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        不同保鮮包裝對天麻貯藏生理和效果的影響

        2016-09-10 08:47:49孫海燕鐘愛民李新生張曉宏
        食品工業(yè)科技 2016年12期
        關鍵詞:保鮮袋總糖天麻

        孫海燕,馬 駿,鐘愛民,李新生,張曉宏,張 鶴

        (1. 陜西理工學院陜西省資源生物重點實驗室,陜西漢中 723000;2.陜西理工學院,生物科學與工程學院,陜西漢中 723000;3.國家農產品保鮮工程技術研究中心秦巴地區(qū)保鮮工作站,陜西漢中 723000;4.陜南秦巴山區(qū)生物資源綜合開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心,陜西漢中 723001;5.國家農產品保鮮工程技術研究中心,天津 300384;6.四川赤健中藥科技有限公司,四川廣元 628000)

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        不同保鮮包裝對天麻貯藏生理和效果的影響

        孫海燕1,2,3,4,馬駿3,5,鐘愛民6,李新生1,2,3,4,張曉宏6,張鶴3,5

        (1. 陜西理工學院陜西省資源生物重點實驗室,陜西漢中 723000;2.陜西理工學院,生物科學與工程學院,陜西漢中 723000;3.國家農產品保鮮工程技術研究中心秦巴地區(qū)保鮮工作站,陜西漢中 723000;4.陜南秦巴山區(qū)生物資源綜合開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心,陜西漢中 723001;5.國家農產品保鮮工程技術研究中心,天津 300384;6.四川赤健中藥科技有限公司,四川廣元 628000)

        為探究天麻的保鮮技術,以漢中天麻(GastrodiaelataBl)為試材,選取PE20、PE30、PE40和抗菌四種保鮮袋包裝天麻,常溫貯藏。每8 d測試比較天麻失重率、腐爛指數(shù)、呼吸強度、蛋白質、總糖和天麻素含量指標的變化,結果表明,PE20保鮮袋對天麻的保鮮效果最佳,在貯藏過程中有效地防止了天麻的失水萎蔫和腐爛,抑制了天麻呼吸強度的上升,較好地控制了天麻蛋白、總糖和天麻素含量的損失,延長天麻貯藏期至65 d,保鮮效果較好。該研究結果可為天麻低溫貯運保鮮提供參考。

        天麻,保鮮袋,貯藏

        天麻(GastrodiaelataBl)又稱赤箭、定風草、獨播芝等,為蘭科多年生異養(yǎng)寄生植物,是我國傳統(tǒng)的常用名貴中藥材[1],被歷版《中國藥典》所收錄[2]。天麻素及其苷元是天麻中主要活性成分,具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、安眠等功效[3]。世界上只有亞洲東部的中國、朝鮮、日本,以及前蘇聯(lián)遠東地帶出產天麻,但產量以中國最多,主要分布于云南、四川、陜西、湖北、河南、吉林、臺灣和西藏等地[4]。目前天麻主要作為藥材使用,市場上幾乎沒有鮮食天麻。這主要是由于天麻采收期集中且短,而且鮮天麻極易腐爛,不耐貯藏,常溫一般放置5~7 d。因此,天麻保鮮貯藏的技術難關已成為鮮食天麻在市場上流通的瓶頸。

        國內外有關鮮食天麻貯藏保鮮的研究報道較少,國內僅王晶宇[5]和王文艷[6]對其貯藏保鮮技術進行了一些初步研究,主要是對鮮食天麻的貯藏工藝及鮮食天麻與傳統(tǒng)干制天麻的貯藏生理進行了比較。迄今為止,鮮食天麻貯藏期間的品質變化規(guī)律研究仍屬空白,使得其貯藏保鮮研究缺乏理論基礎。該實驗選取漢中鮮天麻為實驗材料,首次研究保鮮袋貯藏天麻的品質變化,以期為鮮食天麻的產業(yè)化貯藏提供理論依據和技術指導。

        1 材料與方法

        1.1材料與儀器

        新鮮天麻產自漢中略陽,采收當天運回實驗室,選用大小均一,無機械傷,無病蟲害的天麻;四種不同規(guī)格的保鮮袋:PE20:0.02 mm PE袋;PE30:0.03 mm PE袋;PE40:0.04 mm PE袋;抗菌保鮮袋:0.04 mm PVC袋以上保鮮袋由國家農產品保鮮工程技術研究中心提供;考馬斯亮藍G-250、氫氧化鈉、草酸、磷酸、濃硫酸均為分析純,天津市津東天正精細化學試劑廠;蒽酮南京森貝伽生物科技有限公司;牛血清蛋白南京森貝伽生物科技有限公司;葡萄糖中國食品藥品檢定研究院;天麻素中國食品藥品檢定研究院,以上均為標準品;乙醇(色譜級)南京化學試劑有限公司;蒸餾水。

