“吊掛式”窖藏對冬季白菜貯藏品質(zhì)及活性氧代謝的保鮮作用分析

阿塔吾拉·鐵木爾，阿布來克·尼牙孜，田全明，張 健，徐 斌，吳 斌

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所/新疆農(nóng)產(chǎn)品加工與保鮮重點實驗室,烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學院吐魯番農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆吐魯番 838000)

0 引 言

【研究意義】白菜為十字花科蕓苔屬蕓苔種白菜亞種的一個變種，以綠葉為產(chǎn)品的一年生草本植物[1]，其品種有烏金白、蠶白菜、雞冠白、雪里青等。大白菜的營養(yǎng)成分豐富[2]。白菜屬于葉菜類，其組織柔嫩、含水量高、營養(yǎng)物質(zhì)豐富、易受機械損傷和微生物的浸染，導致品質(zhì)下降，甚至失去營養(yǎng)價值和商品價值。研究采用不同的貯藏方式貯藏白菜，對白菜保鮮具有實際意義。【前人研究進展】大白菜貯藏方法有露地貯藏、堆藏、窖藏、假植貯藏、冷庫貯藏、強制通風等[3-5]貯藏方式延長其貨架期，這些方法中采用的冷藏設(shè)施一次性投入較大，難以大規(guī)模推廣應用。大白菜在種植過程中如過度施用氮肥，會使其富集硝酸鹽和亞硝酸鹽，而在貯藏過程中硝酸鹽在硝酸還原酶和微生物的作用下進一步轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽[6]。利用低溫處理小白菜時，隨著溫度不斷降低，VC和葉綠素的降解及呼吸頻率和失重率逐漸下降，低溫處理可有效抑制小白菜的生理活性[8]。生理低溫雖然能夠在一定程度上延長貯藏期，但隨著貯藏期的延長，大白菜的營養(yǎng)品質(zhì)和生理生化指標嚴重下降，影響其實用價值[9]。一定濃度的CO2能抑制果蔬的呼吸作用，延長其保質(zhì)期。4%～5%CO2濃度可以明顯延遲白菜外葉的衰老，提高其貯藏商品率[10]。【本研究切入點】不同貯藏方式對白菜品質(zhì)及活性氧代謝影響不同。通過對白菜帶根捆葉的處理方式，分析白菜在貯藏過程中的腐爛及發(fā)病情況，在于不同處理方式下分析白菜最佳的貯藏處理方式。【擬解決的關(guān)鍵問題】采用帶根捆葉、削根捆葉、帶根散葉、削根散葉的吊掛式貯藏方式進行貯藏，研究帶根捆葉的處理方式對白菜營養(yǎng)成分和活性氧代謝的影響，為白菜采后貯運提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 大白菜

收9成熟的大白菜時，按帶根、削根兩種方式采收，采收后貯藏是分別按捆葉和散葉兩種方式進行“吊掛式”窖藏(窖藏溫度為4 ℃、濕度為92%)，共有4個處理，以自然窖藏(溫度為4 ℃、濕度為92%)為對照，每隔30 d監(jiān)測失重、腐爛情況，篩選適宜的采收方式和貯藏方式。

1.1.2 儀器與試劑

PARI BOY SX型霧化器(德國PARI Gmb H)，GY-4型硬度計(艾德堡儀器有限公司)，PAL-1手持數(shù)顯折糖儀(上海精密科學儀器有限公司)，GL-20G-Ⅱ型高速冷凍離心機(上海安亭科學儀器廠)，紫外可見分光光度計(UVmini-1240日本島津公司)，SPX-100B-Z生化培養(yǎng)箱(上海博訊實業(yè)有限公司理療設(shè)備廠)DK-S26電熱恒溫水浴鍋(上海森信實驗儀器有限公司)。

三氯乙酸(C2HCl3O2)、硫代巴比妥酸(C4H4N2O2S)、無水乙醇(C2H6O)、氯化硝基四氮唑藍(C40H30N10O6·2Cl)、硝普鈉(Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)天津億創(chuàng)科技有限公司；核黃素(C17H20N4O6)、甲硫氨酸(C5H11O2NS)、磷酸氫二鉀(K2HPO2·3H2O)天津億創(chuàng)科技有限公司；過氧化氫(H2O2)、抗壞血酸(C6H8O6)乙二胺四乙酸(C10H16N2O8) 天津致遠化學試劑廠；石英砂、愈創(chuàng)木酚(C7H8O2)、聚維酮、無水乙醇(C2H6O)、磷酸(H3PO4) 天津市福晨化學試劑廠；試劑均為分析純。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

