蔡佳昂，趙霞，周靜，肖婷，張敏

(西南大學 食品科學學院，食品科學與工程國家級實驗教學示范中心，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室(重慶)，重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

紅苕尖是紅薯莖頂端的嫩葉部分，也稱為紅薯葉，柔軟滑嫩、味美色鮮，富含多種維生素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分。紅苕尖還具有藥效功能，其含有的脫氫表雄甾酮可預(yù)防結(jié)腸癌和乳腺癌等疾病。因此，紅苕尖有“蔬菜皇后”的美譽。然而紅苕尖采收后極易萎焉腐爛，保鮮十分困難。1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcy clopropene, 1-MCP)作為一種新型乙烯作用抑制劑[1]，具有無毒、低量、高效、穩(wěn)定等優(yōu)點，能特異性的與乙烯受體結(jié)合，從而有效阻止內(nèi)源乙烯的合成和外源乙烯的誘導作用[2-3]。研究證明，1-MCP可以延緩西蘭花[4]、油菜[5]、番茄[6]等貯藏期間的品質(zhì)下降。微孔膜氣調(diào)保鮮包裝能顯著改善包裝內(nèi)外氣體交換, 利用果蔬自身呼吸作用和微孔對氣體通透性來調(diào)節(jié)包裝內(nèi)氣體的比例,控制果蔬的呼吸速度, 從而延長果蔬貯存時間和保鮮效果[7-8]。研究證明微孔氣調(diào)包裝對毛青豆[9]、生菜[10]、油麥菜[10]等有比較明顯的保鮮效果。而利用1-MCP熏蒸和微孔包裝復(fù)合技術(shù)對苕尖的保鮮未見報道，本實驗主要通過對苕尖進行復(fù)合技術(shù)保鮮，研究1-MCP熏蒸和微孔包裝對苕尖保鮮品質(zhì)的影響，探索一種行之有效的保鮮技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮苕尖購于北碚天生農(nóng)貿(mào)市場。挑選色澤飽滿、無病蟲斑、大小均一、成熟度一致的新鮮甘薯莖尖。

愈創(chuàng)木酚、聚乙二醇辛基苯基醚、聚乙二醇6000(分析純)、KI、可溶性淀粉、KIO3，重慶北碚化學試劑廠；L-蛋氨酸、核黃素(生化試劑)，重慶川東化工試劑公司;丙酮、30% H2O2、鄰苯二酚、NaH2PO4·2H2O、Na2HPO4·2H2O、乙二胺四乙酸二鈉 、聚乙烯吡咯烷酮，成都市科龍化工試劑廠；無水乙醇(分析純)，重慶南方試劑廠；氮藍四唑(NBT)，如吉生物科技；1-MCP粉末，咸陽西秦生物科技有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

HI650R 臺式高速冷凍離心機，湖南湘儀；DDS一307A電導率儀，上海雷磁公司 ；UV一2450PC紫外可見分光光度計，日本島津公司；RXZ-800B智能人工氣候箱，寧波東南儀器有限公司；Pac Check?Model 650EC頂空氣體分析儀,美國mocon公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 處理方法

以PE保鮮袋(長寬為50 cm×30 cm，厚度為40 μm，石家莊誠勝塑業(yè))為貯藏單元，每袋裝入擇好的紅苕尖(100±5)g，分為4組，進行處理：CK組，將未熏蒸的紅苕尖放入聚乙烯(polyethylene, PE)保鮮袋中；微孔組，將未熏蒸的紅苕尖放入8孔PE保鮮袋中；1-MCP組，將經(jīng)過12 h熏蒸的紅苕尖放入PE保鮮袋中；復(fù)合組，將經(jīng)過12 h熏蒸的紅苕尖放入8孔PE保鮮袋中。8孔處理是采用0.3 mm的針在PE保鮮袋兩面中段貼近產(chǎn)品位置分別打4個孔，四孔成菱形分布，相鄰2個孔距離10 cm。貯藏在4 ℃左右、RH 90%～95%的氣候箱中，每個處理重復(fù)3次，每個重復(fù)組量為6袋，每3 d進行觀察，測定指標。

1.3.2 腐爛指數(shù)

腐爛指數(shù)采用陳學紅等[11]方法，稍加改動。

以苕尖表面出現(xiàn)水漬狀腐爛斑點作為腐爛的判別依據(jù)，見表1。

表1 腐爛指數(shù)級別標準Table 1 Indicators of decay index of sweet potato leaves

按公式(1)計算腐爛指數(shù)：

(1)

