葡萄柚籽提取物和聚乙烯包装对香椿贮藏品质的影响

阿依图拉·拜各吐木尔, 李洁, 陈存坤, 刘慧, 李相阳*, 林少华

(1.北京农学院食品科学与工程学院, 食品质量与安全北京实验室, 农产品有害微生物及农残安全检测与控制北京市重点实验室, 北京 102206; 2.国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津), 天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室, 天津 300384; 3.北京农业职业学院食品与生物工程系， 北京 102442)

香椿(Toonasinensis)又名椿芽、香椿头、椿树等，是我国珍贵的木本植物之一[1-2]。香椿含有丰富的营养物质，香椿芽水分含量84%，蛋白质5.7%～9.8%，碳水化合物7.0%，粗纤维2.50%～2.78%[3-4]。香椿含有多种生物活性物质，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌、降血糖、保护雄性生殖系统、抗炎与免疫调节等作用[5-6]。但是，香椿属于季节性蔬菜，采收期短，水分和多酚类物质含量较高，采后极易褐变、腐烂变质、呼吸强度提高、营养成分降低，保鲜保存、运输难度大，严重影响香椿的经济价值[7-8]。

聚乙烯(polyethylene，PE)常用于蔬菜贮藏包装，具有韧性强、防水、对化学物质有抗性等优点[9-10]。朱苗等[11]采用聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride，PVDC)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、PE等保鲜技术处理香椿；杨颖[12]通过冰温和开孔调湿包装的方法处理香椿，研究其贮藏保鲜品质；王赵改等[5]研究了减压处理对香椿芽呼吸强度、外观及内在品质指标的影响；Lin等[13]研究发现，臭氧和PE影响香椿的贮藏时间。由上述研究发现，在新鲜果蔬中，PE包装可通过调节贮藏环境中O2和CO2的浓度达到保鲜效果。除了包装膜外，温度控制也是提升果蔬贮藏品质的关键要素。与传统冷藏库温度相比，在接近果蔬冻结温度下贮藏可以降低腐烂速度。该技术已应用于甜樱桃、油桃和杏等众多新鲜果蔬的保鲜[14]。然而，低温贮藏会导致果蔬腐烂的微生物数量增加[15]，因此需要研发更加有效的保鲜方式。葡萄柚籽提取物(grapefruit seed extract，GSE)是天然产物，无毒、安全且具有显著的防腐保鲜效果，GSE可以用作强抗氧化剂，具有抗衰老、增强运动能力及保护视力的功能[16]，并因其相溶性好、高温稳定性好、具有强大的抗菌活性，在食品包装中应用广泛[17]。高海艳等[18]研究表明，1%GSE负压渗透处理延缓了鸭梨的衰老和腐烂，改善了贮藏品质。然而关于PE膜与GSE结合对香椿进行处理，并探究最适GSE浓度的应用研究还未见报道。因此，本文拟研究不同浓度GSE(0.1%、0.3%和0.5%)和0.02 mm厚度的PE膜处理对香椿保鲜贮藏期间感官品质与生理生化指标的影响，以期为提高香椿采后品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

二茬香椿，采自北京市门头沟区雁翅镇苇子水村；GSE，中国农业大学食品营养与人类健康高精尖创新中心；PE膜，厚度为0.02 mm，O2渗透率是7.15 L·m-2·d-1·atm-1，CO2渗透率是23.14 L·m-2·d-1·atm-1，水蒸气透过率为5.15 g·m-2·d-1，国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)提供。

TU-1450紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；3-30K高速冷冻离心机，德国Sigma公司；FA-004型电子天平，上海精科天平有限公司；DK-S26型电热恒温水浴锅，上海精宏试验设备有限公司；医用注射器，北京金洋万达科技有限公司；GC4354F气相色谱仪，上海天美科学仪器有限公司；CNX-103 便携式乙烯测定仪，北京金洋万达科技有限公司；冷库，国家农产品保鲜工程技术研究中心。

1.2 样品处理

采摘成熟度和长度基本一致的二茬香椿，置于PE保鲜袋中，在3 h内运回实验室进行保鲜处理。将试验样品随机分为4组，每组10份，每份重500 g，进行以下处理：①CK组(对照组)，选用0.02 mm厚度的PE保鲜膜包裹；②0.1%GSE处理组，将香椿浸泡在质量浓度为0.1%的常温GSE溶液中1 min；③0.3%GSE处理组，将香椿浸泡在质量浓度为0.3%的常温GSE溶液中1 min；④0.5%GSE处理组，将香椿浸泡在质量浓度为0.5%的常温GSE溶液中1 min。GSE溶于灭菌后的蒸馏水中，香椿从GSE溶液中捞出后置于经过75%酒精擦拭后的台面上晾4 h，然后用0.02 mm厚度的PE保鲜膜包裹。所有处理组均贮藏于温度为(1±0.5)℃、湿度为(90±5)%的冷库中，分别于0、8、16、24、32 d进行取样。每次样品置于-80 ℃超低温冰箱中进行冷冻保存，用于感官品质与生理生化指标的分析，重复3次。