采用“吊掛式”窖藏，共有4個處理，以自然窖藏為對照，每隔30 d監(jiān)測失重、腐爛情況，篩選適宜的采收方式和貯藏方式。

1.2.2 指標測定1.2.2.1 失重率

貯藏過程中自采收開始每隔30 d測定1次。每株白菜稱重，測定重復4次，計算失重率。

失重率(%)=

(1)

1.2.2.2 腐爛率

(2)

1.2.2.3 VC含量

VC含量的測定參考曹建康等[11]的方法。

1.2.2.4 粗纖維

纖維素含量的測定參照Zhao等[12]的方法。

1.2.2.5 可溶性蛋白

采用考馬斯亮藍法[13]。

1.2.2.6 酶液提取

參照Ali等[14]的方法，稍作修改。取5.0 g冷凍組織于5 mL磷酸鹽溶液(pH 5.5)中研磨勻漿，8 000 r/min離心15 min，收集上清液，測定CAT、APX、SOD、POD、活力。

1.2.2.7 過氧化物酶(POD)活性

POD活性的測定參照Parafati等[15]方法，向試管中加入3 mL磷酸緩沖溶液(pH 7.8，50 mmol/L)、220 μL 0.3%(v/v)愈創(chuàng)木酚和20 μL粗酶液。加入0.3%(v/v)H2O2后立即在470 nm下測定2 min內(nèi)吸光度值的變化。1單位的POD酶活定義為1 min內(nèi)吸光度值增加0.01(U)。

1.2.2.8 過氧化氫酶(CAT)活性

CAT活性的測定參照曹建康等[11]方法，稍作修改。向試管中加入100 μL粗酶和2.9 mL 20 mmol/L過氧化氫溶液。15 s后記錄反應體系在240 nm處的吸光值，作為初始值，每隔30 s記錄1次，連續(xù)測定6個數(shù)據(jù)，重復3次。以1 g鮮重1 min吸光度變化值減少0.01為一個過氧化氫酶活性單位，用U表示。

1.2.2.9 超氧化物歧化酶(SOD)活性

SOD活性的測定參照參照曹建康等[11]的方法，以1 min每克果蔬組織(鮮重)的反應體系對氮藍四唑(NBT)光化還原的抑制為50%為1個超氧化物歧化酶活性單位(U)。

1.2.2.10 抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性

APX活性的測定參照曹建康等[11]的方法，稍加修改。向試管中加入磷酸鉀緩沖液(50 mmol/L，pH 7.3)、1 mmol/L AsA、0.1 mmol/LEDTA、1 mmol/L H2O2和0.1 mL上清液。1個酶活單位定義為在290 nm下混合液吸光度變化0.01，抗壞血酸過氧化物酶活性(U)。

1.2.2.11 硝酸鹽、亞硝酸鹽含量

參照唐志華等[16]測定方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，GraphPad Prism8軟件作圖，SPSS 20.0軟件進行顯著性分析(P<0.05表示差異顯著)。

2 結(jié)果與分析

2.1 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜失重率的影響

研究表明，不同處理大白菜失重率均呈上升趨勢。貯藏期間，不同貯藏方式與CK組相比顯著性差異(P<0.05)，其中帶根捆葉貯藏組的大白菜失重率變化速率緩慢，帶根捆葉的處理方式能阻礙水分的蒸發(fā)，具有一定的持水和保水作用。貯藏60 d時，帶根捆葉組失重率為(0.64±0.06)%，與CK及其它貯藏組相比差異性顯著(P<0.05)。貯藏結(jié)束時，削根捆葉和帶根散葉處理組的失重率分別為(3.72±0.15)%、(3.52±0.12)%，與CK組相比失重率分別降低了22.19%(P<0.05)、53.72%(P<0.05)。大白菜“吊掛式”窖藏中帶根捆葉的處理方式能有效的延緩大白菜的失重率，較好的保持白菜品質(zhì)。圖1

圖1 “吊掛式”窖藏下白菜失重率變化Fig.1 Effects of hanging cellaring on weight loss rate of Chinese cabbage

