不同涂膜处理对云南新鲜天麻保鲜效果的影响

于丽娟，普红梅，李雪瑞，杨 芳，侯朝祥，李 宏

(云南省农业科学院农产品加工研究所，云南 昆明 650205)

【研究意义】云南省彝良县小草坝天麻品种是云南天麻的代表，素有“云天麻”之称[1]。天麻鲜品极易腐烂，常用的保存方法是烘干或者冻干。但天麻干品质硬，发软及粉粹都比较耗时，且较鲜品既损失营养成分又不能保持天麻原有的气味及口感。探索开发天然、安全的天麻保鲜方法已成为研究的热点。【前人研究进展】2013年，王晶宇等[2]研究表明，添加保鲜剂及蒸制处理对天麻有较好的保鲜效果。2016年，黄万兵等[3]研究鲜天麻保存中相关生理特性的变化规律，为天麻的留种保存及保鲜方法的摸索提供理论基础。2017年，文欢等研究了室温敞放、微孔膜密封、真空保藏对新鲜天麻的保鲜效果，结果表明在较低温度环境条件下，敞放或微孔膜封藏均能较好的维持天麻外观形态及自身特性[4]。【本研究切入点】考虑有关涂膜材料及不同涂膜材料之间的协同效应，壳聚糖、薄荷精油等应用于天麻采后保鲜的研究鲜有报道。壳聚糖是一种生物型保鲜剂，不仅可以抑制病原菌活性，还可以改变果实细胞膜流动性和增强果实细胞壁抗性[5]，可用于采后天麻的保鲜。薄荷精油具有优良的抗食源性腐败菌和致病菌活性的作用，被作为天然食品保鲜剂[6]。【拟解决的关键问题】以云南小草坝天麻为试验材料，以纳米果蔬保鲜袋为对照，应用壳聚糖、薄荷精油涂抹天麻处理试验，并定期测量其外观形态指标及品质指标，为延长鲜天麻储存时间以及鲜天麻再加工工艺研究提供借鉴和理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

天麻，于2018年11月29日采于云南省彝良县小草坝，剔除有机械损伤、病虫害的个体，选择个大、肥厚、饱满，且大小一致的个体进行涂膜处理后，在4 ℃低温下贮藏。纳米果蔬保鲜袋，为透明PE袋，规格990 mm×950 mm，由上海复命新材料科技有限公司提供，透湿率为23 g/(m2·24h)，氧气透过率为9730 cm2/(m2·24h·0.1Mpa)，抗菌性：抗大肠杆菌，抗菌率99.94 %；金黄色葡萄球菌，抗菌率99.91 %。

1.2 试验方法

1.2.1 制备壳聚糖溶液 以蒸馏水为溶剂，加热搅拌至壳聚糖全部溶解，配制成2 %壳聚糖溶液备用；取200 mL配制好的2 %壳聚糖溶液，移取40 μl薄荷精油，配制成2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油的复合涂膜液。

1.2.2 涂膜处理 处理1：纳米果蔬保鲜袋，无涂膜，CK；处理2：纳米果蔬保鲜袋，2 %壳聚糖溶液涂膜；处理3：纳米果蔬保鲜袋，2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油溶液涂膜。涂膜处理之后将其晾干装入果蔬盒，再套纳米果蔬保鲜袋放于4 ℃贮藏，观察天麻的变化情况。每组于处理完成后第0，40和80天随机取出3个天麻测定失重率和色差，冰水浴条件下制成溶液测定其蛋白质含量、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)。

每个处理3个重复，单个重复分观察组，指标组，每个组别3盒，每盒放8个天麻。

1.3 指标测定

1.3.1 失重率 采用称重法测定，天麻涂膜处理装袋后测定其初始的质量，以后每隔10 d再测定1次并做好记录，测定至第80天，用以下公式计算天麻的失重率[7]。

式中，M0:天麻的初始质量，g；M:贮藏后天麻的质量，g。

1.3.2 天麻蛋白质含量 称取0.1 g经液氮处理过磨成粉末的天麻样品，溶解于15 mL蒸馏水中，用涡旋仪混合后，于4000 r/min离心10 min，用BCA试剂盒测定，得到标准曲线。按操作步骤处理样液，37 ℃放置20 min，用分光光度计于562 nm处测定吸光度，根据标准曲线计算出蛋白质浓度。

