肖越，祝梓淳，鄧云，劉永軍，李永軍，鐘宇*

（1.上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院，上海 200240）

（2.上海綠椰農(nóng)業(yè)種植專業(yè)合作社，上海 200240）

蓮藕是睡蓮科多年生大型水生草本植物，以其特有的味道和營養(yǎng)特點受到廣大消費者青睞，為全國產(chǎn)量第一的水生蔬菜，中國農(nóng)民種植面積4.0×105hm2以上[1]。蓮藕中含有多種多酚、多糖、維生素、礦物質(zhì)以及營養(yǎng)素等，有降血糖、降血脂、抗氧化、抗炎、抗癌等之重要生物作用，可以預防慢性疾病的發(fā)生[2]。然而在貯藏期間蓮藕由于自身的代謝活動，引發(fā)一系列生理生化反應，導致其褐變、軟化和變質(zhì)，直接降低其感官品質(zhì)和食用價值[3]。常規(guī)保藏的蓮藕貨架期一般為7 d 左右，給蓮藕種植、銷售者帶來巨大損失，阻礙產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，因此蓮藕保鮮對提高蓮藕的經(jīng)濟價值至關重要。蓮藕保鮮可以采用化學、物理及生物方法，如涂膜、紫外照射、氣調(diào)包裝等[4]。

采摘后的新鮮果蔬仍存在呼吸作用，過程中消耗O2放出CO2，氣調(diào)包裝通過調(diào)節(jié)包裝袋內(nèi)的氣體占比，能夠有效調(diào)控果蔬呼吸速度，并且防止其受到生理傷害，延緩其品質(zhì)劣變[5]。氣調(diào)包裝技術分為主動氣調(diào)包裝和自發(fā)氣調(diào)包裝，前者是向包裝中通過充入不同比例的理想氣體以控制果蔬的呼吸，而后者是利用果蔬采后呼吸特點，通過包裝對不同氣體的滲透性調(diào)節(jié)包裝內(nèi)氣體水平，達到低O2高CO2的環(huán)境[6]。郭衍銀等[7]研究高O2氣調(diào)包裝對鮮切蓮藕的保鮮效果，指出90% O2+10% CO2的氣調(diào)包裝使多酚氧化酶（PPO）活性降低了68.67%，并且延緩丙二醛（MDA）的積累。漆欣等[8]發(fā)現(xiàn)100% CO2氣調(diào)包裝有利于沒食子酸和沒食子兒茶素的積累，且在貯藏第35 d 時，氣調(diào)包裝的褐變度降低23.2%。林晨[9]指出，自發(fā)氣調(diào)包裝在貯藏期間能夠較好的維持水生蔬菜茭白的品質(zhì)并抑制活性氧、細胞壁和呼吸代謝。然而，關于自發(fā)氣調(diào)包裝對蓮藕保鮮效果的影響鮮見報道。

由此可見，氣調(diào)包裝在抑制蓮藕褐變、延長貨架期和維持其商品性上有顯著效果。目前，氣調(diào)保鮮包裝更多的是關注對于CO2和O2的調(diào)控，較少關注貯藏過程中濕度的調(diào)節(jié)。而由于果蔬采后的蒸騰作用，其包裝環(huán)境在短時間內(nèi)水汽達到飽和，較高的相對濕度使得微生物滋生，加快變質(zhì)速度，因此濕度的調(diào)節(jié)不可忽視。雷橋等[10]研究發(fā)現(xiàn)采用0.3% CaCl2護色后的雙孢蘑菇，在氣調(diào)包裝中加入吸濕劑山梨醇后，包裝袋內(nèi)相對濕度降低，蘑菇色澤有所改善。然而，針對濕度調(diào)節(jié)包裝對蓮藕保鮮效果影響的研究鮮見報道。本文采用PE 敞口包裝袋（PEO）、PE 密封包裝袋（PES）、氣體調(diào)節(jié)包裝袋（MA）、氣體濕度調(diào)節(jié)包裝袋（MA/MH）四種不同包裝研究其對于采后蓮藕保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮蓮藕，上海綠椰農(nóng)業(yè)種植專業(yè)合作社提供，采摘后冷水預冷（10～15 ℃）2 h，選擇形狀大小規(guī)則、色澤正常、無病蟲害的蓮藕，常溫2 h 內(nèi)運回實驗室；PE 敞口包裝袋（PEO），上海綠椰農(nóng)業(yè)種植專業(yè)合作社；PE 密封包裝袋（PES），上海泰坦科技股份有限公司；氣體調(diào)節(jié)包裝袋（MA）、氣體濕度調(diào)節(jié)包裝袋（MA/MH），上海鮮銳生物科技有限公司；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉，永華化學科技（江蘇）有限公司；硫代巴比妥酸，國藥集團化學試劑有限公司；鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚，阿拉丁aladdin；檸檬酸亞錫二鈉、EDTA二鈉、植酸、焦亞硫酸鈉，河南萬邦實業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設備

