3種不同的保鮮方法對香椿貯藏品質的影響

王麗瓊，林少華，陳存坤，張慧杰，羅紅霞，*，許文濤

（1.北京農業職業學院食品與生物工程系，北京102442；2.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），農業農村部農產品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津300384；3.天津科技大學食品工程與生物技術學院食品營養與安全省部共建教育部重點實驗室，天津300457；4.中國農業大學食品科學與營養工程學院，食品營養與人類健康高精尖創新中心，北京100083）

香椿（Toona sinensis）又名香椿芽，屬楝科，香椿屬，落葉喬木，原產于中國的中部及南部，現廣泛栽植在華北、華東以及中部、南部等地區。香椿不但香味濃郁，而且具有很高的營養價值，含有豐富的蛋白質、維生素和礦物質[1]，以及多酚類物質、黃酮、多糖、皂苷、生物堿等生物活性成分[2]，具有防治高血壓、抗炎、鎮痛、降血糖、抗癌、抗氧化等作用保健功能[3]。香椿適合貯藏的溫度是（1±0.5）℃，濕度為（90±5）%，但采摘后的香椿水分含量高，常溫條件下蒸騰作用強，短時間內就會枯萎、掉葉、甚至腐爛。雖然鮑琳等[4]用多菌靈、乙烯吸收劑等不同處理進行香椿保鮮試驗，朱苗等[5]采用聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯3 種保鮮膜對香椿進行保鮮探討，朱永清等[6]用不同密度的聚乙烯和不同厚度的包裝材料對香椿進行自發氣調來研究不同的貯藏保鮮效果。水江波等[7]則探討了適合香椿保鮮的適宜溫度、濕度。但是已有的研究仍難以滿足消費者的需求，因此，仍需繼續尋找更適合香椿貯藏保鮮的方法和技術。

近年來，紫外照射（ultraviolet irradiation，ZW）、1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）和乙烯吸收劑（ethylene absorbent，EA）等保鮮方法可以延緩果蔬采后衰老的研究多見于報道。如保鮮膜結合紫外光處理的龍眼、鮮切蘋果、韭菜與對照相比可延緩可溶性固形物和VC的降解，抑制丙二醛和多酚氧化酶的增長，保鮮效果明顯[8-10]。保鮮膜結合1-MCP 處理的獼猴桃、富士蘋果有效延緩了果實硬度、果實營養成分的下降，延長了果實貯藏期和貨架期[11-12]。保鮮膜結合乙烯吸收劑處理的麗江雪桃、德國小香蔥對降低貯藏中呼吸強度、失重率、褐變指數、腐爛指數都有一定的效果，有利于果蔬商品價值的保持[13-14]。然而，關于紫外光、1-MCP 和乙烯吸收劑這3 種保鮮處理方法在香椿上的應用研究還未見報道。因此，本試驗重點研究和比較了紫外光、1-MCP 和EA3 種保鮮處理方法對香椿貯藏期間的品質變化，尋找出更適合香椿保鮮效果的方法，為香椿的貯藏保鮮提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香椿：北京市門頭溝區雁翅鎮葦子水村采摘，品種為紅香椿；1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）：陜西咸陽西秦生物公司，每袋凈含量0.3 g；乙烯吸收劑（ethylene absorbent，EA）：山西省農業科學院，每袋凈含量8 g，有效成分為高錳酸鉀（質量分數≥10%）；聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）膜：國家農產品保鮮工程技術研究中心，厚度0.01 mm，伸長率365.525%，抗張強度13.005 MPa，透氣性1 213.27 cm3/（2 h·0.1 MPa），透濕率61.82 g/（m2·1.8）。

1.2 儀器與設備

TU-1810 紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；3-30K 高速冷凍離心機：德國sigma公司；FA-004 型電子天平：上海精科天平有限公司；DK-S26 型電熱恒溫水浴鍋：上海精宏試驗設備有限公司；CNX-103 便攜式乙烯測定儀：北京金洋萬達科技有限公司；GC7890F 氣相色譜儀：上海天美科學儀器有限公司；冷庫：國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

