預冷方式對黃花菜貯藏品質的影響

王娟，馬曉艷，王通，朱韻昇，張海紅

(寧夏大學 農學院，寧夏 銀川，750021)

黃花菜又名金針菜、檸檬萱草，忘憂草，屬藥食同源的珍有物種，兼有營養作用、藥用作用和觀賞價值[1]。黃花菜中富含蛋白質、VC、鈣、脂肪、礦物質等營養物質，營養價值極高，與香菇、木耳、冬筍一起被稱為蔬菜類中的四大珍品[2]。翟俊樂等[3]、毛建蘭[4]研究發現黃花菜富含黃酮類成分，具有抗氧化、抗抑郁、抗肥胖、抗高血壓、下奶等多種功能。然而由于目前市場上多見的黃花菜主要是干制菜，黃花菜干制易導致其營養成分損失，口感變差，因而鮮嫩可口，清香味美，營養全面的鮮食黃花菜越來越受到消費者的青睞[5]。但是鮮黃花菜在常溫條件下耐貯性極差，張欣等研究發現黃花菜采后10 h后就會失水萎蔫，開花衰老，營養價值降低，48 h后腐爛變質，失去商品價值[6]。針對這一問題，很多學者開展了輻照保鮮[7]，氣調保藏[8]，中草藥提取液保鮮[9]，硫氫化鈉溶液保鮮[10]，殼聚糖結合納米包裝處理保鮮[11]等技術研究，但由于成本、安全性、可操作性等諸多因素的影響，應用仍受到一定的限制。因此，優選鮮黃花菜貯藏保鮮工藝條件，延長鮮食黃花菜的貨架期已成為亟待解決的問題。

預冷技術是通過帶走果蔬田間熱和呼吸熱以達到快速降溫目，維持果蔬新鮮度的一種實用有效的技術。將新鮮采收的果蔬在運輸、貯藏或加工前迅速去除田間熱和減少呼吸熱，可防止其在流通過程中由于呼吸熱而引起的品質下降，保持其新鮮度，從而便于冷藏保存和低溫運輸[12]。部分學者已將預冷技術成功地應用于番茄[13]，西蘭花[14]，生菜[15]，藍莓[16]等的保鮮。真空預冷和冷庫預冷是目前常用的2種預冷方式。冷庫預冷主要依靠冷風機吹出的冷風進行冷卻，該方法簡單易行，但冷卻速度較慢，預冷均勻性差。真空預冷通過對封閉的環境抽真空，使真空室內的果蔬水分在低壓條件下快速蒸發，并帶走熱量，實現快速預冷，具有冷卻速度快、預冷均勻、清潔、保鮮效果好的優點，受到了研究者的廣泛關注。許俊奇等[17]在比較不同預冷方式對黃秋葵貯藏品質的影響中發現，真空預冷可以快速降溫，去除采后果蔬的田間熱和呼吸熱，抑制呼吸強度的升高，同時減少VC和可溶性固形物等營養成分的消耗。黃宇軒在不同預冷方式對果蔬產地短期貯藏品質的影響[18]中研究表明，真空預冷能降低果蔬貯藏期間的呼吸強度，維持細胞膜透性，減緩膜脂過氧化，緩解葉菜轉黃速度。范尚宇[16]在不同預冷方式對藍莓果實貯藏特性的影響中發現，預冷可以降低果實呼吸速率和代謝速率，減少貯藏過程中ATP的消耗，推遲藍莓果蔬貯藏期間抗氧化酶活性峰值的到來，增強果實抗逆境脅迫作用，減輕膜脂過氧化程度，推遲衰老。這些研究成果為預冷技術在黃花菜貯藏保鮮中的應用研究奠定了基礎。

本文擬以現采鮮黃花菜為原料，進行預冷前處理結合低溫貯藏的鮮黃花菜保鮮技術研究，通過真空預冷、冷庫預冷的前處理和CK組比較，比較黃花菜在貯藏期間感官品質、失重率、酶活性等指標的變化，建立鮮黃花菜貨架期預測模型，以期篩選出鮮食黃花菜貯藏保鮮條件，為黃花菜貯藏保鮮提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮黃花菜，品種為“黑嘴花”，于下午16∶00～17∶00采摘于寧夏吳忠市紅寺堡區太陽山鎮清泉合作社種植基地.

