周成敏，楊 繼，周紫球，翁方榮，鄭 劍

（1.浙江省麗水市農(nóng)林科學(xué)研究院，浙江麗水 323000；2.浙江省麗水市遂昌縣生態(tài)林業(yè)發(fā)展中心，浙江遂昌 323300；3.浙江省麗水市遂昌縣羽峰食品廠，浙江遂昌 323300；4.浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 311300）

黃甜竹（Acidosasa edulis）是禾本科酸竹屬（Acidosasa）混生竹，在浙西南地區(qū)廣泛種植。黃甜竹筍味道鮮甜、口感細膩，富含豐富的氨基酸、礦物元素、膳食纖維等營養(yǎng)素。由于出筍期為4~5月份，氣溫較高，采后極易發(fā)生褐變、木質(zhì)化和腐爛變質(zhì)，保鮮難度大，嚴重制約著產(chǎn)品的流通和銷售，影響產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

高壓靜電場是一種物理處理方法，其特點是無化學(xué)和輻照殘留，也無加熱效應(yīng)[1]。研究表明，高壓靜電場處理能夠有效延長鮮切甘藍、小玉米、鮮切西蘭花以及柿子采后冷藏貨架期并延緩色澤劣變、硬度下降[1?3]；調(diào)控番茄勻漿中果膠甲酯酶的活性以改善果汁品質(zhì)[4]；有效抑制三文魚、奶酪等食品體系中金黃色葡萄球菌、低鹽腌制冷凍鯉魚中假單胞菌、冷藏鯰魚片鮑曼不動桿菌和鏈球菌的生長并通過延緩ATP降解、脂肪氧化延長貨架期和保持品質(zhì)[5?8]。也有研究發(fā)現(xiàn)，高壓靜電場處理有助于降低白蘑菇和豬里脊肉冷凍過程中的冰晶粒度，并抑制冰晶數(shù)量快速增加，從而改善品質(zhì)[9?10]；高壓靜電場處理還能夠提高冷凍牛肉、豬里脊肉和兔肉的解凍效率，抑制解凍過程中自由基引發(fā)的肌原纖維蛋白和血色素的氧化反應(yīng)和改善肌原纖維蛋白的持水力以及膠凝強度，進而保持較好的品質(zhì)[11?14]。然而，關(guān)于高壓靜電場處理對鮮切黃甜竹筍冷藏期間的褐變、筍肉木質(zhì)化以及品質(zhì)影響的研究尚無報道。鮮切筍產(chǎn)業(yè)是近些年來快速發(fā)展的一個冷鏈蔬菜產(chǎn)業(yè)，其因加工烹飪方便及無筍殼等固體廢棄物污染等優(yōu)點廣受城市消費者的歡迎，鑒于此，本實驗以鮮切黃甜竹筍為原料，研究高壓靜電場處理延緩鮮切黃甜竹筍冷藏期間木質(zhì)化、褐變進程以及延緩品質(zhì)下降的效果，為探索鮮切黃甜竹筍新的保鮮方法提供一定的實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃甜竹筍 五月初早上6:00左右采集于浙江省麗水市農(nóng)林科學(xué)研究院的黃甜竹竹林。黃甜竹筍采收后，就地挑選外觀完好、無病蟲害且筍體基部直徑（4~6 cm）和長度（30~35 cm）的筍，放置于泡沫箱中3 h內(nèi)運至實驗室；L-苯丙氨酸、愈創(chuàng)木酚、4-香豆酸、輔酶 A（CoA）、二硫蘇糖醇（dithiothreitol，DTT）、聚乙烯吡咯烷酮、PEG6000、鄰苯二酚、次氯酸鈉 均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；松柏醇、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP+） Sigma 公司；0.05 mm厚度聚乙烯薄膜袋 妙潔公司。

