張 悅,李 安,潘立剛,*,趙 杰,*
(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,北京 100097;2.北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院,北京 102206)
菠菜(Spinacia oleraceaL.)又稱波斯菜、赤根菜,是最受歡迎和營養(yǎng)豐富的綠葉蔬菜之一。菠菜不僅含有大量的葉酸、類胡蘿卜素、多酚、抗壞血酸、β-胡蘿卜素以及礦物質(zhì),同時(shí)還具有抗氧化、抗炎、抗癌和降脂等功能特性[1-2]。菠菜葉片氣孔分布密集,極易受到腐敗菌的侵染,且其葉片表面積大,采后仍有較強(qiáng)的呼吸速率和蒸騰作用,在常溫貯運(yùn)過程中極易失水、活性氧代謝失衡、萎蔫軟化,腐爛黃化率高,嚴(yán)重影響其商用價(jià)值。目前菠菜主要通過低溫冷藏進(jìn)行保鮮[3]。而使用氣調(diào)貯藏的方法對(duì)氣密性的要求高,所需設(shè)備的一次性投資大且運(yùn)行費(fèi)用高,增加了貯藏成本。因此,開發(fā)有效、經(jīng)濟(jì)、綠色、易于產(chǎn)地化保鮮的菠菜采后保鮮劑貯藏技術(shù)對(duì)于降低菠菜的采后損失以及延長其貨架期具有重要意義。
1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)作為一種環(huán)丙烯類的化合物,安全無毒,本質(zhì)上是一種有效的乙烯拮抗化合物,它的雙鍵張力和化合能均高于乙烯,因此能與乙烯受體蛋白的金屬離子進(jìn)行強(qiáng)烈結(jié)合[4],與乙烯競(jìng)爭(zhēng)受體,使得乙烯失去與受體結(jié)合的機(jī)會(huì),從而延緩果蔬成熟衰老的進(jìn)程。Hu Huali等[5]研究表明1-MCP處理有效抑制了采后甘藍(lán)的乙烯釋放量及呼吸速率,維持了甘藍(lán)中的葉綠素含量、酚類物質(zhì)含量和抗氧化能力。Kanwal等[6]研究表明1-MCP處理和氣調(diào)包裝(modified atmosphere packaging,MAP)均能有效抑制秋葵的軟化腐爛、產(chǎn)品色澤降低、質(zhì)量損失率下降,且1-MCP+MAP聯(lián)合處理能使秋葵在7 ℃條件下保持20 d。李振等[7]研究發(fā)現(xiàn)1-MCP和茶多酚聯(lián)合處理可有效延緩蕨菜質(zhì)量損失率和粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的上升,減少可溶性蛋白、可滴定酸和可溶性糖的分解和轉(zhuǎn)化,維持較高水平的過氧化物酶(peroxidase,POD)活力。植酸(phytic acid,PA)是提取自米糠或小麥麩皮中的一種食品抗氧化劑,天然無毒,它可以抑制果蔬的氣體交換,減緩呼吸速率,降低水分的蒸發(fā),阻止氧化作用,防止微生物的大量生長繁殖[8]。韓夢(mèng)凡等[9]對(duì)水果甘藍(lán)使用臭氧與PA聯(lián)合處理后提高了其總酚含量,顯著抑制了水果甘藍(lán)中微生物在貯藏過程中的生長。任邦來等[10]研究表明PA溶液處理能夠推遲番茄呼吸躍變時(shí)呼吸高峰的出現(xiàn)時(shí)間,維持了番茄的硬度、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(soluble solids content,SSC)和可滴定酸含量。
盡管目前1-MCP在蔬菜貯藏保鮮中的研究已有報(bào)道[11],但缺乏其在菠菜貯藏保鮮中應(yīng)用適宜濃度以及對(duì)貯藏期內(nèi)菠菜生理品質(zhì)影響的系統(tǒng)研究,有關(guān)PA處理菠菜的研究也很少,而對(duì)于1-MCP與PA復(fù)合處理保鮮菠菜的研究以及抗氧化能力的研究更是鮮見報(bào)道。本研究通過使用1-MCP與PA單獨(dú)及復(fù)合搭配對(duì)菠菜進(jìn)行保鮮處理,提出適合菠菜貯藏最佳復(fù)合保鮮劑用量,探索復(fù)合保鮮劑對(duì)菠菜采后生理及貯藏品質(zhì)的影響,以期為菠菜貯藏保鮮提供技術(shù)參考和理論依據(jù)。
