复合保鲜液对长白楤木嫩芽护色保鲜效果的研究

吴淑清,段红梅,王顺余,洪豆,江宇峰,王丹丹

(1.长春大学 食品科学与工程学院，长春 130022；2.浙江李子园食品股份有限公司，浙江 金华 321031)

长白楤木(AraliacontinentalisKitagawa)，药名为东北土当归，与药王人参同属五加科多年生草本植物[1]，营养物质较丰富且具有医疗保健功效。根亦可入药，具有祛风燥湿、解热镇痛、疏风活血和利尿解毒的功效[2]，Lim等[3]研究发现长白楤木根中具有抗炎成分，且长白楤木中还富含二萜、三萜、黄酮类等多种活性成分，从长白楤木根中分离的三萜皂苷，具有降血糖的生理功能[4]；黄酮类及苷类化合物，具有较强的抗氧化活性[5]。长白楤木属于珍贵山野菜，其嫩芽具有浓厚的刺老鸦、香椿、芹菜及松子的混合香味[6]，深受人们的青睐。

长白楤木嫩芽具有特定的季节性，且在常温下不耐贮藏，采后易失水、萎蔫，采摘切口易褐变，易腐烂变质，严重降低食用价值和商品价值。因此，研究其有效的贮藏方法有助于提高长白楤木的商品价值。现今对长白楤木嫩芽的食用贮藏保鲜技术研究较少。常用的护色保鲜液有柠檬酸、VC、氯化钙、硫酸镁和亚硫酸钠等，在鲜切苹果、刺嫩芽、莲藕等果蔬护色保鲜中均有应用[7-9]，可有效防止果蔬水分的散失，阻隔外界气体与果实接触，降低呼吸强度，抑制微生物活性等，从而抑制褐变，有效延长贮藏期[10]。所以,本试验采用不同浓度的柠檬酸、VC、氯化钙和亚硫酸钠复配保鲜液涂膜对长白楤木嫩芽的贮藏效果进行研究，以期找到长白楤木嫩芽复合保鲜液配方，同时，也为其他果蔬保鲜保藏作用的研究提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂与仪器

长白楤木嫩芽：长春大学园林学院实验种植基地；PE保鲜袋：长春市朝阳区沃尔玛超市；柠檬酸、VC、氯化钙、亚硫酸钠：均为食品级，北方霞光食品添加剂有限公司。

TDL-50B低速离心机 上海安亭科学仪器厂；FA-N电子精密天平 上海精密科学仪器有限公司；GZX-9070MBE电热恒温鼓风干燥箱 济南荣星分析仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 长白楤木嫩芽护色保鲜效果的研究

长白楤木嫩芽预处理：选择长度为15～20 cm、外观整齐、无病虫害、无机械损伤的长白楤木嫩芽，用水冲洗干净，备用。

试验分为6大组，即蒸馏水浸泡为对照组(CK)、柠檬酸、VC、氯化钙、亚硫酸钠护色保鲜液及不同浸泡时间组。在护色保鲜液单因素试验中，将长白楤木嫩芽浸泡在制备好的护色保鲜液中一段时间后，置于阴凉通风处自然晾干，立即装入带孔的PE(聚乙烯薄膜袋厚度为0.002 mm)保鲜袋中，采用橡皮筋系紧密封口，并标记号，置于4 ℃下贮藏，每组设置3个平行，每个平行的长白楤木嫩芽重量保持一致。以贮藏期间每隔3 d随机取样测定失重率和感官品质指标，确定适宜的护色保鲜液浓度。

1.2.2 单一最佳护色保鲜液的确定

选取柠檬酸、VC、氯化钙和亚硫酸钠4种护色保鲜液及不同浸泡时间进行长白楤木嫩芽单因素护色效果研究，确定适宜的护色保鲜液浓度，试验处理见表1。

表1 护色保鲜液单因素水平表Table 1 Single factor-level table of color protection and preservation liquid

