低温贮藏对不同品种赤苍藤品质的影响

2023-08-15 01:10张尚文杨天为黄诗宇张向军高曼熔庾韦花
食品工业科技 2023年15期
关键词:外观保鲜低温

张尚文,杨天为,黄诗宇,张向军, ,李 婷,高曼熔,2,庾韦花,蒙 平,石 前

(1.广西壮族自治区农业科学院生物技术研究所,广西南宁 530007;2.广西大学农学院,广西南宁 530004)

赤苍藤(Erythropalum scandensBlume)又名菜藤,牛耳藤,细绿藤等,多年生常绿木质藤本,产自云南、贵州、广西、广东等地[1]。赤苍藤带有清香气味、色泽翠绿、茎干脆嫩、味道鲜美、而且具有很高的营养价值,其蛋白质、脂肪、粗纤维、钙、磷、维生素C 含量及氨基酸总量明显高于常见蔬菜[2−3]。因其在食用、保健方面有较大的开发价值,近年来赤苍藤的种植面积也在不断增加[4]。鲜食赤苍藤在常温下不耐贮藏,叶片会快速衰老,影响它的食用价值,对其产业的发展造成了一定的影响,目前有关赤苍藤的研究主要是栽培技术方面[5−6],而贮藏保鲜相关方面的研究还未见报道。桂赤1 号、桂赤2 号是从广西野生赤苍藤种质资源中选育而来的优良品种,适宜在广西地区生产栽培[3],通过对其低温贮藏处理及耐储性研究有利于进一步扩大品种的推广。

果蔬采后贮藏保鲜措施主要包括物理保鲜措施(气调、低温、干藏、辐射、高压等)、化学保鲜措施(防腐剂、杀菌剂、脱氧剂、抗氧化剂等)、生物保鲜措施(涂膜、生物酶、多糖类物质等)[7−8]。其中低温冷藏保鲜相较于其他保鲜措施,操作流程简便,经济性价比更高,已经成为蔬菜保鲜应用最为广泛的保鲜措施。果蔬在低温条件下的呼吸作用处在较低水平,相关酶的活性均被抑制,延缓了细胞衰老,同时也抑制了有害微生物的生长与繁殖[9−10],因此,低温冷藏是蔬菜采后贮藏保鲜的有效手段。刘玉军等[11]的研究表明生菜、油麦菜和茼蒿在4 ℃条件下,其外观品质的变化均不明显,营养成分的损失较小,能够延长货架期。桂赤1 号、桂赤2 号作为鲜食蔬菜品种主要通过泡沫箱中装入冰袋的方式运输,但腐烂发黄现象时有发生,桂赤2 号的腐烂现象尤为严重,未来冷链运输可能成为赤苍藤运输的主要方式,目前赤苍藤在低温贮藏过程中品质的变化规律尚不明确,不同品种的耐贮性也有待研究。本研究通过分析4 ℃贮藏条件下桂赤1 号、桂赤2 号的还原糖、可溶性糖、葡萄糖、果糖、维生素C、蛋白质、粗纤维、含水量、酶活性相关生理代谢指标变化,比较不同品种的变化规律,明确赤苍藤的贮藏特性,为赤苍藤贮藏保鲜技术的研究奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

赤苍藤 桂赤1 号、桂赤2 号,记为G1、G2,2022 年5 月采收于广西南宁市,挑选新生芽条,长度15 cm 左右,外观无病虫害、机械损伤的赤苍藤用于试验;乙醇、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、盐酸、硫酸钾、硫酸、草酸、硼酸、五水合硫酸铜、七水合硫酸锌、乙酸锌、三水合亚铁氰化钾、2,6-二氯靛酚钠、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂 均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司;多酚氧化酶(BC0190)、过氧化物酶(BC0090)、过氧化氢酶(BC0205)、超氧化物歧化酶(BC0170)活性检测试剂盒 北京索莱宝科技有限公司。

LS171 色差仪 深圳林上科技有限公司;1260型高效液相色谱仪 美国Agilent 公司;K3 型酶标仪 美国Thermo 公司;KDN-1 型自动凯氏定氮仪上海仪电科学仪器股份有限公司;CP214 分析天平 美国OHAUS 公司;LRH-100CL 恒温冷藏箱上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料预处理 将采摘后的桂赤1 号、桂赤2 号立即运输回实验室(期间用装有冰袋的泡沫箱保存,采摘至实验室过程为2 h)分别放入保鲜袋(高密度聚乙烯PE-HD,厚度0.008 mm,规格为30 cm×40 cm)中并密封,每个保鲜袋装入500 g 样品,在4 ℃条件下贮藏,湿度为90%±5%,分别在0、5、10、15、20 d 取样测定相关生理指标。

