鮮切西蘭花保鮮技術研究進展

于皎雪，胡文忠*，趙曼如，管玉格，郝可欣，郭斌梅

1(大連民族大學 生命科學學院，遼寧 大連，116600) 2(生物技術與資源利用教育部重點實驗室，遼寧 大連，116600)3(大連理工大學 生命科學與技術學院，遼寧 大連，116024)

西蘭花是一種廣受消費者青睞的蔬菜，又名綠花菜和青花菜。原產(chǎn)于歐洲，在我國的華南、華東地區(qū)廣泛種植，其中浙江種植面積最大[1]。西蘭花富含總酚、總黃酮等抗氧化物質(zhì)，具有較強的抗氧化活性，另外還含有總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等特殊活性成分，具有較強抗癌活性。此外，西蘭花的Vc含量是菜花的3倍，洋白菜的2～3倍，西紅柿的5～6倍；鈣含量是菜花的3倍，番茄的8倍，被譽為“蔬菜皇冠”[2]。然而，鮮切后的西蘭花由于受到機械損傷，導致細胞內(nèi)容物流出，促進了組織褐變、細胞衰老、質(zhì)構劣變以及微生物生長繁殖，使西蘭花褪綠黃化、營養(yǎng)流失、風味損失，從而大大降低了鮮切西蘭花的整體品質(zhì)，并導致營養(yǎng)和商業(yè)價值的降低[3-4]。因此鮮切西蘭花的保鮮技術以及如何延長其貨架期成為國內(nèi)外研究熱點。

1 物理保鮮技術

1.1 減壓保鮮技術

減壓常用于西蘭花的保鮮，是一種安全有效的貯藏方式，具有抑制西蘭花的呼吸、減少組織代謝損耗和及時排除有害氣體等優(yōu)勢[5-6]。牟其云等[7]比較了常壓和微真空(66.65～79.98 kPa)貯藏對鮮切西蘭花保鮮效果的影響，結果發(fā)現(xiàn)后者可顯著降低鮮切西蘭花貯藏期間的呼吸強度，同時減慢了可滴定酸、葉綠素含量及Vc的下降速率，明顯延緩鮮切西蘭花的退綠衰老進程，有效保持鮮切西蘭花的品質(zhì)。范新光等[5]將鮮切西蘭花置于減壓冷藏實驗機(1 000±50)Pa中進行貯藏，結果發(fā)現(xiàn)減壓冷藏可較好地減少鮮切西蘭花丙二醛的積累，并在一定程度上抑制其膜脂過氧化過程，使細胞膜保持完整性。除此之外，超氧化物歧化酶(superoxide dismatase, SOD)和過氧化物酶(peroxide, POD)是西蘭花體內(nèi)的抗氧化酶，SOD可有效清除西蘭花體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的活性氧，POD則能消除H2O2的氧化毒害作用，它們能相互作用，保護膜結構，延緩西蘭花的衰老。錢驊等[6]采用(1 000±50)Pa分別減壓預處理西蘭花4、12、24 h，發(fā)現(xiàn)減壓預處理4 h保鮮效果最好，并有利于SOD和POD活性的增加，提高鮮切西蘭花抗氧化活性。

1.2 微波保鮮技術

微波是一種高頻交變電磁波，微波的頻率在3×102～3×106MHz，具有熱效應和非熱效應雙重殺菌作用，因其具有安全性高、無化學殘留的優(yōu)點成為近年來鮮切西蘭花保鮮研究的熱點[8-9]。刁春英等[8]利用320和480 W兩種不同的火力分別處理鮮切西蘭花1、4、6 s，結果發(fā)現(xiàn)在室溫條件下，480 W微波處理4 s和320 W微波處理6 s保鮮效果最明顯，兩者均能明顯提高鮮切西蘭花的感官品質(zhì)，減緩可滴定酸、抗壞血酸含量的下降，并降低鮮切西蘭花貯藏期間的呼吸強度和失重率，常溫下能延長鮮切西蘭花的貨架期2 d。黃文部等[9]通過研究獲得最好的微波強度和時間組合，即功率300 W的微波處理40 s，這種組合在4 ℃條件下顯著增加鮮切西蘭花的總酚含量，大大提高了鮮切“冬至綠”的抗氧化活性。同時可有效鈍化過氧化物酶活性，維持了鮮切西蘭花的水分、Vc和葉綠素的含量，減緩鮮切西蘭花的衰老進程。

