鲜切西兰花保鲜技术研究进展

于皎雪，胡文忠*，赵曼如，管玉格，郝可欣，郭斌梅

1(大连民族大学 生命科学学院，辽宁 大连，116600) 2(生物技术与资源利用教育部重点实验室，辽宁 大连，116600)3(大连理工大学 生命科学与技术学院，辽宁 大连，116024)

西兰花是一种广受消费者青睐的蔬菜，又名绿花菜和青花菜。原产于欧洲，在我国的华南、华东地区广泛种植，其中浙江种植面积最大[1]。西兰花富含总酚、总黄酮等抗氧化物质，具有较强的抗氧化活性，另外还含有总硫代葡萄糖苷和萝卜硫素等特殊活性成分，具有较强抗癌活性。此外，西兰花的Vc含量是菜花的3倍，洋白菜的2～3倍，西红柿的5～6倍；钙含量是菜花的3倍，番茄的8倍，被誉为“蔬菜皇冠”[2]。然而，鲜切后的西兰花由于受到机械损伤，导致细胞内容物流出，促进了组织褐变、细胞衰老、质构劣变以及微生物生长繁殖，使西兰花褪绿黄化、营养流失、风味损失，从而大大降低了鲜切西兰花的整体品质，并导致营养和商业价值的降低[3-4]。因此鲜切西兰花的保鲜技术以及如何延长其货架期成为国内外研究热点。

1 物理保鲜技术

1.1 减压保鲜技术

减压常用于西兰花的保鲜，是一种安全有效的贮藏方式，具有抑制西兰花的呼吸、减少组织代谢损耗和及时排除有害气体等优势[5-6]。牟其云等[7]比较了常压和微真空(66.65～79.98 kPa)贮藏对鲜切西兰花保鲜效果的影响，结果发现后者可显著降低鲜切西兰花贮藏期间的呼吸强度，同时减慢了可滴定酸、叶绿素含量及Vc的下降速率，明显延缓鲜切西兰花的退绿衰老进程，有效保持鲜切西兰花的品质。范新光等[5]将鲜切西兰花置于减压冷藏实验机(1 000±50)Pa中进行贮藏，结果发现减压冷藏可较好地减少鲜切西兰花丙二醛的积累，并在一定程度上抑制其膜脂过氧化过程，使细胞膜保持完整性。除此之外，超氧化物歧化酶(superoxide dismatase, SOD)和过氧化物酶(peroxide, POD)是西兰花体内的抗氧化酶，SOD可有效清除西兰花体内代谢过程中产生的活性氧，POD则能消除H2O2的氧化毒害作用，它们能相互作用，保护膜结构，延缓西兰花的衰老。钱骅等[6]采用(1 000±50)Pa分别减压预处理西兰花4、12、24 h，发现减压预处理4 h保鲜效果最好，并有利于SOD和POD活性的增加，提高鲜切西兰花抗氧化活性。

1.2 微波保鲜技术

微波是一种高频交变电磁波，微波的频率在3×102～3×106MHz，具有热效应和非热效应双重杀菌作用，因其具有安全性高、无化学残留的优点成为近年来鲜切西兰花保鲜研究的热点[8-9]。刁春英等[8]利用320和480 W两种不同的火力分别处理鲜切西兰花1、4、6 s，结果发现在室温条件下，480 W微波处理4 s和320 W微波处理6 s保鲜效果最明显，两者均能明显提高鲜切西兰花的感官品质，减缓可滴定酸、抗坏血酸含量的下降，并降低鲜切西兰花贮藏期间的呼吸强度和失重率，常温下能延长鲜切西兰花的货架期2 d。黄文部等[9]通过研究获得最好的微波强度和时间组合，即功率300 W的微波处理40 s，这种组合在4 ℃条件下显著增加鲜切西兰花的总酚含量，大大提高了鲜切“冬至绿”的抗氧化活性。同时可有效钝化过氧化物酶活性，维持了鲜切西兰花的水分、Vc和叶绿素的含量，减缓鲜切西兰花的衰老进程。