2.2 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜腐爛率的影響

研究表明，各處理組大白菜的腐爛率呈上升趨勢，各組處理間顯著性差異(P<0.05)。除帶根捆葉處理組外，其他處理組在第120 d時均出現(xiàn)了腐爛現(xiàn)象，CK組大白菜的腐爛率為12.36%。貯藏至150 d時，帶根捆葉處理組的大白菜也出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，腐爛率為1.52%，與CK、削根捆葉、帶根散葉處理組相比，大白菜的腐爛率分別降低了91.19%(P<0.05)、85.29%(P<0.05)、82.39%(P<0.05)。帶根捆葉的處理方式更好地保持大白菜的貯藏品質(zhì)，降低大白菜的腐爛率。圖2

圖2 “吊掛式”窖藏下白菜腐爛率變化Fig.2 Effect of hanging cellaring on rot rate of Chinese cabbage

2.3 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜VC含量的影響

研究表明，不同處理組的大白菜VC含量在貯藏期間均呈現(xiàn)下降趨勢，其中帶根捆葉貯藏組的大白菜VC含量下降趨勢比較緩慢。貯藏90 d時，削根捆葉、帶根散葉、帶根捆葉3種不同的處理方式對大白菜貯藏期間的VC含量有顯著性差異，VC含量分別為(0.37±0.01)、(0.40±0.01)、(0.45±0.01)mg/g FW，比削根散葉貯藏組大白菜的VC含量分別提高了3.39%(P<0.05)、11.50%(P<0.05)、19.93%(P<0.05)。至貯藏結(jié)束時，削根散葉和削根捆葉處理組大白菜的VC含量無顯著性差異(P>0.05),帶根散葉處理組顯著高于對照組(P<0.05)。隨著貯藏時間的延長，大白菜的VC含量逐漸降低，“吊掛式”窖藏帶根的處理方式能夠保持大白菜貯藏期間的VC含量，保持蔬菜新鮮度。圖3

圖3 “吊掛式”窖藏下白菜VC含量變化Fig.3 Effect of hanging cellaring on VC content in Chinese cabbage

2.4 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜粗纖維含量的影響

研究表明，不同處理組大白菜的粗纖維含量在貯藏期間均呈現(xiàn)上升趨勢。白菜在貯藏過程中，葉片不斷衰老。貯藏結(jié)束時，帶根散葉和帶根捆葉處理組大白菜的粗纖維含量分別為(7.75±0.17)、(6.93±0.16) g/kg，與對照組大白菜的粗纖維含量相比分別降低了13.39%(P<0.05)、22.50%(P<0.05)。“吊掛式”窖藏中帶根捆葉的處理方式能有效的降低大白菜的呼吸作用和蒸騰作用，延緩粗纖維的增長，較好的保持白菜品質(zhì)。圖4

圖4 “吊掛式”窖藏下白菜粗纖維變化Fig.4 Effects of hang in cellaring on crude fiber of Chinese cabbage

2.5 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜可溶性蛋白含量的影響

研究表明，不同貯藏組的大白菜可溶性蛋白含量在貯藏期間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。白菜采收后蛋白質(zhì)降解速度降慢，造成蛋白質(zhì)含量在貯藏過程中呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，隨著貯藏時間的延長，新陳代謝旺盛，蛋白酶活性較高，將蛋白質(zhì)降解為多肽及游離氨基酸，蛋白質(zhì)含量下降速度較快，白菜重量損失嚴重。貯藏90 d對照組與各處理組間的可溶性蛋白的含量分別為0.52、0.70、0.75、0.81和0.88 g/kg，其中帶根捆葉處理組的可溶性蛋白含量是對照組的1.69倍。貯藏結(jié)束時，帶根捆葉處理組的白菜可溶性蛋白含量相比于對照組提高了26.47%(P<0.05)。帶根較好的保持白菜中的營養(yǎng)物質(zhì)，提高了白菜在貯藏過程中的品質(zhì)。圖5

圖5 “吊掛式”窖藏下白菜可溶性蛋白含量變化Fig.5 Effects of hanging cellaring on soluble protein content of Chinese cabbage

