不同温度条件下薄膜包装对西兰花采后品质的影响

罗淑芬　胡花丽　周宏胜　张雷刚　李鹏霞

摘要：为探讨不同温度条件下薄膜包装对西兰花采后品质的影响，以品种优秀西兰花为研究对象，通过在（20+l）9C和80% ～90%相对湿度下，采用5种薄膜[聚偏二氯Z烯（P1）、高密度聚乙烯（P2）.聚乙烯（P3）、聚氯乙烯（P4）、纳米银薄膜（P5）]对西兰花进行包装，以感官评价为指标筛选出最适宜西兰花包装的薄膜;再以此最适薄膜材料于（10+1）9C、（15+1）C、（20+1）C温度下分别对西兰花进行包装，研究不同温度条件下薄膜包装对西兰花品质营养成分、抗氧化酶活性及采后菌落总数的影响。结果表明：以感官评价为指标筛选出的最适宜西兰花包装的薄膜为P5;与对照组相比，纳米银薄膜袋在（10+1）C，（15+1）C，（20+1）C条件下，皆可有效降低西兰花的呼吸速率，延缓失水及叶绿素降解，维持其组织较高的Vc和可溶性蛋白质含量，并有效抑制其细胞膜透性及丙二醛含量的增加，同时不同程度地保持西兰花组织较高的二苯基苦基苯肼（DPPH）、·OH，O2+-等的清除率和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性;此外纳米银薄膜袋有效抑制了西兰花组织过氧化物酶（POD）活性，并通过抑制其表面菌落生长以减少组织亚硝酸盐的生成，从而防止西兰花的腐烂。因此，纳米银薄膜袋有利于不同温度下西兰花采后品质的保持。

关键词：西兰花;薄膜包装;贮藏;品质

中图分类号：TS255.3

文献标识码：A

文章编号：1000-4440（2019）02-0420-09

西兰花（Brassica oleracea L.var.italica）又名青花菜、嫩茎花椰菜等，十字花科芸苔属甘蓝种1，富含蛋白质脂肪、糖、多种维生素和矿物质，还含有硫代葡萄糖苷及其衍生物萝卜硫素等具有抗癌解毒、延缓衰老等作用的成分，具有很高的营养保健价值。西兰花采后呼吸代谢十分旺盛，其组织幼嫩，几乎无保护组织，在贮运中极易受机械损伤及病菌侵染，耐贮性极差，常温下极易失水萎蔫、黄化，采后2～3d即失去商品价值[2]。因此，西兰花的贮藏保鲜问题已成为当前的研究热点。

薄膜包装是一种简单实用的自发气调保鲜技术，常用的聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）薄膜已被成功应用于西兰花的贮藏保鲜上[3-7]。在此基础上，通过对PP材质的物理性能改性，敖静等[6]发现双向拉伸聚丙烯薄膜（PP）可进一步提高西兰花叶绿素、可溶性糖、维生素C等营养品质的保持效果。而Lucera等[8]和杨静等[9]皆发现，适宜孔径及孔数的PP微孔膜可有效保持西兰花的品质;Jia等[10]认为两侧各打一个750 μm微孔的PE袋对西兰花的保鲜效果较无孔袋差，而闫凯亚等川采用的蓄冷剂结合PE微孔袋（孔径：280 μm）对西兰花的保鲜效果则较单独PE袋更佳。此外，万哲等[12]成功制得胺基载体选择性渗透膜，并发现其与低密度PE薄膜相比，对控制西兰花呼吸作用的效果更佳。

纳米包装膜是通过纳米技术对产品包装薄膜进行纳米合成、添加、改性，使其具有某一特性或功能的纳米薄膜。例如，纳米银薄膜具有较好的抗菌作用，近年来被广泛应用在果蔬采后保鲜中。Shi等[13]研究发现含纳米银的薄膜材料与普通聚乙烯薄膜相比，可进一步缓解金针菇的褐变、萎蔫、开伞等问题，并有效抑制其组织纤维化、蛋白质氧化和活性氧积累。Kumara等[14]将壳聚糖、明胶和纳米银复合制备成可生物降解的膜，并成功用于红葡萄的保鲜，有效抑制了其采后腐烂。而Wang等[15]将纳米银、二氧化钛、凹凸棒石和二氧化硅粒子的复合材料应用于大米包装，发现其同时具有很好的抗菌和保持袋内低O2和高CO2环境的效果。此外，纳米银薄膜材料还被广泛应用于番茄、南丰蜜桔、双孢菇、卷心菜和生菜等果蔬的采后保鲜[16-19]。目前，有关西兰花的薄膜包装研究主要集中于控制生理代谢方面，但薄膜包装的西兰花极易被病菌侵染，尤其在常温货架条件下易产生腐烂的问题仍未得到很好的解决，有关同时控制西兰花采后生理代谢和病菌侵染的薄膜材料报道仍较少。

