葡萄柚籽提取物和聚乙烯包裝對香椿貯藏品質的影響

阿依圖拉·拜各吐木爾, 李潔, 陳存坤, 劉慧, 李相陽*, 林少華

(1.北京農學院食品科學與工程學院, 食品質量與安全北京實驗室, 農產品有害微生物及農殘安全檢測與控制北京市重點實驗室, 北京 102206; 2.國家農產品保鮮工程技術研究中心(天津), 天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室, 天津 300384; 3.北京農業職業學院食品與生物工程系， 北京 102442)

香椿(Toonasinensis)又名椿芽、香椿頭、椿樹等，是我國珍貴的木本植物之一[1-2]。香椿含有豐富的營養物質，香椿芽水分含量84%，蛋白質5.7%～9.8%，碳水化合物7.0%，粗纖維2.50%～2.78%[3-4]。香椿含有多種生物活性物質，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌、降血糖、保護雄性生殖系統、抗炎與免疫調節等作用[5-6]。但是，香椿屬于季節性蔬菜，采收期短，水分和多酚類物質含量較高，采后極易褐變、腐爛變質、呼吸強度提高、營養成分降低，保鮮保存、運輸難度大，嚴重影響香椿的經濟價值[7-8]。

聚乙烯(polyethylene，PE)常用于蔬菜貯藏包裝，具有韌性強、防水、對化學物質有抗性等優點[9-10]。朱苗等[11]采用聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride，PVDC)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、PE等保鮮技術處理香椿；楊穎[12]通過冰溫和開孔調濕包裝的方法處理香椿，研究其貯藏保鮮品質；王趙改等[5]研究了減壓處理對香椿芽呼吸強度、外觀及內在品質指標的影響；Lin等[13]研究發現，臭氧和PE影響香椿的貯藏時間。由上述研究發現，在新鮮果蔬中，PE包裝可通過調節貯藏環境中O2和CO2的濃度達到保鮮效果。除了包裝膜外，溫度控制也是提升果蔬貯藏品質的關鍵要素。與傳統冷藏庫溫度相比，在接近果蔬凍結溫度下貯藏可以降低腐爛速度。該技術已應用于甜櫻桃、油桃和杏等眾多新鮮果蔬的保鮮[14]。然而，低溫貯藏會導致果蔬腐爛的微生物數量增加[15]，因此需要研發更加有效的保鮮方式。葡萄柚籽提取物(grapefruit seed extract，GSE)是天然產物，無毒、安全且具有顯著的防腐保鮮效果，GSE可以用作強抗氧化劑，具有抗衰老、增強運動能力及保護視力的功能[16]，并因其相溶性好、高溫穩定性好、具有強大的抗菌活性，在食品包裝中應用廣泛[17]。高海艷等[18]研究表明，1%GSE負壓滲透處理延緩了鴨梨的衰老和腐爛，改善了貯藏品質。然而關于PE膜與GSE結合對香椿進行處理，并探究最適GSE濃度的應用研究還未見報道。因此，本文擬研究不同濃度GSE(0.1%、0.3%和0.5%)和0.02 mm厚度的PE膜處理對香椿保鮮貯藏期間感官品質與生理生化指標的影響，以期為提高香椿采后品質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

二茬香椿，采自北京市門頭溝區雁翅鎮葦子水村；GSE，中國農業大學食品營養與人類健康高精尖創新中心；PE膜，厚度為0.02 mm，O2滲透率是7.15 L·m-2·d-1·atm-1，CO2滲透率是23.14 L·m-2·d-1·atm-1，水蒸氣透過率為5.15 g·m-2·d-1，國家農產品保鮮工程技術研究中心(天津)提供。

