不同包装方式对嫩鲜蒜贮藏品质及抗氧化活性的影响

陈嘉琪，张耘梦，张黎明，韩洪庚，石晶盈*

（1.山东省高校食品加工技术与质量控制重点实验室，山东农业大学食品科学与工程学院，山东泰安271018；2.江苏省黎明食品集团有限公司，江苏徐州221300）

大蒜是人们喜食的调味品之一，具有很高的营养保健价值。国内外大量试验证实，大蒜具有预防和控制心血管疾病、抗菌消炎、增强免疫功能与阻断亚硝胺合成等作用[1-2]。我国大蒜常年种植面积为70万公顷，占世界大蒜栽培面积的2/3，我国是世界上最大的大蒜生产及出口国，大蒜连续多年为我国第一大出口单一农产品[3]。

目前市场上大蒜主要以干蒜头直接销售为主，近几年国内外市场大蒜行情均发生了显著变化，由于一些国家和地区大蒜进口配额短缺，我国大蒜生产和出口的发展受到一定程度的限制，大蒜价格起伏较大，农民和大蒜经销商的经济效益下滑，生产和经营大蒜的积极性受挫[4]。因此，开发新的大蒜商品品种，提高生产和经营的经济效益是我国大蒜生产中亟待解决的问题。新出土的鲜嫩蒜，不仅具有普通大蒜的保健功能，而且色泽亮白、口味鲜美，其辛辣味较淡，深受人们的喜爱[5]。但由于嫩鲜蒜未经充分晾晒就进行贮藏，蒜头含水量极高，贮藏温度不能太低，否则容易导致腐烂、冷害等问题，使嫩鲜蒜在贮藏、运输、销售中的质量难以保证，直接影响了嫩鲜蒜的市场销售[6-8]。因此，有必要对嫩鲜蒜的安全贮藏技术进行研究。

二氧化氯（ClO2）被联合国卫生组织（World Health Organization，WHO）列为A1级安全消毒剂，无残留、无副作用，对多种果蔬的采后病害有抑制效果[9-12]，但是在嫩鲜蒜的防腐中的效果还不清楚。相关研究证实，人工气调贮藏（controlled atmosphere storage，CA）和自发气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）均能够显著延缓干大蒜品质的劣变[13-14]，但是在嫩鲜蒜保鲜中的研究还未见相关报道。为此，本研究以山东金乡产的白皮蒜为试材，使用有选择透气性的包装材料，结合二氧化氯缓释剂低温贮藏保鲜嫩鲜蒜，以期为嫩鲜蒜安全贮藏提供技术参考与理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大蒜：采自山东省金乡县，待大蒜达到生理成熟后进行采摘，在20℃、相对湿度70%～75%环境中晾48 h后，剔除有伤口、有病虫害、个头偏小或偏大的蒜头，经不同处理后，贮藏于（-1.0±0.5）℃、相对湿度85%～90%；聚乙烯（polyethylene，PE）包装膜（15 cm×20 cm×0.05 mm）：苏州奥凯高分子材料有限公司；自发气调包装袋：在PE袋上打0.1 mm的孔径50个；二氧化氯粉剂：华威生物科技有限公司；三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）、2-硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）（分析纯）：上海国药集团；无水乙醇（分析纯）：天津市凯通化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平（AL204）、电导率仪（S230）：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；呼吸测定仪（GAS-Ⅱ）：济南科达尔实业有限公司；紫外分光光度计（UV-8000）：上海元析仪器有限公司；分析研磨机（A11）：德国IKA；实验室级超纯水器（EPED-E2-20TF）：南京易普易达科技发展有限公司；高速冷冻离心机（GL-20G-II）：上海安亭科学仪器厂；果实硬度计（GY4）：天津市泰斯特仪器有限公司；恒温培养箱（HWS-500）：宁波江南仪器厂；超低温冰箱（DW-86L388J）：青岛海尔特种电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

