王佳捷,孫穎,劉雅慈,黃春蓮,吳焰,郭宏鑫,陳存坤,曾凱芳,3,姚世響,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715)2(天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點實驗室,天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室,天津,300384)3(川渝共建特色食品重慶市重點實驗室,重慶,400715)

采后快速預(yù)冷是果蔬物流保鮮的關(guān)鍵環(huán)節(jié),受國家戰(zhàn)略高度重視。近年中央一號文件強調(diào)生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流工程建設(shè),從“最先一公里”產(chǎn)地到“最后一公里”餐桌,構(gòu)建完善的冷鏈物流體系,覆蓋農(nóng)產(chǎn)品的采收、加工、包裝、貯藏、運輸、銷售等各個環(huán)節(jié),以降低農(nóng)產(chǎn)品貯運損失,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[1]。從冷鏈流通環(huán)節(jié)來看,預(yù)冷是第一步,也是最關(guān)鍵的工序。預(yù)冷可以通過快速去除采后果蔬附帶的田間熱,降低果蔬的呼吸速率、抑制微生物的繁殖、延緩果蔬采后的衰老,從而達到保持果蔬采后品質(zhì)的目的。

近30年來,我國高山蔬菜種植規(guī)模不斷擴大,種植面積約280萬hm2,年產(chǎn)量達9 002萬t[2],是南方山地農(nóng)業(yè)重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。但同時,高山蔬菜產(chǎn)業(yè)存在的“重采前、輕采后”的現(xiàn)象,嚴(yán)重制約了高山蔬菜產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。西蘭花(BrassicaoleraceaL.var.italica),別名綠花菜,十字花科蕓薹屬甘藍(lán)變種,是我國高山蔬菜主栽種類之一。目前,我國西蘭花總種植面積約10萬hm2,年產(chǎn)量約150萬t[3]。預(yù)冷是果蔬(西蘭花)采后重要保鮮方式,主要包括真空預(yù)冷、水預(yù)冷和壓差預(yù)冷等[4]。真空預(yù)冷和水預(yù)冷對西蘭花保鮮效果已得到眾多學(xué)者的研究:真空預(yù)冷可以通過維持西蘭花貯藏期間的可溶性蛋白質(zhì)、維生素C以及糖類等營養(yǎng)成分的含量來維持西蘭花的品質(zhì)[5];而水預(yù)冷則可以有效抑制西蘭花的黃化,維持西蘭花良好的感官品質(zhì)[6],壓差預(yù)冷作為一種快速經(jīng)濟的預(yù)冷方式,其對于西蘭花保鮮的研究目前還比較匱乏。除此之外,由于我國預(yù)冷技術(shù)的起步較晚、壓差預(yù)冷設(shè)備研發(fā)成本較高、國內(nèi)壓差冷庫設(shè)施建設(shè)不完善,因此壓差預(yù)冷目前在各種果蔬保鮮中的應(yīng)用并沒有被完全普及[7]。

本研究針對西蘭花壓差預(yù)冷條件及壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏品質(zhì)的影響,分別通過測定花柄溫度、西蘭花貯藏品質(zhì)及抗氧化能力的相關(guān)指標(biāo)等,開展壓差預(yù)冷條件探索及壓差預(yù)冷對西蘭花品質(zhì)具體影響的實驗。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花,采摘于高山蔬菜基地后立刻運送回實驗室。從中選取采收及時、成熟度及大小基本一致、花球緊實、無機械傷、無病蟲害的新鮮西蘭花作為本試驗材料。塑料箱,490 mm×350 mm×275 mm,重慶北碚天生農(nóng)貿(mào)市場;PE保鮮膜,厚0.03 mm,658 mm×598 mm,國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)贈送。

本實驗化學(xué)試劑均為分析純,國產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

果蔬壓差預(yù)冷設(shè)備,本課題組自主研發(fā)[8];ZDR-U2 W-T2溫度記錄儀,杭州澤大儀器有限公司;HLD-30002電子天平,杭州友恒稱重設(shè)備有限公司;TG16.5高速離心機,上海盧湘儀離心機儀器有限公司;JT-1數(shù)字手持折光儀,日本ATAGO公司;GS-15果蔬質(zhì)地分析儀,北京陽光億事達科技有限公司;CR-400色差儀,日本KONICA MINOLTA公司;DDS-307A電導(dǎo)率儀,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;Synergy H1微孔板酶標(biāo)儀,美國伯騰儀器有限公司;UV2355紫外可見分光光度計,尤尼柯(上海)儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 壓差預(yù)冷處理方法

