采前草酸处理对西兰花贮藏品质的影响

程春梅 郭衍银

(1浙江医药高等专科学校，浙江 宁波 315100；2山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东 淄博 255049)

西兰花(Brassica oleraceavar.italica)又名青花菜、绿花菜，富含硫代葡萄糖苷、维生素C、维生素E、类胡萝卜素、类黄酮和多酚等抗氧化物质，在清除自由基、抗衰老、抗氧化和抗肿瘤方面具有显著的作用[1]，深受消费者的青睐，同时西兰花也是我国主要的出口创汇蔬菜之一[1-3]。 西兰花头部为颗粒状致密排列的小花，采收时呼吸代谢旺盛，在室温条件下极易褪绿、开花和黄化，加之西兰花组织幼嫩多汁，花部基本无保护层，极易失水萎蔫，耐贮性差[3-4]。 因此采用适当的处理方式来维持西兰花的品质一直是人们关注和研究的重点。 目前，国内外关于西兰花贮藏保鲜的方法有物理方法(如低温[5]、气调[6-7]、光照处理[8])和化学方法(如1-MCP[9]、水杨酸[10]、蔗糖[11]、H2S[12])。 但本着既高效廉价又安全无毒的原则，继续研发西兰花采前的化学保鲜新技术依然必要。

草酸(oxalic acid， OA)是广泛分布于动植物及真菌生命体中的一种代谢产物，对于维持植物的正常生理活动和防御系统具有重要作用。 外源草酸能够提高桃[13]、杧果[14]果实的抗氧化能力，减轻膜脂过氧化损伤，同时能提高桃[15]果实中不饱和脂肪酸的含量，维持较高的ATP 及能荷水平，增强其抗冷力，缓解采后果实的冷害，延长果实低温藏期。 此外，草酸能够延缓洋蓟在贮藏过程中的品质变化[16]。 采前外源草酸处理可以降低洋蓟采收和贮藏过程中呼吸速率，维持较高的总酚和抗氧化活性，提高洋蓟的食用保健性能[17]。 采前草酸处理也可以提高桃[18]、猕猴桃[19]等果实的营养品质，增强抗病性，延缓采后衰老。 草酸处理的时间依赖反应表明，果蔬在处理之后需要一定的时间来启动和积累防卫反应。 采前处理可以避免采摘后由于二次处理而造成的机械损伤，缩短采摘后处理的时间，采摘后可以直接预冷后贮藏，或者直接进入市场销售。 但采前草酸对西兰花保鲜效果的研究在国内尚鲜有报道。 因此，本试验对采前草酸处理西兰花贮藏品质的影响进行研究，旨在为西兰花绿色贮藏保鲜提供新思路和新方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

西兰花产自山东省寿光市高科技蔬菜示范园。 选择长势一致，成熟度、色泽、大小均一的西兰花地块，分成2 个小区，每个小区约30 m2，平均株距0.50 m×0.40 m，约150 个西兰花。

1.2 主要仪器与设备

TA.XT.plus 物性仪，英国SMS 公司；CR400 色差仪，日本Minolta 美能达公司；GXH-305 型红外线CO2分析仪，北京分析仪器厂；UV-1750 型紫外-可见分光光度计，日本岛津国际贸易有限公司；GL-20G-2 型高速冷冻离心机，上海安亭仪器制造厂。

1.3 试验方法

1.3.1 预处理试验 于采前5 d，分别喷洒蒸馏水(CK)、20 mmol·L-1草酸水溶液处理。 西兰花采收后置于加冰泡沫箱内，立即运回实验室，预冷至5 ～6℃，用保鲜袋分装，每4 个西兰花一袋，袋口折叠，于2℃贮藏15 d 后，转入20℃条件贮藏。 于采收当天、2℃贮藏期每3 d 和20℃贮藏期每天测定其各项指标。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 呼吸强度测定 采用红外线CO2分析仪测定，参照陈伟等[20]的方法，以1 040 μL·L-1的标准CO2作校准，气体流速为1 L·min-1，载气为脱CO2的空气，结果以mg CO2·kg-1·h-1表示。