采用碘量法测定ClO2的含量，利用蛭石和ClO2粉末混合，制备ClO2缓释包。样品分为3组进行处理：自制ClO2缓释包（1mg/m3）处理组（ClO2）：在PE包装袋内放入二氧化氯缓释包后放入5 kg大蒜，封口，放置于-1℃、相对湿度90%～95%的环境中贮藏；自制二氧化氯缓释包（1mg/m3）放入MAP 包装袋内（ClO2+MAP）处理组：放入5kg大蒜，封口，放置于-1℃、相对湿度90%～95%的环境中贮藏；对照组（CK）：不做处理，放入PE包装袋内后直接放到相同环境中贮藏。贮藏期均为7个月。在0、1、3、5、7个月贮藏期测定相关指标，对蒜米取样后用液氮速冻，用粉碎机进行磨粉，分装后贮藏在-40℃备用。

1.3.2 不同处理对嫩鲜蒜保鲜效果的测定

选取15名专业人员组成评定小组，人员需要具备一定的果蔬感官评价经验，在第 0、1、3、5、7 个月时，对不同处理的嫩鲜蒜分别进行感官评价，感官评价标准见表1。

表1 嫩鲜蒜感官评价标准Table 1 Evaluation standard for fresh and tender garlic

1.3.3 嫩鲜蒜失重率的测定

采用称量法进行测定。每组处理平行测量3次，贮藏前后的质量差与贮藏前的质量之比，即为嫩鲜蒜的失重率，以质量百分率来表示。

式中：m1为贮藏前嫩鲜蒜的质量，g；m2为取样当天嫩鲜蒜的质量，g。

1.3.4 嫩鲜蒜硬度变化测定

通过手持式硬度测定仪测定嫩鲜蒜蒜米的硬度，该测试仪基于测试仪探针进入果肉0.5 cm为准，读取数值，以硬度值制作曲线图，观察并分析每种处理方式的硬度变化趋势。每个处理使用3个蒜头的15颗蒜米的平均硬度作为1次重复，每个处理的每个时间点进行3次重复。

1.3.5 嫩鲜蒜包装袋内气体成分含量测定

测定嫩鲜蒜包装袋内O2和CO2含量。测定时在包装袋上贴上密封垫，每个处理测定3袋取平均值。

1.3.6 嫩鲜蒜丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的测定

MDA含量测定根据Hodges等[15]的方法进行，略作修改。准确称取0.5 g蒜粉（在液氮中研磨成粉状），加入3 mL提取液（10%TCA）浸提，于4℃，10 000 r/min离心15 min。取上清液2 mL，加入2 mL 0.6%TBA，混合后100℃水浴煮沸30 min，冷却至25℃。以未加酶液的反应体系为空白对照，测定在460、532 nm和600 nm的吸光度。

MDA浓度（/μmol/L）=（A532-A600）×6.45-0.56×A460

MDA含量（/nmol/g）=（C×V）×1 000/M

式中：V为提取液总体积，mL；M为所用样品质量，g；A532为在532 nm的吸光度值；A460为在460 nm的吸光度值；A600为在600 nm的吸光度值；C为MDA浓度，μmol/L。

1.3.7 嫩鲜蒜总抗氧化能力的测定

参照Dong等[16]的方法采用DPPH法测定总抗氧化能力，略有改动。准确称取1.0 g蒜粉（液氮研磨成粉状），加入5 mL提取液（95%乙醇）充分振荡混匀，于4℃，10 000 r/min离心15 min。上清液为抗氧化成分，取上清液1.5 mL与DPPH 3 mL混匀，25℃静置25 min，在517 nm处测定吸光度，记为A1；95%乙醇1.5 mL与DPPH 3 mL混匀，25℃放置25 min，在517 nm处测定吸光度，记为A2。测定时以95%乙醇为空白对照。