1.3 指标检测及方法

1.3.1感官评价感官评价是从色泽、气味及外观等方面判断和评价产品品质[18-19]。香椿的感官评价是从外表饱满度、叶子腐败率来进行测评的，如表1所示。

表1 感官评价标准

1.3.2理化指标的测定①失重率：采用称重法[20]进行测定，计算公式如下。

失重率=

(1)

②呼吸强度：采用静置法[20]进行测定。

③叶绿素：根据分光光度法[21]进行测定。

④维生素C(VC)：采用2，6-二氯靛酚滴定法[22]进行测定。

⑤色差：使用色差计测定样品在贮藏过程中色泽的变化。在0、8、16、24、32 d取样品进行测定并取平均值，得到亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)值[23]。

⑥乙烯释放速率：采用CNX-103 便携式乙烯测定仪测定，乙烯浓度的单位为μL·kg-1·h-1[20]。

⑦丙二醛(malondialdehyde，MDA)：采用硫代巴比妥酸法[20]进行测定。

1.4 数据处理

采用Excel 2017软件对数据进行整理，运用SPSS 20.0(IBM，USA)软件对不同组间数据进行显著性分析，并采用多重显著差异法(LSD)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对香椿感官品质的影响

香椿的视觉质量是最直观的品质指标[23]。由图1可以看出，随着贮藏时间的延长，CK组在第8 d就开始发生褐变，第24 d菜叶开始腐烂，第32 d时腐烂脱水率已经很高。用0.1%GSE处理的香椿在第24 d肉眼观察外观没有明显的变化，在第32 d开始褐变、腐烂，但第32 d的贮藏效果明显优于CK组。图2结果显示，随着贮藏时间延长，香椿感官评估分数不断下降，在0.3%、0.5%浓度GSE处理的样品组中，贮藏期间前8 d这两种浓度处理的香椿保鲜效果相似，到32 d时，0.5%GSE的贮藏保鲜效果更佳。结果表明，随着GSE浓度的增加，香椿贮藏时间延长，高浓度GSE延缓了香椿外观与感官品质的降低。

图1 不同处理下香椿外观情况

注：同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 不同处理对香椿亮度和色泽的影响

色泽是评价蔬菜品质非常重要的因素，颜色变化被认为是衰老开始的标志之一[20]。亮度、红度和黄度是衡量香椿色泽的重要指标[24]。L*值越大，亮度越大；a*值越高颜色越粉红，a*值越低颜色越绿；b*值越高颜色越黄，b*值越低颜色越蓝。从图3可以看出,在贮藏16 d后，CK组的L*值、a*值和b*值均有大幅下降。在贮藏24 d后，CK处理组和0.1% GSE处理组的a*值出现负值，香椿是偏绿的。贮藏32 d之后，对L*值进行差异性分析，0.5% GSE组处理的香椿与前3组均存在显著性差异(P<0.05)；对a*值进行差异性分析，0.5% GSE组处理的香椿与CK、0.1% GSE处理组有显著性差异(P<0.05)，但与0.3% GSE组无显著性差异。说明GSE处理对香椿颜色不会有负面影响，而且还可以延缓其颜色的变化，其中0.5% GSE处理效果最佳。

注：同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.3 不同处理对香椿失重率和MDA含量的影响

失重率是影响新鲜蔬菜品质评价的关键因素之一[20]。由图4可以看出，随着贮藏时间的延长香椿失重率上升。在贮藏32 d时，CK组失重率为18.37%，0.1%GSE组失重率为12.36%，0.3%GSE组失重率为10.29%。但0.5%GSE组失重率降低到8%，显著低于前2组(P<0.05)。随着GSE浓度的增加失重率降低，GSE处理能延缓香椿水分的流失。失重率6%～8%时不会影响新鲜果蔬的出售性[25]。因此，0.5%GSE处理香椿即便贮藏32 d依然满足市场的要求，而其他3组则不再符合市场的要求[26]。

注：同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化作用的产物，其含量多少可反映细胞膜脂过氧化程度及植物的衰老状态[27]。由图4可见，随贮藏时间的延长，香椿MDA含量上升。在贮藏24 d时0.5%GSE组MDA含量为0.032 μmol·g-1，与前3组有显著性差异(P<0.05)。

2.4 不同处理对香椿呼吸速率和乙烯生成的影响

香椿嫩芽的呼吸作用是影响贮运保鲜效果的重要因素之一[28]，与香椿的品质以及贮藏寿命密切相关。评价呼吸作用的生理指标是呼吸强度，香椿呼吸强度越强，品质下降越快[29]。由图5可以看出，香椿呼吸速率均呈先下降后上升的趋势。在贮藏8、16、24、32 d时，0.5%GSE组与CK、0.1% GSE两组呼吸速率均有显著性差异(P<0.05)，在32 d时，0.1%GSE组呼吸速率与0.3% GSE、0.5% GSE两组的呼吸速率有显著性差异(P<0.05)。说明GSE可以有效降低香椿的呼吸速率，而且随着浓度的增加呼吸强度降低。