菠菜于2021年9月采摘于北京天安農(nóng)業(yè)尚義農(nóng)場(chǎng),采后立即運(yùn)回北京天安農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司,選擇無機(jī)械損傷、無病蟲害且色澤長度均一的樣品于(4f 1)℃預(yù)冷處理24 h。
1-MCP(有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.018%) 咸陽西秦生物科技有限公司;PA 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;POD測(cè)定試劑盒、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力測(cè)試盒 南京建成生物工程研究所;本實(shí)驗(yàn)中分析理化和品質(zhì)指標(biāo)的常用化學(xué)試劑均為分析純。
AL204-IC型電子天平 瑞士Mettler Toledo有限公司;DK-98-IIA電熱恒溫水浴鍋 天津泰斯特儀器有限公司;PAL-1型折光儀 日本Atago公司;TYS-A型葉綠素測(cè)定儀 北京中科維禾科技發(fā)展有限公司;SKY6000-C2H4便攜泵吸式乙烯檢測(cè)儀 深圳元特科技有限公司;MY-10手持式組織研磨器 上海凈信實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司;MiniSpin plus高速離心機(jī) 德國Eppendorf有限公司;Tu-1810D紫外-可見分光光度計(jì)、GWAUN3-F20超純水器 北京普析通用儀器有限公司。
1.3.1 菠菜預(yù)處理
分別采用1-MCP熏蒸和PA噴涂處理菠菜,參照孫希生[12]和祝美云[8]等的方法略作修改,1-MCP劑量設(shè)定為0、1、2、4 μL/L,PA質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)定為0、0.1%、0.2%、0.4%。處理后菠菜于(20f 1)℃條件下貯藏8 d,貯藏期間每2 d取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)(感官評(píng)價(jià)、腐爛指數(shù)、質(zhì)量損失率、葉綠素相對(duì)含量)。確定1-MCP熏蒸處理的最佳劑量和PA噴涂處理的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)。之后設(shè)定兩種劑量的1-MCP(1.0、1.5 μL/L)和兩種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PA(0.05%、0.1%)進(jìn)行全因子復(fù)合處理實(shí)驗(yàn),確定復(fù)合處理最適宜的含量組合。后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇最適宜的處理劑量及組合分別單獨(dú)和復(fù)合處理采后菠菜。具體處理流程如下。