1.2.2 生理指标测定方法 拍照记录各个取样时间点的桂赤1 号、桂赤2 号表型,并描述两种赤苍藤的外观特征,使用色差仪测量嫩芽中部的叶片色差,每个时间点测量6 个重复,色度指标中的L*值表示明暗度,代表颜色的深、浅;a*值表示红绿值,正值表示红色,负值表示绿色;b*值表示黄蓝值,正值表示黄色,负值表示蓝色;c*值表示色彩饱和度,含色成分越大,饱和度越大,消色成分越大,饱和度越小。

在各个取样时间点每次随机取适量赤苍藤测定其还原糖、可溶性糖、葡萄糖、果糖、维生素C、粗蛋白、粗纤维、含水量和酶活性,各生理指标测定均为3 次重复。含水量采用GB 5009.3-2016[12]第一法测定。还原糖和可溶性糖采用NY/T 1278-2007[13]测定。葡萄糖、果糖采用GB 5009.8-2016[14]第一法测定。维生素C 采用GB 5009.86-2016[15]第三法测定。蛋白质采用GB 5009.5-2016[16]第一法测定。粗纤维采用GB/T 5009.10-2003[17]测定。多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)酶活性采用Solarbio@活性检测试剂盒进行检测。酶活性检测样品前处理:称取约0.1 g 组织,加入1 mL 提取液进行冰浴匀浆。8000 g 4 ℃离心10 min,取上清,置冰上待测。

1.3 数据处理

记录各生理指标的3 次重复数据,使用SPSS 24.0 进行数据显著性水平分析,通过Excel 2021 统计分析并作图。

2 结果与分析

2.1 桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏期间外观商品性变化

由图1、表1 可知,桂赤1 号贮藏1~10 d 期间,其外观色泽及形态变化不明显,贮藏15 d 后,少部分叶片出现皱缩,有细小霉点出现,贮藏至20 d,少部分叶片变黄绿色;桂赤2 号在贮藏期间外观颜色有一定变化,刚采摘时的幼嫩叶片多数为紫红色与绿色相间,随着叶片逐渐衰老,叶片的紫色部分也逐渐变浅,贮藏10 d 后少部分叶片出现略微皱缩,多数叶片由紫红色褪色为浅紫色,贮藏15 d 后,较多叶片皱缩且较为明显,并有霉点出现,多数叶片颜色由浅紫色褪色为绿色,贮藏20 d 后,叶片皱缩严重,霉菌发生扩散,多数绿色叶片颜色加深。桂赤1 号和桂赤2 号贮藏15、20 d 的局部特征见图2。在外观形态方面,桂赤1 号表现出更好的耐贮性。

图1 G1、G2 低温贮藏期间的外观变化Fig.1 Appearance changes of G1,G2 during low temperature storage

图2 G1、G2 低温贮藏15、20 d 的局部特征Fig.2 Local characteristics of G1,G2 at low temperature for 15 and 20 d

表1 G1、G2 低温贮藏期间外观商品性比较Table 1 Comparison of appearance commodity of G1,G2 at low temperature

2.2 桂赤1 号、桂赤2 号低温贮藏期间色度变化

色度测量结果如图3 所示,桂赤1 号和2 号外观颜色有明显差异,桂赤1 号的L*值极显著高于2 号(P<0.01),两者的L*值在贮藏过程中均无明显变化;桂赤1 号的a*值极显著低于2 号(P<0.01),1 号的a*值在贮藏过程中无明显变化,2 号的a*值呈现下降的趋势,与贮藏过程中桂赤2 号的叶片颜色由紫红色逐渐褪色为绿色的表观变化相对应;桂赤1 号的b*值极显著高于桂赤2 号(P<0.01),桂赤1 号和2 号的b*值在贮藏过程中都有略微上升的趋势,这与在贮藏后期两个品种的叶片颜色都有略微发黄相对应;桂赤1 号的c*值极显著高于桂赤2 号(P<0.01),说明桂赤1 号的外观颜色的色彩饱和度更高,颜色更鲜艳,其c*值在贮藏过程中无明显变化,而桂赤2 号的c*值表现出下降的趋势,反映出桂赤2 号的外观颜色变化更明显。由于品种特性,桂赤2 号具有较高的花青素含量,外观的叶片颜色表现为紫红色与绿色相间,这可能是造成两个品种的色度变化差异的主要原因。

