1-MCP和短波紫外线照射处理结合真空包装对鲜切莴笋保鲜效果的影响

刘欢，赵焓羽，周飘飘，付善连，邓美琳，彭欣莉

（1.吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林 长春 130052；2.吉林省山葡萄资源开发创新团队，吉林 长春 130052）

莴笋（Lactuca sativa L.var.angustanaIrish.），又称莴苣，菊科莴苣属莴苣种，茎部形成具有肉质嫩茎特点的变种，一、二年生草本植物。地上茎可供食用，茎皮白绿色，茎肉质脆嫩，幼嫩茎翠绿，成熟后转变成白绿色。主要食用肉质嫩茎，可生食、凉拌、炒食、干制或腌渍，但莴笋外皮较厚，需要去皮处理后才能食用，所以莴笋适合进行鲜切加工[1]。然而鲜切加工会使莴笋组织结构被破坏，汁液外渗，呼吸作用增强，乙烯大量生成，从而导致微生物滋生，营养成分减少，硬度和脆度下降，酶促褐变加剧，鲜切莴笋感官品质和食用价值大大降低[2-3]。因此，探究一种安全、有效和价格低廉的鲜切莴笋综合保鲜技术，不仅可以降低病原微生物污染引起疾病的风险，而且能够延缓衰老、延长保鲜期、提高鲜切莴笋的商品价值[4-5]。

鲜切果蔬的保鲜方法主要有物理、化学和生物处理方法以及包装等。物理方法因其具有操作简单、绿色、安全等优点受到人们广泛关注和认可。1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一种非常有效的乙烯受体抑制剂，通过阻止乙烯与其受体结合，致使乙烯信号传导受阻，从而抑制果实的生理生化反应，延缓呼吸高峰出现、果实衰老和延长保鲜期[6-7]。Massolo等[8]研究发现乙烯促进叶菜类果实成熟和衰老，而1-MCP可以抑制乙烯生成，达到延缓呼吸代谢、缓解叶绿素降解和表面变黄、抑制细菌和酵母菌数量生长的作用，但1-MCP对多酚氧化酶、酚、糖、酸度和抗坏血酸无明显影响。Al Ubeed等[9]研究硫化氢和1-MCP熏蒸处理叶菜类蔬菜发现，两者对叶菜类均有降低叶绿素损失、减缓呼吸代谢和内源乙烯生成的作用，其中用10 μL/L 1-MCP熏蒸处理保鲜效果优于硫化氢。

短波紫外线（short-wave ultraviolet light，UV-C）波长介于200 nm～280 nm，是一种无化学污染的物理保鲜方法[10]。研究表明，UV-C可以有效抑制微生物生长繁殖，还会诱导鲜切果蔬产生酚类等具有抗氧化作用的生物活性物质，能有效延缓果蔬品质下降，延长货架期[11-12]。张娜等[13]研究发现，西兰花经UV-C处理后，其表面的微生物生长受到抑制，可延缓花球腐烂，减少VC在贮藏中的损失。

真空包装（vacuum packing，VP）是一种静态的低压贮藏形式，其成本低、安全性高，主要通过减少鲜切果蔬的呼吸作用和蒸腾作用，从而延缓果蔬的成熟和衰老，达到保鲜的目的[14-15]。王羽等[16]研究表明尼龙/聚乙烯组鲜切莴笋贮藏期达12 d，而不加包装的对照组只有 4d，聚酰胺/聚乙烯（polyamide/polyethylene，PA/PE）复合膜结合真空包装可明显延长其贮藏期。

大量研究表明，短波紫外线、保鲜剂和真空包装均是较安全、有效和廉价的常用保鲜方法，将两种或两种以上组合可增强鲜切果蔬的保鲜效果[17-18]。张志敏等[19]研究表明，1-MCP和UV-C复合处理法对刺梨采后保鲜效果最好，抑制果实呼吸强度及多酚氧化酶活力，减少丙二醛含量，推迟呼吸高峰出现，提高超氧化物歧化酶活力，延长保鲜期。Collazo等[20]研究UV-C、过氧乙酸和气调包装相结合保鲜方法对鲜切莴苣和菠菜抑菌效果的影响，发现过氧乙酸结合低剂量UVC和气调包装可以提高鲜切莴苣和菠菜保鲜期和降低交叉污染风险。

