二氧化氯和臭氧殺菌處理對菜心貯藏品質的影響

陳學玲，楊曉慶，范傳會，梅新，施建斌，蔡沙，隋勇，何建軍

（湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北武漢430064）

菜心，又稱菜薹，因其清甜可口、品質柔嫩、營養豐富，在兩廣地區深受歡迎，被譽為“蔬菜之冠”[1]。據報道，每100 g 菜心食用部分，其能量為89 kJ、水分93.5 g、粗蛋白2.15 g、粗脂肪0.69 g、碳水化合物1.65 g、維生素C 52.16 mg、總黃酮達1.73 mg/g[2]。菜心屬葉類蔬菜，具有葉表面積大、含水量高、組織脆嫩等特點，收獲后水分蒸發快，易受機械損傷，呼吸作用旺盛，呼吸熱產生量大，故常發生黃化、脫幫和腐爛而難于貯藏[3]。因此，有必要研究菜心保鮮技術，延長其貯藏期，保持食用品質。

目前，菜心保鮮技術主要包括低溫保鮮[4]、包裝材料[5]、化學保鮮[6-7]、氣調保鮮[8]、涂膜保鮮[9]等。但是，菜心在生產、采收時表面攜帶了微生物，選擇適合的殺菌劑，不僅能抑制甚至殺死微生物，而且還能保持品質，從而延長其貨架期。唐偲雨等[10]研究發現次氯酸鈉清洗鮮切馬鈴薯能有效抑制微生物生長，保持良好的感官品質。陳學玲等[11]在鮮切西蘭花的保鮮試驗中，對比了次氯酸鈉、二氧化氯和酸性電解水3 種殺菌劑，發現酸性電解水殺菌效果最好，可抑制微生物生長繁殖，延緩營養物質的流失，延長了鮮切西蘭花貨架期。

本文在預試驗的基礎上，選用臭氧（O3）、二氧化氯（ClO2）作為殺菌劑，研究二者對菜心貯藏期間品質的影響。通過對比貯藏過程中菜心各項指標的變化，篩選較優殺菌劑，以期延長菜心的貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菜心：湖北省農科院菜場，無病蟲害、無黃葉，成熟度適當、無機械損傷。硫代巴比妥酸、愈創木酚、過氧化氫：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；苯丙氨酸解氨酶活性檢測試劑盒：北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

UV1100 紫外可見分光光度計：北京萊伯泰科儀器股份有限公司；Tel 7001 紅外二氧化碳分析儀：美國Telaire 公司；3K15 高速冷凍離心機：德國希格瑪公司；CS-580B 分光測色儀：杭州彩譜科技有限公司；QCQJ-1-3 臭氧機：武漢威蒙環保科技有限公司；GY-4 硬度計：樂清市艾德堡儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

新鮮菜心經清洗、挑選、瀝干水分；選用O3（3 mg/L、5 min），ClO2（50 mg/L，5 min）對菜心進行殺菌處理，對照組（CK）不做任何處理。晾干，置于PET 托盤中，PE膜封口包裝，4 ℃貯藏。每3 d 測一次指標。

1.3.2 呼吸強度測定

采用二氧化碳分析儀測定，結果以mg/（kg·h）表示。

1.3.3 硬度測定

采用GY-4 果實硬度計測定。

1.3.4 色澤測定

采用分光測色儀進行測定，每組平行測定10 次，記錄a*值，取平均值[12]。

1.3.5 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測定

參見文獻[13]。

1.3.6 過氧化物酶（peroxidase，POD）活性測定

參見文獻[13]。

1.3.7 苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）活性測定

參照Solarbio 活性（PAL）檢測試劑盒進行檢測。

1.4 數據處理

數據取3 次測定的平均值，利用Origin 8.5 分析與作圖。

2 結果與分析

2.1 殺菌處理對菜心呼吸強度的影響

呼吸作用是衡量果蔬新陳代謝強弱的一個重要指標。葉菜采后，同化作用基本停止，呼吸作用成為新陳代謝的主導。呼吸作用直接、間接地聯系著各種生理生化過程，因此也影響著葉菜的耐貯性。呼吸作用越旺盛，各種過程變化越快，生命終止也就越早[14]。殺菌處理對菜心呼吸強度的影響見圖1。