將挑選好的新鮮菠菜隨機(jī)分成4 組,每組40 株,分別進(jìn)行以下處理:1)對(duì)照組(CK):未做1-MCP和PA處理;2)1-MCP(劑量1.0 μL/L)處理組:使用電子天平精確稱取0.916 g 1-MCP于培養(yǎng)皿中,按1∶5(m/V)加入40 ℃溫水,立即蓋上培養(yǎng)皿蓋,置于容積為73.6 L、裝有菠菜的密閉封箱內(nèi)后打開培養(yǎng)皿蓋,在(20f 1)℃條件下熏蒸24 h后打開密閉箱蓋通風(fēng)30 min;3)PA(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%)處理組:使用配制好的0.1% PA溶液噴涂菠菜后于通風(fēng)處自然晾干;4)1-MCP+PA處理組:先對(duì)菠菜進(jìn)行1.0 μL/L 1-MCP熏蒸處理,再進(jìn)行0.1% PA噴涂處理。將以上處理好的菠菜裝入帶孔聚乙烯防霧袋中(袋打直徑1 cm圓形孔4 個(gè),袋厚0.03 mm),包裝但不封口,之后放置于室溫(20f 1)℃,相對(duì)濕度80%~90%條件下貯藏8 d,每2 d從中取樣測(cè)定指標(biāo),每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3 次。
1.3.2 指標(biāo)測(cè)定
1.3.2.1 感官評(píng)價(jià)
參照李振等[7]的方法有所改動(dòng),由6 名具有專業(yè)知識(shí)的評(píng)審員組成感官評(píng)價(jià)小組,分別從外觀、形態(tài)、氣味3 個(gè)方面對(duì)各處理組菠菜進(jìn)行感官評(píng)價(jià),按照百分制分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定,根據(jù)評(píng)分劃為5 個(gè)等級(jí)結(jié)果取平均值,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1 菠菜感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of spinach
1.3.2.2 腐爛指數(shù)測(cè)定
參考王福建等[13]的方法略作改動(dòng),根據(jù)以下分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定腐爛級(jí)別,并計(jì)算每級(jí)腐爛菠菜占所分析處理株數(shù)的比例,表征腐爛指數(shù)。菠菜腐爛程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):0級(jí):菠菜葉片鮮綠無腐爛;1級(jí):最外層葉片腐爛、變軟;2級(jí):葉片第二層開始腐爛、變軟;3級(jí):葉片內(nèi)層腐爛、變軟;4級(jí):整株葉片腐爛、變軟。腐爛指數(shù)計(jì)算如公式(1)所示。
1.3.2.3 質(zhì)量損失率測(cè)定
質(zhì)量損失率測(cè)定采用稱質(zhì)量法[14],質(zhì)量損失率計(jì)算如公式(2)所示。
1.3.2.4 葉綠素相對(duì)含量測(cè)定
參考周君等[15]的方法并略作改動(dòng),采用葉綠素測(cè)定儀通過土壤與作物分析開發(fā)(soil and plant analyze development,SPAD)方法測(cè)定葉綠素相對(duì)含量,均在葉片中間部位進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)處理測(cè)定10 次,取其平均值。重復(fù)3 次。測(cè)定的SPAD值表征葉綠素相對(duì)含量。SPAD值越高表明葉綠素含量越高[16]。
1.3.2.5 SSC測(cè)定
SSC測(cè)定參考Cai Hongfang等[17]的方法使用折光儀。
1.3.2.6 乙烯釋放量測(cè)定
參考安容慧等[18]的方法略有改動(dòng)。每組取9 株菠菜,其中每個(gè)平行3 株,稱質(zhì)量后置于密封箱中,于(20f 1)℃條件下密閉2 h后使用便攜泵吸式乙烯檢測(cè)儀探頭伸入測(cè)定。以每小時(shí)每千克菠菜釋放的乙烯體積表征乙烯釋放量,計(jì)算如公式(3)所示。