        電熱恒溫鼓風干燥箱DHG-9055A型上海一恒科技有限公司;小型粉碎機ZN-02型北京興時利和科技發(fā)展有限公司;pH計PHS-3D上海儀電科學儀器股份有限公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-6型國華電器有限公司;超高效液相色譜儀,帶PDA檢測器,色譜柱為Inertsil ODS-3C18柱(150 mm×4.6 mm,5 μm)美國Waters公司;紫外-可見分光光度計SHIMADZUUV-2550型日本島津;電子天平AL204型梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;UTM4104/UTM6104電子萬能實驗機深圳三思縱橫科技股份有限公司;W301水蒸氣透過率測試儀深圳三思縱橫科技股份有限公司。

        1.2實驗方法

        1.2.1保鮮袋物理性能指標測試

        1.2.1.1保鮮袋的力學性能測試在室溫下,對不同的保鮮袋進行力學性能測試。其中,厚度測試,按照GB/T 6672-2001[7]執(zhí)行;拉伸強度與斷裂伸長率,按照GB/T 1040.3-2006[8]執(zhí)行。

        1.2.1.2保鮮袋的阻隔性能測試在室溫下,對不同的保鮮袋進行阻隔性能測試。其中透濕率,按國標GB/T 16928-1997[9]執(zhí)行,在溫度38 ℃,相對濕度85%的環(huán)境下執(zhí)行;透氧率,按照GB/T 1038-2000[10]塑料薄膜透氣性實驗方法執(zhí)行。

        1.2.2保鮮天麻的處理用清水沖洗干凈天麻,晾干后分別放入如下四種不同規(guī)格的保鮮袋中:PE20:0.02 mm PE袋;PE30:0.03 mm PE袋;PE40:0.04 mm PE袋;抗菌保鮮袋:0.04 mm PVC袋。每袋處理盛裝天麻1000 g,每處理設3次重復,同時設CK處理,即用常規(guī)塑料袋包裝。所有處理均貯藏于室溫條件下,定期測定各處理的生理生化指標及貯藏效果。

        1.2.3天麻生理指標測定

        1.2.3.1天麻失重率測定稱重法[11]。

        結果按照式(1)計算:

        式(1)

        其中,M1:采收當天新鮮天麻質量(g);M2:實驗當天稱量天麻的質量(g)。

        1.2.3.2天麻腐爛指數(shù)測定以天麻表面出現(xiàn)腐爛面積為果實腐爛的辨別依據。天麻的腐爛程度,根據果實表面腐爛面積的大小,可以劃分為4級[12]。

        天麻腐爛分級:0級:果實完好,無任何病斑,可售;1級:果實腐爛面積5%,出現(xiàn)1~2個病斑點在天麻表面、硬度基本不變,可售;2級:果實腐爛面積6%~15%,表面出現(xiàn)多個病斑點,斑點面積變大,軟化,表面有較少面積長白毛;3級:果實腐爛面積16%~25%;4級:腐爛面積達到25%以上。

        結果按照式(2)計算:

        式(2)

        1.2.3.3天麻蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250法測定蛋白質含量,參考文獻[13]測天麻蛋白質。

        1.2.3.4天麻呼吸強度測定靜置法[14]。結果按照式(3)計算:

        式(3)

        其中,N-為草酸的當量濃度(mol/L);W-樣品質量(g);h-時間(h);44-為CO2的毫克當量;V1-空白組消耗草酸的體積(mL);V2-實驗組消耗草酸的體積(mL)。

        1.2.3.5天麻素含量測定參考《中華人民共和國藥典》2010年版天麻質量標準[15]。高效液相法測定,確定色譜柱為InertsilODS-3C18柱(150mm× 4. 6mm,5μm);流動相:乙腈:0.1%磷酸(2∶98,V/V);流速:1.0mL/min;檢測波長:220nm;柱溫:30 ℃;進樣量:10μL。理論塔板數(shù)按天麻素峰計算應不低于2000。