圖1 殺菌處理對菜心呼吸強度的影響Fig.1 Effects of sterilization on the respiration intensity of cabbage

由圖1 可知，貯藏期間，各組菜心呼吸強度整體呈“升-降”趨勢，且差異較大。貯藏3 d，ClO2和O3殺菌處理的菜心達呼吸高峰，分別為289.04、240.89 mg/（kg·h）；隨著貯藏期的延長，呼吸強度逐漸下降。CK 組菜心貯藏至9 d 達呼吸高峰，隨后下降。貯藏9 d～12 d，ClO2處理的菜心呼吸強度較弱，CK 組的呼吸強度顯著高于2 個處理組。殺菌處理使菜心呼吸高峰提前到達，但貯藏中后期（6 d～9 d）殺菌組的呼吸強度低于CK組。而申小靜[15]研究發現ClO2具有降低鮮棗呼吸強度的作用，王瑾等[16]發現O3抑制了花椰菜的呼吸。由此可見，殺菌處理對果蔬采后呼吸的影響較大。

2.2 殺菌處理對菜心硬度的影響

采后果蔬硬度有兩種相反的變化，即硬化和軟化。采后根莖類蔬菜出現硬化現象主要是由組織纖維化、木質化引起[17]。殺菌處理對菜心硬度的影響見圖2。

圖2 殺菌處理對菜心硬度的影響Fig.2 Effects of sterilization on the hardness of cabbage

由圖2 可知，貯藏0～3 d，3 組菜心的硬度均呈上升趨勢，ClO2和O3殺菌處理組的硬度高于CK 組。貯藏 3 d～12 d，ClO2組菜心硬度保持 3 d 后逐漸降低；O3組菜心硬度于貯藏3 d 后快速下降；CK 組菜心硬度于貯藏6 d 達到峰值，隨后下降；貯藏12 d，ClO2組菜心硬度介于其他2 組之間，但高于鮮樣。菜心硬度下降可能由于失水導致的細胞膨壓降低，細胞膜完整性降低、乙烯作用、呼吸作用、內容物含量的變化、細胞壁成分的變化等[17]。侯玉茹等[18]研究發現臭氧水降低了鮮切蘋果的硬度。

2.3 殺菌處理對菜心色澤的影響

果蔬的色澤是食品品質評定的一個重要指標。綠色是菜心重要的感官性狀，在采后貯藏中會造成顏色損失。a*為負值時表示綠的程度，a*值越小，說明越綠[12]。殺菌處理對菜心色澤的影響見圖3。

圖3 殺菌處理對菜心色澤的影響Fig.3 Effects of sterilization on the color of cabbage

如圖3 所示，貯藏前期0～3 d，ClO2殺菌的菜心a*值逐漸降低，即菜心葉片變綠；貯藏后期，ClO2組菜心a*值趨于穩定，且低于鮮樣（貯藏0 d）。貯藏期間，O3組菜心a*值略高于鮮樣，且中后期保持穩定，與臭氧水處理鮮切獼猴桃的研究結論相似[19]。CK 組菜心a*值呈平穩增大趨勢，可知其綠色逐漸損失。對比發現，ClO2殺菌處理有利于保持菜心綠色。

2.4 殺菌處理對菜心MDA含量的影響

MDA 是植物器官在衰老時或逆境條件下發生脂質過氧化的最終產物，它的濃度可以反映脂質過氧化程度[20]，因此，MDA 的積累將加速植物細胞和組織的衰老，其可用作衰老指標[21]。殺菌處理對菜心MDA 含量的影響見圖4。