1.3.3 呼吸強度測定

呼吸強度采用 Pac Check?Model 650EC頂空氣體分析儀進行測定。隨機選取100 g左右苕尖，放入真空干燥皿中，靜置1 h，測量真空干燥皿中初始CO2體積分數(shù)φ1、最終CO2體積分數(shù)φ2。通過排水法測定放置苕尖的真空干燥皿中剩余空間體積(即為密閉空間體積)，環(huán)境溫度為 25 ℃。計算公式為：

呼吸強度RI/[mg·(kg·h)-1]=

(2)

式中：φ1，頂空氣體分析儀測定的真空干燥皿中初始CO2體積分數(shù)，%；φ2，頂空氣體分析儀測定的真空干燥皿中最終CO2體積分數(shù)，%；V，密閉空間體積，mL；m，蔬菜的質(zhì)量，kg；t，測定時間，h；T，環(huán)境溫度，℃；M，CO2摩爾質(zhì)量；-273.15，絕對零度；22.4，摩爾體積比。

1.3.4 Vc含量測定

Vc含量測定采用曹建康等[12]的方法，碘酸鉀滴定法。

1.3.5 葉綠素含量測定

葉綠素采用林本芳[4]的方法。

1.3.6 電導率測定

電導率采用葛林梅等[13]方法，稍有改動。

用打孔器將苕尖切成直徑10 mm的圓片，稱取1 g放于40 mL重蒸水(25 ℃恒溫)中平衡1 h，攪拌均勻后測電導率(γ0)。再將浸有樣品的重蒸水加熱至沸騰，30 min后拿出自然冷卻至25 ℃，加重蒸水至原刻度，測其電導率(γ1)。

(3)

1.3.7 過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)活性測定

CAT、SOD、POD、PPO活性采用曹建康等[12]方法。

1.3.8 感官評定

由5人組成評定小組。感官評定采用李方[14]的方法稍加改動，加權(quán)平均，色澤、形態(tài)和質(zhì)地的加權(quán)系數(shù)分別為0.4、0.2、0.4，根據(jù)總分評定樣品品質(zhì),見表2。

表2 貯藏效果感官評分標準Table 2 Indicators of sensory evaluation of sweet potato leaves

1.4 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)采用Excel處理，利用Origin 8制圖，利用SPSS 22軟件進行數(shù)據(jù)單因素顯著性方差及Duncan多重比較，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對腐爛指數(shù)的影響

在整個貯藏期間，苕尖的腐爛指數(shù)在明顯上升，在貯藏后期腐爛的速率加快。在貯藏第12天，3組處理組與CK組形成了顯著性差異(p<0.05)，且在12～18 d內(nèi)，復(fù)合組與CK組、微孔組形成了極顯著性差異(p<0.01)。由此可見，1-MCP熏蒸和8孔氣調(diào)保鮮都能減緩苕尖的腐爛速率，兩者的復(fù)合作用效果更佳。顏廷才等[15]研究發(fā)現(xiàn)氣調(diào)和1-MCP處理能夠抑制軟棗獼猴桃腐爛率的上升。1-MCP通過延緩果實衰老，增加果實本身病害抵抗性[16]；微孔氣調(diào)作為一種自發(fā)氣調(diào)方式，則通過創(chuàng)造出一種低氧和一定CO2含量的環(huán)境抑制苕尖呼吸作用和微生物的生長，從而減緩蔬菜腐爛[17]。

圖1 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對腐爛指數(shù)的影響Fig.1 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on rot index of sweet potato leaves

2.2 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對呼吸強度的影響

呼吸作用會消耗苕尖的營養(yǎng)物質(zhì)，加快其衰老腐敗，因此呼吸強度是判斷苕尖衰老速率的一個重要的指標。由圖2可知，CK組的呼吸高峰出現(xiàn)在第9天；微孔組呼吸高峰出現(xiàn)在第12天；而1-MCP組和復(fù)合組呼吸高峰出現(xiàn)在第15天，且在貯藏后期，與其余兩組形成了極顯著性差異(p<0.01)。

圖2 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對呼吸強度作用Fig.2 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on respiration intensity of sweet potato leaves

由此可見，1-MCP熏蒸和8孔氣調(diào)保鮮能夠推遲苕尖呼吸高峰的出現(xiàn)時間。這與王寶亮、王志華等[18]對巨峰葡萄經(jīng)過1-MCP處理所得到結(jié)果和HONG[19]對鮮切洋蔥進行氣調(diào)包裝的結(jié)果相似。