式中:c為乙烯含量/(μL/L);V為密封容器容積/mL;m為蔬菜質(zhì)量/kg;t為測(cè)定時(shí)間/h。
1.3.2.7 POD活力測(cè)定
參照愈創(chuàng)木酚法[19]進(jìn)行測(cè)定。在37 ℃條件下,以每克鮮質(zhì)量組織每分鐘催化1 μg底物的酶量為一個(gè)酶活力單位(U)。
1.3.2.8 DPPH自由基清除率測(cè)定
DPPH自由基清除率測(cè)定參考Wootton-Beard等[20]的方法。
使用Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS Statistics 26軟件,通過單因素方差分析進(jìn)行Duncan多重檢驗(yàn),P<0.05表示差異顯著,并利用Origin Pro 2021軟件作圖。
在采后菠菜貯藏保鮮中,感官評(píng)分是最為直觀的一項(xiàng)指標(biāo)。菠菜的感官評(píng)分在整個(gè)貯藏期間整體呈下降趨勢(shì)(圖1),在貯藏過程中逐漸發(fā)生感官品質(zhì)的劣變及腐爛變質(zhì)。貯藏初期,各組菠菜的色澤翠綠、葉片飽滿、形態(tài)較優(yōu),具有菠菜的固有清香。CK組菠菜的感官評(píng)分在0~6 d快速下降并在6 d時(shí)達(dá)到感官拒絕點(diǎn)(<60 分),喪失了商品價(jià)值。而在貯藏6 d后,1-MCP+PA處理組菠菜的感官評(píng)分為80.6 分,感官評(píng)分下降緩慢。在貯藏初期0~4 d,PA處理組的感官評(píng)分高于1-MCP處理組,貯藏中后期1-MCP處理組感官評(píng)分高于PA處理組。貯藏8 d后,CK組菠菜葉片嚴(yán)重軟化褐變,并有嚴(yán)重腐敗異味;處理組仍具有商品價(jià)值,其中1-MCP+PA處理組菠菜的感官品質(zhì)相較于單獨(dú)處理組保持較好,復(fù)合處理組感官評(píng)分高于單獨(dú)處理組,這說明1-MCP+PA復(fù)合處理更能保持采后菠菜的外觀、形態(tài)和氣味等品質(zhì),提高菠菜的商品價(jià)值。
圖1 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理菠菜感官評(píng)分Fig.1 Sensory evaluation of spinach treated with 1-MCP and/or PA
腐爛指數(shù)是用來判斷果蔬貯藏效果的主要表觀指標(biāo),在整個(gè)貯藏期間,菠菜的腐爛指數(shù)在明顯上升且在貯藏后期隨著腐爛速率加快,腐爛指數(shù)也在快速上升。如圖2所示,CK組菠菜在第2天就開始腐爛,且在整個(gè)貯藏期間CK組的腐爛指數(shù)均顯著高于其他處理組(P<0.05)。貯藏至4 d時(shí),各處理組之間的腐爛指數(shù)差異不顯著(P>0.05)。單獨(dú)使用1-MCP處理的菠菜腐爛指數(shù)在貯藏6 d后顯著低于單獨(dú)使用PA處理組(P<0.05)。貯藏6 d時(shí),1-MCP處理組的腐爛指數(shù)略高于1-MCP+PA處理組,但無顯著差異(P>0.05)。結(jié)果表明,1-MCP和PA處理均能抑制菠菜腐爛指數(shù)的上升,而1-MCP+PA處理作用效果更佳,在貯藏8 d時(shí),復(fù)合處理組相較于CK組顯著降低了菠菜的腐爛指數(shù)(P<0.05),延長了菠菜的保質(zhì)期。
圖2 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理對(duì)菠菜貯藏期間腐爛指數(shù)的影響Fig.2 Effects of 1-MCP,PA and their combination on decay index of spinach during storage