移動式果蔬壓差預(yù)冷設(shè)備有2種送風(fēng)速度與2種送風(fēng)溫度,使用溫度記錄儀監(jiān)測分別以高風(fēng)速7.4 m/s預(yù)冷和低風(fēng)速3.7 m/s(風(fēng)溫均為0 ℃)預(yù)冷過程中西蘭花花柄溫度的變化情況,每5 min測定1次,計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差,分別繪制預(yù)冷曲線;使用溫度記錄儀監(jiān)測以0 ℃風(fēng)溫預(yù)冷和以4 ℃風(fēng)溫預(yù)冷(風(fēng)速均為7.4 m/s)過程中西蘭花花柄溫度的變化情況,每5 min測定1次,計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差,分別繪制預(yù)冷曲線。

將需要壓差預(yù)冷處理的西蘭花隨機分組,每組60棵,進行壓差預(yù)冷時,為保證西蘭花受冷均勻,將西蘭花進行裝箱并堆放整齊。將西蘭花裝入規(guī)格為490 mm×350 mm×275 mm的塑料箱內(nèi),每箱8～10棵。塑料箱兩側(cè)開孔,縱向排列,中央留出回風(fēng)通道,頂端蓋上塑料布,不進行內(nèi)包裝,使冷空氣能夠直接接觸西蘭花。在西蘭花柄心位置處插入感溫探頭,將初始花柄溫度為25 ℃的西蘭花置于不同預(yù)冷條件下進行預(yù)冷,當(dāng)西蘭花花柄溫度降至4 ℃時結(jié)束預(yù)冷。

通過繪制預(yù)冷過程中西蘭花的溫度曲線,探究不同壓差預(yù)冷條件對西蘭花降溫時間和冷卻均勻性的影響。其中,冷卻均勻性以標(biāo)準(zhǔn)差作為衡量依據(jù),標(biāo)準(zhǔn)差越小,表明西蘭花花柄溫度離散程度越小,即冷卻均勻性越好。

1.3.2 壓差預(yù)冷處理對西蘭花采后品質(zhì)及活性氧代謝的影響

將西蘭花分為4組,分別為:第1組:預(yù)冷+低溫組;第2組:不預(yù)冷+低溫組;第3組:預(yù)冷+常溫組;第4組:不預(yù)冷+常溫組。每組西蘭花個數(shù)為60棵。預(yù)冷處理結(jié)束后,分別將4組西蘭花放置在4 ℃的低溫冷庫與25 ℃的常溫庫中進行貯藏,每天進行觀察,并將其中腐爛的西蘭花挑出以防發(fā)生更大規(guī)模的腐爛,連續(xù)5 d取樣以進行失重率、腐爛率、色差值、葉綠素含量、硬度、可溶性固形物、相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、過氧化物酶活性、抗壞血酸過氧化物酶活性與超氧化物歧化酶活性等反映西蘭花貯藏品質(zhì)與活性氧代謝的相關(guān)指標(biāo)測定。

1.3.3 失重率的測定

采用稱重法[9],稱質(zhì)量前擦干西蘭花表面水分。失重率計算如公式(1)所示:

(1)

式中:m貯藏前,西蘭花放入冷庫/常溫庫前的質(zhì)量;m貯藏后,西蘭花放入冷庫/常溫庫后的質(zhì)量。

1.3.4 腐爛率的測定

采用統(tǒng)計法[10],以單個西蘭花作為一個計數(shù)單位。腐爛率計算如公式(2)所示:

(2)

1.3.5 色差值的測定

采用色差儀進行測定[9]。取西蘭花花球的十字頂點和中心點進行測定,結(jié)果取平均值。a*值的正負(fù)分別表示紅綠,b*值的正負(fù)分別表示黃藍(lán),以-a/b值反映花球的綠度。

