楊松，朱倩，王灼琛，杜京京，郭家剛，伍玉菡，俞飛飛，江艦*

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，安徽 合肥 230031；2.安徽省食品微生物與功能應(yīng)用工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230031；3.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，安徽 合肥 230031；4.岳西縣生態(tài)型蔬菜產(chǎn)業(yè)研究院，安徽 安慶 246000）

茭白（Zizania latifolia Griseb.）又名菰、茭筍、茭瓜，為禾本科菰屬多年生淺水草本植物。茭白是我國特有的水生蔬菜，栽培面積較為廣泛，已成為僅次于蓮藕的第二大水生蔬菜[1]，其中以浙江省種植面積最大，種植面積已經(jīng)達(dá)到2 萬hm2以上[2]。茭白質(zhì)地脆嫩、營養(yǎng)豐富，富含膳食纖維、蛋白質(zhì)、多糖等多種營養(yǎng)物質(zhì)，能較好地促進(jìn)人體腸道健康[3]。由于茭白含水量較高，采后呼吸作用旺盛，在貯藏期極易發(fā)生變黃、腐爛、纖維化等現(xiàn)象，導(dǎo)致茭白銷售周期短、銷售半徑小，嚴(yán)重制約了茭白產(chǎn)業(yè)發(fā)展，影響茭農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入[4]。因此，研究采后保鮮方法以延長茭白貯藏期、改善貯藏品質(zhì)對我國各地的茭白產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的意義。

目前，低溫冷藏是果蔬類原料貯藏普遍采用的方法。隨著冷藏基礎(chǔ)設(shè)施和冷鏈物流平臺的不斷完善，我國果蔬采后損失率大幅度下降，貯藏時(shí)間也得到延長[5]。但是，僅僅依靠低溫冷藏手段，無法使果蔬在長期貯藏中保持較好的口感和風(fēng)味。因此，多種保鮮手段協(xié)同延長果蔬保鮮期，以改善其貯藏期品質(zhì)，逐漸成為研究學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。自發(fā)氣調(diào)包裝（modified atmosphere package，MAP）能通過果蔬自身呼吸作用來調(diào)節(jié)微環(huán)境氣體，從而保持果蔬品質(zhì)和延長貯藏期[6]。包裝袋的材質(zhì)、厚度等因素會影響MAP 形成的氣體滲透平衡環(huán)境[7]。因此不同的果蔬需要選擇適合的包裝袋貯藏才能達(dá)到理想的保鮮效果。其中，聚乙烯（polyethylene，PE） 袋是目前使用最多的一種自發(fā)氣調(diào)袋，在多種果蔬貯藏保鮮中得到了廣泛的應(yīng)用[8]。1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）作為乙烯抑制劑，能夠明顯減弱果實(shí)的乙烯釋放量、降低其呼吸強(qiáng)度、延緩果蔬衰老[9]。1-MCP 結(jié)合保鮮包裝能夠有效抑制1-MCP 氣體的流失，對水蜜桃[10]、油杏[11]、紅苕尖[12]等果蔬的保鮮效果已經(jīng)得到了證實(shí)。目前將保鮮劑與包裝材料結(jié)合處理新鮮帶殼茭白的對比研究鮮見報(bào)道。本研究以新鮮帶殼茭白為原料，研究低溫貯藏條件下1-MCP 保鮮劑與PE 包裝袋結(jié)合處理對帶殼茭白采后貯藏品質(zhì)和木質(zhì)化進(jìn)程的影響，以期為延長帶殼茭白的貯藏保鮮期、改善其貯藏品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮帶殼茭白：岳西縣民意茭白專業(yè)合作社。0.07 mm PE 保鮮袋、0.14 mm PE 保鮮袋、0.07 mm 納米復(fù)合PE 保鮮袋：濰坊錦瑞保鮮包裝有限公司。

1-MCP：美國AgroFresh 公司；丙二醛試劑盒、過氧化物酶試劑盒：南京建成生物工程研究所；葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）、酒石酸鉀鈉（均為分析純）：上海源葉生物科技有限公司；濃硫酸、濃鹽酸、苯酚、冰乙酸、重鉻酸鉀、氯化鋇、十六烷基三甲基溴化銨（cetyltrimethylammonium bromide，CTAB）、石油醚（均為分析純）：上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

