不同保鲜剂结合抗菌袋包装处理对黄豆芽贮藏品质的影响

李自芹，刘峰娟，李红敏，曾 凯，刘成江，李宇辉

（1.新疆农垦科学院，新疆石河子 832000；2.新疆农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所，乌鲁木齐 830091）

0 引言

黄豆芽是一种广受欢迎的芽苗菜，在我国已有两千多年的食用历史，有“活体蔬菜”和“天然胎盘素”的美誉［1］。还是美国和日本的国防战备菜，具有较强的抗氧化活性，深受消费者的喜爱［2］。

随着我国经济的不断增长和人民生活水平的不断提高，消费者对于豆芽类食品的营养价值和安全品质要求越来越高［3］。由于黄豆芽含水量高且极其脆嫩，在贮运的过程中极易受到机械损伤，造成微生物生长、腐烂及货架期变短，生产利润变低［4］。因此，在实际的生产中，有些企业为了达到生产效益而不惜牺牲产品品质，采用一些有毒有害的激素、无根素和化肥来促进黄豆芽的生长，改善黄豆芽的外观和延长货架期，导致黄豆芽表面及内部化学药品残留［5］，对消费者身体健康造成一定损害。因此，寻找既能提高黄豆芽品质，又高效安全的生产方式，已成为豆芽产业发展的关键。

目前，对黄豆芽的研究主要集中在药物残留、生长调节剂、抗生素以及检测方法上［6-8］，而针对不同保鲜剂对黄豆芽采后贮藏期间营养成分及活性氧代谢变化的研究较少。因此，本文通过不同保鲜剂结合抗菌保鲜袋处理，研究其对黄豆芽在贮藏期间品质的影响，为黄豆芽的产业化贮藏保鲜提供一定的参考。

1 材料和方法

1.1 材料与设备

试验用黄豆（绥农53号，新疆农垦科学院作物研究所提供）；CB-A321型豆芽机（佛山市简迪电器有限公司）；体积分数30%的H2O2（现配现用）；GY-4型数显果蔬硬度计、CT3型质构仪、TD-45型糖度计、YP4002型电子天平（新疆沃德生物科技有限责任公司）；抗菌保鲜袋（上海复命新材料科技有限公司）；C900型雾化器（欧姆龙有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 黄豆芽样品制备与贮藏

黄豆萌发：挑选颗粒饱满、大小均匀、无机械损伤和病虫害的黄豆种子，蒸馏水清洗去表面的尘土和杂质。将种子单层平铺于发芽盒中，置于28 ℃、相对湿度90%的恒温恒湿豆芽机中，遮光罩套在培养桶的外面，保持黑暗培养，每天换水3次，防止黄豆芽腐烂。第3 d收获黄豆芽。将黄豆芽平均分成5组，每组4 kg。

褪黑素（MT）处理组：浓度为0.6 mmol/L的MT纳米雾化熏蒸5 min。

H2O2处理组：浓度为1.5%的H2O2纳米雾化熏蒸5 min。

1-MCP处理组：浓度为1 µL/L的1-MCP纳米雾化熏蒸5 min。

乙烯吸收剂处理组：在每袋黄豆芽样品中放入1包乙烯吸收剂（3 g/包）。

对照（CK）组：无熏蒸处理的黄豆芽样品。

以上5组黄豆芽样品分装于抗菌保鲜袋中，每袋200 g。置于2 ℃，相对湿度为90%的环境中贮藏，定期取黄豆芽鲜样，测定各生理指标。

1.2.2 黄豆芽指标测定

（1）褐变的测定参照PAJAK等［9］的方法。

（2）菌落总数的变化参照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》［10］。

（3）采用质构仪测定黄豆芽下胚轴的硬度。

（4）可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝G-250法［11］。

（5）植酸含量的测定参考时宁宁等［12］的方法。

（6）维生素含量的测定参照龚翔宇等［13］的方法。

（7）多酚和黄酮含量的测定参照王紫娟［14］的方法。

（8）抗氧化活性的测定参照冯沈雨桐等［15］的方法，分别测定1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH）、羟自由基和过氧化氢的清除率。

