黄花菜采后生理与贮藏保鲜技术研究进展
2013-04-07韩志平张春业马樱芳陈志远
韩志平,张春业,马樱芳,陈志远,黄 蕊
(大同大学农学与生命科学学院,山西大同037009)
黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)学名萱草,别名金针花,古称“忘忧草”,属多年生宿根草本植物,原产于中国南部及日本,在我国栽培历史已超过2 000 a[1]。由于黄花菜对环境条件适应性强、栽培技术要求简单,加上其营养价值高、经济效益好,近年来在我国栽培面积不断扩大[2]。由于黄花菜栽培地区大同市独特的地理、气候和土壤条件,颜色鲜黄、角长肉厚、脆嫩爽口、营养丰富,在国内市场畅销,而且远销香港、东南亚国家[3],是当地农民增收及种植结构调整的理想栽培作物,大同县也由此成为全国闻名的黄花菜主产区。笔者对黄花菜的营养价值和药用价值进行了简单介绍,并就黄花菜的采后生理及贮藏保鲜技术进行了综述。
1 黄花菜的营养及药用价值
1.1 营养价值
黄花菜含有丰富的糖类、蛋白质、维生素C、钙、脂肪、胡萝卜素、氨基酸等人体必需的营养成分,其中,所含的胡萝卜素是番茄的3~5倍。黄花菜还含有丰富的卵磷脂,有较好的健脑、抗衰老之功效,故被人们称为“健脑菜”[4]。在我国传统生活中,黄花菜与香菇、木耳、冬笋一起被称为蔬菜中的4大珍品[5]。
1.2 药用价值
中医学认为,黄花菜性味甘凉,其根、茎、叶、花均可入药,有止血、消炎、清热、利湿、消食、明目、安神等功效,对吐血、大便带血、小便不通、失眠、乳汁不下等均有疗效,可作为病后或产后的补品[6]。另有研究表明,黄花菜能显著降低血清胆固醇的含量,有利于高血压患者的康复,可用作食疗蔬菜[7]。黄花菜所含有效成分能抑制癌细胞的生长,丰富的粗纤维可通肠,因此,可作为防治肠道癌和便秘的食品。近年来研究还发现,黄花菜根具有抗结核病和治疗血吸虫病的作用。
2 黄花菜采后生理、成熟衰老及其品质变化
2.1 生理变化
黄花菜采收后脱离了母体,成为独立的生命个体,但在贮藏中仍然进行着一系列生理活动。其中,呼吸作用、蒸腾作用、相关酶活性的变化是影响其采后内部和外部品质的主要活动[8]。
2.1.1 呼吸作用 呼吸作用是果蔬产品采收后生命活动所需物质和能量的主要来源,是生命存在的重要标志,也是采后生理研究和贮藏实践中最重要的生理过程之一。呼吸的强弱与果蔬产品的贮藏特性有一定的关系,呼吸强度大小表明组织内含物消耗的快慢、反映呼吸量的变化,呼吸强度越高,其耐贮性就越差[9]。常温下,黄花菜呼吸作用非常旺盛,故应及时排出呼吸热,因此,可创造低温条件、适宜的O2和CO2浓度条件以减弱黄花菜的呼吸强度。龚吉军[10]研究表明,黄花菜在贮藏的前3 d呼吸强度迅速下降,以后呼吸强度的变化很小;随着贮藏温度和成熟度的提高,呼吸强度降低的幅度也随之减小。
2.1.2 蒸腾作用 在植物生长发育过程中,蒸腾作用是维持生命活动必不可少的过程。但产品在采收后脱离了母体,切断了对外界水分的吸收,蒸腾作用会使产品失水、失鲜,所以蒸腾作用在采后是个消极的生理过程,对果蔬产品的品质和贮藏保鲜不利。新鲜黄花菜中的含水量一般可达到90%以上,采收后的黄花菜因蒸腾失水,会造成产品迅速失质量。一般失水达到5%时,黄花菜即表现出疲软、皱缩、萎蔫、光泽消褪甚至变质等品质劣变现象[10]。适度降低贮藏温度和增加贮藏湿度有利于降低蒸腾作用,保持其鲜嫩品质。