1.3 包裝保鮮技術

包裝保鮮技術是在包裝內(nèi)部保證O2和CO2在一個對果蔬無損害的恰當水平，并降低鮮切西蘭花的呼吸強度，抑制微生物生長，減緩西蘭花的生化反應速率，最終延長其保鮮期。目前包裝材料和規(guī)格是影響鮮切西蘭花品質(zhì)及貨架壽命的重要因素[10]。LUCERA等[11]研究了包裝膜傳質(zhì)特性對鮮切西蘭花小花貨架期的影響，發(fā)現(xiàn)微穿孔膜在減少質(zhì)量損失、萎蔫和較長時間保持感官質(zhì)量方面最有效，尤其在延長產(chǎn)品貨架壽命方面表現(xiàn)出最佳性能，可使貨架期延長30%～50%。王丹等[10]將3種不同包裝規(guī)格(大:32 cm×25 cm，500 g；中:32 cm×25 cm，300 g;小:32 cm×25 cm,150 g)用于鮮切西蘭花的保鮮,在抑制葉綠素降解方面，大、中包裝具有很好的效果；而小包裝異味較輕,無腐爛褐變,外觀品質(zhì)較好,從而證明適量包裝能夠有效提高鮮切西蘭花的品質(zhì)。陳學玲等[12]利用不同包裝材料：聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯(PE)、低密度PE、聚甲基戊烯分別對鮮切西蘭花包裝處理，結果表明PVDC膜保鮮效果最好，而葉綠素保持及提高SOD酶活力方面PE膜效果最佳。由于多酚氧化酶(PPO)氧化酚類物質(zhì)同時伴有黑色或褐色的色素沉淀產(chǎn)生，因此嚴重影響鮮切西蘭花的感官品質(zhì)。高雪等[13]在冰溫條件下比較了自發(fā)氣調(diào)包裝袋包裝和普通保鮮膜包裹對鮮切西蘭花各項生理生化指標的影響，結果表明前者鮮切西蘭花的質(zhì)地保持較好，能有效抑制PPO的活性，降低酚類物質(zhì)消耗速率，有效控制鮮切西蘭花在貯藏過程中的褐變現(xiàn)象。

1.4 臭氧保鮮技術

臭氧通過抑制微生物生長和防止真菌腐爛來延長新鮮或鮮切西蘭花保質(zhì)期[14]。徐斐燕等[15]研究發(fā)現(xiàn)高濃度的臭氧水有效控制鮮切西蘭花表面的微生物，其中質(zhì)量濃度為2.40 mg/L的臭氧水將鮮切西蘭花表面微生物降低了1個數(shù)量級的同時PPO活性降低了40%，延緩了鮮切西蘭花的組織代謝，最大程度上保持其品質(zhì)完好，減緩腐爛褐變程度。王宏延等[16]采用不同質(zhì)量濃度臭氧水(0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mg/L)處理鮮切西蘭花，在4 ℃條件下，質(zhì)量濃度為2.0 mg/L的臭氧水保鮮效果最優(yōu)，質(zhì)量損失率、PPO和POD活性分別降低了24.37%、23.5%、25.6%，同時Vc含量提高了40.7%，延長西蘭花的貯藏期達15 d，大大減少鮮切西蘭花的水分散失以及營養(yǎng)物質(zhì)消耗，較好地維持了鮮切西蘭花的狀態(tài)、色澤和品質(zhì)。結合上述2項研究，高濃度的臭氧水對殺滅鮮切西蘭花表面的微生物更有效。