1.3 包装保鲜技术

包装保鲜技术是在包装内部保证O2和CO2在一个对果蔬无损害的恰当水平，并降低鲜切西兰花的呼吸强度，抑制微生物生长，减缓西兰花的生化反应速率，最终延长其保鲜期。目前包装材料和规格是影响鲜切西兰花品质及货架寿命的重要因素[10]。LUCERA等[11]研究了包装膜传质特性对鲜切西兰花小花货架期的影响，发现微穿孔膜在减少质量损失、萎蔫和较长时间保持感官质量方面最有效，尤其在延长产品货架寿命方面表现出最佳性能，可使货架期延长30%～50%。王丹等[10]将3种不同包装规格(大:32 cm×25 cm，500 g；中:32 cm×25 cm，300 g;小:32 cm×25 cm,150 g)用于鲜切西兰花的保鲜,在抑制叶绿素降解方面，大、中包装具有很好的效果；而小包装异味较轻,无腐烂褐变,外观品质较好,从而证明适量包装能够有效提高鲜切西兰花的品质。陈学玲等[12]利用不同包装材料：聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯(PE)、低密度PE、聚甲基戊烯分别对鲜切西兰花包装处理，结果表明PVDC膜保鲜效果最好，而叶绿素保持及提高SOD酶活力方面PE膜效果最佳。由于多酚氧化酶(PPO)氧化酚类物质同时伴有黑色或褐色的色素沉淀产生，因此严重影响鲜切西兰花的感官品质。高雪等[13]在冰温条件下比较了自发气调包装袋包装和普通保鲜膜包裹对鲜切西兰花各项生理生化指标的影响，结果表明前者鲜切西兰花的质地保持较好，能有效抑制PPO的活性，降低酚类物质消耗速率，有效控制鲜切西兰花在贮藏过程中的褐变现象。

1.4 臭氧保鲜技术

臭氧通过抑制微生物生长和防止真菌腐烂来延长新鲜或鲜切西兰花保质期[14]。徐斐燕等[15]研究发现高浓度的臭氧水有效控制鲜切西兰花表面的微生物，其中质量浓度为2.40 mg/L的臭氧水将鲜切西兰花表面微生物降低了1个数量级的同时PPO活性降低了40%，延缓了鲜切西兰花的组织代谢，最大程度上保持其品质完好，减缓腐烂褐变程度。王宏延等[16]采用不同质量浓度臭氧水(0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mg/L)处理鲜切西兰花，在4 ℃条件下，质量浓度为2.0 mg/L的臭氧水保鲜效果最优，质量损失率、PPO和POD活性分别降低了24.37%、23.5%、25.6%，同时Vc含量提高了40.7%，延长西兰花的贮藏期达15 d，大大减少鲜切西兰花的水分散失以及营养物质消耗，较好地维持了鲜切西兰花的状态、色泽和品质。结合上述2项研究，高浓度的臭氧水对杀灭鲜切西兰花表面的微生物更有效。

1.5 短波紫外线(UV-C)保鲜技术

UV-C是一种非热杀菌方法，该方法能灭活细菌、酵母菌、霉菌，并能诱导鲜切西兰花对病原菌的抗性，具有设备便宜、使用方便和不添加化学添加剂等优点[17],近年来，广泛用于抑制蔬菜和水果的褐变。MARTNEZ-HERNNDEZ等[18]采用不同UV-C的辐照强度(1.5, 4.5, 9.0和15 kJ/m2)对西兰花进行预处理，结果表明辐照强度为4.5 kJ/m2能有效抑制自然菌群的生长，增加总酚含量达25%，并提高了总抗氧化能力值，同时延缓了叶绿素的降解，提高鲜切西兰花附生微生物质量并促进健康成分的活性。MARTNEZ-HERNNDEZ等[19]进一步研究了不同辐照强度对鲜切西兰花微生物的灭活效果，结果表明低剂量的UV-C有效地减少鲜切西兰花中的大肠杆菌，并保持肠炎沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌菌群在货架期内计数稳定。另外研究[20]表明联合可持续消毒处理，减少鲜切西兰花大肠杆菌和肠炎沙门氏菌的生长，在5和10 ℃条件下，得到联用过氧乙酸(PA)、中性电解水(NEW)与UV-C可使大肠杆菌和肠杆菌数量明显减少，提高抑菌效果。MARTNEZ-HERNNDEZ等[21]将NEW结合UV-C和超大气O2包装(HO)技术应用于鲜切西兰花的保鲜，结果发现NEW+UV-C+HO组合大大减少了嗜温和嗜冷菌的生长，显著增加抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性，有效抑制Vc在鲜切西兰花贮藏过程中的氧化损失，更好地维持了其抗氧化能力，保护细胞组织免受氧化损害而延缓果实衰老，对鲜切西兰花有明显的保鲜效果。而CYRELYS等[22]将水辅助UV-C技术用于鲜切西兰花，结果表明0.5 kJ/m2UV使鲜切西兰花的天然总需氧嗜温微生物减少2个lg单位，总抗氧化能力(TAC)提高90%，并且萝卜硫素含量可提高至4倍，明显提高鲜切西兰花微生物质量和营养品质。UV-C是一种新兴的保鲜技术，其处理可能是保鲜甚至提高鲜切西兰花和其他蔬菜质量的有前途的经济技术。

