陳學玲,張莉會,嚴守雷,梅 新,施建斌,蔡 沙,隋 勇,何建軍,
(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所,湖北 武漢 430064;2.華中農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院,湖北 武漢 430070)
西蘭花又稱為莖椰菜、青花菜等,屬十字花科蕓苔屬甘藍種[1]。西蘭花營養(yǎng)豐富,其主要含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、維生素等。然而,西蘭花采后呼吸旺盛,葉綠素在貯藏過程中容易降解,莖和花蕾失水后松軟,營養(yǎng)成分逐漸降解,常溫放置2~3 d就開始變黃,嚴重影響其商品價值[2-5]。
鮮切果蔬是指以新鮮果蔬為原料,經(jīng)分級、清洗、整修、去皮、切分、保鮮、包裝等一系列處理后,再用塑料薄膜袋或以塑料托盤盛裝外覆塑料膜包裝,最后經(jīng)過低溫運輸進入冷柜銷售的果蔬制品[6],具有天然、營養(yǎng)、新鮮、方便以及可利用度高等特點[7],可滿足人們追求天然、營養(yǎng)、快節(jié)奏的生活方式的需求。西蘭花非常適合于鮮切蔬菜切割加工,但其采后代謝旺盛、貯藏期短[8]。有研究表明其在室溫下24 h就發(fā)生黃化、失水衰老,營養(yǎng)成分逐漸流失[9];由于鮮切時受到機械損傷,其組織細胞破裂,營養(yǎng)物質(zhì)外流,因此如何提高鮮切產(chǎn)品的質(zhì)量,是延長其貨架期的關(guān)鍵[10]。
近年來,鮮切蔬菜在歐美、日本、中國等國家和地區(qū)的消費量逐漸增加[11],具有很高的開發(fā)價值和廣闊的市場前景。目前我國成品鮮切菜的貨架期只有7 d左右,而對于包裝材料應(yīng)用于保鮮方面的研究鮮有報道[12]。本研究通過對西蘭花切分后選擇不同的包裝材料,測定包裝貯藏后生理生化指標,從而篩選較優(yōu)的包裝材料,延長貨架期,為鮮切西蘭花在國內(nèi)的進一步發(fā)展提供理論參考。
市售西蘭花購于湖北省農(nóng)業(yè)科學院菜市場,采收于7~8月份。
ZY-T1912D一次性果蔬保鮮聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)托盤(10 cm×18 cm)北京正耀包裝制品有限公司;聚乙烯(polyethylene,PE)膜(30 cm×30 m) 寧波新力包裝材料有限公司;聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride,PVDC)膜(30 cm×15 m) 脫普日用化學品(中國)有限公司;低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)膜(30 cm×90 m) 中山市新美包裝機械制品有限公司;聚甲基戊烯(polymethylpenten,PMP)膜(30 cm×20 m) 日本理研華普洛株式會社。不同包裝材料的性能參數(shù)見表1。
表1 不同包裝材料的性能參數(shù)Table1 Performance parameters of packaging materials
丙二醛(malondialdehyde,MDA)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)及過氧化物酶(peroxidase,POD)試劑盒 南京建成生物工程研究所。
722G可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;7001二氧化碳測定儀 美國Telaire公司。
1.3.1 原料前處理
選擇新鮮、飽滿、成熟度適中、無異味、無病蟲害的西蘭花,用鋒利的刀具將其切分成直徑3~4 cm的小花球[13]。先用清水沖洗西蘭花,再用100 mg/L次氯酸鈉溶液浸泡3 min,取出后用清水漂洗1 min,避免殺菌劑殘留過量。再采用瀝水籃盛裝,去除表面水分,最后放入PET托盤中擺放整齊,每盤6 個,分別用PE、PVDC、LDPE和PMP膜密封,各18 盤,稱質(zhì)量(約100 g/盤),貼上標簽,4 ℃冷藏,每3 d測一次指標。
1.3.2 指標測定
VC含量參考《果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)》方法測定[14];葉綠素含量采用王丹等[15]的方法測定;可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)采用手持折光儀測定;呼吸強度采用二氧化碳測定儀測定;質(zhì)量損失率采用質(zhì)量法測定;MDA含量和PPO、SOD、POD活力分別采用MDA、PPO、SOD、POD試劑盒測定。
實驗數(shù)據(jù)為3 次重復(fù)實驗的平均值,用SPSS 19.0軟件進行One-way ANOVA差異顯著性分析。P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
