西蘭花莖提取液對西蘭花貯藏品質的影響

孫玉芃，陳 穎，郭衍銀,，張玉笑，馬陽歷，楊 梅，付瑞青，王玉江

（1.山東理工大學農業(yè)工程與食品科學學院，山東淄博 255049；2.淄博市數(shù)字農業(yè)農村發(fā)展中心，山東淄博 255000）

西蘭花（Brassica oleraceaL.var.italica）因口感清爽、外形美觀、營養(yǎng)價值高，被人們稱作“蔬菜之冠”[1]。然而，采收后西蘭花因與母體分離造成營養(yǎng)等供應中斷，各種代謝十分加強，進而致使其迅速衰老，室溫下2～3 d 就會變黃，嚴重影響其市場價值[2-4]。因此，如何有效延長西蘭花的貯藏期及貨架期是當前研究的熱點。

目前，利用天然植物提取液進行果蔬保鮮已廣泛應用于果蔬的采后保鮮，在馬鈴薯[5]、葡萄[6]、獼猴桃[7]等方面都有了一定的研究。孫樹杰等[8]通過研究發(fā)現(xiàn)金銀花營養(yǎng)液能夠抑制西蘭花的呼吸強度，延緩VC和葉綠素含量的下降，對西蘭花的貯藏效果有較好表現(xiàn)；趙冬艷等[9]研究發(fā)現(xiàn)大蒜提取液能夠抑制秋葵MDA 的產生，降低秋葵的腐爛率，提高秋葵的貯藏品質；楊英等[10]使用山丹百合鱗莖提取液對櫻桃番茄進行保鮮效果的研究，發(fā)現(xiàn)山丹百合鱗莖提取液能夠抑制使櫻桃番茄腐爛的青霉菌的生長，使抗氧化物質保持較高的活性，具有良好的保鮮效果；呂靜祎等[11]利用殼聚糖-山竹果皮提取液對藍莓進行復合涂膜保鮮，發(fā)現(xiàn)殼聚糖-山竹果皮提取液能夠抑制藍莓硬度和含水量的下降，降低藍莓的呼吸強度，推遲呼吸高峰的出現(xiàn)，保持藍莓的營養(yǎng)水平，保鮮效果較好。但是，在以往的研究中，多為植物提取液對另一種果蔬的保鮮效果，并未有關于果蔬材料對果蔬本身保鮮效果的研究。

與通過果蒂連接的果蔬如蘋果、梨、西紅柿等不同，西蘭花采收時需要對莖進行切割采收，因而會造成較大的采收切割面，這樣的采收操作必然會切斷營養(yǎng)、激素等的供應，進而影響西蘭花花球的代謝活動[12-14]。同時西蘭花莖屬于廢棄物，遺留于田地中，利用率不高。能否模擬西蘭花生長狀態(tài)的營養(yǎng)供應，進而延長西蘭花花球的保鮮期，同時對西蘭花莖進行廢物利用，是一個值得研究的課題。

據(jù)美國農業(yè)部（U.S.Department of Agriculture，USDA）數(shù)據(jù)庫[15]所示，西蘭花莖的成分幾乎與西蘭花花球相當，西蘭花莖制作的莖提取液能夠最大限度地補充西蘭花生長所需要的物質。為此，本文利用西蘭花莖提取液，通過莖基部浸施方式模擬西蘭花生長狀態(tài)的營養(yǎng)供應，探討西蘭花莖提取液對西蘭花貯藏期間保鮮效果的影響，為西蘭花乃至切割采后果蔬的補償性保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西蘭花 品種為‘優(yōu)秀’，采自山東省壽光市劉家茅坨村種植基地，選擇直徑為14～17 cm 左右的西蘭花，確保西蘭花大小均一，花球緊實不脫落，去除莖部葉片，并保留花莖6 cm[16]，迅速運送到山東理工大學實驗室冷庫，于2 ℃下預冷4 h；三氯乙酸、2,6-二氯酚靛酚鈉 北京索萊寶科技有限公司；硫代巴比妥酸、2,4-二硝基苯肼 上海麥克林生物科技有限公司；偏磷酸 上海展云化工有限公司；硫酸、丙酮國藥集團化學試劑有限公司；硫脲 天津巴斯夫化工有限公司；所有試劑 均為國產分析純。