乙烯是一种植物内源激素，能促进果蔬成熟，加快其衰老[8]。图5结果显示，乙烯释放速率和呼吸速率相似，呈先下降后上升的变化。这可能是香椿通过冰温贮藏抑制乙烯释放速率，随着温度的上升，新陈代谢加快导致乙烯释放速率加快。在贮藏8、16、24、32 d时CK组与0.5% GSE组呼吸速率均有显著性差异(P<0.05)，贮藏32 d时，0.5%GSE组处理的香椿乙烯释放速率与0.1%GSE、CK两组有显著性差异(P<0.05)。

图5 不同处理对香椿呼吸速率和乙烯生成速率的影响

2.5 不同处理对香椿叶绿素和VC的影响

显绿色的叶绿素极不稳定，在绿叶蔬菜贮藏时，易生成脱镁叶绿素，变成黄色以至褐色，从而导致蔬菜外观改变[29]。由图6可看出，随着贮藏时间的延长，4个处理水平样品中的叶绿素含量呈先升高再缓慢下降趋势。导致这一现象的主要原因可能是因为二茬香椿还在发育和积累营养，导致贮藏前期叶绿素含量上升。在贮藏后期，随着贮藏时间的延长，叶绿素含量也在不断地降低[20]。因此，叶绿素含量与香椿衰老和成熟程度有关。在32 d时，0.3%GSE组叶绿素含量为1.62 g·kg-1，0.5%GSE组叶绿素含量为1.56 g·kg-1，存在显著差异(P<0.05)，由此可见，0.5 % GSE处理组很好地延缓了叶绿素的生成，保持了香椿较为红亮的外观。

注：同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

VC是评价果蔬产品质量的重要参数之一，但在贮藏加工时易损失[30]。由于香椿正处于发育和积累营养期，贮藏前期VC出现上升趋势，在贮藏后期，随着营养物质不断被消耗，VC含量也不断降低。贮藏32 d时，CK组VC含量为29.03 mg·kg-1，0.5 % GSE组VC含量为38.30 mg·kg-1，两组存显著差异(P<0.05)。

3 讨论

果蔬贮藏过程中，由于多种环境因素的共同作用，活性氧在细胞内的代谢平衡会遭到破坏，产生大量自由基，使果实衰老加速，而GSE含有的多酚类物质具有强抗氧化作用，有助于缓解果蔬衰老。吴宁等[31]利用不同浓度的GSE溶液对香菇进行浸泡处理后风干，发现适宜的GSE浓度处理有助于缓解MDA含量的上升，使香菇保持良好的品质，延长贮藏期。这与本研究中香椿MDA含量在GSE处理后显著低于对照组的结果一致。细菌和霉菌等的感染是导致果蔬腐败变质的重要原因[32]，GSE良好的抗菌性对果蔬延长贮藏期、保持良好的感官品质十分重要。Heggers等[33]对多种生物进行了测试，发现被测试的67种生物型都对GSE敏感，GSE对革兰氏阴性菌及革兰氏阳性菌均具有杀菌作用。在对GSE处理后果蔬细菌生长研究方面，XU等[34]以黄瓜和生菜作为蔬菜模型，选择3株沙门氏菌及3株单增生李斯特菌进行研究，结果表明，GSE既可以明显抑制细菌生长并延长保质期，且感官评价与化学合成剂的处理效果没有显著差异。这与本研究中GSE组感官品质明显优于对照组，且腐败变质速度减缓的结果一致。

PE膜包装果蔬可对其贮藏周围环境气体成分进行调节，起到一定的保鲜作用。本研究使用PE膜对香椿进行包装，研究发现呼吸速率的增强得到了有效抑制，这与Lin等[13]利用臭氧和PE膜处理香椿后，香椿呼吸强度降低、叶绿素流失减少、贮藏时间延长的研究结果一致。PE膜的防水性对果蔬贮藏中失重率上升可以起到减缓作用。汪敏等[10]利用不同厚度的PE膜对白菜进行包装处理，结果表明，PE膜包装的白菜失重率都明显降低且质量都明显优于未包装，这与本研究中GSE组香椿失重率明显低于对照组的结果一致。

综上所述，作为一种天然的强抗氧化剂，GSE含有大量的多酚化合物，具有抗菌抗病毒、显著延缓果实的采后成熟、延长其货架期的作用，在作用中不会对果蔬造成感官品质的损害，并且与化学试剂相比，对环境更加友好。PE膜因其韧性好，抗化学物质，具有防水性，有助于减缓果蔬失重率下降并降低果蔬呼吸速率。二者联合使用可对果蔬起到良好的保鲜效果，有助于减轻果蔬类产品采后处理不当造成经济损失。本研究结果对日后果蔬保鲜向着更加安全有效的方面发展提供了重要的参考。