壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏品質(zhì)的影響

王佳捷,孫穎,劉雅慈,黃春蓮,吳焰,郭宏鑫,陳存坤,曾凱芳,3,姚世響,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715)2(天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300384)3(川渝共建特色食品重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶,400715)

采后快速預(yù)冷是果蔬物流保鮮的關(guān)鍵環(huán)節(jié),受國(guó)家戰(zhàn)略高度重視。近年中央一號(hào)文件強(qiáng)調(diào)生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流工程建設(shè),從“最先一公里”產(chǎn)地到“最后一公里”餐桌,構(gòu)建完善的冷鏈物流體系,覆蓋農(nóng)產(chǎn)品的采收、加工、包裝、貯藏、運(yùn)輸、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié),以降低農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)損失,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[1]。從冷鏈流通環(huán)節(jié)來(lái)看,預(yù)冷是第一步,也是最關(guān)鍵的工序。預(yù)冷可以通過(guò)快速去除采后果蔬附帶的田間熱,降低果蔬的呼吸速率、抑制微生物的繁殖、延緩果蔬采后的衰老,從而達(dá)到保持果蔬采后品質(zhì)的目的。

近30年來(lái),我國(guó)高山蔬菜種植規(guī)模不斷擴(kuò)大,種植面積約280萬(wàn)hm2,年產(chǎn)量達(dá)9 002萬(wàn)t[2],是南方山地農(nóng)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。但同時(shí),高山蔬菜產(chǎn)業(yè)存在的“重采前、輕采后”的現(xiàn)象,嚴(yán)重制約了高山蔬菜產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。西蘭花(BrassicaoleraceaL.var.italica),別名綠花菜,十字花科蕓薹屬甘藍(lán)變種,是我國(guó)高山蔬菜主栽種類之一。目前,我國(guó)西蘭花總種植面積約10萬(wàn)hm2,年產(chǎn)量約150萬(wàn)t[3]。預(yù)冷是果蔬(西蘭花)采后重要保鮮方式,主要包括真空預(yù)冷、水預(yù)冷和壓差預(yù)冷等[4]。真空預(yù)冷和水預(yù)冷對(duì)西蘭花保鮮效果已得到眾多學(xué)者的研究:真空預(yù)冷可以通過(guò)維持西蘭花貯藏期間的可溶性蛋白質(zhì)、維生素C以及糖類等營(yíng)養(yǎng)成分的含量來(lái)維持西蘭花的品質(zhì)[5];而水預(yù)冷則可以有效抑制西蘭花的黃化,維持西蘭花良好的感官品質(zhì)[6],壓差預(yù)冷作為一種快速經(jīng)濟(jì)的預(yù)冷方式,其對(duì)于西蘭花保鮮的研究目前還比較匱乏。除此之外,由于我國(guó)預(yù)冷技術(shù)的起步較晚、壓差預(yù)冷設(shè)備研發(fā)成本較高、國(guó)內(nèi)壓差冷庫(kù)設(shè)施建設(shè)不完善,因此壓差預(yù)冷目前在各種果蔬保鮮中的應(yīng)用并沒(méi)有被完全普及[7]。

本研究針對(duì)西蘭花壓差預(yù)冷條件及壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏品質(zhì)的影響,分別通過(guò)測(cè)定花柄溫度、西蘭花貯藏品質(zhì)及抗氧化能力的相關(guān)指標(biāo)等,開(kāi)展壓差預(yù)冷條件探索及壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花品質(zhì)具體影響的實(shí)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花,采摘于高山蔬菜基地后立刻運(yùn)送回實(shí)驗(yàn)室。從中選取采收及時(shí)、成熟度及大小基本一致、花球緊實(shí)、無(wú)機(jī)械傷、無(wú)病蟲(chóng)害的新鮮西蘭花作為本試驗(yàn)材料。塑料箱,490 mm×350 mm×275 mm,重慶北碚天生農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);PE保鮮膜,厚0.03 mm,658 mm×598 mm,國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)贈(zèng)送。