1.2.3 指标测定

1.2.3.1 失重率的测定

采用称重法进行测定[11]。

1.2.3.2 感官评价

由10名具有一定品评经验的食品专业师生组成评审小组进行感官评定，长白楤木嫩芽贮藏每隔3 d，从色泽、气味滋味、质地及形态4项指标来评定感官质量，评价标准见表2。

表2 长白楤木嫩芽感官评价指标Table 2 Sensory evaluation indicators of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

1.3 数据分析

数据处理采用Microsoft Excel 2007软件进行分析作图，采用SPSS 20.0软件进行显著性差异分析，检验其差异显著性。

2 试验结果与分析

2.1 单一护色保鲜液对长白楤木嫩芽贮藏品质的影响

2.1.1 柠檬酸对长白楤木嫩芽品质的影响

2.1.1.1 不同浓度柠檬酸对长白楤木嫩芽失重率的影响

图1 不同浓度柠檬酸处理对长白楤木嫩芽失重率的影响Fig.1 Effect of different concentration of citric acid treatment on weight loss rate of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

柠檬酸可通过降低pH抑制相关氧化酶活性，有效抑制果蔬组织的褐变，维持品质与风味[12]。由图1可知，随着贮藏时间的延长，长白楤木嫩芽的失重率呈逐渐上升趋势，不同浓度的柠檬酸护色处理长白楤木嫩芽处理组与CK组相比，能明显延缓失重率的增加速度。其中，柠檬酸浓度为1.5%处理组的长白楤木嫩芽失重率最低，说明抑制褐变效果最为明显，在贮藏第18天时，其失重率仅为8.00%，明显低于其他浓度处理组。

2.1.1.2 不同浓度柠檬酸对长白楤木嫩芽感官品质的影响

图2 不同浓度柠檬酸处理对长白楤木嫩芽感官品质的影响Fig.2 Effect of different concentration of citric acid treatment on sensory quality of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

由图2可知不同浓度柠檬酸处理对长白楤木嫩芽感官品质的影响，长白楤木嫩芽感官评分随贮藏时间的延长呈逐渐下降趋势。CK组的长白楤木嫩芽感官评分迅速下降，且长白楤木嫩芽出现萎蔫，组织软化，切口褐变严重，并伴有腐败味等现象。柠檬酸处理组与CK组相比，能明显延缓长白楤木嫩芽感官评分的下降(P<0.05)，其中，1.5%柠檬酸处理组的效果最为明显，贮藏期间能保持长白楤木嫩芽色泽鲜绿，组织硬挺，明显延长长白楤木嫩芽的贮藏期至18 d。

2.1.2 VC对长白楤木嫩芽品质的影响

2.1.2.1 不同浓度VC对长白楤木嫩芽失重率的影响

图3 不同浓度VC处理对长白楤木嫩芽失重率的影响Fig.3 Effect of different concentration of Vc treatment on weight loss rate of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

由图3可知，长白楤木嫩芽的失重率随贮藏时间的延长呈逐渐上升趋势，导致长白楤木嫩芽出现萎蔫，不同浓度VC处理组较CK组具有显著效果，明显延缓了长白楤木嫩芽的失重率，尤其在贮藏第18天时，浓度为1.2% VC处理组的失重率仅为6.12%，而CK组失重率达到了12.27%，说明VC能够抑制长白楤木嫩芽的呼吸作用，减少各种营养物质的消耗，从而降低长白楤木嫩芽水分的散失，有效维持长白楤木嫩芽的品质。

2.1.2.2 不同浓度VC对长白楤木嫩芽感官品质的影响

图4 不同浓度VC处理对长白楤木嫩芽感官品质的影响Fig.4 Effect of different concentration of Vc treatment on sensory quality of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