LabScan XE 色度儀，HunterLab 公司；TA.XT Plus質(zhì)構儀，Stable Micro System 公司；2875 恒溫水浴鍋，賽默飛世爾科技有限公司；DDS-307A 電導率儀，上海儀電科學儀器股份有限公司；DansensorCheckPoint 3 便攜式氣體分析儀，AmetekMocon 公司；UV-1800紫外可見分光光度計，日本島津國際貿(mào)易（上海）有限公司；Z236K 離心機，德國Hermle 公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 蓮藕的處理與貯藏方法

將蓮藕置于25×10-6的次氯酸鈉浸泡30 min，隨后使用護色劑進行護色（護色劑配方[11]：300 mg/L 的檸檬酸亞錫二鈉、150 mg/L EDTA 二鈉、200 mg/L 植酸、100 mg/L 焦亞硫酸鈉），瀝干分段后分別置于4種包裝袋中：（1）PE 敞口包裝袋（PEO）；（2）PE 密封包裝袋（PES），O2滲透系數(shù)7150 cm3/(m2·d·atm)，CO2滲透系數(shù)為23500 cm3/(m2·d·atm)，水蒸氣透過率為5.51 g/(m2·d)；（3）氣體調(diào)節(jié)包裝袋（MA），O2滲透系數(shù)為8000～12000 cm3/(m2·d·atm)，CO2滲透系數(shù)為3000～6000 cm3/(m2·d·atm)，水蒸氣透過率為50 g/(m2·d)；（4）氣體濕度調(diào)節(jié)包裝袋（MA/MH），O2滲透系數(shù)為8000～12000 cm3/(m2·d·atm)，CO2滲透系數(shù)為3000～6000 cm3/(m2·d·atm)，水蒸氣透過率為200～500 g/(m2·d)，包裝蓮藕于保鮮柜（±0.5 ℃）存放，每組做3 個平行試驗。分別在0、4、8、12、16 d 時取樣對各項指標進行檢測。

1.3.2 指標檢測方法

1.3.2.1 失重率的測定

不同包裝處理各取三段藕節(jié)，分別在第4、8、12、16 d 進行稱重，計算失重率，取平均值。計算公式為：

式中：

m0——保藏前質(zhì)量，kg；

m1——保藏后質(zhì)量，kg。

1.3.2.2 亮度的測定

利用LabScan XE 色度儀測定整段藕節(jié)表皮色度，每種包裝中選取三段，選取L*a*b*色度空間分別記錄其L*值。L*值表示蓮藕表皮的明暗，數(shù)值越小表示表皮越暗淡，褐變越嚴重[12]。

1.3.2.3 硬度的測定

選取三段蓮藕，使用TA.XT Plus 質(zhì)構儀，選取TPA 模式，P/5 探頭（直徑為5 mm）對蓮藕中部進行測定。觸發(fā)力為5 g，測試速度為1.0 mm/s，壓縮力30%，記錄壓力最大值（N）[13]。

1.3.2.4 呼吸強度的測定

采用靜置法[14]測定蓮藕的呼吸強度，從不同包裝中取出藕節(jié)，分別放入密閉且已知體積的保鮮盒中，避光保存2 h，使用便攜式氣體分析儀測定CO2氣體含量，計算公式為：

式中：

Q——呼吸強度，mg/(kg·h)；

N——CO2體積分數(shù)，%；

V——容器體積，L；

m——樣品質(zhì)量，kg；

t——放置時間，h；

1.8.4 g/L——常壓下CO2密度。

1.3.2.5 相對電導率的測定

參考Li[15]的方法，選取四種包裝方式的蓮藕中段部分，均勻切片并打孔，其孔直徑10 mm，取20 片用去離子水清洗并室溫孵育30 min，測定電導率即為L1，沸水浴30 min，冷卻至室溫再次測定電導率即為L2。試驗進行重復3 次，計算公式如下：

1.3.2.6 褐變度的測定

采用消光法[16]，在30 mL 蒸餾水中加入3.0 g 凍樣并均質(zhì)，于4 ℃、1×104g 條件下離心5 min。上清液在室溫靜置5 min，在410 nm 處測定其吸光度值，D410 nm×10 表示樣品褐變指數(shù)。試驗重復3 次。

