微环境气调结合相温贮藏对兰州百合采后品质的影响

魏宝东，康丹丹，张 鹏，李江阔*

（1 沈阳农业大学食品学院 沈阳110866 2 国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室 天津300384）

兰州百合产自甘肃兰州，不仅有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素、矿物质，还含有百合多糖、生物碱、皂苷、黄酮类等生理活性物质，既可作为餐桌上的美食，又是中医药的重要材料，其营养美味，使用价值广，深受人们喜爱[1]。由于鲜百合采后贮藏不当易腐烂、失水或发生紫化等现象，因此目前多采用百合干、百合粉、百合口服液、百合酥等加工产品来使其价值最大化[2]。

随着人们生活水平的提高，新鲜果蔬扮演着越来越重要的角色，冷库冷藏、真空包装、喷施保鲜剂等方法是新鲜百合常用的贮藏保鲜方式。Legnani 等[3]在22～25 ℃，1%低氧环境中对百合种球进行研究，通过气调（MA）可延长其保质期。百合适宜的贮藏温度范围-2～0 ℃，且低温结合气调保鲜效果最佳[2]。可有效抑制百合的紫红色变，对百合贮藏效果最佳[4]。利用水杨酸、ClO2、1-MCP 对百合进行处理，水杨酸与ClO2可以较好地维持百合的品质[5]。冷库可实现大批量百合贮藏或采后运输途中的保鲜，然而低温贮藏条件有限。真空包装可满足小数量百合的保鲜，然而，贮藏温度过高或时间过长易产生高浓度CO2，使得百合无氧呼吸中毒，营养活性物质流失等，且属于一次性产品，成本高、污染大。采用多种方式综合作用为最理想、最流行的贮藏保鲜方式。

李江阔等[6]设计的便携式多功能果蔬贮运微环境气体调控保鲜箱，可贮藏体积小的易腐果蔬。微环境气调（mMAP）是利用O2和CO2，甚至引入植物激素、精油、ClO2等挥发性气体成分，通过温湿度来控制果蔬采后的生理作用，达到延长贮藏期或货架期的目的，目前已应用到樱桃、软枣猕猴桃、蓝莓等水果中[7]。相温贮藏是通过控制环境温度区间大小来调节果蔬生理活动的方法。王祥宁等[8]试验表明，-1 ℃条件下温度差小于±0.5 ℃可有效控制百合种球呼吸强度及物质消耗，为百合创造更为适宜的贮藏环境。本试验将微环境气调与相温贮藏结合，对比百合单独的微环境和单独的相温贮藏时环境气体的动态变化，检测百合的硬度、腐烂率、营养物质、生理指标以及百合挥发性物质种类和含量的变化情况，探究采用综合方法保鲜与单一方法保鲜的百合品质的差异，确定更优的保鲜方式。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

百合采自甘肃兰州，采收后挑选无损伤无病虫害且大小均一的基地处理后冷链物流（0～4 ℃）运回实验室冷库；微环境气调箱（28 cm×22 cm×12 cm），两侧各有两个通气口（20 cm×15 cm，气孔间距15 cm），带有气调元件，宁波国嘉农产品保鲜包装技术有限公司；芦丁标品、无水乙醇、亚硝酸钠、氢氧化钠、硝酸铝、无水葡萄糖、酒石酸钾钠、3，5-二硝基水杨酸、氢氧化钠、考马斯亮蓝G250、苯酚、牛血清蛋白标准品、冰乙酸、无水乙醇等试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