2.1.3 相关酶的变化 果蔬产品采收后,其内部的生理生化代谢随环境、时间的变化而不断变化。其中,活性氧自由基的产生是果蔬产品采后衰老过程中的一个重要特点,自由基产生速率加快,表明其衰老加剧[11]。SOD,CAT,POD是植物体内重要的抗氧化酶类,可有效清除代谢过程中产生的活性氧自由基,在果蔬产品的保鲜中发挥重要作用。其中,SOD能清除组织衰老过程中产生的超氧自由基,保护细胞膜结构,从而延缓组织衰老[12];CAT可催化分解组织中高浓度的H2O2,降低H2O2代谢产生的·OH对细胞的危害;POD的活性与果实呼吸作用、乙烯生物合成等代谢活动有关,主要通过清除体内过氧化物,降低其对机体的侵害。在植物的衰老过程中,这3种酶协调一致,可有效清除组织和细胞内的活性氧,从而有利于产品保鲜。研究表明,利用一定浓度的O2和CO2的气调环境,或者创造低温环境以及使用一些保鲜剂能使这些抗氧化酶活性维持在较高水平,故可明显延缓果蔬组织的衰老[13]。
2.2 成熟和衰老
成熟和衰老是果蔬产品寿命周期和个体发育的2个阶段,二者主要受基因的调控,但也受植物激素的调节[14]。黄花菜采收后面临各种生理逆境,很快衰老,使产品品质下降,贮藏效果降低而失去贮藏和销售意义。故采取各种措施控制其成熟和衰老尤其是衰老过程,对保持产品品质和延长贮藏期非常必要。
果蔬产品在采收后的成熟、衰老过程中会大量产生乙烯,加速产品器官的呼吸代谢,促进果蔬产品的成熟和衰老过程[15]。因此,控制乙烯的生物合成是延长果蔬贮藏保鲜期的重要措施之一[16-17]。有研究表明,当植物组织或器官受到低温伤害、紫外线辐射、机械损伤或细菌感染时,内源乙烯的含量将增加3~10倍,从而加速产品的成熟和衰老。因此,可通过添加一些乙烯合成抑制剂,如1-甲基环丙烯等来延缓果蔬产品的衰老[18]。此外,脱落酸、赤霉素、吲哚乙酸和细胞分裂素等植物激素也参与成熟和衰老过程的调控。
2.3 品质变化
果蔬产品采收后,受到呼吸、蒸腾作用及成熟、衰老等生理过程的影响,体内会发生一系列的生理生化反应。随贮藏时间的延长,黄花菜品质逐渐变劣,甚至腐败变质,失去其食用价值[19]。
2.3.1 外观品质 采后的果蔬产品因蒸腾作用失水,表现为失质量、失鲜、质地不均匀、褐变等。黄花菜在采收后很快失水,导致其花蕾萎蔫、局部失鲜,开花率迅速提高,严重时产品会完全腐烂,好花率严重下降[20],影响其食用价值和商品率。
2.3.2 内在品质 黄花菜采收后,随呼吸作用、蒸腾作用等一系列代谢反应的进行,蛋白质、碳水化合物、有机酸、维生素等贮藏物质的分解,都对产品的内在品质和贮藏特性产生影响。其中,Vc和总糖是黄花菜体内2种重要的营养成分,是呼吸作用的底物。研究表明,黄花菜在成熟、衰老过程中,Vc和总糖含量因呼吸消耗而迅速减少[10],极大地影响了产品的营养价值和药用价值。
3 黄花菜的贮藏保鲜技术
黄花菜采收正值高温季节,采后呼吸作用增强,呼吸强度可达到0.54~0.61 mg/(h·g)。因此,黄花菜在常温下的耐贮藏性较差,一般情况下采后2 d全部开花,第4天开始腐烂。因此,开展黄花菜贮藏保鲜技术的研究十分必要。
3.1 冷藏保鲜
冷藏是通过低温抑制呼吸作用,进而减弱果蔬的生理代谢活动,从而达到保鲜的目的。龚吉军[10]研究表明,温度对贮藏期间黄花菜的呼吸强度影响显著,冷藏可明显抑制黄花菜的呼吸作用,保鲜效果较好。张欣等[20]研究发现,在21~35,21~23,0~1℃这3种温度条件下,以0~1℃下贮藏对黄花菜的保鲜效果最好。范学钧等[21]在0~5℃低温下贮藏花蕾长为7~8 cm的黄花菜,保鲜期可达到3~4 d以上,低温冷藏5~6 cm长花蕾的黄花菜则可保鲜7 d。