1.3 数据处理与分析

每组试验做3次平行试验，结果以平均值±标准差表示，采用Excel软件作图。

2 结果与分析

2.1 贮藏保鲜的抗菌保鲜袋

经过测定，保鲜袋厚度为0.042 mm，横向拉伸强度为33.83 MPa，纵向拉伸强度为38.93 MPa，横向断裂伸长率为799%，纵向断裂伸长率为618%，透湿率为23 g/（m2·24 h），氧气透过率为9 730 cm2/（m2·24 h·0.1 MPa）。

2.2 不同处理对贮藏期间褐变的影响

黄豆芽在贮藏期间的外观品质直接影响消费者的购买意愿。如图1所示，在贮藏第5 d，CK组在根部已出现较明显的褐变和失水现象，乙烯吸收剂和MT处理组外观品质良好，褐变和失水现象明显低于其他组。在整个贮藏期间，各处理组褐变指数大小为CK＞1-MCP＞1.5% H2O2＞MT＞乙烯吸收剂。在贮藏第7 d，乙烯吸收剂和MT处理组的褐变指数较CK组分别降低37.9%和13.8%。由此可见，乙烯吸收剂和MT处理在一定程度上延缓了黄豆芽在贮藏期间的品质裂变速度，较好地保持了黄豆芽的品质。

图1 不同处理对褐变指数的影响Fig.1 The effects of different treatments on browning index

2.3 不同处理对贮藏期间菌落总数的影响

黄豆芽在生长期间和采收过程中，表面存在有害病菌的潜伏，造成在贮藏期间发生病害，导致腐烂、褐变，对豆芽的生产和销售造成一定的经济损失［16］。如图2所示，随着贮藏时间的延长，各组的黄豆芽微生物数量呈不断升高的趋势。在整个贮藏期间，各处理组的黄豆芽微生物数量普遍低于CK组，其中，乙烯吸收剂处理组的菌落总数与CK组存在显著差异（P＜0.05）。在贮藏第7 d，1-MCP，1.5% H2O2，MT和乙烯吸收剂处理组的菌落总数较CK组分别降低8.6%，21.4%，25.7%，31.4%。说明，不同处理均有效减少黄豆芽在贮藏期间的菌落总数，抑制微生物的生长，其中乙烯吸收剂处理的抑菌效果最好，为保持黄豆芽的贮藏品质，延长其贮藏期提供有利保障。

图2 不同处理对菌落总数的影响Fig.2 The effects of different treatments on the total number of bacterial colonies

2.4 不同处理对贮藏期间硬度的影响

硬度是衡量果蔬成熟度和贮藏品质的重要指标之一。通过测定果蔬的硬度，可以了解果蔬的成熟和衰老软化程度，从而确定果蔬的品质变化特点［17］。由图3可以看出，在贮藏期间，各组黄豆芽硬度呈下降趋势，各处理组普遍高于CK组。在贮藏第7 d，1-MCP，1.5% H2O2，MT和乙烯吸收剂处理组硬度分别较CK组高26.7%，43.3%，50%，56.7%。说明，4组处理都有效缓解黄豆芽硬度的下降，且乙烯吸收剂处理效果最好，这与王志华等［18］研究结果相似。

图3 不同处理对硬度的影响Fig.3 The effects of different treatments on hardness

2.5 不同处理对可溶性蛋白含量的影响

黄豆中蛋白质含量十分丰富，也是人体获取植物蛋白的重要来源。黄豆经过萌发成黄豆芽，将体内大分子蛋白水解成小分子的可溶性蛋白等，从而更容易被人体吸收利用［19］。如图4所示，在整个贮藏期间，各组黄豆芽的可溶性蛋白含量呈先缓慢升高后降低的变化趋势，各处理组均比CK组高。各组可溶性蛋白含量大小比较：乙烯吸收剂＞MT＞H2O2＞1-MCP＞CK。在贮藏第7 d，乙烯吸收剂处理组可溶性蛋白含量较CK组提高26.2%（P＜0.05）。由此可见，不同处理不仅促进黄豆芽可溶性蛋白的合成，在贮藏期间也抑制其含量的下降速度。其中，以乙烯吸收剂处理效果最明显。

