呼吸调控下的细胞膜完整性对仔姜贮藏失水的影响

廖雯,代慧,舒丽洁,骆佳,周俞含,张敏*

1(西南大学 食品科学学院,重庆,400715)2(西南大学,食品贮藏与物流研究中心,重庆,400715) 3(农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆),重庆,400715)

高湿度(90%～95%)是市场中果蔬冷藏时常用的相对湿度(relative humidity,RH),其目的是通过在果蔬外界建立高湿环境,避免失水,从而保持果蔬品质,所以高湿冷藏果蔬通常会采用无密封包装的方式裸露存放。然而在实际贮藏中,高水分果蔬在高湿裸露贮藏时,虽然与低湿裸露贮藏相比能减少一定失水,但失水依然无法避免,且失水率并不低,那么失水只受到外界湿度影响,还是存在其他影响因素?然而,目前少有文献对这一现象背后的机理进行解释,而这一点却对减少市场果蔬贮藏损耗、提升果蔬品质十分重要。

果蔬失水主要是由于蒸腾作用使细胞内的水分转移到细胞外,再从细胞外转移到外界环境中[1],即细胞膜的完整性是失水的重要因素之一。由于采后的果蔬处于逐渐衰老的过程或在不良环境胁迫条件下,呼吸链受损,呼吸链的电子泄露,还原O2分子,产生活性氧,导致细胞膜透性增大,破坏了细胞膜的完整性[2-3]。而薄膜包装能一定程度阻隔外界气体的进入,在包装内营造出低O2高CO2的气体环境,起到控制果蔬呼吸的作用[4]。所以对于高水分果蔬贮藏而言,研究包装对内部气体环境的影响和由此引起的呼吸变化,细胞膜的完整性,胞内水分向胞外的扩散速度进而影响失水程度几者之间的紧密逻辑关系很有必要。

仔姜是一种口感脆嫩、香味浓郁、辛辣适中、营养丰富,在世界范围内广泛食用的鲜食根茎蔬菜[5]。但又因其水分含量高,外皮幼嫩,采后最重要的品质劣变就是失水皱缩萎蔫,导致仔姜的商品性严重降低[6],所以减少仔姜失水是贮藏过程中最为重要的目标。目前商用的新鲜生姜贮藏方式很少,主要是沙藏、窖藏[7]。沙藏虽具有保湿、控制透气的功能,但耗时耗力且不易打扫,并不适用于大规模贮藏;而窖藏温湿度不能精确控制且存储不便,也不适宜大规模贮藏。包装后进行现代化冷库冷藏因控温控湿精确,干净易操作,是一种可实现规模化贮藏的好方法[8]。薄膜包装可以在果蔬的呼吸作用和薄膜材料的透气性之间建立动态平衡,使CO2和O2的浓度保持在适合果蔬保鲜的呼吸强度,更好地控制呼吸及维持细胞膜的完整性,且具有简便、经济和安全等多重优点,实用推广价值高。目前有关新鲜仔姜冷库贮藏包装技术的研究还十分匮乏。本研究设置不同条件[未包装RH60%、未包装RH95%、包装(30 μm双向拉伸聚丙烯薄膜(biaxially oriented polypropylene,BOPP))RH60%]对仔姜进行处理,研究通过包装调节呼吸的方式对控制仔姜冷藏期间失水及品质变化的影响及其作用机制,探讨果蔬失水与细胞膜完整性及活性氧代谢的联系机理,以期为其他果蔬包装机理提供一定科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

仔姜,要求同一批次、色泽大小均匀、无病虫害的根茎,天生农贸市场,在采购商从种植农户手中收购后立即送到实验室。

PET保鲜盒尺寸:21 cm×16 cm×5.5 cm,广东鲜派包装商城;BOPP(厚度:30 μm,O2透过率:1 256.5 cm3/m2·24 h·atm,透湿率:4.5 g/m2·24 h,23 ℃),河南前瞻包装材料有限公司。