2.6 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜POD的影響

研究表明，大白菜的POD活性隨著貯藏時間的延長呈先上升后下降的變化趨勢，除CK組外，其他處理組的變化較為顯著。貯藏90 d時，POD活性達到最高，帶根捆葉處理組大白菜的POD活性與CK、削根散葉處理組分別提高了41.55%(P<0.05)、23.32%(P<0.05)。貯藏結(jié)束時，削根捆葉、帶根散葉、帶根捆葉處理組大白菜的POD活性分別為(6.71±0.43)、(7.88±0.48)、(8.77±0.52) U，與CK組相比分別提高了16.72%(P<0.05)、29.17%(P<0.05)、36.35%(P<0.05)。帶根捆葉的處理方式能提高大白菜POD活性，一定程度上延緩了白菜的衰老。圖6

圖6 “吊掛式”窖藏下白菜POD活性變化Fig.6 Effect of hanging cellaring on POD activity of Chinese cabbage

2.7 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜SOD的影響

研究表明，大白菜的SOD活性呈先下降后上升的變化趨勢，隨著貯藏時間的延長，不同處理組大白菜的SOD活性均出現(xiàn)了最低值。貯藏后期，帶根捆葉貯藏組的大白菜SOD活性增加比較快，至貯藏結(jié)束時，削根捆葉、帶根散葉、帶根捆葉處理組大白菜的SOD活性分別為(0.76±0.03)、(0.80±0.03)、(0.88±0.03) U，比CK組相比分別提高了17.99%(P>0.05)、22.41%(P<0.05)、28.90%(P<0.05)。削根的處理方式對大白菜“吊掛式”窖藏有一定的影響，但帶根捆葉的處理方式，能抑制大白菜SOD活性的降低，較好的保持了大白菜的品質(zhì)。圖7

圖7 “吊掛式”窖藏下白菜SOD活性變化Fig.7 Effect of hanging cellaring on SOD activity of Chinese cabbage

2.8 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜CAT的影響

研究表明，大白菜的CAT活性逐漸下降。貯藏前期，不同處理方式對大白菜的CAT活性變化影響不大，貯藏后期，不同處理間CAT活性差異性顯著。貯藏至90 d時，帶根捆葉處理組大白菜的CAT活性比CK、削根捆葉處理組分別提高了14.98%(P<0.05)、11.64%(P<0.05)。貯藏結(jié)束時，削根捆葉、帶根散葉、帶根捆葉處理組大白菜的CAT活性分別為(1.08±0.03)、(1.17±0.02)、(1.27±0.03) U，比CK組相比分別提高了10.83%(P<0.05)、17.56%(P<0.05)、24.03%(P<0.05)。帶根捆葉的處理方式能有效的延緩大白菜中CAT活性的降低，其中帶根捆葉的處理方式效果較為顯著。圖8

圖8 “吊掛式”窖藏下白菜CAT活性變化Fig.8 Effect of hanging cellaring on CAT activity of Chinese cabbage

2.9 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜APX的影響

研究表明，隨著貯藏時間的延長，不同處理組大白菜APX活性呈先上升后下降的變化趨勢，貯藏至60 d時出現(xiàn)峰值。帶根捆葉處理組大白菜APX活性高于削根散葉處理組，不同處理組的大白菜APX活性均高于自然貯藏組(CK)(P<0.05)。貯藏結(jié)束時，削根捆葉、帶根散葉、帶根捆葉處理組大白菜的APX活性分別是CK組的1.22(P<0.05)、1.15(P<0.05)和1.27(P<0.05)倍。大白菜“吊掛式”窖藏經(jīng)過帶根捆葉處理后，能較好的延緩衰老，延長大白菜的貯藏期。圖9

圖9 “吊掛式”窖藏下白菜APX活性變化Fig.9 Effect of hanging cellaring on APX activity of Chinese cabbage

2.10 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜硝酸鹽含量的影響

研究表明，貯藏30 d后硝酸鹽的含量明顯升高。各處理組在90 d后由于蔬菜嚴重失水后變質(zhì)，感官質(zhì)量明顯下降。至貯藏結(jié)束時，帶根捆葉處理組大白菜的硝酸鹽含量分別比CK、削根捆葉、帶根散葉處理組降低了35.84%(P<0.05)、14.76%(P<0.05)和15.96%(P<0.05)。帶根捆葉處理組的保鮮效果優(yōu)于其他處理組。圖10

