6种保鲜剂对天麻保鲜效果的影响

陈 琛，蔺蓓蓓，吴 伟，徐尤美，刘 祥，孙海燕，周天华，郑红星

(陕西理工大学 生物科学与工程学院 陕西理工大学中德天然产物研究所/陕西省天麻山茱萸工程技术研究中心，陕西 汉中 723000)

天麻(Gastrodiaelata)为兰科天麻属多年生草本植物，常与密环菌共生，是国家三级保护物种，药用部位为其块茎[1]。天麻可以息风止痉，平抑肝阳，祛风通络，还具有镇静、催眠、镇痛、增强免疫等作用[2-7];可用于治疗头痛眩晕、肢体麻木、小儿惊风、癫痫、抽搐、破伤风等病症[8]。天麻主要成分有天麻素、天麻苷元、天麻多糖等[9-10]。天麻既是中药材，又是食品原料，是天麻酒、天麻面、天麻糕点、天麻片、天麻丝、天麻糖、天麻茶、药膳等食品的加工原料[11]。但是，市场上流通的天麻均是炮制后的干天麻，干天麻存在以下缺点：①天麻干制后收缩率大，表面皱缩明显，感官质量差，组织结构发生改变，硬度极大，复水性差、使用前要经过发泡工序，极不方便[12]。②天麻干制过程中有些成分被破坏，干制对天麻中多糖、矿质元素、蛋白质、维生素、酚类物质等均具有不同程度的影响，所以干制后的天麻部分营养成分丧失[13]。③干制天麻口感差，制作出的菜肴形味、口感欠佳。④天麻炮制加工环节往往通过硫磺熏制来改善药材饮片色泽，其中硫残留对人体有一定的毒害作用[14]。

新鲜天麻因其口感良好、风味独特、营养丰富、保健功能显著、食用和加工方便而深受人们青睐，消费者对新鲜天麻的需求量日益增长。但是商品天麻的最佳采收期非常集中而且很短，为11月或来年的3月[15-16]。采收后的新鲜天麻各种酶活性较强，含水量高，呼吸强度大[17]，营养成分消耗快。采后若不及时加工处理干制或保鲜，易出现失水、软化、组织褐变、老化以及因细菌或病毒侵染而腐烂等品质衰败问题，致使天麻素等有效成分快速降解。新鲜天麻货架期短，天麻保鲜贮藏技术难关已成为鲜食天麻在市场上流通的瓶颈[18]。研究天麻保鲜既能减少鲜天麻损失，保持良好营养价值和商品性状，还能平衡淡旺季需求，延长市场供应货架期，丰富产品结构，满足天麻鲜食消费习惯；而且可以使人们充分利用天麻的保健价值，对增加天麻种植户的经济收入，促进天麻产业发展具有重要意义。

国内外关于天麻保鲜方面的研究仅有少量报道，孙海燕等[18]比较了4种保鲜袋包装对天麻的保鲜效果。杨顺强等[12]比较了牛皮纸信封包装、塑料袋包装和真空包装等6种不同包装方式对天麻的保鲜效果。文欢等[13]比较了室温敞放、微孔膜密封、真空保藏等不同保藏方法对新鲜天麻的保鲜效果。目前尚未见到关于不同保鲜剂对新鲜天麻保鲜效果的研究。因此，本试验选用3种生物保鲜剂茶多酚[19]、夏枯草提取物[20]和溶菌酶[21]，以及3种化学保鲜剂壳聚糖[21]、异抗坏血酸钠[22]、柠檬酸[23]，比较其对天麻的保鲜效果，以期筛选出效果最好的保鲜剂，为新鲜天麻贮藏提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 供试材料 供试天麻采自陕西省汉中市略阳县。

1.1.2 试 剂 溶菌酶、茶多酚、夏枯草粗提物(均由陕西理工大学中德天然产物研究所制备，溶菌酶纯度95%以上，茶多酚纯度93%以上)，壳聚糖、异抗坏血酸钠、柠檬酸、硫代巴比妥酸、DTT、邻苯二酚、抗坏血酸、聚乙烯吡咯烷酮、愈创木酚(分析纯，北京索莱宝科技有限公司)，偏磷酸、钼酸铵、曲拉通-100(分析纯，天津市光复精细化工研究所)，色谱乙腈、甲酸(天津市科密欧化学试剂有限公司)。