本實(shí)驗(yàn)化學(xué)試劑均為分析純,國(guó)產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

果蔬壓差預(yù)冷設(shè)備,本課題組自主研發(fā)[8];ZDR-U2 W-T2溫度記錄儀,杭州澤大儀器有限公司;HLD-30002電子天平,杭州友恒稱重設(shè)備有限公司;TG16.5高速離心機(jī),上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司;JT-1數(shù)字手持折光儀,日本ATAGO公司;GS-15果蔬質(zhì)地分析儀,北京陽(yáng)光億事達(dá)科技有限公司;CR-400色差儀,日本KONICA MINOLTA公司;DDS-307A電導(dǎo)率儀,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;Synergy H1微孔板酶標(biāo)儀,美國(guó)伯騰儀器有限公司;UV2355紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),尤尼柯(上海)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 壓差預(yù)冷處理方法

移動(dòng)式果蔬壓差預(yù)冷設(shè)備有2種送風(fēng)速度與2種送風(fēng)溫度,使用溫度記錄儀監(jiān)測(cè)分別以高風(fēng)速7.4 m/s預(yù)冷和低風(fēng)速3.7 m/s(風(fēng)溫均為0 ℃)預(yù)冷過(guò)程中西蘭花花柄溫度的變化情況,每5 min測(cè)定1次,計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差,分別繪制預(yù)冷曲線;使用溫度記錄儀監(jiān)測(cè)以0 ℃風(fēng)溫預(yù)冷和以4 ℃風(fēng)溫預(yù)冷(風(fēng)速均為7.4 m/s)過(guò)程中西蘭花花柄溫度的變化情況,每5 min測(cè)定1次,計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差,分別繪制預(yù)冷曲線。

將需要壓差預(yù)冷處理的西蘭花隨機(jī)分組,每組60棵,進(jìn)行壓差預(yù)冷時(shí),為保證西蘭花受冷均勻,將西蘭花進(jìn)行裝箱并堆放整齊。將西蘭花裝入規(guī)格為490 mm×350 mm×275 mm的塑料箱內(nèi),每箱8～10棵。塑料箱兩側(cè)開(kāi)孔,縱向排列,中央留出回風(fēng)通道,頂端蓋上塑料布,不進(jìn)行內(nèi)包裝,使冷空氣能夠直接接觸西蘭花。在西蘭花柄心位置處插入感溫探頭,將初始花柄溫度為25 ℃的西蘭花置于不同預(yù)冷條件下進(jìn)行預(yù)冷,當(dāng)西蘭花花柄溫度降至4 ℃時(shí)結(jié)束預(yù)冷。

通過(guò)繪制預(yù)冷過(guò)程中西蘭花的溫度曲線,探究不同壓差預(yù)冷條件對(duì)西蘭花降溫時(shí)間和冷卻均勻性的影響。其中,冷卻均勻性以標(biāo)準(zhǔn)差作為衡量依據(jù),標(biāo)準(zhǔn)差越小,表明西蘭花花柄溫度離散程度越小,即冷卻均勻性越好。

1.3.2 壓差預(yù)冷處理對(duì)西蘭花采后品質(zhì)及活性氧代謝的影響

將西蘭花分為4組,分別為:第1組:預(yù)冷+低溫組;第2組:不預(yù)冷+低溫組;第3組:預(yù)冷+常溫組;第4組:不預(yù)冷+常溫組。每組西蘭花個(gè)數(shù)為60棵。預(yù)冷處理結(jié)束后,分別將4組西蘭花放置在4 ℃的低溫冷庫(kù)與25 ℃的常溫庫(kù)中進(jìn)行貯藏,每天進(jìn)行觀察,并將其中腐爛的西蘭花挑出以防發(fā)生更大規(guī)模的腐爛,連續(xù)5 d取樣以進(jìn)行失重率、腐爛率、色差值、葉綠素含量、硬度、可溶性固形物、相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、過(guò)氧化物酶活性、抗壞血酸過(guò)氧化物酶活性與超氧化物歧化酶活性等反映西蘭花貯藏品質(zhì)與活性氧代謝的相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.3.3 失重率的測(cè)定