图4 不同处理对可溶性蛋白含量的影响Fig.4 The effects of different treatments on soluble protein content

2.6 不同处理对贮藏期间植酸含量的影响

植酸又叫肌醇六磷酸，是豆类的主要成分之一，过多的植酸会妨碍人体对铁、镁、锌、铜、锰元素的吸收［20］。黄豆在萌发的过程中，植酸酶将体内的部分植酸水解为低级的肌醇磷酸，从而降低豆芽中植酸的含量［21］。由图5可以看出，在整个贮藏期间，各组植酸含量普遍呈先升高后下降的趋势，并且各处理组植酸含量均低于CK组。在贮藏第7 d，乙烯吸收剂及MT处理组植酸含量分别比CK组低37.5%，21.9%（P＜0.05）。此结果远高于郭世豪等［22］研究壳聚糖处理黑豆芽中植酸下降的11.96%。

图5 不同处理对植酸含量的影响Fig.5 The effects of different treatments on phytic acid content

2.7 不同处理对贮藏期间VC含量的影响

VC是一种抗氧化剂，保护人体免受自由基的威胁，是人类必须的营养素，人体自身无法合成，需要从各类新鲜的水果蔬菜中获取［23］。黄豆在萌发的过程中，参与维生素合成的酶类被激活，使黄豆芽中的维生素含量不断增加［24］。如图6所示，各组黄豆芽维生素含量呈先升高后降低的变化趋势。在贮藏前期，各处理组黄豆芽VC含量是一个累积的状态。在第3 d，所有处理组黄豆芽的VC含量达到最大值，其中乙烯吸收剂和MT处理组分别较CK组高39.5%，27.5%。在贮藏末期仍然分别比CK组高45.5%，36.4%。这与张鹏等［25］研究发现1-MCP、乙烯吸收剂双控延长富士苹果的货架期和品质结果相似。

图6 不同处理对VC含量的影响Fig.6 The effects of different treatments on VC content

2.8 不同处理对贮藏期间多酚含量的影响

酚类物质具有抗氧化作用，可以清除体内的自由基［26］。黄豆芽富含天然的多酚，多酚含量可作为判断黄豆芽品质的重要标志。由图7可以看出，各处理组黄豆芽多酚含量均高于CK组，变化趋势与测定的VC含量相似。乙烯吸收剂处理组多酚含量最高，在第7 d较CK组高36.4%。这与张鹏等［27］研究1-MCP结合乙烯吸收剂对软枣猕猴桃的结果相似。说明，不同处理均延缓黄豆芽多酚含量的下降速率，其中以乙烯吸收剂处理效果最佳。

图7 不同处理对多酚含量的影响Fig.7 The effects of different treatments on polyphenol content

2.9 不同处理对贮藏期间黄酮含量的影响

黄豆中的黄酮具有强大的抗氧化性，能有效清除体内的氧自由基，此外黄酮类化合物还具有改善血液循环、降低人体胆固醇等功效［28］。如图8所示，与多酚含量相似，各处理组黄酮含量在整个贮藏期呈先升高后降低的变化趋势，且均高于CK组。在第3 d，各处理组黄酮含量达到峰值，乙烯吸收剂和MT处理组较CK组分别高30.9%，23.6%，差异较显著（P＜0.05）。说明，各处理组较CK组，更有效提高黄豆芽中黄酮的含量，其中以乙烯吸收剂处理效果最好，对于提升黄豆芽的品质具有一定的积极作用。

图8 不同处理对黄酮含量的影响Fig.8 The effects of different treatments on flavonoids content

2.10 不同处理对贮藏期间DPPH清除率的影响

VC、多酚和黄酮作为黄豆芽的主要抗氧化物质，经过不同处理，在贮藏期间其含量较CK组均有所提高，因此，推测黄豆芽的抗氧化活性可能也会有所提高。对DPPH清除能力的大小常被用作评价物质抗氧化能力的指标［29］。如图9所示，经过不同处理的黄豆芽的DPPH清除能力较CK组均有所提高。在整个贮藏期间，各组对DPPH清除能力与VC、黄酮和多酚含量的变化趋势相似，均呈先缓慢升高后降低的趋势，在第3 d达到峰值，其中乙烯吸收剂、MT、H2O2和1-MCP处理组较CK组分别高30.2%，13.9%，11.6%，7%。乙烯吸收剂和MT处理对豆芽DPPH的清除效果最好，这一结果与张沛宇［30］发现采后乙烯利处理提高柠檬色泽、风味和对DPPH的清除能力的研究结果相似。