1.3.6 葉綠素含量的測定

參考國崇文等[9]的方法并稍作修改。約稱取混勻切碎的西蘭花樣品2.0 g,加入無水乙醇研磨浸提后定容至25 mL,在波長652 nm下測定吸光度?？?cè)~綠素含量計算如公式(3)所示:

ρ/(mg/L)=A652×1 000/34.5

葉綠素含量/(mg/g)=ρ×V/(m×1 000)

(3)

式中:V,提取液總體積,mL;m,樣品質(zhì)量,g。

1.3.7 硬度的測定

參考國崇文等[9]的方法并稍作修改。將西蘭花花球下1～5 cm處的花莖切成厚度為1 cm的待測樣品。采用果蔬質(zhì)地分析儀進行測定,探頭直徑5 mm,測試速度10 mm/s,測試距離1.0 mm,使探頭觸碰位置在樣品中心,結(jié)果以kg表示。

1.3.8 可溶性固形物含量的測定

參考李丹等[11]的方法并稍作修改。取適量西蘭花研磨勻漿,用手持?jǐn)?shù)字折光儀測定其百分含量,結(jié)果以%表示。

1.3.9 相對電導(dǎo)率的測定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。使用打孔器在西蘭花花莖橫截面處截取圓片,在燒杯中約稱取1.0 g西蘭花樣品圓片,加入100 mL超純水浸泡1 h后測定電導(dǎo)率c1;然后覆蓋保鮮膜進行沸水浴15 min,冷卻至室溫后測定電導(dǎo)率c0,相對電導(dǎo)率計算如公式(4)所示:

相對電導(dǎo)率cε/%=c1/c0×100

(4)

1.3.10 丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量的測定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。約稱取混勻切碎的西蘭花樣品1.0 g,加入5 mL三氯乙酸溶液在冰浴下研磨,離心后取2 mL上清液加入2 mL硫代巴比妥酸溶液混合,沸水浴20 min,冷卻至室溫后分別在波長450、532、600 nm下測定吸光度。MDA含量計算如公式(5)所示:

C/(μmol/L)=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

丙二醛含量/(μmol/g)=C×V/(Vs×m×1 000)

(5)

式中:V,提取液總體積,mL;Vs,測定時所取提取液體積,mL;m,樣品質(zhì)量,g。

1.3.11 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性的測定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。約稱取1.0 g西蘭花樣品,在液氮中研磨勻漿后,加入3 mL 0.1 mol/L pH 7.8的磷酸緩沖液(含5 mmol/L二硫蘇糖醇和50 g/L聚乙烯吡咯烷酮)后在4 ℃離心后,上清液即為粗酶提取液。在試管中分別加入1.7 mL 50 mmol/L pH 7.8的磷酸緩沖液,0.3 mL 0.13 mol/L的L-蛋氨酸溶液,0.3 mL 750 μmol/L的氮藍(lán)四唑溶液,0.3 mL 100 μmol/L的乙二胺四乙酸二鈉溶液,0.1 mL粗酶提取液,最后加入0.3 mL 20 μmol/L的核黃素溶液,在日光燈下啟動反應(yīng),對照管以蒸餾水為參比,一支放在暗處,一支放在日光燈下,反應(yīng)15 min后,置于黑暗處終止反應(yīng),于560 nm處測定溶液吸光值。將每分鐘每克西蘭花樣品體系對氮藍(lán)四唑光化還原的抑制為50%定義為1個超氧化物歧化酶活性單位(U)。

1.3.12 抗壞血酸過氧化酶(ascorbate peroxidase, APX)活性的測定

參考曹建康等[12]的方法并稍作修改。稱取約1.0 g西蘭花樣品,在液氮中研磨勻漿后,加入3 mL 0.1 mol/L pH 7.5的磷酸鉀緩沖液(含1 mmol/L 抗壞血酸和0.1 mmol/L 乙二胺四乙酸和20 g/L交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮)后在4 ℃離心后,上清液即為粗酶提取液。在試管中分別加入2.6 mL 50 mmol/L pH 7.5的磷酸鉀緩沖液(含0.1 mmol/L 乙二胺四乙酸和0.5 mmol/L 抗壞血酸),0.1 mL粗酶提取液,最后加入0.3 mL 2 mmol/L H2O2溶液啟動反應(yīng),以蒸餾水為參比,每隔30 s在290 nm處測定溶液的吸光值,連續(xù)測定至少6次。將單位質(zhì)量西蘭花樣品在每分鐘內(nèi)的吸光值變化定義為1個酶活力單位,表示為ΔOD290/(min·g)。