香椿采摘于2018年4月26日，挑選新鮮、無霉爛、無病蟲害、色澤較好，芽長為15 cm～20 cm 的呈紫紅色的香椿芽。將整理好的香椿芽隨機分為5 組，每組質量為400 g，分別進行如下處理：

1）對照組（CK 組），不做任何保鮮處理；2）聚氯乙烯組（PVC 組），選用 0.01 mm 厚度的 PVC 膜包裹；3）聚氯乙烯+紫外照射組（PVC+ZW 組），在PVC 膜包裹的條件下，每隔10 d 紫外照射1 次，燈管功率為40W，強度為 375 μW/cm2，時間為 10 min；4）聚氯乙烯+1-甲基環丙烯組（PVC+1-MCP 組），在PVC 膜包裹的條件下，加入1 包1-MCP；5）聚氯乙烯+乙烯吸收劑組（PVC+EA 組），在PVC 膜包裹的條件下，加入1 包EA。所有處理組均置于溫度為（1±0.5）℃，濕度為（90±5）%的冷庫中貯藏，設置3 次重復，取樣時間分別為0、10、20 d 和 30 d。

1.3.2 指標檢測及方法

1）呼吸強度的測定：采用靜置法進行測定，隨機稱取70 g 香椿置于經空氣平衡的5 L 密封瓶中，密閉2 h后，用一次性注射器從密封瓶頂部抽取1.0mL氣體，然后用氣相色譜法測定CO2含量，呼吸強度以CO2釋放量表示，單位為mg CO2/（kg·h）。

氣相色譜檢測條件：載氣N2，進樣溫度120 ℃，柱溫 60 ℃，CO2檢測溫度 360 ℃，氫氣氣流 80 mL/min。

2）乙烯釋放速率的測定：使用CNX-103 便攜式乙烯測定儀測定，乙烯濃度的單位為μL/（kg·h）。

3）失重率的測定：采用稱重法進行測定，計算公式為：失重率/%=（貯前香椿質量-貯后香椿質量）/貯前香椿質量×100。

4）葉綠素的測定：根據曹建康的分光光度法進行測定[15]。

5）維生素 C（VC）的測定：采用 2，6-二氯靛酚滴定法進行測定[16]。

6）丙二醛（malondialdehyde，MDA）的測定：采用硫代巴比妥酸法進行測定[17]。

7）色差的測定：采用色差計測定不同處理的香椿在不同貯藏時間的顏色變化。每個處理取香椿葉的中部進行測定，取平均值，得到色差的L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值，并根據a*、b*值計算色調角（H0），計算公式為H0=tan-1b*/a*。

8）酶活的測定：多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化酶（peroxidase，POD）、過氧化氫酶（fungal catalase，CAT）和超氧化酶（superoxide dismutase，SOD）的測定根據Solarbio@ 活性檢測試劑盒的說明進行檢測，試劑盒型號分別為 BC0195、BC205、BC0205和BC0175。

1.3.3 數據分析

采用Excel 進行數據處理和繪圖，取3 次重復平均值，并用SPSS20.0 進行數據顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對香椿失重率和色差的影響

不同處理對香椿失重率和色差的影響見圖1。

圖1 不同處理對香椿失重率和色差的影響Fig.1 Effects of different treatments on weight loss and color difference of Toona sinensis

失重率是評價蔬菜質量的關鍵感官指標之一。由圖1A 可以看出，隨著貯藏時間的延長，5 組處理中的香椿失重率均呈現上升趨勢。對照處理（control treatment，CK）失重率最高在10 d 時已超過20%。其次為PVC 組，在貯藏30 d 后失重率為12.55%，另外兩組均超過8%，而PVC+ZW 組失重率最低為6.55%，顯著低于其它 4 組（P ＜ 0.05）。PVC 包裝膜可以降低蔬菜的蒸騰作用，從而延緩其水分的流失[18]，從本研究結果可以判斷紫外照射可以進一步降低這種作用。此外，Giuggioli 等[19]認為新鮮產品失重率超過8%即會影響其適銷性，因此PVC+ZW 組處理的香椿仍能滿足市場的要求，但也接近臨界值，而其它4 組則不再符合市場的要求。

