纳米膜和PVC膜包装对西兰花贮藏保鲜的影响

史君彦,高丽朴,左进华,范林林,夏春丽,王 清

(北京市农林科学院蔬菜研究中心,果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室,农业部华北地区

园艺作物生物学与种质创制重点实验室,农业部都市农业(北方)重点实验室,北京 100097)



纳米膜和PVC膜包装对西兰花贮藏保鲜的影响

史君彦,高丽朴,左进华,范林林,夏春丽,王 清*

(北京市农林科学院蔬菜研究中心,果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室,农业部华北地区

园艺作物生物学与种质创制重点实验室,农业部都市农业(北方)重点实验室,北京 100097)

为探究纳米膜和PVC膜对西兰花的保鲜作用,分别采用0.03 mm厚的纳米膜、PVC膜和0.04 mm PE膜(CK)包装西兰花,于常温下贮藏,对其感官、生理指标和营养指标进行测定。结果表明:室温下贮藏,纳米膜和PVC膜包装有效延缓了西兰花外观品质、水分及TSS、VC、叶绿素等营养物质含量的下降;纳米膜和PVC膜包装可显著抑制西兰花的黄化及MDA积累,增强西兰花POD和CAT活性。这说明纳米膜和PVC膜包装对西兰花的保鲜效果有显著影响,PVC膜包装的西兰花保鲜效果更好。

西兰花,纳米膜,黄化

西兰花(BrassicaoleraceaL.var.italicaPlanch)又名绿菜花、青花菜,含有丰富的维生素、抗氧化物质及抗癌物质。但西兰花采后不宜贮藏,常温条件下极易衰老黄化、腐烂变质[1-2]。目前,西兰花常用的贮藏保鲜方法有冰温贮藏、气调贮藏、化学保鲜和物理保鲜[3-5]。但这些方法或者操作较繁琐,成本高,或者如化学试剂会对人体产生危害。因此寻求简单、方便易操作、无毒害的保鲜技术尤为重要。利用膜的半透性自发调节膜内气体成分,达到延长贮藏保鲜期目的的保鲜膜包装技术,具有简单、无毒、易操作的特点[6]。

纳米保鲜膜是用几何尺寸达纳米级(1～100 nm)的材料制备,并具有特殊性能的保鲜膜,而含银纳米膜具有杀菌作用[7-8],对生菜[7]、双孢菇[8]等均起到较好的保鲜效果。PVC膜是一种以聚氯乙烯为主要成分的高分子材料,在樱桃[9]、嫩鲜蒜[10]等贮藏过程中均具有较好的保鲜作用。本研究采用纳米膜(银系列)、PVC膜包装西兰花,研究室温(20～25 ℃)条件下保鲜膜包装处理对西兰花贮藏保鲜效果的影响,为保鲜膜包装处理西兰花的研究提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试的西兰花品种为“优秀”,采自河北尚义,当日运回实验室,挑选无病虫害、无机械伤、完整、大小均一、成熟度基本一致的西兰花作为试材。

保鲜膜:CK,0.04 mm PE膜,O2和CO2透气系数分别为1.01×104、4.82×104mL/(m2·d·atm),北京华盾雪花有限公司;纳米膜:0.03 mm纳米银保鲜膜,O2和CO2透气系数分别为1.21×106、2.03×104mL/(m2·d·atm)山西农科院提供;PVC膜,0.03 mm膜,O2和CO2透气系数分别为0.721×106、0.43×104mL/(m2·d·atm)天津农科院提供。

KOITO-PCLH冷库 日本;CYYL-36型压差预冷通风设备;UV-1800分光光度计 岛津;-80 ℃冰箱 日本SANYO;D-37520冷冻离心机 德国Sigma有限公司;磁力搅拌器 日本NISSN;PH测量仪,HANNA PH211;手持式折光仪 PN007529型。

1.2 实验处理

将挑选的西兰花均分为3组,分别用PE膜、纳米膜和PVC膜包装,然后将保鲜膜袋开口重合向下弯曲折叠,然后置于室温(20～25 ℃)下暗处贮藏。每天进行感官检查,且取样一次,样品取西兰花的小花组织。