紫外可見分光光度計(jì)（UV-5200）：上海元析儀器有限公司；低速離心機(jī)（SC-3610）：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；電子天平（JA5003B）：上海越平科學(xué)儀器有限公司；色差分析儀（CR-400）：柯尼卡美能達(dá)控股公司；質(zhì)構(gòu)儀（TA.XT Plus）：英國Stable Micro System 公司。

1.3 方法

1.3.1 貯藏方法

挑選成熟度適宜、大小均勻、無損傷的新鮮帶殼茭白，分別用0.07 mm PE 袋（PE7）、0.14 mm PE 袋（PE14）、0.07 mm 納米復(fù)合PE 袋（NCPE7）、1-MCP 結(jié)合0.07 mm PE 袋（PE7+1-MCP）、1-MCP 結(jié)合0.14 mm PE 袋（PE14+1-MCP）進(jìn)行包裝處理，其中包裝袋大小均為100 cm×60 cm，每袋包裝中帶殼茭白約2.5 kg，1-MCP 保鮮劑為0.625 g（有效含量為0.014%）。樣品包裝后扎緊封口，于（1±1）℃冷庫內(nèi)貯藏60 d，每隔10 d取樣進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.3.2 色澤測定

色澤采用手持色差儀測定。茭白去殼后，取茭白肉從中間縱向剖開，測定切面的L* 值，每組各取4 根茭白重復(fù)測定，取平均值。

1.3.3 硬度測定

硬度采用質(zhì)構(gòu)儀（探頭直徑6 mm）測定，測定深度為10 mm。取縱向剖開的茭白肉測其切面中部硬度，每組各取4 根茭白重復(fù)測定，取平均值。

1.3.4 總糖含量測定

參照GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測定》中酸水解苯酚-硫酸比色法測定茭白中總糖含量[13]。準(zhǔn)確稱取干燥粉碎后的茭白樣品0.1 g，加入10 mL 蒸餾水和3 mL 濃鹽酸，100 ℃水浴中水解3 h，冷卻后過濾，用蒸餾水洗滌濾渣，合并濾液及洗液并定容至50 mL，得到提取液。吸取1 mL 提取液于10 mL 具塞試管中，加入1 mL 苯酚溶液，然后迅速加入5 mL 濃硫酸，反應(yīng)液靜置10 min，振蕩混合，然后將試管置于30 ℃水浴反應(yīng)20 min，測定反應(yīng)液在490 nm 處吸光度。以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計(jì)算總糖含量，結(jié)果表示為mg/g DW（以干重計(jì)）。

1.3.5 還原糖含量測定

采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定茭白中還原糖含量[14]。準(zhǔn)確稱取干燥粉碎后的茭白樣品0.2 g 于試管中，加入10 mL 蒸餾水，50 ℃水浴提取20 min 后過濾，合并濾液及洗液，用蒸餾水定容至25 mL，得到還原糖待測液。吸取0.2 mL 待測液于試管中，用蒸餾水補(bǔ)至2 mL，加入DNS 試劑1.5 mL，沸水浴中保溫5 min，取出后立即冷卻至室溫，用蒸餾水定容至25 mL，在540 nm 波長下測其吸光度。以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計(jì)算還原糖含量，結(jié)果表示為mg/g DW。

1.3.6 纖維素含量測定

參考張翰卿等[7]的方法，采用酸性洗滌法測定茭白中纖維素的含量，結(jié)果以% DW 表示。

1.3.7 木質(zhì)素含量測定

參考熊素敏等[15]的方法，準(zhǔn)確稱取0.1 g 干燥粉碎后的茭白試樣于離心管中，加入10 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的醋酸溶液搖勻后離心、洗滌沉淀，然后加入4 mL 乙醇和乙醚混合液（體積比1∶1）浸泡3 min，棄去上清液，洗滌沉淀，并在沸水浴中蒸干。向沉淀中加入3 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)72%的硫酸，搖勻后靜置16 h，加入10 mL 蒸餾水，搖勻后置沸水浴5 min，冷卻后加入5 mL 蒸餾水和0.5 mL 10%的氯化鋇溶液，搖勻，離心。沉淀用蒸餾水洗滌2 次，向沉淀中加入10 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的硫酸和10 mL 0.1 mol/L 的重鉻酸鉀溶液，沸水浴中放置15 min，冷卻至室溫后進(jìn)行滴定。加入5 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的KI 溶液和1 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的淀粉溶液，用0.2 mol/L 硫代硫酸鈉滴定。木質(zhì)素含量的計(jì)算公式如下。