1.5 短波紫外線(UV-C)保鮮技術

UV-C是一種非熱殺菌方法，該方法能滅活細菌、酵母菌、霉菌，并能誘導鮮切西蘭花對病原菌的抗性，具有設備便宜、使用方便和不添加化學添加劑等優(yōu)點[17],近年來，廣泛用于抑制蔬菜和水果的褐變。MARTNEZ-HERNNDEZ等[18]采用不同UV-C的輻照強度(1.5, 4.5, 9.0和15 kJ/m2)對西蘭花進行預處理，結果表明輻照強度為4.5 kJ/m2能有效抑制自然菌群的生長，增加總酚含量達25%，并提高了總抗氧化能力值，同時延緩了葉綠素的降解，提高鮮切西蘭花附生微生物質(zhì)量并促進健康成分的活性。MARTNEZ-HERNNDEZ等[19]進一步研究了不同輻照強度對鮮切西蘭花微生物的滅活效果，結果表明低劑量的UV-C有效地減少鮮切西蘭花中的大腸桿菌，并保持腸炎沙門氏菌和單核細胞增生李斯特菌菌群在貨架期內(nèi)計數(shù)穩(wěn)定。另外研究[20]表明聯(lián)合可持續(xù)消毒處理，減少鮮切西蘭花大腸桿菌和腸炎沙門氏菌的生長，在5和10 ℃條件下，得到聯(lián)用過氧乙酸(PA)、中性電解水(NEW)與UV-C可使大腸桿菌和腸桿菌數(shù)量明顯減少，提高抑菌效果。MARTNEZ-HERNNDEZ等[21]將NEW結合UV-C和超大氣O2包裝(HO)技術應用于鮮切西蘭花的保鮮，結果發(fā)現(xiàn)NEW+UV-C+HO組合大大減少了嗜溫和嗜冷菌的生長，顯著增加抗壞血酸過氧化物酶(APX)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)活性，有效抑制Vc在鮮切西蘭花貯藏過程中的氧化損失，更好地維持了其抗氧化能力，保護細胞組織免受氧化損害而延緩果實衰老，對鮮切西蘭花有明顯的保鮮效果。而CYRELYS等[22]將水輔助UV-C技術用于鮮切西蘭花，結果表明0.5 kJ/m2UV使鮮切西蘭花的天然總需氧嗜溫微生物減少2個lg單位，總抗氧化能力(TAC)提高90%，并且蘿卜硫素含量可提高至4倍，明顯提高鮮切西蘭花微生物質(zhì)量和營養(yǎng)品質(zhì)。UV-C是一種新興的保鮮技術，其處理可能是保鮮甚至提高鮮切西蘭花和其他蔬菜質(zhì)量的有前途的經(jīng)濟技術。

1.6 光照保鮮技術

光照是當前一種新興的應用于鮮切西蘭花保鮮的物理方法，可有效地保持鮮切西蘭花品質(zhì)，具有無毒、無殘留和無化學污染等優(yōu)點。ZHANA等[23]通過研究獲得最好光照強度和貯藏溫度組合：24 μmol/(m2·s)+7 ℃，在整個貯藏期內(nèi)保持較高水平的總酚含量和抗氧化能力值，保持了鮮切花椰菜的質(zhì)量并延長貨架期3 d以上。詹麗娟等[24]研究比較了黑暗和光照(2 000 lx)條件下鮮切西蘭花的保鮮效果，結果發(fā)現(xiàn)光照顯著降低鮮切西蘭花的黃化率，同時大大降低葉綠素、Vc、可溶性固形物和類胡蘿卜素的降解速率，保鮮效果強于黑暗條件下。另外張翠翠等[25]研究發(fā)現(xiàn)葡萄糖對延緩鮮切西蘭花衰老黃化有積極的調(diào)控作用，在7 ℃條件下，熒光照射(24 μmol/(m2·s)12 h/d)大大增加鮮切西蘭花光合作用強度，葉綠素含量增加，進而誘導葡萄糖在貯藏第5天增加了106%，顯著降低鮮切西蘭花在貯藏期間的黃化指數(shù)。綜上，光照保鮮是一種可延長西蘭花貨架壽命和降低其衰老黃變的環(huán)境友好型保鮮技術。

