水芹貯藏保鮮和開發(fā)利用研究進展

李冬霞，張 凡，王 洧，南 建

（蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215008）

0 引言

水芹[Oenanthe javanica（Bl.）DC.]是傘形科多年水生宿根草本植物，別名水英、牛草、楚葵、野芹菜等，屬于“水八仙”之一。水芹原產(chǎn)亞洲東部，我國自古食用，明代李時珍《本草綱目》中有水芹“生江湖陂澤之涯”的記載[1]。目前，水芹在我國中部與南部栽培較多，其中以江蘇、江西、安徽、浙江、廣東、云南和貴州等地的栽培面積較大[2]。

水芹中不僅含有多種維生素、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、鈣、磷、鐵等礦質(zhì)營養(yǎng)元素[3-4]，還含有黃酮類化合物[5-6]、酚酸[7-8]、揮發(fā)性成分[9-10]、膳食纖維[11-12]等功能性成分，因此具有降血糖[13-14]、降血脂[15-16]、降 尿 酸[17-18]、護 肝[19-20]、抗 氧 化[21-22]等 多 種 功效，是一種優(yōu)質(zhì)的保健蔬菜。

近年來，我國水芹種植逐漸走上產(chǎn)業(yè)化道路，對水芹進行加工利用具有明確的現(xiàn)實意義和良好的發(fā)展前景。對水芹的安全性、貯藏保鮮和開發(fā)利用等方面的研究現(xiàn)狀進行綜述，以期為我國水芹的綜合開發(fā)利用提供參考。

1 水芹的安全性

針對水芹的安全性，目前的報道主要圍繞水芹對重金屬的富集特性、毒理學(xué)安全性和農(nóng)獸藥殘留等方面進行研究。

1.1 水芹對重金屬的吸收累積

多項研究表明，水芹對鎘、鉛、砷、汞等重金屬有一定的吸收累積效應(yīng)，其中根部的吸收累積效應(yīng)最為明顯。華大春等人[23]研究了鎘在水芹不同器官中累積規(guī)律，結(jié)果表明，隨著鎘濃度的增大，水芹各器官中的鎘含量均逐漸增大；在同一水平的鎘處理中，根中鎘含量和平均富集系數(shù)高于葉柄（含莖）和葉片中。楊倩[24]在研究中發(fā)現(xiàn)，無論是在水培還是水培澆灌條件下，水芹對砷、汞的積累特性均反映出劑量依賴效應(yīng)，在土培澆灌條件下，水芹根部對砷和汞的富集能力高于葉和莖。代杰等人[25]研究了Pb脅迫下水芹對重金屬的吸收量，發(fā)現(xiàn)隨著Pb脅迫濃度的增加，Pb在水芹體內(nèi)的積累量顯著增加，且水芹對Pb的轉(zhuǎn)運能力較強。

韓承華[26]研究了Cd，Pb，Cu，Zn對水芹等3種水生葉菜生長的影響，發(fā)現(xiàn)環(huán)境中Cd含量未超標時，水芹地上部Cd含量仍可能超標；環(huán)境中Pb含量輕度超標時，水芹地上部Pb含量仍可能達標；不同品系水芹對重金屬的積累能力存在差異，隨著Cd，Pb，Cu，Zn處理濃度的升高，水芹不同部位中各金屬含量也隨之升高，含量值根高于葉和莖，但無Cu，Zn超標現(xiàn)象。

盡管水芹對重金屬的吸收累積特性可應(yīng)用于環(huán)境重金屬污染的修復(fù)，但水芹中富集的重金屬經(jīng)食物鏈進入人體，會造成重金屬在人體內(nèi)富集，嚴重危害人體健康。因此，在進行水芹相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)時，須通過嚴格的原料檢驗來確保其重金屬含量符合食品安全國家標準（GB 2762）的要求。

1.2 毒理學(xué)安全性

對水芹進行毒理學(xué)安全性評價的研究報道相對較少。余正璽等人[27]對野生水芹進行了急性毒性研究，發(fā)現(xiàn)試驗組動物無明顯中毒反應(yīng)，小鼠經(jīng)口最大耐受劑量MTD大于15 g/kg（BW），屬無毒級；血液生化指標均無異常；病理切片提示，肝、腎未見明顯病變，因此野生水芹是無毒、值得開發(fā)的純天然植物。