TU-1450紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；3-30K高速冷凍離心機，德國Sigma公司；FA-004型電子天平，上海精科天平有限公司；DK-S26型電熱恒溫水浴鍋，上海精宏試驗設備有限公司；醫用注射器，北京金洋萬達科技有限公司；GC4354F氣相色譜儀，上海天美科學儀器有限公司；CNX-103 便攜式乙烯測定儀，北京金洋萬達科技有限公司；冷庫，國家農產品保鮮工程技術研究中心。

1.2 樣品處理

采摘成熟度和長度基本一致的二茬香椿，置于PE保鮮袋中，在3 h內運回實驗室進行保鮮處理。將試驗樣品隨機分為4組，每組10份，每份重500 g，進行以下處理：①CK組(對照組)，選用0.02 mm厚度的PE保鮮膜包裹；②0.1%GSE處理組，將香椿浸泡在質量濃度為0.1%的常溫GSE溶液中1 min；③0.3%GSE處理組，將香椿浸泡在質量濃度為0.3%的常溫GSE溶液中1 min；④0.5%GSE處理組，將香椿浸泡在質量濃度為0.5%的常溫GSE溶液中1 min。GSE溶于滅菌后的蒸餾水中，香椿從GSE溶液中撈出后置于經過75%酒精擦拭后的臺面上晾4 h，然后用0.02 mm厚度的PE保鮮膜包裹。所有處理組均貯藏于溫度為(1±0.5)℃、濕度為(90±5)%的冷庫中，分別于0、8、16、24、32 d進行取樣。每次樣品置于-80 ℃超低溫冰箱中進行冷凍保存，用于感官品質與生理生化指標的分析，重復3次。

1.3 指標檢測及方法

1.3.1感官評價感官評價是從色澤、氣味及外觀等方面判斷和評價產品品質[18-19]。香椿的感官評價是從外表飽滿度、葉子腐敗率來進行測評的，如表1所示。

表1 感官評價標準

1.3.2理化指標的測定①失重率：采用稱重法[20]進行測定，計算公式如下。

失重率=

(1)

②呼吸強度：采用靜置法[20]進行測定。

③葉綠素：根據分光光度法[21]進行測定。

④維生素C(VC)：采用2，6-二氯靛酚滴定法[22]進行測定。

⑤色差：使用色差計測定樣品在貯藏過程中色澤的變化。在0、8、16、24、32 d取樣品進行測定并取平均值，得到亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*)值[23]。

⑥乙烯釋放速率：采用CNX-103 便攜式乙烯測定儀測定，乙烯濃度的單位為μL·kg-1·h-1[20]。

⑦丙二醛(malondialdehyde，MDA)：采用硫代巴比妥酸法[20]進行測定。

1.4 數據處理

采用Excel 2017軟件對數據進行整理，運用SPSS 20.0(IBM，USA)軟件對不同組間數據進行顯著性分析，并采用多重顯著差異法(LSD)進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對香椿感官品質的影響

香椿的視覺質量是最直觀的品質指標[23]。由圖1可以看出，隨著貯藏時間的延長，CK組在第8 d就開始發生褐變，第24 d菜葉開始腐爛，第32 d時腐爛脫水率已經很高。用0.1%GSE處理的香椿在第24 d肉眼觀察外觀沒有明顯的變化，在第32 d開始褐變、腐爛，但第32 d的貯藏效果明顯優于CK組。圖2結果顯示，隨著貯藏時間延長，香椿感官評估分數不斷下降，在0.3%、0.5%濃度GSE處理的樣品組中，貯藏期間前8 d這兩種濃度處理的香椿保鮮效果相似，到32 d時，0.5%GSE的貯藏保鮮效果更佳。結果表明，隨著GSE濃度的增加，香椿貯藏時間延長，高濃度GSE延緩了香椿外觀與感官品質的降低。