1.6 光照保鲜技术

光照是当前一种新兴的应用于鲜切西兰花保鲜的物理方法，可有效地保持鲜切西兰花品质，具有无毒、无残留和无化学污染等优点。ZHANA等[23]通过研究获得最好光照强度和贮藏温度组合：24 μmol/(m2·s)+7 ℃，在整个贮藏期内保持较高水平的总酚含量和抗氧化能力值，保持了鲜切花椰菜的质量并延长货架期3 d以上。詹丽娟等[24]研究比较了黑暗和光照(2 000 lx)条件下鲜切西兰花的保鲜效果，结果发现光照显著降低鲜切西兰花的黄化率，同时大大降低叶绿素、Vc、可溶性固形物和类胡萝卜素的降解速率，保鲜效果强于黑暗条件下。另外张翠翠等[25]研究发现葡萄糖对延缓鲜切西兰花衰老黄化有积极的调控作用，在7 ℃条件下，荧光照射(24 μmol/(m2·s)12 h/d)大大增加鲜切西兰花光合作用强度，叶绿素含量增加，进而诱导葡萄糖在贮藏第5天增加了106%，显著降低鲜切西兰花在贮藏期间的黄化指数。综上，光照保鲜是一种可延长西兰花货架寿命和降低其衰老黄变的环境友好型保鲜技术。

物理保鲜技术具有安全卫生、操作简单、环境友好等优点。其中减压、微波、包装和光照保鲜技术均通过控制鲜切西兰花本身营养物质消耗速度和褐变相关酶活性而在贮藏期间保持较高的感官品质，大大延长其保鲜期，但对于抑制微生物和抗氧化物质含量提高方面还需要进一步探索。臭氧水和UV-C的抑菌效果虽显著，但更高浓度的臭氧水抑菌效果如何还未见报道，另外，UV-C的抑菌机理也需进一步完善。

2 化学保鲜技术

2.1 乙醇保鲜技术

乙醇是一种常见的具有抗菌活性的物质，广泛应用于西兰花的保鲜，并能有效地延长西兰花的货架期[26]。SOD和过氧化氢酶(CAT) 是西兰花组织内防御活性氧毒害的酶系统的关键酶，能有效清除自由基，因此对鲜切果蔬贮藏期品质具有重要意义。韩俊华等[27]研究乙醇对鲜切西兰花抗氧化酶的影响，结果发现乙醇促进SOD、POD和CAT的活性，提高了西兰花清除活性氧的能力，增强了组织对活性氧毒害的抵抗，进而起到延缓西兰花衰老的作用。王慧倩等[28]采用不同体积分数(2%、5%、10%、20%)的乙醇溶液熏蒸处理西兰花，结果发现10%乙醇熏蒸处理诱导了总酚和总黄酮等酚类物质的积累，有效保持较高的DPPH自由基清除能力和还原力，提高其清除超氧阴离子自由基和羟自由基能力，保持西兰花较高的抗氧化活性和营养价值。冯晓汀等[29]研究结果表明，20%的乙醇溶液明显抑制鲜切西兰花PPO和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性，降低果实腐烂率的同时诱导酚类物质的合成，改善了鲜切西兰花的感官品质从而有效地延长鲜切西兰花的保鲜期。由此可见，乙醇处理可大大延长果蔬的货架期，在鲜切果蔬保鲜中具有较好的应用前景。

2.2 杀菌剂保鲜技术

清洗消毒是西兰花鲜切过程中必不可少的环节，它不仅能清除西兰花表面的污泥和残留的化学农药，最主要作用是抑制微生物生长繁殖以达到延长西兰花货架期的目的[30-32]。王丹和陈学玲等[33-34]研究了次氯酸钠、二氧化氯和酸性电解水对鲜切西兰花的杀菌效果，结果表明酸性电解水杀菌效果最好，明显抑制微生物数量增长并在整个贮藏期内维持微生物数量在一个较低的水平，提高产品安全性，并减慢西兰花可溶性固形物等营养物质的流失，明显延缓POD活性高峰的到来，货架期延长至12 d。另外高佳等[35]研究得到高浓度的二氧化氯水溶液保鲜效果最好，显著抑制鲜切西兰花贮藏过程中菌落、霉菌和酵母菌等微生物的生长。NAVARRO-RICO等[36]在5 ℃下比较了中性(NEW)和酸性电解水(AEW)处理鲜切西兰花的杀菌作用，结果发现NEW100效果最好，在贮藏后期达到最佳的微生物减少量，保持了良好的微生物质量。另其保持了较高的总酚含量，因此提高了鲜切西兰花的良好品质。