HP-2132 色差儀 上海漢譜光電科技有限公司；DDS-307A 電導率儀 上海儀電科學儀器股份有限公司；Vari-anCP-3800 氣相色譜-質譜聯(lián)用儀 美國安捷倫科技公司；MapScan 果蔬呼吸強度測定儀上海錦川機電技術有限公司；UV-1750 紫外可見分光光度計 島津國際貿易有限公司；405286 手持阿貝折射計 成都泰華光學有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 西蘭花處理與貯藏 基于預實驗實驗結果，發(fā)現(xiàn)12 h 的浸施效果最好且不會腐爛，因此在本實驗選擇浸施12 h；在20 ℃下，西蘭花僅能貯藏3 d 左右，貯藏時間過短，不利于測定不同處理下的品質變化。在10 ℃下，西蘭花可以貯藏8～10 d，方便觀察及取樣，因此選擇在10 ℃環(huán)境下進行實驗。

提取液制備：收集采收后剩余在田地里的西蘭花莖，去除外皮后切塊，使用破壁機打碎，用多層紗布過濾后5000 r/min 低溫離心20 min，上清液即為提取液；提取液具體成分來自于美國農業(yè)部數(shù)據(jù)庫[15]。

實驗用西蘭花分為三組，在10 ℃環(huán)境下，一組西蘭花使用提取液莖部浸施處理12 h（提取液），一組使用蒸餾水莖部浸施處理12 h（蒸餾水），最后一組不作任何處理（對照）。每組40 個西蘭花，3 次重復。浸施過程如下：準備具有一定深度的托盤，將營養(yǎng)液倒入托盤中，然后將西蘭花立著放入托盤并確保提取液浸沒西蘭花莖部，每個托盤放5 個西蘭花。浸施后西蘭花貯藏在10 ℃冷庫中，每2 d 取樣并進行相關指標測定。取樣后鮮樣用于乙烯釋放量、呼吸速率、含水量、TSS、TA、MDA 和相對電導率的測定，另一部分使用液氮迅速冷凍，保存在-80 ℃冰箱中，用于葉綠素和VC含量的測定。

1.2.2 乙烯釋放量測定 根據(jù)李玲等[17]的方法進行乙烯釋放量的測定。采用氣相色譜測定，具體測定如下：每處理取4 個西蘭花花球，在15 ℃的空氣中放置20～30 min 以利于處理氣體的揮發(fā)，然后分別將單個花球放入1.8 L 的塑料桶內封口，在15 ℃下放置40～60 min 后進行乙烯含量的測定；測定時，柱溫、熱導檢測器和氫火焰檢測器分別設置為50、100和150 ℃；每個處理重復3 次。

1.2.3 呼吸速率測定 按照Cuo 等[18]的方法進行，略有改動。每組隨機取3 個西蘭花，稱重后分別密封在容器中，在10 ℃下恒溫密封1 h，利用果蔬呼吸強度測定儀測量CO2生成量并計算呼吸強度。

1.2.4 葉綠素含量測定 根據(jù)鄒琦[19]的方法進行葉綠素的測定。準確稱取0.2 g 西蘭花花球，用6 mL丙酮冰浴研磨，暗處放置過夜。之后5000 r/min 低溫離心10 min，將上清液在50 mL 量筒中用95%乙醇定容至20 mL，充分混勻后在665、649 和447 nm下讀取吸光值。

1.2.5 含水量測定 準確稱取10 g 西蘭花花球于培養(yǎng)皿中，70 ℃烘干至恒重，稱取重量。

1.2.6 失重率測定 根據(jù)Giulia 等[20]的方法進行。實驗前每組標記3 個西蘭花并稱重，貯藏期間每隔2 d 稱取其質量。失重率即前后兩次測量的差值與最初質量的比值。

1.2.7 MDA 含量測定 MDA 的測定依據(jù)林本芳[21]的方法。準確稱取0.5 g 花球，用5 mL 10%（w/v）三氯乙酸分三次研磨，5000 r/min 低溫離心15 min。取2 mL 上清液加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸后，沸水浴15 min 后冰上降溫，然后5000 r/min 低溫離心10 min。在450、532 和600 nm 下比色。