图3 低温贮藏期间G1、G2 色度变化Fig.3 Changes of chromaticity in G1,G2 at low temperature

2.3 桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏期间糖含量变化

糖类是果蔬的主要营养物质组分之一,也是影响果蔬风味品质的重要物质,在贮藏过程中,糖分消耗越快说明果蔬的呼吸作用越强烈,衰老速度越快[18]。本研究主要检测了还原糖、可溶性糖、葡萄糖、果糖的含量。图4 显示,在贮藏0 d 时,桂赤1 号的还原糖含量、葡萄糖含量与桂赤2 号基本一致,可溶性糖含量和果糖含量比桂赤2 号略高,随着贮藏时间的延长,桂赤1 号、桂赤2 号各类糖含量均呈现下降的趋势,其中桂赤1 号糖含量均缓慢下降,而桂赤2 号在贮藏在0~5 d 期间,其还原糖、葡萄糖、果糖含量均迅速下降,后缓慢变化。两种赤苍藤在贮藏20 d 时,两种赤苍藤的还原糖、可溶性糖、果糖含量均有显著差异(P<0.05),且桂赤2 号均显著低于桂赤1 号。说明桂赤2 号在贮藏过程中各类糖含量的下降速度更快。桂赤1 号和桂赤2 号的各类糖含量在贮藏过程中存在波动变化,主要差异体现为桂赤2 号各类糖含量在0~5 d 期间下降迅速,贮藏5 d后又出现升高的过程。经过低温处理后,植物会产生应激反应[19],因此推测桂赤2 号是低温下的应激反应导致该阶段呼吸速率处于较高水平,各类糖消耗速率较快,随着贮藏时间的延长,生理代谢趋于平稳,低温作用下各类糖含量有一定的积累。而桂赤1 号可能由于品种特性,可溶性糖含量较高,在低温处理前期生理代谢变化比较平稳,各类糖下降较为平缓,外观形态也表现为更耐贮藏,这与李旺雄等[20]的研究结果相同,可溶性糖含量较高的品种更耐贮藏,两种赤苍藤的各类糖含量整体上呈现下降趋势,说明两者的内在品质均有所下降。

图4 低温贮藏期间G1、G2 糖含量变化Fig.4 Changes of sugar contents in G1,G2 at low temperature

2.4 桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏期间维生素C含量变化

维生素C(VC)是植物体内多种生理生化反应中重要的辅助因子,在抗氧化、抗逆等方面具有积极的作用[21]。由图5 看出,桂赤1 号和桂赤2 号的VC含量均表现为先升高后下降的变化趋势,在贮藏10~20 d 期间桂赤1 号和桂赤2 号的VC含量有较大幅度的下降,在贮藏20 d 时,桂赤1 号的VC含量极显著高于2 号(P<0.01),说明桂赤2 号在贮藏后期VC的消耗速度比1 号更快。桂赤1 号和2 号的VC含量在贮藏前期均呈现上升趋势,推测原因是赤苍藤采摘后呼吸强度较高,生理代谢处在一个较高水平,同时因采收造成了伤口,激发了抗氧化机制,使得植物体内的VC含量有一个短暂上升的过程[22],这与杨冲[23]在空心菜上的研究结果一致。

图5 低温贮藏期间G1、G2 维生素C 含量的变化Fig.5 Changes of vitamin C contents in G1,G2 at low temperature

2.5 桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏期间蛋白质含量变化

蛋白质构成生物体的物质基础,其含量的变化体现了植物体内生理代谢的变化,它也是反映蔬菜品质的重要指标[24]。由图6 可知,两种赤苍藤蛋白质含量较接近且整体变化不大。桂赤1 号蛋白质含量在贮藏前10 d 表现下降趋势,在10~20 d 期间含量升高,高于初始值;桂赤2 号蛋白质含量在贮藏过程中呈缓慢上升趋势,但在贮藏15 d 后蛋白质含量开始下降,直至20 d 时与初始值相近。在贮藏20 d时,桂赤1 号与桂赤2 号的蛋白质含量无显著差异(P>0.05)。桂赤2 号在低温贮藏15 d 时为蛋白质含量下降的拐点,生理代谢活动开始减弱,而桂赤1 号在贮藏20 d 后仍未出现下降拐点,细胞衰老进程晚于桂赤2 号。