果蔬在貯藏期間的質(zhì)量損失主要是由于蒸騰作用和呼吸作用造成的水分流失,質(zhì)量損失率是果蔬重要的品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),其越大表明果蔬中的水分和營養(yǎng)成分損失越嚴(yán)重[21]。隨著貯藏時(shí)間的延長,采后菠菜的質(zhì)量損失率不斷增大(圖3)。CK組質(zhì)量損失率總體呈快速上升趨勢(shì);貯藏4 d后,各處理組的質(zhì)量損失率顯著低于CK組(P<0.05),1-MCP單獨(dú)處理的菠菜質(zhì)量損失率低于PA單獨(dú)處理,但差異不顯著(P>0.05),復(fù)合處理組的質(zhì)量損失率顯著低于PA處理組(P<0.05)。貯藏8 d時(shí),CK組的質(zhì)量損失率達(dá)18.68%,1-MCP處理組和1-MCP+PA處理組質(zhì)量損失率較低,分別為6.84%和5.89%,但兩者之間差異不顯著(P>0.05)。這說明1-MCP+PA處理可以有效保持采后菠菜的水分和營養(yǎng)成分,減少貯藏期間的質(zhì)量損失,提升采后保鮮性能。
圖3 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理對(duì)菠菜貯藏期間質(zhì)量損失率的影響Fig.3 Effects of 1-MCP,PA and their combination on mass loss percentage of spinach during storage
葉綠素是葉片組織中的主要色素,在碳水化合物的合成過程中有著重要的作用[22]。葉綠素含量的高低會(huì)直接對(duì)采后菠菜的外觀品質(zhì)有所影響。SPAD值是衡量植物中葉綠素相對(duì)含量的一個(gè)參數(shù),SPAD值越大代表植物綠色程度越高[23]。采后菠菜在貯藏期內(nèi),其SPAD值呈逐漸下降趨勢(shì)(圖4)。采后菠菜貯藏4 d后,處理組菠菜的SPAD值均顯著高于CK組(P<0.05),說明使用保鮮劑處理菠菜起到了一定的護(hù)色效果。貯藏過程中,1-MCP處理組的SPAD值始終高于PA處理組,且在6 d后差異顯著(P<0.05),這說明1-MCP處理菠菜的護(hù)綠效果要優(yōu)于PA處理。采后菠菜貯藏8 d時(shí),1-MCP+PA處理組SPAD值(38.8%)高于1-MCP處理組(38.2%),差異不顯著(P>0.05),但顯著高于CK組(P<0.05),這說明使用1-MCP+PA處理可以延緩采后菠菜的黃化,并減緩葉綠素相對(duì)含量的降低。
圖4 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理對(duì)菠菜貯藏期間葉綠素相對(duì)含量的影響Fig.4 Effects of 1-MCP,PA and their combination on the relative content of chlorophyll in spinach during storage
菠菜中的可溶性固形物包括糖類、水溶性維生素、微量元素等物質(zhì),它能夠反映出采后菠菜營養(yǎng)成分的變化,是衡量菠菜中營養(yǎng)成分的重要指標(biāo)[24]。如圖5所示,所有組的SSC在貯藏初期呈上升的趨勢(shì),這是由于高分子碳水化合物的水解作用促使還原糖含量上升,從而導(dǎo)致SSC升高[22]。貯藏期間CK組的SSC在第2天就已經(jīng)達(dá)到最大值,1-MCP+PA處理組的菠菜SSC最大值出現(xiàn)在貯藏第4天,隨后各組菠菜的SSC均快速下降,這是由于采后菠菜在貯藏過程中的呼吸作用會(huì)使得低分子糖不斷消耗,從而使SSC降低[25]。在整個(gè)貯藏中后期,處理組SSC均高于CK組,且1-MCP+PA組與CK組差異顯著(P<0.05),表明1-MCP和PA單獨(dú)處理均能夠抑制采后菠菜SCC的降低,延緩其后熟衰老過程,其中1-MCP+PA復(fù)合處理組能更好地減緩菠菜營養(yǎng)流失。