1.3.3 酶活性 PPO活性：按天麻组织∶提取液(试剂一)=1 g∶5 mL，8000 r/min常温离心10 min，取上清液进行粗酶液的提取。之后分别加入各试剂，对照管所加粗酶液上清先在92 ℃水浴中煮沸5 min，取出用流水冷却。所有管在30 ℃恒温准确孵育10 min，取出立即转入92 ℃沸水浴5 min，取出后流水冷却，1000 r/min常温离心10 min，取上清在波长420 nm，1 cm光径比色皿，蒸馏水调零，测定各管的吸光度值。

POD活性：试剂三应用液使用前按30倍稀释。用生理盐水制备10 %组织匀浆，3500 r/min离心10 min，取上清液测定，实验过程中保证上清液不浑浊。按操作步骤处理样液之后，420 nm处，1 cm光径，双蒸水调零之后进行测定[8]。

SOD活性：用生理盐水制备20 %组织匀浆液，4000 r/min离心10 min，取上清液测定，室温放置10 min，550 nm处，同上方法进行测定[8]。

1.3.4 色差 打开色差仪，用黑板和白板进行校准之后，将样品置于测定空处按下测定键进行测量，每个天麻选取上中下3个部位，每个部位间隔相同，测3个点，每个天麻共取9个测定点，每种处理每次取3个天麻进行测定，每隔10 d测定1次，色差仪记录下每次的L*，a*，b*，c*值。其中，L*值表示物料色泽的明暗度，a*表示为红绿值，b*表示为黄蓝值，c*表示饱和度。

1.4 数据分析

每组试验重复3次，采用Excel 统计分析所有数据，计算标准误并制图；应用SPSS软件对数据差异显著性进行分析。

2 结果与分析

2.1 天麻失重率的变化

由图1可知，不同涂膜保鲜材料贮藏条件下的天麻失重率均随着贮藏时间的延长而不断增加，证明在贮藏期间，天麻一直在失水，失水严重是天麻表面萎蔫变皱的根本原因之一。贮藏至第80天，处理1(CK)失重率达9.75 %，处理2(2 %壳聚糖涂膜)效果最好，失重率为4.03 %，处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)的失重率约为6.09 %。由此可知，2 %壳聚糖涂膜天麻贮藏有利于减少天麻质量损失，减少水分的散失和营养物的损耗。

图1 天麻失重率随贮藏时间的变化

2.2 涂膜保鲜对天麻色差变化的影响

2.2.1 涂膜保鲜对L*值的影响L*值表示亮度，其值越小，亮度越暗褐变越严重[9]。由图2可看出，天麻的L*值随着贮藏时间的延长而不断下降。新鲜天麻其亮度高，随贮藏时间的延长，天麻发生褐变及腐烂等，表面颜色变暗，L*值减小。在贮藏的第30天，3种处理的L*值差异不大，随贮藏时间的延长，3种处理的L*大小依次为：处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)>处理2(2 %壳聚糖)> 处理1(CK)。说明涂膜处理有效减缓了天麻在贮藏过程中的褐变，加薄荷精油处理的天麻其L*减小的幅度最小，且值比其他处理高，说明2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油复合涂膜有利于抑制天麻的褐变。