主要药品、试剂:聚乙烯吡咯烷酮、愈创木酚,成都科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

RXZ-8000智能人工气候箱,宁波东南仪器有限公司;H1650R台式高速冷冻离心机,湖南湘仪公司;UV-2450PC紫外可见分光光度计,日本岛津公司;GSP-6温湿度记录仪,江苏省精创电气;DDS-307A电导率仪,上海雷磁公司;CheckMate3.0顶空分析仪,丹麦膜康公司;DHG-9245A电热恒温鼓风干燥箱,上海齐欣科学仪器;TA.XT2i物性测定仪,Stable Micro System公司。

2 实验方法

2.1 样品准备

将挑选好的仔姜的表面附着物及泥土清理干净,晾干后装于PET保鲜盒中,每盒(300±10) g。将仔姜随机分为3组处理:(1)未包装RH60%组:将仔姜裸露地放在12 ℃、RH60%的恒温恒湿箱中;(2)未包装RH95%组:将仔姜裸露地放在12 ℃、RH95%的恒温恒湿箱中;(3)包装(30 μm BOPP袋)RH60%组:将仔姜放入PET盒中,再放入BOPP(厚度30 μm)包装袋中,密封好,再放入12 ℃、RH60%的恒温恒湿箱中。每个处理设置3个重复,贮藏12 d,每2 d随机取样1次,测定各项指标。

2.2 指标检测

2.2.1 皱缩感官评价

参考邓青芳等[9]的方法,略有改动。感官评定标准见表1。每项指标最高分为9分,最低分为1分,最终用比例加权法计算总分。质地、风味占总分比例为70%、30%,根据总分评定仔姜的品质。结果取平均值,本试验中以6分及以上为具有商品性。

表1 仔姜感官评分表Table 1 Evaluation standard of sensory properties of ginger

2.2.2 顶空气体成分

采用CheckMate3.0顶空气体分析仪进行检测。测定前先用顶空气体分析仪检测大气中的O2和CO2浓度,进行仪器校准核查。然后将检测针头通过防雾膜上的硅胶片插入包装中,直接检测包装内的O2和CO2浓度,每个平行重复测定3次,测试过程中注意避免针头与仔姜的接触。

2.2.3 呼吸速率

参考程曦[10]的方法并稍作修改,测定仔姜的呼吸速率,计算如公式(1)所示。

式中:φ1,顶空气体分析仪测定的真空干燥皿中初始CO2体积分数,%;φ2,顶空气体分析仪测定的真空干燥皿中最终CO2体积分数,%;V,密闭空间体积,mL;m,果蔬的质量,kg;t,测定时间,h。

2.2.4 失重率

参考付云云[11]的方法,仔姜失重率的测定如公式(2)所示。

2.2.5 硬脆度

使用物性测定仪进行仔姜硬脆度测定,选取仔姜根茎中部,将其制备成均匀的姜块,选用P/5探头,结果以g表示,设置参数如下:穿刺模式;测前速度1 mm/s;测中速度1 mm/s;测后速度10 mm/s;受压深度10 mm;触发力5 g。

2.2.6 超氧阴离子(·O2-)产生速率

参照曹建康等[12]的方法并稍作修改,测定仔姜·O2-产生速率。称取2 g仔姜鲜样,加入4.0 mL提取缓冲液,冰浴研磨成浆,于4 ℃、12 000 r/min离心20 min,取1 mL上清液加入50 mmol/L pH 7.8磷酸缓冲液和1 mmol/L盐酸羟胺溶液各1 mL,摇匀后于25 ℃保温1 h。取出后加入17 mmol/L对氨基苯磺酸溶液及7 mmol/L α-萘胺溶液各1 mL,进行20 min显色反应,测定其在530 nm处的吸光度,根据标准曲线计算O2-的物质的量,结果以μmol/(min·g)表示。

2.2.7 H2O2含量

参照游玉明等[13]的方法并稍作修改,测定仔姜H2O2含量。称取2 g混匀后的仔姜样品,经预冷的丙酮充分研磨,4 ℃、5 000 r/min离心15 min,取上清液1 mL,加入0.1 mL 5 g/100 mL的硫酸钛和0.2 mL浓氨水反应后,再在4 ℃、5 000 r/min条件下离心10 min,沉淀经丙酮洗涤,最后在沉淀中加入3 mL 2 mol/L的浓硫酸溶液,于410 nm波长处测定其吸光度,结果以μmol/g表示。