1-MCP熏蒸處理能夠抑制呼吸作用，可能是由于1-MCP處理阻斷了乙烯所誘導的生理生化反應(yīng)，如呼吸所必需酶的激活及呼吸作用相關(guān)的必需酶的基因表達[20-21]。自發(fā)氣調(diào)形成低O2高CO2的環(huán)境，并通過氣調(diào)袋內(nèi)外的氣體交換來維持內(nèi)部相對穩(wěn)定的低O2高CO2平衡[22]，從而減緩苕尖的呼吸作用。

2.3 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對Vc含量的影響

在整個貯藏期間，苕尖Vc的含量一直呈現(xiàn)下降的趨勢。在0～9 d，Vc下降速率要小于9～18 d。在貯藏后期，CK組苕尖Vc含量已下降81.49%，微孔組保持27.27%Vc含量，1-MCP組保持34.66%Vc含量，而復(fù)合組仍能保持約40%的Vc含量，且在第18天，復(fù)合組與CK組形成顯著性差異(p<0.05)。由此可知，1-MCP熏蒸和8孔氣調(diào)保鮮的復(fù)合技術(shù)能更好地維持苕尖Vc含量。

在植物細胞中活性氧產(chǎn)生的主要位點是有著很高氧化代謝活力或者維持電子傳遞的器官，包括葉綠體、線粒體和一些酶促反應(yīng)[23-24]?？箟难嶙鳛榉敲副Ｗo系統(tǒng)的一員有著清除活性氧的職責。因此，微孔處理和1-MCP熏蒸能夠通過降低苕尖呼吸作用，減少自由基的產(chǎn)生，從而減少Vc的消耗，維持較高的Vc含量。也有研究認為1-MCP是通過抑制ASA降解酶來維持抗壞血酸的含量，MA等[25]研究發(fā)現(xiàn)，1-MCP通過下調(diào)西蘭花細胞中參與AsA降解途徑的BO-APX1和BO-APX2基因轉(zhuǎn)錄表達，上調(diào)抑制AsA降解的BO-DHAR和BO-GLDH基因表達，從而抑制AsA含量的下降，提高抗氧化水平。無氧呼吸能造成Vc異常分解[10]，因此微孔氣調(diào)保鮮能通過降低苕尖的呼吸作用和推遲無氧呼吸，減緩苕尖Vc含量下降速率。SAITO[26]研究發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝能保持蘆筍Vc含量。

圖3 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對Vc含量作用Fig.3 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on ascorbic acid of sweet potato leaves

2.4 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對葉綠素含量的影響

色澤是影響消費者購買苕尖的重要原因之一，待苕尖采摘后，其體內(nèi)的葉綠素、花青素等開始降解，導致苕尖開始黃化。如圖4所示，在貯藏期間，葉綠素含量都呈下降趨勢，但處理組的葉綠素含量普遍高于對照組。貯藏前期葉綠素下降速度較為緩慢。在貯藏后期，12～15 d時，復(fù)合組與其余3組形成了極顯著差異(p<0.01)，在第18天時，復(fù)合組與其余3組形成了顯著性差異(p<0.05)，且經(jīng)過1-MCP熏蒸的兩組葉綠素含量高于其余2組，1-MCP處理效果要好于微孔保鮮。

圖4 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對葉綠素的影響Fig.4 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on chlorophyll of sweet potato leaves

WU等[27]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過1-MCP處理，可以較為明顯減緩韭菜葉綠素的下降。有研究認為，1-MCP對延緩葉綠素降解速率可能與其抑制葉綠素降解酶有關(guān)[28]。GMEZ-LOBATO等[29]對西蘭花進行研究，發(fā)現(xiàn)1-MCP與葉綠素酶基因表達有關(guān)。吳珊珊[30]等認為微孔膜透氣性使植物激素 C2H4向袋外的逸散速度加快，而植物激素乙烯的存在會加速葉綠素的降解，因此微孔膜能通過逸散乙烯來減緩葉綠素降解。

2.5 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對電導率含量的影響

在整個貯藏期間，由于苕尖的自然后熟衰老，其電導率逐漸升高，在貯藏前期，0～9 d，電導率上升速度較緩，從第9天開始，苕尖的電導率迅速上升，復(fù)合組的電導率要小于其余3組，并且在第15天，復(fù)合組與其余3組形成極顯著性差異(p<0.01)，在第18天，復(fù)合組和1-MCP組與CK組形成極顯著性差異(p<0.01)，而微孔組與CK組形成不顯著差異(p>0.05)，因此微孔對維持苕尖細胞完整性的作用遜于1-MCP。由圖可知，1-MCP熏蒸和8孔保鮮復(fù)合技術(shù)對于維持苕尖細胞完整性，減緩電導率上升有著較為明顯的作用。