王雨等人[28-29]也對野生水芹可食部分的毒理學(xué)安全性進行了評價：小鼠急性毒性試驗屬無毒級；但小鼠精子畸形試驗各劑量組精子畸形率均顯著高于陰性對照組，且呈劑量-反應(yīng)關(guān)系，結(jié)果為陽性；30 d喂養(yǎng)試驗顯示，水芹在一定劑量范圍內(nèi)出現(xiàn)了毒性作用，對SD大鼠的體重、食物利用率有不同程度的影響，對腎功能的影響有性別差異。

1.3 獸農(nóng)藥殘留

鮑陳燕等人[30]研究了獸用抗生素脅迫對水芹生長及其抗生素積累的影響，發(fā)現(xiàn)在水培條件下，恩諾沙星和土霉素等抗生素會在水芹中進行積累，且恩諾沙星在水芹中的積累能力高于土霉素；而抗生素在水芹各器官中的積累順序是根高于葉和莖。

對于農(nóng)藥殘留，張洪海等人[31]研究了毒死蜱在水芹中殘留動態(tài)規(guī)律，毒死蜱在水芹中的濃度變化符合動力學(xué)方程y=yoekx，在早晚茬水芹中其半衰期分別為6.0 d和6.7 d；在10月初用藥用量為750 mL/hm2條件下，無公害水芹生產(chǎn)安全間隔期為54 d，遠大于農(nóng)藥使用準則中毒死蜱在莖類蔬菜上的標準。

上述研究表明，水芹對抗生素等獸藥存在積累效應(yīng)，也存在毒死蜱等農(nóng)藥殘留風(fēng)險。因此，在水芹產(chǎn)品開發(fā)利用時，也應(yīng)對農(nóng)獸藥殘留進行嚴格監(jiān)測。

2 水芹貯藏保鮮

水芹因莖葉、柔嫩、水分含量高而不耐貯藏，給水芹的加工、運輸和銷售帶來了極大困難。近些年來，不少研究者對水芹的貯藏方式進行了研究，主要包括氣調(diào)貯藏、低溫貯藏、假植貯藏和保鮮劑貯藏等。

2.1 氣調(diào)和低溫貯藏

水芹的氣調(diào)和低溫貯藏是目前研究最多的貯藏方式。張烜[32]研究了水芹的硅窗袋保鮮方法，發(fā)現(xiàn)當貯藏溫度為0～15℃時，水芹的貯藏品質(zhì)相差不大，而當貯藏溫度高于15℃時，溫度對水芹菜失重率及腐爛率影響較大，不利于水芹菜的貯藏；經(jīng)過氣調(diào)處理后水芹菜的組織結(jié)構(gòu)能在一段時間內(nèi)維持較好的水平，在低溫（5℃）環(huán)境下，硅窗袋氣調(diào)包裝貯藏能延長水芹菜貨架期到35 d。許學(xué)勤等人[33]則進一步發(fā)現(xiàn)，水芹在常溫下（15℃）進行硅窗袋包裝貯藏時，硅窗袋的最佳初始氣體成分為4.48%O2+2.78%CO2+92.74%N2，此時能較快地抑制水芹菜的呼吸作用，貯藏效果明顯好于不充氣包裝。

在關(guān)于水芹的貯藏保鮮研究報道中，多對水芹進行了鮮切處理，而貯藏溫度是研究最多的貯藏條件。馬佳佳等人[34]將新鮮收獲的水芹去根清洗晾水并置于PE密封保鮮袋，發(fā)現(xiàn)貯藏溫度對水芹品質(zhì)的影響大于貯藏時間，10℃以下貯藏有利于水芹品質(zhì)的保持。閆曉坤等人[35]研究發(fā)現(xiàn)，在8 d的貯藏期內(nèi)，低溫5±1℃較15±1℃更有利于保持水芹的品質(zhì)。莊言[36]對鮮切水芹的保鮮袋自發(fā)氣調(diào)保鮮進行了研究，發(fā)現(xiàn)貯藏溫度及冰水預(yù)冷、PE復(fù)合保鮮袋的打孔數(shù)等因素均顯著影響水芹的貯藏品質(zhì)，其中，低溫4±1℃貯藏結(jié)合冰水預(yù)冷處理、5孔套袋的貯藏效果最優(yōu)。

此外，田夢琦等人[37]還研究了鮮切水芹貯藏期間微生物生長模型，發(fā)現(xiàn)假單胞菌屬是其貯藏期優(yōu)勢菌，而低溫貯藏有助于抑制假單胞菌的生長繁殖。