图9 不同处理对DPPH清除率的影响Fig.9 The effects of different treatments on DPPH removal rate

2.11 不同处理对羟自由基清除率的影响

羟自由基（·OH）又被称为活性氧，是一类非常活跃的有机物，具有极强的氧化能力，可与其他有机物中的官能团发生氧化还原反应，严重破坏有机体内细胞的结构和功能，被称为有机体内可致癌、致病和老化的致病因子［31］。果蔬的VC、黄酮、多酚等对·OH具有一定的清除能力。如图10所示，各处理组黄豆芽对·OH的清除能力均高于CK组，并且与DPPH清除率变化规律一致。其中MT和乙烯吸收剂处理组对·OH的清除率效果较好，在贮藏第7 d，分别比CK组高11.4%和14.3%（P＜0.05）。说明，经过处理促进黄豆芽对·OH的清除能力，这一结果与周慧［32］的研究结果类似。

图10 不同处理对羟自由基清除率的影响Fig.10 The effects of different treatments on hydroxyl radical scavenging rate

2.12 不同处理对过氧化氢清除率的影响

果蔬体内的H2O2是一种强氧化剂，通过测定黄豆芽提取液对其清除能力，可反映黄豆芽的抗氧化活性。如图11所示，所有处理组对H2O2的清除率均高于CK组，且在整个贮藏期间，各组对H2O2的清除率呈先升高后降低的变化趋势。H2O2清除率的提高与黄豆芽体内过氧化氢酶的活力有关，在黄豆芽的贮藏过程中，不同处理组较CK组，更能促进过氧化氢酶的合成，进而提高对黄豆芽体内H2O2的清除率。在贮藏末期，1-MCP，1.5% H2O2，MT和乙烯吸收剂处理组较CK组的H2O2清除率分别提高11.1%，28.9%，40%，44.5%。说明，不同处理均提高对H2O2的清除能力，其中以乙烯吸收剂处理效果最好，有效保持黄豆芽的贮藏品质。

图11 不同处理对过氧化氢清除率的影响Fig.11 The effects of different treatments on hydrogen peroxide removal rate

3 结语

黄豆经过发芽后，通过相关酶的催化，其体内大分子有机物转化成人体可吸收的小分子物质。1-MCP，1.5% H2O2，MT和乙烯吸收剂在其中起到一定的促进作用。在贮藏期间，经过不同保鲜剂处理的黄豆芽可溶性蛋白的含量明显增加，促进体内植酸含量的消耗，促使人体对营养物质的吸收和利用，黄豆萌发后则促进了其品质的提升。因此，不同保鲜剂处理使黄豆芽品质得到提升，激活黄豆芽体内的相关酶活性，从而提高体内的抗氧化物质（VC、黄酮和多酚）的含量；激活与抗氧化物质相关的转录因子，提高黄豆芽在贮藏期间抗氧化酶的表达水平，表现为对DPPH、羟自由基和过氧化氢清除率的显著提高，黄豆芽营养价值得到进一步提升。

综上所述，1-MCP，1.5% H2O2，MT和乙烯吸收剂延缓黄豆芽在贮藏期间营养物质的消耗，降低抗营养因子的含量，抑制有害微生物的生长繁殖，同时提高抗氧化物质的含量和抗氧化活性。试验结果表明，乙烯吸收剂结合抗菌保鲜袋处理，更好地保持黄豆芽的贮藏品质。下一步计划将采用转录组学和蛋白质组学相关技术，更进一步探讨黄豆芽在贮藏期间营养物质变化的作用机理，以期为乙烯吸收剂广泛应用于黄豆芽的贮藏保鲜提供一定的理论基础。