1.3 指标测定

外观品质评定:采用文献[11]的方法,由6人组成的品评小组人员评判各处理的保鲜效果,采取9分制,9分表示花球坚硬新鲜;7分表示花球较好;5分表示花球一般,为商品价值最低限;3分表示有食用价值但无商品价值;1分表示无食用价值。评判人员的评分平均值作为西兰花的外观品质。

黄化指数[12]:0级,目测不到花蕾变黄,球坚挺;1级,花球中有轻微变黄;3级,变黄花蕾占整个花球的5%;5级,变黄花蕾占整个花球的50%;7级,变黄部分占整个花球的75%;9级,100%的花蕾变黄。黄化指数(%)=∑(级数×该级个数)/最高级数×总个数×100

失重率:测定采用差量法[13]:失重率(%)=(初始重量-最终重量)/初始重量×100

TSS含量:采用手持式折光仪测定。

叶绿素含量:采用Deng等[14]的方法稍作修改,样品组织用丙酮∶乙醇(2∶1)溶液提取,然后测定663 nm和645 nm处吸光值。

VC含量:采用钼酸铵比色法[15]。样品组织用0.05 mol·L-1草酸-EDTA溶液提取,测定760 nm处的吸光值,重复三次。

可溶性蛋白含量:采用考马斯亮蓝法[16]。

丙二醛(MDA)含量:采用Jin等[17]的方法。

POD(过氧化物酶)和CAT(过氧化氢酶)活性测定:采用曹建康等[16]的方法。

1.4 数据分析

采用Excel 2003统计分析软件进行基础数据整理,利用Origin 8.5分析与作图,利用IBM SPSS Statistics 19软件对数据进行差异显著性检验(p<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同保鲜膜包装对西兰花外观的影响

由图1可知,西兰花在贮藏期间,外观品质逐渐下降,贮藏至2 d时,对照组的西兰花迅速转黄,外观品质评分为4.1分,失去商品价值,纳米膜包装的西兰花商品性下降明显,与对照组间差异显著(p<0.05)。贮藏至3 d时,纳米膜包装的西兰花外观评分为4分,失去商品价值。PVC膜包装的西兰花在贮藏至4 d时,外观品质评分为4.9分,失去商品价值,与纳米膜包装组间差异显著(p<0.05)。说明PVC膜包装组能有效维持西兰花的外观品质,其次是纳米膜。

图1 不同保鲜膜包装对西兰花外观品质的影响Fig.1 Effect of different films packaging on broccoli visual quality

2.2 不同保鲜膜包装对西兰花黄化指数和叶绿素含量的影响

西兰花贮藏过程中花蕾黄化是影响其品质的重要因素之一。由图2A可知,西兰花在贮藏期间,黄化指数不断升高,贮藏1 d后,对照组和纳米膜包装组的西兰花黄化指数迅速升高,而PVC膜包装组黄化指数升高缓慢,西兰花在贮藏过程中,花球30%黄化的时间为其货架期和商品性的最低限[18],对照组贮藏2 d后,西兰花黄化指数达50%以上,失去商品性,各包装组间差异显著(p<0.05),纳米膜处理组贮藏3 d后黄花指数超过30%,而PVC膜处理组贮藏4 d后,黄化指数维持在25%左右,有效抑制了花蕾的黄化衰老。说明PVC膜包装组可有效抑制西兰花的黄化,其次是纳米膜包装组。

叶绿素降解是西兰花花蕾褪绿的主要因素[5]。由图2B可知,西兰花在贮藏期间,叶绿素含量逐渐下降,导致黄花指数不断升高。贮藏1 d后,对照组和纳米膜包装组叶绿素含量迅速下降,而PVC膜包装组叶绿素含量下降较为缓慢,纳米膜和PVC膜包装组叶绿素含量始终高于对照组,各包装组间差异显著(p<0.05),贮藏至4 d时,对照组、纳米膜和PVC膜包装组叶绿素含量分别降为初始的9.08%、23.25%和47.86%,说明PVC膜包装可有效抑制西兰花叶绿素的降解。

图2 不同保鲜膜包装对西兰花黄化指数和叶绿素含量的影响Fig.2 Effect of different films packaging on broccoli yellowing index and chlorophyll content