圖1 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期VC含量的影響Fig. 1 Effects of packaging materials on VC content of fresh-cut broccoli during storage
VC是果蔬重要的營養(yǎng)成分,其含量的變化可作為評價果蔬貯藏品質(zhì)的一個指標。鮮切處理果蔬由于受到切分,組織遭破壞,易于接觸氧氣,而使VC被氧化[15]。由圖1可知,貯藏期間,4 組鮮切西蘭花VC含量變化趨勢基本一致,即隨著時間的延長,VC含量逐漸下降,這與包裝材料在百香果[16]、水蜜桃[17]貯藏研究中的結(jié)論相似。這主要是因為VC在中性條件下很容易被氧化,導(dǎo)致VC含量降低[18]。貯藏12 d時,PVDC組西蘭花VC含量最高(38.18 mg/100 g),PMP組最低(14.82 mg/100 g);4 組間西蘭花VC含量差異極顯著(P<0.01)。這可能與4 種膜的透氧率大小有關(guān),其中PVDC膜透氧率最小,貯藏微環(huán)境中氧氣濃度最低,導(dǎo)致該組VC含量最高。
圖2 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期葉綠素含量的影響Fig. 2 Effects of packaging materials on chlorophyll content in fresh-cut broccoli during storage
鮮切西蘭花貯藏過程中,花球失綠變黃是西蘭花衰老的重要標志,這被稱為“褪綠黃化”,這主要是葉綠素的降解所致。由圖2可知,鮮切西蘭花在貯藏過程中,4 組西蘭花葉綠素含量均呈下降趨勢。貯藏0~3 d,4 組鮮切西蘭花葉綠素含量急劇下降;3~12 d葉綠素含量下降趨于平緩;第12天時,PE、PVDC、LDPE及PMP 4 組葉綠素含量分別為168、118、141、101 mg/100 g,且4 組間葉綠素含量差異極顯著(P<0.01)??梢?,PE膜能有效地延緩西蘭花葉綠素的降解,效果優(yōu)于其他3 種包裝材料。在綠蘆筍[18]、菠菜[19]等的研究中同樣發(fā)現(xiàn)PE有效抑制了葉綠素降解,但其機理有待進一步探討。
圖3 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)的影響Fig. 3 Effects of packaging materials on the content of soluble solids in fresh-cut broccoli during storage
可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)是判斷果蔬適時采收和耐貯藏性的一個重要指標,也是決定鮮切西蘭花品質(zhì)的主要因素。由圖3可知,鮮切西蘭花可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)整體呈現(xiàn)下降-上升-下降的趨勢,這與高雪[20]、郭香鳳[21]等的研究結(jié)果相似。主要原因在于鮮切西蘭花貯藏前期因受機械損傷,導(dǎo)致呼吸作用加劇,營養(yǎng)物質(zhì)逐漸流失;中期大分子物質(zhì)分解,從而使可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)增加[20];后期可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)下降主要由西蘭花衰老、呼吸作用以及營養(yǎng)物質(zhì)逐漸消耗所致[22]。貯藏第12天時,PVDC組可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)最高,其次是PE組,隨后是PMP組和LDPE組;前兩組顯著高于后兩組(P<0.05)。由此可見,PVDC能更好地延緩鮮切西蘭花組織代謝、物質(zhì)消耗,較好地保持鮮切西蘭花營養(yǎng)物質(zhì)。
圖4 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期呼吸強度的影響Fig. 4 Effects of packaging materials on respiration rate of fresh-cut broccoli during storage
由于呼吸作用會加速果蔬貯藏物質(zhì)的消耗,使果蔬的品質(zhì)下降,因此只有有效地抑制果蔬的呼吸作用,才能提高其保鮮品質(zhì)[23]。由圖4可知,4 組鮮切西蘭花均在第3天出現(xiàn)呼吸高峰,這與尚海濤等[24]的研究結(jié)果一致。貯藏中后期(3~12 d),PVDC膜對鮮切西蘭花呼吸的抑制效果最佳,其次是LDPE膜,PMP和PE的效果較差;貯藏12 d時,PVDC、LDPE、PMP和PE 4組鮮切西蘭花的呼吸強度分別8.57、9.51、10.51 mg/(kg·h)和10.43 mg/(kg·h)??梢?,PVDC膜有效地抑制了鮮切西蘭花的呼吸,且在雞樅菌保鮮研究[25]中具有類似抑制效果。
