游玉明,湯 潔,胡 凱,楊 彬,張美霞

(1.重慶文理學(xué)院園林與生命科學(xué)學(xué)院,重慶 402160;2.重慶吳灘農(nóng)業(yè)服務(wù)有限公司,重慶 402288)

仔姜(ZingiberofficinaleRoscoe)為姜科多年生草本植物的幼嫩期肉質(zhì)根莖,具有脆嫩爽口、香味濃郁、辛辣適宜等特性,且富含姜辣素、精油等多種活性成分而具有增強(qiáng)血液循環(huán)、降血脂、抗氧化等功效,是世界范圍內(nèi)廣泛食用的鮮食調(diào)味蔬菜之一[1-2]。然而,仔姜皮薄、肉嫩,水分含量高達(dá)95%以上,且采收時葉鞘和莖基部分受到機(jī)械損傷,在常溫貯藏過程中易發(fā)生失水萎焉、受微生物浸染而造成腐爛變質(zhì),貨架期在1周左右,這限制了仔姜的遠(yuǎn)銷和產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展[3-4]。因此,亟需尋求高效安全的仔姜貯藏保鮮技術(shù)。

目前,仔姜的貯藏保鮮主要有沙藏[5]、輻照[6]等物理手段及殼聚糖涂膜[7]、茉莉酸甲酯[8]、乳酸鈣[9]等化學(xué)保鮮處理。相關(guān)成果對提高仔姜抗病性、延長貨架期都取得了一定成效。但生姜屬于冷敏性植物,在低溫脅迫下易出現(xiàn)水漬狀斑塊、褐變等不良癥狀,仍無法實(shí)現(xiàn)長距離冷鏈運(yùn)輸,為仔姜的采后保鮮提出了新的問題。24-表油菜素內(nèi)酯(24-epibrassinolide,EBR)是一種在植物體內(nèi)廣泛存在的甾醇類激素,具有高效、安全的生物學(xué)效應(yīng),被公認(rèn)為第六大植物激素,在植物的生長發(fā)育、抗逆反應(yīng)等方面發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[10]。近年來在果蔬采后保鮮上的研究表明,外源EBR可有效延緩蜜橘[11]、葡萄[12]、黃花菜[13]等果蔬的衰老,提高其抗病性,并能促進(jìn)營養(yǎng)成分的有效積累,從而延長采后貨架期。此外,采后EBR處理還能通過調(diào)節(jié)果蔬活性氧代謝、提高自身抗氧化能力、促進(jìn)脯氨酸和酚類等物質(zhì)的積累,從而有效激活果蔬的抗冷性,減輕其在低溫脅迫下的冷害癥狀[14-16],但有關(guān)EBR處理對低溫貯藏仔姜品質(zhì)的影響還尚未見報道。

本實(shí)驗(yàn)選用重慶產(chǎn)鮮食生姜品種“竹根姜”為材料,研究在低溫貯藏條件下EBR處理對仔姜冷害發(fā)病率、色澤、VC、姜辣素、總黃酮、可溶性糖和可溶性蛋白的影響,旨在為仔姜的采后貯藏保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

仔姜 采自重慶市永川區(qū)五間鎮(zhèn)生姜種植基地,選取成熟度一致,色澤大小均勻,無病蟲害的根莖,2 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室;24-表油菜素內(nèi)酯(EBR,純度>90%) 上海源葉生物科技有限公司;2,6-二氯靛酚、蒽酮、蘆丁、香草醛標(biāo)準(zhǔn)品 北京索萊寶科技有限公司;95%乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、乙酸乙酯等 均為分析純,成都市科龍化工試劑廠。

T18型勻漿機(jī) 德國IKA公司;752型分光光度計 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;CM-5型色差計 日本柯尼卡美能達(dá);BS224S型電子分析天平 德國賽多利斯儀器有限公司;3-18K型離心機(jī) 德國SIGMA公司;HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 挑選好的仔姜采用1%(V/V)的次氯酸鈉溶液消毒2 min,再以自來水洗凈,室溫自然瀝干。將瀝干后的仔姜隨機(jī)分成3組,采用0、5、10 μmol/L的EBR溶液浸泡30 min,晾干后在相對濕度85%～90%的4 ℃冷庫中貯藏25 d。每5 d取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定。

