常温下莲蓬不同保鲜技术的比较

2021-06-30张铎

现代食品科技 2021年6期

张铎

（河北化工医药职业技术学院质量检测与管理系，河北石家庄 050026）

莲子，作为药食同源的食品，含有极其丰富的营养物质，具有良好的保健作用和较高的药用价值[1,2]。但是莲蓬采后的呼吸强度非常大，由于蒸腾作用大，水分很容易蒸发引起萎蔫；莲蓬多酚物质含量非常高，容易发生褐变，从而影响莲蓬的品质和商品质量。莲蓬生产的季节性较强，生产季节环境温度、湿度较高，莲蓬采摘后容易发生腐败和褐变[3]，在我国，大部分的莲蓬销售还处于农民采摘后直接到市场售卖的阶段，因此研究一种方便又经济的保鲜方法具有极其重要意义。

近年来，关于莲蓬、莲子保鲜技术的研究逐渐增多，王建辉等人研究得出，在4 ℃下储存可减少莲蓬的失重率和呼吸强度[4]；隋棠等人研究了气调低温保存莲蓬的方法，发现2 ℃下气体浓度O2为13%~15%，CO2为5%~5.5%可有效延长莲蓬的储存周期[3]。朱雁青等人研究了低温下不同薄膜对莲蓬保鲜的影响，研究发现5 ℃下P2聚乙烯袋可以延缓莲蓬的褐变[5]。但这些研究都是基于低温贮藏进行的研究，对于农民来说在实际操作上存在一定的困难。

1-甲基环丙烯（1-MCP）是乙烯的抑制剂，在其浓度很低的情况下即可延缓果实成熟，并保持许多水果和蔬菜的贮藏品质，例如番茄、鳄梨和西兰花[6-8]。果蜡处理是较早使用的果蔬涂膜保鲜剂，果蜡处理可以在果实表面形成一层保护膜，可以堵塞果实表面的气孔，降低果实水分的流失，还能预防微生物的侵染[9,10]。本文通过对比常温下对莲蓬进行薄膜包裹、果蜡涂抹和1-MCP处理的保鲜效果，可以为农民提供一个既有效又经济的保鲜方法，增加莲蓬的货架期、提高莲蓬的品质，对提高农民经济收入有重要帮助。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜莲蓬：产自泰州溱潼，均为当天上午6~7时采摘，采摘完成后在1 h内将莲蓬运送至实验室；选取直径大小约10 cm、成熟度相当、颜色翠绿、未受到任何损伤的莲蓬放置在25 ℃的空调房内备用。

仪器：分析天平AUW120D，日本岛津；电热恒温鼓风干燥箱DHG-9070型，上海三发科学仪器有限公司；高效液相色谱仪U3000，赛默飞世尔科技公司；紫外可见分光光度计752PRO，上海棱光技术有限公司。

1.2 试验方法

选取280个新鲜莲蓬，随机分为4组，分别为：对照组（环境温度25 ℃、莲蓬做好标记、平铺放置）、薄膜保鲜组（环境温度25 ℃、莲蓬采用聚乙烯保鲜袋包裹、做好标记、平铺放置）、果蜡涂抹保鲜组（环境温度25 ℃、莲蓬采用果蜡喷涂、做好标记、平铺放置）、1-MCP保鲜组（环境温度25 ℃、莲蓬采用1-MCP处理后再装入保鲜袋、做好标记、平铺放置），每组70个莲蓬；每天每组选取10个莲蓬进行指标测定（感官评价、褐变指数、失重率、硬度、可溶性固形物、有机酸、呼吸强度、丙二醛），实验总共进行7 d（采摘当天为实验第一天）。

果蜡涂抹：用浓度为50 g/L的果蜡（RQT-G-4，河南瑞奇特化工有限公司），直接喷洒至莲蓬，等待5 min，晾干后装入保鲜袋内。

1-MCP：称量1-MCP（“鲜博士”，咸阳西秦生物科技有限公司）粉末0.01 g，放入装有莲蓬的保鲜袋中。

1.2.1 感官评价

感官评价小组采用评分法[11]对莲蓬进行评价。评分标准见如下表格。

表1 莲蓬感官品质评价的9分制法Table 1 Nine score for sensory quality evaluation of lotus seedpod