采用稱重法[9],稱質(zhì)量前擦干西蘭花表面水分。失重率計(jì)算如公式(1)所示:

(1)

式中:m貯藏前,西蘭花放入冷庫(kù)/常溫庫(kù)前的質(zhì)量;m貯藏后,西蘭花放入冷庫(kù)/常溫庫(kù)后的質(zhì)量。

1.3.4 腐爛率的測(cè)定

采用統(tǒng)計(jì)法[10],以單個(gè)西蘭花作為一個(gè)計(jì)數(shù)單位。腐爛率計(jì)算如公式(2)所示:

(2)

1.3.5 色差值的測(cè)定

采用色差儀進(jìn)行測(cè)定[9]。取西蘭花花球的十字頂點(diǎn)和中心點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果取平均值。a*值的正負(fù)分別表示紅綠,b*值的正負(fù)分別表示黃藍(lán),以-a/b值反映花球的綠度。

1.3.6 葉綠素含量的測(cè)定

參考國(guó)崇文等[9]的方法并稍作修改。約稱取混勻切碎的西蘭花樣品2.0 g,加入無(wú)水乙醇研磨浸提后定容至25 mL,在波長(zhǎng)652 nm下測(cè)定吸光度。總?cè)~綠素含量計(jì)算如公式(3)所示:

ρ/(mg/L)=A652×1 000/34.5

葉綠素含量/(mg/g)=ρ×V/(m×1 000)

(3)

式中:V,提取液總體積,mL;m,樣品質(zhì)量,g。

1.3.7 硬度的測(cè)定

參考國(guó)崇文等[9]的方法并稍作修改。將西蘭花花球下1～5 cm處的花莖切成厚度為1 cm的待測(cè)樣品。采用果蔬質(zhì)地分析儀進(jìn)行測(cè)定,探頭直徑5 mm,測(cè)試速度10 mm/s,測(cè)試距離1.0 mm,使探頭觸碰位置在樣品中心,結(jié)果以kg表示。

1.3.8 可溶性固形物含量的測(cè)定

參考李丹等[11]的方法并稍作修改。取適量西蘭花研磨勻漿,用手持?jǐn)?shù)字折光儀測(cè)定其百分含量,結(jié)果以%表示。

1.3.9 相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。使用打孔器在西蘭花花莖橫截面處截取圓片,在燒杯中約稱取1.0 g西蘭花樣品圓片,加入100 mL超純水浸泡1 h后測(cè)定電導(dǎo)率c1;然后覆蓋保鮮膜進(jìn)行沸水浴15 min,冷卻至室溫后測(cè)定電導(dǎo)率c0,相對(duì)電導(dǎo)率計(jì)算如公式(4)所示:

相對(duì)電導(dǎo)率cε/%=c1/c0×100

(4)

1.3.10 丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量的測(cè)定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。約稱取混勻切碎的西蘭花樣品1.0 g,加入5 mL三氯乙酸溶液在冰浴下研磨,離心后取2 mL上清液加入2 mL硫代巴比妥酸溶液混合,沸水浴20 min,冷卻至室溫后分別在波長(zhǎng)450、532、600 nm下測(cè)定吸光度。MDA含量計(jì)算如公式(5)所示:

C/(μmol/L)=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

丙二醛含量/(μmol/g)=C×V/(Vs×m×1 000)

(5)