图2 天麻色差L*值随贮藏时间的变化

2.2.2 涂膜保鲜对a*值的影响 颜色是衡量天麻新鲜度的重要指标之一，a*值是评测样品在红色到绿色区间变化的参考值。a*值越大说明偏离纯绿色越大，不利于天麻最后的商品化处理[10]。随着贮藏时间的延长，a*值上升，此现象与叶绿素的流失、发生红化密不可分。由图3看出，3种处理下，a*值由9.22升到了10.50左右。天麻在贮藏中，颜色由白色逐渐变为红褐色，最后变为黑色，此过程a*值逐渐增加。在前10 d，各处理组a*值变化差异小。贮藏的中期(20～60 d)，各处理组a*值增加值大小依次为：处理1(CK)>处理2(2 %壳聚糖)>处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)。贮藏的后期(60～80 d)，天麻衰老及腐败导致a*数值接近相同。由上可知，整个贮藏过程中，a*值均缓慢增加，且增加的幅度不大。其中2种涂膜处理a*值差异不大，但2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油涂膜处理a*值保持的更好，更利于天麻的保鲜及后期的商品化处理。

图3 天麻色差a*值随贮藏时间的变化

2.2.3 涂膜保鲜对b*值的影响b*值表示蓝色到黄色的变化，负值表示蓝色，正值表示黄色，值越大，说明越接近黄色。由图4可知，在80 d的贮藏过程中，各处理的天麻b*值均不断升高，从25～30，其中处理2(2 %壳聚糖)b*值最高达31.8,说明随着贮藏时间的延长，天麻黄化现象严重。从整体来看，b*值增加值大小依次为处理1(CK)>处理2(2 %壳聚糖)>处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)。说明涂膜处理比非涂膜处理更能减缓天麻表面色泽的黄化，这在贮藏的中期(第40天左右)表现得尤为突出。此时处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)相比于处理2(2 %壳聚糖)，b*值升高得较缓慢，且处理3的b*值较小，说明涂抹了薄荷精油有利于抑制天麻的黄化。随着贮藏时间的延长，天麻衰老腐败，黄化程度趋向于一致，所以最后各处理组b*值均达到30左右。

图4 天麻色差b*值随贮藏时间的变化

2.2.4 涂膜保鲜对c*值的影响c*表示饱和度，c*值减小表示颜色变得不鲜艳[11]。由图5看出，随着贮藏时间的延长，天麻的c*值整体呈下降趋势，从32降到了27，其中3种处理c*值的下降率大小依次为处理1(CK)>处理2(2 %壳聚糖)>处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)。说明随着贮藏期的延长，天麻组织加速衰老，由前面的色差值讨论得到，其L*降低，a*，b*增加，天麻的颜色变得越来越不鲜艳，所以c*值也不断下降。通过试验证实，2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油处理贮藏天麻更加利于其保鲜期的延长。

图5 天麻色差c*值随贮藏时间的变化

2.3 涂膜保鲜对天麻蛋白质含量的影响

由表1看出，在贮藏期间，天麻蛋白质含量整体呈下降趋势，其中处理1(CK)下降最快，由1.44 %降到1.01 %，损失率达29.86 %。在第40、80天时，天麻蛋白质含量涂膜处理(处理2、处理3)与未涂膜处理(处理1)有显著差异，处理2与处理3没有显著差异，但处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)的天麻蛋白质含量比处理2(2 %壳聚糖)略高。

表1 天麻蛋白质含量在3种保鲜处理下的变化

2.4 涂膜保鲜对天麻酶活性变化的影响

2.4.1 PPO活性的变化 多酚氧化酶(PPO)是果蔬在贮藏过程中发生酶促褐变的必要条件之一[12]。随着贮藏时间的延长，袋内二氧化碳浓度增加，引起有机酸积累，多酚氧化物增多，天麻褐变严重，多酚氧化酶含量也增多[13]。由表2看出，贮藏期延长，天麻的PPO酶活性均增加。贮藏第40、80天，处理3相比处理2 PPO活性增幅较小，但两者差异不显著。薄荷精油有抑菌的作用，减少了天麻的微生物感染及腐败，褐变程度要低[14]，所以PPO活性也相应较低，更能减轻天麻的褐变，有利于天麻的贮藏。