DC（SC-PME）電場發(fā)生器 臺灣COSMI公司；3-30K冷凍離心機 Sigma公司；TYI-3016F便攜式紅外二氧化碳分析儀 上海唐儀電子科技有限公司；UV2450島津紫外可見分光光度計 日本島津公司；MIR-554恒溫恒濕箱 Sanyo公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 Stable Micro Systems Ltd（經(jīng)銷商：廈門超技儀器設(shè)備有限公司）；CHROMA METER CR-400色差儀 柯尼卡公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 黃甜竹筍的預(yù)處理及貯藏 鮮切所用器具預(yù)先用 150 μL·L?1的次氯酸鈉浸泡消毒 5 min，自來水沖洗后，晾干備用。將黃甜竹筍樣品切除基部3~4 cm 不可食用部分，小心剝除筍殼，用 150 μL·L?1的次氯酸鈉浸泡消毒5 min，自來水沖洗，陰涼通風處晾干10 min，切段后經(jīng)高壓靜電場（高壓靜電場實驗設(shè)備結(jié)構(gòu)原理如圖1所示）（600 kV/m）處理120 min（該參數(shù)為前期預(yù)實驗獲得的最佳處理），對照無電場處理。置于消毒過且瀝干的白色瀝水筐內(nèi)，外套 0.05 mm 厚聚乙烯薄膜袋，敞口，置于（6±1）℃、80%~85%相對濕度的恒溫恒濕箱中貯藏10 d（恒溫恒濕箱實驗之前用自帶殺菌UV-C燈管輻照內(nèi)部環(huán)境 30 min）。

圖1 高壓靜電場設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖Fig.1 Schematic diagram of the HVEF treatment system

每2 d隨機取樣品，檢測切面的色差、測定呼吸速率、失重率，同時取自筍體基部切口位置往上2 cm到4 cm的一段用于檢測筍肉硬度、木質(zhì)素和纖維素含量、苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia lyase, PAL）、過氧化物酶（peroxidase, POD）、肉桂醇脫氫酶（cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）和過氧化氫酶（catalase, CAT）酶活性和 H2O2含量。實驗重復(fù)3次，每個處理每次取樣24段筍。

1.2.2 指標測定方法

1.2.2.1 呼吸速率的測定 取6個密封良好且潔凈的干燥器，分別在相應(yīng)的貯藏溫度下，先用便攜式紅外線CO2分析器檢測各自干燥器中CO2濃度（C0），然后將對照和高壓靜電場處理的鮮切黃甜竹筍放入各自對應(yīng)的干燥器中，密封后放置2 h，再檢測干燥器中CO2濃度（C1），根據(jù)前后CO2濃度變化、干燥器的容積（V干）與筍的體積（V筍）以及筍的質(zhì)量（m筍）計算呼吸速率，呼吸速率=（C1?C0）×（V干?V筍）/（m筍×2）。

1.2.2.2 硬度的測定 從黃甜竹筍取樣部位切下約0.6~0.8 cm厚筍肉，用質(zhì)構(gòu)儀P/2平頭柱形探頭檢測筍肉的硬度，探頭測試深度為4 mm，貫入速度為0.5 mm·s?1，單位為 N，三次重復(fù)，取平均值。

1.2.2.3 纖維素和木質(zhì)素的測定 參照LUO等[15]的方法，結(jié)果以占筍肉鮮重質(zhì)量百分比計，纖維素（木質(zhì)素）含量（%）=纖維素（木質(zhì)素）質(zhì)量/測定用筍肉組織鮮重×100。

1.2.2.4 PAL、CAD、POD、PPO活性的測定 PAL、POD、PPO活性測定參照曹建康等[16]的方法，CAD活性測定參照LUO等[15]報道的方法。

1.2.2.5 色差的測定 采用色差儀測定黃甜竹筍切面的L*值，三次重復(fù)，取平均值。

1.2.2.6 可食用率的評定 鮮切黃甜竹筍取樣時，稱取初始重量m0；切除明顯褐變、異味等不可食用部分，至保留部分呈該筍自然的淡米黃色和特有的鮮甜味，稱其質(zhì)量 m1，可食用率（%）=m1/m0×100。

1.2.2.7 SOD、CAT活性的測定 SOD、CAT活性測定參照曹建康等[16]報道的方法。

1.2.2.8 H2O2含量的測定 H2O2含量的測定參照MUKHERJEC 等[17]的方法。

1.2.2.9 菌落總數(shù)測定 參照YANG等[18]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