本试验采用纳米银薄膜对西兰花进行包装，同时与市场上常规的薄膜包装进行对比，研究不同温度下薄膜包装对西兰花贮藏品质及抗氧化活性的影响，以期为西兰花的贮藏保鲜提供技术支持。

材料与方法

1.1 试验材料

西兰花购自江苏省南京市众彩物流市场，品种为优秀，采购后1 h内运回江苏省农业科学院农产品贮藏保鲜研究室预处理实验室。挑选花球紧密鲜绿，无明显机械损伤和病虫害，大小均匀，成熟度基本一致的西兰花为试验材料。试验用薄膜包装材料及相关参数见表1。

1.2 仪器与设备

MIR254控温箱，日本Sallvo公司产品;TU-1810紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器公司产品;Sigma 3K15高速冷冻离心机，美国Sigma-Aldrich公司产品;A11BS25液氮研磨器，艾卡（广州）仪器设备有限公司（IKA中国）产品;PL202-L天平，MettlerToledo公司产品;Agilent Technologies 7820A气相色谱仪，美国安捷伦科技公司产品;SW-SJ-1B超净工作台，苏州净化设备有限公司产品;THZ-82气浴恒温振荡器，金坛市医疗仪器厂产品;SYQ_DSX-280B高压灭菌锅，上海申安医疗器械厂产品。

1.3 试验处理与设计

用5种不同薄膜袋（P1～P5，規格25 cmX35cm）对西兰花进行包装处理，以不包装为对照。包装方式为单朵包装，每种薄膜袋包装5组。于（20+1）℃、相对湿度80%～90%条件下贮藏5d，对西兰花进行感官评价，通过表型观察及感官评分，筛选出对西兰花保鲜效果最佳的薄膜袋。

以最佳薄膜袋对西兰花进行包装处理，分别置于（10±1）℃、（15±1）℃、（20±1）℃，相对湿度80%～90%条件下贮藏。每种温度包装54组（单朵包装为1组），并分别设置对照。每隔2d对西兰花拍照，称质量，测定呼吸速率后取样，取样部位为花蕾。部分花蕾鲜样用于测定相对电导率及菌落总数，剩余部分用液氮进行速冻，置于-20℃保存，用于各项生理指标测定。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 感官评价参考王宏延等[20]的方法进行感官评定，采用10分制评分法。根据色泽、气味、质地及腐烂程度共4项指标对西兰花进行评价，各项指标均采用5级标准打分方法（表2）。

1.4.2 呼吸速率的测定参照高建晓等[21]的方法。

1.4.3 失重率的测定采用质量法。用电子秤称量西兰花样品质量，重复测定3次，计算失重率。失重率=[（贮藏前质量-测定时质量）/贮藏前质量]x100%。

1.4.4 叶绿素含量的测定采用乙醇浸提法[22]，称取西兰花粉末样品1.0g，加入20 ml 95%乙醇充分混合，浸提至组织变白，过滤。用无水乙醇调零，于665nm、649nm波长处测定吸光值，计算叶绿素含量（mg/g）。

1.4.5 Vc含量的测定Vc含量采用2，6-二氯靛酚法[22测定。称取1g西兰花粉末样品，加20 ml 2%草酸溶液，离心（10000 r/min，20 min，4℃）后取上清液备用。取上清液2ml，用1%草酸溶液稀释至25ml，混匀，取20ml滤液，置于50ml三角瓶中，用已标定的2，6-二氯靛酚染料溶液滴定，直至溶液呈微红色，且15s内不褪色为滴定终点，重复3次。同时，以20 ml 2%草酸溶液为空白对照，用同样方法进行滴定，计算Vc含量。

