不同涂膜處理對云南新鮮天麻保鮮效果的影響

于麗娟，普紅梅，李雪瑞，楊 芳，侯朝祥，李 宏

(云南省農業科學院農產品加工研究所，云南 昆明 650205)

【研究意義】云南省彝良縣小草壩天麻品種是云南天麻的代表，素有“云天麻”之稱[1]。天麻鮮品極易腐爛，常用的保存方法是烘干或者凍干。但天麻干品質硬，發軟及粉粹都比較耗時，且較鮮品既損失營養成分又不能保持天麻原有的氣味及口感。探索開發天然、安全的天麻保鮮方法已成為研究的熱點。【前人研究進展】2013年，王晶宇等[2]研究表明，添加保鮮劑及蒸制處理對天麻有較好的保鮮效果。2016年，黃萬兵等[3]研究鮮天麻保存中相關生理特性的變化規律，為天麻的留種保存及保鮮方法的摸索提供理論基礎。2017年，文歡等研究了室溫敞放、微孔膜密封、真空保藏對新鮮天麻的保鮮效果，結果表明在較低溫度環境條件下，敞放或微孔膜封藏均能較好的維持天麻外觀形態及自身特性[4]。【本研究切入點】考慮有關涂膜材料及不同涂膜材料之間的協同效應，殼聚糖、薄荷精油等應用于天麻采后保鮮的研究鮮有報道。殼聚糖是一種生物型保鮮劑，不僅可以抑制病原菌活性，還可以改變果實細胞膜流動性和增強果實細胞壁抗性[5]，可用于采后天麻的保鮮。薄荷精油具有優良的抗食源性腐敗菌和致病菌活性的作用，被作為天然食品保鮮劑[6]。【擬解決的關鍵問題】以云南小草壩天麻為試驗材料，以納米果蔬保鮮袋為對照，應用殼聚糖、薄荷精油涂抹天麻處理試驗，并定期測量其外觀形態指標及品質指標，為延長鮮天麻儲存時間以及鮮天麻再加工工藝研究提供借鑒和理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

天麻，于2018年11月29日采于云南省彝良縣小草壩，剔除有機械損傷、病蟲害的個體，選擇個大、肥厚、飽滿，且大小一致的個體進行涂膜處理后，在4 ℃低溫下貯藏。納米果蔬保鮮袋，為透明PE袋，規格990 mm×950 mm，由上海復命新材料科技有限公司提供，透濕率為23 g/(m2·24h)，氧氣透過率為9730 cm2/(m2·24h·0.1Mpa)，抗菌性：抗大腸桿菌，抗菌率99.94 %；金黃色葡萄球菌，抗菌率99.91 %。

1.2 試驗方法

1.2.1 制備殼聚糖溶液 以蒸餾水為溶劑，加熱攪拌至殼聚糖全部溶解，配制成2 %殼聚糖溶液備用；取200 mL配制好的2 %殼聚糖溶液，移取40 μl薄荷精油，配制成2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油的復合涂膜液。

1.2.2 涂膜處理 處理1：納米果蔬保鮮袋，無涂膜，CK；處理2：納米果蔬保鮮袋，2 %殼聚糖溶液涂膜；處理3：納米果蔬保鮮袋，2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油溶液涂膜。涂膜處理之后將其晾干裝入果蔬盒，再套納米果蔬保鮮袋放于4 ℃貯藏，觀察天麻的變化情況。每組于處理完成后第0，40和80天隨機取出3個天麻測定失重率和色差，冰水浴條件下制成溶液測定其蛋白質含量、多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)。

每個處理3個重復，單個重復分觀察組，指標組，每個組別3盒，每盒放8個天麻。

1.3 指標測定

1.3.1 失重率 采用稱重法測定，天麻涂膜處理裝袋后測定其初始的質量，以后每隔10 d再測定1次并做好記錄，測定至第80天，用以下公式計算天麻的失重率[7]。

式中，M0:天麻的初始質量，g；M:貯藏后天麻的質量，g。

1.3.2 天麻蛋白質含量 稱取0.1 g經液氮處理過磨成粉末的天麻樣品，溶解于15 mL蒸餾水中，用渦旋儀混合后，于4000 r/min離心10 min，用BCA試劑盒測定，得到標準曲線。按操作步驟處理樣液，37 ℃放置20 min，用分光光度計于562 nm處測定吸光度，根據標準曲線計算出蛋白質濃度。