因此，本研究采用1-MCP和短波紫外线照射处理结合真空包装方法保鲜鲜切莴笋，探究3种保鲜方法协同作用机理，以期解决莴笋鲜切后品质劣变问题，并为鲜切莴笋综合保鲜技术开发提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

莴笋：采摘于吉林省长春市蔬菜种植基地，摘选新鲜、无机械伤、无病虫害的莴笋，采摘后立即于4℃冷藏，24 h内处理。

1.1.2 试剂

1-MCP：西安北农华农作物保护有限公司；三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、2，6-二氯酚靛酚、碳酸氢钠、抗坏血酸：国药集团化学试剂有限公司；草酸、乙二胺四乙酸、乙酸：天津市科密欧化学试剂有限公司；平板计数琼脂培养基（plate count agar，PCA）、营养琼脂培养基（nutrient agar，NA）：生工生物工程（上海）股份有限公司；没食子酸标准品、葡萄糖标准品：德国Dr.Ehrenstorfer公司；以上化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

PHS-3E雷磁pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；SW-CJ-1F单人双面净化工作台：苏州净化设备有限公司；MP51001电子分析天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；BJ-2CD超净工作台：上海博迅实业有限公司；DZQ-600L型多功能真空气调包装机：华联机械集团有限公司；H1850R型台式高速冷冻离心机：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；CT3型质构分析仪：美国博勒飞公司；UV-2600型紫外可见分光光度计：日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 鲜切莴笋的保鲜处理

参照Chen等[21]的试验方法。将新鲜的莴笋用不锈钢刀去皮，然后切分成大小约为3.0 cm×2.0 cm×0.5 cm的莴笋片，每次取100 g～120 g样品，装入玻璃干燥器中，将1-MCP用纯净水浸湿后放入玻璃干燥器中，同时将玻璃干燥器置于净化工作台短波紫外杀菌灯管（UV-C照射源）正下方15 cm处照射处理1 h，处理后样品用无菌包装袋进行真空包装。每个处理组3次重复，在4℃贮藏过程中，每2 d照相和取样1次，进行相应指标的测定，当单一试验组出现50%以上褐变或腐烂或异味时，即终止贮藏。具体各处理试验组见表1。

表1 不同保鲜处理试验组Table 1 Groups of different fresh-keeping treatment

1.3.2 菌落总数测定

菌落总数参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》的方法测定。

1.3.3 失重率测定

参照Meng等[22]的试验方法测定失重率。失重率采用称重法测定，失重率按下面公式进行计算。

1.3.4 硬度和脆性测定

采用CT3质构分析仪测定硬度和脆度。选用TA-44型探头，选取测试参数：预压速度2.0 mm/s、下压速度0.5 mm/s和压后上行速度0.5 mm/s，触发点负载为0.05 N，探头测试距离4.0 mm。质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）函数曲线，第一压缩周期中最高峰处力值为硬度，硬度之前出现的较小峰值为脆性，单位为N。

1.3.5 总酚含量测定

参照福林酚法稍做修改测定总酚含量[23]。样品处理后，在波长765 nm下测其吸光度。采用没食子酸标准品建立标准曲线（y=1.557 9x-0.064 7，R2＝0.999 4，y 为总酚浓度，x为吸光度），总酚含量单位为mg/100 g，结果以鲜重质量计。

1.3.6 总糖含量测定

采用蒽酮-硫酸法测定总糖，样品处理后，在波长620nm下测定吸光度。采用葡萄糖标准品建立标准曲线（y=0.126 5x-0.001 8，R2＝0.991 6，y 为总糖浓度，x为吸光度），总糖含量单位为mg/g，结果以鲜重质量计。

1.3.7 丙二醛含量测定

丙二醛（malondialdehyde，MDA）参照乔永祥等[24]的试验方法测定。样品处理后，取上清液分别测定450、532、600 nm处的吸光度，MDA含量单位为μmol/g，结果以鲜重质量计。