1.1.3 仪 器 RV10型旋转蒸发仪(德国IKA公司)，4802S紫外分光光度计(龙尼柯上海仪器有限公司)，Alpha1-2型冷冻干燥机(德国Christ)，Waters Acquity-UPLC(美国 Waters公司)，HI98192型电导率仪(哈纳沃德仪器有限公司)，CT3质构仪(美国Brookfield 公司)，Allegra 64R型离心机(美国贝克曼库尔特公司)。

1.2 试验处理

试验设7个处理组。1组：1%溶菌酶水溶液；2组：1%茶多酚水溶液；3组：1%夏枯草提取物水溶液；4组：1%柠檬酸水溶液；5组：1%异抗坏血酸钠水溶液；6组：1%壳聚糖乙酸水溶液(均为体积分数，下文同)；7组：空白对照(CK)，蒸馏水。每处理3个重复，每重复8个天麻，每5 d取样测定1次，持续30 d后结束贮藏。

采收当天选用大小均一、无机械损伤、无病虫害的新鲜天麻，清洗泥沙，沥干备用。分别放在不同保鲜液中浸泡 3 min，捞出，沥干，放入PE保鲜袋中，放在消毒的(19±1) ℃恒温控制箱中，定期随机取组内样品测定相关指标。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 感官品质指标 天麻质量损失率、软化腐烂率参考张立华等[24]的方法测定。硬度用质构仪测定[25]。可溶性固形物含量采用手持折光仪测定。天麻垂直放在测试平台上，各指标均取3个天麻测定，单个天麻重复测定5次，取其平均值。

1.3.2 营养品质指标 维生素C含量采用分光光度计法[26]测定。可滴定酸含量采用酸碱滴定法[27]测定，折算系数按0.063计[28]。天麻素含量按照中国药典方法在UPLC上测定，由陕西理工大学中德天然产物研究所建立测定方法[29]。

1.3.3 生理代谢指标 丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)显色法，结果以单位组织中的MDA含量(μmol/L)表示；呼吸强度参考蔡晓宁等[30]的方法测定，以每千克天麻每小时释放的CO2质量计，单位为mg/(kg·h)；过氧化物酶(POD)采用愈创木酚法[31]测定；过氧化氢酶(CAT)活性参考孙雯等[32]的方法测定。

1.3.4 数据统计与分析 每个理化指标重复测定3次，结果用“平均值±标准差”表示。采用Microsoft Excel 2010作图，用SPSS 19.0软件进行方差分析和多重差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 6种保鲜剂处理对天麻感官品质的影响

2.1.1 质量损失率 天麻贮藏期间的质量损失主要由失水引起，随着天麻块茎的成熟及蒸腾作用的进行，天麻会逐渐散失水分，表面萎焉，光泽度下降，质量损失率大，表明保鲜效果较差，因此质量损失率也是判断保鲜效果的一个指标[33]。不同保鲜剂组天麻质量损失率的变化如图1-A所示，随着贮藏时间延长，各组天麻质量损失率均逐渐升高；但6种保鲜剂组天麻的质量损失率均比对照组低，30 d时，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组的质量损失率分别为25.17%，19.37%，20.60%，17.05%，23.08%，21.74%，27.11%。经分析，异抗坏血酸钠组与对照组差异显著(P<0.05)；其他组与对照组差异均不显著(P>0.05)。

图1 不同保鲜剂对天麻质量损失率(A)和腐烂率(B)的影响Fig.1 Effect of different anti-staling agents on weight loss (A) and decay incidence (B) of Gastrodia elata