式中：A1为样品管吸光度值；A2为对照管吸光度值。

1.3.8 嫩鲜蒜大蒜素含量的测定

采用丙酮酸差量法[17]测定大蒜素含量变化。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2013和SigmaPlot 10.0软件进行试验数据的整理和作图。采用IBM SPSS Statistics 20统计软件进行数据统计分析，用Tukey分析进行显著性（P＜0.05）水平检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对嫩鲜蒜感官品质的影响

不同处理的嫩鲜蒜贮藏7个月后蒜头和蒜米的外观见图1。

图1显示，嫩鲜蒜在（-1±0.5）℃下贮藏7个月后，经ClO2和MAP处理的蒜头外观完好，没有滋生病原菌，表现出嫩鲜蒜的正常风味，单独ClO2处理的有50%的蒜头开始发霉，有些许蒜臭味，而对照处理的蒜头100%发霉，蒜臭味较浓。经ClO2和MAP处理的蒜米外观亮白，无褐变现象，而对照有约80%的蒜瓣变色。

图1 不同处理的嫩鲜蒜贮藏7个月后蒜头和蒜米的外观Fig.1 Appearance of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for 7 months

不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期的感官评分见图2。

图2 不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期的感官评分Fig.2 The sensory score of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

图2显示，在贮藏前期，各处理之间感官评分无显著性差异，随着贮藏时间的延长，对照感官评分下降迅速，而ClO2处理有效延缓了感官评分的下降，在第7个月时，ClO2结合MAP处理感官评分仍然高于8分，说明品质保持较好。对照嫩鲜蒜在贮藏期感官评分下降较快，尤其在5个月后，迅速下降，在贮藏到7个月时，感官评分下降到4分左右，而ClO2处理后放入PE袋包装的感官评分优于对照，但是比MAP的差，即使贮藏到7个月时，ClO2结合MAP处理的感官评分仍然在8分以上，说明ClO2结合MAP能有效保持嫩鲜蒜的品质，并将保鲜期维持在7个月以上。

2.2 不同处理对嫩鲜蒜失重率和硬度变化的影响

不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期的失重率和硬度变化见图3。

图3 不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期的失重率和硬度变化Fig.3 Changes of the weight loss rate and harness of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

由图3可知，嫩鲜蒜在贮藏期间失重率不断增加，硬度不断下降。与对照相比，在贮藏的不同时期，ClO2及ClO2+MAP处理组失重率低于对照组，硬度高于对照组，在贮藏到第7个月时，ClO2+MAP处理的蒜米硬度为19 N，失重率为1.5%，但是，此时对照的硬度已下降到17 N，失重率达3%以上。说明两个处理均有利于保持嫩鲜蒜的贮藏品质，其中ClO2+MAP处理的效果更好，硬度的保持和失重率的降低是嫩鲜蒜保持鲜嫩的重要条件，说明MAP包装结合ClO2缓释剂处理可以有效保持嫩鲜蒜的鲜嫩程度。

2.3 不同包装材料中气体成分变化

不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期包装袋内O2和CO2含量的变化见图4。

嫩鲜蒜在贮藏过程中保持着正常的呼吸作用，呼吸强度的有效抑制有利于延长贮藏寿命，但同时，低浓度的O2和高浓度的CO2有可能带来无氧呼吸、高CO2伤害等问题，引起蒜米伤害、蒜臭味现象。图4显示，在贮藏前期，嫩鲜蒜的O2含量急剧下降，CO2含量急剧上升，贮藏1个月后，各处理包装袋内O2的下降和CO2的上升趋势变缓，在第7个月时，对照的O2含量最低，在2.5%左右，CO2含量最高，接近18%，此时包装袋内发生无氧呼吸的几率很高。ClO2处理可以延缓呼吸作用，CO2的积累和O2的消耗均低于对照，ClO2+MAP处理在贮藏的3个月～7个月O2和CO2的含量相对稳定，包装袋内O2的含量维持在16%左右，CO2的含量维持在5%左右，说明自发气调包装可以较好地保持合适的CO2和O2浓度，从而有利于延长嫩鲜蒜的保鲜期。