果實長期處于厭氧環(huán)境會促使細胞膜透性增加[31]，而微孔氣調(diào)能夠延緩苕尖發(fā)生無氧呼吸，更好地維持細胞膜的透性，減緩電導率的增加。錢炳俊等[32]研究發(fā)現(xiàn)微孔膜能抑制茭白丙二醛含量增加，而丙二醛含量增加與果實組織電解質(zhì)滲出率和膜透性的增加有聯(lián)系，即微孔膜能抑制電導率增加。1-MCP通過提高苕尖的抗氧化能力，減少活性氧的含量，從而減少細胞膜脂過氧化，維持細胞的完整性[1，33-34]。

圖5 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對電導率影響Fig.5 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on conductivity of sweet potato leaves

2.6 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對CAT活性的影響

CAT催化分解組織中的 H2O2，降低 H2O2產(chǎn)生的—OH對機體造成的危害。在貯藏期間，苕尖CAT酶活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。貯藏前期，由于苕尖受逆境脅迫，通過提高CAT活性減少自由基的產(chǎn)生，起到保護作用；苕尖衰老導致貯藏后期CAT活性下降[35]。本實驗第6天復(fù)合組的CAT活性最低，推測是因為復(fù)合技術(shù)處理的苕尖在貯藏前期生理活動受到了限制，產(chǎn)生的自由基較少，導致CAT活性較小；在貯藏后期，微孔組和1-MCP組CAT活性高于CK組，且復(fù)合組一直保持較高CAT活性，在15～18 d，復(fù)合組與其余3組形成了顯著性差異(p<0.05)。由圖6可知，復(fù)合組能夠保持較高的CAT酶活性，在貯藏后期減緩CAT酶活性的下降，從而減少苕尖的氧傷害。

果實成熟衰老是活性氧代謝失調(diào)與累積的過程[36]，1-MCP能夠維持穩(wěn)定的抗氧化酶系統(tǒng)[37]，從而延緩苕尖的衰老。較高氧濃度可以誘導抗氧化能力相對較高[38]，微孔保鮮能通過調(diào)節(jié)苕尖呼吸強度，保持較高氧濃度，從而提高苕尖的抗氧化能力。

圖6 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對CAT活性的影響Fig.6 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on CAT activity of sweet potato leaves

2.7 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對SOD活性的影響

超氧化物歧化酶(SOD)能夠清除超氧自由基，它與CAT、POD等酶協(xié)同作用來防御活性氧或其他過氧化物自由基對細胞膜系統(tǒng)的傷害，從而減少自由基對有機體的毒害[12]。在貯藏期間，苕尖的SOD酶活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，由于SOD是氧化脅迫第一道防線，在貯藏前期，其活性快速上升[39]。有研究認為SOD活性呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，可能是抗氧化防衛(wèi)反應(yīng)的一種機制[40]。由圖7可知,1-MCP組的SOD活性能在整個貯藏期保持穩(wěn)定；微孔組對苕尖SOD活性的影響不大；而CK組雖然在貯藏中期能保持SOD活性，但在貯藏后期，其SOD活性下降了34.56%，發(fā)生了大幅度的下降；經(jīng)過1-MCP熏蒸和8孔保鮮處理的復(fù)合組在貯藏期間能夠維持較高的SOD活性，在貯藏后期，復(fù)合組和CK組形成了極顯著性差異(p<0.01)。綜上，在貯藏后期，經(jīng)過1-MCP處理的2組效果更優(yōu)。

圖7 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對SOD活性的影響Fig.7 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on SOD activity of sweet potato leaves

1-MCP對減緩SOD下降速率的作用原理與CAT相似，1-MCP能夠維持穩(wěn)定的抗氧化酶系統(tǒng)[37]，而SOD是抗氧化酶系統(tǒng)中的一員，1-MCP能通過維持SOD活性，減弱苕尖氧傷害，從而延緩苕尖的衰老。

2.8 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對POD活性的影響

過氧化物酶(POD)是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種重要的氧化還原酶，它與果蔬的許多生理過程和生化代謝過程都有著密切聯(lián)系[12]。在本實驗中，貯藏前中期，POD酶活性呈上升趨勢。有研究表明[41]，POD反應(yīng)的關(guān)鍵底物可能是H2O2，而在貯藏中期CAT酶活性降低，導致H2O2的積累，H2O2的增多會在一定程度誘導 POD活性增大。在貯藏后期，POD活性呈現(xiàn)下降趨勢，可能是一種抗氧化防衛(wèi)的一種機制[40]。