表2 莲子感官品质评价的9分制法Table 2 Nine-score for sensory quality evaluation of lotus seed

1.2.2 褐变指数

根据褐变面积[5]对10个莲蓬进行分级（见表3），然后再计算褐变指数。计算的公式如下：

表3 褐变等级评定表Table 3 Browning rating table

1.2.3 失重率

失重率采用直接称量法[11]，采摘当天进行一次称量M1，取样当天进行一次称量M2，计算方法如下：

1.2.4 呼吸强度[11]

采用静置法对莲蓬的呼吸强度进行检测。称取3个莲蓬的质量m（g），将莲蓬放在置有干燥剂的干燥皿中，干燥皿中放置无盖培养皿，培养皿内含50 mL 0.1 mol/L的氢氧化钠，盖上干燥皿的盖子，开始计时，2 h后将培养皿取出，搅拌均匀后分别吸取20 mL于2个锥形瓶中，滴入3 mL饱和氯化钡溶液，振荡使其充分反应，加入0.2 mL酚酞，用0.1 mol/L的草酸滴定至无色，记录草酸消耗的体积V1；同时做空白对照，记录消耗体积为V0。计算公式如下：

式中：V0：滴定空白时消耗草酸的体积，mL；V1：滴定样品时消耗草酸的体积，mL；m：莲蓬的质量，g。

1.2.5 可溶性固形物

使用匀浆机将10颗莲子研磨打成浆汁，双层纱布过滤（必要时可离心），使用便携测糖仪测定。

1.2.6 丙二醛

参照GB 5009.181进行检测。

1.2.7 多酚氧化酶（PPO）活性

称取1.5 g莲子至50 mL锥形瓶中，加入10.0 mL磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲溶液（0.2 mol/L，pH 6.0），加入2.0 mL邻苯二酚溶液（13 g/L），在37 ℃恒温振荡反应15 min后迅速放入0 ℃冰水中，静置3 min，冷冻离心10 min（4 ℃，10000 r/min），滤液倒入1 cm比色皿，在410 nm下测定其吸光度，空白调零，以相对酶活（%）表示。每克样品每分钟吸光度值变化0.001为1个多酚氧化酶活力单位。

1.3 统计分析

采用Excel软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 对莲蓬和莲子感官评价的影响

根据图1可知，莲蓬和莲子的感官评价得分都随着存储时间的延长而下降，由于莲子被莲蓬包裹起到了保护作用，而莲蓬完全暴露在外界，所以莲子的感官下降比莲蓬慢。从图1a可知，常温储存条件下，对照组到第4 d，莲蓬的感官出现萎蔫，其感官得分低于8分，需要对其进行降价售卖；而进行薄膜包裹处理的莲蓬，其感官得分在第4 d仍能保持8.5分；除了进行薄膜包裹还额外进行果蜡涂抹和1-MCP处理的莲蓬，其感官得分在第6 d仍能保持8.3分。莲蓬受到果蜡、1-MCP的保护，减少了水分的挥发，延缓了莲蓬的萎蔫和品质变化。从图1b可知，经过果蜡涂抹和1-MCP处理的莲子其感官得分在第7 d为8.5分以上，而对照组第7 d的莲子感官得分为8.0分，说明这两种保鲜技术都对莲子起到了保鲜作用。薄膜包裹可以很大程度上减少莲蓬与外界过度接触；果蜡的涂抹可以在莲蓬、莲子的表面形成一层薄膜，堵塞莲蓬表面的小孔，更深程度上将莲蓬与空气隔绝，降低了呼吸强度，减小了蒸腾作用；1-MCP可以直接抑制莲蓬的呼吸作用，减少乙烯的产生，使莲蓬的颜色保持翠绿，延缓了莲蓬的衰老[12,13]。