1.3.2.2 乙烯释放量测定 参照Zheng 等[21]的方法。 采用气相色谱法测定，每个处理每个重复各取1个西兰花花球，在20℃空气中放置20 ～30 min 后，置于废料桶中密封，20℃静置45 min，上机测定。

1.3.2.3 失重率测定 采用称重法测定。 失重率＝(贮藏前质量-贮藏后质量)/贮藏前质量×100%。

1.3.2.4 质构分析 参照岳本芳等[22]的方法稍作修改，采用物性仪测定，探头直径为2 mm，下压距离为3 mm，每次取4 朵西兰花花球，在其距花球根部2 cm 处测定。

1.3.2.5 色泽测定 采用色差计测定L∗值和H值，L∗值表示明度，在0 ～100 变化，0 代表黑色，100 代表白色；H值表示色泽角，在0°～360°之间连续变化:0°或360°指红色，90°是黄色，180°绿色，270°蓝色。

1.3.2.6 叶绿素测定 参照邹琦[23]的方法。

1.3.2.7 Vc 含量测定 采用邻菲罗林比色法[24]。

1.4 数据分析

利用SPSS 13.0 进行Duncan 显著性分析，显著性水平为0.05，并用Origin 8.6 软件作图。

2 结果与分析

2.1 采前草酸处理对西兰花呼吸强度的影响

抑制采后果蔬呼吸活动可有效保持其品质并延缓衰老。 由图1 可知，西兰花采前经草酸处理，采收时其呼吸强度显著低于CK(P＜0.05)，在2℃贮藏期，草酸处理组与CK 的呼吸强度均呈先下降后上升趋势，移入20℃货架后，呼吸强度迅速上升；除2℃贮藏3 d时，在2℃贮藏和20℃货架期间，西兰花经采前草酸处理后其呼吸强度均显著低于CK(P＜0.05)。 表明采前草酸处理可以降低西兰花呼吸强度，在一定程度上可延缓西兰花的腐败衰老。

图1 采前草酸处理对西兰花在2℃(A)和20℃(B)贮藏时呼吸强度的影响Fig.1 Effects of pre-harvest OA treatment on respiration rate of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

2.2 采前草酸处理对西兰花乙烯释放量的影响

乙烯对果蔬的成熟衰老具有启动和促进作用，即乙烯的释放量与果蔬的成熟和衰老呈正相关。 由图2可知，采前草酸处理组和CK 西兰花乙烯释放量的变化趋势基本一致。 在进入20℃货架后，CK 乙烯释放量迅速上升随后下降，在货架第3 天后又急速上升，这可能是由于经过3 d 的货架贮藏，西兰花已经衰老。在20℃货架期间，西兰花经采前草酸处理后其乙酸释放量均显著低于CK(P＜0.05)，表明采前草酸处理可显著抑制西兰花乙烯释放。

2.3 采前草酸处理对西兰花失重率的影响

图2 采前草酸处理对西兰花在2℃(A)和20℃(B)贮藏时乙烯释放量的影响Fig.2 Effects of pre-harvest OA treatment on ethylene production of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

失重率是体现水分和营养物质消耗的重要指标，与西兰花的品质和口感有较大关系，对西兰花的商品价值具有重要影响。 西兰花采收后呼吸代谢水平高，再加之其组织含水量高，花球表面幼嫩，缺乏保护层，采收后很容易失水导致萎蔫。 由图3-A 可知，2℃贮藏前6 d，采前草酸处理组西兰花失重率与CK 差异不显著(P＞0.05)，第6 天后，CK 失重率显著高于采前草酸处理(P＜0.05)。从2℃贮藏移至20℃货架后，西兰花失重率开始加剧上升(3-B)，与CK 相比，采前草酸处理抑制了西兰花失重率的上升，采前草酸处理组与CK 失重率的差异随着货架时间的延长而逐渐增大，在货架第4天时CK 失重率达到8.63%，已失去商品价值。 表明采前草酸处理可以有效抑制西兰花采后失重率的上升。