考馬斯亮藍R-250(生物技術級)、牛血清蛋白，上海麥克林生化科技有限公司；無水乙醇(分析純)，無菌雙蒸水、95%乙醇、85%H3PO4、冰乙酸等，上海國藥集團化學試劑有限公司；過氧化物酶(peroxidase，POD)試劑盒、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)試劑盒，南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

3051H果蔬呼吸測定儀、TD-45型數字折射計，浙江托普云農科技股份有限公司；721G-100紫外可見分光光度計，上海電分析儀器有限公司；TGL-16M高速冷凍離心機，上海盧相儀離心機儀器有限公司；HH-4電熱恒溫水浴鍋，上海比朗儀器有限公司；MN維生素C測定儀，杭州陸恒生物科技有限公司；SQP電子天平，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；KMS-500-1P真空預冷機、冷庫，東莞市科美斯科技實業有限公司；BC/BD-106DT調溫冰箱，長虹美菱股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 貯藏工藝

黃花癸貯藏工藝流程如下：

選取成熟度一致，大小一致，外形新鮮飽滿，無機械損傷，無病蟲害的鮮黃花菜隨機分為3組，進行真空預冷、冷庫預冷和不預冷處理進行對比實驗研究。為避免真空預冷過程中真空室負壓過低所造成的黃花菜凍害和軟化等現象的發生，在預實驗的基礎上，設置真空預冷的預冷終溫為8 ℃，預冷終壓為400 Pa。設置冷庫預冷的預冷終溫為8 ℃，以不預冷作為對照組(CK)，對黃花菜進行處理。經真空包裝，貯藏于4～6 ℃冰箱，3 h后進行指標測定，記為第0天。其后每隔5 d對各項指標進行測試，比較貯藏過程中感官指標、失重率、呼吸強度、可溶性固形物含量TSS、VC含量、過氧化物酶POD等指標的變化規律，綜合分析不同預冷方式對黃花菜貯藏品質的影響。

1.4 指標檢測

1.4.1 預冷效果監測

采用真空預冷和冷庫預冷對采后黃花菜進行預冷，結合陳羽白等[19]、張川等[20]和李新平等[21]的方法，比較不同預冷方式對黃花菜降溫速率和失水率的影響。

1.4.2 感官特性評定

參考陜西省地方標準DB61/T559—2013地理標志產品 大荔黃花菜[23]，對不同處理的黃花菜的感官進行評定，挑選10名經過感官評定培訓的寧夏大學專業人員，目測黃花菜的表面性狀進行感官評分，參照張哲平[23]的方法，將評價數據與貯藏期結合，進行線性回歸，以4.0分為商品價值切分點，求得評分為4.0時的對應貯藏期，即為預測貨架壽命終點。

表1 黃花菜感官評分標準Table 1 Sensory scoring criteria for daylily

1.4.3 失重率的測定

稱重法測定失重率計算如公式(1)所示：

(1)

1.4.4 呼吸強度的測定

參考張欣瑤等[24]、許青蓮等[25]的方法并做改進，采用便攜式果蔬呼吸測定儀測定呼吸強度，并按照公式(2)進行計算：

果蔬呼吸強度=

(2)

式中：a，測定后CO2濃度，mg/L；a0，測定前CO2濃度，mg/L；T，測定后溫度，℃；T0,測定前溫度，℃；m，測定用果蔬的質量，kg；t，測定所用時間，h；V，容器總體積，dm3。

1.4.5 可溶性固形物含量(total soluble solid，TSS)

將黃花菜搗碎，用2層紗布擠出勻漿汁進行測定，采用阿貝折光儀測定可溶性固形物的含量，測試前，需先用蒸餾水對折光儀進行凋零[23]。

1.4.6 VC的測定

采用VC測定儀測定樣品中的VC含量。

1.4.7 過氧化物酶(POD)的測定

參考趙維琦等[14]的方法，準確稱取1 g粉碎后的黃花菜組織，按照1∶4(g∶mL)的比例加入H3PO4緩沖溶液，于冰水浴條件下進行勻漿，然后于3 000×g離心10 min，取上清液即為粗酶液。采用商業化的多酚氧化酶試劑盒測定POD活力。37 ℃條件下組織蛋白每分鐘催化產生1 g底物的酶量定義為1個酶活力單位。