VC作为还原剂，能够将醌还原成酚类物质，进而作为一种有效的褐变抑制剂[13]。由图4可知，随着贮藏时间的延长，CK组感官评分迅速下降，而VC处理组较CK组能很好地保持长白楤木嫩芽的感官品质(P<0.05)。其中，1.2% VC处理组和1.6% VC处理组对长白楤木嫩芽保持良好效果，且在贮藏第18天时，感官评分分别为71.28分和68.56分，显著高于其他处理组(P<0.05)，使菜体保持鲜绿色，无枯萎，叶边平整。

2.1.3 氯化钙对长白楤木嫩芽品质的影响

2.1.3.1 不同浓度氯化钙对长白楤木嫩芽失重率的影响

图5 不同浓度氯化钙处理对长白楤木嫩芽失重率的影响Fig.5 Effect of different concentration of calcium chloride treatment on weight loss rate of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

氯化钙中的钙离子可以与PPO中的Cu2+竞争结合到酶活性中心，控制PPO的酶活，从而加强果蔬的抗褐变效果[14]。由图5可知，随着贮藏时间的延长，各处理组的失重率均呈现逐渐上升的趋势。在贮藏期间，经不同浓度的氯化钙处理长白楤嫩芽失重率均明显低于CK组(P<0.05)，其中0.7%氯化钙处理组的长白楤木嫩芽失重率缓慢升高，在贮藏第18天时，失重率仅为5.96%，其长白楤木嫩芽的整体品质保持良好。

2.1.3.2 不同浓度氯化钙对长白楤木嫩芽感官品质的影响

图6 不同浓度氯化钙处理对长白楤木嫩芽感官品质的影响Fig.6 Effect of different concentration of calcium chloride treatment on sensory quality of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

由图6可知，随着贮藏时间的延长，各处理组的感官评分均呈现下降趋势，CK组的感官评分下降程度最大，长白楤木嫩芽出现枯萎、腐败等现象，不同浓度的氯化钙处理组与CK组相比可以有效保持长白楤木嫩芽的感官评分。在贮藏期间，0.7%氯化钙处理组的感官评分保持最佳，在贮藏第18天时，感官评分保持在72.22分，仅比初始值减少21.74分，明显优于其他处理组(P<0.05)，说明氯化钙能够在一定程度上保持长白楤木嫩芽的新鲜度。

2.1.4 亚硫酸钠对长白楤木嫩芽品质的影响

2.1.4.1 不同浓度亚硫酸钠对长白楤木嫩芽失重率的影响

图7 不同浓度亚硫酸钠处理对长白楤木嫩芽失重率的影响Fig.7 Effect of different concentration of sodium sulfite treatment on weight loss rate of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

由图7可知，随着长白楤木嫩芽贮藏时间的增加，其失重率呈上升趋势，CK组失重率迅速增加，采用不同浓度的亚硫酸钠处理较CK组可有效延缓失重率的上升。其中，0.15%亚硫酸钠处理组较其他护色处理组有较明显的延缓作用，在贮藏第18天时，失重率仅为8.28%，优于其他处理组，长白楤木嫩芽的失重率保持良好，说明感官品质最佳。

2.1.4.2 不同浓度亚硫酸钠对长白楤木嫩芽感官品质的影响

图8 不同浓度亚硫酸钠处理对长白楤木嫩芽感官品质的影响Fig.8 Effect of different concentration of sodium sulfite treatment on sensory quality of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

由图8可知，不同浓度亚硫酸钠处理组的长白楤木嫩芽感官评分下降程度明显低于CK组(P<0.05)，说明亚硫酸钠能明显起到良好的抑制组织褐变作用。其中，0.15%处理组的护色效果最显著，在贮藏第18天时，感官评分为68.10分，而对照组下降至57.63分，明显优于其他浓度亚硫酸钠处理组的护色效果(P<0.05)，且长白楤木嫩芽色泽保持鲜绿色，组织硬挺。