1.3.13 過氧化物酶(peroxidase, PRX)活性的測定

參考ZHOU等[13]的方法并稍作修改。約稱取1.0 g西蘭花樣品,液氮研磨勻漿后,加入3 mL 0.1 mol/L pH 5.5的乙酸-乙酸鈉緩沖液(含1 mmol/L 聚乙二醇6000,40 g/L交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮和10 g/L曲拉通)后4 ℃離心,上清液即為粗酶提取液。在試管中加入3.0 mL 25 mmol/L愈創(chuàng)木酚溶液、0.5 mL粗酶提取液,最后加入0.2 mL 0.5 mol/L H2O2溶液啟動反應(yīng),以蒸餾水為參比,每隔15 s在470 nm處測定溶液吸光值,連續(xù)測定至少3 min。將單位質(zhì)量西蘭花樣品在每分鐘內(nèi)的吸光值變化定義為1個酶活力單位,表示為ΔOD470/(min·g)。

1.4 數(shù)據(jù)分析及處理

所有實驗數(shù)據(jù)均使用Graphpad Prism 9.0進行處理并作圖,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)方差表示,每個實驗至少進行3次重復(fù);其中P<0.05為存在顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同壓差預(yù)冷處理對西蘭花預(yù)冷效果的影響

2.1.1 不同送風(fēng)速度對西蘭花預(yù)冷效果的影響

如圖1所示,不同送風(fēng)速度預(yù)冷過程中,2組西蘭花花柄溫度均逐漸降低,降溫速度均先加快后減慢,溫度均勻性均先減弱后增強,結(jié)果表明,低風(fēng)速組預(yù)冷用時較長,在105 min達到預(yù)冷終點(耗電3.40 kW·h);高風(fēng)速組預(yù)冷用時較短,在80 min時達到預(yù)冷終點(耗電3.15 kW·h),比低風(fēng)速組用時縮短23.8%左右,同時低風(fēng)速預(yù)冷組溫度均勻性較差。

a-花柄溫度;b-溫度均勻性

2.1.2 不同送風(fēng)溫度對西蘭花預(yù)冷效果的影響

如圖2所示,不同送風(fēng)溫度預(yù)冷過程中,2組西蘭花花柄溫度均逐漸降低,且在預(yù)冷處理35 min前,2組西蘭花花柄溫度基本相同,在35 min后,4 ℃風(fēng)溫處理組降溫速度明顯變慢,在145 min達到預(yù)冷終點(耗電3.55 kW·h),而0 ℃風(fēng)溫處理組僅用80 min即達到預(yù)冷終點(耗電3.15 kW·h),但4 ℃風(fēng)溫處理組預(yù)冷均勻性好于0 ℃風(fēng)溫處理組。

a-花柄溫度;b-溫度均勻性

綜上,高風(fēng)速與低風(fēng)溫預(yù)冷處理可以在縮短預(yù)冷時間的同時,一定程度上節(jié)約電能。

2.2 壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏品質(zhì)的影響

2.2.1 壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏期間表型的影響

如圖3所示,預(yù)冷+低溫組在第5天仍可以保持西蘭花花球緊實,顏色呈綠色;不預(yù)冷+低溫組則在第3、4天出現(xiàn)了黃化,在第5天花球明顯松散,且有部分發(fā)生褐變;預(yù)冷+常溫組則在第3天出現(xiàn)了黃化,在第5天花球幾乎全部黃化,且有比較嚴(yán)重的褐變;不預(yù)冷+常溫組在第1天就出現(xiàn)了黃化與花球的松散,在第5天時花球發(fā)生大面積的褐變。實驗表明,在不同溫度貯藏條件下,預(yù)冷可以維持西蘭花貯藏期間的表型,延緩褐變的發(fā)生。

