复合生物保鲜剂对甜龙竹笋采后贮藏保鲜效果的影响

张静美 张锡庆 李翱翔

(1 云南林业职业技术学院 昆明 650021； 2 西南林业大学材料与化学工程学院 昆明 650224；3 云南省林业和草原科学院 昆明 650201)

甜龙竹(Dendrocalamus brandisi) 是牡竹属(Dendrocalamus) 的一种大型丛生竹类， 在中国境内主要分布在云南的普洱、 临沧、 西双版纳等州(市)， 在亚热带和南亚热带的一些国家如老挝、 柬埔寨、 缅甸等均有分布。 甜龙竹应用广泛，具有巨大的经济价值[1-3]， 其笋个体较大， 肉质鲜美脆嫩， 可以生食， 风味独特， 是一种纯天然的绿色健康食品， 深受广大消费者的青睐[4]。 甜龙竹产笋季节在夏季， 发笋期正值高温时节， 采收后的笋由于人为的机械损伤， 在无任何处理情况下常温放置2 d 基本就木质纤维化， 失去食用价值和商业价值[5]。 因此， 鲜笋保鲜技术一直学界研究的热点之一。

竹笋作为竹子最幼嫩的部分， 其新生细胞较多， 生理代谢过程较快， 竹笋采摘后脱离了根部的给养， 其呼吸作用大量消耗笋体内的营养成分和水分， 而随着水分和糖类物质的快速消耗以及底部木质纤维化， 笋品质急剧下降[6]。 竹笋的生长周期很短、 木质化进程较快， 而人工采收后的笋由于机械损伤的缘故， 切口断面与空气直接接触会加速这个过程[7]。 竹笋木质化过程是一个相当复杂的生物学过程， 参与其中的酶促反应较为繁杂[8-9]。 另外， 笋品质的下降与纤维素、 半纤维素含量也有着密切联系， 纤维素和半纤维素含量的大量增加致使笋肉质变硬、 变老[7]。 目前研究表明， 使用生物保鲜剂覆膜， 可在一定程度上隔断笋与空气的直接接触， 从而抑制其呼吸作用，减少自身营养物质的消耗， 在一定时间范围内有利于保持笋品质[10]。 然而， 单一使用生物保鲜剂并不能达到很好的保鲜效果， 并且难以长时间保持笋的食用品质和口感， 需要将多种方法结合才能达到最优的贮藏保鲜效果。 复合生物保鲜剂与物理处理相结合的保鲜法已成为竹笋采后活体保鲜研究的新趋势。 本研究以采后甜龙竹笋为试验材料， 采用复合保鲜剂+3 种物理方式处理后在4 ℃下贮藏， 分析笋外观品质及笋水分、 灰分、总糖、 纤维素、 半纤维素和木质素等指标含量随贮藏时间的变化， 以期为甜龙竹笋的采后贮藏保鲜提供科学依据和理论基础。

1 材料与方法

1.1 样品采集与试验设计

2023 年6 月从云南省普洱市景谷傣族彝族自治县永平镇甜龙竹丰产栽培示范基地(23.49°N、 100.70°E， 海拔1 866 m) 采集大小适中、 无明显机械损伤、 无病虫害和生长健壮的新鲜竹笋150 棵， 采后当天立即送至云南省林业和草原科学院， 参考前期的甜龙竹笋保鲜试验， 使用复合生物保鲜剂 (2.5% 茶多酚+0.05%溶菌酶+1.5%壳聚糖) 进行保鲜处理，设不剥壳、 剥壳、 去笋衣3 个试验处理组， 各试验处理组均以超纯水作为空白对照组(表1)。挑选出108 棵品相良好的甜龙竹笋用纯水洗干净表面的污渍， 然后将底部的横断面切平整， 分为6 个处理， 每个处理为18 棵笋， 用配置好的复合生物保鲜剂涂膜浸泡处理， 自然避光晾干后放入30 cm × 40 cm 食品级PE 保鲜自封袋，置于(4±0.5)℃冰箱恒温贮藏。