2.3 1-甲基环丙烯(1-MCP)保鲜技术

化学保鲜技术如1-MCP和乙醇保鲜技术主要通过促进鲜切西兰花组织内防御活性氧毒害相关酶活性，进一步提高自身对活性氧毒害的抵抗，起到延迟机体衰老现象的发生。而部分杀菌剂如二氧化氯易挥发且易残留于鲜切西兰花表面，损伤人体呼吸道且摄入过多会引起中毒现象的发生，因此化学保鲜技术对鲜切西兰花保鲜同时存有一定的安全隐患。

3 生物保鲜技术

3.1 中草药提取液

中草药提取液能抑制多种细菌、病毒、真菌，并且安全性高，符合人们追求的绿色化理念。研究表明[40-41]15%的丁香和金银花提取液对鲜切西兰花的保鲜效果显著，均可在表面形成可调节花球内外气体交换的保护膜，降低代谢强度、呼吸强度以及质量损失率，减缓可滴定酸、Vc及叶绿素含量的降解，有效延迟花球退绿变黄及失水软化现象出现，显著降低鲜切西兰花劣变速度。

3.2 涂膜保鲜技术

壳聚糖涂膜是控制西兰花中微生物的有效方法，壳聚糖涂层的使用可有助于提高低加工西兰花的安全性。MARA等[3]发现壳聚糖处理有效控制鲜切西兰花加工过程中存在的微生物，是一种西兰花保鲜的可行方法。进一步研究发现2 g/100 mL壳聚糖溶液显著抑制总大肠菌群、嗜冷和中温需氧菌的生长，降低了鲜切西兰花的黄变和开小花几率。MARA等[42]研究壳聚糖和精油复合涂膜对鲜切西兰花贮藏过程中微生物的影响，结果表明二者均可显著减少中温及冷养菌的数量，同时精油提高了壳聚糖的抗菌活性。

3.3 精油保鲜技术

植物精油，也称挥发油，是一类天然保鲜剂，具有安全、无毒、抗菌等特点。黄文部等[43-44]对8种植物精油进行综合评分，肉桂精油处理组综合分数最高，即肉桂精油的抑菌效果最好，在进一步的研究中发现浓度为0.15 μL/mL的肉桂精油处理过的鲜切西兰花的总酚和总黄酮含量较高，叶绿素及Vc的下降速率较低，花球黄花和切面褐变程度都大大降低，有效提高了鲜切西兰花贮藏期的感官品质。

目前鲜切西兰花的生物保鲜技术主要有：中草药提取液、涂膜和精油，三者均能有效的抑制鲜切西兰花天然菌群的生长繁殖且保持较高的营养价值，具有天然、可食用、可降解、无毒无害无污染的特点。但目前天然植物提取液如银杏叶和蓝莓叶提取液应用于鲜切西兰花保鲜方面未见报道，另一方面生物拮抗菌对鲜切西兰花贮藏保鲜也未见应用，有待进一步开发生物技术在鲜切西兰花保鲜中的应用。

4 展望

近年来，由于鲜切西兰花符合人们对新鲜、营养、健康的消费需求，受到消费者青睐。然而西兰花切割后极大地增加了组织损伤，并导致细胞内容物的释放，增加病原菌和腐生微生物的活性，给鲜切西兰花的销售和运输带来极大困难。目前国内外有关鲜切西兰花的保鲜技术主要有：减压、微波、包装、臭氧、乙醇、UV-C、杀菌剂、光照和涂膜等，其中，UV-C、臭氧和杀菌剂具有良好的抑菌作用但它们研究并不深入且杀菌机理并不完善。；乙醇、包装、减压、微波、光照和涂膜等有效地保持其感官品质，减缓其营养成分损失进而大大延长其货架期。其中，涂膜保鲜技术作为一种方便、安全的方法，越来越受到食品工业的关注，保持较高的营养品质同时延长新鲜西兰花的货架期，在鲜切果蔬领域应用前景广阔。由于化学保鲜存有安全隐患，部分物理保鲜技术抑制微生物方面还需要进一步探索，因此今后应主要从保鲜技术的作用机理出发，朝物理和生物结合保鲜方向进行研究，开发对环境有益的友好型保鲜技术。