2.2 保鮮劑處理

化學(xué)保鮮劑與低溫貯藏、氣調(diào)貯藏等配合使用往往可得到較好的貯藏效果。為延緩水芹葉綠素的降解和木質(zhì)化進程，莊言[36]優(yōu)化了水芹護綠保鮮劑配比：乳酸鈣質(zhì)量濃度1.16 g/L，醋酸鋅質(zhì)量濃度144.99 mg/L，水楊酸質(zhì)量濃度15.29 mg/L，對水芹進行護綠保鮮劑浸泡結(jié)合氣調(diào)包裝處理后，水芹葉綠素酶、脫鎂葉綠素酶和葉綠素降解過氧化物酶活性被抑制，葉綠素降解延緩。閆曉坤等人[35]發(fā)現(xiàn)，水芹在最適貯藏溫度下經(jīng)護色劑處理后，能夠抑制鮮切水芹褐變和衰老，其中以0.25%L-Cys（L-半胱氨酸）效果為最好。

2.3 水芹假植貯藏

假植是蔬菜特有的簡易貯藏方式。靳曉琳等人[38]研究了假植后低溫處理對水芹貯藏效果的影響，發(fā)現(xiàn)假植后鮮切貯藏水芹木質(zhì)素含量、總酚含量、PAL、PPO活性均低于直接鮮切低溫貯藏，且失水少，葉綠素、還原糖、抗壞血酸和游離氨基酸保存率高；同時假植后低溫鮮切處理能夠顯著延緩褐變的速度，而常溫貯藏的保鮮效果最差；鮮切水芹在3～5℃條件下貯藏18 d，感官品質(zhì)基本不變。

3 水芹開發(fā)利用

因不耐貯藏，水芹一般以其嫩莖和葉供鮮食。隨著水芹產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，為提高水芹附加值，增加農(nóng)民收益，同時考慮到水芹可能發(fā)生的滯銷而帶來的嚴重損失，對水芹進行精深加工成為水芹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要。目前，對水芹的開發(fā)利用主要有2個方向，即各種具有保健功能的水芹產(chǎn)品研制及水芹功能性成分的提取純化研究。

3.1 水芹產(chǎn)品研制

3.1.1 水芹茶

章宏慧[39]采用不同工藝，將水芹原料分別加工成綠茶、紅茶和黑茶。結(jié)果表明，水芹黑茶和紅茶的總黃酮含量是對照品和綠茶的50%左右，且蘆丁含量急劇下降到微量；水芹綠茶的抗氧化能力高于水芹黑茶、紅茶和對照品。4種樣品中的揮發(fā)性成分的數(shù)量也不同，其中水芹紅茶中的揮發(fā)性成分最多，達33種，說明不同加工工藝的水芹茶揮發(fā)性成分的種類和含量差異較大[40]，也因此給產(chǎn)品帶來不同的風(fēng)味。

王虹等人[41]采用紫外分光光度法測定湖南8個不同產(chǎn)地野生水芹茶制品中總黃酮含量，結(jié)果表明，各地野生水芹制成綠茶后總黃酮含量變化不大，而制成水芹紅茶后總黃酮含量降低，說明同時不同制茶工藝對總黃酮含量存在一定影響。

3.1.2 水芹干制

目前，對水芹進行干制主要有2種方式，一是對水芹進行干燥得到水芹干制品；另一種則是制成水芹粉。由于大多干燥方式都存在熱處理，會給水芹中的活性成分及藥理保健功能帶來影響。

齊曉花等人[42]研究了不同干燥方式對水芹多酚組分及抗氧化能力的影響，結(jié)果表明，鼓風(fēng)、冷凍和真空3種干燥方式均會降低水芹多酚含量，并改變水芹多酚組分；同時，干燥方式可降低水芹多酚的抗氧化能力，其中冷凍干燥水芹多酚的抗氧化能力最高，而鼓風(fēng)干燥最低。李薇茹[43]則探討了不同干燥方式對水芹粉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，不同干燥方式下水芹粉的基本成分的含量差異顯著，其中噴霧干燥的水芹粉中黃酮和多酚類化合物的含量顯著高于真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥；真空冷凍干燥水芹粉的復(fù)水比更好，但噴霧干燥水芹粉的溶解度更大。

萬國福等人[44]對新鮮水芹的真空冷凍干燥工藝的預(yù)凍條件進行了研究，最終確定了預(yù)凍溫度-20℃，預(yù)凍時間9 h，切分長度7.5 cm的最佳預(yù)凍條件，在該條件下水芹凍干速率較高，凍干效果較好。