色澤是評價蔬菜品質的另一個非常重要的因素，顏色的變化都可能被認為是蔬菜衰老的表征。隨著貯藏時間的延長，5 個處理中香椿亮度均緩慢下降（圖1B），而且顏色均由紫紅色最終變為綠色（圖1C）。通過對L*和H0值進行差異性分析表明，貯藏30 d 時，PVC+ZW 組處理的香椿與 CK、PVC 和 PVC+EA 組差異顯著（P ＜ 0.05），但與 PVC+1-MCP 處理組差異不顯著。這說明紫外照射不但不會對香椿的顏色產生負面影響，而且還可以延緩其顏色的變化。該結果與Sari等[20]的研究結果類似，他們發現紫外照射的菠蘿皮和肉的顏色均不會發生顯著的變化。

2.2 不同處理對香椿呼吸強度、乙烯釋放速率、葉綠素、VC和MDA的影響

不同處理對香椿呼吸強度和乙烯釋放速率的影響見圖2。

圖2 不同處理對香椿呼吸強度和乙烯釋放速率的影響Fig.2 Effects of different treatments on respiration rate and ethylene release rate of Toona sinensis

果蔬呼吸強度越高，其營養物質消耗就越大，果蔬貯藏的時間就越短。由圖2 A 可以看出，除了CK組，其它4 組的呼吸速率均先下降后上升。到了30 d時，PVC+ ZW 組與 PVC 和 PVC+EA 組差異極顯著（P＜0.01），但與PVC+1-MCP 組差異不顯著。說明紫外照射可以有效地降低香椿的呼吸速率，具體原因可能是由于紫外照射產生的臭氧延緩了組織代謝，并關閉了氣孔[21]。

乙烯是一種植物內源激素，能促進果蔬成熟，加快其衰老。由圖2 B 可看出，乙烯釋放速率與呼吸速率相似，在初期下降后期上升。這可能是由于香椿由常溫經過預冷后，再進行冰溫貯藏，較低的溫度有效地抑制了香椿乙烯的釋放速率，但是隨著其新陳代謝的加速，乙烯的釋放速率進一步加速。在貯藏后期，PVC+ ZW 組與 PVC 組差異極顯著（P＜0.01）和 PVC+EA 組差異顯著（P＜0.05），但與 PVC+1-MCP 組差異不顯著。紫外照射抑制乙烯的機理仍未可知，需深入研究和分析。

不同處理對香椿葉綠素、VC和MDA 的影響見圖3。

圖3 不同處理對香椿葉綠素、VC和MDA 的影響Fig.3 Effects of different treatments on the content of Chlorophyll，VCand MDA of Toona sinensis

香椿嫩芽采摘時為紫紅色，色彩鮮艷，但仍會繼續發生新陳代謝而逐漸成熟衰老，紫紅色逐漸變淺，綠色逐漸加深。由圖3A 可見，隨著貯藏時間的延長，5 個處理組中香椿葉綠素的含量均緩慢提高，金波等的研究也證實椿芽生長過程中的色澤隨花青素、葉綠素含量的交互變化而改變[22]。截止到30 d 時，PVC+ZW組的葉綠素含量與PVC+EA 和PVC+1-MCP 組差異不顯著，但與PVC 組差異顯著（P＜0.05）。通過計算H0與葉綠素的相關系數得知，這4 組的差異較小，表明紫外照射并不主要通過改變葉綠素的含量而延緩香椿顏色的變化。另一方面，由于貯藏過程中香椿水分蒸發，因而測出的香椿中葉綠素的含量也會緩慢提高。通過計算葉綠素與失重率的相關系數得知，PVC（0.997）＞PVC+EA（0.996）＞PVC+1-MCP（0.984）＞PVC+ZW（0.942），說明紫外照射處理可以降低葉綠素與失重率的相關性，即可降低失重率對葉綠素的影響。