X=K（a-b）/（n×48）

式中：X 為木質(zhì)素含量，% DW；48 為1 mol C11H12O4相當(dāng)于硫代硫酸鈉的當(dāng)量數(shù)；K 為硫代硫酸鈉濃度，mol/L；a 為空白滴定所耗硫代硫酸鈉體積，mL；b 為滴定溶液所耗硫代硫酸鈉體積，mL；n 為樣品質(zhì)量，g。

1.3.8 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測定

MDA 含量采用丙二醛測定試劑盒進(jìn)行測定，結(jié)果以nmol/mg 表示。

1.3.9 過氧化物酶（peroxidase，POD）活性測定

POD 活性采用過氧化物酶試劑盒進(jìn)行測定，以每毫克組織每分鐘催化1 μg 底物所需的酶量為一個(gè)POD 活力單位，結(jié)果以U/mg 表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)指標(biāo)均重復(fù)測定3 次，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。采用Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，采用SPSS 25 軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包裝處理對茭白色澤和硬度的影響

茭白采后顏色和硬度的變化會影響其感官質(zhì)量和消費(fèi)者接受度。茭白在貯藏期間顏色極易變黃，色澤變暗。L* 值表示果肉的明亮度，L* 值越小說明其亮度越低。不同包裝處理對帶殼茭白色澤和硬度的影響如圖1 所示。

圖1 不同包裝處理對帶殼茭白色澤和硬度的影響Fig.1 Effect of different packaging treatments on color and hardness of shelled Zizania latifolia

由圖1A 可知，貯藏期間茭肉的L* 值整體上呈現(xiàn)下降的趨勢。貯藏10 d 內(nèi)，不同包裝處理的茭白L* 值相差不大；貯藏50 d 后，PE7、NCPE7、PE7+1-MCP 組的L* 值與PE14、PE14+1-MCP 組之間差異顯著。貯藏20 d 后，PE7、NCPE7、PE7+1-MCP 組的L* 值顯著低于貯藏0 d 的茭白。PE14+1-MCP 組的L* 值在貯藏前50 d 無顯著性差異。貯藏60 d 時(shí)，PE7、PE14、NCPE7、PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 組的L* 值相比貯藏0 d 分別下降了2.33%、1.51%、2.76%、1.99%、1.03%。由此可見，PE 保鮮袋厚度增加能夠有效保持茭白色澤，且1-MCP 結(jié)合PE 保鮮袋可以不同程度地延緩茭白L* 值的降低，其中厚度較高的0.14 mm PE 袋保鮮效果更好，這可能與其低透濕性和低透氣性有關(guān)[16]。

由圖1B 可知，貯藏過程中，各組茭白的硬度均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。貯藏前10 d，各組茭白的硬度下降迅速，這可能是由于PE 包裝透濕性較高，導(dǎo)致茭白水分流失速度快[17]。除NCPE7 組外，不同厚度包裝處理組間無顯著差異，可能是因?yàn)楹穸容^高的PE14 袋透氧率和透濕率雖然較低，但其袋內(nèi)“結(jié)露”現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致微生物感染極易腐爛，降低了茭白硬度[7]。除40 d 外，其他貯藏時(shí)間內(nèi)，PE7+1-MCP 和PE14+1-MCP 組茭白的硬度均高于其他處理組，說明1-MCP 結(jié)合PE 包裝處理能夠有效抑制茭白軟化。而NCPE7 的包裝袋具有一定直徑的微孔，導(dǎo)致茭白水分迅速流失，其色澤和硬度均顯著低于其他處理組。

2.2 不同包裝處理對茭白還原糖和總糖含量的影響

還原糖和總糖是評價(jià)茭白新鮮程度的重要品質(zhì)指標(biāo)之一。果蔬在采后貯藏過程中，自身呼吸作用會促使總糖分解產(chǎn)生還原糖并進(jìn)行能量供給[18]。不同包裝處理對帶殼茭白還原糖和總糖含量的影響如圖2 所示。

圖2 不同包裝處理對帶殼茭白還原糖和總糖含量的影響Fig.2 Effect of different packaging treatments on reducing sugar and total sugar contents of shelled Zizania latifolia

