三種生物保鮮劑處理對(duì)采后勃氏甜龍竹筍木質(zhì)化的影響*

張雄峰，趙一鶴，李沁

(1.西南林業(yè)大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650233；2.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院，云南 昆明 650201)

勃氏甜龍竹(Dendrocalamusbrandisii)別名云南甜龍竹，其筍體品質(zhì)優(yōu)良，肉質(zhì)細(xì)嫩鮮甜可口，分布于云南省臨滄、保山、德宏和普洱等州(市)，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民栽培以供自己食用或作為庭園經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源的主要竹類。甜龍竹筍的鮮筍品質(zhì)極佳，作為一種新鮮木本蔬菜具有很好的發(fā)展前景[1-2]。勃氏甜龍竹出筍期大多在夏季，發(fā)筍期正值高溫時(shí)節(jié)，竹筍采后不利于保鮮和運(yùn)輸。且竹筍采挖后，木質(zhì)化進(jìn)程會(huì)加快，常溫下貯藏48 h后品質(zhì)大大降低，商品價(jià)值和可食用率散失[3]。

國(guó)內(nèi)外眾多研究者在竹筍的采后貯藏保鮮，延緩其木質(zhì)化進(jìn)程方面進(jìn)行了大量的研究，并逐漸形成了物理、化學(xué)和生物保鮮等技術(shù)體系[4]。生物保鮮劑作為一種天然、高效、安全的保鮮劑，是近年來(lái)竹筍活體保鮮研究的熱點(diǎn)。生物保鮮劑包括微生物代謝物、生物酶和生物天然提取物三大類，以及由這三類組成的復(fù)合生物保鮮劑[5]。本研究分別選取三大類生物保鮮劑中的乳酸鏈球菌素(Nisin)、溶菌酶(Lysozyme)和殼聚糖(Chitosan)進(jìn)行研究，參考前期研究結(jié)果設(shè)置不同生物保鮮劑濃度[6-12]，探究該三種生物保鮮劑處理對(duì)采后勃氏甜龍竹筍低溫貯藏過(guò)程中木質(zhì)化進(jìn)程的影響，以期為延緩竹筍木質(zhì)化進(jìn)程提供理論依據(jù)，也為勃氏甜龍竹筍的貯藏保鮮提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2021年6月，從云南省普洱市思茅區(qū)楊家寨甜龍竹豐產(chǎn)示范基地(101.13°E、22.74°N)采集無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷、大小適中，高約30 cm，生長(zhǎng)健壯的勃氏甜龍竹筍100顆，當(dāng)天運(yùn)回云南省林業(yè)和草原科學(xué)院檢測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室。參考現(xiàn)有研究成果，設(shè)0.02%乳酸鏈球菌素、0.05%溶菌酶、1.5%殼聚糖3個(gè)試驗(yàn)組，超純水為對(duì)照組(表1)。每個(gè)處理為18顆筍，將挑選好的72顆勃氏甜龍竹筍剝殼洗凈，將底部橫截面切齊，然后沿筍體橫向平均切分為基部、中部、尖段3部分，分別用參試保鮮劑涂膜浸泡處理后放入30 cm×40 cm食品級(jí)PE保鮮袋，置于4 ℃低溫下貯藏。

表1 試驗(yàn)方案Tab.1 Scheme of treatment conditions

1.2 保鮮處理

1.2.1 制備保鮮劑溶液

以超純水為溶劑，分別配制0.02%乳酸鏈球菌素溶液、0.05%溶菌酶溶液和1.5%殼聚糖溶液。

1.2.2 浸泡處理

洗凈后切分的基部、中部、尖段3部分竹筍分別用超純水、0.02%乳酸鏈球菌素溶液、0.05%溶菌酶溶液和1.5%殼聚糖溶液涂膜浸泡5 min，自然陰干后分別用食品級(jí)PE保鮮袋按每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)分袋裝好，貯藏在4 ℃、相對(duì)濕度(RH)為90%的恒溫恒濕箱中。每隔2 d觀察竹筍外觀變化情況并取樣，基部、中部、尖部混合取樣，使用液氮速凍處理后放置于-80 ℃超低溫冰箱保存待測(cè)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