1.2.2 指標(biāo)測定

1.2.2.1 冷害發(fā)病率測定 參考Ge等[17]的方法,并略做修改。當(dāng)仔姜根莖水漬狀斑塊面積大于25%時則計為發(fā)病,并按式(1)計算。

式(1)

1.2.2.2 色澤測定 采用色差儀。用8 mm測量口徑測定仔姜根莖中部附近表皮L*,a*,b*值,其中L*值表示亮度、a*表示紅綠值、b*值為黃藍(lán)值。

1.2.2.3 VC含量的測定 采用2,6-二氯靛酚滴定法[18]。稱取約10 g樣品,加入20 mL 2%草酸溶液冰浴勻漿后定容至50 mL,取經(jīng)白陶土脫色后的濾液用2,6-二氯靛酚溶液滴定至粉紅色。

1.2.2.4 姜辣素含量的測定 參考廖欽洪等[19]的方法。稱取約20 g樣品,加入50 mL 95%乙醇浸提2 h,5000 r/min離心10 min,收集上清液于280 nm處測定吸光值。標(biāo)準(zhǔn)曲線以香草醛標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制,其回歸方程為:y=0.0133x+0.0392,R2=0.9912。

1.2.2.5 總黃酮含量的測定 采用三氯化鋁比色法[18]。取1.2.2.4中提取液0.5 mL置于25 mL容量瓶中,加入5%亞硝酸鈉溶液0.7 mL,反應(yīng)6 min后加入0.7 mL 10%硝酸鋁溶液,反應(yīng)6 min后加入 5 mL 4%的氫氧化鈉溶液,再加入80%乙醇溶液至刻度,搖勻,靜置10 min,于510 nm處測定吸光值。根據(jù)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線計算總黃酮含量。

1.2.2.6 可溶性糖含量的測定 采用蒽酮比色法[18]。稱取1 g樣品,加入10 mL蒸餾水,勻漿后于沸水浴提取30 min,冷卻后過濾,定容至100 mL。吸取上述溶液0.5 mL,加入0.5 mL蒽酮乙酸乙酯溶液和5 mL濃硫酸,充分振蕩,立即置于沸水中,保溫1 min,冷卻至室溫,于620 nm處測定吸光值。根據(jù)蔗糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計算可溶性糖含量。

1.2.2.7 可溶性蛋白含量的測定 采用考馬斯亮藍(lán)染色法[18]。稱取2 g樣品,加入20 mL蒸餾水,勻漿后于4 ℃ 12000 r/min離心20 min,收集上清液。取0.1 mL樣液、蒸餾水0.9 mL和考馬斯亮藍(lán)G-250溶液5 mL,混勻,靜置2 min,在510 nm 處測定吸光值。根據(jù)牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線計算可溶性蛋白含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 EBR處理對仔姜冷害發(fā)病率的影響

冷害是造成冷敏性果蔬在低溫貯藏過程中品質(zhì)下降的重要原因之一[20]。仔姜在低于10 ℃條件下貯藏易出現(xiàn)水漬狀斑塊,產(chǎn)生褐變等冷害癥狀,從而嚴(yán)重影響其食用品質(zhì),導(dǎo)致消費(fèi)者的購買欲望降低。由圖1可知,對照組和處理組仔姜冷害發(fā)病率均隨著低溫貯藏時間的延長而不斷增加,但各處理組增長速率不同。對比發(fā)現(xiàn),EBR處理組在整個低溫貯藏期間的冷害發(fā)病率均低于對照組,且EBR處理組在貯藏前5 d未出現(xiàn)冷害現(xiàn)象,而對照組仔姜則出現(xiàn)了13.6%的冷害發(fā)病率,第25 d時,對照組的冷害發(fā)病率為86.7%,5、10 μmol/L EBR處理組的冷害發(fā)病率分別為56.5%、33.3%,僅為對照組的65.4%和38.4%,差異顯著(P<0.05)。這表明EBR處理能有效緩解仔姜冷害的發(fā)生,該結(jié)論在Wang等[21]研究EBR處理對低溫貯藏青椒耐冷性和品質(zhì)的影響中也得到了證實(shí)。