2.2.8 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)

活性参照曹建康等[12]的方法并稍作修改,测定仔姜SOD活性。称取2.0 g仔姜鲜样置于预冷后的研钵中,向其中加入3.0 mL提取缓冲液,冰浴研磨成匀浆后于4 ℃、12 000 r/min离心30 min,收集上清液低温保存。利用氮蓝四唑还原法来测定SOD活性,结果以U/(min·g)表示。

2.2.9 过氧化氢酶(catalase,CAT)活性

参照曹建康等[12]的方法并稍作修改,测定仔姜CAT活性。称取2.0 g仔姜鲜样置于预冷后的研钵中,向其中加入4.0 mL提取缓冲液,冰浴研磨成浆后于4 ℃、12 000 r/min离心30 min,收集上清液低温保存。往试管中加入100 μL酶液和2.9 mL 0.02 mol/L H2O2溶液,以蒸馏水作参比,测定反应液在240 nm处的吸光度值,以每克仔姜样品每分钟吸光度变化0.01为1个CAT酶活性单位,表示为0.01△OD240/min·g,记为U。

2.2.10 过氧化物酶(peroxidase,POD)活性

参考付云云[11]方法并稍作修改,测定仔姜POD活性。称取2.0 g仔姜鲜样置于预冷后的研钵中,向其中加入4.0 mL提取缓冲液,冰浴研磨成匀浆后于4 ℃、12 000 r/min离心30 min,收集上清液低温保存。向试管中加入3.0 mL 25 mmol/L愈创木酚溶液及500 μL酶提取液,加入200 μL 0.5 mol/L H2O2溶液后启动反应。记录反应在470 nm处的吸光度变化,结果以△OD470/(min·g)表示。

2.2.11 相对电导率

参照游玉明等[13]的方法并稍作修改,测定仔姜的相对电导率。先用直径8 mm的打孔器在厚度为3 mm的仔姜切片横截面上打取薄片,称取2.0 g薄片置于加入20 mL蒸馏水的50 mL的烧杯中进行浸泡,30 min后测定浸泡液中的电导率(γ1)。然后在烧杯上覆盖双层保鲜膜后沸水浴15 min,取出冷却至室温后再次测定其电导率(γ0),根据煮沸前后的电导率计算得出相对电导率(γe),计算见公式(3),结果以%表示。

相对电导率γe/%=γ1/γ0×100

(3)

2.2.12 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量

参照唐先谱等[14]的方法并稍作修改,测定仔姜MDA含量。称取1.0 g仔姜鲜样置于预冷后的研钵中,其中加入4.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液,冰浴条件下研磨成匀浆,并于4 ℃、10 000 r/min离心20 min,收集上清液备用。取2.0 mL上清液并向其中加入2.0 mL 6.7 g/L TBA溶液,在沸水浴中处理20 min,取出冷却后再离心1次,分别测定样品在450、532、600 nm处的吸光度,结果以μmol/g表示。

2.3 数据统计分析

使用Excel 2018对实验数据进行数据计算;用SPSS Statistics 21对指标进行显著性分析,P<0.05表示有显著差异,P<0.01表示有极显著差异,P>0.05表示差异不显著;最后用Origin 2018制图。

3 结果与分析

3.1 皱缩感官评价

感官评价可以直接反映果蔬的新鲜程度,对衡量果蔬的商品价值非常重要。当感官总评分<6分时,该果蔬无商品性。如图1所示,各组感官评分从实验开始到结束均有不同程度下降,第2天时,未包装RH60%组与包装组呈现差异极显著(P<0.01),分析其是由于低湿条件导致仔姜蒸腾失水,从而出现皱缩、萎蔫及不饱满的状态。在第4天后,未包装RH95%组与包装组也呈现差异极显著(P<0.01),可能是因为采后仔姜呼吸作用旺盛,导致水分丧失,引起仔姜质地皱缩,且在第6天时,已经不具有商品性,而包装组直到贮藏结束仍有6.33分,具有商品性,且这与齐淑宁等[15]结论一致,包装是影响果蔬在贮藏期间品质变化的重要因素,说明包装能有效降低仔姜的呼吸作用,减少水分丧失和营养物质消耗。即通过对仔姜进行包装处理,能有效延缓仔姜失水,使仔姜质地更加饱满、脆嫩,有更好的感官效果。