2.1.2 软化腐烂率 新鲜天麻在贮藏过程中极易发生腐烂和霉变，6种保鲜剂处理天麻贮藏期间软化腐烂率变化如图1-B所示，在贮藏过程中，不同保鲜剂组天麻腐烂率随时间延长而升高。当贮藏到第10天时，各组无显著差异。第30天时对照组腐烂率高达42.85%，已经失去了贮藏的价值和意义；茶多酚、异抗坏血酸钠、溶菌酶、夏枯草提取物、柠檬酸、壳聚糖组的腐烂率分别为25.80%，27.80%、29.57%，32.33%，36.33%，40.85%；与对照组相比，茶多酚、异抗坏血酸钠、溶菌酶和夏枯草提取物组差异显著(P<0.05)，柠檬酸和壳聚糖组差异不显著(P>0.05)。

2.1.3 硬 度 天麻贮藏期间的硬度变化如图2-A所示，随着贮藏时间延长，各组天麻硬度均逐渐降低，但异抗坏血酸钠组明显高于其他处理。贮藏至第30天时，异抗坏血酸钠组天麻硬度仅下降了38.82%，对照组则下降了87.59%；茶多酚、溶菌酶、柠檬酸、壳聚糖组硬度基本相同，且与对照组无显著差异(P>0.05)；异抗坏血酸钠和夏枯草提取物组与对照组差异显著(P<0.05)。表明异抗坏血酸钠和夏枯草提取物有利于天麻硬度的保持。

2.1.4 可溶性固形物含量 天麻贮藏期间可溶性固形物含量变化如图2-B所示，天麻采后的可溶性固形物含量为6%，保鲜剂组天麻可溶性固形物含量在贮藏期间均呈先上升后下降的趋势，第10 天时出现最大值，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组分别为8.0%，7.8%，8.7%，8.3%，7.3%，7.5%，7.1%。夏枯草提取物和异抗坏血酸钠组天麻可溶性固形物含量始终处于较高水平，说明经过夏枯草提取物和异抗坏血酸钠处理天麻的糖分等消耗速度减缓，可溶性固形物损失较少，有利于天麻保鲜。经分析，夏枯草提取物和异抗坏血酸钠组天麻的可溶性固形物含量与对照组差异显著(P<0.05)；茶多酚、溶菌酶、壳聚糖、柠檬酸组与对照组差异不显著(P>0.05)。

图2 不同保鲜剂对天麻硬度(A)和可溶性固形物含量(B)的影响Fig.2 Effect of different anti-staling agents on hardness (A) and soluble solids content (B) of Gastrodia elata

2.2 6种保鲜剂处理对天麻营养品质的影响

2.2.1 Vc含量 维生素C(Vc)是果实的营养成分之一，也是果实体内清除活性氧的一种重要的抗氧化物质，对延缓果实衰老有一定的作用[34]。由图3-A可知，不同保鲜剂组天麻Vc含量随着贮藏时间的延长呈不断下降的趋势，营养价值大大降低。贮藏初期Vc含量为38.09%，至30 d时，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖和对照组天麻Vc含量分别为17.89%，4.32%，12.68%，21.62%，15.26%，8.22%，5.07%。与对照组相比，异抗坏血酸钠组差异极显著(P<0.01)，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、柠檬酸组差异显著(P<0.05)，说明这5种保鲜剂能显著抑制天麻中Vc的氧化，减缓Vc的下降速率，可以较好地保持天麻的营养品质。

图3 不同保鲜剂对天麻中维生素C(A)和可滴定酸(B)含量的影响Fig.3 Effect of different anti-staling agents on vitamin C (A) and titratable acid (B) content of Gastrodia elata

2.2.2 可滴定酸含量 天麻贮藏期间仍在进行新陈代谢，有机酸作为重要的呼吸能量来源被不断分解。天麻贮藏期间可滴定酸含量变化如图3-B所示，6种保鲜剂组天麻可滴定酸含量均高于对照组。贮藏期间，不同保鲜剂组天麻可滴定酸含量均呈先上升后下降的趋势。贮藏至第 5天时，均出现最大值，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组的可滴定酸含量分别为0.53%，0.59%，0.58%，0.61%，0.44%，0.49%，0.40%，且差异均不显著。至第30天时，上述6组的可滴定酸含量分别为0.28%，0.38%，0.33%，0.40%，0.20%，0.23%，0.15%；异抗坏血酸钠和溶菌酶组与对照组相比差异极显著(P<0.01)，夏枯草提取物、茶多酚和壳聚糖组差异显著(P<0.05)，柠檬酸组差异不显著(P>0.05)。