圖1 EBR處理對低溫貯藏仔姜冷害發(fā)病率的影響

2.2 EBR處理對仔姜色澤的影響

由圖2可見,在整個低溫貯藏過程中,各處理組仔姜的a*值和b*值均呈現(xiàn)上升趨勢,而亮度L*值則呈現(xiàn)出下降趨勢,說明隨著冷害癥狀的加劇,仔姜的亮度降低、色澤變暗淡,紅度及黃度增加。與對照組相比,處理組仔姜的色澤變化較小,低溫貯藏至25 d時,5、10 μmol/L EBR處理組的L*值由最初的69.34分別下降至47.80和57.17;a*值由最初的-1.96分別增加至0.57和0.03;b*值則由最初的12.83分別增加到24.68和22.00;對照組L*值、a*值、b*值則分別變?yōu)?3.12、1.79和31.99,差異顯著(P<0.05)?？梢?EBR處理能有效防止仔姜表皮褐變,較好的保持其色澤,這一結(jié)論與EBR處理在茄子[22]、鮮切藕片[23]等保鮮中的結(jié)果相似,可能是因?yàn)镋BR參與調(diào)控PPO、PAL等與酚類代謝相關(guān)酶的活性,從而抑制褐變發(fā)生。

圖2 EBR處理對低溫貯藏仔姜色澤的影響

2.3 EBR處理對仔姜VC含量的影響

VC廣泛存在于植物組織,是果蔬新鮮度和營養(yǎng)品質(zhì)的重要體現(xiàn),同時也是一種延緩果蔬衰老的抗氧化物質(zhì)。大量研究表明,植物在受到低溫脅迫時,活性氧自由基過多累積,引起植物組織細(xì)胞啟動膜脂質(zhì)過氧化作用,進(jìn)而破壞細(xì)胞膜的完整性,最終使得細(xì)胞死亡,產(chǎn)生冷害,而VC可通過參與活性氧自由基的清除,減輕其在低溫脅迫下的氧化損傷,提高果蔬的耐冷性[24]。由圖3可見,仔姜在低溫貯藏過程中,VC含量始終呈現(xiàn)下降趨勢,對照組VC含量的下降較EBR組快,貯藏至25 d時,對照組由最初的0.21 mg/100 g降至0.07 mg/100 g,而5、10 μmol/L EBR處理組則分別降至0.08和0.12 mg/100 mg,分別是對照組的1.14和1.71倍,差異顯著(P<0.05)。結(jié)果表明,EBR處理可有效延緩仔姜VC含量的下降,保持其較好的貯藏品質(zhì)。這可能是EBR處理降低了仔姜的冷害發(fā)病率,使得細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性得到了較好維持,從而減少了VC的損失。李園園等[25]研究也表明,外源EBR處理可有效抑制草莓貯藏期間VC含量的下降,維持較高的抗氧化活性,從而提高草莓的耐貯性和貯藏品質(zhì)。

圖3 EBR處理對低溫貯藏仔姜VC含量的影響

2.4 EBR處理對仔姜姜辣素含量的影響

姜辣素是生姜呈現(xiàn)辛辣味的主要物質(zhì)基礎(chǔ),也是其發(fā)揮生理功效的主要活性因子,其含量的高低是衡量生姜風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)[19]。由圖4可知,仔姜在低溫貯藏過程中,各處理組姜辣素的含量均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,且在低溫貯藏至第5 d時均出現(xiàn)峰值,其中對照組姜辣素峰值為0.84 mg/g,而EBR處理組則均為0.89 mg/g,比對照組高6.0%,低溫貯藏至25 d時,5、10 μmol/L EBR處理組姜辣素的含量分別為0.64和0.74 mg/g,比對照組高10.3%和27.6%(P<0.05)。這可能是仔姜在貯藏過程中姜辣素轉(zhuǎn)變?yōu)榻┓訉?dǎo)致其含量的下降,這和鄧青芳等[26]的研究結(jié)果相似,而EBR處理可有效抑制仔姜在低溫貯藏過程中姜辣素的損失,保持其良好的風(fēng)味品質(zhì)。

圖4 EBR處理對低溫貯藏仔姜姜辣素含量的影響

2.5 EBR處理對仔姜總黃酮含量的影響

黃酮類物質(zhì)是植物體內(nèi)的重要次生代謝產(chǎn)物,與果蔬的成熟衰老、抗氧化能力密切相關(guān)[27]。由圖5可見,在低溫貯藏過程中,仔姜總黃酮含量變化與VC含量變化趨勢一致。EBR處理組在整個低溫貯藏期的同一監(jiān)測點(diǎn),其黃酮含量均顯著高于對照組(P<0.05),在低溫貯藏至第25 d時,5、10 μmol/L EBR處理組總黃酮的含量由最初的0.86 mg/g 分別降至0.44和0.54 mg/g,比對照組分別高10.0%和25.0%,差異顯著(P<0.05)。說明EBR處理能有效抑制仔姜在低溫貯藏過程中總黃酮的損失,保持了較強(qiáng)的抗氧化活性,延緩衰老。