圖5 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理對(duì)菠菜貯藏期間SSC的影響Fig.5 Effects of 1-MCP,PA and their combination on SSC in spinach during storage
果蔬貯藏過程中的呼吸作用受到乙烯影響,乙烯是調(diào)控果蔬成熟與衰老的關(guān)鍵因子,能夠刺激和協(xié)調(diào)果蔬成熟過程中發(fā)生的生理變化,加速果蔬成熟衰老進(jìn)程[26]。由圖6可以看出,采后菠菜的乙烯釋放量隨貯藏時(shí)間的延長整體呈逐漸上升的趨勢(shì)。貯藏4 d后,CK組乙烯釋放量快速上升,1-MCP和PA單獨(dú)及復(fù)合處理組與CK組相比顯著抑制了乙烯釋放量的上升(P<0.05)。貯藏過程中,1-MCP單獨(dú)處理抑制乙烯釋放量的作用效果優(yōu)于PA單獨(dú)處理,貯藏0~6 d時(shí),1-MCP+PA復(fù)合處理組菠菜乙烯釋放量低于1-MCP處理組,但無顯著差異(P>0.05),而在貯藏末期8 d時(shí),1-MCP+PA處理組和1-MCP處理組的乙烯釋放量差異顯著(P<0.05),這可能是由于1-MCP雖然能和乙烯受體進(jìn)行不可逆結(jié)合,阻止乙烯的信號(hào)傳導(dǎo)和生理效應(yīng),但隨著貯藏時(shí)間的延長,新的乙烯受體蛋白不斷合成,1-MCP處理效果會(huì)逐漸減退[27]。
圖6 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理對(duì)菠菜貯藏期間乙烯釋放量的影響Fig.6 Effects of 1-MCP,PA and their combination on ethylene release from spinach during storage
POD是一種與植物代謝相關(guān)的重要氧化還原酶,它在維持活性氧系統(tǒng)的代謝平衡中起著重要的作用,POD活力上升有利于清除植物體內(nèi)活性氧自由基[28]。由圖7可知,采后菠菜在貯藏期內(nèi)的POD活力整體呈下降趨勢(shì),處理組相較于CK組顯著提高了采后菠菜的POD活力(P<0.05)。貯藏2~4 d,各組POD活力小幅度上升,貯藏第4天時(shí),各處理組之間POD活力無顯著差異(P>0.05),1-MCP+PA復(fù)合處理組POD活力最高且顯著高于CK組的POD活力(P<0.05)。貯藏至8 d時(shí),1-MCP+PA處理組的POD活力顯著高于1-MCP處理組和PA處理組(P<0.05),1-MCP處理組和PA處理組之間差異不顯著(P>0.05)。由此可見,1-MCP+PA復(fù)合處理組顯著提高了采后菠菜的POD活力,在一定程度上防止了H2O2積累引發(fā)的生理毒害,降低了自由基的積累,增強(qiáng)了菠菜的抗氧化能力,從而能夠延長采后菠菜的貯藏期。
圖7 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理對(duì)菠菜貯藏期間POD活力的影響Fig.7 Effects of 1-MCP,PA and their combination on POD activity of spinach during storage