3.1.3 水芹飲料

唐明明[45]以水芹為原料，經(jīng)過漂燙、冷凍干燥和超微粉碎等工藝，將新鮮水芹制成保健型水芹固體飲料。其中，對干燥后的水芹進行超微粉碎處理可增加水芹粉的亮度和綠度，同時賦予水芹粉較高的溶解性、持水力、膨脹力和良好的穩(wěn)定性，并極大地提高了水芹中黃酮、總酚、可溶性蛋白質(zhì)及多糖的溶出速率，從而提高水芹粉的生物有效性。

吳興慧等人[46]以水芹嫩莖葉為原料，經(jīng)過原材料處理→護色→調(diào)配→調(diào)節(jié)酸度→后期工序，開發(fā)了一種水芹酸化飲料。結(jié)果表明，使用Cu（AC）2護色效果最好；水芹酸化飲料的最佳配方為水芹原汁50 mL，純凈水50 mL，白砂糖4 g，10%檸檬酸2 mL，蜂蜜4 g；選擇CMC和瓊脂（1∶1）作為穩(wěn)定劑，其添加量為0.33 g/kg。

3.1.4 水芹醬菜

萬國福等人[47]研究了水芹蔬菜醬的制作配方，結(jié)果表明，當果膠添加量0.31%，蔗糖添加量60%，pH值2.90時，水芹蔬菜醬品質(zhì)最好，色澤翠綠純正，產(chǎn)品穩(wěn)定性最佳。

濮煥中[48]研究了水芹醬菜的加工工藝，其加工流程為新鮮水芹—挑揀—清洗—燙漂—腌制—脫鹽—調(diào)配—裝罐—滅菌，在腌制過程中添加10%食鹽，每天翻罐1次，腌漬2 d；通過單因素試驗和正交試驗確定了最佳調(diào)配方案為食鹽3%，白砂糖6.5%，味精3.25%，生抽4.2%，米醋8.4%，料酒12.5%。

蔣姍姍等人[49]則以水芹、牛蒡為原料，以白砂糖、檸檬酸、復(fù)配增稠劑為輔料，研制了水芹牛蒡復(fù)合蔬菜醬。通過單因素試驗和正交試驗，得到產(chǎn)品的最佳配方，配方制得的水芹牛蒡醬為翠綠色，具有水芹和牛蒡的風(fēng)味，甜酸適度，組織狀態(tài)均一、不流散。

3.1.5 水芹罐頭

萬國福等人[50]研制了一種水芹糖水罐頭，確定了水芹罐頭關(guān)鍵工藝條件為料液比1∶1.42（g∶mL），氯化鈣質(zhì)量分數(shù)0.20%，碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)0.50%，所得產(chǎn)品無異雜味、香氣純、酸甜適口，狀態(tài)穩(wěn)定。

而莊言[36]則將水芹開發(fā)成即食型水芹軟罐頭，此產(chǎn)品由40%～50%鮮切水芹、25%～30%香干、25%～30%胡蘿卜組成，湯汁最優(yōu)配比為每100 g水芹添加食醋12 mL，食鹽3.0 g，麻油12 mL和辣椒3.0 g。

3.2 水芹功能性成分的提取和純化

前已述及，水芹中含有黃酮類化合物、酚酸、膳食纖維、揮發(fā)性油等多種功能性成分，這些成分使得水芹具有多種藥理保健功能。因此，對水芹中上述成分進行提取和純化后，可廣泛應(yīng)用于功能性食品和藥品的生產(chǎn)。截至目前，關(guān)于水芹中黃酮類化合物提取和純化的研究報道較多[5-6，51-52]，其他還有關(guān)于水芹中膳食纖維[12]、總酚酸[53]、多酚[54]、類胡蘿卜素[55]、芹菜素[21]等成分提取的報道。

4 結(jié)語

盡管我國已有不少關(guān)于水芹貯藏保鮮方法和開發(fā)利用的研究報道，但是為更好地推動水芹產(chǎn)業(yè)發(fā)展和實現(xiàn)水芹的精深加工，相關(guān)研究仍需進一步深入。水芹營養(yǎng)成分豐富，藥理保健功能顯著，在水芹產(chǎn)業(yè)化發(fā)展背景下，對水芹進行綜合開發(fā)利用必將有著廣闊的發(fā)展前景。