圖3 壓差預(yù)冷處理對西蘭花貯藏期間表型的影響

2.2.2 壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏期間失重率與腐爛率的影響

失重率和腐爛率可以反映西蘭花品質(zhì)劣變的程度。西蘭花失重的主要原因有水分流失、花球掉粒、有機物的消耗等;而西蘭花腐爛的主要病理表現(xiàn)有花球長霉、花莖軟腐等,在腐爛發(fā)生后,西蘭花的商品價值會迅速喪失,導(dǎo)致出現(xiàn)惡臭氣味,不堪食用。

如圖4所示,在西蘭花貯藏期間,各組西蘭花的失重率和腐爛率均隨貯藏時間的延長而上升。貯藏第5天時,不預(yù)冷+低溫組失重率為2.71%,預(yù)冷+低溫組失重率僅為1.96%;而不預(yù)冷+常溫組失重率為6.04%,預(yù)冷+常溫組失重率僅為4.73%。同時,在不同溫度貯藏條件下,低溫貯藏與常溫貯藏的2個不預(yù)冷組的腐爛率分別為6.67%與78.3%,而低溫貯藏與常溫貯藏的2個壓差預(yù)冷組的腐爛率為3.33%與56.7%。實驗結(jié)果表明,在不同溫度貯藏條件下,壓差預(yù)冷均能夠有效減少西蘭花的質(zhì)量損失,抑制西蘭花腐爛的發(fā)生。

a-失重率;b-腐爛率

2.2.3 壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏期間色差值與葉綠素含量的影響

色差值和葉綠素含量的變化可以反映西蘭花顏色轉(zhuǎn)變的程度,而葉綠素含量的下降則是西蘭花褪綠轉(zhuǎn)黃的主要原因。正常的西蘭花花球為深綠色,-a/b值應(yīng)為正值,腐爛后西蘭花會發(fā)生黃化,導(dǎo)致-a/b變?yōu)樨?fù)值。

如圖5所示,在西蘭花貯藏期間,-a/b值與葉綠素含量的變化趨勢大致相同,均隨貯藏時間延長,-a/b值與葉綠素含量降低。其中,預(yù)冷+低溫組的-a/b值與葉綠素含量變化不明顯;不預(yù)冷+常溫組-a/b值急劇減小,在貯藏第4天時變?yōu)樨?fù)值,表明在貯藏后期,西蘭花發(fā)生嚴(yán)重的黃化。同時,在貯藏第5天,預(yù)冷+低溫組西蘭花葉綠素含量最高,為1.66 mg/g,不預(yù)冷+常溫組西蘭花葉綠素含量最低,為0.46 mg/g。通過計算發(fā)現(xiàn),2個壓差預(yù)冷處理組分別比2個對照組葉綠素含量高0.21和0.20 mg/g。實驗結(jié)果表明,壓差預(yù)冷處理能夠抑制西蘭花葉綠素降解,抑制西蘭花在貯藏期間的黃化,而壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏則表現(xiàn)出更強的護綠效果。

2.2.4 壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏期間硬度與可溶性固形物的影響

硬度可以反映西蘭花質(zhì)地結(jié)構(gòu)的變化情況,是反映西蘭花新鮮程度的重要指標(biāo),西蘭花發(fā)生腐爛后會導(dǎo)致硬度下降,而木質(zhì)化、纖維化則會導(dǎo)致硬度上升。如圖6所示,在西蘭花貯藏期間,各組西蘭花的硬度總體呈先下降后上升的趨勢。貯藏前2 d,壓差預(yù)冷組硬度均顯著高于不預(yù)冷組。貯藏第2天時,預(yù)冷+常溫組與不預(yù)冷+常溫組的西蘭花硬度均達到最小值,分別為0.383、0.382 kg,之后硬度開始上升。貯藏后第4、5天,不預(yù)冷+低溫組、預(yù)冷+常溫組與不預(yù)冷+常溫組硬度均有所上升,只有預(yù)冷+低溫組硬度持續(xù)下降。在貯藏第2天到第5天,壓差預(yù)冷組與不預(yù)冷組硬度均不存在顯著差異(P>0.05);低溫貯藏條件下,貯藏第2天,壓差預(yù)冷組硬度顯著高于不預(yù)冷組硬度,說明壓差預(yù)冷可以顯著延緩西蘭花的軟化(P<0.05),實驗結(jié)果表明,壓差預(yù)冷可以延緩西蘭花質(zhì)地的劣變。