1.3.8 酶活力测定

分别取2 g样品低温研磨，测定样品酶活力。过氧化物酶活力（peroxidase，POD）和多酚氧化酶（polyphenoloxidase，PPO）参照Fan等[25]试验方法测定。POD酶活力以每分钟OD变化值（ΔA470/g·min）表示酶活力大小，每分钟OD值变化0.01作为1个POD活力单位（U）表示。PPO以每分钟OD变化值（ΔA420/g·min）表示酶活力大小，每分钟OD值变化0.01作为1个PPO活力单位（U）表示。

1.4 数据统计

采用OriginPro 2021作图。采用SPSS19.0软件进行试验数据分析（ANOVA），Duncan’s新复极差法进行分析，检验其差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对鲜切莴笋外观品质的影响

不同处理对鲜切莴笋外观品质的影响见图1。

图1 不同处理对鲜切莴笋外观品质的影响Fig.1 Effects of different treatment on appearance of fresh-cut asparagus lettuce

由图1可知，在贮藏期间不同处理鲜切莴笋颜色变化差异明显，贮藏2 d时，1-MCP和UV处理颜色变为黄绿色，VP和UV+VP处理变为浅绿色，1-MCP+VP和1-MCP+UV+VP处理颜色变化不明显；贮藏4 d时UV处理颜色大部分出现褐色，1-MCP处理颜色变褐色，VP、UV+VP、1-MCP+VP 和 1-MCP+UV+VP 处理绿色变淡。莴笋经鲜切后表面组织暴露，未经过真空包装处理鲜切莴笋与O2接触迅速发生褐变，而真空包装具有隔绝氧气作用，可以明显减缓鲜切莴笋发生氧化褐变速率，这与王羽等[5，16]研究保鲜膜对鲜切莴笋感官评价结果一致。真空包装结合试验组UV+VP、1-MCP+VP和1-MCP+UV+VP颜色变化明显慢于单一试验组，说明不同保鲜处理与真空包装结合具有协同延缓颜色变化作用，有效减缓外观品质下降。贮藏6 d时，UV和1-MCP处理颜色变为褐色并出现干缩现象，1-MCP处理有腐烂斑点，VP处理未发生褐变但大部分变为白色，UV+VP和1-MCP+VP处理均变为黄绿色并有白色出现，1-MCP+UV+VP处理绿色变浅。贮藏8 d时，UV处理出现腐烂浸渍，1-MCP处理腐烂现象加剧，VP处理出现腐烂斑点，其它处理无腐烂现象；从颜色外观看，1-MCP+UV+VP处理颜色仍无明显变化，其它处理颜色品质均有不同程度下降。研究表明UV具有灭菌或抑制微生物生长繁殖作用，而UV和1-MCP均会抑制乙烯受体复合物形成，抑制或延缓果蔬发生理生化变化，两者协同作用将会有效抑制乙烯合成，从而减缓果蔬颜色的变化[18]。莴笋经鲜切后失去保护层，生理代谢作用加剧，叶绿素逐渐被降解，微生物侵入后生长繁殖，导致贮藏后期出现腐烂变质，但组合试验组叶绿素降解和腐烂变质明显被抑制。贮藏结束时，1-MCP+UV+VP处理外观品质最佳，说明各处理组合协同作用可有效抑制鲜切莴笋外观品质下降。

2.2 不同处理对鲜切莴笋菌落总数和失重率的影响

不同处理对鲜切莴笋菌落总数和失重率的影响见图2和图3。

图2 不同处理对鲜切莴笋菌落总数的影响Fig.2 Effects of different treatment on total bacterial of fresh-cut asparagus lettuce

图3 不同处理对鲜切莴笋失重率的影响Fig.3 Effects of different treatment on weight loss of fresh-cut asparagus lettuce

