采后不同时间包装对西兰花贮藏品质的影响

2023-03-09孙玉芃郭衍银朱继英张玉笑马阳历张海娟

中国果菜 2023年2期

陈颖，孙玉芃，郭衍银*，朱继英，张玉笑，马阳历，张海娟

（1.山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博 250049；2.淄博市数字农业农村发展中心，山东淄博 255000）

西兰花（Brassica oleraceaL.var.italica）口感清爽，营养丰富，且含有丰富的硫代葡萄糖苷、萝卜硫素等活性成分，具有抗氧化、抗衰老、防癌抗癌等功能，深受消费者青睐[1]。但西兰花采后呼吸代谢旺盛，营养物质迅速分解，室温下2～3 d 便黄化失水[2]，丧失食用及商用价值[3]。因此，如何有效延长西兰花的采后贮藏期是当前研究的热点。

目前，已报道的西兰花采后贮藏保鲜技术有气调保鲜、光照保鲜、冷藏保鲜以及保鲜剂处理保鲜等。作为一种方便实用的保鲜技术，薄膜包装已被广泛应用于西兰花的贮藏及货架期保鲜[4]。有研究表明，聚乙烯（polyethylene，PE）薄膜能够有效地抑制西兰花的呼吸作用，延缓叶绿素的降解[5-7]。现阶段西兰花的薄膜保鲜，其包装操作一般是将西兰花采收后运至特定场所，如配送中心、冷库等进行。但西兰花采收速率、运输效率及生长区域距包装场所远近不同，西兰花采收后至开始包装可能有几个至十几小时不等，且期间西兰花基本没有保护措施，极易对品质造成不利影响[8]。缩短采后到包装的时间是否可以提升西兰花贮藏期间品质，目前尚缺乏系统研究。为此，本文设置采后立即包装、采后12 h 包装和不包装三组，研究西兰花采后的生理变化，以期为西兰花采后包装的时间选择提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西兰花采摘于山东省寿光市刘家茅坨村蔬菜种植基地。挑选大小均一、无病虫害、花球紧实、成熟度一致、无机械伤的西兰花用于后续实验，保留西兰花茎6 cm。

PE 包装膜，产自惠山区堰桥恒迪塑制品厂，氧气透过率为16654cm3/(m2·24h·atm)，透水率为23.5g/(m2·24h)。

2,4-二硝基苯肼、三磷酸腺苷、4-香豆酸、乙酰辅酶A、β-巯基乙醇、亮胰酶肽、苯基甲磺酰氟、肉桂酸、乙二胺四乙酸二钠、甲硫氨酸、盐酸羟胺、对氨基苯磺酸、1-萘胺、愈创木酚，上海麦克林生物科技有限公司；氯化硝基四氮唑蓝、D-葡萄糖-6-磷酸二钠盐、氧化型辅酶II钠盐，上海源叶生物有限公司；核黄素、聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone，PVP）、聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100），上海伯奥生物科技有限公司。所有试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

DDS-307A 电导率仪，上海仪电科学仪器股份有限公司；UV-1750 紫外可见分光光度计，岛津国际贸易有限公司；GU-20G-2 台式高速冷冻离心机，上海安科仪器制造厂。

1.3 方法

采收后西兰花分为三组T1、T2、CK，T1：采后立即使用PE 保鲜膜包装，随后在25 ℃条件下放置12 h，再进行预冷；T2：采后常温放置12 h 后使用PE 保鲜膜包装，再进行预冷；CK：以常温条件放置12 h，不包装直接预冷处理为对照。每组处理45 个西兰花，3 次重复。西兰花处理完毕进行预冷（4 ℃、3 h），置于（10±1）℃环境下贮藏，在2、4、6、8、10 d 进行取样。

1.4 测定指标与方法

黄化指数根据Luo 等[9]的方法进行测定；失重率根据Conversa 等[10]的方法进行；硫代葡萄糖苷含量根据Xu 等[11]的方法进行；抗坏血酸（Vitamin C，VC）含量、H2O2含量、过氧化氢酶（catalase，CAT）活性以及丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量根据Zhang 等[12]的方法进行；O2-.含量和SOD 活性根据Xu 等[13]的方法进行；相对电导率根据Liu 等[14]的方法进行；苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyas，PAL）活性根据Bunsiri 等[15]的方法进行；肉桂酸4 -羟基化酶（cinnamate 4-hydroxylase，C4H）活性及4-香豆酸辅酶A 连接酶（4-coumarate:coenzyme A ligase，4CL）活性测定根据Li等[16]的方法进行。

1.5 数据处理

使用Excel 2021 进行数据分析，使用Origin 9.8 进行作图，使用SPSS 26.0 进行显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对西兰花黄化指数的影响