3.2 气调贮藏
气调贮藏是指改变新鲜果蔬产品贮藏环境中的气体成分,通常是增加CO2浓度和降低O2浓度,以抑制果蔬的呼吸作用,延长果蔬的保鲜期[22]。气调贮藏还可明显抑制果蔬成熟和衰老过程中乙烯的生成,防止病害的发生,从而更好地保持产品原有的色、香、味和营养价值[23-24]。龚吉军等[25]研究发现,在较低温度下用小袋包装气调贮藏黄花菜,可以明显延缓黄花菜的衰老,有效延长其保鲜期。
3.3 化学保鲜
化学保鲜是一种快速有效的果蔬保鲜方法,通过利用防腐剂、抗氧化剂、腌渍、烟熏等方法对果蔬产品进行保鲜,从而延长其贮藏时间。范学钧等[21]发现,用化学保鲜剂处理黄花菜,保鲜期可达8 d。随着食品安全意识的增强,消费者逐渐认识到了化学保鲜剂的潜在危险,因此,绿色无污染的天然保鲜剂逐渐成为研究的重点。龚吉军[10]用6-BA作保鲜剂处理黄花菜,以还原铁粉作吸氧剂,可以抑制贮藏过程中超氧自由基、丙二醛的生成,提高SOD活性,从而延缓黄花菜的衰老,改善保鲜效果,延长其贮藏期。杨大伟等[26]采用复配中草药提取液处理黄花菜,可以使黄花菜的保鲜期达到5 d以上。
3.4 辐射保鲜
辐射保鲜是指采用低剂量辐照作用于果蔬产品,从而抑制呼吸作用和内源乙烯的产生及POD活性等而延缓成熟衰老,进而延长果蔬的保鲜期。其具有节约能源、成本低、无化学污染、无残留、较好地保持食品原有质量等优点。郑贤利等[27]利用60Coγ 射线辐射新鲜黄花菜,发现不同的包装材料、包装方式、贮藏条件均会影响黄花菜的保鲜效果,低剂量优于高剂量,但同一剂量不同剂量率辐射的保鲜效果没有显著差异。Yang等[28]研究表明,高剂量60Coγ 辐射不适合对新鲜黄花菜进行处理。范学钧等[21]用紫外线加抽气减压处理新鲜黄花菜,发现低温或常温下黄花菜的最长保鲜期可达10 d。
3.5 其他贮藏保鲜方法
果蔬的贮藏保鲜技术还有生物保鲜技术、减压贮藏等。但黄花菜在这方面的研究仍有欠缺。生物保鲜技术在果蔬中的应用主要包括利用微生物菌体及其代谢产物、生物天然提取物及基因工程进行保鲜这3大方面,具有贮藏空间小、贮藏条件易控制、处理目标明确、节省资源等优点[29]。减压贮藏是指在冷藏基础上将密闭环境中的气体压力由正常大气状态降至负压,造成一定的真空度后贮藏新鲜果蔬产品的一种方法。湖南邵东精华农产品开发有限公司对采摘后的黄花菜立即进行真空预冷,小袋包装后进行冷藏,其食用贮藏期可达20~30 d[30]。
4 前景与展望
黄花菜是一种经济价值较高的特色蔬菜。冷藏条件下的黄花菜保鲜期有限,只能在短期内满足消费者的需求,不能保证周年供应。因此,干制黄花菜成为市场上黄花菜的主要制品。但是,黄花菜干制后其营养价值严重受损,品质风味变化很大,经济效益相对较低,因此,开展黄花菜保鲜技术的研究具有重要的现实意义。目前,黄花菜的气调保鲜已日益成熟,快速冷冻加工也日趋完善。随着科学技术的不断发展,利用新技术提升黄花菜品质的同时,开发诸如天然化学保鲜剂、辐射处理技术、生物技术等保鲜黄花菜,将能更好地满足人们对鲜黄花菜的需求。
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