由圖2 可知，各組茭白在貯藏期間還原糖和總糖含量均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。其中，NCPE7 組茭白的還原糖和總糖含量在貯藏前40 d 迅速降低，且整個(gè)貯藏期間顯著低于其他各處理組，這是由于復(fù)合PE 袋的高透氧性使得果實(shí)呼吸消耗或代謝其營養(yǎng)成分[17]。貯藏前20 d，PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 組茭白的總糖含量低于PE7、PE14 組，之后高于其他處理組，可能是因?yàn)橘A藏前期茭白內(nèi)的淀粉等大分子化合物在酶的作用下轉(zhuǎn)化為糖、有機(jī)酸等可溶性物質(zhì)，但總糖分解速度大于轉(zhuǎn)化速度[11]。后期PE 袋的低透濕性有利于微生物的繁殖，造成了營養(yǎng)物質(zhì)的大量消耗，而1-MCP 結(jié)合PE 袋處理組發(fā)揮抑制果實(shí)呼吸代謝作用，延緩了微生物繁殖速度和營養(yǎng)物質(zhì)消耗，使茭白中的總糖含量呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢[17，19]。除30 d 和40 d 外，PE7 和PE7+1-MCP 組、PE14 和PE14+1-MCP 組間的還原糖含量下降程度無顯著性差異，厚度高的PE 袋中茭白還原糖更高，可能是因?yàn)镻E 袋越厚，其透氣性越低，更有利于帶殼茭白的貯存[20]。PE 袋內(nèi)形成的低O2高CO2氣體環(huán)境對降低茭白呼吸強(qiáng)度，減少還原糖消耗代謝效果顯著[16-17]。

2.3 不同包裝處理對茭白纖維素和木質(zhì)素含量的影響

茭白采后衰老進(jìn)程加快，在貯藏期間易積累木質(zhì)素，導(dǎo)致茭肉發(fā)生木質(zhì)化現(xiàn)象，從而使茭白質(zhì)地變差，影響其品質(zhì)與食用口感[7]。纖維素是茭白細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)物質(zhì)，對維持細(xì)胞組織特性具有重要作用，但過量的纖維素會影響茭白品質(zhì)[19]。不同包裝處理對帶殼茭白纖維素和木質(zhì)素含量的影響如圖3 所示。

圖3 不同包裝處理對帶殼茭白纖維素和木質(zhì)素含量的影響Fig.3 Effect of different packaging treatments on cellulose and lignin contents of shelled Zizania latifolia

如圖3A 所示，貯藏期間帶殼茭白中的木質(zhì)素含量呈現(xiàn)上升的趨勢。貯藏10 d 時(shí)，NCPE7 組茭白的木質(zhì)素含量迅速升高，且顯著高于其他處理組，說明該復(fù)合PE 袋的微孔結(jié)構(gòu)無法有效抑制木質(zhì)素的合成，不能滿足茭白的保鮮需求。貯藏前20 d，除NCPE7 外，其他各組的木質(zhì)素含量增加程度相似，均呈現(xiàn)緩慢升高的趨勢；貯藏30 d 時(shí)，PE7、PE14 組茭白的木質(zhì)素含量顯著升高。1-MCP 結(jié)合PE 包裝袋處理的帶殼茭白保鮮效果更好，且PE 袋越厚越能有效抑制茭白中木質(zhì)素的合成和積累。

由圖3B 可知，各組帶殼茭白的纖維素含量均呈現(xiàn)上升的趨勢。貯藏期間，PE7+1-MCP 組纖維素含量的升高在貯藏前20 d 相對緩慢，20 d 后迅速升高。而PE14+1-MCP 組的纖維素含量增長較為緩慢，且在整個(gè)貯藏期內(nèi)，其纖維素含量均低于其他處理組。結(jié)果表明，1-MCP 結(jié)合厚度較高的PE 袋能夠顯著降低茭白采后的呼吸強(qiáng)度，對抑制帶殼茭白中纖維素合成效果更好。朱銳等[21]研究發(fā)現(xiàn)采用100% CO2氣調(diào)包裝能夠有效抑制微生物生長，更好地延長茭白貨架期。厚度較高的PE 袋能夠提供低O2高CO2的氣體環(huán)境，同時(shí)1-MCP 能夠持續(xù)發(fā)揮降低茭白呼吸強(qiáng)度、抑制乙烯合成及釋放的作用[22]，有效延緩了茭白的衰老和木質(zhì)化進(jìn)程。