1.3.2.7 丙二醛（MDA）的測定

在8 mL 50 mmol/L 磷酸鹽緩沖液（pH 7.8）中加入2.0 g 蓮藕凍樣并均質(zhì)，于4 ℃、1.2×104g 條件離心10 min。取1 mL 上清液，加3 mL 35 mmol/L 硫代巴比妥酸，沸水浴加熱15 min 后迅速冷卻，再次與同樣條件離心后，分別在450、532 和600 nm 處測定上清液吸光度值。試驗重復3 次。

式中：

Vt——提取液體積，mL；

Vr——反應混合液體積，mL；

Vs——測定時所用提取液體積，mL；

m——樣品質(zhì)量，g。

1.3.2.8 多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）的測定

參照曹建康[17]的分光光度法測定PPO 和POD 含量，并稍有改動。分別測定在410 nm、470 nm 處吸光度值，每一分鐘吸光度值增加0.01 定義為一個酶活單位，U。

1.4 數(shù)據(jù)處理

結果采用平均值±標準偏差表示。采用IBM SPSS Statistics 26 軟件進行統(tǒng)計學分析，利用LSD 程序進行方差分析及重復性分析，p＜0.05 表示差異顯著；利用Duncantest 在每個貯藏時間點不同組之間進行顯著性分析并標注各組間的顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕失重率的影響

隨著貯藏時間的延長，蓮藕的呼吸及其蒸騰作用會使得自身水分以及營養(yǎng)物質(zhì)損失。Rahul 等[18]發(fā)現(xiàn)相較于未密閉的敞口包裝袋，氣調(diào)包裝下的脫殼青豌豆的失重率明顯下降。由圖1 可知PES 組的蓮藕失重率上升最明顯，PEO 次之，MA 與MA/MH 組失重率較低。在貯藏至第16 d 時，PEO 組的失重率從7.63%升高至11.36%，而MA/MH組仍然保持較低的失重率，且與PEO、PES、MA 組有顯著性差異（p＜0.05）。這主要是由于MA/MH 組在調(diào)節(jié)包裝袋內(nèi)氣體含量的同時又將濕度維持相對的平衡狀態(tài)，其水蒸氣透過率較大，能夠及時調(diào)控水分進出，維持蓮藕貯藏環(huán)境的相對干燥，從而減少了水分的流失。而PES 包裝袋失重率最高，推測由于其包裝袋的水蒸氣透過率較低，導致蓮藕蒸騰作用產(chǎn)生的水分不能及時排出，包裝袋中凝結出霧滴，導致了質(zhì)量的損失。

2.2 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕亮度的影響

新鮮采摘的蓮藕表面顏色比較鮮亮，貯藏的時間越長，蓮藕表觀顏色越暗淡。因此，蓮藕表面亮度的變化是衡量蓮藕貨架期長短的重要指標。L*值表示亮度，值越大表示蓮藕越新鮮，反之則說明蓮藕褐變程度較嚴重[19]。如圖2 所示，四種不同包裝材料的蓮藕L*值都呈現(xiàn)出下降趨勢，與唐月明等[20]研究自發(fā)氣調(diào)包裝對花椰菜貯藏過程中的亮度變化結果一致，說明在貯藏過程中蓮藕的褐變是不可避免的。然而MA 以及MA/MH 兩組蓮藕在貯藏初期的0～8 d 內(nèi)表面L*值下降緩慢，8 d 后才開始有明顯變暗現(xiàn)象，且兩組間沒有顯著性差異（p＞0.05）；而PEO 和PES 兩組蓮藕從貯藏開始L*值就明顯降低，貯藏16 d 后褐變情況較為嚴重，甚至出現(xiàn)部分腐爛，失去其商業(yè)價值，這與圖3 呈現(xiàn)的蓮藕表觀顏色的結果相一致。說明MA 和MA/MH 包裝材料能夠明顯延緩蓮藕的褐變，且與PEO、PES 之間均存在顯著性差異（p＜0.05）。