(1)色差值 使用色差儀(Konica CR-400/410，日本)分別對(duì)筍體進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)竹筍樣品測(cè)定5次，記錄 “L”為亮度值， “b”為黃度值。

(2)木質(zhì)素 木質(zhì)素的測(cè)定參考申德省[14]的改進(jìn)方法。

(3)粗纖維 參照GB/T 5009.10—2003的方法，使用Fibertc 8000纖維素分析儀測(cè)定。

(4)木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶活性 酶活性的測(cè)定使用ELISA檢測(cè)試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

(5)總酚 參考Folin-Ciocalteu[15]以及黃程前[16]等的方法改動(dòng)測(cè)定。

(6)類黃酮 參照Lim[17]以及黃程前[16]的方法改動(dòng)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和IBM SPSS Statistics 21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和方差統(tǒng)計(jì)分析(差異顯著水平α=0.05)；使用Origin 2018進(jìn)行圖表的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 外觀品質(zhì)變化

如圖1所示，第0 d各處理組的勃氏甜龍竹筍顏色潔白，質(zhì)地脆嫩，到第8 d時(shí)外觀品質(zhì)發(fā)生明顯褐變，對(duì)照組變化差異最顯著，處理組3護(hù)色效果最優(yōu)。

圖1 不同處理對(duì)勃氏甜龍竹筍外觀品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different treatments on the appearance of D.brandisii bamboo shoots

如圖2所示，在貯藏第0 d，對(duì)照組的黃度值為14.76，處理組1(14.59)、處理組2(14.63)、處理組3(15.1)的黃度值顯著大于對(duì)照組，這可能是因?yàn)楦魈幚斫M經(jīng)保鮮劑處理后使筍體顏色有所加深所造成的。隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，各組黃度值呈逐漸上升，對(duì)照組黃度值均顯著大于3個(gè)處理組。貯藏第8 d，處理組3的黃度值為14.62，顯著小于對(duì)照組、處理組1和處理組2。

由圖3可知，在0～8 d貯藏期內(nèi)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組亮度值逐漸減小。在整個(gè)貯藏期間，3個(gè)處理組的亮度值均顯著大于對(duì)照組。貯藏第0 d，3個(gè)處理組的亮度值顯著大于對(duì)照組。貯藏第2 d，對(duì)照組的亮度值由貯藏初期的87迅速下降到85.24，而3個(gè)處理組的亮度值下降緩慢，無(wú)顯著差異。貯藏第4 d、6 d、8 d，處理組3的亮度值均顯著大于對(duì)照組、處理組1和處理組2。

圖2 不同處理對(duì)勃氏甜龍竹筍黃度值的影響注：相同貯藏時(shí)間不同字母表示處理間存在顯著差異 (P<0.05)，下同。Fig.2 Effects of different treatments on yellowness value of D.brandisii bamboo shoots

圖3 不同處理對(duì)勃氏甜龍竹筍亮度值的影響Fig.3 Effects of different treatments on brightness value of D.brandisii bamboo shoots

以上結(jié)果表明，3種保鮮劑處理能顯著抑制黃度值的增加，亮度值的減小，其中處理組3的效果優(yōu)于處理組1和2。

2.2 木質(zhì)素和粗纖維含量變化

如圖4可知，在0～8 d貯藏期間，3個(gè)處理組和對(duì)照組的木質(zhì)素含量呈逐漸上升的變化趨勢(shì)。貯藏第0 d，對(duì)照組(0.45%)與處理組1(0.45%)、處理組2(0.46%)、處理組3(0.46%)木質(zhì)素含量無(wú)顯著性差異。貯藏第2 d，對(duì)照組(0.81%)顯著增加，顯著大于處理組1(0.63%)、處理組2(0.61%)、處理組3(0.61%)。貯藏第4 ～8 d，3個(gè)處理組的木質(zhì)素含量都顯著小于對(duì)照組。貯藏第8 d，各組木質(zhì)素含量均達(dá)到最大值，對(duì)照組(1.42%)顯著大于各處理組，處理組3(0.92%)顯著小于處理組1(1.16%)、處理組2(1.11%)。

