5種葉類蔬菜采后生理生化變化及貯藏特性分析

李雪瑞，馮艷芳，普紅梅，李 宏，侯朝祥，楊 芳，于麗娟*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，云南昆明 650205;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院，云南普洱 665000)

蔬菜是世界上僅次于糧食的第二類農(nóng)產(chǎn)品，也是我國農(nóng)產(chǎn)品主要出口品種之一。據(jù)統(tǒng)計，由于采后保鮮技術(shù)落后，我國蔬菜在采后貯運、銷售過程中浪費嚴(yán)重，損失率是發(fā)達(dá)國家的4倍左右[1-2]。葉菜富含維生素、礦物質(zhì)及生物活性物質(zhì)，深受廣大消費者的喜愛。但是，由于葉菜表面積大、含水量高、組織脆嫩、呼吸和蒸騰作用強等，其在采收、貯運過程中易受機械損傷、品質(zhì)易劣變，高產(chǎn)量未必會帶來高商品率、高產(chǎn)值[3]。以青菜為例，由于保鮮處理不當(dāng)或未處理，我國每年損耗約30%[4]。葉類蔬菜在貯藏、加工、運輸、烹飪等過程中容易積累亞硝酸鹽，若攝入過量會對人體造成危害[5]。合理、科學(xué)貯藏有利于保持葉類蔬菜的商品性，保障其食用安全性。近年來，已有一些關(guān)于葉類蔬菜貯藏特性的研究報道[6]。Ma等[7]研究表明，在不同貯藏溫度和貯藏方式下白菜中亞硝酸鹽和硝酸鹽的含量隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)先增加后下降再上升的變化趨勢，亞硝酸鹽含量在20 ℃下貯藏7 d后即超過4 mg/kg的安全攝入量。關(guān)于貯藏品質(zhì)方面的研究表明，生菜、瓢兒菜和油麥菜品質(zhì)劣變迅速，瓢兒菜和生菜的失水率高，瓢兒菜和菜心黃化褐變嚴(yán)重，此外還發(fā)現(xiàn)雖然瓢兒菜葉綠素含量高，但貯藏末期葉綠素?fù)p失也最嚴(yán)重，可溶性固形物和還原糖也有不同程度的損失[8]。此外，生理生化指標(biāo)也逐漸被用于預(yù)測葉類蔬菜的貨架期。宋佳瑋等[9]基于顏色、黃化率和VC含量的變化，結(jié)合動力學(xué)分析和主成分分析等方法，提出了一種預(yù)測青菜貨架期模型的方法。葉類蔬菜貨架期短，一般不超過3 d，且貯藏期內(nèi)易失水萎蔫、黃化腐爛，品質(zhì)迅速劣變。筆者研究了白菜、瓢兒菜、油麥菜、青菜和生菜5種常見葉類蔬菜在貯藏過程中的電導(dǎo)率、MDA含量、呼吸速率、失水率、葉綠素含量、亞硝酸鹽含量的變化，旨在為利用采后處理技術(shù)提高葉類蔬菜的貯藏品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料白菜(又名毛葉白小白菜)、瓢兒菜(又名小京白菜、上海青)、油麥菜、青菜(又名小苦菜)、生菜(又名意大利生菜)5種帶根活體葉類蔬菜，購于云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)產(chǎn)品展示平臺；剔除有機械損傷、病蟲害的個體，選擇大小一致的個體常溫放置；定期取樣，測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2 試驗方法

1.2.1電導(dǎo)率的測定。用打孔器將樣品制成厚薄均勻、大小一致的組織圓片，精確稱取 2 g(或取20片)放在盛有20 mL蒸餾水的燒杯中，振蕩后浸泡1 h，測定提取液電導(dǎo)率C1；煮沸5 min，冷卻后加蒸餾水補至20 mL，測定其電導(dǎo)率C0。按照以下公式計算電導(dǎo)率Le。

Le=C1/C0×100%

(1)

1.2.2MDA含量的測定。稱取樣品2 g，加入三氯乙酸5 mL，冰浴研磨、離心，取上清即為 MDA提取液。取2 mL MDA提取液，加入2%硫代巴比妥酸2 mL，混勻后100 ℃水浴中保溫30 min，靜置冷卻后分別于波長 450、532和 600 nm下測定吸光值。按照以下公式，計算MDA含量。

C=6.45×(A532-A600)-0.56A450

(2)

1.2.3呼吸速率的測定。使用SY-1022果蔬呼吸測定儀(購自石家莊世亞科技有限公司)測定各蔬菜的呼吸強度，根據(jù)果蔬的大小選擇不同體積的呼吸室，通過觀察前后呼吸室CO2濃度的變化，測定樣品呼吸速率。