2.4 不同包裝處理對茭白MDA 含量的影響

MDA 是細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物之一，其含量是判斷果實(shí)產(chǎn)生的活性氧自由基對細(xì)胞膜損傷的程度的重要指標(biāo)，因此，測定MDA 含量可以判斷果實(shí)衰老程度[17，23]。不同包裝處理對帶殼茭白MDA 含量的影響如圖4 所示。

圖4 不同包裝處理對帶殼茭白MDA 含量的影響Fig.4 Effect of different packaging treatments on MDA content of shelled Zizania latifolia

如圖4 所示，各組茭白的MDA 含量隨著貯藏時(shí)間的延長不斷增加。貯藏前10 d，PE7、PE14 組MDA含量增加顯著，而其他各組茭白MDA 含量維持在較低水平；貯藏20～60 d 期間，NCPE7 組茭白MDA 含量迅速積累，說明茭白在貯藏期間膜脂不飽和度不斷降低，細(xì)胞膜完整性被破壞[17]。整個(gè)貯藏期間，PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 組茭白的MDA 含量均較低，貯藏50 d 時(shí)，其MDA 含量分別為0.379、0.367 nmol/mg。其中，1-MCP 結(jié)合0.14 mm 的PE 袋保鮮效果更好，能夠有效抑制茭白中MDA 含量積累，維持細(xì)胞正常代謝，減緩果實(shí)后熟衰老[24]，這與高芳等[16]的研究結(jié)果一致。

2.5 不同包裝處理對茭白POD 活性的影響

POD 是影響木質(zhì)素聚合的關(guān)鍵酶，它的活性變化與果實(shí)衰老密切相關(guān)[25]。不同包裝處理對帶殼茭白POD 活性的影響如圖5 所示。

圖5 不同包裝處理對帶殼茭白POD 活性的影響Fig.5 Effect of different packaging treatments on POD activity of shelled Zizania latifolia

由圖5 可知，各組茭白POD 活性在貯藏期間均呈現(xiàn)上升趨勢。貯藏10 d 時(shí)，各組茭白的POD 活性從貯藏前的433.64 U/mg 迅速升高至478.41～496.05 U/mg。POD 能催化過氧化氫分解，催化木質(zhì)素單體氧化聚合形成木質(zhì)素大分子[26]。因此，抑制POD 活性可以減少木質(zhì)素合成，減緩茭白木質(zhì)化進(jìn)程。貯藏后期，PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 組的茭白POD 活性增長較為緩慢，顯著低于其他各處理組，且PE14+1-MCP 組茭白的POD 活性始終低于PE7+1-MCP 組，PE14+1-MCP組在貯藏60 d 時(shí)茭白的POD 活性僅為513.57 U/mg。結(jié)果表明，1-MCP 結(jié)合PE 袋處理能夠有效抑制茭白在貯藏期間POD 活性，減緩木質(zhì)素的合成。LIU 等[27]研究發(fā)現(xiàn)1-MCP 處理能夠通過抑制萊陽梨中POD 活性的增加來減少木質(zhì)素的積累，這與本研究結(jié)果一致。

3 結(jié)論

本研究以新鮮帶殼茭白為原料，對比分析了低溫貯藏條件下不同包裝處理對帶殼茭白采后貯藏品質(zhì)和木質(zhì)化進(jìn)程的影響。研究結(jié)果表明，在（1±1）℃貯藏溫度下，與單一PE 袋包裝相比，1-MCP 結(jié)合PE 袋包裝處理更有利于帶殼茭白的保鮮，且PE 袋越厚，保鮮效果越好。厚度較高的PE 袋能顯著降低袋內(nèi)O2體積分?jǐn)?shù)和提高CO2體積分?jǐn)?shù)，同時(shí)1-MCP 能夠持續(xù)發(fā)揮降低茭白呼吸強(qiáng)度和抑制乙烯合成及釋放的作用。在60 d 的貯藏期內(nèi)，1-MCP 結(jié)合0.14 mm PE 袋處理較好地保持了帶殼茭白的貯藏品質(zhì)和營養(yǎng)成分及細(xì)胞膜的完整性，延緩了果實(shí)衰老和降低其木質(zhì)化程度，對延長帶殼茭白的貯藏期及改善其貯藏品質(zhì)起到了良好的效果。