由图2可知，在贮藏期间，鲜切莴笋菌落总数逐渐增加；贮藏4 d时，组合试验组菌落总数明显低于单一试验组，UV和1-MCP菌落总数均超过107CFU/g；1-MCP+UV+VP与UV+VP和1-MCP+VP组合试验组差异显著（P＜0.05），1-MCP+UV+VP处理比其它两个组合试验组菌落总数降低了32%；贮藏6 d时，1-MCP+UV+VP处理菌落总数仍显著低于其它处理组（P＜0.05）。莴笋鲜切后，未真空包装处理给微生物提供充足O2和水分等生长繁殖的条件，微生物生长繁殖速率较快；UV照射鲜切果蔬可破坏微生物DNA从而杀死微生物，但单一处理效果并不明显，1-MCP+UV+VP处理组合协同作用才能达到显著的保鲜效果。

果蔬经鲜切后失去保护，蒸腾作用使组织水分迅速流失，失重率则是衡量水分流失情况的重要指标。由图3可知，贮藏6 d时，真空包装处理试验组失重率显著低于未真空包装处理试验组（P＜0.05），1-MCP处理显著低于UV处理（P＜0.05），VP、1-MCP+UV+VP、UV+VP和1-MCP+VP处理失重率之间差异不显著（P＞0.05），组合试验组失重率均低于0.2%；贮藏8 d时，未真空处理试验组失重率依旧迅速上升，真空包装试验组失重率上升趋势变大。贮藏前期，真空包装阻隔鲜切莴笋水分流失，同时1-MCP处理抑制鲜切莴笋生理代谢作用，进一步减缓蒸腾作用引起水分流失，所以组合试验组失重率变化不明显。贮藏后期，真空包装阻隔性降低以及呼吸作用和微生物大量生长繁殖导致营养成分被消耗，使真空包装试验组鲜切莴笋质量损失迅速增加，失重率上升趋势加剧。由此可知，真空包装结合其它保鲜处理对防止鲜切莴笋质量减少效果最佳。

2.3 不同处理对鲜切莴笋硬度和脆性的影响

不同处理对鲜切莴笋硬度和脆性的影响见图4和图5。

图4 不同处理对鲜切莴笋硬度的影响Fig.4 Effects of different treatment on hardness of fresh-cut asparagus lettuce

图5 不同处理对鲜切莴笋脆性的影响Fig.5 Effects of different treatment on fracturability of fresh-cut asparagus lettuce

硬度和脆性是衡量鲜切莴笋口感品质的重要指标，鲜切果蔬贮藏过程中因水分流失、衰老和腐烂等导致硬度和脆性下降，从而使鲜切莴笋的食用口感品质变差[26]。由图4可知，贮藏过程中，鲜切莴笋硬度迅速下降。贮藏6 d～8 d时，单一试验组硬度显著低于组合试验组（P＜0.05）；单一试验组VP显著高于1-MCP和UV处理（P＜0.05）；组合试验组1-MCP+UV+VP显著高于UV+VP和1-MCP+VP处理（P＜0.05），1-MCP+UV+VP处理硬度是单一处理组的1.5倍左右。研究表明1-MCP、UV和VP处理都有不同程度抑制衰老、腐烂和水分流失等引起硬度下降的作用[16，19]。本研究发现与组合试验组相比，单一试验组对抑制鲜切莴笋硬度下降效果不明显；而1-MCP+UV+VP组合协同作用可以明显减缓鲜切莴笋硬度下降速率，抑制鲜切莴笋软化腐败。

由图5可知，贮藏过程中鲜切莴笋脆性骤然下降直至达到0。贮藏4 d时，组合试验组脆性显著高于单一试验组（P＜0.05）；1-MCP+UV+VP处理的脆性显著高于 UV+VP和 1-MCP+VP处理（P＜0.05），1-MCP+UV+VP处理是单一试验组1-MCP和UV的2.8倍左右。贮藏6 d和8 d时，鲜切莴笋脆性降至0，失去食用价值。脆性是评价莴笋口感的重要指标，水分流失、微生物生长繁殖以及木质化等都是导致鲜切莴笋脆性下降的因素，1-MCP、UV、VP处理可以有效抑制这些因素发生，并且各处理组合协同作用对延缓鲜切莴笋脆性下降明显优于单一处理。