1.4.8 超氧化物歧化酶(SOD)的測定

準確稱取1 g粉碎后的黃花菜組織，按照比例1∶9(g∶mL)加入H3PO4緩沖溶液，其余同1.4.7，采用商業化的超氧化物歧化物試劑盒測定SOD活力。

1.5 數據處理

本試驗中每組樣品至少含6株黃花菜，每次測定重復3次，結果取平均值±標準差。使用統計軟件SPSS 17.0進行數據處理，采用Origin 2018繪圖軟件作圖，采用LSD法計算不同處理之間的差異顯著性，置信區間為95%，圖中標注不同字母的數據表示數據間具有顯著性差異(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 預處理效果分析

表2為黃花菜經過不同預冷方式處理下降溫速率和失重率變化情況。由表2可知，不同的預冷方式對采后黃花菜的降溫時間有極顯著性差異(P<0.01)。其中真空預冷處理效果最佳，15 min即將黃花菜從30.1 ℃降至8 ℃，降溫效果很明顯；冷庫預冷將黃花菜從29.2 ℃降至8 ℃需要180 min，說明真空預冷可以快速去除黃花菜的田間熱[26]；預冷結束后，各處理組黃花菜的失重率差異較明顯(P>0.05)，真空預冷組失重率明顯高于其他處理組(P<0.05)，這主要是由于真空預冷過程中減壓致使水分蒸發引起的，而水分蒸發有利于帶走果蔬田間熱從而達到快速降溫的效果[23]。

表2 預冷方式對黃花菜降溫速率和失水率的影響Table 2 Effects of pre-cooling methods on cooling rate and water loss rate of daylily

2.2 預冷方式對采后黃花菜失重率的影響

黃花菜在貯藏過程中質量損失主要是有兩方面：一是蒸騰作用會引起器官水分流失，二是呼吸作用則導致細胞內物質的消耗。由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，各處理組失重率呈現上升趨勢；預冷結束后，真空預冷組失重率明顯高于其他處理組(P<0.05)，這可能是由于真空預冷過程中減壓致使水分蒸發引起的；在貯藏中后期(6～15 d)，真空預冷組失重保持在較低水平，較其他2組能更好地保持黃花菜新鮮度(P<0.01)，冷庫預冷組較CK組失重率也有顯著差異(P<0.01)，在貯藏末期(16～20 d)，各處理組的失重率有明顯的差異(P<0.05)，CK組黃花菜由于失水萎蔫，失去商用價值；且其真空預冷組失重率明顯小于冷庫預冷組(P<0.05)。這主要是因為真空預冷有效降低了采后鮮黃花菜的蒸騰作用和呼吸速率，降低了鮮黃花菜在貯藏過程中水分損失。

圖1 預冷方式對黃花菜失重率的影響Fig.1 Effect of pre-cooling method on weight loss rate of daylily注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.3 預冷方式對采后黃花菜呼吸強度的影響

呼吸作用是果蔬一切生命活動存在的顯著特征，是影響黃花菜采后貯藏保鮮的關鍵指標，也是評價黃花菜采后貯藏潛力的依據。呼吸強度越大說明黃花菜呼吸作用越強，營養物質的消耗越快，產品越容易衰老，黃花菜貯藏保鮮期越短[14]。采后預冷處理可通過去除黃花菜的田間熱以迅速降低呼吸速率，但不同預冷方式的預冷效果影響較大。由圖2可知，黃花菜采后呼吸較旺盛，采后數小時即可達到369.76 mgCO2/(kg·h)，通過不同方式預冷處理后下降到301.28 mgCO2/(kg·h)和306.345 mg CO2/(kg·h)，在貯藏期間，各處理組在呼吸強度在第5天左右達到呼吸高峰，隨后呈現緩慢下降趨勢，真空預冷組呼吸強度較其他組始終保持在最低水平，這與許俊奇等在比較不同預冷方式對黃秋葵貯藏品質的影響的研究結果一致[17]。第5天后，各處理的呼吸強度極顯著總體呈現下降趨勢，真空預冷組呼吸強度明顯低于其他組(P<0.01)，這主要是因為真空預冷可以快速去除田間熱，減少黃花菜貯藏過程中的呼吸熱，降低黃花菜代謝活動，維持較低的呼吸強度，而冷庫預冷降溫速率較低，使黃花菜在預冷前期仍然保持著較高的呼吸強度和代謝活動，加速了產品的衰老。