1.4.6 可溶性蛋白质含量的测定可溶性蛋白质含量的測定采用考马斯亮蓝G-250染色法[22]。称取1.0g西兰花粉末样品，加入10 ml 0.1 mol/L磷酸缓冲液（pH 7.2）混匀，于4℃浸提2 h，离心（10000 r/min，20 min，4℃）后取上清液1 ml，加入5 ml考马斯亮蓝G-250试剂，充分混合，测定595nm波长下吸光值。以牛血清蛋白为标准物制作标准曲线，计算西兰花组织中蛋白质含量。

1.4.7 可溶性糖含量的测定参考硫酸蒽酮法[23]测定可溶性糖含量。

1.4.8 相对电导率的测定参考林本芳等[24]的方法，略有改动。称取1.0g西兰花样品，用10 ml去离子水冲洗3次后，置于50 ml试管中，加去离子水20 ml，25℃平衡30 min后，用PD-501电导率仪测定电导率P，然后沸水浴保温10min，冷却后补水至原刻度，测定电导率P2，计算相对电导率。相对电导率=（P/P2）x100%。

1.4.9 丙二醛（MDA）含量的测定参照李合生[22]的方法测定丙二醛含量。

1.4.10 DPPH清除率的测定参考Dong等[25]的方法，略有改动。称取1.0g样品，加20 ml 95%乙醇充分研磨，4℃下浸提5 h，离心（10000 r/min，20min，4℃）后取上清液备用。反应液为0.5 ml 2x10-3 mol/L DPPH溶液和2.3 ml上清液，对照管中以0.5 ml 95%乙醇代替上清液，各管均用蒸馏水定容至5ml。于517nm波长测定吸光度，重复测定3次，计算DPPH清除率。

1.4.11 羟基自由基（·OH）清除率的测定样品提取同方法1.4.10。首先，于试管中依次加入2.0ml 0.15 mol/L磷酸缓冲液（pH 7.4）、0.3 ml 5 mol/L邻二氮菲溶液、0.2 ml 7.5 mol/L硫酸亚铁溶液，混合混匀，加入0.5 ml上清液，混合均匀，加入1.0 ml 0.02% H2O2至6.0 ml，于37℃水浴1 h后，在波长510 nm处测定吸光值，计算清除率。

1.4.12 超氧阴离子自由基（O2+-）清除率的测定样品提取同方法1.4.10。取2.5 ml 0.05 mol/L Tirs-HCl缓冲液（pH 8.2），置于25 C水浴20 min，分别加入0.5 ml上清液和0.5 ml 25 mmol/L邻苯三酚溶液，混匀，记录6 min内0D425的变化。以提取液代替上清液为对照组，计算清除率。

1.4.13 过氧化物酶（POD）活性的测定采用愈创木酚法测定POD活性22]。

1.4.14 超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定参照赵世杰等[23]的方法测定SOD活性。

1.4.15 过氧化氢酶（CAT）活性的测定采用过氧化氢法测定CAT活性（22]。

1.4.16 菌落总数的测定参照国家标准GB478 9.2-201026]测定西兰花组织的菌落总数，所有操作均在无菌室及超净工作台，上完成。

1.4.17 亚硝酸盐含量的测定参考盐酸萘乙二胺法[27]测定亚硝酸盐含量。

1.5 数据统计与分析

所有测定均平行3次，数据采用平均值±标准差表示。采用Origin 8.5软件绘制图表，采用SPSS 18.0软件进行邓肯式差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同薄膜包装材料对西兰花的保鲜效果

由图1可知，贮藏第5d时，P1组西兰花虽色泽优于对照，但已明显腐烂;P2组西兰花品质最差，与对照无差异;P3、P4组外观保持鲜绿，得分显著高于对照（P<0.05），但散发明显腐烂气味，且两者间无显著差异;P5组西兰花外观鲜绿，无明显气味及腐烂现象，得分显著高于其他处理（P<0.05）。说明P5处理最适宜西兰花贮藏，因此选择P5薄膜研究不同温度条件下薄膜包装对西兰花贮藏品质影响。