圖4 不同處理對(duì)勃氏甜龍竹筍木質(zhì)素含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on lignin content in D.brandisii bamboo shoots

如圖5可知，在整個(gè)貯藏期內(nèi)，對(duì)照組和處理組的粗纖維含量呈逐漸上升的變化趨勢(shì)。貯藏初期，各組粗纖維含量分別為：對(duì)照組(6.63%)、處理組1(6.32%)、處理組2(6.08%)、處理組3(6.05%)，各組無(wú)顯著性差異。貯藏第2 d，對(duì)照組顯著大于處理組2、處理組3。貯藏第4、6、8 d，對(duì)照組均顯著大于3個(gè)處理組。貯藏第8 d，各組粗纖維含量均達(dá)到最大值，對(duì)照組(13.54%)顯著大于各處理組，而處理組3(11.12%)顯著小于處理組1(12.55%)和處理組2(12.64%)。

2.3 木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶活性變化

PAL、POD、PPO和CAD活性變化如圖6所示。

圖6 不同處理對(duì)勃氏甜龍竹筍木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶活性的影響Fig.6 Effects of different treatment on activities of key enzymes in lignin synthesis of D.brandisii bamboo shoots

0 d至8 d內(nèi)對(duì)照組的4種酶活性總體上變化趨勢(shì)不明顯，而處理組的酶活性呈逐漸下降的變化趨勢(shì)。與3個(gè)處理組相比，對(duì)照組酶活性總體變化不明顯，這可能是因?yàn)榈蜏匾种屏嗣富钚缘淖兓隆Ｔ谡麄€(gè)8 d貯藏期內(nèi)，對(duì)照組各測(cè)定時(shí)間點(diǎn)的4種木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶活性均顯著大于3個(gè)處理組。以上結(jié)果表明，在貯藏初期對(duì)照組和處理組的PAL、POD、PPO和CAD均保持高的酶活性，而在低溫貯藏過(guò)程中使用3種生物保鮮劑處理可顯著降低4種酶的活性，進(jìn)而抑制木質(zhì)素和粗纖維的形成，延緩木質(zhì)化進(jìn)程的快速發(fā)生。

2.4 抗氧化酶活性變化

如圖7所示，對(duì)照組SOD酶活性在0～8 d內(nèi)呈現(xiàn)先下降后上升再下降的波動(dòng)變化，而處理組則呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢(shì)。和對(duì)照組相比，在整個(gè)8 d貯藏期內(nèi)，3個(gè)處理組各測(cè)定時(shí)間點(diǎn)SOD酶活性均顯著大于對(duì)照組，其中處理組2大于其它2個(gè)處理組。以上結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)3種生物保鮮劑處理后的勃氏甜龍竹筍在貯藏期內(nèi)SOD酶活性顯著增加，抗氧化能力得到顯著提升。

圖7 不同處理對(duì)勃氏甜龍竹筍超氧化物歧化酶活性的影響Fig.7 Effects of different treatment on SOD activity of D.brandisii bamboo shoots

2.5 次生代謝產(chǎn)物含量變化

次生代謝產(chǎn)物含量變化趨勢(shì)見(jiàn)圖8。

圖8 不同處理對(duì)勃氏甜龍竹筍總酚(A)和類黃酮(B)含量的影響Fig.8 Effects of different treatments on total phenol(A)and flavonoid(B)content in D.brandisii bamboo shoots