a-硬度;b-可溶性固形物

可溶性固形物是指果汁中能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等,是反映果蔬內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量的重要指標(biāo)。如圖6所示,貯藏期間,各組西蘭花的可溶性固形物含量總體呈先上升后下降的趨勢。數(shù)據(jù)顯示,各組可溶性固形物均于貯藏第2天達到最大值。第2天后可溶性固形物含量開始逐漸下降,在貯藏第5天時,不預(yù)冷+低溫組可溶性固形物含量顯著高于不預(yù)冷+常溫組西蘭花(P<0.05),而預(yù)冷+低溫組西蘭花可溶性固形物含量為6.83%,顯著高于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組6.47%。結(jié)果表明,壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏可以顯著減少西蘭花貯藏期間可溶性固形物含量的下降,減少營養(yǎng)成分的損失。

2.2.5 壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏期間氧化損傷的影響

MDA是植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化的產(chǎn)物之一[14],其含量可以反應(yīng)細(xì)胞膜質(zhì)過氧化的程度。如圖7所示,貯藏期間,各組MDA含量均呈現(xiàn)隨貯藏時間延長含量上升的趨勢,并且在貯藏第1天直到貯藏第5天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組MDA含量分別顯著低于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組。除此之外,數(shù)據(jù)表明,預(yù)冷與低溫貯藏可以使得西蘭花MDA含量在貯藏期間始終保持在較低水平,在貯藏第5天,預(yù)冷+低溫組MDA含量僅為1.16 μmol/g,顯著低于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組的3.07 μmol/g。實驗結(jié)果表明,壓差預(yù)冷可以有效降低貯藏期間MDA的含量,減緩由于膜質(zhì)過氧化給西蘭花組織細(xì)胞帶來的損傷。

a-相對電導(dǎo)率;b-丙二醛含量

相對電導(dǎo)率的大小可以反映果蔬組織細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)的滲漏情況,是衡量細(xì)胞膜受損程度的指標(biāo)之一,果蔬組織的細(xì)胞膜組織受損后,會導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)的電解質(zhì)出現(xiàn)外滲的現(xiàn)象,導(dǎo)致相對電導(dǎo)率上升。如圖7所示,貯藏期間,各組西蘭花的相對電導(dǎo)率均呈隨貯藏時間延長,相對電導(dǎo)率上升的趨勢。貯藏第4天時,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組的相對電導(dǎo)率分別顯著低于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組,比同期對照組的相對電導(dǎo)率低5.62%和6.50%。貯藏第5天時,預(yù)冷+低溫組相對電導(dǎo)率僅為39.36%,顯著低于預(yù)冷+常溫組與不預(yù)冷+常溫組(P<0.05),細(xì)胞膜受損程度最低。實驗結(jié)果表明,壓差預(yù)冷有效保護了西蘭花貯藏期間細(xì)胞膜的完整性,降低了西蘭花組織相對電導(dǎo)率的上升。

2.2.6 壓差預(yù)冷對西蘭花貯藏期間SOD、APX與PRX酶活性的影響

SOD含有金屬輔基[15],可以與PRX等酶協(xié)同抵御活性氧對于植物細(xì)胞造成的氧化傷害[16],是植物組織活性氧代謝的重要酶之一;APX可以催化H2O2與抗壞血酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),使得H2O2得以分解清除[17],是植物組織抗氧化的重要酶。PRX是果蔬體內(nèi)一種重要的氧化還原酶,可以催化過氧化氫的氧化,實現(xiàn)對其的分解,在果蔬成熟衰老、抗氧化、抗逆等生物過程發(fā)揮著重要的作用[18]。如圖8所示,SOD、APX、PRX活性在貯藏期間整體均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。其中,在貯藏第4天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組SOD活性均顯著高于不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組(P<0.05);在貯藏第4天和第5天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組APX活性均顯著高于(P<0.05)不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組;在貯藏第3天和第5天,預(yù)冷+低溫組與預(yù)冷+常溫組PRX活性均顯著高于不預(yù)冷+低溫組與不預(yù)冷+常溫組(P<0.05);實驗結(jié)果表明,預(yù)冷處理可以使得西蘭花在貯藏后期保持較高的活性氧代謝相關(guān)酶活性,實現(xiàn)對活性氧的分解,減少活性氧對西蘭花帶來的損傷。