2.4 不同处理对鲜切莴笋总糖和总酚含量的影响

不同处理对鲜切莴笋总糖和总酚含量的影响见图6和图7。

图6 不同处理对鲜切莴笋总糖含量的影响Fig.6 Effects of different treatment on total sugars content of fresh-cut asparagus lettuce

图7 不同处理对鲜切莴笋总酚含量的影响Fig.7 Effects of different treatment on total phenol content of fresh-cut asparagus lettuce

果蔬采收后，随着贮藏时间延长，总糖被逐渐转化为能量、水和二氧化碳，使采后果蔬营养价值下降。由图6可知，贮藏过程中，鲜切莴笋总糖含量迅速下降。贮藏4 d时，单一试验组总糖含量显著低于组合试验组（P＜0.05）；单一试验组 VP、1-MCP和 UV 处理之间差异不显著（P＞0.05）；组合试验组1-MCP+UV+VP处理总糖含量显著高于UV+VP和1-MCP+VP处理（P＜0.05）。贮藏8 d时，组合试验组总糖含量仍显著高于单一试验组（P＜0.05），1-MCP+UV+VP处理总糖含量最高，是单一试验组的1.4倍左右。与组合试验处理相比，VP、1-MCP和UV单一试验组对鲜切莴笋延缓总糖含量降低不明显，这与Pristijono等[18]的研究结果一致，1-MCP和UV单一处理果蔬对糖含量变化影响不明显。组合试验组1-MCP+UV+VP处理减缓总糖含量下降效果非常明显，说明各处理组合具有协同抑制呼吸作用，减少糖消耗的效果。

酶促褐变的速率与鲜切果蔬组织内PPO活力和接触空气中氧气浓度相关，此外还取决于组织中酚类物质的含量[15]。由图7可知，贮藏过程中，鲜切莴笋总酚含量下降。贮藏4 d时，单一试验组总酚含量显著低于组合试验组（P＜0.05）；单一试验组 VP、1-MCP 和UV处理之间差异不显著（P＞0.05）；组合试验组1-MCP+UV+VP处理总酚含量显著高于UV+VP（P＜0.05）。贮藏8 d时，组合试验组总酚含量仍显著高于单一试验组（P＜0.05），1-MCP+UV+VP 处理总酚含量最高，是单一试验组的2.1倍左右。与组合试验组相比，单一试验鲜切莴笋总酚含量下降速率较快，说明1-MCP、UV和VP不能有效抑制鲜切莴笋酚类物质氧化；而各处理组合对抑制酚类物质氧化褐变具有协同增效作用，尤其是1-MCP+UV+VP处理抑制效果最好。

2.5 不同处理对鲜切莴笋MDA含量的影响

不同处理对鲜切莴笋MDA含量的影响见图8。

图8 不同处理对鲜切莴笋MDA含量的影响Fig.8 Effects of different treatment on MDA content of fresh-cut asparagus lettuce

MDA是细胞膜过氧化产物之一，是反映细胞膜损伤的重要指标。由图8可知，贮藏过程中，MDA含量逐渐增加。贮藏4 d时，单一试验组UV和VP MDA含量显著高于组合试验组（P＜0.05），单一试验组VP和UV处理之间差异不显著（P＞0.05）；组合试验组UV+VP和1-MCP+VP处理MDA含量之间差异不显著（P＞0.05）。贮藏8 d时，各处理之间MDA含量差距增大，组合试验组MDA含量显著低于单一试验组（P＜0.05），组合试验组之间差异不显著（P＞0.05），但1-MCP+UV+VP处理MDA含量最低。与组合试验组相比，单一试验组处理的鲜切莴笋MDA含量较高，说明其保护细胞膜损伤以及延缓细胞衰老的效果不明显，而组合试验组协同作用对减缓细胞膜损伤作用显著[19]，1-MCP+UV+VP处理保护作用最佳。