式中:V,提取液總體積,mL;Vs,測(cè)定時(shí)所取提取液體積,mL;m,樣品質(zhì)量,g。

1.3.11 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性的測(cè)定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。約稱取1.0 g西蘭花樣品,在液氮中研磨勻漿后,加入3 mL 0.1 mol/L pH 7.8的磷酸緩沖液(含5 mmol/L二硫蘇糖醇和50 g/L聚乙烯吡咯烷酮)后在4 ℃離心后,上清液即為粗酶提取液。在試管中分別加入1.7 mL 50 mmol/L pH 7.8的磷酸緩沖液,0.3 mL 0.13 mol/L的L-蛋氨酸溶液,0.3 mL 750 μmol/L的氮藍(lán)四唑溶液,0.3 mL 100 μmol/L的乙二胺四乙酸二鈉溶液,0.1 mL粗酶提取液,最后加入0.3 mL 20 μmol/L的核黃素溶液,在日光燈下啟動(dòng)反應(yīng),對(duì)照管以蒸餾水為參比,一支放在暗處,一支放在日光燈下,反應(yīng)15 min后,置于黑暗處終止反應(yīng),于560 nm處測(cè)定溶液吸光值。將每分鐘每克西蘭花樣品體系對(duì)氮藍(lán)四唑光化還原的抑制為50%定義為1個(gè)超氧化物歧化酶活性單位(U)。

1.3.12 抗壞血酸過(guò)氧化酶(ascorbate peroxidase, APX)活性的測(cè)定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。稱取約1.0 g西蘭花樣品,在液氮中研磨勻漿后,加入3 mL 0.1 mol/L pH 7.5的磷酸鉀緩沖液(含1 mmol/L 抗壞血酸和0.1 mmol/L 乙二胺四乙酸和20 g/L交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮)后在4 ℃離心后,上清液即為粗酶提取液。在試管中分別加入2.6 mL 50 mmol/L pH 7.5的磷酸鉀緩沖液(含0.1 mmol/L 乙二胺四乙酸和0.5 mmol/L 抗壞血酸),0.1 mL粗酶提取液,最后加入0.3 mL 2 mmol/L H2O2溶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng),以蒸餾水為參比,每隔30 s在290 nm處測(cè)定溶液的吸光值,連續(xù)測(cè)定至少6次。將單位質(zhì)量西蘭花樣品在每分鐘內(nèi)的吸光值變化定義為1個(gè)酶活力單位,表示為ΔOD290/(min·g)。

1.3.13 過(guò)氧化物酶(peroxidase, PRX)活性的測(cè)定

參考ZHOU等[13]的方法并稍作修改。約稱取1.0 g西蘭花樣品,液氮研磨勻漿后,加入3 mL 0.1 mol/L pH 5.5的乙酸-乙酸鈉緩沖液(含1 mmol/L 聚乙二醇6000,40 g/L交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮和10 g/L曲拉通)后4 ℃離心,上清液即為粗酶提取液。在試管中加入3.0 mL 25 mmol/L愈創(chuàng)木酚溶液、0.5 mL粗酶提取液,最后加入0.2 mL 0.5 mol/L H2O2溶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng),以蒸餾水為參比,每隔15 s在470 nm處測(cè)定溶液吸光值,連續(xù)測(cè)定至少3 min。將單位質(zhì)量西蘭花樣品在每分鐘內(nèi)的吸光值變化定義為1個(gè)酶活力單位,表示為ΔOD470/(min·g)。

1.4 數(shù)據(jù)分析及處理

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均使用Graphpad Prism 9.0進(jìn)行處理并作圖,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)方差表示,每個(gè)實(shí)驗(yàn)至少進(jìn)行3次重復(fù);其中P<0.05為存在顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同壓差預(yù)冷處理對(duì)西蘭花預(yù)冷效果的影響