        1.2.3.6天麻總糖含量測定采用硫酸-蒽酮比色法[16]。

        1.2.3.7數(shù)據統(tǒng)計全部實驗數(shù)據用MicrosoftExcel2003進行統(tǒng)計處理,計算標準偏差(±SE)。

        2 結果與分析

        2.1保鮮袋物理性能指標測定結果

        2.1.1抗菌袋測定結果抗菌保鮮袋是將安全、緩釋、廣譜的無機抗菌材料,經特殊工藝處理后,以填料的形式添加到保鮮袋中,來替代各種化學防腐保鮮劑的保鮮袋。本次實驗測定了抗菌袋的物理性能參數(shù),如表1所示。

        表1 抗菌袋的物理性能參數(shù)

        注:*:CK為普通保鮮袋;表2、表3同。

        由表1可知,抗菌袋的透氧率和透濕系數(shù)比常規(guī)保鮮袋要好。其物理機械強度指標符合國家輕工業(yè)局標準QB1260-91[17]的性能要求:縱向拉伸強度≥13 MPa,橫向拉伸強度≥11 MPa,斷裂伸長率(縱向和橫向)均≥140%。透濕系數(shù)、透氧率符合實驗要求。

        2.1.2PE保鮮袋測定結果PE保鮮袋是用聚乙烯為主要材料做成的保鮮袋,在果蔬保鮮上得到大量應用,除此以外,PE保鮮袋也可盛裝油性食物和高溫食物,但溫度不超過110 ℃,使用范圍非常廣泛。

        2.1.2.1力學性能測試力學性能好壞是判斷材料相熔性大小及機械性能的重要指標之一,不同厚度的保鮮袋力學性能測試結果見表2。

        表2 PE保鮮袋力學性能測試結果

        由表2可知,PE保鮮袋厚度越厚其拉伸效果就越好,PE40最好,其斷裂伸長率也遠遠大于其他保鮮袋;PE20的拉伸強度和斷裂伸長率最差,在實際的儲存中承受的重量較小。

        2.1.2.2透氧和透濕性能分析PE保鮮袋的透氧率和透濕系數(shù)如表3所示。

        表3 PE保鮮袋透氧率和透濕性能

        由表3可知,PE保鮮袋的透氧率和透濕系數(shù)與厚度有直接相關性,袋子越厚其透濕系數(shù)越低,透氧率越高。PE保鮮袋的透氧量和透濕性能在很大程度上影響貯存果蔬的水分蒸發(fā)和呼吸作用,是決定果蔬儲存時間的重要因素之一。

        2.2保鮮袋對天麻保鮮效果分析

        2.2.1天麻失重率的變化由圖1可以看出,用保鮮袋包裝處理的天麻失重率比不做任何處理的天麻失重率低,說明保鮮袋對抑制天麻的水分蒸散有明顯效果;在第65 d時PE20、PE30、PE40和抗菌保鮮袋貯藏的天麻失重率分別為2.24%、2.17%、1.40%、2.52%,抗菌保鮮袋貯藏的天麻的失重率比PE保鮮袋的失重率略高,但不明顯。保鮮袋包裝處理的天麻總體失重率都很低,是實際貯藏過程中可接受的程度。

        圖1 天麻失重率隨時間的變化圖Fig.1 Gastrodia elata water loss rate of variation over time

        2.2.2天麻腐爛指數(shù)的變化由圖2可以看出,用保鮮袋處理的天麻腐爛指數(shù)明顯低于對照組,對照組天麻在第8 d開始有明顯的萎縮和腐爛現(xiàn)象,腐爛指數(shù)達到4級,PE30和PE40保鮮袋在第17 d時未出現(xiàn)腐爛,但PE40保鮮袋和抗菌袋內壁開始有明顯結露現(xiàn)象出現(xiàn),各組保鮮袋包裝處理的天麻在第35 d時腐爛指數(shù)開始增加,35 d時保鮮袋包裝處理的天麻腐爛等級最大為1級,腐爛指數(shù)1.2,比對照組腐爛指數(shù)低2.8,說明保鮮袋對天麻腐爛有明顯的抑制作用。腐爛指數(shù)<2,均可以作為商品在市場上銷售[18],在天麻貯藏到65 d時,只有PE20保鮮袋貯藏的天麻腐爛指數(shù)<2,所以PE20保鮮袋貯藏天麻效果最好。