圖5 EBR處理對低溫貯藏仔姜總黃酮含量的影響

2.6 EBR處理對仔姜可溶性糖含量的影響

葡萄糖、蔗糖等可溶性糖是果蔬甜味的來源,不僅為其采后生命活動提供能量,也是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),并作為眾多代謝通路的中間產(chǎn)物及底物參與調(diào)節(jié)果蔬的成熟及衰老進(jìn)程[28]。如圖6所示,仔姜在低溫貯藏過程中,可溶性糖呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,這可能是在貯藏前期,仔姜中的淀粉等大分子物質(zhì)分解成可溶性糖,且分解速率大于代謝速率,從而使得可溶性糖含量有所上升,但隨著貯藏時間的延長,其代謝速率超過分解速率,導(dǎo)致可溶性糖呈下降趨勢[29]。低溫貯藏至5 d后,EBR處理組可溶性糖含量顯著高于對照組(P<0.05),低溫貯藏至25 d時,5、10 μmol/L EBR處理組可溶性糖的含量分別為0.10 mg/g和0.14 mg/g,分別是對照組的1.97和2.50倍(P<0.05)。由此可見,EBR處理可有效促進(jìn)仔姜可溶性糖的積累,從而提高仔姜在低溫脅迫下的抗冷性。張杼潤等[30]研究也表明,EBR處理顯著提高了杏果實(shí)果糖、山梨糖醇和葡萄糖等可溶性糖的含量,從而提高其抗冷性。但Lu等[31]則研究得出EBR處理可延緩獼猴桃貯藏過程中淀粉的降解,抑制葡萄糖、果糖和蔗糖的積累,從而延緩獼猴桃果實(shí)的衰老。這可能是實(shí)驗(yàn)材料、貯藏條件等不同所導(dǎo)致。

圖6 EBR處理對低溫貯藏仔姜可溶性糖含量的影響

2.7 EBR處理對仔姜可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白是構(gòu)成果蔬中酶的重要組成部分,參與了多種生理生化反應(yīng)的調(diào)控,同時也是重要的營養(yǎng)物質(zhì)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),是評價果蔬貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[32]。由圖7可知,在低溫貯藏過程中,仔姜可溶性蛋白含量不斷下降,這可能與仔姜在低溫貯藏過程中隨著組織的衰老,可溶性蛋白不斷被水解有關(guān)。低溫貯藏前10 d,對照組和處理組可溶性蛋白均緩慢下降,但各處理組之間無顯著差異(P>0.05),而后快速下降,對照組可溶性蛋白含量下降速率較EBR處理組快,低溫貯藏至25 d時,對照組下降了62.7%,其含量為0.49 mg/g,而5、10 μmol/L EBR處理組則分別下降了57.8%和47.4%,其含量分別為0.55 mg/g和0.69 mg/g,分別比對照組高12.2%和40.8%,其中10 μmol/L EBR處理組顯著高于對照組(P<0.05)。說明EBR處理能有效緩解仔姜可溶性蛋白含量的下降,保持了較好的貯藏品質(zhì)。

圖7 EBR處理對低溫貯藏仔姜可溶性蛋白的影響

3 結(jié)論

以仔姜為實(shí)驗(yàn)對象,研究了EBR處理對低溫貯藏仔姜品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,EBR處理后仔姜的冷害發(fā)病率在整個貯藏期均顯著低于對照(P<0.05),貯藏至25 d時,5、10 μmol/L EBR處理組的冷害發(fā)病率僅為對照組的65.4%和38.4%(P<0.05),VC、姜辣素及總黃酮含量也均顯著高于對照組(P<0.05),并維持了較高水平的可溶性糖和可溶性蛋白含量,從而保持良好的貯藏品質(zhì)?？梢奅BR處理有助于提高仔姜的耐冷性,這對生產(chǎn)中延長仔姜貯藏時間和提高貯藏品質(zhì)具有重要意義,但外源 EBR對仔姜冷害及衰老進(jìn)程的調(diào)控機(jī)制有待進(jìn)一步研究。