圖10 “吊掛式”窖藏下白菜硝酸鹽含量變化Fig.10 Effects of hanging cellaring on nitrate content in Chinese cabbage

2.11 帶根捆葉吊掛式窖藏對白菜亞硝酸鹽含量的影響

研究表明，各處理組中的亞硝酸鹽含量隨著貯藏時間的延長而顯著增加。貯藏至150 d時，自然貯藏組亞硝酸鹽含量就超過了限量4 mg/kg，不具有食用性。至貯藏結(jié)束時，CK、削根捆葉、帶根散葉貯藏組大白菜的亞硝酸鹽含量分別為(4.56±0.20 )、(2.86±0.17)、(2.14±0.14) mg/kg，與帶根捆葉處理組相比分別增加了60.87%(P<0.05)、37.50%(P<0.05)和16.39%(P<0.05)。大白菜“吊掛式”窖藏過程中，經(jīng)過帶根捆葉處理后，增強了食用安全性。圖11

圖11 “吊掛式”窖藏下白菜硝酸鹽含量變化Fig.11 effect of hanging cellaring on nitrate content of Cabbage

3 討 論

失重率是大白菜貯藏過程中品質(zhì)高低的重要指標，失重率低的大白菜，水潤飽滿，具有較高的商業(yè)價值[17]。帶根捆葉的處理方式在貯藏過程中減少了與空氣的接觸，從而延緩了水分的散失，較好的保持了白菜品質(zhì)。采用不同貯藏方式處理白菜后發(fā)現(xiàn)，貯藏過程中處理組的水分含量變化顯著低于對照組，達到較好的保鮮效果[18]。試驗中，對照組失重率是帶根捆葉處理組的1.67倍，與前人的研究一致。貯藏初期，帶根捆葉處理組VC含量與對照組之間無顯著性差異，貯藏后期帶根捆葉、帶根散葉的VC含量顯著高于對照組，貯藏期大于60 d 的情況下，帶根捆葉處理組能較好的保持VC含量，帶根捆葉處理可以較好的保持果蔬的營養(yǎng)成分，顯著抑制VC的分解。

粗纖維的含量直接影響著消費者的口感，隨著貯藏時間的延長，白菜中粗纖維含量逐漸增加，可能是由于白菜貯藏前期，呼吸作用旺盛、環(huán)境空氣流速過快[19]，使得白菜失水較為嚴重，葉片衰老速度加快，粗纖維含量增長迅速；貯藏中后期，貯藏環(huán)境溫度較低，白菜呼吸作用等生理活動減弱，粗纖維含量增加減緩。果蔬的衰老與活性氧代謝密切相關(guān)，對白菜中POD、SOD、CAT、APX等相關(guān)酶活性的測定發(fā)現(xiàn)，帶根捆葉貯藏能有效的提高活性氧相關(guān)酶活性，延緩了白菜的衰老。在桃[20]、藍莓[21]和甜櫻桃[22]的研究中表明，提高抗氧化能力以消除活性氧的過量產(chǎn)生，延緩果實衰老進程。CAT、SOD和APX是活性氧清除的關(guān)鍵酶，能清除活性氧，防止活性氧的積累。

在整個貯藏期間，各處理組大白菜的硝酸鹽含量均未超過食用的安全標準432 mg/kg。大白菜中的硝酸鹽含量在貯藏初期其含量顯著下降，可能由于失水過多，呼吸旺盛，大白菜容易腐敗，使亞硝酸鹽含量上升的更加明顯。大白菜在貯藏期間，硝酸鹽可以轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽[24]。因此，采用帶根捆葉“吊掛式”窖藏大白菜能較好的保證大白菜的營養(yǎng)和衛(wèi)生品質(zhì)。

4 結(jié) 論

吊掛式貯藏為白菜保鮮提供技術(shù)方法和工藝，帶根捆葉處理方式能夠有效維持白菜的采后品質(zhì)，延緩白菜失重率和腐爛率的升高。帶根捆葉吊掛式處理能有效地調(diào)節(jié)白菜活性氧的活性，與對照組相比POD、SOD、CAT、APX分別是對照組的1.35、1.44、1.56、1.69倍。減少了硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的產(chǎn)生，較好的保持了白菜的品質(zhì)，提高了白菜的商品價值和食用價值。