        圖2 天麻腐爛指數(shù)隨時間的變化圖Fig.2 Gastrodia elata decay index of variation over time

        2.2.3天麻蛋白質含量的變化天麻蛋白質是天麻的主要營養(yǎng)物質,具有抑制霉菌生長、抗真菌等作用[19]。天麻蛋白質含量隨貯藏時間的變化如圖3所示。

        圖3 天麻蛋白質含量隨時間的變化圖Fig.3 Change in the protein content of Gastrodia elata of variation over time

        由圖3可知,在65 d貯藏時間內,天麻蛋白質含量整體均呈下降趨勢,其中CK組天麻蛋白下降最快,由最初的6.28%下降至2.46%,損失率達60.83%,保鮮袋包裝處理天麻下降較慢,第65 d時,PE20保鮮袋中的天麻下降至4.68%,損失率達25.48%,由此可知PE20損失率最低,保鮮效果最好。

        2.2.4天麻呼吸強度的變化呼吸作用會消耗果蔬體內營養(yǎng)成分,使其品質下降,縮短貯藏壽命。因此,控制果蔬采后呼吸作用,已成為果蔬貯藏保鮮技術的關鍵。鮮食天麻在貯藏過程中的呼吸強度變化規(guī)律如圖4所示。

        圖4 天麻呼吸強度隨時間的變化圖Fig.4 Gastrodia elata respiration intensity of variation over time

        由圖4可以看出,天麻呼吸強度呈先上升后下降趨勢,這種趨勢符合躍變型果實呼吸強度特征,因此初步認定天麻為呼吸躍變型果實。第8 d時CK組呼吸強度達到最大值為62.5 mg·kg-1·h-1,隨后急速下降,到第65 d時,呼吸強度降至32.6 mg·kg-1·h-1;而保鮮袋包裝處理天麻在第17 d呼吸強度達到最大,其中PE20保鮮袋貯藏的天麻的呼吸強度最小值為47.5 mg·kg-1·h-1,隨后下降,到第65 d時呼吸強度降至20.5 mg·kg-1·h-1,其呼吸強度顯著低于CK組天麻(p<0.05),說明保鮮袋包裝處理天麻可以在一定程度上抑制天麻的呼吸,由以PE20保鮮袋抑制效果要好。

        2.2.5天麻素含量的變化天麻素是天麻中的主要藥理活性成分,也是天麻活性成分中含量最高的有效單體成分,天麻素具有鎮(zhèn)痛催眠、抗癲癇、保護神經元細胞和抗氧化、抗炎、增強機體免疫力等作用[20]。天麻素的高低決定了天麻的藥用品質性狀[18]。我國藥典(2010年版)在對天麻藥材的質量檢測中要求天麻素的含量(按干燥品計算)不得少于0.20%[15],天麻作為食品在市場銷售,其天麻素的含量(按干燥品計算)可小于0.20%。

        由圖5可知,天麻中的天麻素含量整體呈下降趨勢,通過保鮮袋處理以后,各保鮮袋對天麻素含量的下降影響不大。CK組的天麻素含量均低于保鮮袋包裝處理的天麻素含量,貯藏第7 d時天麻素的含量為0.20%,PE20、PE30、PE40和抗菌保鮮袋中天麻素的含量分別為:0.38%、0.25%、0.20%、0.37%,其中PE20和抗菌保鮮袋處理的天麻天麻素含量較高,天麻素的損失率小。

        圖5 天麻中天麻素隨時間的變化圖Fig.5 Gastrodia elata in the variation over time

        圖5中抗菌保鮮袋貯藏的天麻天麻素含量在第4 d時出現(xiàn)了輕幅度的上升,這可能是由于在實驗過程中所選取的天麻個體大小本身存在差異,天麻個體的大小與天麻素的含量有密切關系[21]。除此之外影響天麻素提取率的因素有很多,如溶劑的選擇[19]、煎煮時間、溫度和次數(shù)[22]等。

        2.2.6天麻總糖含量的變化天麻多糖含有吡喃糖、吡喃葡萄糖等單糖,是非均一組份構成的多糖,其糖鏈主要結構為α-吡喃型D-葡萄糖[23]。對天麻早期的研究主要集中在天麻素和天麻苷元,而對天麻多糖研究報道不多。植物性多糖類化合物是一種免疫調節(jié)劑,它能激活免疫細胞,提高機體的免疫功能,而對正常細胞沒有毒副作用,此外還有抗衰老、降血壓、清除自由基、延緩衰老和抗菌等作用[24-25]。