圖1 不同處理下香椿外觀情況

注：同一貯藏時間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同處理對香椿亮度和色澤的影響

色澤是評價蔬菜品質非常重要的因素，顏色變化被認為是衰老開始的標志之一[20]。亮度、紅度和黃度是衡量香椿色澤的重要指標[24]。L*值越大，亮度越大；a*值越高顏色越粉紅，a*值越低顏色越綠；b*值越高顏色越黃，b*值越低顏色越藍。從圖3可以看出,在貯藏16 d后，CK組的L*值、a*值和b*值均有大幅下降。在貯藏24 d后，CK處理組和0.1% GSE處理組的a*值出現負值，香椿是偏綠的。貯藏32 d之后，對L*值進行差異性分析，0.5% GSE組處理的香椿與前3組均存在顯著性差異(P<0.05)；對a*值進行差異性分析，0.5% GSE組處理的香椿與CK、0.1% GSE處理組有顯著性差異(P<0.05)，但與0.3% GSE組無顯著性差異。說明GSE處理對香椿顏色不會有負面影響，而且還可以延緩其顏色的變化，其中0.5% GSE處理效果最佳。

注：同一貯藏時間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同處理對香椿失重率和MDA含量的影響

失重率是影響新鮮蔬菜品質評價的關鍵因素之一[20]。由圖4可以看出，隨著貯藏時間的延長香椿失重率上升。在貯藏32 d時，CK組失重率為18.37%，0.1%GSE組失重率為12.36%，0.3%GSE組失重率為10.29%。但0.5%GSE組失重率降低到8%，顯著低于前2組(P<0.05)。隨著GSE濃度的增加失重率降低，GSE處理能延緩香椿水分的流失。失重率6%～8%時不會影響新鮮果蔬的出售性[25]。因此，0.5%GSE處理香椿即便貯藏32 d依然滿足市場的要求，而其他3組則不再符合市場的要求[26]。

注：同一貯藏時間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的產物，其含量多少可反映細胞膜脂過氧化程度及植物的衰老狀態[27]。由圖4可見，隨貯藏時間的延長，香椿MDA含量上升。在貯藏24 d時0.5%GSE組MDA含量為0.032 μmol·g-1，與前3組有顯著性差異(P<0.05)。

2.4 不同處理對香椿呼吸速率和乙烯生成的影響

香椿嫩芽的呼吸作用是影響貯運保鮮效果的重要因素之一[28]，與香椿的品質以及貯藏壽命密切相關。評價呼吸作用的生理指標是呼吸強度，香椿呼吸強度越強，品質下降越快[29]。由圖5可以看出，香椿呼吸速率均呈先下降后上升的趨勢。在貯藏8、16、24、32 d時，0.5%GSE組與CK、0.1% GSE兩組呼吸速率均有顯著性差異(P<0.05)，在32 d時，0.1%GSE組呼吸速率與0.3% GSE、0.5% GSE兩組的呼吸速率有顯著性差異(P<0.05)。說明GSE可以有效降低香椿的呼吸速率，而且隨著濃度的增加呼吸強度降低。

乙烯是一種植物內源激素，能促進果蔬成熟，加快其衰老[8]。圖5結果顯示，乙烯釋放速率和呼吸速率相似，呈先下降后上升的變化。這可能是香椿通過冰溫貯藏抑制乙烯釋放速率，隨著溫度的上升，新陳代謝加快導致乙烯釋放速率加快。在貯藏8、16、24、32 d時CK組與0.5% GSE組呼吸速率均有顯著性差異(P<0.05)，貯藏32 d時，0.5%GSE組處理的香椿乙烯釋放速率與0.1%GSE、CK兩組有顯著性差異(P<0.05)。