1.2.8 相對電導率測定 相對電導率的測定參照Liu 等[22]的方法，略有改動。準確稱取花球0.5 g，置于100 mL 的錐形瓶中，加入25 mL 蒸餾水，25 ℃水浴30 min 后測定電導率P1。利用封口膜將上述溶液封口，沸水浴20 min，冷卻至室溫后，加水至原刻度線測定電導率P2。

1.2.9 VC含量測定 根據(jù)金邦荃[23]的方法測定VC，略有改動。稱取0.2 g 西蘭花花球，用8 mL 混合酸（6%偏磷酸+2 moL/L 醋酸）冰浴研磨，然后10000 r/min 低溫離心20 min。室溫下放置15 min，取1 mL 上清液，各加入50 μL 0.2% 2,6-二氯酚靛酚溶液，室溫下放置1 h。之后加入1 mL 硫脲，除空白管外各管均加入0.5 mL 2% 2,4-二硝基苯肼（2,4-Dinitrophenylhydrazine，DNPH）?？瞻坠苡?5 ℃下放置3 h，其余各管置于水浴鍋60 ℃水浴3 h。冰上降溫。各管均加入2.5 mL 預冷90% H2SO4，空白管補加0.5 mL 2% DNPH，540 nm 下比色。

1.2.10 TSS 測定 稱取花球5 g，加入10 mL 水研磨后拿紗布濾出汁液，采用阿貝折光儀進行TSS 含量測定。

1.2.11 TA 測定 采用酸堿滴定法進行TA 的測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組試驗進行三次重復，使用Excel 2021 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，并用Origin Pro 9 軟件作圖，利用 IBM SPSS Statistics 26.0 軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 莖提取液對西蘭花乙烯釋放及呼吸速率的影響

乙烯的釋放量反映果蔬采后的生理變化，在果蔬的成熟過程中起著重要的作用[24]。由圖1A 可知，整個貯藏期間乙烯釋放量呈現(xiàn)先增高后下降的趨勢。其中，對照處理最先出現(xiàn)乙烯釋放高峰，并且釋放量最大，在4 d 時達到115.52 μL/（kg·h），隨后迅速下降；蒸餾水和提取液處理在6 d 時達到峰值，分別為93.47、69.65 μL/（kg·h）；貯藏末期，提取液處理的西蘭花保持著較低的乙烯釋放量，僅為對照處理和蒸餾水處理的64.19%、76.69%，這可能是提取液處理在一定程度上模擬了西蘭花在母體上的狀態(tài)，從而抑制西蘭花的乙烯釋放，延緩西蘭花的成熟衰老。

西蘭花屬于躍變型果蔬，采后呼吸加快，因此呼吸速率是衡量西蘭花品質的重要依據(jù)。如圖1B 所示，西蘭花各處理的呼吸速率基本呈現(xiàn)出標準的躍變型變化趨勢，與乙烯釋放量相對應，但呼吸高峰出現(xiàn)的時間存在差異，對照處理的呼吸高峰出現(xiàn)在第6 d，而提取液處理和蒸餾水處理的呼吸高峰則出現(xiàn)在第8 d，表明提取液處理可延緩呼吸高峰的到來。同時，就呼吸強度而言，提取液處理的呼吸強度顯著低于蒸餾水和對照處理（P＜0.05），其平均呼吸速率僅為蒸餾水和對照處理的85.52%、83.19%，這可能是由于提取液處理抑制了西蘭花采后生理活動的劇烈變化，使得呼吸強度降低，并且推遲呼吸高峰的出現(xiàn)[25]。表明提取液處理可顯著降低西蘭花的呼吸速率。

圖1 不同處理對西蘭花呼吸速率的影響Fig.1 Effects of different treatments on respiratory rate of broccoli heads

2.2 莖提取液對西蘭花外觀和葉綠素含量的影響

葉綠素的降解和黃化是西蘭花品質劣變的直觀表現(xiàn)[26]。如圖2 所示，明顯看出蒸餾水處理和對照處理在貯藏第8 d 已呈現(xiàn)黃化現(xiàn)象，而提取液處理在第10 d 仍未完全黃化。在貯藏期間，葉綠素含量總體均呈下降趨勢（圖2），提取液處理下降最慢，蒸餾水處理次之，對照處理下降最快。整個貯藏期間，三個處理葉綠素含量分別下降了53.31%、71.72%和77.70%；貯藏末期，提取液處理的葉綠素含量分別比蒸餾水和對照處理高65.08%和109.36%。在貯藏初期能夠減緩葉綠素的下降，可能是由于提取液浸施使得西蘭花短暫模擬了母體上的狀態(tài)，緩解了葉綠素的分解，使得西蘭花保持較好的貯藏品質。