图4 不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期包装袋内O2和CO2含量的变化Fig.4 Changes of oxygen and carbon dioxide of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

2.4 不同处理对嫩鲜蒜丙二醛（MDA）含量的影响

不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期MDA含量的变化见图5。

图5 不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期MDA含量的变化Fig.5 Changes of MDA content of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

丙二醛是膜脂过氧化的终产物，它能够通过影响线粒体呼吸链复合物与线粒体内关键酶活性，继而加剧生物膜的损伤[18-19]。由图5可知，在嫩鲜蒜贮藏过程中，MDA含量呈持续上升趋势，说明随着贮藏时间的延长，嫩鲜蒜的膜透性增强，加速了组织衰老和品质劣变。ClO2以及ClO2+MAP处理组MDA的含量显著（P＜0.05）低于对照，在整个贮藏期，ClO2+MAP 处理组的MDA含量一直低于其他处理，在贮藏到第7个月时，ClO2+MAP处理的MDA含量为60 nmol/g，此时，对照的含量已高达85 nmol/g。说明组合处理能延缓嫩鲜蒜的衰老，对细胞膜的稳定性有保护作用，抑制品质劣变。

2.5 不同处理对嫩鲜蒜DPPH自由基清除能力

不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期DPPH自由基清除率的变化见图6。

图6 不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期DPPH自由基清除率的变化Fig.6 The scavenge rate of DPPH free radical of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

大蒜具有较强的抗氧化能力，DPPH自由基清除率是评价植物抗氧化性能的基础[20]。如图6所示，在贮藏期间嫩鲜蒜的DPPH自由基清除率呈先上升后下降的趋势，在5个月～7个月时，ClO2以及ClO2+MAP处理组的DPPH自由基清除作用显著（P＜0.05）高于对照组，在贮藏的第7个月，ClO2+MAP处理组的DPPH自由基清除率为80%，此时，对照组的DPPH自由基清除率下降到60%，ClO2+MAP处理组的DPPH自由基清除率显著（P<0.05）高于单独ClO2处理组。说明结合处理能延缓嫩鲜蒜贮藏过程中抗氧化能力的下降，有利于保持其自由基清除能力，延缓衰老。

2.6 不同处理对嫩鲜蒜大蒜素含量的影响

不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期大蒜素含量的变化见图7。

图7 不同处理的嫩鲜蒜贮藏不同时期大蒜素含量的变化Fig.7 The allicin content change of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

大蒜素为有机硫醚类化合物，天然存在于大蒜的鳞茎中，是大蒜中的主要生物活性成分，是大蒜的重要品质评价指标，具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤的作用[21]。图7显示，嫩鲜蒜在贮藏过程中，大蒜素的含量呈先升高而后下降的趋势，ClO2和ClO2+MAP处理组能有效减缓大蒜素的降低，其中ClO2+MAP处理组的效果最佳，在贮藏的第7个月，对照组大蒜素含量降低到约2.5 mg/g FW，而ClO2+MAP处理组含量在3.8 mg/g FW左右，约为对照的1.5倍。说明ClO2+MAP处理能有效保持嫩鲜蒜的品质和所含的活性成分。

3 结论

ClO2和ClO2+MAP处理均可有效延缓嫩鲜蒜的贮藏寿命，其中ClO2+MAP处理效果最好，可以将包装袋内O2和CO2的含量分别保持在16%和5%左右，有利于保持嫩鲜蒜蒜头的外观，减少蒜头腐烂，保持蒜米的亮白程度和硬度，减少蒜头失水。组合处理可以减少蒜米MDA积累，有利于保持膜的完整性，保持大蒜的抗氧化能力和大蒜素的含量，说明MAP包装结合ClO2缓释剂处理可有效保持嫩鲜蒜的贮藏品质。