2.2 不同温度条件下薄膜包装对西兰花贮藏品质的影响

由图2可看出，贮藏期间，不同温度条件下西兰花的呼吸速率皆整体呈下降趋势，且在整个贮藏期间，各温度下薄膜包装处理皆显著低于相应的对照（P<0.05）。对照西兰花的失重率达到相应薄膜包装处理的4.28～13.18倍（P<0.05）。在贮藏期间，各组西兰花叶绿素含量变化趋势一致，且温度越高叶绿素降解越快，而薄膜包装对各温度下西兰花叶绿素含量的下降都起到了显著的抑制作用（P<0.05）。可见，不同温度条件下薄膜包装对抑制西兰花呼吸速率、失重及叶绿素的降解都具有较好的效果。

图3显示，西兰花的Vc、可溶性蛋白质和可溶性糖含量皆呈现逐渐下降趋势，且对照组的三者含量下降速度皆较相应薄膜包装组快，但仅Vc含量和可溶性蛋白质含量在整个贮藏期间呈显著差异（P<0.05）。而对照组可溶性糖含量仅在10℃贮藏第12d，15℃贮藏8d，20℃贮藏4d显著低于薄膜包装组（P<0.05）。可见，薄膜包装在不同温度条件可有效地保持西兰花V。和可溶性蛋白质含量，但對抑制可溶性糖含量下降的效果不明显。

细胞膜透性可反映细胞损伤和果蔬衰老程度，其大小用相对电导率衡量，其值越高，细胞膜透性越大。图4显示，整个贮藏期间，不同温度条件下薄膜包装组西兰花的相对电导率均显著低于相应对照（P<0.05），至贮藏终点时，10℃、15℃和20℃下薄膜包装组分别仅为相应对照的6.30%、5.85%和1.55%。随着贮藏时间的延长，不同温度条件下西兰花MDA含量均逐渐升高，且在整个贮藏期间，薄膜包装组MDA含量均显著低于对照（P<0.05）。说明薄膜包装在不同温度条件下皆可有效抑制西兰花的细胞膜透性及MDA含量增加。

图5表明，在贮藏前期，西兰花DPPH清除率趋于平稳，且各温度条件下薄膜包装组与对照组无差异;贮藏后期，各温度下对照组明显下降，且10℃、15℃、20℃下分别在贮藏第10～12d、8d、6d时处理组与对照组出现显著差异（P<0.05）。贮藏期间，不同温度条件下薄膜包装组西兰花·OH清除率均高于相应对照组（P<0.05）。此外，西兰花02清除率在贮藏期间先上升后迅速下降，且薄膜包装组均高于相应对照组，其中尤以15℃下差异最为明显（P<0.05），至6～8d时，高出对照组约15%。由此可见，不同温度条件下，薄膜包装对DPPH、·OH、O2+-清除率的保持效果不一致，其中对·OH效果最好，而对DPPH清除率则因温度不同而有所差异，对02清除率则仅在15C下效果明显。

由图6可看出，西兰花中POD活性在贮藏期间呈上升趋势，且对照组上升速率均高于相应薄膜包装组，至贮藏末期，高出相应薄膜包装组50%以上;而在整个贮藏过程中，西兰花CAT活性整体趋于平稳，但薄膜包装组CAT活性均显著高于相应对照组（P<0.05）;薄膜包装组西兰花SOD活性在贮藏期间比较平稳，至贮藏终点时，各温度下对照组SOD活性均有不同程度降低，其中尤以15℃和20℃下最为明显，分别下降至相应薄膜包装组的73.15%和84.72%。由此可见，不同温度条件下薄膜包装可有效保持西兰花SOD和CAT的活性，但对其POD活性却有抑制作用。

随着贮藏时间的延长，西兰花的菌落总数逐渐上升（图7）。在15℃和20℃条件下，薄膜包装组的菌落总数及生长速率在整个贮藏期间均显著低于相应对照组（P<0.05），尤其20℃下薄膜包装组的菌落总数在6d时比对照组低约1个数量级，而在10℃下薄膜包装组与对照仅在贮藏末期呈显著差异（P<0.05）。