表1 试验处理方案Tab.1 Scheme of testing treatment

1.2 保鲜处理

1.2.1 制备复合生物保鲜剂

以500 mL 复合生物保鲜溶液计(忽略溶液比重)、 超纯水作为溶剂， 分别加入壳聚糖7.5 g、茶多酚12.5 g、 溶菌酶0.25 g， 充分摇匀混散备用。

1.2.2 样品处理

选用新采摘的甜龙竹鲜笋， 将采回的竹笋用纯水清洗泥土并晾干， 设置带壳、 去壳和去笋衣3 种处理方式， 将笋底面切平， 并分别在制备好的保鲜剂中完全浸没5 min 左右， 取出自然避光晾干， 按每个处理3 个平行分袋装入食品级PE保鲜自封袋中， 将封装好的样品贴上标签标明日期， 贮藏在恒温(4±0.5 ℃) 恒湿(相对湿度约90%) 箱中等待观察取样。 每2 d 取1 次样， 分别于0、 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14 d 进行观察并取样， 共取144 个样品。 每个处理每次取3 棵竹笋，带壳以及去壳带笋衣的样品先去除笋壳及笋衣；保鲜剂处理的样品先用纯水洗净保鲜剂， 并用吸水纸擦去水分。 将处理完成后的样品进行打碎，称量大于10 g 鲜样用于水分及灰分测定； 剩余的鲜样在烘箱中于60 ℃恒温干燥10 h 制成干样，并用研钵对干样进行研磨， 过60 目筛， 用于测定干样中的纤维素、 半纤维素、 木质素以及总糖的含量。

1.3 测试指标与方法

1) 竹笋外观分析。 用相机对笋样的底部和侧面进行拍照比对。

2) 竹笋色差分析。 用3 nh 手持式色差仪SC-10 对笋样底部颜色进行测定， 选择中心点并测量3 次， 记录测量的L、a、b值， 并以第0 天为标样 计 算 色 差， 计 算 公 式 为:ΔE＝[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2。 式 中:ΔE为总色差的大小；ΔL为样品与L标样的明度差异；L表示明暗度， 指颜色明暗的强度， 其数值为0 ～100；Δa为样品与a标样的红/绿差异；a表示红一绿轴， 正值表示红， 负值表示绿；Δb为样品与b标样的黄/蓝差异；b表示黄一蓝轴， 正值表示黄， 负值表示蓝。

3) 水分含量测定。 参考标准GB 5009.3—2016 中测定食品水分的方法进行改进。 将干净的扁形称量瓶置于105 ℃的恒温干燥箱中进行恒重，每间隔1.0 h， 取出冷却至室温后进行称重， 直至称量瓶的质量不再改变， 误差范围在±2 mg 之间。将湿样快速研磨成糊状细小颗粒， 称取5 g 样品置于称量瓶中(称量使用精确度为万分之一的天平， 以保整数据的准确性)， 为使样品水分能够快速蒸发， 样品尽可能铺平且厚度不超过5 mm，称量初始质量后， 放入105 ℃恒温干燥箱中， 每2 h 取出放入干燥皿中冷却至室温后称重， 直至质量不再改变， 误差范围控制在±2 mg 以内。 样品含水量的计算公式为:式中:X为样品水分含量(g/100 g)；m1为称量瓶和样品的质量总和(g)；m2为称量瓶和样品干燥后的质量(g)；m3为称量瓶的质量(g)。

4) 灰分含量测定。 参考标准GB 5009.4—2016 测定笋中灰分含量。

5) 总糖含量测定。 参考标准GB/T 15672—2009 测定笋中总糖含量。

6) 纤维素含量测定。 参考标准NY/T 1459—2022 中的滤袋法测定笋干样酸性洗涤纤维含量，并计算得到笋纤维素含量。

7) 半纤维素含量测定。 参考标准GB/T 20806—2022 中的滤袋法， 测定笋干样中的中性洗涤纤维含量， 并计算半纤维素含量， 其中α-淀粉酶的浓度参考标准GB 5009.9—2016。

8) 木质素含量测定。 用上述“纤维素含量测定” 中得到的酸性洗涤纤维继续进行酸洗以及灰化， 参考申德省[11]的检测方法进行改进， 最终计算得到笋木质素含量。

1.4 数据分析

所有测定指标重复3 次， 结果表示为平均值±标准差。 通过IBM SPSS Statistics 27 进行ANOVA方差分析和Scheffe Test 检验(P＜0.05 为显著差异)， 使用origin 2021 进行绘图。

2 结果与分析

2.1 笋外观品质变化

从图1 中可见， 处理组2 的竹笋贮藏14 d 无明显颜色变化， 处理组1 底部褐变明显， 处理组3 底部及侧面也均有明显褐变， 相对空白对照保鲜剂处理的外观均有一定改善。

图1 不同处理对甜龙竹笋外观品质的影响Fig.1 Effect of different treatments on the appearance of D. brandisii shoots