SPSS 16.0 用one-way ANOVA方法對數(shù)據(jù)進行顯著性檢驗分析，用Duncan進行多重比較分析（P<0.05），用 Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 高壓靜電場處理對黃甜竹筍的呼吸速率的影響

冷藏過程中，黃甜竹筍呼吸速率總體呈現(xiàn)隨時間的延長逐漸升高趨勢，在第2 d，高壓靜電場處理黃甜竹筍的呼吸速率略低于對照但差異不顯著，其后的 4~10 d 內(nèi)，明顯低于對照（P<0.05）（圖2）。

圖2 高壓靜電場處理對6 ℃下冷藏竹筍呼吸速率的影響Fig.2 Effect of HVEF treatment on respiration rate of bamboo shoots during storage at 6 ℃

采后的竹筍，在貯藏過程中一直進行呼吸，呼吸會導(dǎo)致水分和干物質(zhì)的損失，引起失重失鮮等[19]。因此，降低呼吸速率對維持采后黃甜竹筍的品質(zhì)和延長貯藏期是至關(guān)重要的。本研究發(fā)現(xiàn)，高壓靜電場處理能夠顯著抑制鮮切黃甜竹筍冷藏過程中呼吸速率的上升，LIU等[1]通過研究提出，高壓靜電場對果蔬呼吸速率的抑制與其對丙酮酸脫氫酶等系列酶活性的抑制作用密切相關(guān)。本研究結(jié)果與LIU等[1]研究的高壓靜電場處理能降低柿子采后呼吸速率，ATUNGULU等[20]研究的高壓靜電場處理能夠抑制蘋果貯藏過程中呼吸速率相一致，說明高壓靜電場處理能夠抑制冷藏黃甜竹筍的呼吸速率。

2.2 高壓靜電場處理對黃甜竹筍的硬度、纖維素和木質(zhì)素含量的影響

冷藏過程中，黃甜竹筍筍肉組織的硬度隨著冷藏時間的延長呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，在0~2 d內(nèi)，高壓靜電場處理抑制筍肉硬度上升的效果不明顯，而4~10 d，高壓靜電場處理顯著抑制了筍肉組織硬度上升（P<0.05）（圖3A）；同時，高壓靜電場處理在4~10 d內(nèi)也顯著抑制了筍肉組織中木質(zhì)素和纖維素的累積（P<0.05）（圖3 B 和 C）。

圖3 高壓靜電場處理對6 ℃下冷藏竹筍硬度、纖維素和木質(zhì)素含量的影響Fig.3 Effect of HVEF treatment on firmness and content of cellulose and lignin of bamboo shoots during storage at 6 ℃

2.3 高壓靜電場處理對黃甜竹筍的PAL、CAD、POD、PPO活性的影響

如圖4所示，對照與高壓靜電場處理的黃甜竹筍中PAL活性在貯藏期內(nèi)呈現(xiàn)上升趨勢，高壓靜電場處理的黃甜竹筍中PAL活性在第4 d和8~10 d內(nèi)顯著低于對照（P<0.05）（圖4 A）；對照與高壓靜電場處理的黃甜竹筍中CAD活性變化規(guī)律相似，高壓靜電場處理的黃甜竹筍中CAD活性在4~6 d和第10 d 顯著低于對照（P<0.05）（圖4 B）；同時，高壓靜電場處理在4~10 d內(nèi)也顯著抑制了筍肉組織中POD 和 PPO 的活性（P<0.05）（圖4 C 和 D）。

圖4 高壓靜電場處理對6 ℃下冷藏竹筍的PAL、CAD、POD、PPO活性的影響Fig.4 Effect of HVEF treatment on activities of PAL, CAD,POD and PPO of bamboo shoots during storage at 6 ℃