物理保鮮技術具有安全衛(wèi)生、操作簡單、環(huán)境友好等優(yōu)點。其中減壓、微波、包裝和光照保鮮技術均通過控制鮮切西蘭花本身營養(yǎng)物質(zhì)消耗速度和褐變相關酶活性而在貯藏期間保持較高的感官品質(zhì)，大大延長其保鮮期，但對于抑制微生物和抗氧化物質(zhì)含量提高方面還需要進一步探索。臭氧水和UV-C的抑菌效果雖顯著，但更高濃度的臭氧水抑菌效果如何還未見報道，另外，UV-C的抑菌機理也需進一步完善。

2 化學保鮮技術

2.1 乙醇保鮮技術

乙醇是一種常見的具有抗菌活性的物質(zhì)，廣泛應用于西蘭花的保鮮，并能有效地延長西蘭花的貨架期[26]。SOD和過氧化氫酶(CAT) 是西蘭花組織內(nèi)防御活性氧毒害的酶系統(tǒng)的關鍵酶，能有效清除自由基，因此對鮮切果蔬貯藏期品質(zhì)具有重要意義。韓俊華等[27]研究乙醇對鮮切西蘭花抗氧化酶的影響，結果發(fā)現(xiàn)乙醇促進SOD、POD和CAT的活性，提高了西蘭花清除活性氧的能力，增強了組織對活性氧毒害的抵抗，進而起到延緩西蘭花衰老的作用。王慧倩等[28]采用不同體積分數(shù)(2%、5%、10%、20%)的乙醇溶液熏蒸處理西蘭花，結果發(fā)現(xiàn)10%乙醇熏蒸處理誘導了總酚和總黃酮等酚類物質(zhì)的積累，有效保持較高的DPPH自由基清除能力和還原力，提高其清除超氧陰離子自由基和羥自由基能力，保持西蘭花較高的抗氧化活性和營養(yǎng)價值。馮曉汀等[29]研究結果表明，20%的乙醇溶液明顯抑制鮮切西蘭花PPO和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性，降低果實腐爛率的同時誘導酚類物質(zhì)的合成，改善了鮮切西蘭花的感官品質(zhì)從而有效地延長鮮切西蘭花的保鮮期。由此可見，乙醇處理可大大延長果蔬的貨架期，在鮮切果蔬保鮮中具有較好的應用前景。

2.2 殺菌劑保鮮技術

清洗消毒是西蘭花鮮切過程中必不可少的環(huán)節(jié)，它不僅能清除西蘭花表面的污泥和殘留的化學農(nóng)藥，最主要作用是抑制微生物生長繁殖以達到延長西蘭花貨架期的目的[30-32]。王丹和陳學玲等[33-34]研究了次氯酸鈉、二氧化氯和酸性電解水對鮮切西蘭花的殺菌效果，結果表明酸性電解水殺菌效果最好，明顯抑制微生物數(shù)量增長并在整個貯藏期內(nèi)維持微生物數(shù)量在一個較低的水平，提高產(chǎn)品安全性，并減慢西蘭花可溶性固形物等營養(yǎng)物質(zhì)的流失，明顯延緩POD活性高峰的到來，貨架期延長至12 d。另外高佳等[35]研究得到高濃度的二氧化氯水溶液保鮮效果最好，顯著抑制鮮切西蘭花貯藏過程中菌落、霉菌和酵母菌等微生物的生長。NAVARRO-RICO等[36]在5 ℃下比較了中性(NEW)和酸性電解水(AEW)處理鮮切西蘭花的殺菌作用，結果發(fā)現(xiàn)NEW100效果最好，在貯藏后期達到最佳的微生物減少量，保持了良好的微生物質(zhì)量。另其保持了較高的總酚含量，因此提高了鮮切西蘭花的良好品質(zhì)。

2.3 1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)保鮮技術

化學保鮮技術如1-MCP和乙醇保鮮技術主要通過促進鮮切西蘭花組織內(nèi)防御活性氧毒害相關酶活性，進一步提高自身對活性氧毒害的抵抗，起到延遲機體衰老現(xiàn)象的發(fā)生。而部分殺菌劑如二氧化氯易揮發(fā)且易殘留于鮮切西蘭花表面，損傷人體呼吸道且攝入過多會引起中毒現(xiàn)象的發(fā)生，因此化學保鮮技術對鮮切西蘭花保鮮同時存有一定的安全隱患。