2.1.1 不同送風(fēng)速度對(duì)西蘭花預(yù)冷效果的影響

如圖1所示,不同送風(fēng)速度預(yù)冷過(guò)程中,2組西蘭花花柄溫度均逐漸降低,降溫速度均先加快后減慢,溫度均勻性均先減弱后增強(qiáng),結(jié)果表明,低風(fēng)速組預(yù)冷用時(shí)較長(zhǎng),在105 min達(dá)到預(yù)冷終點(diǎn)(耗電3.40 kW·h);高風(fēng)速組預(yù)冷用時(shí)較短,在80 min時(shí)達(dá)到預(yù)冷終點(diǎn)(耗電3.15 kW·h),比低風(fēng)速組用時(shí)縮短23.8%左右,同時(shí)低風(fēng)速預(yù)冷組溫度均勻性較差。

a-花柄溫度;b-溫度均勻性

2.1.2 不同送風(fēng)溫度對(duì)西蘭花預(yù)冷效果的影響

如圖2所示,不同送風(fēng)溫度預(yù)冷過(guò)程中,2組西蘭花花柄溫度均逐漸降低,且在預(yù)冷處理35 min前,2組西蘭花花柄溫度基本相同,在35 min后,4 ℃風(fēng)溫處理組降溫速度明顯變慢,在145 min達(dá)到預(yù)冷終點(diǎn)(耗電3.55 kW·h),而0 ℃風(fēng)溫處理組僅用80 min即達(dá)到預(yù)冷終點(diǎn)(耗電3.15 kW·h),但4 ℃風(fēng)溫處理組預(yù)冷均勻性好于0 ℃風(fēng)溫處理組。

a-花柄溫度;b-溫度均勻性

綜上,高風(fēng)速與低風(fēng)溫預(yù)冷處理可以在縮短預(yù)冷時(shí)間的同時(shí),一定程度上節(jié)約電能。

2.2 壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏品質(zhì)的影響

2.2.1 壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏期間表型的影響

如圖3所示,預(yù)冷+低溫組在第5天仍可以保持西蘭花花球緊實(shí),顏色呈綠色;不預(yù)冷+低溫組則在第3、4天出現(xiàn)了黃化,在第5天花球明顯松散,且有部分發(fā)生褐變;預(yù)冷+常溫組則在第3天出現(xiàn)了黃化,在第5天花球幾乎全部黃化,且有比較嚴(yán)重的褐變;不預(yù)冷+常溫組在第1天就出現(xiàn)了黃化與花球的松散,在第5天時(shí)花球發(fā)生大面積的褐變。實(shí)驗(yàn)表明,在不同溫度貯藏條件下,預(yù)冷可以維持西蘭花貯藏期間的表型,延緩褐變的發(fā)生。

圖3 壓差預(yù)冷處理對(duì)西蘭花貯藏期間表型的影響

2.2.2 壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏期間失重率與腐爛率的影響

失重率和腐爛率可以反映西蘭花品質(zhì)劣變的程度。西蘭花失重的主要原因有水分流失、花球掉粒、有機(jī)物的消耗等;而西蘭花腐爛的主要病理表現(xiàn)有花球長(zhǎng)霉、花莖軟腐等,在腐爛發(fā)生后,西蘭花的商品價(jià)值會(huì)迅速喪失,導(dǎo)致出現(xiàn)惡臭氣味,不堪食用。

如圖4所示,在西蘭花貯藏期間,各組西蘭花的失重率和腐爛率均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而上升。貯藏第5天時(shí),不預(yù)冷+低溫組失重率為2.71%,預(yù)冷+低溫組失重率僅為1.96%;而不預(yù)冷+常溫組失重率為6.04%,預(yù)冷+常溫組失重率僅為4.73%。同時(shí),在不同溫度貯藏條件下,低溫貯藏與常溫貯藏的2個(gè)不預(yù)冷組的腐爛率分別為6.67%與78.3%,而低溫貯藏與常溫貯藏的2個(gè)壓差預(yù)冷組的腐爛率為3.33%與56.7%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在不同溫度貯藏條件下,壓差預(yù)冷均能夠有效減少西蘭花的質(zhì)量損失,抑制西蘭花腐爛的發(fā)生。

a-失重率;b-腐爛率

2.2.3 壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏期間色差值與葉綠素含量的影響

色差值和葉綠素含量的變化可以反映西蘭花顏色轉(zhuǎn)變的程度,而葉綠素含量的下降則是西蘭花褪綠轉(zhuǎn)黃的主要原因。正常的西蘭花花球?yàn)樯罹G色,-a/b值應(yīng)為正值,腐爛后西蘭花會(huì)發(fā)生黃化,導(dǎo)致-a/b變?yōu)樨?fù)值。