相關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，由于采收期間的機械損傷等原因誘發(fā)采后竹筍組織中纖維素和木質(zhì)素持續(xù)快速合成，進而導(dǎo)致筍肉組織快速木質(zhì)化，是引起食用品質(zhì)下降的一個主要原因[19]。LUO等[15]研究發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素反應(yīng)是經(jīng)由植物苯丙烷類代謝經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)合成，PAL 是該代謝途徑第一個關(guān)鍵限速酶，CAD是中間步驟的關(guān)鍵酶，而 POD是最后一個關(guān)鍵酶，催化木質(zhì)素單體聚合而成木質(zhì)素大分子，期間需要H2O2的參與。多數(shù)研究認為，PAL、CAD、POD三個酶活性增加能加速竹筍組織中木質(zhì)素累積[21?22]；另有學(xué)者研究指出，PPO也能夠通過催化酚類物質(zhì)的氧化而參與木質(zhì)素的合成代謝[23]。

本實驗結(jié)果顯示，冷藏期間，高壓靜電場處理顯著抑制了黃甜竹筍的筍肉組織中 PAL、CAD、PPO和 POD 活性上升，同時也顯著抑制了筍肉硬度增加以及纖維素和木質(zhì)素的累積；相關(guān)學(xué)者研究指出，抑制PAL、CAD、PPO 和POD 等酶活性能夠有效抑制竹筍采后木質(zhì)化進程，延緩筍肉組織木質(zhì)素累積和硬度上升[15,19,22?23]，與本實驗的研究結(jié)果是一致的。說明高壓靜電場處理能夠通過降低木質(zhì)素合成代謝關(guān)鍵酶的活性進而遲滯木質(zhì)化過程，延緩品質(zhì)劣變。

2.4 高壓靜電場處理對黃甜竹筍基部切口L*值、外觀和可食用率的影響

隨著冷藏時間的延長，黃甜竹筍切面L*值逐漸降低，在冷藏的第2 d，高壓靜電場處理的黃甜竹筍的L*值略高于對照，而其后的4~10 d內(nèi)，高壓靜電場處理黃甜竹筍的L*值顯著高于對照（P<0.05）（圖5）。

圖5 高壓靜電場處理對6 ℃下冷藏竹筍色差L*值的影響Fig.5 Effect of HVEF treatment on L* value of bamboo shoots during storage at 6 ℃

同時，冷藏到第10 d，對照黃甜竹筍的切面和筍體自基部向上發(fā)生較明顯褐變，筍肉和外表面呈現(xiàn)明顯的棕褐色且有明顯酸腐味；而高壓靜電場處理黃甜竹筍的筍體顏色大部分仍呈現(xiàn)淡黃色，切面顏色為淡棕黃色、輕微褐變，筍體比較飽滿且仍然有黃甜竹筍特有的鮮甜味，可食用率（86.6%）比對照（56.2%）高30%以上（圖6）。說明高壓靜電場能夠有效抑制鮮切筍的褐變。

圖6 高壓靜電場處理后冷藏10 d黃甜竹筍的外觀狀況Fig.6 The appearance of bamboo shoots with HVEF treatment stored for 10 days at 6 ℃

竹筍冷藏過程中易發(fā)生褐變，這是導(dǎo)致品質(zhì)劣變的另一個重要因素，DEGL'INNOCENTI等[24]和PEISER 等[25]研究指出，采后果蔬的褐變是以PPO、POD為代謝關(guān)鍵酶的一系列生物化學(xué)反應(yīng)過程。LUO等[26]研究發(fā)現(xiàn)水楊酸處理能夠通過抑制POD和PPO活性的上升進而抑制采后雷竹筍的褐變。本實驗的結(jié)果顯示，高壓靜電場處理也能夠有效抑制鮮切黃甜竹筍中PPO和POD活性上升，并延緩了褐變的發(fā)生，說明高壓靜電場也能夠通過抑制褐變關(guān)鍵酶活性達到延緩褐變的效果。

2.5 高壓靜電場處理對黃甜竹筍的SOD、CAT活性的影響

對照與高壓靜電場處理的黃甜竹筍中SOD和CAT活性在貯藏期內(nèi)都呈現(xiàn)先上升而后下降的趨勢，高壓靜電場處理的黃甜竹筍中SOD和CAT活性在4~10 d顯著高于對照（P<0.05）（圖7 A和B）。