圖2 不同處理對西蘭花外觀和葉綠素含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on the appearance and chlorophyll content of broccoli heads

2.3 莖提取液對西蘭花含水量及失重率的影響

西蘭花含水量的變化能夠反映西蘭花品質的優(yōu)劣。如圖3A 所示，在整個貯藏期間，所有處理的西蘭花含水量均呈下降趨勢，但提取液處理明顯延緩了西蘭花含水量的下降。整個貯藏期間，提取液、蒸餾水和處理的西蘭花含水量分別下降了1.68%、2.95%和3.28%?？赡苁翘崛∫航┻^程中西蘭花補充了水分，同時保持原有的營養(yǎng)與激素平衡，使得西蘭花在貯藏期間保持水分，抑制水分的散失。

圖3 不同處理對西蘭花含水量（A）及失重率（B）的影響Fig.3 Effects of different treatments on the water content (A)and weight loss rate (B) of broccoli heads

蒸騰失水和呼吸作用消耗營養(yǎng)物質是導致西蘭花質量減少的主要原因，如圖3B 所示，在整個貯藏期間，各處理西蘭花的失重率均呈上升趨勢，但提取液處理明顯延緩了上升速率。整個貯藏期間，提取液、蒸餾水和對照處理的西蘭花日平均失重率分別為0.71%、0.99%和1.10%；貯藏末期，提取液處理的西蘭花失重率僅為蒸餾水和對照處理的70.38%和63.23%。這可能是由于提取液調節(jié)了水分的補充，抑制重量的下降。同時提取液抑制了微生物的生長繁殖，保證了西蘭花的貯藏品質[27]。另外，保持較高的含水量也是西蘭花失重率上升緩慢的另一個原因。

2.4 莖提取液對西蘭花MDA 及相對電導率的影響

MDA 含量和相對電導率可以反映西蘭花氧化脅迫和膜脂過氧化損傷的程度，以及植物體細胞膜的完整性和通透性[28]。如圖4 所示，在整個貯藏期間，各處理的西蘭花MDA 含量和相對電導率均呈上升趨勢，但提取液處理明顯減緩了上升速率，貯藏末期提取液處理的MDA 含量、相對電導率僅為蒸餾水和對照處理的81.85%、70.19%和62.28%、49.93%。說明提取液處理能夠在一定程度上減少西蘭花的細胞損傷，延緩了傷口處的氧化作用。Cun 等[29]證明大蒜提取物能夠保持植物細胞膜的通透性，與本文結果有一定的相似性。

圖4 不同處理對西蘭花 MDA（A）及相對電導率（B）的影響Fig.4 Effects of different treatments on the MDA content (A)and relative conductivity (B) of broccoli heads

2.5 莖提取液對西蘭花VC 含量和TSS 的影響

西蘭花VC含量豐富，也是衡量貯藏條件優(yōu)劣的重要指標[30]。如圖5 所示，各處理西蘭花的VC含量整體上呈下降趨勢，但提取液處理明顯延緩了下降速率。提取液、蒸餾水和對照處理的西蘭花的VC日平均下降速率分別為4.74%、5.69%和6.73%；貯藏末期，提取液處理的西蘭花的VC含量分別比蒸餾水和對照處理高22.04%和60.99%。曾維麗等[31]選用了白菜花提取物對西蘭花進行浸泡，也證明提取物處理能夠抑制VC含量的下降，與本文研究結果一致。

圖5 各處理對西蘭花 VC 和 TSS 含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on the Vc and TSS content of broccoli heads

在整個貯藏過程注對照處理和蒸餾水處理的TSS 含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，而提取液處理保持了較為穩(wěn)定的狀態(tài)。三種處理都在6 d 時出現(xiàn)峰值，其中對照處理最高，達到了13.5%，提取液處理最低，僅為12.7%。隨后，對照處理和蒸餾水處理的TSS 含量迅速降低，這可能是由于貯藏后期微生物生長繁殖導致西蘭花營養(yǎng)物質含量下降[32]，而營養(yǎng)液處理能夠在一定程度上抑制微生物的生長繁殖[33]。