不同处理对笋外观均有不同程度的影响(图2)， 其中处理组2 在既定的贮藏时间结束后， 色差变化最小， 对照组1 的色差变化最大。 各组笋底部的色差均随贮藏时间延长而增加， 但3 个试验处理组的色差值均显著小于相应的3 个对照组。在贮藏的第14 天， 对照组1、 2、 3 的色差值分别为10.860、 3.653、 3.843， 处理组1、 2、 3 的色差值则分别为4.747、 2.097、 3.283， 3 个对照组色差值均显著大于3 个处理组。 在贮藏的第14天， 处理组2 的色差值为2.097， 显著小于各对照组、 处理组1 和处理组2。

图2 不同处理对甜龙竹笋色差的影响Fig.2 Effect of different treatments on color difference of D. brandisii shoots

2.2 水分和灰分含量变化

如图3 所示， 在贮藏期间， 随着贮藏时间的延长， 各组笋水分含量均呈现逐渐下降的变化趋势。 在试验开始前， 3 个对照组的笋初始水分含量分别为94.437%、 94.773%、 94.637%， 3 个处理组的笋初始水分含量分别为 94.633%、95.050%、 94.493%， 经检测各组间笋水分含量并无显著性差异。 在贮藏的第2 ～12 d， 3 个处理组笋水分含量都显著大于相对应的对照组； 至第14 天， 各组笋水分含量均降低到最低值， 其中处理组1 的笋水分含量(92.797%) 显著大于其他各处理组以及各对照组， 说明生物保鲜剂及笋外壳可以减少水分流失， 保持笋水分含量是保证笋新鲜的关键因素。

图3 不同处理对甜龙竹笋水分含量的影响Fig.3 Effect of different treatments on water content of D. brandisii shoots

在笋灰分含量方面， 在14 d 的贮藏期间各组基本稳定， 无明显变化(图4)。 各组笋灰分含量均保持在0.3%～0.5%， 由于采后竹笋未经加工及其他处理， 所以在保鲜过程中各处理间笋灰分含量均无显著差异。

图4 不同处理对甜龙竹笋灰分含量的影响Fig.4 Effect of different treatments on ash content of D. brandisii shoots

2.3 总糖含量变化

如图5 所示， 在贮藏初期各组笋总糖含量均较高， 随着贮藏时间的延长， 总糖含量呈逐渐下降的变化趋势。 在2～14 d 的贮藏期间， 3 个处理组笋总糖含量都显著大于3 个对照组(P＜0.05)，且表现为处理组2＞处理组3＞处理组1。 至第14天时， 对照组1、 2、 3 的笋总糖含量分别较第0天减少0.283%、 0.194%和0.270%， 而处理组1、2、 3 的笋总糖含量分别减少0.309%、 0.090%和0.109%。 相较于对照组而言， 各处理组总糖含量的下降趋势明显减缓。 由此可以得出， 甜龙竹笋在低温贮藏期间发生了明显的呼吸作用， 而复合生物保鲜剂能够抑制笋的呼吸作用进程， 有效减缓了笋总糖含量的降低， 其中复合生物保鲜剂+剥壳处理组(处理组2) 效果最好。

2.4 3 大素含量变化

在14 d 的贮藏期间， 随着贮藏时间的延长，各组笋的纤维素、 半纤维素、 木质素含量均呈现逐渐上升的变化趋势。 就纤维素含量而言， 在试验开始前， 3 个对照组的初始纤维素含量分别为0.067%、 0.063%、 0.063%， 3 个处理组的初始纤维素含量分别为0.087%、 0.057%、 0.063%，各组间初始纤维素含量无显著性差异。 在贮藏的4～12 d 中， 各对照组的纤维素含量呈逐渐增加的变化趋势， 且增加趋势显著高于各处理组。 在贮藏的第14 天， 各组的纤维素含量达到峰值， 对照组均大于各处理组， 3 个处理组中处理组2 的纤维素含量显著小于另外2 组， 表现为处理组2 (0.093%)＜处理组3 (0.117%) ＜处理组1(0.127%) (图6)。

图6 不同处理对甜龙竹笋纤维素含量的影响Fig.6 Effect of different treatments on cellulose content of D. brandisii shoots

就半纤维素含量而言， 在试验开始前， 3 个对照组的初始纤维素含量分别为0.180%、0.183%、 0.187%， 3 个处理组的初始纤维素含量分别为0.180%、 0.180%、 0.187%， 各组间初始半纤维素含量无显著性差异。 在贮藏的4 ～12 d中， 各对照组的半纤维素含量呈逐渐增加趋势，且增加趋势显著高于各处理组。 在贮藏的第14天， 各组的半纤维素含量达到了最大值， 对照组均大于各处理组， 3 个处理组中处理组2 的纤维素含量显著小于另外2 组， 表现为处理组2(0.203%) ＜处理组1 (0.213%) ＜处理组3(0.233%) (图7)。