2.3 不同保鲜膜包装对西兰花失重率的影响

失重主要是由于蒸腾作用和代谢导致的,西兰花是代谢旺盛的园艺作物,水分流失对其品质影响较大。由图3可知,西兰花在贮藏期间失重率不断升高,贮藏至3 d时,对照组失重率达3.01%,纳米膜和PVC膜包装组失重率均低于对照组,各包装组间差异显著(p<0.05)。贮藏至第4 d时,纳米膜包装组失重率达3.05%,PVC膜包装组失重率为2.66%,二者间差异不显著(p>0.05)。说明纳米膜和PVC膜包装组均有效抑制西兰花失重率的增加。

图3 不同保鲜膜包装对西兰花失重率的影响Fig.3 Effect of different films packaging on broccoli weight loss

2.4 不同保鲜膜包装对西兰花TSS含量的影响

果蔬中的可溶性固形物(TSS)的主要物质是可溶性糖的含量,其能直接反映果蔬的成熟度和品质状况。由图4可知,西兰花在贮藏过程中,TSS含量不断升高,其中对照组TSS含量升高最快,纳米膜和PVC膜包装组TSS含量升高较缓慢,贮藏至3 d时,对照组TSS含量显著高于处理组,各组间差异显著(p<0.05)。贮藏至第4 d时,PVC膜包装组比对照组和纳米膜包装组TSS含量分别低3.82%和1.75%,PVC膜包装可有效延缓TSS含量的增加。

图4 不同保鲜膜包装对西兰花TSS含量的影响Fig.4 Effect of different films packaging on broccoli TSS content

2.5 不同保鲜膜包装对西兰花VC含量的影响

VC是西兰花贮藏期间营养品质的一个的重要指标。由图5可知,西兰花在贮藏期间,VC含量逐渐下降,贮藏1 d后,对照组VC含量迅速下降,纳米膜和PVC膜包装组VC含量均高于对照组,且下降较缓慢,各组间差异显著(p<0.05)。贮藏至2 d时,对照组VC含量较初始值降低了52.22%,VC被迅速降解,贮藏至4 d时,纳米膜和PVC膜包装组的西兰花VC含量分别降为初始值的22.65%和39.84%,对照组降为初始值的8.83%,这说明纳米膜和PVC膜包装组均有效维持了西兰花的VC含量,其中PVC膜包装组的效果更好。

图5 不同保鲜膜包装对西兰花VC含量的影响Fig.5 Effect of different films packaging on broccoli VC content

2.6 不同保鲜膜包装对西兰花可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白含量是表示果蔬贮藏过程中重要的生理指标之一。由图6可知,西兰花在贮藏过程中可溶性蛋白含量逐渐降低,纳米膜和PVC膜包装组可溶性蛋白含量均高于对照组,贮藏1 d后,各组西兰花可溶性蛋白含量迅速下降,各组间差异显著(p<0.05),贮藏至4 d时,PVC膜、纳米膜和对照组可溶性蛋白含量分别降为初始值的67.45%、52.96%和40.78%,其中PVC膜包装组可溶性蛋白含量下降较为缓慢,其次是纳米膜包装组。

图6 不同保鲜膜包装对西兰花可溶性蛋白含量的影响Fig.6 Effect of different films packaging on broccoli protein content

2.7 不同保鲜膜包装对西兰花MDA含量的影响

MDA是细胞膜脂过氧化的重要产物,是判定果蔬膜质过氧化的一个重要指标,MDA含量增加,膜质过氧化程度加剧,细胞结果被破坏,继而加速了细胞的衰老死亡[16,19]。由图7可知,西兰花MDA含量随着贮藏时间的延长不断积累,贮藏1 d后,各组MDA含量增加迅速,纳米膜和PVC膜包装组较对照组MDA含量增加缓慢,PVC膜包装组MDA含量水平低于其他两组,二者和对照组间差异显著(p<0.05)。贮藏至第4 d时,对照组MDA含量显著高于纳米膜和PVC膜包装组(p<0.05)。表明纳米膜和PVC膜包装组可有效地延缓了MDA的积累,抑制了细胞膜的膜质过氧化,其中PVC膜包装组的效果较佳。

图7 不同保鲜膜包装对西兰花MDA含量的影响Fig.7 Effect of different films packaging on broccoli MDA content