图1 不同贮藏环境条件下对仔姜的感官评价影响Fig.1 Effects of different storage environment conditions on sensory evaluation of ginger

3.2 顶空气体成分

果蔬采后生理代谢主要是呼吸、蒸腾和消耗营养物质的过程,在此过程中果蔬的营养物质不断被分解消耗,同时吸收O2,释放CO2。如图2所示,随着贮藏时间的延长,包装组的O2含量不断下降(20%～6.5%),而CO2含量不断上升(0%～11.9%),符合采后果蔬的呼吸特性。有研究表明,采后产品维持的生理代谢水平,与能量储备和呼吸可用的气体环境息息相关[15],且唐先谱[16]研究也发现,短期内高CO2处理仔姜在一定范围(2%～12%)内能很好地维持仔姜的硬度,控制部分酶活性,降低后熟的合成反应,干扰有机酸的代谢,即影响产品保质期的呼吸作用与包装内O2和CO2含量直接相关。综上,包装能有效对仔姜进行呼吸调控。

a-O2含量;b-CO2含量图2 不同贮藏环境条件下对仔姜顶空气体成分的影响Fig.2 Effects of different storage conditions on headspace gas composition of ginger

3.3 呼吸速率

呼吸速率可以衡量果蔬的呼吸强度,反映果蔬采后贮藏的生理状态,如图3所示,各组呼吸速率呈现先降后升的趋势,在第2天后,未包装RH60%组、未包装RH95%组呼吸速率显著升高,分析其是因为仔姜受到水分胁迫,质量减轻导致呼吸速率升高,且因未包装RH60%组的失水胁迫高于未包装RH95%组,导致其呼吸强度也较高,两者差异极显著(P<0.01)。而在整个贮藏过程中,包装组一直保持较低的呼吸速率,至贮藏结束为1 289.22 mg/(kg·h),比未包装RH60%组低25.6%,比未包装RH95%低10.5%。YANG等[17]采用薄膜包装大白菜能有效地延缓大白菜的呼吸,减少养分的流失,保持其良好的外观品质。即薄膜包装能够利用果蔬的呼吸作用及包装材料对O2和CO2的渗透性使袋内形成较为稳定的气体微环境,从而降低果蔬的呼吸速率,延缓仔姜衰老并维持营养品质。因此,用包装的方式利于形成低O2高CO2的气体环境,更适合仔姜的采后贮藏。

图3 不同贮藏环境条件下对仔姜呼吸速率的影响Fig.3 Effects of different storage environment conditions on respiratory intensity of ginger

3.4 失重率

失重率是果蔬贮藏期间重要品质指标,其数值越大表明果蔬中的水分和营养成分损失就越严重。果蔬失重主要是由蒸腾作用和呼吸作用共同引起的。如图4所示,各组失重率随着时间延长均呈上升趋势,其中未包装RH60%组失重率始终最高,与其他2组差异极显著(P<0.01),在贮藏第2天时,未包装RH60%组的失重率就已达到12.7%,丧失商品价值,至贮藏结束失重率高达47.8%。且在整个贮藏期间,未包装RH60%组的失重率的上升速度一直高于未包装RH95%组,即高湿条件下水分蒸腾速率低,失重率下降慢;从第4天起,未包装RH95%组与包装组之间形成显著差异(P<0.05),在第8天后,与包装组形成极显著差异(P<0.01),至贮存期结束失重率达到21.1%;而包装组失重率增加最为缓慢,至贮藏期结束失重率仅为2.5%。分析其是因为在高湿条件下,蒸腾不起决定性作用,而包装可以减弱呼吸作用,导致物质消耗速率降低,水分蒸发慢,即包装可以明显抑制失重率的上升,减缓仔姜失水情况。

