緩水分的蒸發(fā)，減緩鮮切刺嫩芽失重率的增長。在冷藏第6天時，各1-MCP處理失得率顯著低于冷藏對照組（p＜0.05），由于蒸騰作用會出現(xiàn)植物細(xì)胞失水的現(xiàn)象，從而使失重率增加，1-MCP有效抑制蒸騰作用[20]。其中30 μL/L處理組失重率顯著低于其他組（p＜0.05），其控制水分和營養(yǎng)成分流失效果較好。

圖3 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽失重率影響

2.3 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽總糖和總酚含量的影響

不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽總糖和總酚含量的影響見圖4和圖5。

由圖4可知：在儲藏過程中，鮮切刺嫩芽總糖含量逐漸下降；在儲藏4 d前，各處理差異不顯著；第6和第8天時，30 μL/L處理組顯著高于其他組（p＜0.05），常溫對照組顯著低于其他組（p＜0.05）。果蔬鮮切后呼吸作用加強，總糖被逐漸轉(zhuǎn)化為能量、水和二氧化碳，采后果蔬營養(yǎng)價值下降。冷藏會降低呼吸作用，從而減緩總糖氧化分解；而1-MCP阻止乙烯與其受體結(jié)合，抑制果實的生理生化反應(yīng)，減緩果蔬呼吸代謝作用[21]。因此，冷藏結(jié)合1-MCP處理可以減緩總糖含量下降，其中30 μL/L處理效果最好。

圖4 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽總糖含量影響

由圖5可知：在儲藏過程中，鮮切刺嫩芽總酚含量迅速下降；1-MCP各處理組的總酚含量顯著高于冷藏和常溫對照組（p＜0.05），冷藏對照組和常溫對照組差異不明顯（p≥0.05）；在儲藏8 d時，30 μL/L處理組總酚含量顯著高于其他組（p＜0.05）。鮮切果蔬在儲藏過程中較容易發(fā)生褐變，其褐變的主要原因是果蔬中所含的酚類物質(zhì)與氧接觸，易使多酚氧化酶和過氧化物酶氧化酚為醌類物質(zhì)，隨著貯存時間的延長，褐變會加重，酚含量會逐漸減少[22]。低溫可以降低氧化酚類物質(zhì)的酶活性，而1-MCP抑制果蔬呼吸代謝作用，所以1-MCP處理結(jié)合冷藏能夠更好地抑制酚類物質(zhì)的氧化，減緩總酚含量的降低。其中30 μL/L處理組抑制作用優(yōu)于其他組，能顯著控制鮮切刺嫩芽總糖和總酚等營養(yǎng)物質(zhì)流失。

圖5 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽總酚含量影響

2.4 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽MDA含量的影響

不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽MDA含量的影響見圖6。

由圖6可知：在儲藏過程中，鮮切刺嫩芽MDA含量先上升后下降；常溫對照組顯著高于其他組（p＜0.05）；第4和第6天時，30 μL/L和50 μL/L處理組顯著低于其他組（p＜0.05）；第8天時，10，30和50 μL/L處理組顯著低于其他組（p＜0.05）。MDA含量是反映細(xì)胞膜過氧化作用的強弱，判斷果實是否進(jìn)入衰老階段的指標(biāo)之一[23]。MDA含量越高，鮮切刺嫩芽細(xì)胞膜損傷和細(xì)胞衰老越嚴(yán)重，而冷藏和1-MCP處理可以控制MDA產(chǎn)生，尤其是30 μL/L和50 μL/L濃度的1-MCP處理組可以有效調(diào)控細(xì)胞膜系統(tǒng)平衡，降低MDA含量，延緩鮮切刺嫩芽老化。