如圖5所示,在西蘭花貯藏期間,-a/b值與葉綠素含量的變化趨勢(shì)大致相同,均隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng),-a/b值與葉綠素含量降低。其中,預(yù)冷+低溫組的-a/b值與葉綠素含量變化不明顯;不預(yù)冷+常溫組-a/b值急劇減小,在貯藏第4天時(shí)變?yōu)樨?fù)值,表明在貯藏后期,西蘭花發(fā)生嚴(yán)重的黃化。同時(shí),在貯藏第5天,預(yù)冷+低溫組西蘭花葉綠素含量最高,為1.66 mg/g,不預(yù)冷+常溫組西蘭花葉綠素含量最低,為0.46 mg/g。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),2個(gè)壓差預(yù)冷處理組分別比2個(gè)對(duì)照組葉綠素含量高0.21和0.20 mg/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,壓差預(yù)冷處理能夠抑制西蘭花葉綠素降解,抑制西蘭花在貯藏期間的黃化,而壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏則表現(xiàn)出更強(qiáng)的護(hù)綠效果。

2.2.4 壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏期間硬度與可溶性固形物的影響

硬度可以反映西蘭花質(zhì)地結(jié)構(gòu)的變化情況,是反映西蘭花新鮮程度的重要指標(biāo),西蘭花發(fā)生腐爛后會(huì)導(dǎo)致硬度下降,而木質(zhì)化、纖維化則會(huì)導(dǎo)致硬度上升。如圖6所示,在西蘭花貯藏期間,各組西蘭花的硬度總體呈先下降后上升的趨勢(shì)。貯藏前2 d,壓差預(yù)冷組硬度均顯著高于不預(yù)冷組。貯藏第2天時(shí),預(yù)冷+常溫組與不預(yù)冷+常溫組的西蘭花硬度均達(dá)到最小值,分別為0.383、0.382 kg,之后硬度開(kāi)始上升。貯藏后第4、5天,不預(yù)冷+低溫組、預(yù)冷+常溫組與不預(yù)冷+常溫組硬度均有所上升,只有預(yù)冷+低溫組硬度持續(xù)下降。在貯藏第2天到第5天,壓差預(yù)冷組與不預(yù)冷組硬度均不存在顯著差異(P>0.05);低溫貯藏條件下,貯藏第2天,壓差預(yù)冷組硬度顯著高于不預(yù)冷組硬度,說(shuō)明壓差預(yù)冷可以顯著延緩西蘭花的軟化(P<0.05),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,壓差預(yù)冷可以延緩西蘭花質(zhì)地的劣變。

a-硬度;b-可溶性固形物

可溶性固形物是指果汁中能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等,是反映果蔬內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的重要指標(biāo)。如圖6所示,貯藏期間,各組西蘭花的可溶性固形物含量總體呈先上升后下降的趨勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示,各組可溶性固形物均于貯藏第2天達(dá)到最大值。第2天后可溶性固形物含量開(kāi)始逐漸下降,在貯藏第5天時(shí),不預(yù)冷+低溫組可溶性固形物含量顯著高于不預(yù)冷+常溫組西蘭花(P<0.05),而預(yù)冷+低溫組西蘭花可溶性固形物含量為6.83%,顯著高于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組6.47%。結(jié)果表明,壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏可以顯著減少西蘭花貯藏期間可溶性固形物含量的下降,減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失。