2.3 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕褐變度的影響

蓮藕在貯藏過程中發(fā)生變質(zhì)以及部分組織的腐爛會破壞蓮藕細胞的完整性，質(zhì)膜破裂后多酚氧化酶和底物相接觸，同時貯藏環(huán)境中含有氧氣，在這幾個因素導致下，引起了酶促反應，酚類物質(zhì)被氧化為醌，產(chǎn)生褐色的物質(zhì)，使蓮藕發(fā)生表面褐變[21]。由圖4 可以看出褐變度是在持續(xù)上升的，證明蓮藕的褐變是持續(xù)發(fā)生，越來越嚴重的，但MA 和MA/MH 組的蓮藕褐變在貯藏后期褐變度及其增幅始終低于PEO 和PES。褐變程度按從低到高依次是MA/MH、MA、PES、PEO。MA/MH 包裝組與其他三組之間均存在顯著性差異（p＜0.05）；MA 包裝與PEO 之間存在顯著性差異（p＜0.05），而與PE 包裝差異不顯著（p＞0.05）。在16d 的時間內(nèi)，PEO 組褐變度從2.19 上升至7.58，而MA、MA/MH 包裝組僅上升至5.19、4.10，與PEO組褐變度相比降低了45.91%、31.5%。與馮向陽等[22]指出的真空包裝通過調(diào)節(jié)酶活性從而延緩蓮藕褐變的結果一致。

2.4 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕硬度的影響

原果膠在蓮藕細胞壁中起到支撐作用，貯藏過程中細胞壁降解，原果膠水解成水溶性果膠，連帶著由纖維素、半纖維素構成的骨架結構隨之解散，進而導致蓮藕內(nèi)部組織受到破壞，發(fā)生軟化現(xiàn)象[23,24]。圖5反映了不同包裝對蓮藕硬度的影響，貯藏期間蓮藕硬度整體呈現(xiàn)下降趨勢，但四種包裝之間均存在顯著性差異（p＜0.05）。Manjunatha 等[25]研究不同規(guī)格氣調(diào)包裝貯藏的黃瓜，發(fā)現(xiàn)在最初的6 d 時間里，硬度也都呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，敞口保藏的黃瓜硬度損失最大，從0.38 N 下降到0.33 N，推測是由于從4 ℃貯藏室中取放置在室溫中軟化導致。通過觀察圖5 可以發(fā)現(xiàn)，在4～8 d，蓮藕硬度發(fā)生明顯的變化，從40 N 左右下降到15 N 左右，8～16 d 蓮藕的硬度變化逐漸緩慢，其中MA/MH 在貯藏后期硬度維持穩(wěn)定，而PEO 處理蓮藕硬度在后期有小幅升高，可能由于木質(zhì)素在蓮藕內(nèi)部合成[26]。

2.5 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕呼吸強度的影響

蓮藕采后仍存在旺盛的呼吸作用，其與外界物質(zhì)交換也較多，組織內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)加速消耗，貨架期也隨之變短。圖6 表示不同包裝的蓮藕呼吸強度變化，可以看出在貯藏期間，蓮藕呼吸強度變化趨勢大致相同，首先顯著下降，隨后經(jīng)歷小幅度上升，然后再緩慢下降。PEO 與PES 組在8 d 達到高峰，而MA 的蓮藕呼吸強度最高出現(xiàn)在12 d、16 d MA/MH 組蓮藕呼吸強度才出現(xiàn)小幅度升高，蓮藕呼吸強度的變化趨勢與郭衍銀等[7]研究結果相似。最高值出現(xiàn)的時間表明MA 與MA/MH 包裝能夠有效的抑制蓮藕的新陳代謝強度，延緩呼吸強度的峰值出現(xiàn)，減少呼吸對于蓮藕品質(zhì)的消耗。推測由于蓮藕在包裝袋內(nèi)的呼吸作用消耗O2產(chǎn)生CO2，包裝內(nèi)存在大量CO2，而MA、MA/MH包裝O2透過率較高，能夠及時調(diào)控氧氣含量，防止蓮藕進行無氧呼吸。

2.6 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕相對電導率的影響

蓮藕的相對電導率是反應其在貯藏過程中細胞膜透性的基本指標，健康、沒有機械損害的蓮藕細胞膜對外界物質(zhì)具有選擇透性的能力，能夠保護蓮藕內(nèi)部組織不受外界傷害[27]。而蓮藕在貯藏過程中細胞膜遭受破壞，膜透性變大，導致蓮藕細胞內(nèi)的水分、營養(yǎng)物質(zhì)、電解質(zhì)等物質(zhì)外滲，影響蓮藕的品質(zhì)。如圖7可知，在16 d 的貯藏期間，蓮藕的相對電導率逐漸上升，各組之間存在顯著性差異（p＜0.05）。其中，PEO和PES 在4～12 d 內(nèi)上升幅度最大，其中PEO 組的蓮藕相對電導率從第0 d 的18.59%上升到16 d 的76.26%，升高了4.2 倍，說明在貯藏過程中蓮藕品質(zhì)迅速降低。而MA 和MA/MH 組的蓮藕上升幅度較少，第16 d 的相對電導率分別為36.15%和30.61%，并且在12 d 到16 d 貯藏期間相對電導率變化較緩慢，由此反應出MA 和MA/MH 包裝材料能夠有效抑制整段蓮藕在貯藏期間相對電導率的上升。相類似的，巴良杰等[28]研究發(fā)現(xiàn)自發(fā)氣調(diào)包裝能夠顯著抑制貯藏期間火龍果的相對電導率上升，說明氣調(diào)包裝能夠有效維持蔬果組織的膜結構完整。