冷藏库与相温库，国家农产品保鲜工程研究中心（天津）；CheckPoint 便携式气体测定仪，丹麦PBI Dansensor；2010 型气相色谱仪，日本岛津公司；TA.XT.plus 物性测定仪，英国SMS 公司；HH-1数显恒温水浴锅，金坛市金南仪器制造有限公司；A11 basic 研磨机，德国IKA 公司；ML503/02 电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；TU-1810 紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；C21-WK2102 电磁炉，广东美的生活电器制造有限公司；Trace DSQ MS GC-MS 联用仪，美国Finnigan 公司；Sigma 3-30k 高速冷冻离心机，德国SIGMA 离心机有限公司；57330u 固相萃取手柄，北京华尔博科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试材处理 百合采摘后将挑选的百合装入微环境气调保鲜箱中，18 箱不粘贴气调元件，30箱粘贴气调元件，共48 箱，每个气调箱承装百合约2 kg，将所有试材通过冷链物流车（0～4 ℃）运回实验室后，将15 箱粘贴气调元件的微环境气调箱百合放入冷库（0.2 ℃±0.5 ℃），记作CK+相温；然后，将18 箱不粘贴气调元件的微环境气调箱百合、15 箱粘贴气调元件的微环境气调箱百合放入相温库（-0.4 ℃±0.1 ℃），分别记作mMAP+冷藏、mMAP+相温。放入制冷库的百合，均预冷24 h 后扣盖贮藏。每隔15 d 进行取样检测相关指标，每个处理3 次重复试验。

1.3.2 指标测定 箱体内气体含量用便携式气体测定仪定期测量；腐烂率采用称重法测定，腐烂率（%）=腐烂鳞茎数×100/总鳞茎数；硬度采用TA.XT.PLus 物性测定仪测定[9]，在百合种球对称面的鳞茎花瓣中间点分别测定，每个处理做10 次重复，取平均值。TA 测试参数：穿刺深度10 mm，P/2探头（φ=2 mm），测试速度为2 mm/s。还原糖采用DNS 法测定[10]，可溶性蛋白用考马斯亮蓝比色法测定[11]。黄酮采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH 法[12]。呼吸强度采用静置法测定[13]；乙烯生成速率用气相色谱仪测定[13]。百合挥发性物质用气相-质谱联用分析法[14]测定，稍作改动。样品前处理方法：取新鲜百合打浆成膏状并取8.00 g 于顶空瓶底中，密封顶空瓶后50 ℃水浴加热15 min，用预热的固相萃取手柄于50 ℃顶空萃取30 min，再上气相色谱解吸5 min 进行检测。

1.4 数据分析

试验数据用Excel 2003 软件处理分析并作图，采用DPS 7.5 软件LSD 差异显著，所有数据均3 次重复，取平均值。

2 结果与分析

2.1 mMAP 结合相温对百合箱体内气体含量的影响

图1 是百合贮藏过程中箱体内气体含量的变化，可以看出随着贮藏时间的延长，O2含量整体逐渐降低，CO2含量整体逐渐增加，说明百合有氧呼吸产生了CO2，箱体内O2含量在9.4%～15.6%，CO2含量在4.7%～10.8%。15 d 时，与mMAP+冷藏对比，mMAP+相温的O2含量较低，CO2含量较高，气体变化较为明显，可能是百合为了适应相温环境呼吸作用增强所致；15～45 d 期间，mMAP+相温的O2含量始终较低，CO2较高；贮藏60～75 d，两处理两种气体含量均在10%左右，无明显差异，因此，相温贮藏相比冷藏为百合提供了较高浓度的CO2环境。

图1 mMAP 结合相温对百合箱体内气体含量的影响Fig.1 Effect of mMAP combined phase temperature on gas content in lily box

2.2 mMAP 结合相温对百合感官品质（腐烂率、硬度）的影响

表1 是百合贮藏期间腐烂率的变化情况。可看出随着贮藏时间的变化，各处理百合腐烂率呈现逐渐增加的趋势，15 d 时，CK+相温出现1%的腐烂率，其它两组无腐烂情况发生；60 d 时CK+相温腐烂率达到78.86%，mMAP+冷藏为59.21%，mMAP+相温为31.83%，各处理差异显著（P<0.05），经过试验中腐烂率的统计并观察，贮藏60 d 时CK+相温不仅表面第一层腐烂，第二层腐烂现象也较严重，mMAP+冷藏组第二层腐烂情况较轻，而mMAP+相温组第二层未出现腐烂；75 d 时CK+相温全部腐烂，mMAP+冷藏腐烂率达到80%以上，mMAP+相温仅为58.12%，各处理对比差异显著（P<0.05）。因此，微环境气调结合相温贮藏可以显著降低百合的腐烂率。

表1 mMAP 结合相温对百合腐烂率的影响（%）Table 1 Effects of mMAP combined phase temperature on the rotting rate of lily（%）