在貯藏前期，3個處理的POD活性高于CK組，推測由于POD是苕尖抗氧化系統(tǒng)酶中的一員，當受到脅迫時，POD活性增加用于清除自由基保護自身細胞，處理組的保護作用強于CK組。在貯藏后期，3個處理組與CK組形成了顯著性差異(p<0.05)，此時CK組的POD活性最高。有研究認為[42-43]，過氧化物酶在H2O2存在時，能將酚類物質(zhì)和類黃酮氧化聚合而形成褐色物質(zhì)引起褐變，推測POD酶活性的增大會導致CK組苕尖褐變更加嚴重。因此3個處理組能夠較好地維持低水平POD酶活性，減緩褐變效應(yīng)。

1-MCP熏蒸和微孔自發(fā)氣調(diào)保鮮處理減緩苕尖葉綠素含量下降，葉綠素含量越高，苕尖黃化越少，POD活性也較弱[44]，因此，推測復(fù)合技術(shù)對POD酶的影響與對葉綠素影響也有關(guān)。

圖8 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對POD活性影響Fig.8 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on POD activity of sweet potato leaves

2.9 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對PPO活性的影響

多酚氧化酶(PPO)在果蔬后熟衰老和在采后的貯藏加工中與果蔬出現(xiàn)的組織褐變有著密切聯(lián)系。在整個貯藏期間，PPO的活性成遞增趨勢，且復(fù)合組的PPO活性要普遍低于其余3組。在0～6 d，復(fù)合組與CK組形成了極顯著性差異(p<0.01)，在貯藏后期，復(fù)合組與CK組形成了顯著性差異(p<0.05)，1-MCP組和微孔組的作用效果相似，PPO活性低于CK組。因此，復(fù)合處理對抑制苕尖褐變有一定作用。

1-MCP熏蒸和微孔自發(fā)氣調(diào)保鮮處理使得苕尖保持較高的Vc含量，而Vc可以鈍化PPO的活性[45]，減緩褐變。也可能是因為復(fù)合處理維持了較好的抗氧化酶活性，使得苕尖細胞膜保持完整，減少酚類和PPO接觸的可能性，從而保持較低的PPO活性。

圖9 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對PPO活性影響Fig.9 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on PPO activity of sweet potato leaves

2.10 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對感官評定的影響

如圖10所示，在貯藏期間，苕尖的感官評價呈下降趨勢，并且貯藏中后期下降趨勢加快。相同貯藏條件下，1-MCP熏蒸和8孔保鮮袋包裝的復(fù)合組保持色澤、形態(tài)、質(zhì)地較為完整，與對照組形成極顯著差異(p<0.01)，在第18天仍具有商品價值，而對照組黃化疲軟現(xiàn)象嚴重，已失去商品價值。1-MCP熏蒸組和8孔組在前12 d與復(fù)合組保鮮效果相似，在貯藏后期，與復(fù)合組形成顯著性差異(p<0.05)，由此可見復(fù)合包裝對苕尖的保鮮效果較為明顯。

圖10 1-MCP與微孔氣調(diào)包裝復(fù)合技術(shù)對苕尖感官評價的影響Fig.10 The effects of 1-MCP treatment and micro-porous films on sensory evaluation of sweet potato leaves

3 結(jié)論

綜合以上各指標變化情況，與對照組相比，微孔保鮮處理，1-MCP熏蒸處理、復(fù)合技術(shù)均能控制苕尖在貯藏過程中的感官評價，腐爛率和呼吸強度，有效地保持苕尖葉綠素、Vc含量和細胞膜完整性，維持較高的SOD、CAT活性，降低POD和PPO活性。其中，微孔處理在控制苕尖呼吸強度、保留苕尖中Vc含量和穩(wěn)定PPO和POD活性方面效果較好。1-MCP處理則在控制苕尖呼吸強度、減緩電導率上升速度、維持苕尖葉綠素含量活性和CAT、SOD活性方面效果顯著。微孔保鮮和1-MCP熏蒸結(jié)合2種方式的優(yōu)點，能夠減緩苕尖的腐爛黃化，保持較好營養(yǎng)品質(zhì)，調(diào)節(jié)苕尖抗氧化酶系統(tǒng)和酶促褐變，延緩苕尖衰老，具有良好的保鮮效果。因此，微孔保鮮結(jié)合1-MCP熏蒸有望成為苕尖采后貯藏的有效方法。