a-SOD活性;b-APX活性;c-PRX活性

3 討論

預(yù)冷技術(shù)作為一種便捷有效的采后處理方式,目前已經(jīng)應(yīng)用于多種果蔬保鮮,不同預(yù)冷方式可以通過維持果蔬可溶性固形物、可滴定酸含量[19],延緩軟化、腐爛[20]等不同方面實現(xiàn)保鮮的目的,在果蔬采后品質(zhì)的維持上發(fā)揮著重要的作用。不同的預(yù)冷方式也適用于不同的果蔬,在實際應(yīng)用過程中需要綜合考慮產(chǎn)地實際情況、果蔬的特點以及不同預(yù)冷方式的優(yōu)缺點來確定合適的預(yù)冷方式。針對冷庫的建立與預(yù)冷設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用同樣需要更多的理論支撐,本研究為西蘭花采后預(yù)冷工藝做出了一定的探索,并對預(yù)冷的保鮮機制做了初步的探討。

壓差預(yù)冷是目前廣泛應(yīng)用于多種果蔬保鮮的重要預(yù)冷技術(shù),在紅毛丹[21]、長棗[22]等果蔬保鮮中已經(jīng)被證實有優(yōu)秀的保鮮效果,在本研究中,壓差預(yù)冷提高了西蘭花抗氧化酶的活性,提升了西蘭花抵御氧化脅迫的能力,維持了西蘭花的品質(zhì);同時,預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏可能還在一定程度上抑制了微生物的生長發(fā)育,降低了可溶性固形物的消耗與腐爛率,但壓差預(yù)冷對不同果蔬維持采后品質(zhì)的機制可能有所不同,針對不同類型果蔬采后可能出現(xiàn)的影響品質(zhì)的各種問題,需要選擇合適的預(yù)冷方式或研發(fā)相應(yīng)的預(yù)冷設(shè)備滿足大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求,或者將預(yù)冷與數(shù)學(xué)建模、工程設(shè)計等結(jié)合,以求用更低的成本來獲得更好的果蔬預(yù)冷效果[23]。

有研究表明,果蔬內(nèi)MDA與過氧化氫的積累是植物衰老的重要誘因,活性氧代謝紊亂引起的活性氧含量急劇上升使得其體內(nèi)葉綠素降解、蛋白質(zhì)的合成受到阻礙、膜結(jié)構(gòu)遭到破壞[24],引起硬度下降及商品價值的喪失?；钚匝跏侵参镉醒醮x的重要產(chǎn)物,預(yù)冷去除了西蘭花采收時的田間熱,降低了西蘭花的呼吸速率,減少了乙烯的產(chǎn)生與活性氧的積累,維持了采后西蘭花組織內(nèi)蛋白質(zhì)的功能完整性,延緩了西蘭花的衰老。在不預(yù)冷組中,西蘭花采后呼吸旺盛,加速了西蘭花的衰老,活性氧積累量提升,導(dǎo)致西蘭花細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞,植物中蛋白質(zhì)遭到損傷,導(dǎo)致相關(guān)酶活性降低,對活性氧的清除能力下降,西蘭花發(fā)生活性氧代謝紊亂,導(dǎo)致其貯藏品質(zhì)的下降。

4 結(jié)論

高風(fēng)速與0 ℃風(fēng)溫預(yù)冷在80 min可以完成對西蘭花的預(yù)冷,從考慮西蘭花較大產(chǎn)量和節(jié)能、節(jié)時的角度,選擇高風(fēng)速7.4 m/s、0 ℃風(fēng)溫作為西蘭花壓差預(yù)冷的處理條件;壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏降低了西蘭花在貯藏期間的失重率與腐爛率,減緩了葉綠素的分解與硬度的上升,降低了西蘭花的相對電導(dǎo)率與MDA含量,同時壓差預(yù)冷協(xié)同低溫貯藏提高了西蘭花組織內(nèi)活性氧代謝相關(guān)酶(SOD、PRX、APX)的活性,使得西蘭花在貯藏期間維持了較高的抗氧化水平,提高了西蘭花貯藏期間維持其商品價值與營養(yǎng)品質(zhì)的能力。