1.2.4失水率測定。采用稱重法[10]測定樣品失水率。取樣后測定樣品初始重量，分別貯藏24、48 h后測定樣品重量。按照以下公式計算失水率。

失水率=(M0-M)/M0×100%

(3)

式中,M0為樣品貯前的重量(g)，M為樣品貯藏后的重量(g)。

1.2.5葉綠素含量的測定。取0.5 g樣品，用提取液(丙酮與乙醇體積比為2∶1)研磨提取，過濾、定容至25 mL。以提取液為對照，測定 663、645、652 nm處的吸光值。按照以下公式計算葉綠素含量。

葉綠素含量=(20.20×A645+8.02×A663)×V/(1 000×W)

(4)

式中,V為提取液體積，W為樣品鮮重。

1.2.6亞硝酸鹽含量的測定。參照GB 5009.33—2016測定樣品亞硝酸鹽含量[11]。稱取5 g(精確至0.001 g)勻漿試樣，置于250 mL具塞錐形瓶中，加入50 g/L飽和硼砂溶液12.5 mL，加入70 ℃左右的水約150 mL，混勻，于沸水中加熱15 min，取出后置于冷水中冷卻，并放置至室溫。定量轉(zhuǎn)移上述提取液至200 mL容量瓶中，加入106 g/L亞鐵氰化鉀溶液5 mL，搖勻，再加入220 g/L乙酸鋅溶液5 mL，以沉淀蛋白質(zhì)。加水至刻度，搖勻，放置30 min，除去上層脂肪，上清液用濾紙過濾，棄去初濾液30 mL，濾液備用。吸取40.0 mL上述濾液置于50 mL帶塞比色管中；另外吸取亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 mL (相當(dāng)于亞硝酸鈉0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.5、10.0、12.5 μg)，分別置于50 mL 帶塞比色管中。在標(biāo)準(zhǔn)管與試樣管中分別加入4 g/L對氨基苯磺酸溶液2 mL，混勻，靜置3～5 min后各加入2 g/L鹽酸萘乙二胺溶液1 mL，加水至刻度，混勻，靜置15 min，用1 cm比色杯，于波長538 nm處測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，同時設(shè)置試劑空白。按照以下公式計算亞硝酸鹽含量。

(5)

式中,X1為試樣中亞硝酸鈉的含量，單位為mg/kg；m2為測定用樣液中亞硝酸鈉的質(zhì)量，單位為μg；1 000為轉(zhuǎn)換系數(shù)；m3為試樣質(zhì)量，單位為g；V1為測定用樣液體積，單位為mL；V0為試樣處理液總體積，單位為mL。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析每組試驗重復(fù)3次，使用Excel 2017軟件統(tǒng)計所有數(shù)據(jù)，計算標(biāo)準(zhǔn)誤并繪圖；應(yīng)用SPSS 10.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 5種葉類蔬菜電導(dǎo)率的變化電導(dǎo)率的變化反映了果蔬貯藏過程中細(xì)胞膜透性的變化情況。隨著果蔬的衰老和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞，電導(dǎo)率會不斷升高[12]。由圖1可知，貯藏1～3 d，5種葉類蔬菜的電導(dǎo)率均呈上升趨勢。第1天，生菜、瓢兒菜與其他3種蔬菜的電導(dǎo)率有顯著差異，但白菜、油麥菜、青菜之間無顯著差異；瓢兒菜的電導(dǎo)率最高，為21.09%；生菜的電導(dǎo)率最低，為9.01%。第2天油麥菜電導(dǎo)率最高，達(dá)34.36%，而生菜電導(dǎo)率最低(15.11%)；與第1天相比，第2天油麥菜電導(dǎo)率上升最快，瓢兒菜電導(dǎo)率上升最慢。貯藏第3天，白菜、瓢兒菜、油麥菜、青菜、生菜的電導(dǎo)率比第1天分別增加71.36%、16.19%、149.43%、154.01%和206.50%；第3天白菜與瓢兒菜電導(dǎo)率無顯著差異，均低于其他蔬菜。

圖1 貯藏過程中5種葉類蔬菜電導(dǎo)率的變化

2.2 5種葉類蔬菜MDA含量的變化丙二醛(MDA)是膜脂過氧化分解的主要產(chǎn)物。MDA的增加反映出細(xì)胞膜通透率的增大，表明蔬菜在加速衰老[13]。由圖2可知，貯藏期內(nèi)所有蔬菜的MDA含量均呈上升趨勢。與第1天相比，第3天白菜、瓢兒菜、油麥菜MDA含量的上升幅度分別為17.58%、51.29%和27.14%，而青菜和生菜MDA含量的上升幅度分別高達(dá)201.29%和387.52%。以上結(jié)果與電導(dǎo)率變化趨勢相一致，表明青菜和生菜細(xì)胞膜透性的增加幅度較大，衰老較快，不耐貯藏。