图3 采前草酸处理对西兰花在2℃(A)和20℃(B)贮藏时失重率的影响Fig.3 Effects of pre-harvest OA treatment on weight loss of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

2.4 采前草酸处理对西兰花硬度的影响

蔬菜硬度是评价其质地的一项重要指标。 采后贮藏过程中，由于细胞壁果胶物质的溶解或降解使得蔬菜硬度有下降趋势。 由图4 可知，在西兰花贮藏过程中，硬度呈下降趋势，移入20℃货架后，硬度迅速下降，采前草酸处理显著抑制了硬度的下降，使得采前草酸处理组西兰花的硬度在货架期间一直高于CK(P＜0.05)。

2.5 采前草酸处理对西兰花色泽的影响

在采后贮藏过程中，西兰花衰老最明显的特征为花蕾黄化，色泽是判断其贮藏寿命的直观因素。 由图5-A、B 可知，在西兰花贮藏过程中，L∗值呈上升趋势，移入20℃货架后，L∗值迅速上升，表明花蕾亮度由深到浅，采前草酸处理显著抑制了2℃贮藏后期及20℃货架期L∗值的增加(P＜0.05)。H值在西兰花贮藏过程中呈下降趋势(图5-C、D)，采前草酸处理组和CK在2℃贮藏期间，H值变化趋势一致且前6 d 差异不显著，采前草酸处理能显著抑制20℃货架期间H值的下降。

2.6 采前草酸处理对西兰花叶绿素含量的影响

叶绿素是西兰花呈现绿色的主要物质，随着叶绿素的降解，西兰花逐渐呈现出黄化现象。 由图6 可知，随着贮藏时间的延长，西兰花叶绿素含量整体呈下降趋势，移入20℃货架后，叶绿素含量迅速下降，采前草酸处理组(除1 d 货架外)叶绿素含量显著高于CK(P＜0.05)，说明采前草酸处理对叶绿素降解有很好的抑制作用。

图4 采前草酸处理对西兰花在2℃(A)和20℃(B)贮藏时硬度的影响Fig.4 Effects of pre-harvest OA treatment on firmness of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

图5 采前草酸处理对西兰花在2℃(A、C)和20℃(B、D)贮藏时色泽的影响Fig.5 Effects of pre-harvest OA treatment on color of broccoli stored at 2℃(A，C) and 20℃(B，D)

2.7 采前草酸处理对西兰花Vc 含量的影响

西兰花富含Vc，Vc 含量可作为评价贮藏效果的有效指标。 由图7 可知，随着贮藏时间的延长，西兰花Vc 含量呈下降趋势，且在20℃货架期间其含量迅速下降，但采前草酸处理显著抑制了西兰花在货架期间Vc 含量的下降(P＜0.05)。

3 讨论

图6 采前草酸处理对西兰花在2℃(A)和20℃(B)贮藏时叶绿素含量的影响Fig.6 Effects of pre-harvest OA treatment on chlorophyll content of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

图7 采前草酸处理对西兰花在2℃(A)和20℃(B)贮藏时Vc 含量的影响Fig.7 Effects of pre-harvest OA treatment on Vc content of broccoli stored at 2℃(A) and 20℃(B)

西兰花头部由众多排列致密的小花组成，此组织呼吸代谢极为旺盛，易开花黄化。 呼吸作用会消耗西兰花体内积累的有机养分，降低其品质和贮藏性[25]，呼吸强度越高，养分消耗越快。 蒸腾作用是另一个影响果蔬采后品质的生理作用。 蒸腾失水和呼吸消耗均会导致西兰花质量下降，失重率上升，通常当失重率大于5%时，果蔬即表现出明显的萎蔫和皱缩现象，严重影响感官品质和商品价值[26]。 本研究结果表明，在货架第3 天时CK 失重率达到7.38%，而采前草酸处理组失重率为4.99%。 这可能与采前草酸处理在一定程度上降低了贮藏期间西兰花的呼吸作用和蒸腾作用，使其维持在相对较低的生理状态有关。 这与前人在猕猴桃[27]、芒果[28]、香蕉[29]、辣椒[30]、雷竹笋[31]方面的研究结果相一致。