VC是衡量果蔬品質的一個重要指標。由圖3B 可看出，隨著貯藏時間的延長，5 個處理中的VC含量出現了先升高又緩慢下降的趨勢，可能由于采摘的是頭茬香椿幼苗，尚處在發育和營養物質積累中，因而出現了貯藏前期VC升高的現象。在貯藏后期，隨著營養物質的不斷消耗，VC的含量也在不斷地降低。因此，VC含量在貯藏過程的變化與香椿的成熟和衰老程度有關。紫外照射處理的香椿的VC含量最低，下降的速度也最快，在30 d 時的含量與PVC 組差異不顯著，但與PVC+1-MCP 組和 PVC+EA 組差異極顯著（P＜0.01）。這可能是由于紫外照射產生的臭氧具有強氧化性，能夠與VC發生反應導致的。Maharaj 等[23]的研究也進一步證實了這種現象，他們對比了紫外照射番茄后發現高劑量組的VC含量較對照及低劑量組的VC含量低。

紫外產生的氧化性也通過MDA 這個指標反應出來。由圖3 C 可見，PVC+ZW 處理的 MDA 含量最高，與PVC 組差異不顯著，但與PVC+1-MCP 組和PVC+EA組差異極顯著（P＜0.01）。

2.3 不同處理對香椿酶活指標的影響

不同處理對香椿酶活的影響見圖4。

圖4 不同處理對香椿酶活的影響Fig.4 Effects of different treatments on the enzyme activity of Toona sinensis

果蔬的褐變與PPO 酶有著密切的關系，PPO 可以催化多酚類底物生產醌類物質，產生棕色聚合物導致組織褐變，從而降低果蔬的品質和市場價值。PPO 酶活力越高，酚類物質氧化的速率就越快，褐變的速度就越快。由圖4A 可知，5 個處理組的香椿中PPO 的酶活性隨著貯藏時間的延長均先上升在第20 天后開始下降。這可能一是因為隨著香椿中多酚逐漸被氧化，多酚氧化酶催化的反應底物減少，而產物醌類物質含量增高，從而導致多酚氧化酶的活性下降[24]。到第30天后，PVC+ZW 組的PPO 酶活力最低，并極顯著低于PVC 組和 PVC+EA 組，但與 PVC+1-MCP 組差異不顯著。從 H0 與 PPO 酶的相關系數：PVC（0.804）＞ PVC+EA（0.724）＞ PVC+1-MCP（0.698）＞ PVC+ZW（0.691）也可得出以上結論。

果蔬采摘后的新陳代謝會產生活性氧，如超氧化物自由基、過氧化氫和羥基自由基，這些活性氧與細胞膜損傷和衰老有關[25]。POD、CAT 和SOD 等解毒酶可以催化這些產生毒性的自由基。從圖4B、4C 和4D 可以看出，PVC+ZW 處理的 POD、CAT 和 SOD 酶的活力均高于其它組。POD 酶在貯藏期間一直呈上升狀態，而SOD 酶的趨勢正好相反。在貯藏到30 d 時，PVC+ZW 處理的 POD 和 SOD 酶均與 PVC 組、PVC+1-MCP組及 PVC+EA 組差異顯著（P＜0.05）。CAT 酶的變化趨勢與PPO 酶的趨勢相似，在貯藏到最后，PVC+ZW 組與PVC+1-MCP 組差異不顯著，但與PVC 組及PVC+EA 組差異顯著（P＜0.05）。目前，關于紫外照射如何影響香椿酶活的變化機理仍未見報道，還需進一步研究和分析。

3 結論

香椿作為一種應季蔬菜，具有很強的季節性，而且不易貯藏，難以滿足市場的需求。本試驗通過比較分析了紫外照射、1-MCP 和乙烯吸附劑結合PVC 膜3種不同的保鮮處理方法對香椿貯藏品質變化的影響。這種品質的變化是多種理化指標和酶活指標共同作用的結果。結果表明，PVC+ZW 處理組的感官指標效果最好，在不損傷香椿顏色的情況下，能有效地延緩香椿的失重率的下降，其次為PVC+1-MCP 組。下一步仍需要對紫外照射的強度和時間進行優化，以尋找更優的保鮮組合。