由图7可知，在不同温度条件下，各组西兰花组织中亚硝酸盐含量的变化趋势基本一致，表现为先上升后下降。在15℃和20℃条件下，西兰花中亚硝酸盐含量均在第4d达到峰值，且在整个贮藏过程中，对照组皆显著高于薄膜包装组（P<0.05）;而在10°C下，薄膜包装组在8d后才显著低于对照组（P<0.05）。可见，薄膜包装在15℃和20℃条件下对西兰花的菌落总数及亚硝酸盐的增长具有较好的抑制效果，而在10℃下，薄膜包装仅在贮藏末期显示较好的效果。

3 讨论

薄膜包装通过果蔬的呼吸作用和材料对O2和CO2的渗透性能使包装袋内形成稳定的气体微环境，从而降低果蔬的呼吸速率[28]。王亚楠等[29]采用32.7μm的PE薄膜袋有效降低了桑葚的呼吸强度。西兰花的呼吸速率是影响其采后衰老的关键因素，本试验采用的纳米银薄膜袋有效抑制了不同温度下西兰花的呼吸速率，同时减缓了其花蕊黄化和水分损失，从而有效地保持了西兰花的感官品质。这与De等71采用高密度PE袋（20 μm）对西兰花包装所得的结果相似。敖静等[6]发现双向拉伸PP袋不仅可有效抑制采后西兰花的呼吸作用、黄化和失水，还对保持其组织的Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质等营养物质含量具有较佳的效果。与其相似，本试验采用的纳米银薄膜袋也有效地保持了西兰花的营养品质。有研究者还发现纳米银薄膜袋在保持番茄和卷心菜组织酚和黄酮等抗氧化物质含量上具有很好的效果[9]

植物在衰老过程中会产生O2+-和H2O2等活性氧，当活性氧生成加快，膜脂过氧化和细胞膜透性随之增加，由此造成MDA的积累，若果蔬自由基清除能力下降，体内活性氧生成和清除代谢平衡被打破，则会加速果蔬的衰老进程[30-31]本试验结果显示，纳米银薄膜袋对保持西兰花各温度下·OH和DP-PH清除率，及15°C下的O2+-;清除率效果较佳，有效抑制了不同温度下其组织细胞膜透性及MDA含量的增加。类似地，Shi等[13]也发现纳米银薄膜可有效保持包装袋内金针菇组织较低的活性氧水平。此外，可清除植物体内活性氧的抗氧化酶系[32]，例如SOD和CAT等，在纳米银薄膜袋包装的西兰花组织中维持了较高水平，这进一步证实不同温度条件下纳米银薄膜袋可使西兰花保持活性氧生成和清除代谢平衡的较佳状态。史君彦等[3]也发现，纳米银薄膜可显著抑制西兰花MDA的积累和POD和CAT活性的下降。Hu等[34）将纳米银薄膜应用于猕猴桃包装，也得到类似结果。但我们发现，纳米银薄膜袋抑制了西兰花组织POD的活性，原因可能为纳米银薄膜袋具有一定的抑菌作用，而POD作为抗病酶参与了西兰花组织抗病防御当中[35]。

果蔬表面的微生物对其货架期有直接影响，而且果蔬具有的硝酸还原酶会将硝酸盐转变为亚硝酸盐[36]本研究发现纳米银薄膜袋可有效抑制西兰花表面菌落总数，使其组织中亚硝酸盐含量始终低于国家安全食用标准（4 mg/kg）[37]。Wang等[15]采用纳米银、二氧化钛、凹凸棒石和二氧化硅粒子的复合材料包装大米，也得到同样的结果。

综上所述，不同温度下纳米银薄膜袋可有效降低西兰花呼吸速率、失重率，抑制叶绿素降解，并维持其较高的营养品质，同时不同程度地保持较佳的DPPH、·OH、O2+-;等自由基清除率和SOD、CAT活性以抑制其细胞膜透性和MDA含量的上升，从而保持较好的西兰花贮藏品质。此外，纳米银薄膜袋还可抑制西兰花表面菌落总数的增长，有效控制西兰花组织中亚硝酸盐的生成，并抑制POD活性，具有较好的抑菌效果。因此，纳米银薄膜袋与普通包装袋相比，不仅可有效控制西兰花的采后生理代谢，还可降低其采后病菌侵染速度。

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