DPPH自由基清除率能反映果蔬的抗氧化能力。由圖8可知,采后菠菜在貯藏期間DPPH自由基清除率總體呈下降趨勢(shì),CK組在貯藏初期DPPH自由基清除率就迅速下降,而處理組的DPPH自由基清除率下降緩慢,在貯藏4 d時(shí)顯著高于CK組(P<0.05)。PA處理采后菠菜的DPPH自由基清除率高于1-MCP處理組,但兩個(gè)處理組之間差異不顯著(P>0.05)。貯藏至6 d時(shí),1-MCP+PA處理組的DPPH自由基清除率顯著高于1-MCP處理組和PA處理組(P<0.05)。貯藏8 d時(shí),1-MCP+PA處理組的DPPH自由基清除率為62.2%,比CK組顯著提高了29.3%(P<0.05),1-MCP+PA處理組的DPPH自由基清除率高于PA處理組,無顯著差異(P>0.05)。DPPH自由基清除率越高,菠菜的抗氧化能力就越強(qiáng),這說明1-MCP+PA處理能夠顯著提升采后菠菜的抗氧化能力,延緩品質(zhì)劣變,從而能夠延長采后菠菜貯藏期和提升采后菠菜貯藏品質(zhì)。
圖8 1-MCP、PA單獨(dú)及復(fù)合處理對(duì)菠菜貯藏期間DPPH自由基清除率的影響Fig.8 Effects of 1-MCP,PA and their combination on DPPH radical scavenging capacity of spinach during storage
有研究表明,1-MCP通過干擾與乙烯合成過程相關(guān)的1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(1-amino-cyclopropane-1-carboxylate,ACC)合成酶和ACC氧化酶的基因表達(dá)進(jìn)而影響乙烯合成,延緩了蔬菜的成熟衰老[29]。本研究結(jié)果也證實(shí)經(jīng)1-MCP+PA處理后顯著降低了貯藏期內(nèi)菠菜的乙烯釋放量。菠菜屬于呼吸躍變型蔬菜,1-MCP能夠減緩呼吸躍變型果蔬的呼吸速率及其成熟過程中的乙烯釋放量,從而能夠延緩其衰老進(jìn)程。Acuna等[30]使用1-MCP熏蒸處理巴特梨,發(fā)現(xiàn)在20 ℃條件下熏蒸24 h效果要優(yōu)于0 ℃熏蒸處理24 h。這可能是因?yàn)榈蜏匾环矫鏈p緩了與1-MCP作用相關(guān)酶的代謝;另一方面降低了1-MCP與乙烯受體的親和力以及其在細(xì)胞質(zhì)中的溶解度[31]。另外,目前1-MCP商品化試劑是固載于類環(huán)糊精上的絡(luò)合物,低溫會(huì)減緩其由固載相轉(zhuǎn)化為可在植物組織中移動(dòng)且能與乙烯受體相互作用的氣態(tài)的過程,且低溫下高濃度1-MCP處理會(huì)加重果蔬冷害[32]。綜上,本研究采用1 μL/L 1-MCP在(20f 1)℃環(huán)境溫度下熏蒸處理菠菜24 h。
Cai Hongfang等[17]發(fā)現(xiàn)經(jīng)1-MCP處理后的油桃香氣成分如烷烴類、酯類含量有所減少。Mattheis等[33]研究表明1-MCP會(huì)降低呼吸躍變型果實(shí)中酯類化合物的產(chǎn)量。李楊昕等[34]研究表明ACC氧化酶與脂氧合酶共同調(diào)控乙烯的合成,進(jìn)而調(diào)節(jié)香氣的釋放,影響果蔬的風(fēng)味。這說明在貯藏初期1-MCP處理可能對(duì)果蔬的感官品質(zhì)有一定的影響。因此,關(guān)于1-MCP+PA復(fù)合處理對(duì)菠菜風(fēng)味成分的影響還需要進(jìn)一步使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行探究。
本研究中在貯藏期前4 d,PA單獨(dú)處理的菠菜感官評(píng)分高于1-MCP單獨(dú)處理的菠菜,前者的外觀和氣味保持較好,表明在貯藏前期PA對(duì)果蔬的感官品質(zhì)有一定的維持作用。PA處理也有很好的護(hù)色效果,其在鮮切紫甘藍(lán)[35]的保鮮中起到了維持葉綠素含量、減少菜體中色素流失的作用。但在貯藏末期1-MCP單獨(dú)處理的感官評(píng)分高于PA單獨(dú)處理組,這說明1-MCP處理在貯藏中后期效果更顯著,這可能與1-MCP抑制了乙烯釋放有關(guān)。