2.6 莖提取液對西蘭花TA 的影響

TA 對西蘭花的風味起著重要的作用，因此貯藏過程中的TA 含量是反應西蘭花貯藏品質的重要指標[34]。如圖6 所示，各處理均呈現(xiàn)下降趨勢。在2 d，各處理TA 含量出現(xiàn)輕微上升，但無顯著區(qū)別（P＞0.05）。隨后，各處理TA 含量迅速下降，其中提取液處理保持較高的TA 含量，而對照處理和蒸餾水處理在貯藏6～8 d 時無顯著差異（P＞0.05）。表明提取液處理能夠緩解TA 含量的下降，孫樹杰等[8]采用中草藥提取液處理西蘭花，也證明能夠抑制TA 含量的下降。

圖6 各處理對西蘭花 TA 含量的影響Fig.6 Effects of different treatments on the TA content of broccoli heads

3 討論與結論

本實驗主要是借鑒中醫(yī)“以形補形，以臟補臟”理論[35]，利用植物提取液進行果蔬保鮮的一種嘗試[36-38]。西蘭花采收時正處于快速的生長階段，切割采收這一操作則打斷了西蘭花的生長狀態(tài)，致使花球和莖部分離，從而導致了諸如根部營養(yǎng)供應的中斷[39]、激素平衡紊亂[40]、切割造成機械傷害[41]等系列問題。西蘭花采收后，能否模擬其生長狀態(tài)繼續(xù)供應營養(yǎng)，進而達到保鮮效果，是本文重點研究的目標。

西蘭花花莖含有幾乎等同花球一樣的各種物質[42]，其提取液可很好地模擬切割采收后西蘭花花球的營養(yǎng)供應。西蘭花屬于呼吸躍變型果蔬，采后乙烯釋放加速，呼吸旺盛，出現(xiàn)呼吸高峰，均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢[43]。本實驗研究表明，提取液處理能夠顯著降低乙烯釋放速率，抑制呼吸強度，推遲呼吸高峰的出現(xiàn)。

葉綠素含量、失重率及含水量是最能直觀表現(xiàn)西蘭花質量的指標。通過提取液處理的西蘭花葉綠素分解速度得到了明顯緩解，也保持了較好的失重率和含水量。這可能是由于提取液使西蘭花保持了營養(yǎng)與激素平衡，從而使得西蘭花保持較好的貯藏品質。

MDA 含量以及相對電導率的上升，反映出西蘭花細胞膜透過率正在逐漸增大。而提取液處理能夠維持西蘭花細胞膜的透過性，保證西蘭花細胞的完整性，從而抑制西蘭花的衰老，這可能與提取液為西蘭花補充類黃酮物質有關[44]。

而VC保持較高水平說明西蘭花有著較高的抗氧化能力，能夠抑制氧化衰老，另一方面，TSS 保持較為穩(wěn)定的水平也能夠說明這一問題。在提取液浸施的作用下，TA 含量的下降得到了緩解，亦能說明提取液對于西蘭花的保鮮效果。何麗芳等[45]采用芒果皮提取液也能夠對巨峰葡萄產生相同的效果。

李盼等[46]通過自制營養(yǎng)液浸施白蘆筍的研究結果與本研究類似。但是，本研究中保鮮效果的體現(xiàn)，是提取液中的營養(yǎng)物質起主要作用，還是激素或者其他物質起重要作用，或者是綜合作用的結果，需要進一步研究。

本文僅對營養(yǎng)液莖部浸施的保鮮效果進行了初步研究，后續(xù)研究中還需進行多方面的考慮，如采后果蔬對提取液的吸收能力[47]、如何防止補償性保鮮產生的微生物污染[48]、操作的便利性[49]等。盡管如此，本研究提供了一種新的保鮮研究思路供廣大研究者參考?？傊?，本實驗證明了西蘭花莖提取液能夠對西蘭花產生較好的保鮮效果，同時實現(xiàn)了西蘭花莖的廢物利用，充分利用資源的同時提高西蘭花的貯藏品質，為西蘭花的保鮮方法提供了新的思路和依據(jù)。