2.1.5 浸泡时间对长白楤木嫩芽品质的影响

2.1.5.1 不同浸泡时间对长白楤木嫩芽失重率的影响

图9 不同浸泡时间处理对长白楤木嫩芽失重率的影响Fig.9 Effect of different soaking time treatment on the weight loss rate of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

由图9可知，在贮藏期内，CK组的失重率迅速增加，不同浸泡时间处理均能有效延缓长白楤木嫩芽的失重率上升，长白楤木嫩芽的品质优于CK组，其中浸泡时间为15 min的作用效果明显优于其他处理组，在贮藏第18天时，长白楤木嫩芽的失重率为6.72%，与初始值相比增加了5.42%，且长白楤木嫩芽保持新鲜，组织硬挺。

2.1.5.2 不同浸泡时间对长白楤木嫩芽感官品质的影响

图10 不同浸泡时间处理对长白楤木嫩芽感官品质的影响Fig.10 Effect of different soaking time treatment on sensory quality of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

由图10可知，随着贮藏时间的延长，CK组和不同浸泡时间处理组的感官评分都呈逐渐下降趋势，但浸泡处理组较CK组能明显降低感官评分的下降速度(P<0.05)，延缓长白楤木嫩芽褐变的发生。在整个贮藏期间，15 min浸泡处理长白楤木嫩芽抑制褐变的能力最强，在贮藏第18天时，感官评分为71.73分，明显高于其他处理组的感官评分值(P<0.05)，且长白楤木嫩芽维持新鲜、硬挺、无腐烂枯萎。

2.2 优化筛选复合护色保鲜液对长白楤木嫩芽贮藏效果的影响

2.2.1 响应面试验设计

与单一护色保鲜液相比，复合护色保鲜液可形成协同作用，有效抑制果蔬的褐变，延长贮藏期。为保证长白楤木嫩芽达到长期贮藏的要求，通过单因素试验，筛选适宜的护色保鲜液浓度对长白楤木嫩芽进行处理。根据不同护色保鲜液单因素最佳试验结果确定合适比例，其中，亚硫酸钠对长白楤木嫩芽的护色保鲜效果较其他3种护色保鲜液略低，所以，选取护色效果较好的柠檬酸浓度(A)、VC浓度(B)和氯化钙浓度(C)3种护色保鲜液及浸泡时间(D)组成响应面优化试验的4个考察因素，对置于室温空气中12 h后的长白楤木嫩芽进行感官评定，以感官评分作为响应值，以保证长白楤木嫩芽的感官品质。根据Box-Benhnken试验设计进行响应面试验，见表3。

表3 响应面试验设计表Table 3 Design table of response surface test

2.2.2 响应面试验设计与结果分析

在单一护色保鲜液试验筛选的基础上，基于Box-Benhnken试验设计原理，以长白楤木根总黄酮得率为响应值，运用Design Expert 8.0.6软件设计响应面试验，考察柠檬酸浓度(A)、VC浓度(B)和氯化钙浓度(C)和浸泡时间(D)之间的交互作用对长白楤木嫩芽感官评分的影响，进行响应面试验，响应面试验结果见表4。

表4 响应面试验设计与结果Table 4 Response surface test design and results

采用Design Expert 8.0.6软件对表4中的数据进行二次多项式回归分析，得到感官评分对柠檬酸浓度(A)、VC浓度(B)、氯化钙浓度(C)、浸泡时间(D)的二次多项回归方程：