2.2.3 天麻素含量 由图4可知，贮藏期间不同组天麻素含量均呈下降趋势，且对照组天麻素含量均低于保鲜剂处理。至第30天时，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组天麻素含量分别为0.16%，0.24%，0.20%，0.28%，0.11%，0.08%，0.04%。只有异抗坏血酸钠组的天麻素含量高于国家药典规定(≥0.25%)，但保鲜贮存的新鲜天麻作为菜品食用时，天麻素含量允许低于0.25%，所以其他5种保鲜剂组天麻虽不具备药用价值，但仍有一定的食用价值。

图4 不同保鲜剂对天麻素含量的影响Fig.4 Effect of different anti-staling agents oncastrodin content of Gastrodia elata

2.3 6种保鲜剂处理对天麻生理代谢指标的影响

2.3.1 MDA含量 MDA是膜脂过氧化作用的主要产物之一，它的积累为果蔬衰老与膜受损的标志。天麻贮藏期间MDA含量变化如图5-A所示，贮藏前20 d，各组的 MDA 含量变化平缓，差异不显著。20 d以后至贮藏结束，MDA含量上升明显，说明此时天麻组织开始衰老，膜脂过氧化程度增强，细胞膜透性增大，使MDA迅速积累。30 d时，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组天麻MDA含量分别为26.51，22.68，19.56，16.85，25.19，20.73，28.03 μmol/g。异抗坏血酸钠组与对照组差异极显著(P<0.01)，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物组与对照组差异显著(P<0.05)，柠檬酸、壳聚糖组与对照组差异不显著(P>0.05)，说明天麻经异抗坏血酸钠、茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物处理后能抑制其在贮藏期间MDA含量的积累，延缓衰老。

2.3.2 呼吸强度 呼吸作用的强弱可以反映组织内营养物质消耗的快慢，是贮藏期间重要的生理指标之一。由图5-B可以看出，天麻呼吸强度呈先上升后下降的趋势。15 d时，不同保鲜剂组天麻呼吸强度均出现最大值，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组呼吸强度分别为40，42，38，36，47，44，49 mg/(kg·h)。30 d时，上述6组呼吸强度分别降至23.76，26.52，22.00，20.24，29.04，27.28，31.80 mg/(kg·h)。经分析发现，异抗坏血酸钠、夏枯草提取物和茶多酚组与对照组差异显著(P<0.05)；溶菌酶、柠檬酸和壳聚糖组与对照组无显著差异(P>0.05)，说明异抗坏血酸钠、夏枯草提取物和茶多酚可以在一定程度上抑制天麻的呼吸，且以异抗坏血酸钠的抑制效果最好。

2.3.3 POD活性 天麻贮藏期间POD活性变化如图6-A所示，贮藏期间不同保鲜剂处理天麻的POD活性均呈先上升后下降的趋势。第5天时各组POD活性均达到最大值，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组分别为1.730 4，1.830 4，1.241 6，1.564 0，1.456 8，1.431 2，1.090 4(ΔOD470/(min·g)。5～15 d迅速下降，之后缓慢下降。第30 天时，异抗坏血酸钠组POD活性与对照组差异极显著(P<0.01)，溶菌酶和茶多酚组与对照组差异显著(P<0.05)，夏枯草提取物、柠檬酸、壳聚糖组与对照组相差异不显著(P>0.05)，表明异抗坏血酸钠处理天麻在贮藏期间POD活性较高。

2.3.4 CAT活性 天麻贮藏期间过氧化氢酶活性变化如图6-B所示，贮藏期间不同保鲜剂组天麻CAT活性均呈先上升后下降的趋势。第10天时CAT活性达到最大值，茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、柠檬酸、壳聚糖、对照组分别为40.16，42.88，47.84，44.64，42.08，38.08，36.56(ΔOD240/(min·g)。以夏枯草提取物组CAT活性最高，其次为异抗坏血酸钠组和溶菌酶组，且三者差异不显著(P>0.05)。第30天时，CAT活性大小表现为夏枯草提取物组>异抗坏血酸钠组>溶菌酶组>柠檬酸组>茶多酚组>壳聚糖组>对照组，其中夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、溶菌酶组与对照组差异显著(P<0.05)；茶多酚、柠檬酸、壳聚糖组差异不显著(P>0.05)。表明夏枯草提取物、异抗坏血酸钠、溶菌酶可以提高天麻的CAT活性，增强其抗衰老能力。

