冰温贮藏对绿芦笋品质及酶活性的影响

2013-08-07宋秀香鲁晓翔陈绍慧李江阔

食品工业科技 2013年11期

宋秀香，鲁晓翔，* ，陈绍慧，李江阔

(1.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津300134;2.国家农产品保鲜工程技术研究中心，天津300384)

芦笋(Asparagus officinalis L.)又名石刁柏、龙须菜等，属百合科(Liliaceae)天门冬属(Asparagus)中的食用品种［1-2］。绿芦笋色泽鲜嫩，质地清脆，且具有低脂、低糖、高纤维素等优点，被誉为“十大健康蔬菜之首”［3-5］。但绿芦笋组织呼吸旺盛，代谢活跃，容易被病菌浸染而不易贮藏，常使大量的绿芦笋腐烂，造成较大经济损失［6］。冰温(Controlled Freezingpoint)保鲜是当今果蔬贮藏的先进技术之一，相较于冷藏保鲜，冰温贮藏时间更长，果蔬新鲜度更高，目前已在蓝莓、西兰花、樱桃等多种果蔬保鲜中应用［7-9］。绿芦笋的不耐贮性限制了其销售范围和市场竞争力，目前，绿芦笋保鲜技术主要为冷藏，以及冷藏结合化学保鲜和气调保鲜等，而未见有关绿芦笋冰温贮藏保鲜的报道。本实验采用冰温保鲜技术贮藏绿芦笋，研究了其在贮藏期间品质及酶活性的变化，旨在为绿芦笋冰温保鲜提供基础技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

绿芦笋(品种为“杰西”) 采自北京海顺宏远芦笋产销专业合作社。绿芦笋采后当天由基地运回，立即进行分级，选取大小一致、笋尖无开散、无畸形、无机械损伤及病虫害，长度约30cm、直径1.0～1.5cm的绿芦笋供实验用。

草酸、磷酸氢二钠、冰乙酸天津市江天化工技术有限公司;磷酸二氢钠天津科威试剂公司;愈创木酚、双氧水、邻苯二酚、偏磷酸天津光复精细化工研究所;钼酸铵天津市化学试剂四厂;乙二胺四乙酸天津市永大化学试剂有限公司;L-苯丙氨酸、硼酸、硼砂、二硫苏糖醇、聚乙烯聚吡咯烷酮天津博美科生物技术有限公司。

冰温保鲜库:库内温度为-0.5～0.5℃、冷藏库:库内温度为(4 ±1)℃、微孔保鲜袋(厚度20μm) 国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津);JM222 便携式数字温度计天津今明仪器有限公司;BC/BD-628A 卧式冷藏冷冻转换箱青岛海尔特种电冰柜有限公司;TA.XT.Plus 物性测定仪英国Stable Micro System 公司;D-37520 高速冷冻离心机上海纳诺仪器有限公司;CheckPoint 气体成分测定仪丹麦PBI Dansensor 公司;2010 型气相色谱仪日本岛津;i-LAB S-560 手持式分光度计北京盈盛恒泰科技有限责任公司;TU-1810 紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司;HH-1 数显恒温水浴锅金坛市金南仪器制造有限公司。

表1 绿芦笋感官评定指标Table 1 Sensory evaluation indexes of Green Asparagus

1.2 处理方法

冷藏组:将经分级的绿芦笋直接放入冷库(4 ±1)℃中预冷12h，然后每500g 扎成1 捆，装入微孔袋中，每袋装7kg 试材，扎口，放入泡沫箱(体积为0.03m3、无透气孔)中，加盖，继续在冷藏库中贮藏。

冰温组:将经分级的绿芦笋直接放入冰温库(-0.5～0.5℃)中进行预冷12h，每500g 扎成1 捆，装入微孔袋中，每袋装7kg 试材，扎口，放入泡沫箱(体积为0.03m3、无透气孔)中，加盖，继续在冰温库中贮藏。

实验每7d 测定一次各项指标，每个处理各进行三个重复测定，冷藏组贮藏期为28d，冰温组贮藏期为42d。

1.3 测定方法

1.3.1 绿芦笋冰点测定方法分别取150g 绿芦笋打浆后置于50mL 三角瓶中，其量以浸没数字温度计探头为准;插入温度计并固定，要求温度计不触底、不碰壁，并位于试材浆体的正中;然后，将三角瓶置于-18℃冰柜中，从体系温度降至1.0℃时开始纪录温度变化，每个样品重复测定三次，取均值确定绿芦笋的冰点温度。