2.7 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕MDA 的影響

蓮藕在貯藏過程中受到損傷，導致細胞破損，加之貯藏環(huán)境的活性氧積累，誘導膜脂過氧化從而產(chǎn)生了MDA[29]。MDA 逐漸增加說明蓮藕由于膜脂過氧化不斷加強，導致細胞膜結構受傷，致使細胞按室分工功能喪失，更容易發(fā)生褐變等變化[30]。圖8 可見MA和MA/MH 包裝下的蓮藕MDA 含升高比較緩慢，而PEO以及PES蓮藕分別在第4 d和第8 d MDA 含量明顯升高，且始終顯著大于MA 和MA/MH 包裝蓮藕的MDA 含量（p＜0.05）。貯藏至16 d 時，MA、MA/MH包裝組的MDA 含量分別是PEO 組的60.91%、45.87%，說明MA、MA/MH 包裝有效延緩了蓮藕膜脂過氧化速度。

2.8 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕PPO 活性的影響

當蓮藕組織的完整性受到破壞后，存在于蓮藕體內(nèi)的末端氧化酶PPO 被激活，進而催化蓮藕體內(nèi)的酚類物質(zhì)。PPO 活性越高，蓮藕越容易發(fā)生褐變[31]。如圖9，蓮藕在貯藏期間PPO 活性變化趨勢大致相同，皆是先上升后下降。蓮藕在分段后，發(fā)生酶促反應，因此PPO 活性增強，但當醌類物質(zhì)在蓮藕表層聚合后，使得氧氣濃度降低，PPO 活性也隨之降低，這與張心怡[32]研究的真空包裝對于鮮切蓮藕PPO 活性變化一致。另外，María 等[33]研究發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝可以降低新鮮生菜的PPO 活性，從而控制褐變。貯藏到8 d PEO 包裝和PES 包裝的PPO 活性都達到了最高值，其中PES包裝達到了18.53 U/g·FW，超過PEO的14.11 U/g·FW。而MA 和MA/MH 包裝的蓮藕，其最高值在貯藏期12 d，其中MA/MH 組的PPO 活性始終低于其他三種包裝袋，證明了MA/MH 包裝能夠有效降低PPO 活性，延緩酶促反應的進行。

2.9 PE 包裝與氣調(diào)包裝對蓮藕POD 活性的影響

蓮藕過氧化物酶活性與其衰老變質(zhì)有關，會導致谷胱甘肽和抗壞血酸氧化，乙烯加速生成，最終使得蓮藕較快的衰老變質(zhì)[34,35]。圖10 顯示，在16 d 的時間內(nèi)，POD 活性先上升到最高值，又逐漸降低。MA和MA/MH 包裝能夠有效的降低POD 活性，延后峰值出現(xiàn)的時間，PEO 和PES 包裝最高值都出現(xiàn)在8 d，而MA 和MA/MH 包裝的最高值出現(xiàn)在12 d，這與PPO 的趨勢類似。說明氣調(diào)以及濕度調(diào)節(jié)可以增強蓮藕的抗逆能力，延緩其氧化過程。

3 結論

蓮藕在貯藏期間失重率、電導率、褐變度、MDA逐漸升高；呼吸強度、硬度、亮度緩慢下降；PPO、POD 先升高后降低。一般蓮藕貯藏期為7 d 左右。而通過MA、MA/MH 包裝的可延長至16 d。通過分析四種不同包裝的結果可知，PES 包裝袋由于其中積累的由呼吸作用產(chǎn)生的水汽無法排出，因此會加速蓮藕的變質(zhì)；PEO 包裝因其敞口透氣較優(yōu)與PES，而MA、MA/MH 包裝能夠維持蓮藕的硬度、調(diào)節(jié)蓮藕的新陳代謝，使蓮藕具有較好的表觀顏色，且能夠有效降低PPO、POD 活性并延后峰值的出現(xiàn)時間。貯藏16 d 時，MA 包裝褐變度較MA/MH 低了25.43%，且MA/MH的PPO、POD 峰值較MA 相比低了22.32%、46.27%，整體來說，MA/MH 包裝表現(xiàn)得更加優(yōu)異，說明兼具氣體、濕度調(diào)節(jié)的包裝袋在保鮮中的應用具有更為廣闊的前景。