2.6 不同处理对鲜切莴笋POD和PPO活力的影响

不同处理对鲜切莴笋POD和PPO活力的影响见图9和图10。

图9 不同处理对鲜切莴笋POD活力的影响Fig.9 Effects of different treatment on POD activity of fresh-cut asparagus lettuce

图10 不同处理对鲜切莴笋PPO活力的影响Fig.10 Effects of different treatment on PPO activity of fresh-cut asparagus lettuce

POD与呼吸作用、光合作用及酚类物质的氧化等相关，能够引起酶促褐变。由图9可知，贮藏过程中，POD活力逐渐增加。贮藏4 d时，单一试验组POD活力显著高于组合试验组（P＜0.05），单一试验组VP与1-MCP和UV处理之间差异显著（P＜0.05）；组合试验组1-MCP+UV+VP与UV+VP和1-MCP+VP处理POD活力之间差异显著（P＜0.05）。贮藏8 d时，组合试验组显著低于单一试验组（P＜0.05），组合试验组1-MCP+UV+VP处理POD活力的在各处理中最低（P＜0.05）。与组合试验组相比，单一试验组处理的鲜切莴笋POD活力较高，说明其单一处理抑制POD活力效果不明显；而组合试验组协同作用对抑制POD活力增加，1-MCP+UV+VP处理减缓酶促褐变作用最显著。

PPO与POD在果蔬组织内作用相似，是参与酶促褐变反应相关酶，其活力影响鲜切果蔬品质。由图10可知，贮藏过程中，PPO活力逐渐增加。贮藏4 d时，单一试验组PPO活力显著高于组合试验组1-MCP+UV+VP（P＜0.05）；单一试验组 1-MCP 与 UV 处理、单一试验组VP与组合试验UV+VP之间分别差异不显著（P＞0.05）；组合试验组1-MCP+UV+VP和1-MCP+VP处理PPO活力显著低于其它处理（P＜0.05）。贮藏8 d时，组合试验组1-MCP+UV+VP处理PPO活力仍显著低于其它处理（P＜0.05）。真空包装组PPO活力显著低于未真空包装组，可能是包装膜阻隔了鲜切莴笋组织与氧气接触，从而抑制酶促褐变[16]。与组合试验组相比，单一试验组处理的鲜切莴笋PPO活力较高，说明其单一处理抑制PPO活力效果不明显；而组合试验组协同作用对抑制PPO活力增加效果明显[19]，1-MCP+UV+VP处理减缓酶促褐变作用最显著。

3 讨论和结论

鲜切果蔬外观、失重率、硬度和脆性是影响消费者可接受度的重要指标。鲜切处理会影响果蔬品质变化，这可能是由呼吸代谢、细胞膜损伤和较高的氧化率引起的[15-16]。在本研究中，莴笋鲜切后，导致组织结构、细胞膜和酶系统严重受损，单一处理1-MCP和UV表面褐变严重，硬度和脆性显著下降，糖类和酚类物质大量消耗，MDA、PPO和POD因氧化应激而迅速升高，导致褐变反应加剧。大量研究表明，将1-MCP、UV和VP中两种或两种以上组合可以减缓鲜切果蔬组织结构、细胞膜和酶系统的受损，从而提高鲜切果蔬的保鲜期[17-19]。本研究表明1-MCP+UV+VP组合试验组处理可以减缓鲜切莴笋变色，更好地抑制细胞壁的解聚和微生物的生长繁殖，使硬度和脆性下降变缓，鲜切莴笋的感官和卫生品质显著提高。文献[23]报道糖类和酚类是蔬菜主要抗氧化剂，其含量越高应对外界损伤抗性越强。本研究发现，1-MCP+UV+VP组合试验组处理显著抑制糖类和酚类物质消耗，提高鲜切莴笋抗性，从而延缓MDA积累以及抑制POD和PPO活力。

综上所述，组合试验组对鲜切莴笋保鲜效果明显优于单一试验组。1-MCP+UV+VP处理效果最佳，延缓鲜切莴笋变色、萎蔫、软化、腐败和衰老，提高鲜切莴笋保鲜期，其在贮藏结束时鲜切莴笋仍能保持浅绿色和无腐烂斑点。