图6 低温贮藏期间G1、G2 蛋白质含量的变化Fig.6 Changes of crude protein contents in G1,G2 at low temperature

2.6 桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏期间粗纤维含量变化

纤维素是一类多糖物质,在植物体内具有维持细胞形态的作用[25],纤维素含量也是反映蔬菜品质的重要指标。由图7 可知,桂赤1 号粗纤维含量整体比桂赤2 号粗纤维含量低。在贮藏过程中,两种赤苍藤的粗纤维含量均呈现逐渐升高的变化趋势,变化较均衡。纤维素由葡萄糖合成,在低温贮藏过程中,赤苍藤的葡糖糖含量总体上为下降趋势,这与纤维素含量的升高相吻合,表明两者间可能存在一定关系,随着赤苍藤纤维素含量的升高,其鲜食口感会受到一定影响,桂赤1 号在贮藏20 d 时的纤维素含量较0 d 时的提升了14.98%,两者间具有极显著差异(P<0.01),而桂赤2 号在在贮藏20 d 时的纤维素含量较0 d 时的提升了4.98%,两者间无显著性差异(P>0.05),可见低温贮藏对桂赤1 号纤维素含量的影响更大。

图7 低温贮藏期间G1、G2 粗纤维含量的变化Fig.7 Changes of crude fiber contents in G1,G2 at low temperature

2.7 桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏期间含水量变化

含水量是评价蔬菜质量的关键感官指标之一,本实验采用的PE-HD 包装膜可以降低蔬菜的蒸腾作用,从而延缓其水分的流失[26]。由图8 可以看出,桂赤1 号和桂赤2 号在整个贮藏期间含水量变化不大,两个品种在各个贮藏时间点的含水量比较均无显著差异(P>0.05)。新鲜蔬菜的含水量通常在65%-96%,在贮藏过程中植物体内的水分会随着蒸腾作用而散失,当蒸腾失水超过5%时,会导致组织萎蔫,失去新鲜度,严重影响了蔬菜的耐贮性,同时也会导致抗病性降低,加速了蔬菜的腐烂,当水分损失率超过8%时会对其适销性造成很大影响[27]。桂赤1 号和桂赤2 号在整个贮藏期间含水量总体呈现下降趋势,但变化幅度小于3%,说明在保鲜袋包装和低温处理下赤苍藤的含水量在贮藏20 d 内仍处于稳定水平。

图8 低温贮藏期间G1、G2 含水量的变化Fig.8 Changes of water contents in G1,G2 at low temperature

2.8 桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏期间酶活性变化

PPO 是催化某些酚类底物氧化的一组蛋白酶,参与果蔬的酶促褐变反应[28],果蔬在采摘后会产生过氧化物,超氧化物,羟基自由基等活性氧,会引起细胞膜损伤和加速细胞衰老,CAT、POD、SOD 等抗氧化酶参与植物清除自由基的生理过程,对维持植物体内自由基含量水平具有重要作用[29−32],由图9 可知,在贮藏过程中,桂赤1 号和桂赤2 号的PPO 和POD酶活性均呈先下降后升高的趋势,SOD 酶活性呈现先升高后下降的趋势。两种赤苍藤CAT 酶活性的变化趋势存在差异,桂赤1 号的CAT 酶活性呈现先下降后升高再下降的趋势,而桂赤2 号的CAT 酶活性在贮藏过程中持续下降,CAT 酶活性的升高增强了桂赤1 号的抗氧化能力,这与桂赤1 号更耐贮藏的表现相一致。贮藏0 d 时,桂赤1 号的PPO、SOD 酶活性均高于桂赤2 号,且存在显著差异(P<0.05),而CAT、POD 酶活性均低于桂赤2 号,且存在极显著差异(P<0.01)。贮藏20 d 时,桂赤1 号CAT、POD、SOD 酶活性均高于2 号,其中两者的SOD 酶活性存在极显著差异(P<0.01),结合外观形态、糖类物质、VC的结果分析,较高的CAT、POD、SOD 酶活性有助于延缓采后衰老进程,因此,桂赤1 号比桂赤2 号更耐贮藏。