1.3.3 酶活性 PPO活性：按天麻組織∶提取液(試劑一)=1 g∶5 mL，8000 r/min常溫離心10 min，取上清液進行粗酶液的提取。之后分別加入各試劑，對照管所加粗酶液上清先在92 ℃水浴中煮沸5 min，取出用流水冷卻。所有管在30 ℃恒溫準確孵育10 min，取出立即轉入92 ℃沸水浴5 min，取出后流水冷卻，1000 r/min常溫離心10 min，取上清在波長420 nm，1 cm光徑比色皿，蒸餾水調零，測定各管的吸光度值。

POD活性：試劑三應用液使用前按30倍稀釋。用生理鹽水制備10 %組織勻漿，3500 r/min離心10 min，取上清液測定，實驗過程中保證上清液不渾濁。按操作步驟處理樣液之后，420 nm處，1 cm光徑，雙蒸水調零之后進行測定[8]。

SOD活性：用生理鹽水制備20 %組織勻漿液，4000 r/min離心10 min，取上清液測定，室溫放置10 min，550 nm處，同上方法進行測定[8]。

1.3.4 色差 打開色差儀，用黑板和白板進行校準之后，將樣品置于測定空處按下測定鍵進行測量，每個天麻選取上中下3個部位，每個部位間隔相同，測3個點，每個天麻共取9個測定點，每種處理每次取3個天麻進行測定，每隔10 d測定1次，色差儀記錄下每次的L*，a*，b*，c*值。其中，L*值表示物料色澤的明暗度，a*表示為紅綠值，b*表示為黃藍值，c*表示飽和度。

1.4 數據分析

每組試驗重復3次，采用Excel 統計分析所有數據，計算標準誤并制圖；應用SPSS軟件對數據差異顯著性進行分析。

2 結果與分析

2.1 天麻失重率的變化

由圖1可知，不同涂膜保鮮材料貯藏條件下的天麻失重率均隨著貯藏時間的延長而不斷增加，證明在貯藏期間，天麻一直在失水，失水嚴重是天麻表面萎蔫變皺的根本原因之一。貯藏至第80天，處理1(CK)失重率達9.75 %，處理2(2 %殼聚糖涂膜)效果最好，失重率為4.03 %，處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)的失重率約為6.09 %。由此可知，2 %殼聚糖涂膜天麻貯藏有利于減少天麻質量損失，減少水分的散失和營養物的損耗。

圖1 天麻失重率隨貯藏時間的變化

2.2 涂膜保鮮對天麻色差變化的影響

2.2.1 涂膜保鮮對L*值的影響L*值表示亮度，其值越小，亮度越暗褐變越嚴重[9]。由圖2可看出，天麻的L*值隨著貯藏時間的延長而不斷下降。新鮮天麻其亮度高，隨貯藏時間的延長，天麻發生褐變及腐爛等，表面顏色變暗，L*值減小。在貯藏的第30天，3種處理的L*值差異不大，隨貯藏時間的延長，3種處理的L*大小依次為：處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)>處理2(2 %殼聚糖)> 處理1(CK)。說明涂膜處理有效減緩了天麻在貯藏過程中的褐變，加薄荷精油處理的天麻其L*減小的幅度最小，且值比其他處理高，說明2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油復合涂膜有利于抑制天麻的褐變。