西兰花的色泽及营养成分是评价西兰花品质和判断其贮藏寿命的重要指标，叶绿素降解是其衰老的显著标志[32-34]。 西兰花在采后贮藏过程中，在叶绿素酶和脱镁叶绿素酶的作用下，叶绿素脱去植醇和镁离子，生成脱镁植醇叶绿素和脱镁叶绿素，色泽由绿色转变为黄色，甚至黄褐变，导致其黄化[32]。 本研究发现，与CK 相比，采前草酸处理抑制了2℃贮藏后期和20℃货架期间西兰花L∗值的增加和H值的下降，抑制了叶绿素含量的下降，在一定程度上抑制了采后西兰花黄化，使其在20℃货架第4 天时仍具有较好的商品价值，延长了采后西兰花的货架期。 前人研究表明，草酸处理可以延缓洋蓟[16]、辣椒[30]叶绿素的降解。 Vc 是果蔬重要的营养成分之一，具有消除活性氧自由基、延缓衰老的作用。 毫摩尔浓度水平的草酸就具有极强的抗氧化性，可作为天然的抗氧化剂用于自然或加工食物的贮藏[35]。 本研究结果表明，采前草酸处理抑制了西兰花Vc 含量的下降，使得Vc 维持在较高的浓度，具有更高的营养价值。

西兰花是乙烯敏感性作物[4，36]。 草酸处理能够抑制采后芒果[28]、香蕉[29]的乙烯释放量，并且可以推迟芒果乙烯高峰的出现时间[37]。 本研究结果表明，西兰花采后乙烯释放量呈先上升后下降的趋势，转入20℃货架后，由于温度升高，CK 的乙烯释放量迅速上升，随后下降，在货架第3 天后又急速上升，可能与此时西兰花已经衰老黄化有关。 研究表明，氨基环丙烷羧酸(1-aminocyclopropane- 1-carboxylic acid， ACC) 合 成 酶(ACC synthtase，ACS)和ACC 氧化酶(ACC oxidase，ACO)是乙烯合成的2 个关键酶，目前西兰花中3 个ACO 基因(BOACO1、BOACO2、BOACO3)[38-39]和3 个ACS 基因(BOACS1、BOACS2、BOACS3)[40-41]均已成功克隆，这些基因的表达呈现出明显的组织发育阶段特异性。BOACO1 可能在采前基础乙烯生成和营养组织衰老中起作用；BOACO2 只在采收2 h 后的萼片中检测到表达量提高，且此过程发生在乙烯生成和叶绿素损失之前[38]；BOACO3 只在完全黄化的花球中表达，可能是后期衰老的相关基因[39]。 有研究表明，BOACS1 在采收时有高水平表达， 之后未表达；BOACS2 在整个衰老过程中稳定表达，且在衰老后期显著提高，BOACS3 在整个衰老阶段基本不表达，但在衰老后期有少量表达[40]。 本研究20℃货架第3 天后乙烯释放量增加可能与衰老阶段BOACO3 和BOACS2的表达量提高有关。 研究表明，采后草酸处理可以抑制冬枣ACS 活性，提高与乙烯合成前体相关蛋白的表达[42]，从而降低冬枣采后的乙烯释放量。 本研究发现，采前草酸处理可显著抑制西兰花中乙烯释放量，这可能是采前草酸处理延缓西兰花采后衰老的主要原因之一。

4 结论

本研究结果表明，采前5 d 喷洒20 mmol·L-1草酸水溶液，可显著降低西兰花2℃贮藏期间和20℃货架期间的呼吸强度和乙烯释放量，延缓其L∗值和失重率的上升，延缓H值、叶绿素含量和Vc 含量的下降，抑制西兰花褪绿黄化，使西兰花维持更长时间鲜艳的绿色。 综上，采前草酸处理是一种有效延长西兰化贮藏期和货架期的保鲜方法。