如圖8-A所示，對(duì)照組總酚含量總體上呈上升的變化趨勢(shì)，而處理組則呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。貯藏第0 d，對(duì)照組總酚含量(63.3 mg/100g)顯著小于處理組1(421.86 mg/100g)、處理組2(428.75 mg/100g)、處理組3(393.11 mg/100g)，這可能是由于使用保鮮劑的原因造成各組初始值大小有所不同。貯藏第0～2 d，處理組和對(duì)照組總酚含量都呈上升變化，且與各處理組相比，對(duì)照組上升幅度較顯著。貯藏第2 d，對(duì)照組(770.01 mg/100g)顯著大于各處理組，各處理組間存在顯著差異，由大到小為處理組1(635.29 mg/100g)、處理組2(614.67 mg/100g)、處理組3(508.65 mg/100g)。第2～4 d對(duì)照組含量下降，而3個(gè)處理組則上升。到第4 d時(shí)，對(duì)照組(477.58 mg/100g)顯著小于處理組1(764.13 mg/100g)、處理組2(906.61 mg/100g)、處理組3(701.94 mg/100g)，處理組2達(dá)到最大值拐點(diǎn)，各組間差異性顯著。第4～6 d，處理組2開(kāi)始下降，而對(duì)照組和處理組1、處理組3則上升。到第6 d時(shí)，對(duì)照組(1 022.41 mg/100g)大于處理組1(864.60 mg/100g)、處理組3(815.78 mg/100g)、處理組2(451.18 mg/100g)，處理組1、處理組3到達(dá)最大值拐點(diǎn)，各組間差異性顯著。第6～8 d，對(duì)照組繼續(xù)上升至最大值1 112.53 mg/100g，而處理組1(257.58 mg/100g)、處理組2(276.94 mg/100g)、處理組3(179.43 mg/100g)則降低至最小值，對(duì)照組顯著大于各處理組，各組間差異性顯著。

各組的類黃酮含量總體上呈先上升后下降的變化趨勢(shì)(圖8-B)。貯藏第0 d，對(duì)照組(182.9 mg/100g)顯著大于處理組1(166.04 mg/100g)、處理組2(108.19 mg/100g)和處理組3(102.42 mg/100g)，各組間差異性顯著 。貯藏第0～2 d，對(duì)照組呈下降變化，而各處理組則呈上升變化，到第2 d時(shí)對(duì)照組(133.44 mg/100g)顯著小于處理組2(143.35 mg/100g)、處理組3(172.35 mg/100g)和處理組1(183.89 mg/100g)，各處理組間差異性顯著。第2～4 d，對(duì)照組和各處理組類黃酮含量均上升，到第4 d時(shí)各組均達(dá)到最大值，由大到小為處理組3(249.89 mg/100g)、處理組1(244.64 mg/100g)、處理組2(225.86 mg/100g)、對(duì)照組(205.43 mg/100g)，各組間差異性顯著。第4～6 d，對(duì)照組和各處理組類黃酮含量開(kāi)始下降，到貯藏第6 d各個(gè)組的類黃酮含量分別下降量從大到小為處理組3(196.42 mg/100g)、處理組2(180.1 mg/100g)、處理組1(145.94 mg/100g)、對(duì)照組(113.49 mg/100g)，各組間差異顯著。第6～8 d，對(duì)照組和處理組1含量上升，而處理組2、處理組3則下降。貯藏第8 d，處理組3(185.7 mg/100g)顯著大于處理組1(170.37 mg/100g)、處理組2(145.32 mg/100g)和對(duì)照組(137.44 mg/100g)，各組差異性顯著。以上結(jié)果表明，3個(gè)處理組均可促進(jìn)類黃酮的合成，其中處理組3的效果比處理組1和處理組2好。

3 討論與結(jié)論

(1)采后竹筍在常溫下貯藏，木質(zhì)化進(jìn)程加快，筍體從切口處開(kāi)始發(fā)生褐變，呼吸作用加強(qiáng)，水分流失，品質(zhì)不斷下降[18]。本項(xiàng)研究采用三種生物保鮮劑處理采后勃氏甜龍竹筍，貯藏期間全部處理組的黃度值均顯著降低，亮度值則顯著提高，貯藏末期的感官品質(zhì)和對(duì)照組相比顯著提升，其中處理組3的護(hù)色效果優(yōu)于處理組1和處理組2。