硬度体现了果蔬的质地情况，一般情况下硬度越高说明果蔬越新鲜。如表2 是百合贮藏期间硬度的变化情况，可以看出随着贮藏时间的变化硬度逐渐下降，45 d 时，mMAP+冷藏与mMAP+相温硬度均大于29 kg/cm2，CK+相温已经下降到25 kg/cm2以下，与其它处理相比差异显著（P<0.05）；75 d 时，CK+相温组失去商品价值，mMAP+相温硬度为28.09 kg/cm2，高于mMAP+相温27.07 kg/cm2（P>0.05）。因此，微环境气调结合相温贮藏可维持百合硬度在相对较高水平。

表2 mMAP 结合相温对百合硬度的影响（kg/cm2）Table 2 Effects of mMAP and phase temperature on the hardness of lily（kg/cm2）

2.3 mMAP 结合相温对百合营养品质（还原糖、可溶性蛋白、黄酮含量）的影响

还原糖是百合最重要的营养指标之一，由淀粉分解而来，是呼吸作用的重要底物。图2a 是百合还原糖含量的变化情况，可以看出CK+相温与mMAP+冷藏的还原糖含量呈现锯齿变化，mMAP+相温先降低后升高且变化较平缓。CK+相温30 d出现最高拐点，mMAP+冷藏60 d 出现最高拐点，mMAP+相温贮藏期间无最高拐点，说明mMAP+相温可使百合还原糖含量保持平稳状态。CK+相温在75 d 失去商品价值，15～75 d 时相比较其它两组mMAP+相温还原糖含量始终处于较低水平，可能是mMAP+相温百合的淀粉分解较慢，还原糖分解较快的原因；贮藏后期各处理还原糖均有明显增加趋势，可能是百合休眠期即将解除，淀粉大量分解成糖以满足自身生理活动需要。综上可得，微环境气调结合相温贮藏可维持百合还原糖处于相对平稳水平。

可溶性蛋白含量间接反映了机体代谢酶的活力大小。图2b 是百合可溶性蛋白含量的变化情况，在15 d 时百合可溶性蛋白含量骤然增加，蛋白质对温度较敏感，可能是百合贮藏环境温度忽然降低，机体为适应环境所致。图中蛋白质含量整体呈现先上升后下降再上升的趋势，mMAP+冷藏在45 d 以后逐渐升高，mMAP+相温在60 d 后升高，CK+相温60 d 达到最低，可能与百合休眠期有关，75 d 失去商品价值。综上可得，在mMAP+相温环境下贮藏后期百合的蛋白含量较低。

黄酮是植物次生代谢产物最重要的物质之一，具有生物活性，可以清除机体有害自由基[15]。图2c是百合的黄酮含量变化，15 d 时各处理曲线均升高，可能是百合受贮藏环境影响做出的应激响应，诱导产生更多黄酮物质，mMAP+相温上升最缓慢，说明mMAP+相温的百合生理活动较其它两组缓慢；30～60 d 时CK+相温与mMAP+相温变化较平稳，mMAP+冷藏先降低后升高，说明百合mMAP+冷藏在45 d 后生理代谢加快，促进了黄酮的产生，mMAP+相温在60 d 后代谢加快，最终含量高于mMAP+冷藏，CK+相温在75 d 失去商品价值。因此，mMAP+相温在贮藏前期使得百合黄酮含量平稳波动，贮藏后期高于mMAP+冷藏。

图2 mMAP 结合相温对百合营养品质的影响Fig.2 Effect of mMAP combined phase temperature on nutrient quality of lily

2.4 mMAP 结合相温对百合生理指标（呼吸强度、乙烯生成速率）的影响

图3a 是贮藏期间百合呼吸强度的变化情况，整体呈先降低后升高再降低的趋势，15 d 时降低可能是百合适应低温环境的原因；15～45 d 时各处理呼吸强度均呈递增趋势，与其它两组相比，mMAP+相温呼吸强度较大，与呼吸底物还原糖含量的试验结果相对应；60～75 d 时逐渐降低，与其它两组相比，mMAP+相温呼吸强度较低，在贮藏75 d 时低于mMAP+冷藏（P>0.05），CK+相温失去商品价值。说明mMAP+相温贮藏后期可控制百合呼吸强度在较低水平。