圖5 不同處理對香椿呼吸速率和乙烯生成速率的影響

2.5 不同處理對香椿葉綠素和VC的影響

顯綠色的葉綠素極不穩定，在綠葉蔬菜貯藏時，易生成脫鎂葉綠素，變成黃色以至褐色，從而導致蔬菜外觀改變[29]。由圖6可看出，隨著貯藏時間的延長，4個處理水平樣品中的葉綠素含量呈先升高再緩慢下降趨勢。導致這一現象的主要原因可能是因為二茬香椿還在發育和積累營養，導致貯藏前期葉綠素含量上升。在貯藏后期，隨著貯藏時間的延長，葉綠素含量也在不斷地降低[20]。因此，葉綠素含量與香椿衰老和成熟程度有關。在32 d時，0.3%GSE組葉綠素含量為1.62 g·kg-1，0.5%GSE組葉綠素含量為1.56 g·kg-1，存在顯著差異(P<0.05)，由此可見，0.5 % GSE處理組很好地延緩了葉綠素的生成，保持了香椿較為紅亮的外觀。

注：同一貯藏時間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

VC是評價果蔬產品質量的重要參數之一，但在貯藏加工時易損失[30]。由于香椿正處于發育和積累營養期，貯藏前期VC出現上升趨勢，在貯藏后期，隨著營養物質不斷被消耗，VC含量也不斷降低。貯藏32 d時，CK組VC含量為29.03 mg·kg-1，0.5 % GSE組VC含量為38.30 mg·kg-1，兩組存顯著差異(P<0.05)。

3 討論

果蔬貯藏過程中，由于多種環境因素的共同作用，活性氧在細胞內的代謝平衡會遭到破壞，產生大量自由基，使果實衰老加速，而GSE含有的多酚類物質具有強抗氧化作用，有助于緩解果蔬衰老。吳寧等[31]利用不同濃度的GSE溶液對香菇進行浸泡處理后風干，發現適宜的GSE濃度處理有助于緩解MDA含量的上升，使香菇保持良好的品質，延長貯藏期。這與本研究中香椿MDA含量在GSE處理后顯著低于對照組的結果一致。細菌和霉菌等的感染是導致果蔬腐敗變質的重要原因[32]，GSE良好的抗菌性對果蔬延長貯藏期、保持良好的感官品質十分重要。Heggers等[33]對多種生物進行了測試，發現被測試的67種生物型都對GSE敏感，GSE對革蘭氏陰性菌及革蘭氏陽性菌均具有殺菌作用。在對GSE處理后果蔬細菌生長研究方面，XU等[34]以黃瓜和生菜作為蔬菜模型，選擇3株沙門氏菌及3株單增生李斯特菌進行研究，結果表明，GSE既可以明顯抑制細菌生長并延長保質期，且感官評價與化學合成劑的處理效果沒有顯著差異。這與本研究中GSE組感官品質明顯優于對照組，且腐敗變質速度減緩的結果一致。

PE膜包裝果蔬可對其貯藏周圍環境氣體成分進行調節，起到一定的保鮮作用。本研究使用PE膜對香椿進行包裝，研究發現呼吸速率的增強得到了有效抑制，這與Lin等[13]利用臭氧和PE膜處理香椿后，香椿呼吸強度降低、葉綠素流失減少、貯藏時間延長的研究結果一致。PE膜的防水性對果蔬貯藏中失重率上升可以起到減緩作用。汪敏等[10]利用不同厚度的PE膜對白菜進行包裝處理，結果表明，PE膜包裝的白菜失重率都明顯降低且質量都明顯優于未包裝，這與本研究中GSE組香椿失重率明顯低于對照組的結果一致。

綜上所述，作為一種天然的強抗氧化劑，GSE含有大量的多酚化合物，具有抗菌抗病毒、顯著延緩果實的采后成熟、延長其貨架期的作用，在作用中不會對果蔬造成感官品質的損害，并且與化學試劑相比，對環境更加友好。PE膜因其韌性好，抗化學物質，具有防水性，有助于減緩果蔬失重率下降并降低果蔬呼吸速率。二者聯合使用可對果蔬起到良好的保鮮效果，有助于減輕果蔬類產品采后處理不當造成經濟損失。本研究結果對日后果蔬保鮮向著更加安全有效的方面發展提供了重要的參考。