图4 不同贮藏环境条件下对仔姜失重率的影响Fig.4 Effects of different storage environment conditions on weight loss rate of ginger

3.5 硬脆度

硬度能够衡量果蔬贮藏期间质地的变化[18],间接反映果蔬的成熟度和腐烂程度。如图5所示,各组仔姜硬度随贮藏时间的延长先上升后下降,其中硬度的升高可能与仔姜的硬化现象有关,即采后根茎类蔬菜和少数水果会产生组织纤维化、木质化。从贮藏第2天时,未包装RH60%组和包装组差异极显著(P<0.01),在贮藏第4天时,仔姜硬度开始下降,分析其是因蒸腾作用导致仔姜大量失水,细胞的膨压降低,同时呼吸作用也加剧了细胞结构的破坏,且未包装RH60%组和未包装RH95%组软化现象极为严重,与包装组差异显著(P<0.05),而包装组贮藏期结束时硬度仍有3 485.00 g,比未包装RH60%组、未包装RH95%组分别高11%、8.2%。齐淑宁等[15]研究也发现,纳米保鲜袋对水蜜桃有较好的果实硬度保持效果,比对照组高13 g,与本实验结果一致。综上,包装能明显抑制仔姜硬度的下降,延缓软化。

图5 不同贮藏环境条件下对仔姜硬度的影响Fig.5 Effects of different storage environment conditions on the hardness of ginger

脆度是仔姜贮藏中的一个重要感官指标,能反映仔姜的食用品质。如图6所示,各组均呈先升后降的趋势,在第4～12天时,未包装RH60%组与包装组差异极显著(P<0.01),在第6～12天时,未包装RH95%组与包装组差异显著(P<0.05),贮藏末期时,包装组的脆度最高,比未包装RH60%组、未包装RH95%组分别高27.4%、7.56%。综上,包装能有效抑制仔姜脆度的下降。

图6 不同贮藏环境条件下对仔姜脆度的影响Fig.6 Effects of different storage environment conditions on the crispness of ginger

3.6 超氧阴离子(·O2-)产生速率

在逆境胁迫中,·O2-是最先出现的活性氧,同时也是其他活性氧的来源物,·O2-是电子传递过程中的代谢产物,氧化还原活性都很强,且其过度积累会对细胞造成不可逆转的伤害。如图7所示,各组·O2-产生速率均呈上升趋势。且在整个贮藏期间,·O2-产生速率:未包装RH60%组>包装组,2组之间差异显著(P<0.05)。分析未包装RH60%组因处于低湿环境中,仔姜的蒸腾作用增强,过多失水造成细胞结构被破坏,·O2-产生速率快速上升。虽包装和高湿环境都可以推迟·O2-产生速率上升的时间,但在贮藏后期,包装组通过抑制呼吸作用,·O2-的产生仍低于未包装RH95%组,减少了活性氧积累,延缓仔姜品质劣变。

图7 不同贮藏环境条件下对仔姜·O2-产生速率的影响Fig.7 Effects of different storage environment conditions on ·O2- production rate of ginger

3.7 H2O2含量

H2O2是活性氧,为氧化代谢的一部分,当果蔬植物组织中的H2O2含量超过一定阈值时,会影响活性氧(reactive oxygen species,ROS)代谢平衡,从而毒害细胞,同时还会促进木质素单体合成,导致木质素大量积累,影响果蔬的生命活动,加速衰老,降低品质[19]。如图8所示,随着贮藏时间的延长,各组H2O2含量均呈上升趋势,但从贮藏开始,未包装RH60%组、未包装RH95%组的H2O2含量均高于包装组,从贮藏第6天到贮藏结束,未包装2组与包装组呈现差异显著(P<0.05),至贮藏结束,未包装RH60%组、未包装RH95%组、包装组的H2O2含量分别已到达34.64、33.51、23.13 μmol/g,是初始含量的7.24倍、7.01倍、4.83倍。且贮藏期间,未包装RH60%组和未包装RH95%组差异并不显著(P>0.05),由此说明是通过包装方式减弱了呼吸作用,并减弱由呼吸作用产生的副产品(即ROS),显著减少H2O2含量的产生,从而有效维持仔姜品质。陈皖豫等[20]也认为通过包装能显著降低活性氧产生,延缓娃娃菜劣变,与上述研究结果一致。