圖2 預冷方式對黃花菜呼吸強度的影響Fig.2 Effect of pre-cooling method on respiratory intensity of daylily

2.4 預冷方式對采后黃花菜可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物的主要成分是糖類，而糖類是果蔬在貯藏過程中呼吸底物的主要來源之一[27]，它可以反映出黃花菜在貯藏過程中的品質變化，同時也可作為判斷黃花菜成熟和衰老的指標之一。由圖3可知，黃花菜的可溶性固形物在貯藏過程中呈現先上升后下降的趨勢。這是因為采摘后黃花菜依舊進行著生命活動，一些大分子在果實的后熟中被分解為小分子的糖等物質。而在貯藏后期，由于黃花菜成熟度的上升，需要消耗糖類來維持自身新陳代謝，大分子物質的分解小于小分子物質的消耗速度，從而導致了可溶性固形物含量的減少。與CK組相比，預冷組可顯著保持黃花菜中的可溶性固形物含量(P<0.01)，貯藏至第5天，預冷組黃花菜的可溶性固形物含量明顯高于CK組(P<0.05)，在貯藏中后期和末期，各處理組可溶性固形物含量差異較明顯(P<0.05)，真空預冷組對可溶性固形物的保留效果更為明顯(P<0.05)。這主要是因為真空預冷處理有效地抑制了黃花菜貯藏期間的呼吸速率和營養代謝，減少了可溶性固形物的消耗。

圖3 預冷方式對黃花菜可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effect of pre-cooling method on soluble solid content of daylily

2.5 預冷方式對采后黃花菜VC含量的影響

黃花菜中富含VC，它在黃花菜的衰老中起著抗氧化的作用，同時也是黃花菜中重要的營養指標。由圖4可知，VC的含量隨貯藏時間的延長呈現下降趨勢。CK組的VC含量始終低于預冷組，這可能是由于預冷處理抑制了果實中抗壞血酸氧化酶的活性，延緩了新陳代謝的進行[28]；從第5天開始，各處理組之間VC含量差異極顯著(P<0.01)，真空預冷組的VC含量顯著高于其他各組(P<0.05)，這可能是由于真空預冷過程中，黃花菜細胞間隙中的氧氣被抽走，有效減少了VC在貯藏過程中的氧化損失[29]。

圖4 預冷方式對黃花菜VC含量的影響Fig.4 Effect of pre-cooling method on VC content of daylily

2.6 預冷方式對采后黃花菜過氧化物酶(POD)活性的影響

過氧化物酶(POD)屬氧化還原酶，該酶活性與果實呼吸作用、乙烯的生物合成以及衰老細胞的活性有關，能夠清除植物組織中的活性氧自由基, 可以減少活性氧自由基的積累, 降低氧化損傷和細胞膜脂過氧化, 延緩果蔬采后衰老的進程[30]。維持過氧化酶活性在較高水平，可明顯延緩果蔬組織的衰老[31]。如圖5所示，在貯藏期間，預冷處理組POD活性呈現先上升后下降的趨勢，這可能是由于黃花菜成熟衰老，活性氧物質積累，刺激了POD活性增高，在預冷初期(0～5 d)，CK組POD活性顯著高于冷庫預冷組(P<0.05)，這主要是由于CK組黃花菜在貯藏初期呼吸強度較大；從第5天開始，在相同的貯藏時間點，CK組的活力顯著低于真空預冷組(P<0.05)。主要是由于CK組代謝較旺盛，H2O2和氧自由基積累導致膜脂質過氧化，加速了果蔬衰老。在后期貯藏中，各處理組間的POD活性有顯著差異，真空預冷組的POD活力明顯高于其他組(P<0.05)，冷庫預冷組的POD活性始終保持在較低水平。這可能是因為真空預冷的預冷速率較高，有效降低了果蔬呼吸速率和能量代謝，減少了預冷過程中活性氧自由基的積累和ATP等能量物質的消耗，增強了黃花菜抗逆境脅迫作用，延緩了黃花菜組織衰老。而冷庫預冷降溫速率低，預冷階段呼吸作用旺盛，能量與營養物質代謝產生的自由基等有害物質積累，促使產品衰老，加速了過氧化物酶的消耗[16]。

圖5 預冷方式對黃花菜過氧化物酶POD活性的影響Fig.5 Effect of pre-cooling method on peroxidase POD activity of daylily