图7 不同处理对甜龙竹笋半纤维素含量的影响Fig.7 Effect of different treatments on hemicellulose content of D. brandisii shoots

就木质素含量而言， 在试验开始前， 3 个对照组的初始木质素含量分别为0.650%、 0.653%、0.660%， 3 个处理组的初始木质素含量分别为0.653%、 0.653%、 0.657%， 各组间初始木质素含量无显著性差异。 在贮藏的4～12 d 中， 各对照组的木质素含量呈逐渐增加趋势， 且增加趋势显著高于各处理组。 在贮藏的第14 天， 各组的木质素含量达到了峰值， 对照组均大于各处理组， 3个处理组中处理组2 的木质素含量显著小于另外2 组， 表现为处理组2 (0.683%) ＜处理组1(0.693%) ＜处理组3 (0.703%) (图8)。

图8 不同处理对甜龙竹笋木质素含量的影响Fig.8 Effect of different treatments on lignin content of D. brandisii shoots

以上可见， 复合生物保鲜剂+剥壳处理(处理组2) 能够减缓笋的木质化进程， 有效延长了笋采后的贮藏品质。

3 讨论与结论

1) 笋的生长过程就是一个木质化的进程。 笋被采下后， 在常温条件下， 机械损伤的断口处会发生褐变， 而且笋呼吸作用增强， 开始消耗笋自身的营养和水分， 木质化进程大大加速， 这也使得笋的贮藏品质急速降低[12]。 本研究通过使用复合生物保鲜剂对采后3 种不同处理的甜龙竹笋保鲜效果进行评价， 在整个试验观察期间， 相比于对照组， 所有处理组的笋感官品质均显著提升，而笋的色差值则显著降低； 在各处理组中， 处理组2 的护色效果最优， 至贮藏末期(贮藏的第14天) 也未有较大变化。

2) 笋虽然被采下， 但笋体一直在进行呼吸作用和蒸腾作用， 而呼吸作用会持续消耗笋体内的养分， 蒸腾作用会加速笋体水分流失[13]。 保鲜剂在笋体表面形成一层覆膜， 隔断了笋体与空气的直接接触， 可有效降低呼吸作用和蒸腾作用的强度。 在为期14 d 的贮藏期内， 各对照组和各处理组的笋水分和总糖含量持续呈下降的变化趋势，而且各处理组的减少趋势明显低于对照组； 水分含量降低速度处理组1 低于处理组2 和处理组3，总糖含量减少速率处理组2 低于处理组1 和处理组3。 处理组2 的水分减缓速率与处理组1 之间并无显著性差异。 综合分析， 处理组2 是最优的保鲜方式。

3) 纤维素、 半纤维素和木质素是粗纤维的主要成分， 而粗纤维则是构成植物细胞壁的主要组成成分[14]， 植物正是由于细胞壁的不断成熟， 使得植物体不断成长老化。 使用生物保鲜剂处理植物可在一定程度上延缓纤维素、 半纤维素和木质素含量的上升， 从而延长笋贮藏期， 增加其可食用性[15]。 本研究结果显示， 在整个试验贮藏期内， 处理组均能显著抑制采后甜龙竹笋纤维素、半纤维素及木质素含量的转化速率， 说明复合生物保鲜剂在一定程度上延缓了笋的木质化进程，其中处理组2 的效果明显优于另外2 个处理组，说明剥壳处理能够使笋更好地接触到生物保鲜剂，使其充分发挥保鲜作用。 罗晓莉[16]使用壳聚糖涂膜保鲜麻竹(D.latiflorus) 笋， 也达到了延缓木质化进程的结果， 与本研究结果比较接近。

综上所述， 2.5%茶多酚、 0.05%溶菌酶和1.5%壳聚糖组成的复合保鲜剂能使甜龙竹笋在贮藏期间减少褐变色差， 显著降低笋木质素、 纤维素和半纤维素含量的增加速率， 同时显著提高笋水分和总糖含量的减少速率。 另外， 随着贮藏时间的延长， 物理处理加化学处理的联合保鲜法更能有效地抑制笋木质化进程， 从而延长笋的可食用保质期， 同时笋的感官品质也得到了一定程度的延续。 试验的3 种处理方式均能够在一定程度上延缓甜龙竹笋的木质化进程， 其中复合生物保鲜剂+剥壳处理组的保鲜效果最好， 不剥壳、 去笋衣效果次之。 原因可能是不剥壳的笋无法使笋体有效接触到复合生物保鲜剂， 不能形成完整的覆膜； 而去笋衣的处理则人为造成了机械损伤，增加了笋表面氧化和被真菌、 细菌感染的概率。