2.2.5 壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏期間氧化損傷的影響

MDA是植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物之一[14],其含量可以反應(yīng)細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化的程度。如圖7所示,貯藏期間,各組MDA含量均呈現(xiàn)隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)含量上升的趨勢(shì),并且在貯藏第1天直到貯藏第5天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組MDA含量分別顯著低于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組。除此之外,數(shù)據(jù)表明,預(yù)冷與低溫貯藏可以使得西蘭花MDA含量在貯藏期間始終保持在較低水平,在貯藏第5天,預(yù)冷+低溫組MDA含量?jī)H為1.16 μmol/g,顯著低于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組的3.07 μmol/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,壓差預(yù)冷可以有效降低貯藏期間MDA的含量,減緩由于膜質(zhì)過(guò)氧化給西蘭花組織細(xì)胞帶來(lái)的損傷。

a-相對(duì)電導(dǎo)率;b-丙二醛含量

相對(duì)電導(dǎo)率的大小可以反映果蔬組織細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)的滲漏情況,是衡量細(xì)胞膜受損程度的指標(biāo)之一,果蔬組織的細(xì)胞膜組織受損后,會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)的電解質(zhì)出現(xiàn)外滲的現(xiàn)象,導(dǎo)致相對(duì)電導(dǎo)率上升。如圖7所示,貯藏期間,各組西蘭花的相對(duì)電導(dǎo)率均呈隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng),相對(duì)電導(dǎo)率上升的趨勢(shì)。貯藏第4天時(shí),預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組的相對(duì)電導(dǎo)率分別顯著低于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組,比同期對(duì)照組的相對(duì)電導(dǎo)率低5.62%和6.50%。貯藏第5天時(shí),預(yù)冷+低溫組相對(duì)電導(dǎo)率僅為39.36%,顯著低于預(yù)冷+常溫組與不預(yù)冷+常溫組(P<0.05),細(xì)胞膜受損程度最低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,壓差預(yù)冷有效保護(hù)了西蘭花貯藏期間細(xì)胞膜的完整性,降低了西蘭花組織相對(duì)電導(dǎo)率的上升。

2.2.6 壓差預(yù)冷對(duì)西蘭花貯藏期間SOD、APX與PRX酶活性的影響

SOD含有金屬輔基[15],可以與PRX等酶協(xié)同抵御活性氧對(duì)于植物細(xì)胞造成的氧化傷害[16],是植物組織活性氧代謝的重要酶之一;APX可以催化H2O2與抗壞血酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),使得H2O2得以分解清除[17],是植物組織抗氧化的重要酶。PRX是果蔬體內(nèi)一種重要的氧化還原酶,可以催化過(guò)氧化氫的氧化,實(shí)現(xiàn)對(duì)其的分解,在果蔬成熟衰老、抗氧化、抗逆等生物過(guò)程發(fā)揮著重要的作用[18]。如圖8所示,SOD、APX、PRX活性在貯藏期間整體均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。其中,在貯藏第4天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組SOD活性均顯著高于不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組(P<0.05);在貯藏第4天和第5天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組APX活性均顯著高于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組;在貯藏第3天和第5天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組PRX活性均顯著高于不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組(P<0.05);實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,預(yù)冷處理可以使得西蘭花在貯藏后期保持較高的活性氧代謝相關(guān)酶活性,實(shí)現(xiàn)對(duì)活性氧的分解,減少活性氧對(duì)西蘭花帶來(lái)的損傷。