图1 不同保鲜技术下莲蓬感官随时间的变化（a）；不同保鲜技术下莲子感官随时间的变化（b）Fig.1 Changes of lotus seedpod sensory with time under different preservation techniques (a); Changes of lotus seed sensory with time under different preservation techniques (b)

2.2 对莲蓬褐变指数的影响

褐变是新鲜莲蓬品质降低的主要原因之一。从图2可知，随着存储时间的加长，莲蓬的褐变指数增大明显；对照组的莲蓬褐变指数在第7 d时达到了0.50，而1-MCP处理的莲蓬在第7 d的褐变仍能保持在0.25以下。多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）是导致植物褐变的主要原因，PPO有氧条件下会与植物内源性酚类物质形成邻醌，邻醌通过自氧化途径形成聚合色素分子，产生褐变[14]。莲蓬在存储过程中会受到外界环境的的影响，莲蓬中的PPO与氧气接触越长褐变越严重。研究表明，1-MCP处理可以降低果实PPO的活性[13,15]，增强细胞抗氧化能力，减少活性氧的产生，防止脂质过氧化，保护细胞超微结构，从而减少外部褐变的发生，延长了采后货架期。

图2 不同保鲜技术下莲蓬褐变指数随时间的变化Fig.2 Changes of browning index with time under different preservation techniques

2.3 对莲蓬失重率的影响

失重率是衡量莲蓬水分损失率的主要指标，从图3可知，在采摘存储过程中，失重率不断升高，对照组的水分损失在第7 d达到了7.46%，薄膜包裹、果蜡涂抹和1-MCP处理的水分损失在第7 d分别达到了5.58%、4.28%和4.43%；与3个实验组相比，对照组的失重率要大很多，这说明三种不同的处理方法都可在一定程度上减少莲蓬水分的丢失。薄膜袋在一定程度上为莲蓬的存储形成了与外界隔断的空间，提高了莲蓬所处环境的湿度，减轻了水分的丢失[5]。莲蓬在第3 d时水分丢失速率最大，这说明莲蓬采后的呼吸作用很强，更容易引起水分的丢失。

图3 不同保鲜技术下莲蓬失重率随时间的变化Fig.3 Variation of weight loss rate of lotus seedpod with time under different preservation techniques

2.4 对莲蓬呼吸强度的影响

从图4可知，莲蓬的呼吸强度先减小后增大，在第5 d达到顶峰，然后再降低。对照组的莲蓬呼吸强度始终维持在较高水平，第5 d的时候达到了37.2，比第1 d增加了9.41%；薄膜包裹组第5 d达到了36.1，比第1天增加了6.18%；果蜡涂抹组第5 d达到了35.9，比第1 d增加了5.59%；1-MCP处理组第5 d为34.1，比第1 d增加了0.29%；3个处理组的呼吸强度都得到了不同程度的抑制，1-MCP组抑制效果最佳。呼吸作用是莲蓬采后的一个生理作用，其强度是反应新陈代谢速度的指标之一，呼吸强度过大可以加速莲蓬的衰老。影响呼吸强度变化的因素有温度、含水量和CO2含量。莲蓬采摘后，呼吸强度不断增大，呼吸不断产生二氧化碳同时也使莲蓬含水量不断下降，当二氧化碳积累到一定浓度时反过来抑制了呼吸作用，莲蓬自身的水分的损失也对呼吸作用有一定的影响[5,16,17]。研究表明，一定浓度的1-MCP可以降低呼吸强度和减小乙烯浓度[12,18]。

图4 不同保鲜技术下莲蓬呼吸强度随时间的变化Fig.4 Changes of respiration intensity of lotus seedpod with time under different preservation techniques