1.3.2 感官评定由5 人组成感官评定小组，参考曹慧娟［10］的方法，采用40 分评分方法，分别从形态、鲜嫩度、腐烂、气味4 项指标按各等级标准打分后，汇总分值。各等级评分标准如表1 所示。

1.3.3 硬度的测定采用TA.XT.Plus 物性测定仪测定，每次取5 株绿芦笋分别对其嫩茎上部(距尖部9cm 处)和下部(距尖部19cm 处)进行硬度测定，取每次测量的最大值，最后取其平均值。P/2 柱头(ø2mm)，测前速度:2mm/sec，测试速度:1mm/sec，测后上行速度:2mm/sec，测试深度:3mm，触发力:5g。单位为kg·cm-2。

1.3.4 呼吸强度采用静置法［11］。室温下，将500g绿芦笋置于固定体积容器内，密闭4h 后，用气体成分测定仪测定，以每千克绿芦笋每小时所累积释放的CO2含量计，单位:mg·CO2·kg-1·FW·h-1。

首先，寻找现场光源。即便在弱光环境下依然会有些许高光区域，利用画面之中的最亮部分进行对焦。其次，寻找对比度高的边界进行对焦。当下不少数码相机依然使用对比检测方式进行对焦，所以在对焦时寻找对比度高的边界，可以发挥相机的优势。最后，利用相机的中心对焦点进行对焦。一般相机的中心对焦点都是对焦能力最强的地方，关闭自动选择对焦物体模式，而采用中心点的单点对焦模式，先对焦再构图，可以加大对焦的成功率。

1.3.5 乙烯生成速率岛津2010 型气相色谱仪程序升温法［12］测定。

1.3.6 色泽变化分别选取5 株绿芦笋进行色差测定，并分别在绿芦笋嫩茎上部(距尖部9cm 处)和下部(距尖部19cm 处)分别用记号笔标记。采用i-LAB S-560 手持式分光度计，每隔一定的时间对标记点进行测定，并取平均值。a*为负值，表示绿色，其绝对值越大，绿色越深。

1.3.7 维生素C (VC)含量测定采用钼蓝比色法［13］。

1.3.8 多酚氧化酶(PPO)活性测定［14］称取样品3g于预冷的研钵中，加入适量0.05mol/L pH7.8 磷酸缓冲液(总用量20mL)，冰浴研磨成匀浆，于4℃下3000 × g 离心10min，上清液即为PPO 粗提液。取3.9mL pH7.8 磷酸缓冲液，然后加入1.0mL 0.1mol/L儿茶酚和1.0mL 酶提取液，于37℃水浴保温10min，迅速放入冰浴中，立即加入2mL 20%三氯乙酸终止反应，于420nm 下测其吸光度值，以磷酸缓冲液代替酶液为对照调零。

1.3.9 过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚氧化法［15］。

1.3.10 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定称取绿芦笋1.0g，加10mL 预冷的0.1mol/L pH8.8 DTT 硼酸缓冲液，研磨匀浆后，于4℃10000r/min 离心20min。取0.2mL 上清酶液，加入到3mL 反应体系中(2mL 0.1mol/L pH8.8 DTT 硼酸缓冲液、1mL 0.02mol/L L-苯丙氨酸)，37℃水浴30min，然后加入6mol/L HCl 0.2mL 终止反应，测定290nm 处吸光值。

以上酶活性计算公式均为:

1.4 数据处理

所有数据采用Excel、SPSS17.0 进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 绿芦笋冰点测定

确定果蔬的冰点对其进行冰温贮藏具有重要意义。由图1 可见，绿芦笋浆体置于-18℃下温度迅速下降，在20min 内，温度从1.0℃迅速下降至-0.7℃，且在-0.7℃处持续了40min。这是由于浆体的冰晶核形成，随着晶体增长，一部分液体结晶放出潜热，而另一部分的液体继续结晶吸收潜热，使放热与吸热之间处于相对平衡状态所致。该温度持续时间较长，可判定为结冰点，其后浆体温度又开始缓慢下降，因而“杰西”绿芦笋的冰点为-0.7℃。贮藏时，冰温库温度设定为-0.5～0.5℃。