图9 低温贮藏期间G1、G2 酶活性的变化Fig.9 Changes of enzymatic activity contents in G1,G2 at low temperature

3 讨论与结论

该研究通过测定赤苍藤在4℃贮藏条件下各生理指标的变化评价桂赤1 号和桂赤2 号的贮藏特性,为赤苍藤采后贮藏保鲜研究提供科学理论指导。研究结果表明,桂赤1 号、2 号在4 ℃条件下贮藏10 d 均能保持较好的外观商品性,但两者外观形态变化的时间节点存在差异,桂赤1 号在贮藏10 d 时少数叶片略微皱缩,贮藏15 d 后个别嫩芽有细小霉点产生,贮藏20 d 时少数叶片变为黄绿色,霉菌有轻微扩散,而桂赤2 号在贮藏5 d 时少数叶片略微皱缩,贮藏15 d 后叶片皱缩严重且产生细小霉点,贮藏20 d 后霉菌发生扩散。桂赤2 号在低温贮藏0~5 d 期间的还原糖、可溶性糖、葡萄糖、果糖含量在贮藏期间迅速下降,养分消耗较桂赤1 号更多,可能因为该阶段桂赤2 号的呼吸速率比桂赤1 号更高,细胞衰老速度快,外观形态也表现为桂赤2 号的叶片比桂赤1 号更早出现皱缩。桂赤2 号的VC含量在贮藏5 d 后开始迅速下降,而桂赤1 号的VC含量在贮藏10 d 后开始迅速下降,可见低温贮藏5 d 和10 d 分别是桂赤2 号和桂赤1 号生理变化的转折点。低温贮藏20 d 后,桂赤1 号的还原糖、可溶性糖、葡萄糖、果糖、蛋白质、含水量、CAT、POD、SOD 酶活性均相对于桂赤2 号更高,而粗纤维含量比桂赤2 号低。综上所述,桂赤1 号低温贮藏的最佳货架期为10 d,桂赤2 号低温贮藏的最佳货架期为5 d,桂赤1 号比桂赤2 号更耐贮藏,营养物质和风味口感方面也优于桂赤2 号。

通过与其他叶菜类蔬菜的贮藏研究比较发现相同贮藏条件下,油麦菜在贮藏9 d 后叶片开始黄化,并出现腐烂[33],赤苍藤在4 ℃条件下贮藏10 d 时的外观形态与贮藏前比较无明显变化;空心菜在5 ℃条件下贮藏8~12 d 后,会发生一定程度的冷害症状,而且各类与品质相关的生理指标在贮藏4 d 后开始显著下降[34],而桂赤1 号和桂赤2 号在4 ℃处理下贮藏20 d 后并未出现冷害症状;上海青在低温贮藏12 d 时其失重率已达20%以上[35],菠菜和生菜在低温贮藏5 d 后,失重率分别达到30%和25%左右[36],而桂赤1 号和桂赤2 号低温贮藏20 d 后含水率的变化幅度不超过3%。综上所述,赤苍藤在4 ℃条件下比油麦菜、上海青、生菜和菠菜更耐贮藏,可以保持较长时间的商品货架期,在长距离运输和销售方面具有一定优势。

该试验两种赤苍藤在4 ℃贮藏15 d 后均有霉菌出现,这可能由于在田间采收运回实验室后直接装入保鲜袋冷藏处理,未进行预冷处理,导致“田间热”未散尽,通过保鲜袋包装后,叶片与保鲜袋接触部分有水分产生,容易滋生霉菌,因此,赤苍藤低温贮藏前应进行预冷处理,必要时还可以使用符合标准的保鲜剂进行浸泡处理,预防病菌侵染,减少采后损耗,延长赤苍藤的货架期。

该试验探究了赤苍藤在4 ℃贮藏过程中相关生理代谢指标的变化规律,通过对桂赤1 号、桂赤2 号在低温贮藏过程中相关生理指标和外观形态的比较,初步讨论了赤苍藤的最佳货架期,桂赤1 号在4 ℃贮藏的最佳货架期为10 d,桂赤2 号在4 ℃贮藏的最佳货架期为5 d,该结论为赤苍藤采后保鲜的研究与应用提供了理论指导。

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