圖7 高壓靜電場處理對6 ℃下冷藏竹筍SOD、CAT活性的影響Fig.7 Effect of HVEF treatment on activities of SOD and CAT of bamboo shoots during storage at 6 ℃

2.6 高壓靜電場處理對黃甜竹筍中H2O2含量的影響

對照與高壓靜電場處理的黃甜竹筍中H2O2含量在貯藏期內(nèi)總體呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢并伴有波動，而高壓靜電場處理使得黃甜竹筍中H2O2含量在4~10 d 顯著低于對照（P<0.05）（圖8）。

圖8 高壓靜電場處理對6 ℃下冷藏竹筍H2O2含量的影響Fig.8 Effect of HVEF treatment on H2O2content of bamboo shoots during storage at 6 ℃

顧青等[27]研究指出，活性氧（ROS）參與了竹筍采后木質(zhì)素代謝和酶促褐變過程，并能夠加速組織的褐變和木質(zhì)化進程；LACAN等[28]研究指出SOD和CAT是植物組織中兩個重要的抗氧化酶，負責清除 ROS，SOD 把超氧陰離子（O2·-）轉(zhuǎn)化為 H2O2，而后CAT將H2O2分解。本實驗的結(jié)果表明，高壓靜電場處理顯著提高了鮮切黃甜竹筍中SOD和CAT的活性，同時顯著抑制了H2O2的累積，該實驗結(jié)果與KAO等[3]研究高壓靜電場處理鮮切西蘭花和ZHAO等[29]研究高壓靜電場處理綠熟番茄皆能夠提高系統(tǒng)抗氧化酶活性進而抑制H2O2累積的結(jié)果基本一致。因此，本實驗的結(jié)果說明，高壓靜電場處理能夠通過提高抗氧化酶活性，增強對ROS的清除能力，從而減輕了冷藏期間黃甜竹筍組織的氧化傷害并延緩了褐變和木質(zhì)化進程。

2.7 高壓靜電場處理對鮮切黃甜竹筍菌落總數(shù)的影響

LEE等[30]研究報道，當鮮切產(chǎn)品的微生物生長量達到6.0 log CFU/g即1×106CFU/g時，將產(chǎn)生對人體有毒的物質(zhì)，失去了食用安全性。從表1可見，

表1 高壓靜電場處理對6 ℃下冷藏竹筍菌落總數(shù)的影響Table 1 Effects of HVEF treatment on aerobic bacterial count of fresh-cut bamboo shoots during storage at 6 ℃

0~10 d冷藏期間，兩組樣品1~8 d的菌落總數(shù)都未達到1×106CFU/g，第10 d兩組樣品菌落總數(shù)都超過臨界值，而第8 d和第10 d高壓靜電場處理組的菌落總數(shù)顯著低于對照（P<0.05）；兩組鮮切筍第

6 d的菌落總數(shù)均小于1×105CFU/g?？紤]到食用安全性和鮮切果蔬冷鏈銷售的現(xiàn)行時限為7 d左右，選擇6 d為鮮切黃甜竹筍的冷鏈銷售時限。

3 結(jié)論

本實驗結(jié)果顯示，高壓靜電場處理能夠有效抑制鮮切黃甜竹筍冷藏期間木質(zhì)纖維化進程，延緩褐變，進而延緩食用品質(zhì)下降，可以作為鮮切黃甜竹筍采后貯藏保鮮的一種新方法，高壓靜電場處理作為一種物理處理方法，無化學(xué)和輻照殘留，無加熱效應(yīng)，設(shè)備簡單，可以作為冷藏的有效輔助方法。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)行鮮切蔬菜冷鏈流通和銷售的時限為不超過7 d，結(jié)合本實驗的結(jié)果，可以預(yù)測在本實驗的保鮮工藝方法下，鮮切黃甜竹筍作為凈菜的冷鏈流通銷售安全貨架期可以達到6 d，可食用率至少為90%。為了進一步明確高壓靜電場抑制竹筍尤其是鮮切竹筍采后褐變和木質(zhì)化進程的深層作用機制，高壓靜電場處理對褐變和木質(zhì)素代謝關(guān)鍵酶的分子調(diào)控機制尚需進一步研究。