图1 绿芦笋降温曲线Fig.1 Cooling curve of Green Asparagus

2.2 冰温贮藏对绿芦笋感官品质的影响

由图2 可以看出，绿芦笋感官品质随着贮藏时间的增长而不断下降，从21d 起，冷藏组绿芦笋感官品质下降速度增大，28d 已出现黄化、霉烂且异味严重，完全失去了商品价值;冰温组绿芦笋感官品质下降相较缓慢，与冷藏组存在极显著性差异(p ＜0.01)，在42 笋尖出现霉变和水渍现象，有异味。可见，冰温保鲜技术使绿芦笋贮藏期延长了14d。

图2 冰温贮藏对绿芦笋感官品质的影响Fig.2 Effect of ice-temperature preservation on sensory evaluation of Green Asparagus

2.3 冰温贮藏对绿芦笋不同部位色度a* 的影响

果蔬的色泽直观反映其品质的优劣。由图3 发现，贮藏期间，两处理组芦笋上部色度a*值不断增大，冷藏组绿芦笋在21d a*快速上升，由-7.14 升至-4.05，品质迅速下降;冰温组芦笋a*值变化缓慢，在42d a*值仍为-6.11，与冷藏组有显著性差异(p ＜0.05);两组绿芦笋下部a*值变化趋势有所不同，贮藏前7d，冷藏组绿芦笋a*值迅速上升，由初值-9.11升至-5.10，然后变化较小，但在21d a*再次增大，28d增至-2.86;冰温组绿芦笋在贮藏前14d a*值也有所升高，升至-6.53，其后变化趋于平缓，与冷藏组有着极显著性差异(p ＜0.01)。从图还可以看出，在贮藏过程中，冰温组芦笋各部位a*始终小于冷藏组，由此可知，冰温贮藏抑制了绿芦笋黄化作用，使其保持了鲜嫩的色泽，提高了其商品价值。

图3 冰温贮藏对绿芦笋色度a* 的影响Fig.3 Effect of ice-temperature preservation on chrominance a* of Green Asparagus

2.4 冰温贮藏对绿芦笋不同部位硬度的影响

从图4 可知，贮藏期间绿芦笋上部和下部硬度变化幅度都不大。贮藏前7d，两处理绿芦笋上部硬度迅速下降，而后，冷藏组硬度有所上升，这是因为绿芦笋木质化程度上升而使其硬度增大;而贮藏后期，冰温组芦笋硬度不断下降，这可能是贮藏过程中绿芦笋失水造成的，此实验结果与魏云潇［16］研究相似。对比图3 中绿芦笋上部色度a*的变化发现，在贮藏后期，两组绿芦笋上部硬度变化与其同期色度a*值存在一定相关性，a*值增加其硬度下降。绿芦笋下部硬度呈不断上升的趋势，但速度较缓。在整个贮藏过程中，冷藏组绿芦笋硬度始终大于冰温组，贮藏28d，冷藏组芦笋下部硬度上升为29.52kg·cm-2，冰温组为27.77kg·cm-2，两者存在着显著性差异(p ＜0.05)。

图4 冰温贮藏对绿芦笋硬度的影响Fig.4 Effect of ice-temperature preservation on firmness of Green Asparagus

2.5 冰温贮藏对绿芦笋呼吸强度和乙烯生成速率的影响

从图5 可得出，两处理绿芦笋呼吸强度变化相似，均出现了明显的呼吸高峰，因而绿芦笋属呼吸跃变型蔬菜。两者在14d 达到呼吸峰值，冷藏组为359.67mg·CO2·kg-1·FW·h-1，冰温组为444.48mg·CO2·kg-1·FW·h-1。在贮藏过程中，冷藏组芦笋呼吸强度始终小于冰温组(p ＜0.05)，由此说明，冰温贮藏对绿芦笋呼吸作用没有明显的抑制作用。

图5 冰温贮藏对绿芦笋呼吸强度的影响Fig.5 Effect of ice-temperature preservation on respiratory intensity of Green Asparagus

乙烯是植物的代谢产物，有促进果蔬成熟的作用。降低乙烯生成速率是延缓果蔬衰老的重要手段之一。图6 显示，贮藏前7d 两组绿芦笋乙烯生成速率迅速下降，这是由于从基地采回的绿芦笋保持较高的乙烯生成速率，而置于低温下贮藏使其生命活动减弱而乙烯生成速率降低。而后两处理绿芦笋乙烯生成速率变化趋势有所不同，冷藏组在21d 生成速率达到峰值，为4.30μL·kg-1·h-1，再呈现不断下降的趋势;冰温组芦笋在7d 变化较为缓慢，在28d 乙烯生成速率再次下降，降至3.31μL·kg-1·h-1，而后趋于平缓。贮藏过程中冰温组芦笋乙烯生成速率明显大于冷藏组(p ＜0.05)，冰温贮藏不能有效地降低绿芦笋乙烯生成量。