图8 不同贮藏环境条件下对仔姜H2O2含量的影响Fig.8 Effects of different storage environment conditions on H2O2 Content of ginger

3.8 SOD活性

SOD最先对果蔬中的氧化胁迫发生反应,将·O2-自由基通过歧化反应生成H2O2和O2,具有维持活性氧平衡和减少细胞膜系统氧化损伤的作用。如图9所示,各组SOD活性均呈先上升后下降趋势,其中未包装RH60%组、未包装RH95%组的上升速度非常快,峰值分别达到2.37、2.23 U/(min·g),而包装组此时仅为1.64 U/(min·g)。分析其是因为仔姜失水胁迫,导致活性氧快速积累,从而引发较高的SOD活性。从第4天开始,未包装RH60%组和未包装RH95%组下降速度最快,分析是因为活性氧代谢失衡,导致果蔬SOD活性急剧下降。且整个贮藏期间与包装组有显著差异(P<0.05),至贮藏结束,包装组的SOD活性仍保持最高。即包装可以有效延缓SOD活性的下降,增强清除超氧自由基的能力,减少细胞膜损伤,从而更好地维持仔姜的品质。

图9 不同贮藏环境条件下对仔姜SOD活性的影响Fig.9 Effects of different storage environment conditions on SOD activity of ginger

3.9 CAT活性

CAT主要存在于H2O2中,能够催化H2O2分解为H2O和O2,从而有效消除ROS,降低机体受损程度。如图10所示,各组整体均呈现波动下降趋势,在第4天时,未包装RH60%组、未包装RH95%组差异极显著(P<0.01),可能因为在高湿环境下能提升仔姜的CAT活性,袁树枝等[21]也发现高湿贮藏能够提高菠菜的CAT活性。至贮藏结束,包装组的活性仍是最高(13.2 U),是未包装RH60%组的2.7倍、未包装RH95%组的2.2倍,且3组间差异极显著(P<0.01),即包装袋处理仔姜抑制了CAT活性的降低,减轻活性氧对细胞伤害,利于仔姜细胞膜的完整性,从而减少仔姜失水及萎蔫。综上,包装处理更利于仔姜的贮藏。

图10 不同贮藏环境条件下对仔姜CAT活性的影响Fig.10 Effects of different storage environment conditions on CAT activity of ginger

3.10 POD活性

POD主要参与H2O2的清除,同时清除多余的自由基,避免氧化应激,从而维持细胞稳态,降低细胞膜过氧化,延缓果蔬采后的成熟衰老。如图11所示,贮藏0～4 d期间,所有组均快速下降,且3组间有显著差异(P<0.05),但在贮藏前期,高湿度更利于POD活性的保持,到4 d时,包装组和未包装RH60%组出现极显著差异(P<0.01),包装袋处理的仔姜更有利于POD活性的上升,贮藏第12天时,未包装RH60%组、未包装RH95%组、包装组的POD活性分别为3.68、3.90、3.94 △OD470/(min·g),包装组的POD活性仍是最高的,与齐淑宁等[15]趋势一致,即包装处理可以在贮藏中有效地提升POD活性,减弱仔姜的氧化作用并维持其品质。

图11 不同贮藏环境条件下对仔姜POD活性的影响Fig.11 Effects of different storage environment conditions on POD activity of ginger