已有研究表明,兩種及以上保鮮劑的復(fù)合使用往往會(huì)起到協(xié)同增效的結(jié)果[8,36]。本實(shí)驗(yàn)研究也發(fā)現(xiàn),1-MCP+PA復(fù)合處理較二者單獨(dú)處理在降低菠菜腐爛指數(shù)和質(zhì)量損失率及保持貯藏期內(nèi)菠菜的感官品質(zhì)方面作用更加明顯,而且在減緩SSC下降、提高POD活力及DPPH自由基清除率方面效果也更好??扇苄怨绦挝飳?duì)果蔬的風(fēng)味、糖酸比、貯藏性和加工性質(zhì)都具有重要的作用。本研究中單獨(dú)使用PA處理菠菜的SCC在貯藏第2天就達(dá)到了峰值,而1-MCP+PA處理組比PA處理組達(dá)到峰值的時(shí)間晚2 d,且在貯藏中后期復(fù)合處理組的菠菜SSC高于1-MCP處理組和PA處理組,這說明1-MCP+PA復(fù)合處理比單獨(dú)使用這兩種保鮮劑都具有更好的保鮮效果。
POD是植物清除活性氧的關(guān)鍵酶,其活力是評(píng)價(jià)果蔬衰老的一個(gè)重要指標(biāo)。自由基傷害學(xué)說認(rèn)為,逆境脅迫使植物活性氧自由基產(chǎn)生和清除的平衡系統(tǒng)遭到破壞,自由基的積累導(dǎo)致代謝障礙,活性氧如過氧化氫(H2O2)和超氧陰離子的積累引起的氧化損傷參與了果蔬老化形成[37]。POD能將H2O2分解為H2O和O2[38],能有效地阻止高濃度氧的積累。本研究顯示1-MCP+PA復(fù)合處理相較于單獨(dú)使用1-MCP、PA處理顯著提升了貯藏期內(nèi)菠菜的POD活力。這與L-Jingyi等[39]使用1-MCP對(duì)生姜進(jìn)行貯藏保鮮和Jiang Li等[40]使用PA對(duì)紫背天葵進(jìn)行保鮮處理所得結(jié)論一致。DPPH自由基清除率廣泛用于定量測(cè)定物質(zhì)的抗氧化能力。貯藏過程中1-MCP+PA復(fù)合處理組的DPPH自由基清除率均高于1-MCP處理組和PA處理組,說明1-MCP+PA復(fù)合處理使菠菜在抗氧化能力方面有所提高,這可能是由于一方面PA通過螯合金屬離子,降低因?yàn)榻饘匐x子所引起的氧自由基以及內(nèi)在的膜脂過氧化作用,另一方面1-MCP和PA起到了協(xié)同增效的作用。
本研究中使用1-MCP和PA作為菠菜的保鮮劑,1-MCP無毒、穩(wěn)定性好、易于合成、使用濃度低,而PA為天然的食品添加劑,生產(chǎn)成本低、原料資源豐富、使用方便、不受氣候和場(chǎng)所限制、所需設(shè)備簡(jiǎn)單、應(yīng)用效果好、不存在毒性及殘留問題。復(fù)合使用兩者之間能夠功能互補(bǔ)、相互協(xié)調(diào),發(fā)揮出良好的防腐保鮮作用,符合當(dāng)前果蔬保鮮劑“天然、高效、安全”的發(fā)展方向。
本研究采用1 μL/L 1-MCP、0.1% PA及1 μL/L 1-MCP+0.1% PA對(duì)菠菜進(jìn)行保鮮處理,綜合分析了在(20f 1)℃常溫貯藏期間菠菜的生理生化指標(biāo)、相關(guān)酶活力以及抗氧化能力,結(jié)果表明,1 μL/L 1-MCP、0.1% PA單獨(dú)處理及1 μL/L 1-MCP+0.1% PA復(fù)合處理都能不同程度地延緩菠菜腐爛,有效維持菠菜質(zhì)量、葉綠素相對(duì)含量、SSC,降低乙烯釋放量,提高菠菜的POD活力以及抗氧化能力。與1 μL/L 1-MCP、0.1% PA單獨(dú)處理相比,1 μL/L 1-MCP+0.1% PA復(fù)合處理保鮮效果更佳,有效延緩了菠菜采后衰老和品質(zhì)劣變,同時(shí)提高了POD活力及DPPH自由基清除能力,維持了較高的抗氧化能力,從而減少了活性氧對(duì)菠菜組織造成的氧化傷害作用,延長了菠菜的貯藏期。本研究結(jié)果可為菠菜貯藏保鮮提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)參考。