圖2 貯藏過程中5種葉類蔬菜MDA含量的變化

2.3 5種葉類蔬菜呼吸速率的變化呼吸作用的強弱與采后蔬菜品質(zhì)變化有密切關(guān)系。呼吸作用是植物體內(nèi)物質(zhì)不斷分解的過程，是新陳代謝的異化作用[14]。植物體呼吸作用強度大，往往容易消耗更多的營養(yǎng)物質(zhì)，散發(fā)出大量的呼吸熱，加速衰老劣變[15]。從圖3可以看出，隨著貯藏時間的延長，白菜和生菜的呼吸速率先降低后升高，而瓢兒菜、油麥菜、青菜的呼吸速率不斷升高。貯藏第1天，瓢兒菜、青菜、油麥菜、生菜、白菜的呼吸速率分別為17.07%、24.99%、36.64%、32.22%和43.31%；第2天，白菜和生菜的呼吸速率分別降至34.59%和26.30%；第3天，白菜和生菜的呼吸速率又有所上升。

圖3 貯藏過程中5種葉類蔬菜呼吸速率的變化

2.4 5種葉類蔬菜失水率的變化新鮮蔬菜的含水量為60%～96%，在采后運輸和貯藏過程中會逐漸失水萎蔫，重量減少且品質(zhì)下降。蔬菜失水3%～5%就會發(fā)生萎蔫和皺縮[2]。如圖4所示，隨著貯藏時間的延長，5種葉類蔬菜的失水率均有所增加。貯藏24 h，5種蔬菜已經(jīng)開始逐漸萎蔫，失水率均超過20.00%，其中油麥菜和青菜的失水率接近40.00%，與其他3種蔬菜的失水率存在顯著差異。貯藏48 h，瓢兒菜的失水率為39.47%，白菜、生菜、油麥菜、青菜的失水率均大于45.00%。油麥菜和青菜失水率較高，比其他3種蔬菜更易失水萎蔫。瓢兒菜是這幾種蔬菜中最不易萎蔫的蔬菜品種。

圖4 貯藏過程中5種葉類蔬菜失水率的變化

2.5 5種葉類蔬菜綠素含量的變化蔬菜富含葉綠素，采后容易褪綠黃化，失去原有的色澤，從而使感官品質(zhì)下降。如圖5所示，隨著貯藏時間的延長，所有蔬菜的葉綠素含量都有所降低。貯藏第1天，5種葉類蔬菜葉綠素含量均存在顯著差異，其中油麥菜葉綠素含量最高(1.46 mg/g)，生菜葉綠素含量最低(0.76 mg/g)。貯藏第2天，5種葉類蔬菜葉綠素含量較第1天分別降低了35.56%、29.38%、8.15%、13.15% 和33.89%，其中油麥菜葉綠素含量下降幅度最??；白菜和生菜之間以及瓢兒菜和青菜之間葉綠素含量無顯著差異。貯藏第3天，白菜、瓢兒菜、油麥菜、青菜、生菜葉綠素含量相較于第1天分別下降38.04%、25.87%、31.50%、39.65%和48.58%。

圖5 貯藏過程中5種葉類蔬菜葉綠素含量的變化

2.6 5種葉類蔬菜亞硝酸鹽含量的變化蔬菜中的硝酸鹽可在硝酸還原酶和微生物的作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸[5]。如圖6所示，隨著貯藏時間的延長，5種葉類蔬菜中亞硝酸鹽的含量均逐漸增加。貯藏第1天，生菜、白菜和油麥菜中亞硝酸鹽含量沒有顯著差異，其中生菜的亞硝酸鹽含量較高，為1.74 mg/kg。貯藏第2天，5種蔬菜的亞硝酸含量均無顯著差異；貯藏第3天，瓢兒菜與青菜、白菜與油麥菜之間亞硝酸鹽含量沒有顯著差異，與第1天相比白菜的亞硝酸鹽含量增加54.36%，瓢兒菜、油麥菜、青菜、生菜的亞硝酸鹽含量分別增加53.65%、50.93%、46.60%和58.62%。