3.11 相对电导率

相对电导率常用作膜渗透性的指标,可以反映膜完整性和损伤的程度[11]。如图12所示,相对电导率随着贮藏时间的增加而逐渐增加,但未包装RH95%组的相对电导率<未包装RH60%组的相对电导率;袁树枝等[21]也发现高湿能降低菠菜贮藏期的相对电导率;从第6天开始,未包装RH60%组与包装组出现差异显著(P<0.05),与王相一[22]的研究结果趋势一致。在第8～10天时,3组间出现差异极显著(P<0.01),包装组在贮藏结束时数值为54.67%,比未包装RH60%组低8.28%,比未包装RH95%组低6.07%。综合而言,包装能够显著地维持膜的完整性,降低细胞内电解质的泄露情况,抑制仔姜贮藏期间相对电导率的升高,能够较好地保持其细胞膜的完整性,控制仔姜失水劣变从而维持产品品质。

图12 不同贮藏环境条件下对仔姜相对电导率的影响Fig.12 Effects of different storage environment conditions on relative conductivity of ginger

3.12 MDA含量

随着呼吸作用,活性氧在体内累积,引发细胞膜脂过氧化,其最终产物MDA使膜蛋白相互聚集,损害膜系统,导致膜通透性迅速增加[10],从而影响产品品质。如图13所示,未包装RH95%组、包装组的MDA含量在贮藏期间呈缓慢上升趋势,而未包装RH60%组则呈快速上升趋势,且未包装RH95%组、包装组2组与未包装RH60%组差异极显著(P<0.01)。至贮藏期结束,未包装RH60%组的MDA含量达到0.55 μmol/g,分别是未包装RH95%组的1.17倍、包装组的1.45倍,与LI等[23]结论一致。在第10～12天时,包装组与未包装RH95%组差异显著(P<0.05),可能是因为未包装RH95%组的呼吸强度高于包装组,产生大量的活性氧,攻击细胞膜,导致该组的细胞膜损伤严重,MDA含量增多,而包装组通过调节袋内气体环境,降低仔姜呼吸速率。即包装可以显著降低MDA含量,降低细胞膜脂过氧化的程度,抑制细胞膜损伤从而有效控制仔姜失水皱缩。

图13 不同贮藏环境条件下对仔姜MDA含量的影响Fig.13 Effects of different storage environment conditions on MDA content of ginger

4 结论

本研究通过用不同环境的条件方式(未包装RH60%、未包装RH95%、包装RH60%)对仔姜进行贮藏,研究包装与否对仔姜失水的影响及其作用机制得出以下结论:

因仔姜水分含量很高,导致其即使在RH95%的高相对湿度下贮藏,失水速度依然较快。即传统认知中“相对湿度高的冷库可抑制失水”并不适用于仔姜,这也是目前仔姜不易冷藏库贮藏的重要原因。

12 d贮藏期结束时3组仔姜失重率分别为47.8%、21.0%、2.5%,即包装处理组抑制仔姜失水的效果显著,且获得最佳的感官得分,有效保持了其产品脆嫩品质。

包装处理组之所以能够很好地抑制仔姜失水,并不仅仅是包装内有较高的相对湿度,如未包装RH95%组仅靠高湿环境并不能很好地控制失水,而包装通过控制仔姜包装袋内的气体成分,营造了低O2高CO2的环境,降低了仔姜呼吸速率,从而减少了·O2-及H2O2等活性氧的生成。同时低呼吸速率也更好地保持了抗氧化酶(CAT、POD、SOD)的活性,增强了清除活性氧的能力,活性氧进一步降低。活性氧的减少降低了膜脂过氧化速率,细胞膜的完整性得以更好地维持,试验中相对电导率和MDA上升速率被更好地抑制也证明了这一点。而细胞膜的完整性减缓了贮藏过程中膜透性的增大,也就更好地延缓了胞内水分向胞外的渗出,从而减少水分的流失,降低仔姜萎蔫程度及品质劣变的速度,维持了产品品质。

综合看来,高湿度裸露贮藏并不能很好地抑制仔姜的失水皱缩等品质下降,在相对湿度高的情况下,通过对呼吸代谢以维持细胞膜的完整性,能更好地控制失水情况。而薄膜袋包装则是非常有效、成本低廉且操作简便的处理方式,具有较高的推广应用价值。下一步可深入研究如何更好地利用包装性能提升仔姜的贮藏品质,以达到利用现有冷藏库实现仔姜规模化贮藏的目标。