图3b 是贮藏期间百合乙烯生成速率的变化情况，整体均呈锯齿状上升。CK+相温在贮藏45 d变化最大，达到最高点，可能是休眠期原因，生理活动出现拐点，60 d 骤降，75 d 失去商品价值；mMAP+相温的百合乙烯生成速率贮藏15～60 d 时整体低于mMAP+冷藏，75 d 时mMAP+相温的乙烯生成速率明显高于mMAP+冷藏，可能是后期百合休眠期解除，生理代谢加快的原因。由此可得，mMAP+相温贮藏前60 d 有效抑制了乙烯生成速率。

图3 mMAP 结合相温对百合生理指标的影响Fig.3 Effect of mMAP combined with phase temperature on physiological indicators of lily

2.5 mMAP 结合相温对百合挥发性物质的影响

挥发性物质是体现果蔬风味的重要物质，可利用物质相对含量及种类的变化来判断果蔬的新鲜程度。图4 是百合贮藏期间挥发性物质的相对含量变化情况，可看出醇类、醛类、酯类及烯烃是主要的挥发性物质。3 个处理中醇类与醛类含量相对较高，对于CK+相温，醇类与醛类呈现先增加后降低趋势，醇类物质相对含量第15 天最高，醛类物质含量在第45 天最高，酯类呈现逐渐降低趋势；对于mMAP+冷藏，醇类逐渐增加，醛类先增加后降低，酯类逐渐降低，烯烃先增后减，整体相比较CK+相温，mMAP+冷藏贮藏后期醇类与烯烃物质相对含量增加，醛类相对含量降低；mMAP+相温百合与mMAP+冷藏挥发性物质相对含量变化趋势一致，相比较mMAP+冷藏，mMAP+相温在贮藏后期降低了醇类与酯类物质的相对含量，提高了醛类物质含量。

图4 百合3 个处理的挥发性物质相对含量变化Fig.4 Changes in the relative contents of volatile substances in three lily treatments

图5 是百合各处理贮藏75 d 的色谱-质谱总离子流图，可看出75 d 的百合相对丰度较为突出且具有代表性的挥发性物质及相对含量由图可得，CK+相温中正己醛28.45%、己烯醛10.49%、正己醇27.90%、（Z）-庚烯醛1.15%、乙酸己酯6.24%、（E）-2-辛烯醛1.19%、（Z）-壬烯醛0.58%、十二醛1.11%、海松-8（14），15-二烯2.77%及17 羟基-17 氰基-4-en-3-烯醇酮1.40%；相比较CK+相温，mMAP+冷藏抑制了正己醛（14.92%）、己烯醛（6.04%）、（Z）-庚烯醛（0.65%）及（E）-2-辛烯醛（0.37%）相对含量，增加了正己醇（32.66%）、乙酸己酯（6.63%）、（Z）-壬烯醛（0.66%）、十二醛（3.42%）、海松-8（14），15-二烯（10.07%）及17 羟基-17 氰基-4-en-3-烯醇酮（4.87%）；相比较mMAP+冷藏，mMAP+相温降低了正己醛（13.23%）、正己醇（21.50%）、乙酸己酯（3.04%）、（Z）-壬烯醛（0.63%）、海松-8（14），15-二烯（8.48%）及17 羟基-17 氰基-4-en-3-烯醇酮（4.01%），增加了己烯醛（12.39%）、（Z）-庚烯醛（0.74%）、（E）-2-辛烯醛（0.52%）、十二醛（10.01%）的相对含量。正己醛由脂肪氧化酶氧化而成，具有豆腥味[16]；己烯醛有叶片气味，提高蔬菜的耐高温性；正己醇透明无色液体带有一种水果气味，天然存在于柑橘类浆果中；（Z）-庚烯醛具有青草香，为绿茶鲜汁饮料中的呈香物质[17-18]；乙酸己酯具有青草与水果香气，存在于香蕉皮、苹果、梨及茶叶中；（E）-2-辛烯醛与（Z）-2-壬烯醛为成熟的西瓜果实主要的风味物质，具有青草味及黄瓜味[19]；十二醛具有脂肪香气，天然存在于柠檬、甜橙家族等果蔬精油中；海松-8（14），15-二烯为一种生理活性物质，在药材石斛中有报道[20]，17 羟基-17 氰基-4-en-3-烯醇酮为一种激素类物质，可调节生物体机能，常用作药物的合成[21]。