表2 天麻PPO活性随贮藏时间的变化

2.4.2 POD酶活性的变化 由表3看出，天麻POD活性随贮藏时间的延长均先增加后降低。贮藏第40、80天，天麻的POD活性处理1(CK)与处理2、处理3有显著性差异，而处理2与处理3之间没有显著性差异。新鲜天麻采收包装处理后因受环境胁迫作用，H2O2增多[15]，保护酶(POD)活性增加，但随着贮藏时间的延长，天麻细胞组织被破坏，呼吸作用增加。由此，天麻在贮藏保鲜过程中，POD活性先增加后降低，涂膜处理能减弱环境胁迫作用，贮藏后期，2 %壳聚糖涂膜处理天麻能使天麻内的保护酶(POD)活性维持得更好。

表3 天麻POD活性随贮藏时间的变化

表4 天麻SOD活性随贮藏时间的变化

3 讨 论

3.1 不同涂膜材料对天麻失重率的影响

贮藏条件下涂膜不同保鲜材料天麻失重率均随着贮藏时间的延长而不断增加，马骏等研究也有相同结果[19]。贮藏至第80天，2 %壳聚糖处理组失重率为4.03 %，而2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油处理的天麻失重率约为6.09 %，说明单独的2 %壳聚糖涂膜效果最好。壳聚糖具有一定的成膜性，对贮藏过程中对天麻的水分散失有一定抑制作用[20]；薄荷精油易挥发，会加速天麻水分的散失。

3.2 不同涂膜材料对天麻色差值的影响

色差指两种颜色的差异，即色调、饱和度和亮度这三者综合的差异。L*，a*，b*表示褐变程度，L*值越小，a*，b*越大，说明褐变越严重[21]。C代表饱和度(Chroma)或纯粹度，饱和度定量。桑煜等研究减压贮藏条件对蔬菜保鲜效果的影响，得到在西兰花的贮藏保鲜中a*值随着贮藏时间的延长而不断增加[22]；杨晓娜等用同样的表征方式讨论了不同包装材料对水煮藕片贮藏期褐变影响及其机理研究，得到藕片的色差值中L*值减低，a*，b*值增加[23]。通过试验显示，随着贮藏时间的延长，L*,c*值不断下降，a*,b*值不断增加，呈现天麻在贮藏过程中发生了褐变及腐烂，随着其组织的衰老，天麻颜色会变得越来越不鲜艳，3种处理L*,c*，a*,b*值的下降率大小依次为不涂膜(CK)> 2 %壳聚糖涂膜> 2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油涂膜。呈现涂膜处理有效减缓了天麻在贮藏过程中的褐变，其中处理3(2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油)的天麻其L*，c*减小的幅度最小，a*,b*值增的幅度也最小，薄荷精油有抑菌作用，有利于天麻的保鲜及贮藏。

3.3 不同涂膜材料对天麻抗氧化性酶及PPO活性的影响

随着贮藏时间的延长，天麻的蛋白质含量略微下降，马骏等研究也有类似结果[19]。涂膜处理与未涂膜处理之间有显著性差异，其中2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油处理组效果最好。

随着贮藏期的延长，天麻的PPO活性不断增加，这是受贮藏过程中胁迫、离子积累、膜破坏、衰老等而导致分布于细胞中的 PPO 和底物的区域化被打破的影响，PPO 活性不断增强[16-18,24]，黄万兵等研究鲜天麻保存中相关生理特征时显示PPO活性先增后减[3]。天麻涂膜保鲜剂处理组相比于未涂膜处理组，褐变程度低，PPO活性低。涂抹了薄荷精油的处理组比单独涂抹壳聚糖的处理组PPO活性更低。薄荷精油有抑菌的作用，减少了天麻的微生物感染及腐败，这与L*的变化趋势相同，江英等研究有相同结果[25]。

4 结 论

试验结果显示，使用纳米果蔬保鲜袋，能调节湿度和氧气透过率，可起到一定的气调作用，但其性能有待研究。2 %壳聚糖处理天麻有利于减缓其失重率的增加和POD、SOD酶的降低。2 %壳聚糖+20 μl薄荷精油处理的天麻其L*，c*减小的幅度最小，a*,b*值增加的幅度也最小，究其原因是薄荷精油有抑菌作用，可减缓其色泽的变化。