2.8 不同保鲜膜包装对西兰花POD活性的影响

POD是参与植物生长、发育和衰老进程的一种酶,它既能清除植物体内活性氧,又可参与果蔬酶促褐变,催化酚类物质、谷胱甘肽和抗坏血酸的氧化,使果皮褐变,影响产品品质[20-21]。由图8可知,贮藏期间,西兰花POD活性逐渐升高,对照组POD活性水平高于纳米膜和PVC膜包装组,PVC膜包装组POD活性水平升高较缓慢,贮藏2 d后,对照组与其他两者间两两差异显著(p<0.05),贮藏至第4 d时,对照组POD活性升高减缓,但POD活性水平仍高于纳米膜和PVC膜包装组,这说明纳米膜和PVC膜包装有效地延缓了POD活性水平的升高。

图8 不同保鲜膜包装对西兰花POD活性的影响Fig.8 Effect of different films packaging on broccoli POD activity

2.9 不同保鲜膜包装对西兰花CAT活性的影响

CAT普遍存在于植物体的所有组织中,其活性与植物的代谢强度及抗性有关[22],可催化过氧化氢分解为水和氧气,消除衰老过程中过氧化氢积累对组织的损害作用。由图9可知,CAT活性随着贮藏时间的延长逐渐升高,说明过氧化氢在组织中不断积累,贮藏1 d后,对照组和纳米膜包装组CAT活性迅速升高,但对照组CAT活性水平始终高于其他两组,其中PVC膜包装组较为缓慢,各组处理间差异显著(p<0.05),贮藏至第4 d时,对照组CAT活性升高减缓,其他两组CAT活性水平低于对照组,说明纳米膜和PVC膜包装组抑制了过氧化氢的积累,延缓了CAT活性水平的升高,其中PVC膜包装组的效果较好。

图9 不同保鲜膜包装对西兰花CAT活性的影响Fig.9 Effect of different films packaging on broccoli CAT activity

3 结论

西兰花在室温(25 ℃)下贮藏,贮藏1 d后花蕾出现不同程度的黄化,对照组的西兰花花蕾黄化迅速,贮藏2 d后,西兰花花蕾表面黄化面积达50%以上;纳米膜和PVC膜包装均有效延缓了西兰花的黄化和外观品质的下降,抑制水分流失和TSS、叶绿素、VC和可溶性蛋白等营养物质降解,延缓MDA的积累,维持了细胞膜的完整性;同时,抑制了活性氧自由基的积累,延缓了POD和CAT酶活性的升高。其中PVC膜包装的西兰花保鲜效果最佳,在常温下,与对照组相比,可有效延长西兰花的保鲜期。

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Effect of nanofilm and PVC film packaging on preservation of broccoli during the storage

SHI Jun-yan,GAO Li-pu,ZUO Jin-hua,FAN Lin-lin,XIA Chun-li,WANG Qing*

(Vegetable Research Center,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences;Key Lab. of Beijing,Agricultural Products of fruit and vegetable Postharvest and Process;Key Lab. of Ministry Agriculture,North China,of Horticulture Corp Biology and Germplasm;Key Lab. of Urban Agriculture(North)Ministry of Agriculture,Beijing 100097,China)

Tostudythepreservationofbroccoli,thebroccoliheadswerepackagedby0.03mmnamofilm,PVCand0.04mmPEfilm(CK)andthesensoryquality,physiologicalandnutritionalindexduringtheambienttemperaturestorageweremeasured.TheresultsshowedthatnamofilmandPVCfilmbotheffectivelydelayedthedeclineofnutrientcontent,includingappearanceindex,water,TSS,chlorophyll,VCandsolubleprotein.ThenamofilmandPVCfilmpackagingsignificantlysuppressedtheyellowingandaccumulationofMDAcontent,andenhancedthePODandCATactivities.Therefore,theeffectofbroccolipreservationbynamofilmandPVCfilmpackagingwassignificant,thepreservationofbroccolibyPVCfilmpackagingwasbetter.

broccoli;nanofilm;yellowing

2015-12-16

史君彦(1988-)，女，硕士，科研助理，研究方向：农产品贮藏保鲜，E-mail：shijunyan0130@126.com。

*通讯作者:王清(1979-)，女，博士，副研究员，研究方向：农产品贮藏保鲜与加工，E-mail:wangqing@nercv.org。

国家大宗蔬菜产业体系建设项目(CARS-25)，西北非耕地园艺作物生态高效生产技术研究与示范(201203095)，北京市农林科学院青年基金(201404);国家自然科学基金(青年基金)(31101364)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)19-0255-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.041