2.5 对莲子可溶性固形物的影响

可溶性固形物指溶液中溶质的含量，在莲子中，溶质一般指的是可溶性的糖类。从图5可以看出，莲子在储藏过程，其固形物含量不断减少。对照组在第7 d时相对第1 d减少了66.82%，薄膜包裹、果蜡涂抹、1-MCP处理组在第7 d相对第1 d分别减少了45.83%、40.19%和37.87%。对照组的减少量远比3个实验组大；这说明对莲蓬进行薄膜包裹和果蜡涂抹、1-MCP处理，可以有效的缓解莲蓬、莲子的衰老。在第3 d后，可溶性固形物的降低速度减慢，有可能的影响是莲蓬的失重率增长较快，影响了最终可溶性固形物的测定[9]。从试验结果看，1-MCP处理的莲蓬，其可溶性固形物减少速度最慢，其延缓衰老的效果最佳。

图5 不同保鲜技术下莲子可溶性固形物随时间的变化Fig.5 Changes of soluble solids of lotus seeds with time under different preservation techniques

2.6 对莲子丙二醛浓度的影响

在正常的呼吸条件下，新鲜的果实在采摘后衰老过程都会产生活性氧。活性氧的产生和清除之间的平衡发生改变，活性氧积累引起的脂质过氧化，导致对植物细胞产生氧化损伤[19]，丙二醛是脂质氧化的最终产物，是膜脂过氧化的评判指标[20]。从图6可以看到，莲蓬的丙二醛随着存储时间不断升高，且对照组的丙二醛含量最高，第7 d达到了1.53 μmol/L，在存储初期增加速度最快，其增长速率为0.51。莲蓬在存储过程中丙二醛不断积累升高，这说明莲蓬内部细胞发生了衰老。薄膜包裹和果蜡涂抹组的莲蓬，丙二醛在第7 d分别达到1.33 μmol/L和1.19 μmol/L，比第1 d分别增加了0.90 μmol/L和0.76 μmol/L。莲蓬在1-MCP的处理下，第7 d时丙二醛达到了1.03 μmol/L，比第1 d增加了0.60 μmol/L，这说明1-MCP处理可以减少丙二醛的增加，有效减缓莲子组织细胞的膜脂过氧化。1-MCP可以增强果实的抗氧化能力，降低过高的超氧自由基和过氧化氢浓度，减少了氧化损伤[21]。

图6 不同保鲜技术下莲子丙二醛含量随时间的变化Fig.6 Changes of malondialdehyde content of lotus seeds with time under different preservation techniques

2.7 对莲子PPO活性的影响

从图7可以看出，对照组莲子的PPO活性在贮存初期急剧上升，在第3 d的时候相对酶活达到了最高峰116%，比第1 d增加了84%，随后就逐渐降低，但莲蓬的褐变指数仍随着时间的延长而增大（见图2）；经过1-MCP处理的莲子，其PPO活性增长缓慢，第5 d时达到最高52%，比第1 d增加了20%。在贮存初期，莲蓬采摘后其组织细胞遭到破坏，造成膜系统损伤，酚类物质增多，促使PPO活性增大[5]，因此PPO活性呈现先上升的趋势；随着贮藏时间的加长，酚类物质含量下降，其PPO活性下降。研究表明[15]，1-MCP可以降低果实的PPO活性。

图7 不同保鲜技术下莲子PPO活性随时间的变化Fig.7 Changes of PPO activity of lotus seeds with time under different preservation techniques

从试验结果来看，在常温下莲蓬的保鲜周期都不长，但是薄膜包裹、果蜡涂抹和1-MCP处理都在一定程度上延长了莲蓬和莲子的保存时间。薄膜包裹处理，能够有效减少蒸腾作用的发生，减少莲蓬水分的流失，起到延长贮藏期限的效果[17]。果蜡涂抹处理把莲蓬的空隙封闭了，抑制了莲蓬的呼吸作用，减少了水分的蒸发，减缓莲蓬的衰老，从而起到保鲜作用[22]。根据试验数据，1-MCP处理的保鲜效果最佳，1-MCP在常温中会以气体形式存在，它除了能够抑制乙烯的催熟作用，还减少了莲蓬周围的氧气浓度，抑制了莲蓬的呼吸作用[13,23]。