图6 冰温贮藏对绿芦笋乙烯生成速率的影响Fig.6 Effect of ice-temperature preservation on ethylene production of Green Asparagus

2.6 冰温贮藏对绿芦笋VC 含量的影响

维生素C 是反映果蔬贮藏品质的一个重要指标。如图7 所示，绿芦笋VC含量随贮藏时间的增长而不断下降，在贮藏28d 时，冷藏组绿芦笋VC含量降至16.14μg/g，冰温组为31.76μg/g，为冷藏组的1.97 倍，两者之间差异明显(p ＜0.05)，可见，冰温保鲜可以阻止绿芦笋VC的流失，保持其营养物质的含量。

2.7 冰温贮藏对绿芦笋PAL、PPO、POD 活性的影响

图7 冰温贮藏对绿芦笋VC 含量的影响Fig.7 Effect of ice-temperature preservation on VCcontent of Green Asparagus

PAL 能够催化苯丙氨酸向肉桂酸转化，在整个代谢调控中占有重要的地位，其活性与木质素含量呈显著的正相关。从图8 看出，贮藏7d，冷藏组芦笋PAL活性快速上升，由初值36.37(0.01ΔA·g-1FW·min-1)升至43.90(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，其后变化较小;冰温组芦笋PAL 活性远小于冷藏组(p ＜0.01)，其活性呈先增大后减小，再上升的趋势，但变化幅度都较小。贮藏7d，PAL 活性达到最大为39.82(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，在28d 降至最低，为36.04(0.01ΔA·g-1FW·min-1)。相较于冷藏组，冰温组降低了绿芦笋PAL 活性，且其活性较为稳定。

图8 冰温贮藏对绿芦笋PAL 活性的影响Fig.8 Effect of ice-temperature preservation on PAL activity of Green Asparagus

由图9 可知，两处理绿芦笋PPO 活性变化存在极显著差异(p ＜0.01)，冷藏组芦笋PPO 活性随贮藏时间的增长而不断的下降，在28d 时，其活性降至27.19(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，为初值的65.2%;贮藏前21d，冰温组芦笋PPO 活性不断下降，这可能是因为低温环境抑制了PPO 的活性。而后，其PPO 活性不断增加，在35d 达峰值35.55(0.01ΔA·g-1FW·min-1)。冰温贮藏过程中绿芦笋PPO 活性大于冷藏组，增强了其自身保护作用。

POD 是广泛地存在于植物中的一种活性物质，主要作用是水解细胞毒性物质过氧化氢，对植物起到一定的保护作用。如图10 所示，贮藏前期，冷藏组绿芦笋POD 活性不断增大，在14d 时达到峰值16.80(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，然后不断下降;冰温组绿芦笋POD 活性大于冷藏组(p ＜0.05)，且分别在14 和28d 出现了峰值，分别为17.94(0.01ΔA·g-1FW·min-1)和13.69(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，在贮藏后期其活性也呈现不断下降的趋势。从以上结果可看出，冰温贮藏能更有效的抑制绿芦笋POD 活性的下降。

图9 冰温贮藏对绿芦笋PPO 活性的影响Fig.9 Effect of ice-temperature preservation on PPO activity of Green Asparagus

图10 冰温贮藏对绿芦笋POD 活性的影响Fig.10 Effect of ice-temperature preservation on POD activity of Green Asparagus

3 结论

“杰西”绿芦笋冰点温度为-0.7℃，适宜在-0.5～0.5℃冰温条件下贮藏。冰温库内温度控制精准，进而减小了因温度波动给果蔬带来的伤害，提高了其贮藏品质。相较于4℃冷藏，冰温贮藏延长了绿芦笋贮藏期14d，提高了其感官品质;同时，冰温贮藏保持了绿芦笋的硬度和色泽，减缓了绿芦笋VC含量的降低，提高了其商品价值;冰温贮藏提高了绿芦笋PPO和POD 的活性，增强了其自身保护能力，抑制了PAL活性的增强，降低了绿芦笋木质化程度;但冰温贮藏对绿芦笋呼吸作用和乙烯生成量的抑制效果不明显，其原因仍需作进一步研究。

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