a-SOD活性;b-APX活性;c-PRX活性

3 討論

預(yù)冷技術(shù)作為一種便捷有效的采后處理方式,目前已經(jīng)應(yīng)用于多種果蔬保鮮,不同預(yù)冷方式可以通過(guò)維持果蔬可溶性固形物、可滴定酸含量[19],延緩軟化、腐爛[20]等不同方面實(shí)現(xiàn)保鮮的目的,在果蔬采后品質(zhì)的維持上發(fā)揮著重要的作用。不同的預(yù)冷方式也適用于不同的果蔬,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要綜合考慮產(chǎn)地實(shí)際情況、果蔬的特點(diǎn)以及不同預(yù)冷方式的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)確定合適的預(yù)冷方式。針對(duì)冷庫(kù)的建立與預(yù)冷設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用同樣需要更多的理論支撐,本研究為西蘭花采后預(yù)冷工藝做出了一定的探索,并對(duì)預(yù)冷的保鮮機(jī)制做了初步的探討。

壓差預(yù)冷是目前廣泛應(yīng)用于多種果蔬保鮮的重要預(yù)冷技術(shù),在紅毛丹[21]、長(zhǎng)棗[22]等果蔬保鮮中已經(jīng)被證實(shí)有優(yōu)秀的保鮮效果,在本研究中,壓差預(yù)冷提高了西蘭花抗氧化酶的活性,提升了西蘭花抵御氧化脅迫的能力,維持了西蘭花的品質(zhì);同時(shí),預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏可能還在一定程度上抑制了微生物的生長(zhǎng)發(fā)育,降低了可溶性固形物的消耗與腐爛率,但壓差預(yù)冷對(duì)不同果蔬維持采后品質(zhì)的機(jī)制可能有所不同,針對(duì)不同類型果蔬采后可能出現(xiàn)的影響品質(zhì)的各種問(wèn)題,需要選擇合適的預(yù)冷方式或研發(fā)相應(yīng)的預(yù)冷設(shè)備滿足大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求,或者將預(yù)冷與數(shù)學(xué)建模、工程設(shè)計(jì)等結(jié)合,以求用更低的成本來(lái)獲得更好的果蔬預(yù)冷效果[23]。

有研究表明,果蔬內(nèi)MDA與過(guò)氧化氫的積累是植物衰老的重要誘因,活性氧代謝紊亂引起的活性氧含量急劇上升使得其體內(nèi)葉綠素降解、蛋白質(zhì)的合成受到阻礙、膜結(jié)構(gòu)遭到破壞[24],引起硬度下降及商品價(jià)值的喪失?；钚匝跏侵参镉醒醮x的重要產(chǎn)物,預(yù)冷去除了西蘭花采收時(shí)的田間熱,降低了西蘭花的呼吸速率,減少了乙烯的產(chǎn)生與活性氧的積累,維持了采后西蘭花組織內(nèi)蛋白質(zhì)的功能完整性,延緩了西蘭花的衰老。在不預(yù)冷組中,西蘭花采后呼吸旺盛,加速了西蘭花的衰老,活性氧積累量提升,導(dǎo)致西蘭花細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞,植物中蛋白質(zhì)遭到損傷,導(dǎo)致相關(guān)酶活性降低,對(duì)活性氧的清除能力下降,西蘭花發(fā)生活性氧代謝紊亂,導(dǎo)致其貯藏品質(zhì)的下降。

4 結(jié)論

高風(fēng)速與0 ℃風(fēng)溫預(yù)冷在80 min可以完成對(duì)西蘭花的預(yù)冷,從考慮西蘭花較大產(chǎn)量和節(jié)能、節(jié)時(shí)的角度,選擇高風(fēng)速7.4 m/s、0 ℃風(fēng)溫作為西蘭花壓差預(yù)冷的處理?xiàng)l件;壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏降低了西蘭花在貯藏期間的失重率與腐爛率,減緩了葉綠素的分解與硬度的上升,降低了西蘭花的相對(duì)電導(dǎo)率與MDA含量,同時(shí)壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏提高了西蘭花組織內(nèi)活性氧代謝相關(guān)酶(SOD、PRX、APX)的活性,使得西蘭花在貯藏期間維持了較高的抗氧化水平,提高了西蘭花貯藏期間維持其商品價(jià)值與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的能力。