图5 3 个处理的百合75 d 色谱-质谱总离子流图Fig.5 Total ion flow diagram of three treated lily 75 d chromatography-mass spectrometry

综上可得，相比较其它两组，mMAP+相温抑制了醇类、酯类及烯烃物质的产生，促进醛类物质的生成，75 d 时降低了正己醛、正己醇、乙酸己酯、（Z）-壬烯醛、海松-8（14），15-二烯及17 羟基-17氰基-4-en-3-烯醇酮物质的相对含量，促进了己烯醛、（Z）-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、十二醛等醛类香气物质的释放。

3 讨论

微环境贮藏是利用箱体微小环境内的气体成分及比例控制果蔬的生理作用，以延长果蔬贮藏期的方法，目前微环境的气调箱已经应用于甜柿[22]、恭城月柿[23]、磨盘柿[24]及软枣猕猴桃[25]等易腐水果中。冰温可使生物体产生大量不冻液，这些不冻液可降低生物体的冰点，使得蛋白质以氨基酸形式释放，或可分解淀粉成糖类，可改变蛋白质的构象，降低与底物结合时诱导契合所需的能耗，使得水分子呈有序状排布，降低微生物可利用的自由水，从而抑制微生物的繁殖[26-27]。冰温技术已用于草莓[28]、葡萄[29]、青豆[30]等其它果蔬，相温相比冰温是一种将温度波动控制在更小范围的技术，将贮藏温度差进一步缩小。

本研究将微环境气调结合相温用于兰州百合贮藏保鲜。结果表明，mMAP 可使贮藏期间微环境O2含量保持在9.4%～15.5%，CO2含量在4.7%～10.8%；与mMAP+冷藏对比，mMAP+相温的O2含量较低，mMAP+相温的CO2含量较高，贮藏15～45 d 期间差异较明显；与其它两组对比，mMAP+相温可显著控制百合腐烂程度（P<0.05），保持百合较高硬度；降低还原糖与可溶性蛋白含量，并使其处于稳定范围；黄酮是一种功能活性物质，易分解，可抑制有害自由基对机体的损伤，mMAP+相温贮藏后期可有效控制黄酮含量在较高水平。抑制乙烯生成速率的升高（P<0.05），贮藏前期促进有氧呼吸，后期抑制呼吸强度；通过气相与质谱联用仪检测百合香气成分，可知百合中主要有醇类、醛类及烯类物质，与CK+相温相比，mMAP+相温可抑制醇类、酯类及烯烃等挥发性物质的产生，促进醛类物质的生成，贮藏后期75 d 时百合中醛类物质占主导作用，降低了正己醛、己烯醛、正己醇、（Z）-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛的相对含量，促进了己烯醛、（Z）-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、十二醛等醛类香气物质的释放。

综合可得，CK+相温贮藏期间腐烂程度最高，75 d 失去商品价值，mMAP 可有效抑制百合的腐烂现象；与mMAP+冷藏相比，mMAP+相温抑制了百合乙烯生成速率的升高，在贮藏前期15～45 d促进了百合呼吸，相温环境形成较高浓度的CO2，此环境贮藏百合约30 d 以上，使得可溶性蛋白处于较低水平，呼吸底物消耗加快，但整体生理变化较为平稳，与不同基因型的大豆研究结果有相似之处[31-32]，贮藏后期提高了黄酮含量，而且抑制了醇类、酯类及烯烃类物质，提高了醛类香气物质的相对含量。

4 结论

通过检测微环境箱体内气体成分及百合的感官评分、硬度及营养成分，发现mMAP 可始终保持一定浓度的CO2与O2含量，与mMAP+冷藏相比，mMAP+相温内CO2浓度较高。mMAP+相温腐烂程度最低，可维持百合硬度在较高水平，使得营养物质处于相对平稳状态，前期提高呼吸强度，后期抑制了呼吸与乙烯生成速率，降低醇类、酯类及烯烃类物质，促进了醛类物质的释放。最终可得，mMAP+相温的百合品质最佳。