圖2 天麻色差L*值隨貯藏時間的變化

2.2.2 涂膜保鮮對a*值的影響 顏色是衡量天麻新鮮度的重要指標之一，a*值是評測樣品在紅色到綠色區間變化的參考值。a*值越大說明偏離純綠色越大，不利于天麻最后的商品化處理[10]。隨著貯藏時間的延長，a*值上升，此現象與葉綠素的流失、發生紅化密不可分。由圖3看出，3種處理下，a*值由9.22升到了10.50左右。天麻在貯藏中，顏色由白色逐漸變為紅褐色，最后變為黑色，此過程a*值逐漸增加。在前10 d，各處理組a*值變化差異小。貯藏的中期(20～60 d)，各處理組a*值增加值大小依次為：處理1(CK)>處理2(2 %殼聚糖)>處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)。貯藏的后期(60～80 d)，天麻衰老及腐敗導致a*數值接近相同。由上可知，整個貯藏過程中，a*值均緩慢增加，且增加的幅度不大。其中2種涂膜處理a*值差異不大，但2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油涂膜處理a*值保持的更好，更利于天麻的保鮮及后期的商品化處理。

圖3 天麻色差a*值隨貯藏時間的變化

2.2.3 涂膜保鮮對b*值的影響b*值表示藍色到黃色的變化，負值表示藍色，正值表示黃色，值越大，說明越接近黃色。由圖4可知，在80 d的貯藏過程中，各處理的天麻b*值均不斷升高，從25～30，其中處理2(2 %殼聚糖)b*值最高達31.8,說明隨著貯藏時間的延長，天麻黃化現象嚴重。從整體來看，b*值增加值大小依次為處理1(CK)>處理2(2 %殼聚糖)>處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)。說明涂膜處理比非涂膜處理更能減緩天麻表面色澤的黃化，這在貯藏的中期(第40天左右)表現得尤為突出。此時處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)相比于處理2(2 %殼聚糖)，b*值升高得較緩慢，且處理3的b*值較小，說明涂抹了薄荷精油有利于抑制天麻的黃化。隨著貯藏時間的延長，天麻衰老腐敗，黃化程度趨向于一致，所以最后各處理組b*值均達到30左右。

圖4 天麻色差b*值隨貯藏時間的變化

2.2.4 涂膜保鮮對c*值的影響c*表示飽和度，c*值減小表示顏色變得不鮮艷[11]。由圖5看出，隨著貯藏時間的延長，天麻的c*值整體呈下降趨勢，從32降到了27，其中3種處理c*值的下降率大小依次為處理1(CK)>處理2(2 %殼聚糖)>處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)。說明隨著貯藏期的延長，天麻組織加速衰老，由前面的色差值討論得到，其L*降低，a*，b*增加，天麻的顏色變得越來越不鮮艷，所以c*值也不斷下降。通過試驗證實，2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油處理貯藏天麻更加利于其保鮮期的延長。

圖5 天麻色差c*值隨貯藏時間的變化

2.3 涂膜保鮮對天麻蛋白質含量的影響

由表1看出，在貯藏期間，天麻蛋白質含量整體呈下降趨勢，其中處理1(CK)下降最快，由1.44 %降到1.01 %，損失率達29.86 %。在第40、80天時，天麻蛋白質含量涂膜處理(處理2、處理3)與未涂膜處理(處理1)有顯著差異，處理2與處理3沒有顯著差異，但處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)的天麻蛋白質含量比處理2(2 %殼聚糖)略高。

表1 天麻蛋白質含量在3種保鮮處理下的變化

2.4 涂膜保鮮對天麻酶活性變化的影響

2.4.1 PPO活性的變化 多酚氧化酶(PPO)是果蔬在貯藏過程中發生酶促褐變的必要條件之一[12]。隨著貯藏時間的延長，袋內二氧化碳濃度增加，引起有機酸積累，多酚氧化物增多，天麻褐變嚴重，多酚氧化酶含量也增多[13]。由表2看出，貯藏期延長，天麻的PPO酶活性均增加。貯藏第40、80天，處理3相比處理2 PPO活性增幅較小，但兩者差異不顯著。薄荷精油有抑菌的作用，減少了天麻的微生物感染及腐敗，褐變程度要低[14]，所以PPO活性也相應較低，更能減輕天麻的褐變，有利于天麻的貯藏。