如表1 所示，采后0～2 d 各处理的西兰花黄化程度相同，均为深绿色，紧实未开花。采后4 d，CK 处理最先开始品质劣变，失水变软，颜色转为浅绿，黄化指数达到Ⅱ级，6 d 时达到Ⅳ级；T1 和T2 处理的西兰花在6 d 时均达到Ⅱ级，8 d 时T1 处理达到Ⅲ级，而T2 处理则达到了Ⅳ级，表明采后包装尤其采后立即包装有效延缓了西兰花黄化。

表1 不同处理对西兰花黄化指数的影响Table 1 Effects of different treatments on the yellowing index of broccoli

2.2 不同处理对西兰花失重率的影响

呼吸消耗以及蒸腾失水导致西兰花迅速失重。如图1 所示，随着贮藏时间的延长，各处理的失重率逐渐增加。其中，CK 处理的失重率最高，在贮藏10 d 达到了13.55%；而T1 和T2 处理能够有效地抑制西兰花失重，在贮藏10 d 失重率仅为4.84%和4.41%，两个处理之间没有明显差异（P＞0.05），但显著低于CK组，说明采后PE 包装能够较好地抑制西兰花水分散失。

图1 不同处理对西兰花失重率的影响Fig.1 Effects of different treatments on the weight loss rate of broccoli

2.3 不同处理对西兰花硫代葡萄糖苷和VC 含量的影响

西兰花中含有丰富的硫代葡萄糖苷，其在芥子酶的作用下进一步水解，生成具有抗癌、防癌的物质[17]。如图2A 所示，对照处理西兰花的硫代葡萄糖苷含量在0～4 d缓慢下降，4～8 d 迅速下降；T1 和T2 处理组在贮藏前期稍有上升，之后下降，贮藏第8 天时含量分别为9.85、9.76 mmol/kg，显著高于对照组，且整个贮藏期间T1 处理的含量高于T2 处理。

图2 不同处理对西兰花硫代葡萄糖苷（A）和VC（B）含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on glucosinolate (A)and VC (B) content in broccoli

西兰花中含有丰富的VC，能够反映西兰花的营养品质变化，但在贮藏过程中，西兰花中的VC 容易分解，导致营养品质降低[18]。在图2B 中可以看出，在整个贮藏期间，各处理的VC 含量均呈下降趋势。其中，T1 处理和T2 处理在整个贮藏期间VC 含量始终保持相对较高的水平且差异不大，仅在贮藏末期出现差异，10 d 内两个处理的VC 含量分别下降了0.27、0.31 g/kg。CK 处理整体下降速率较快，在2 d 就下降了20.69%，整个贮藏期间下降了46.36%。

2.4 不同处理对西兰花O2-·和H2O2 含量的影响

活性氧是调节植物生长发育的重要信号分子[19]。在采后贮藏过程中，活性氧和抗氧化物质失衡，会引发氧化应激反应，进而诱导植物体采后衰老。由图3A 可知，CK处理O2-·含量呈现先升高后降低趋势，峰值出现在第2天；T1 和T2 处理则出现两个高峰，T1 处理出现在第2和8天，而T2 处理出现在第2 和6天，且T1 处理的O2-·含量显著低于T2 处理。

图3 不同处理对西兰花O2-·（A）和H2O2（B）含量的影响Fig.3 Effects of different treatments on O2-·(A) and H2O2(B) content of broccoli

研究表明，一定水平的H2O2可起到信号因子作用，诱导植物体产生抗性反应以应对外界胁迫，但过高的H2O2含量会导致植物体受到伤害[20]。如图3B 所示，T2 处理的H2O2含量在0～4 d 迅速升高，之后又迅速下降。T1处理的H2O2含量在0～2 d 基本处于平稳状态，0～4 d稍有下降，之后迅速上升，第6 天后显著高于T2 处理。

2.5 不同处理对西兰花SOD 和CAT 活性的影响

SOD 和CAT 是植物体内抗氧化防御系统的主要酶，其中SOD 能够催化O2-·发生歧化反应生成H2O2，而CAT可以进一步清除H2O2，防止H2O2积累造成植物体损伤[21]。在整个贮藏期间，各处理SOD 活性变化趋势基本相同，呈现先升高后降低的趋势（见上页图4A），均在第6 天出现高峰，CK、T2 和T1 处理的峰值分别为833.33、653.21、631.43 U/g。贮藏期1～4 d 各处理CAT 活性基本呈平稳状态，之后呈现差异变化（图4B）。4 d 之后，T1 处理CAT虽稍有上升，但总体平稳，但T2 和CK 处理却迅速下降。总体而言，整个贮藏期间CAT 活性以T1 处理最高，CK处理最低。

图4 不同处理对西兰花SOD（A）和CAT（B）酶活性的影响Fig.4 Effects of different treatments on the enzyme activities of SOD (A) and CAT (B) in broccoli