        圖6 天麻中天麻總糖含量隨時間的變化圖Fig.6 Gastrodia elata in total sugarcontent of variation over time

        由圖6可知,天麻總糖含量隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢,這主要是因為天麻呼吸作用會消耗一部分糖。天麻總糖的含量也反應出天麻在貯藏過程中品質的好壞。本實驗測定新鮮天麻總糖含量為79.77%,這與朱潔平測定的天麻總糖65.8%、84.6%、87.3%的結果大體一致[22]。在第65 d時,抗菌袋保鮮的天麻總糖含量低于其它保鮮袋,但比對照組中天麻總糖含量43.37%高,說明保鮮袋包裝處理的天麻總糖保存率高,CK組天麻總糖損耗率最大。在第65 d時,保鮮袋包裝處理的天麻中天麻總糖含量排序為PE30>PE20>PE40>抗菌,可知PE30和PE20保鮮袋貯藏天麻的總糖損耗率小,貯藏效果佳。

        3 結論

        抗菌保鮮袋的拉伸強度和斷裂拉伸率要優(yōu)于PE保鮮袋,在機械性能方面最優(yōu),PE20保鮮袋的拉伸強度和斷裂伸長率最差,在實際的儲存中機械性能較差。但PE保鮮袋透濕性和透氧率要好于抗菌保鮮袋,并且厚度越薄,透濕性和透氧率就越好,透濕性和透氧率直接影響到天麻的失重率和呼吸強度的變化。保鮮袋包裝處理天麻可以在一定程度上抑制天麻腐爛、天麻總糖和天麻蛋白的下降;但各種保鮮袋處理對天麻素的含量下降趨勢影響不大,均不能抑制天麻素的快速降解。通過該實驗首次認定天麻為呼吸躍變型果實,這對研究天麻貯藏保鮮方法及技術提供了非常有益的幫助。綜合比較實驗結果,可以得出PE20保鮮袋保鮮效果最好,延長天麻貯藏期至65 d。

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        Effect of different packing bags on quality ofGastrodiaelataBl

        SUN Hai-yan1,2,3,4,MA Jun3,5,ZHOU Ai-min6,LI Xin-sheng1,2,3,4,ZHANG Xiao-hong6,ZHANG He3,5

        (1.Shaanxi Key Laboratory of Resource Biology,Hanzhong 723000,China;2.Shaanxi University of Technology School of Biological Science and Engineering,Hanzhong 723000,China;3.National Engineering Research Center for Preservation of Agricultural Products in Qinba Area Preservation Workstation,Hanzhong 723000,China;4.Qinling Bashan Mountains Bioresources Comprehensive Development C. I. C. Chaoyang Road,Hanzhong 723001,China;5.National Engineering and Technology Research Center of Agriculture Products Freshness Protection,Tianjin 300384,China;6.Sichuan chi-jian Traditional Chinese Medicine Technology Co.,Ltd.,Guangyuan 628000,China)

        In order to explore the preservation technology of gastrodia elata,four kinds of fresh-keeping bagGastrodiaelataBlin Hanzhong city had been chosen as experimental material,including PE20,PE30,PE40 and antibacterial,and then storage at room temperature. The changes ofGastrodiaelataBl’sweight loss rate,decay index,respiration intensity,protein,total sugar and gastrodin content index should be measured and compared in each 8 days. The result showed that PE20 fresh-keeping bags had optimal effect onGastrodiaelatastorage. In the process of storage,it prevented the water loss,wilting and decay of gastrodia elata effectively and the increase of respiration intensity of the gastrodia elata was inhibited. It well controlled the loss of the protein,total sugar and gastrodine content in gastrodia elata. The storage period was extended to 65 days,could keep the quality of fruit.The research could provide a cold storage and transport of fresh-keeping forGastrodiaelataBl.

        Gastrodiaelata;plastic bags;storage

        2015-06-12

        孫海燕(1979-),女,碩士,講師,研究方向:食品貯藏保鮮及功能成分研究,E-mail:diyson2008@163.com。

        農業(yè)部農產品貯藏保鮮重點實驗室開發(fā)課題(KF007);橫向項目(208020989);陜西省科技研究發(fā)展計劃項目(2015NY070)。

        TS255.3

        A

        1002-0306(2016)12-0329-05

        10.13386/j.issn1002-0306.2016.12.054

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