(2)竹筍在采后木質(zhì)化過(guò)程中，木質(zhì)素和粗纖維含量的增加是主要原因。木質(zhì)素是一種由肉桂醇等單體聚合而成的酚類多聚體，木質(zhì)素單體在PAL、CAD和POD等木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶的一系列酶促反應(yīng)下脫氫聚合成木質(zhì)素，木質(zhì)素沉積使得筍體變硬[19-22]。粗纖維是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，包括木質(zhì)素、纖維素和半纖維素等[23]。運(yùn)用不同生物保鮮劑處理來(lái)延緩木質(zhì)素和粗纖維含量的上升，可以延長(zhǎng)竹筍的貯藏時(shí)間和增加可食用率。本項(xiàng)研究結(jié)果表明，在8 d貯藏期間，處理組均能顯著抑制采后勃氏甜龍竹筍木質(zhì)素和粗纖維含量的快速增加，從而延緩木質(zhì)化進(jìn)程，其中處理組3效果優(yōu)于另外兩個(gè)處理組，這與羅曉莉[24]對(duì)麻竹(D.latiflorus)筍運(yùn)用殼聚糖涂膜保鮮延緩木質(zhì)化的結(jié)果相似。

(3)與木質(zhì)素合成相關(guān)的4種關(guān)鍵酶活性的變化結(jié)果分析表明，在8 d貯藏期間，3種保鮮劑處理均能顯著抑制PAL、PPO、POD和CAD酶活性的增加。而PAL酶活性的上升會(huì)促進(jìn)酚類物質(zhì)的合成，POD在過(guò)氧化氫存在的條件下迅速氧化多酚物質(zhì)，在POD協(xié)同作用下使果蔬發(fā)生褐變。此外，SOD酶活性的上升有利于果蔬的抗氧化性，3個(gè)處理組均可以提高SOD酶活性，而處理組3和處理組2效果比處理組1好。

(4)植物次生代謝產(chǎn)物中，酚類化合物的形成也對(duì)植物木質(zhì)化進(jìn)程產(chǎn)生重要影響，主要包括單酚類和黃酮類等。總酚含量的增加會(huì)促進(jìn)木質(zhì)素的生成，影響組織分化和果實(shí)褐變，加速植物的愈合和生長(zhǎng)[25]。本項(xiàng)研究結(jié)果表明，3種保鮮劑處理均可顯著抑制總酚含量的增加，在貯藏末期總酚含量顯著降低，結(jié)合各處理組筍色差值變化結(jié)果，處理組3抑制效果優(yōu)于另外兩個(gè)處理組。此外，類黃酮的生成可以清除生物體內(nèi)的自由基，具有一定的抗氧化作用，延緩植物體木質(zhì)化的發(fā)生[26]。本研究中3種保鮮劑處理均能顯著提高類黃酮含量，其中處理組3效果最優(yōu)，對(duì)筍體抗氧化性能的提升也具有較好的效果。

綜上所述，0.02%乳酸鏈球菌素、0.05%溶菌酶和1.5%殼聚糖處理能使勃氏甜龍竹筍的黃度值、木質(zhì)素、粗纖維和總酚含量顯著降低，類黃酮、亮度值顯著提高。結(jié)合木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶活性變化結(jié)果表明，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，與木質(zhì)素合成相關(guān)的4種關(guān)鍵酶(PAL、PPO、POD和CAD)活性呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢(shì)，均顯著低于對(duì)照組，使得木質(zhì)素和粗纖維含量顯著降低；而抗氧化酶SOD活性呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢(shì)，均顯著高于對(duì)照組，抗氧化能力逐漸增強(qiáng)，使得總酚含量顯著下降，類黃酮含量顯著上升，能有效地減緩木質(zhì)化進(jìn)程的快速發(fā)生，從而提升竹筍的感官品質(zhì)。三種保鮮劑處理均能延緩采后勃氏甜龍竹筍木質(zhì)化，其中1.5%殼聚糖處理組的效果最好，乳酸鏈球菌素、溶菌酶效果次之。