2.6 不同处理对西兰花相对电导率和MDA 的影响

相对电导率和MDA 能够反映生物体细胞膜的渗透性和完整性[22]。如图5A 所示，在贮藏期间，各处理的相对电导率总体呈现上升趋势。在贮藏期前4 d，各处理间无明显差异；4～8 d时，CK 处理的相对电导率迅速上升，说明CK 处理的西兰花细胞膜透性增大，T1 和T2 处理依旧保持稳定；8 d后，T2 处理的相对电导率迅速上升，在8～10 d 上升了4.12%，而T1 处理对西兰花相对电导率的上升具有较好的抑制能力，在贮藏末期相对电导率仅为5.19%。同样，各处理的MDA 含量在整个贮藏期间呈现上升趋势（图5B）。其中T1 处理能够对MDA 积累产生明显的抑制作用（P＜0.05），前6 d 基本没有上升。6 d后，各处理MDA 含量迅速上升，但T1 处理仍显著低于T2 和CK 处理。

图5 不同处理对西兰花相对电导率（A）和MDA 含量（B）的影响Fig.5 Effects of different treatments on relative conductivity(A) and MDA content (B) of broccoli

2.7 不同处理对西兰花苯丙烷代谢相关酶活性的影响

PAL、C4H、4CL 是苯丙烷代谢途径中的三个关键限速酶[23]，有研究表明，适度提高苯丙烷代谢酶活性可以增强生物体应对胁迫的能力[24]。由图6 A 可见，在贮藏前6 d，T1 处理的PAL 活性与CK 差异不大，但均显著高于T2处理（P＜0.05），之后CK 处理迅速上升，而T1 和T2 处理变化趋势一致。

图6 不同处理对西兰花PAL（A）、C4H（B）、4CL（C）活性的影响Fig.6 Effects of different treatments on PAL(A),C4H(B)and 4CL(C) activity of broccoli

各处理的C4H 和4CL 活性均呈现明显的先增高后下降趋势，峰值分别出现在第6 天和第4 天。在贮藏前期，T1 和T2 处理的西兰花C4H 和4CL 活性均显著高于CK 处理（P＜0.05），且T2 处理表现最高。在贮藏后期，T1处理的4CL 活性下降迅速，显著低于CK 处理（P＜0.05），在所有处理中活性表现最低。

3 讨论

植物受到机械损伤后会引发生理代谢变化，产生胁迫反应。陈思雨[25]借助代谢组学研究发现，苹果在采后12 h 内产生显著的代谢变化，采后12 h 内是减少苹果损失的最佳时间。陈琪[26]在代谢水平上研究了长春花在遭受机械损伤后12 h 内的响应变化，指出长春花在机械损伤后3 h 为酚类化合物的最佳响应时间点，5 h 为萜类吲哚生物碱的最佳应答时间点。以上研究表明，当生物体突然遭受刺激或环境改变后，在短时间内就会产生强烈反应。

西兰花花球由于与植株接触面积大，花茎较粗，需要切割采收，这一操作带来很大的机械伤害，还切断了营养和水分的供应[12,27]，继而引起激素紊乱、抗性反应等[28]。因此，西兰花采收后短期内，必定产生一系列生理生化反应，这时期的调控，可能对贮藏品质起到更大的作用。

SOD 是清除细胞内O2-.并催化其生成H2O2的第一种防御酶，CAT 则可催化H2O2生成无毒性的H2O。有研究表明，适当水平的H2O2可以作为信号来诱导细胞内的一系列生理生化和抗性反应[29]。本研究中T1 处理的H2O2在1～4 d 一直维持在平稳水平，可能是起到信号诱导作用，进而促使活性氧代谢的平衡；而T2 处理的活性氧特别是O2-.在贮藏后期大量积累，以及SOD、POD 活性的下降，降低了西兰花的贮藏品质。

PAL、C4H、4CL 是苯丙烷代谢抗性反应三个关键酶，在逆境下其活性上升[23]，进而刺激后续的木质化进程和愈伤反应。本研究中，T1 和T2 处理均能提高贮藏前期C4H 和4CL 活性，说明薄膜包装在一定程度上提高了西兰花的抗性反应。但在贮藏后期，C4H 和4CL 活性反而低于CK 处理，可能是薄膜包装为西兰花提供了适宜的贮藏环境，后续逆境胁迫压力减少所致[9]。值得注意的是，贮藏期间T1 处理西兰花的C4H 和4CL 活性均低于T2处理，说明采后立即薄膜包装可提供更为适宜的贮藏环境。而CK 处理PAL 活性一直处于最高水平，可能是未包装西兰花细胞膜破损程度大，需要加速木质化进程[30]。