圖6 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽MDA含量影響

2.5 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽POD和PPO的影響

不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽POD和PPO的影響見圖7和圖8。

POD與PPO在果蔬組織內(nèi)作用相似，是參與酶促褐變反應(yīng)相關(guān)酶，其活力影響鮮切果蔬品質(zhì)[24]。由圖7和圖8可知：在儲藏過程中，鮮切刺嫩芽POD活力先下降后上升，PPO先下降再上升之后下降；常溫對照組POD和PPO活力顯著高于其他組（p＜0.05）；第4和第6天時，30 μL/L和50 μL/L處理組POD活力、30 μL/L處理組PPO活力顯著低于其他組（p＜0.05）；第8天時，30 μL/L處理組POD和PPO活力顯著低于其他組（p＜0.05）。冷藏減緩鮮切刺嫩芽的POD和PPO活力；1-MCP處理抑制鮮切刺嫩芽呼吸代謝作用，從而減緩酶促反應(yīng)，所以冷藏結(jié)合1-MCP處理有效控制鮮切刺嫩芽褐變，尤其是30 μL/L處理組降低鮮切刺嫩芽POD和PPO活力效果最好。

圖7 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽POD活力影響

圖8 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽PPO活力影響

2.6 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽SOD和CAT活力的影響

不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽SOD和CAT活力的影響見圖9和圖10。

由圖9可知：在儲藏過程中，常溫對照組鮮切刺嫩芽SOD活力逐漸上升，而其他處理組先下降后上升；常溫對照組顯著高于其他組（p＜0.05）；第6天時，30 μL/L處理組顯著低于其他組（p＜0.05）。果蔬組織內(nèi)自由基導(dǎo)致膜質(zhì)過氧化作用，破壞膜結(jié)構(gòu)，SOD可以消除O2-自由基，使自由基水平降低，達(dá)到保護(hù)細(xì)胞的作用[13]。鮮切刺嫩芽中自由基過多，使組織出現(xiàn)衰老變質(zhì)現(xiàn)象。冷藏和30 μL/L 1-MCP處理抑制鮮切刺嫩芽呼吸代謝作用，減小自由基累積，從而減緩SOD活力上升，保護(hù)細(xì)胞不受損傷，起到延緩衰老作用。

圖9 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽SOD活力影響

由圖10可知：在儲藏過程中，常溫對照組鮮切刺嫩芽CAT活力先上升后下降，而其他處理組先下降后上升；常溫對照組顯著高于其他組（p＜0.05）；第6天時，30 μL/L和50 μL/L處理組顯著低于其他組（p＜0.05）。刺嫩芽鮮切后代謝作用使H2O2大量累積，導(dǎo)致CAT活力增加。冷藏和30 μL/L 1-MCP處理抑制鮮切刺嫩芽代謝作用，減小H2O2累積，減緩CAT活力上升，保護(hù)組織不受H2O2毒害，起到延緩衰老作用。

圖10 不同1-MCP濃度對鮮切刺嫩芽CAT活力影響

3 結(jié)論

研究1-MCP 結(jié)合冷藏處理對鮮切刺嫩芽保鮮效果的影響，綜合各項品質(zhì)指標(biāo)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，常溫對照組保鮮效果顯著低于冷藏對照組和1-MCP處理組（p＜0.05）；30 μL/L和50 μL/L處理組保鮮效果顯著高于其他組（p＜0.05）；尤其在儲藏后期，30 μL/L處理組的葉綠素、總糖和總酚含量以及SOD和CAT活力顯著高于其他組，菌落總數(shù)、失重率、MDA含量以及POD和PPO活力顯著低于其他組。研究表明在儲藏過程中，30 μL/L 1-MCP處理組結(jié)合冷藏能更好地阻止乙烯與其受體結(jié)合，致使乙烯信號傳導(dǎo)受阻，從而抑制果實的生理生化反應(yīng)，有效地控制呼吸作用和蒸騰作用，顯著抑制微生物生長繁殖、水分流失以及葉綠素、糖類和酚類物質(zhì)消耗，降低MDA積累以及POD和PPO，提高SOD和CAT活力，從而保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)和酶系統(tǒng)動態(tài)平衡，延緩褐變、木質(zhì)化和腐爛，達(dá)到延長鮮切刺嫩芽保鮮期的目的。