3 生物保鮮技術

3.1 中草藥提取液

中草藥提取液能抑制多種細菌、病毒、真菌，并且安全性高，符合人們追求的綠色化理念。研究表明[40-41]15%的丁香和金銀花提取液對鮮切西蘭花的保鮮效果顯著，均可在表面形成可調(diào)節(jié)花球內(nèi)外氣體交換的保護膜，降低代謝強度、呼吸強度以及質(zhì)量損失率，減緩可滴定酸、Vc及葉綠素含量的降解，有效延遲花球退綠變黃及失水軟化現(xiàn)象出現(xiàn)，顯著降低鮮切西蘭花劣變速度。

3.2 涂膜保鮮技術

殼聚糖涂膜是控制西蘭花中微生物的有效方法，殼聚糖涂層的使用可有助于提高低加工西蘭花的安全性。MARA等[3]發(fā)現(xiàn)殼聚糖處理有效控制鮮切西蘭花加工過程中存在的微生物，是一種西蘭花保鮮的可行方法。進一步研究發(fā)現(xiàn)2 g/100 mL殼聚糖溶液顯著抑制總大腸菌群、嗜冷和中溫需氧菌的生長，降低了鮮切西蘭花的黃變和開小花幾率。MARA等[42]研究殼聚糖和精油復合涂膜對鮮切西蘭花貯藏過程中微生物的影響，結果表明二者均可顯著減少中溫及冷養(yǎng)菌的數(shù)量，同時精油提高了殼聚糖的抗菌活性。

3.3 精油保鮮技術

植物精油，也稱揮發(fā)油，是一類天然保鮮劑，具有安全、無毒、抗菌等特點。黃文部等[43-44]對8種植物精油進行綜合評分，肉桂精油處理組綜合分數(shù)最高，即肉桂精油的抑菌效果最好，在進一步的研究中發(fā)現(xiàn)濃度為0.15 μL/mL的肉桂精油處理過的鮮切西蘭花的總酚和總黃酮含量較高，葉綠素及Vc的下降速率較低，花球黃花和切面褐變程度都大大降低，有效提高了鮮切西蘭花貯藏期的感官品質(zhì)。

目前鮮切西蘭花的生物保鮮技術主要有：中草藥提取液、涂膜和精油，三者均能有效的抑制鮮切西蘭花天然菌群的生長繁殖且保持較高的營養(yǎng)價值，具有天然、可食用、可降解、無毒無害無污染的特點。但目前天然植物提取液如銀杏葉和藍莓葉提取液應用于鮮切西蘭花保鮮方面未見報道，另一方面生物拮抗菌對鮮切西蘭花貯藏保鮮也未見應用，有待進一步開發(fā)生物技術在鮮切西蘭花保鮮中的應用。

4 展望

近年來，由于鮮切西蘭花符合人們對新鮮、營養(yǎng)、健康的消費需求，受到消費者青睞。然而西蘭花切割后極大地增加了組織損傷，并導致細胞內(nèi)容物的釋放，增加病原菌和腐生微生物的活性，給鮮切西蘭花的銷售和運輸帶來極大困難。目前國內(nèi)外有關鮮切西蘭花的保鮮技術主要有：減壓、微波、包裝、臭氧、乙醇、UV-C、殺菌劑、光照和涂膜等，其中，UV-C、臭氧和殺菌劑具有良好的抑菌作用但它們研究并不深入且殺菌機理并不完善。；乙醇、包裝、減壓、微波、光照和涂膜等有效地保持其感官品質(zhì)，減緩其營養(yǎng)成分損失進而大大延長其貨架期。其中，涂膜保鮮技術作為一種方便、安全的方法，越來越受到食品工業(yè)的關注，保持較高的營養(yǎng)品質(zhì)同時延長新鮮西蘭花的貨架期，在鮮切果蔬領域應用前景廣闊。由于化學保鮮存有安全隱患，部分物理保鮮技術抑制微生物方面還需要進一步探索，因此今后應主要從保鮮技術的作用機理出發(fā)，朝物理和生物結合保鮮方向進行研究，開發(fā)對環(huán)境有益的友好型保鮮技術。