图5 不同保鲜剂对天麻中丙二醛含量(A)和呼吸强度(B)的影响Fig.5 Effect of different anti-staling agents on malondialdehyde (A) and respiration intensity (B) of Gastrodia elata

图6 不同保鲜剂对天麻中POD活性(A)和CAT活性(B)的影响Fig.6 Effect of different anti-staling agents on POD (A) and CAT activity (B) of Gastrodia elata

3 讨论与结论

天麻素是天麻主要的药理活性成分，中国药典(2015版)规定天麻中的天麻素和对羟基苯甲醇含量(按干燥品计算)不得少于0.25%[3]。新鲜天麻若不进行炮制或保鲜处理，其天麻素含量下降非常快。本研究所用6种保鲜剂中，贮藏第10天时保鲜效果最好的是异抗坏血酸钠，天麻素含量为0.70%，优于孙海燕等[18]的研究结果(0.38%)，推测可能是保鲜剂处理能够抑制导致天麻素降解的酶类或化学物质产生。

异抗坏血酸钠具有抗氧化性能，是一种公认的安全的食品添加剂，其可将果蔬中的醌类及其衍生物还原成酚类，防止醌类物质聚合形成黑色素，从而起到护色保鲜作用。陈迪新等[22]研究发现，用总黄酮含量为0.50 mg/mL的银杏叶提取液结合体积分数1%的异抗坏血酸钠溶液处理鲜切梨的保鲜效果最好，可以减缓鲜切梨呼吸强度、质量损失率、色差的变化，减慢Vc含量、硬度、可溶性固形物含量等的下降速率，延迟褐变发生。本研究结果显示，异抗坏血酸钠对减缓可溶性固形物损失和Vc含量下降等的表现较优。

植物或中药的提取物中含有多酚、精油、黄酮、多糖、萜类、生物碱、甙类等物质，具有抗菌防腐和抗氧化作用，可应用于食品防腐保鲜，因其安全、健康，符合绿色生活理念，越来越受到消费者的青睐[21]。本研究选用的植物中茶多酚、夏枯草具有广谱抗菌作用，能抑制果蔬表面的微生物，减弱微生物活动对果蔬的影响，从而降低果蔬的生理活动强度，起到保鲜效果。郭艳峰等[20]使用夏枯草、丁香、猪屎豆提取物组合的复合保鲜剂对圣女果起到了理想的保鲜作用。陈迪新等[35]发现，使用茶叶水提取物能有效控制草莓果实的腐烂和质量损失，明显延长贮藏期，减缓Vc含量和抗氧化酶活性降低，与本研究中茶多酚对天麻的保鲜效果基本一致。

本研究中，6种保鲜剂对天麻的贮藏保鲜均有一定效果，其中异抗坏血酸钠、夏枯草提取物、茶多酚、溶菌酶组效果显著，能有效调节天麻贮藏期间的生理活动，保持其食用品质。异抗坏血酸钠、夏枯草提取物、茶多酚、溶菌酶组可有效降低MDA的累积，保持细胞膜完整性，延缓天麻组织的衰老，且经异抗坏血酸钠处理之后可阻碍病菌侵入，调节天麻组织内外的气体交换，减少天麻内物质转化和呼吸基质的消耗，起到维持天麻硬度的作用；柠檬酸、壳聚糖处理对天麻品质的保持也有一定效果。

综合各项指标认为，化学保鲜剂以异抗坏血酸钠的天麻贮藏综合品质最好， 30 d 时，所有测定指标与对照组相比均差异显著(P<0.05)；生物保鲜剂以夏枯草提取物的效果较好，但有关浸泡时间、贮藏温度、保鲜剂浓度、包装方式等参数的优化，以及复合保鲜剂对天麻的保鲜效果等均有待进一步研究。