感官评分= 94.66+0.55A-1.84B+2.54C-1.00D+3.87AB-2.08AC+2.46AD+2.43BC-1.33BD-3.06CD-8.00A2-4.14B2-7.00C2-8.64D2。

根据响应面设计方案，进行方差分析，见表5。

表5 方差分析Table 5 Analysis of variance

对回归模型进行了显著性检验，得出回归模型极显著(P<0.0001)，而方程的失拟项P=0.1185>0.05，即方程的失拟项不显著，说明该方程可以较好地描述各护色保鲜条件和感官评价的关系，因此可用此模型来分析和预测柠檬酸浓度(A)、VC浓度(B)、氯化钙浓度(C)、浸泡时间(D)对长白楤木嫩芽感官评分的影响。R2=0.9422，RAdj2= 0.8845，说明该模型与实际拟合度较好，回归模型的A2、C2、D2对长白楤木嫩芽感官评分的影响达到极显著水平(P<0.0001)，C、AB、B2对试验结果影响较显著(P<0.01)，B、AD、CD对试验结果影响显著(P<0.05)。由F值可知，各因素对长白楤木嫩芽感官评分影响的排序为：氯化钙浓度(C)>VC浓度(B)>浸泡时间(D)>柠檬酸浓。

图11 柠檬酸浓度与VC浓度交互作用影响长白楤木嫩芽感官品质的响应面图和等高线图Fig.11 Response surface and contour plot of the interaction between citric acid concentration and VC concentration on sensory quality of Aralia continentalis Kitagawa sprouts

图13 氯化钙浓度与浸泡时间交互作用影响长白楤木嫩芽感官品质的响应面图和等高线图Fig.13 Response surface and contour plot of the interaction between calcium chloride concentration and soakingtime on sensory quality of Aralia continentalisKitagawa sprouts

采用Design Expert 8.0.6软件对柠檬酸浓度、VC浓度、氯化钙浓度、浸泡时间4个因素间的交互作用进行响应面分析，得到以感官评分为响应值的响应面。各因素之间的交互作用对响应值的影响可用响应面图和等高线表示。响应面图的曲面坡度越陡峭，两因素之间的交互作用越大，当等高线趋于椭圆形，表示两因素之间的交互作用显著。由图11～图13和表5可知，AB偏回归系数差异较显著(P<0.01)，且AD、CD偏回归系数差异显著(P<0.05)，说明柠檬酸浓度与VC浓度、柠檬酸浓度与浸泡时间、氯化钙浓度和浸泡时间两两之间的交互作用对长白楤木嫩芽感官评分的影响均显著，这与表5显著性检验结果完全一致，进一步说明复合保鲜液的处理能延缓长白楤木嫩芽失重率的降低，使其感官品质及营养成分保存最佳,效果最好，延长了贮藏期[15]。

以感官评分为评价指标，分析得出响应面法优化长白楤木嫩芽复合保鲜液配方的最佳工艺条件为：最佳组合柠檬酸(A)1.46%、VC(B)1.10%、氯化钙(C)0.73%、浸泡时间(D)14.60 min，此时感官评分为(95.15±0.25)分。

2.2.3 验证试验

为了实际操作的方便性和可行性，将其改为柠檬酸(A)1.5%、VC(B)1.1%、氯化钙(C)0.7%、浸泡时间(D) 15 min。在此条件下进行3次平行试验验证，实际得到长白楤木嫩芽的感官评分为(96.55±0.05)分，与预测值(95.15±0.25)分相接近，由此可见，该模型可以较好地预测长白楤木嫩芽的感官评分。

3 结论

本试验以新鲜长白楤木嫩芽为原料，通过单因素及响应面试验，得到长白楤木嫩芽复合保鲜液配方的最佳工艺组合为：1.5%柠檬酸+1.1% VC+0.7%氯化钙，以最佳复合保鲜液浸泡15 min处理长白楤木嫩芽，得到长白楤木嫩芽的感官评分为(96.55±0.05)分，与预测值(95.15±0.25)分大致相符。结果表明，采用一定浓度的保鲜液进行复合护色保鲜可保持长白楤木嫩芽的感官品质，有效地延长了长白楤木嫩芽的贮藏期，从而提升其食用品质和商用价值，且对长白楤木嫩芽提供了一种简单有效的保鲜方法，该保鲜技术也对其他果蔬的保鲜贮藏研究具有一定的理论依据。