圖6 貯藏過程中5種葉類蔬菜亞硝酸鹽含量的變化

3 討論

貯藏至第 3天,生菜、青菜、油麥菜、白菜、瓢兒菜的電導(dǎo)率分別增加206.50%、154.01%、149.43%、71.36%和16.19%。這可能與各蔬菜的結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。白菜和瓢兒菜結(jié)構(gòu)緊密，容易維持細(xì)胞完整性，更能抵御機械損傷及病害侵染，因此電導(dǎo)率上升相對較慢；油麥菜、青菜、生菜葉面積大，防機械損傷和病害能力弱，細(xì)胞結(jié)構(gòu)易遭到破壞，所以電導(dǎo)率上升較快。貯藏第3天，生菜、青菜、瓢兒菜、油麥菜、白菜的MDA含量較第1天分別上升387.52%、201.29%、51.29%、27.14%和17.58%，青菜、瓢兒菜、油麥菜、生菜的呼吸速率較第1天分別上升107.92%、75.71%、33.38%和8.41%，白菜的呼吸速率比第1天降低9.26%，且白菜和生菜的呼吸速率先降低后增加，這與侯建設(shè)等[16]的研究結(jié)果相一致。究其原因，白菜采后初始新陳代謝旺盛，物質(zhì)快速分解，植株迅速衰亡，所以呼吸速率迅速下降，但隨著貯藏時間的延長，植物體細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，病原微生物的侵染和增殖導(dǎo)致呼吸速率上升?？傮w來看，第3天瓢兒菜的呼吸速率較第1天升高了75.71%，但仍最低；第3天瓢兒菜、青菜的呼吸速率較第1天大幅度升高，均大于75%；貯藏48 h,青菜、油麥菜、白菜、生菜和瓢兒菜的失水率分別為56.75%、53.48%、48.15%、45.97%、39.47%。這可能與各蔬菜的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，油麥菜和青菜葉表面積大，且葉面水分充沛，組織堅硬脆嫩，采后貯藏期間呼吸、蒸騰等生理活動仍然旺盛，水分大量蒸發(fā)[17]；白菜和生菜氣孔較少，而瓢兒菜不僅葉片小而且具有較大比例的莖組織、表皮細(xì)胞角質(zhì)層厚[18]，所以失水速度相對較慢。貯藏第3天生菜、青菜、白菜、油麥菜、瓢兒菜葉綠素含量較第1天分別下降48.58%、39.65%、38.04%、31.50%和25.87%。徐冬穎等[19]對菠菜采后貯藏品質(zhì)的研究也得出了相似結(jié)果。蔬菜在采后貯藏過程中葉綠素合成活動停止，但代謝作用仍然旺盛。隨著貯藏時間的延長，通過葉綠素酶和脫鎂葉綠素螯合酶主導(dǎo)的代謝途徑葉綠素逐漸被分解，從而使綠色消退并逐漸黃化[20-21]。生菜與瓢兒菜葉綠素含量降低程度的差異，可能與這2種蔬菜的葉綠素含量基數(shù)及其類囊體膜上多肽組分及其穩(wěn)定性等有關(guān)[22]。貯藏第3天，生菜、白菜、瓢兒菜、油麥菜和青菜的亞硝酸鹽含量較第1天分別增加58.62%、54.36%、53.65%、50.93%和46.60%。葉類蔬菜屬于硝酸鹽富集型蔬菜，曹曉倩等的研究也有相同結(jié)果[23]。生菜較易累積亞硝酸鹽，Hao等[24]利用適當(dāng)?shù)腃lO2水溶液處理來降低新鮮生菜貯藏期間的亞硝酸鹽水平或延緩其峰值出現(xiàn)。常溫貯存3 d后，葉菜類蔬菜中亞硝酸鹽含量雖然有所增加，但仍在可食用標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。白菜、瓢兒菜、油麥菜相對較耐貯藏，推測組織結(jié)構(gòu)和呼吸代謝特性的差異是導(dǎo)致各蔬菜采后耐貯性不同的主要原因，具體機理有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

通過測定5種葉類蔬菜電導(dǎo)率、MDA含量、呼吸速率、失水率、葉綠素含量和亞硝酸鹽含量的變化，比較白菜、瓢兒菜、油麥菜、青菜和生菜這5種葉類蔬菜的貯藏特性。隨著貯藏時間的延長，各類蔬菜的電導(dǎo)率、MDA含量、呼吸速率、失水率、亞硝酸鹽含量總體上呈上升趨勢，葉綠素含量呈下降趨勢，5種葉類蔬菜中白菜、瓢兒菜、油麥菜相對更耐貯藏。與第1天相比，貯藏第3天白菜和瓢兒菜電導(dǎo)率的上升幅度低于72%，MDA含量的上升幅度也明顯低于青菜和生菜；白菜的呼吸速率先降后升，貯藏第3天白菜的呼吸速率相較于第1天降低了9.26%；5類蔬菜的失水率呈增長趨勢，貯藏48 h 白菜、瓢兒菜、油麥菜的失水率分別為48.15%、39.47%和53.48%；貯藏第3天亞硝酸鹽含量較第1天均有所增加，但均在安全食用范圍內(nèi)。此研究結(jié)果可為利用采后處理技術(shù)提高各類葉類蔬菜貯藏品質(zhì)，結(jié)合組織結(jié)構(gòu)特征分析、葉綠素降解、硝酸還原酶活性變化等探討葉類蔬菜采后衰老機制提供參考依據(jù)。