圖5 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期質(zhì)量損失率的影響Fig. 5 Effects of packaging materials on percentage mass loss of fresh-cut broccoli during storage
果蔬的呼吸作用和蒸騰作用使得果蔬在貯藏期間水分損失,質(zhì)量減少,即質(zhì)量損失率的變化反映果蔬品質(zhì)的變化,質(zhì)量損失率越高表明果蔬品質(zhì)下降越嚴重[26]。由圖5可知,隨著貯藏時間的延長,4 組鮮切西蘭花的質(zhì)量損失率均呈現(xiàn)上升的趨勢,這是由于在貯藏過程中西蘭花因蒸騰和呼吸作用而造成水分的散失。水分的損失不僅造成西蘭花失鮮、質(zhì)量損失,而且會影響西蘭花的食用品質(zhì)和營養(yǎng)價值[23]。貯藏12 d時,4 組西蘭花的質(zhì)量損失率差異極顯著(P<0.01),其中,LDPE組質(zhì)量損失率最高,為5.08%,其次是PE、PMP組,PVDC組質(zhì)量損失率最小,為2.7%。由此可見,PVDC膜能更好地保持西蘭花水分,其在香蕉貯藏研究[27]中具有相似作用。
植物器官在衰老時,或在逆境條件下,往往發(fā)生膜脂過氧化,MDA是其產(chǎn)物之一,通常利用它作為脂質(zhì)過氧化指標,膜脂過氧化可產(chǎn)生過多的自由基,可對膜造成破壞和傷害[14]。由圖6可知,隨著貯藏時間的延長,鮮切西蘭花MDA不斷積累,呈不斷升高的趨勢。MDA含量的升高是果蔬衰老的重要標志[20]。貯藏12 d時,PVDC組鮮切西蘭花的MDA含量最低,為14.32 nmol/g;PE組MDA含量最高,為17.71 nmol/g;4 組間MDA含量差異顯著(P<0.05)。由此可見,PVDC膜能更好地抑制西蘭花MDA積累,延緩衰老。
圖7 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期PPO活力的影響Fig. 7 Effects of packaging materials on PPO activity in fresh-cut broccoli during storage
PPO是引起果蔬酶促褐變的主要酶類,PPO催化果蔬原料中的內(nèi)源性多酚物質(zhì)氧化生成黑色素,嚴重影響果蔬的營養(yǎng)、風味及外觀品質(zhì)。PPO活力往往在果蔬趨向衰老時升高,是反映果蔬衰老的指標之一。由圖7可知,在鮮切西蘭花貯藏過程中,4 組PPO活力均呈先下降后上升趨勢。貯藏前期(0~3 d),4 組膜均不同程度地抑制PPO活力;貯藏12 d時,PVDC、LDPE、PE、PMP 4 組鮮切西蘭花PPO活力分別為25.21、27.02、28.23、29.42 U/g,且4 組間差異極顯著(P<0.01),這說明PVDC膜對西蘭花PPO活力的抑制作用最大。
圖8 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期SOD活力的影響Fig. 8 Effects of packaging materials on SOD activity in fresh-cut broccoli during storage
圖9 包裝材料對鮮切西蘭花貯藏期POD活力的影響Fig. 9 Effects of packaging materials on POD activity in fresh-cut broccoli during storage
POD利用H2O2氧化各種底物,如酚、甲酸、甲醛和乙醇等,能將H2O2分解成O2和H2O,清除果蔬體內(nèi)過量的活性氧,從而使機體免受過氧化物的毒害[31],維持活性氧代謝平衡,保持膜結(jié)構(gòu)完整,延緩果蔬衰老[28]。如圖9所示,4 組西蘭花POD活力均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。貯藏12 d時,PVDC組西蘭花POD活力最高,為523.01 U/mg,LDPE組的POD活力最小,為415.7 U/mg,且4 組間差異極顯著(P<0.01)。可見,PVDC膜包裝有利于提高西蘭花的POD活力,進而清除過剩的活性氧,延緩西蘭花衰老進程,達到延長貨架期的效果。
鮮切西蘭花分別用PVDC、PE、LDPE、PMP 4 種膜包裝,4 ℃貯藏12 d。通過比較分析貯藏第12天時的生理生化指標發(fā)現(xiàn),與其他3 種膜相比,PVDC膜能更好地抑制鮮切西蘭花的呼吸代謝、VC降解、MDA積累及PPO活力,減少水分和可溶性固形物損失,并提高POD活力,從而延緩西蘭花的衰老;但在保持西蘭花葉綠素含量及提高SOD活力方面,PVDC膜不如PE膜。對于綠色蔬菜而言,消費者更關(guān)注色澤。因此,綜合分析,鮮切西蘭花貯藏0~9 d,PVDC膜保鮮效果最好;貯藏9~12 d,PE膜包裝的商品性最高。