表2 天麻PPO活性隨貯藏時間的變化

2.4.2 POD酶活性的變化 由表3看出，天麻POD活性隨貯藏時間的延長均先增加后降低。貯藏第40、80天，天麻的POD活性處理1(CK)與處理2、處理3有顯著性差異，而處理2與處理3之間沒有顯著性差異。新鮮天麻采收包裝處理后因受環境脅迫作用，H2O2增多[15]，保護酶(POD)活性增加，但隨著貯藏時間的延長，天麻細胞組織被破壞，呼吸作用增加。由此，天麻在貯藏保鮮過程中，POD活性先增加后降低，涂膜處理能減弱環境脅迫作用，貯藏后期，2 %殼聚糖涂膜處理天麻能使天麻內的保護酶(POD)活性維持得更好。

表3 天麻POD活性隨貯藏時間的變化

表4 天麻SOD活性隨貯藏時間的變化

3 討 論

3.1 不同涂膜材料對天麻失重率的影響

貯藏條件下涂膜不同保鮮材料天麻失重率均隨著貯藏時間的延長而不斷增加，馬駿等研究也有相同結果[19]。貯藏至第80天，2 %殼聚糖處理組失重率為4.03 %，而2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油處理的天麻失重率約為6.09 %，說明單獨的2 %殼聚糖涂膜效果最好。殼聚糖具有一定的成膜性，對貯藏過程中對天麻的水分散失有一定抑制作用[20]；薄荷精油易揮發，會加速天麻水分的散失。

3.2 不同涂膜材料對天麻色差值的影響

色差指兩種顏色的差異，即色調、飽和度和亮度這三者綜合的差異。L*，a*，b*表示褐變程度，L*值越小，a*，b*越大，說明褐變越嚴重[21]。C代表飽和度(Chroma)或純粹度，飽和度定量。桑煜等研究減壓貯藏條件對蔬菜保鮮效果的影響，得到在西蘭花的貯藏保鮮中a*值隨著貯藏時間的延長而不斷增加[22]；楊曉娜等用同樣的表征方式討論了不同包裝材料對水煮藕片貯藏期褐變影響及其機理研究，得到藕片的色差值中L*值減低，a*，b*值增加[23]。通過試驗顯示，隨著貯藏時間的延長，L*,c*值不斷下降，a*,b*值不斷增加，呈現天麻在貯藏過程中發生了褐變及腐爛，隨著其組織的衰老，天麻顏色會變得越來越不鮮艷，3種處理L*,c*，a*,b*值的下降率大小依次為不涂膜(CK)> 2 %殼聚糖涂膜> 2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油涂膜。呈現涂膜處理有效減緩了天麻在貯藏過程中的褐變，其中處理3(2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油)的天麻其L*，c*減小的幅度最小，a*,b*值增的幅度也最小，薄荷精油有抑菌作用，有利于天麻的保鮮及貯藏。

3.3 不同涂膜材料對天麻抗氧化性酶及PPO活性的影響

隨著貯藏時間的延長，天麻的蛋白質含量略微下降，馬駿等研究也有類似結果[19]。涂膜處理與未涂膜處理之間有顯著性差異，其中2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油處理組效果最好。

隨著貯藏期的延長，天麻的PPO活性不斷增加，這是受貯藏過程中脅迫、離子積累、膜破壞、衰老等而導致分布于細胞中的 PPO 和底物的區域化被打破的影響，PPO 活性不斷增強[16-18,24]，黃萬兵等研究鮮天麻保存中相關生理特征時顯示PPO活性先增后減[3]。天麻涂膜保鮮劑處理組相比于未涂膜處理組，褐變程度低，PPO活性低。涂抹了薄荷精油的處理組比單獨涂抹殼聚糖的處理組PPO活性更低。薄荷精油有抑菌的作用，減少了天麻的微生物感染及腐敗，這與L*的變化趨勢相同，江英等研究有相同結果[25]。

4 結 論

試驗結果顯示，使用納米果蔬保鮮袋，能調節濕度和氧氣透過率，可起到一定的氣調作用，但其性能有待研究。2 %殼聚糖處理天麻有利于減緩其失重率的增加和POD、SOD酶的降低。2 %殼聚糖+20 μl薄荷精油處理的天麻其L*，c*減小的幅度最小，a*,b*值增加的幅度也最小，究其原因是薄荷精油有抑菌作用，可減緩其色澤的變化。