圖4 殺菌處理對菜心MDA 含量的影響Fig.4 Effects of sterilization on MDA content in cabbage

如圖4 所示，貯藏 0～6 d，3 組菜心的 MDA 含量均下降；貯藏6 d～9 d，3 組菜心的MDA 含量略有上升，9 d 后下降。在貯藏期間，3 組菜心MDA 含量低于鮮樣，且CK 組菜心MDA 含量一直低于2 個處理組。由此可見，ClO2和O3殺菌處理使菜心MDA 含量上升，具有加速其衰老的趨勢。這與ClO2處理鮮切西蘭花[11]、O3處理黃瓜[22]的結論相反。但是，由于2 個處理組的MDA含量較低（＜2×10-3μmol/g），其 MDA 的累積促進菜心衰老的作用有限。

2.5 殺菌處理對菜心POD活性的影響

過氧化物酶（POD）是果蔬成熟和衰老的生理指標，參與果蔬酶促褐變，可以催化酚類物質、谷胱甘肽、抗壞血酸的氧化，使果皮變色，酶對新鮮果蔬的色澤造成不良影響，影響產品感官品質和運銷[23]。殺菌處理對菜心POD 活性的影響見圖5。

圖5 殺菌處理對菜心POD 活性的影響Fig.5 Effects of sterilization on POD activity of cabbage

如圖5 所示，ClO2組與CK 組的POD 活性變化規律相近，但 ClO2組的較低；貯藏 0～9 d，3 組菜心 POD 活性均呈現“升-降”趨勢，ClO2組的POD 活性最低。貯藏6d，O3處理的菜心酶活達到最大值，為32.94 U/（g·min），分別比CK 組、ClO2組高26.67%、38.03%。貯藏后期（9 d～12 d），O3組菜心 POD 活性不斷降低至最小；CK組達最大值。由此可見，O3處理不利于維持POD 酶活；ClO2處理能穩定維持偏低的POD 酶活性，延緩菜心的衰老。ClO2處理在鮮切西蘭花試驗具有相似作用[11]。

2.6 殺菌處理對菜心PAL活性的影響

苯丙氨酸解氨酶（PAL）是植物中催化苯丙烷類代謝途徑的關鍵酶和限速酶[14]，參與木質素合成與積累，受抑制時木質素合成也受到抑制，而木質素可以增加細胞壁木質化程度[24]。殺菌處理對菜心PAL 活性的影響見圖6。

如圖6 所示，貯藏期內，3 組菜心的PAL 活性呈現先升后降的趨勢，其中CK 組上升和下降的幅度最大。貯藏 3 d，CK 組菜心 PAL 酶活達最大值（12.29 U/g），與2 個殺菌處理組有顯著性差異；ClO2殺菌的菜心，酶活最小（7.19 U/g）。貯藏 6 d～12 d，3 組菜心的 PAL活性均下降，且差異不顯著。這與羅自生等[25]研究的固載二氧化氯處理可抑制PAL 活性的結論一致。可見ClO2處理可降低菜心抑制PAL 活性，減輕莖部木質化的程度，延緩其衰老。

圖6 殺菌處理對菜心PAL 活性的影響Fig.6 Effects of sterilization on PAL activity of cabbage

3 結論

菜心在保鮮、加工過程中，殺菌處理是必不可少的環節。本試驗采用ClO2和O3對菜心進行殺菌處理，二者對菜心品質的影響各不相同。貯藏期間，ClO2和O3對菜心呼吸的影響是先促進后抑制；ClO2對其呼吸的抑制優于O3。與O3組和CK 組對比，ClO2處理有利于保持菜心的綠色、維持低水平的POD 活性、抑制PAL 活性，延緩其木質化和衰老，保持品質。貯藏前期（0～3 d），ClO2和 O3提高了菜心硬度；貯藏后期（9 d～12 d），ClO2組菜心硬度適中。ClO2處理組菜心 MDA 含量高于其他2 組，因其累積量偏小，難以促進菜心衰老。綜合各項指標，ClO2更適合殺菌處理菜心，貨架期可達12 d。

殺菌處理不僅具有抑菌效果，而且可提高果蔬采后品質，延長貨架期。但是，殺菌劑的種類、濃度及時間等對果蔬品質產生影響，或提高或降低。因此，有必要系統研究殺菌劑對果蔬品質的影響規律，為不同果蔬選擇更加適合的殺菌劑，指導生產實踐。