2.7 預冷方式對采后黃花菜超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

超氧化物歧化物(SOD)能清除組織衰老過程中產生的超氧自由基，維持自由基產生和清除的平衡，保護細胞膜結構，從而延緩組織衰老[32-34]。由圖6看出，各處理組SOD活性呈現先上升后下降的趨勢。在貯藏初期(0～5 d)，由于產生的自由基的刺激，各處理組SOD活性呈現上升趨勢；在后期貯藏中，由于清除自由基的消耗及其他有害物質的積累，SOD活性逐漸降低，且各處理組的SOD活性有極顯著差異(P<0.01)；真空預冷可以快速采后黃花菜去除田間熱和呼吸熱，能最大程度減少鮮黃花菜貯藏過程中自由基的氧化危害，維持SOD較高的活性；而冷庫預冷處理降溫速率較慢，預冷過程中自身代謝引起營養物質的消耗和自由基及其他有害物質的積累，引起膜脂過氧化反應，降低了抗氧化酶的活性。所以真空預冷組的SOD活性明顯高于冷庫預冷組(P<0.01)。

圖6 預冷方式對黃花菜超氧化物歧化物SOD活性的影響Fig.6 Effect of pre-cooling method on SOD activity of daylily during storage

2.8 預冷方式對采后黃花菜感官品質的影響

黃花菜采后代謝活動依然很旺盛，導致其在貯藏期間發生花苞開放，黃花褐變，變軟腐爛等品質劣變。表1從風味、色澤、腐爛率、質地4個方面，對不同預冷方式處理后，黃花菜在貯藏過程中的感官品質進行評價，將各項評分求和后，感官得分總分結果如圖6所示。由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，各處理組感官得分均呈逐漸下降的趨勢。第0天CK組感官評分明顯高于預冷組，感官品質差異顯著(P<0.05)，這可能是由于預冷結束時黃花菜失水造成部分風味成分隨水分散失和預冷致使黃花菜表面軟化引起的；在貯藏初期(0～5 d)，各處理組樣品的感官品質無明顯差別(P>0.05)，在貯藏中后期(6～15 d)，各處理組感官品質有明顯的差異(P<0.01)。CK組樣品的感官品質下降較快，而預冷組下降相對較慢。說明預冷有較為顯著的保鮮效果；在貯藏末期(16～20 d)，各處理組的感官品質有極顯著差異(P<0.01)，CK組黃化菜發生嚴重黃花褐變，基本失去商用價值，真空預冷組少部分出現黃化褐變，大部分仍然呈現黃綠色，且極顯著優于冷庫預冷組(P<0.01)，說明真空預冷處理可以有效抑制黃花菜呼吸強度，延緩黃花菜腐爛褐變。

綜合感官評分獲得的回歸方程預測黃花菜貨架壽命，真空預冷處理后的黃花菜預測貨架期為23 d，較冷庫預冷延長4 d，較CK組延長9 d，說明真空預冷對延長黃花菜貨架期的效果更明顯(表3)。

圖7 預冷方式對黃花菜感官品質的影響Fig.7 Effect of pre-cooling method on sensory quality of daylily

表3 不同預冷方式貨架期預測Table 3 Shelf life prediction of different pre-cooling methods

3 結論與討論

預冷可以有效去除黃花菜田間熱，抑制其呼吸強度，保持新鮮度，改善感官品質，減少VC和可溶性固形物等營養成分的消耗，延長其貨架期。相比對照組14 d的貨架期，真空預冷處理后的黃花菜預測貨架期為23 d，冷庫預冷為19 d，分別延長了9 d和5 d。

不同預冷方式對黃花菜降溫速度有顯著差異，其中真空預冷組效果最佳。真空預冷15 min即將黃花菜從30.1 ℃降至8 ℃，降溫效果很明顯；冷庫預冷從29.2 ℃降至8 ℃需要180 min，貯藏至20 d時，真空預冷組的VC損失率為51.3%，可溶性固形物損失率為2.9%，而冷庫預冷組和CK組的VC損失率分別為62.35%、78.07%，可溶性固形物損失率分別為8.15%、17.34%，且CK組已基本喪失商用價值。這一結果與范尚宇[16]、許俊奇等[17]、黃宇軒[18]的研究結果具有一致性。真空預冷處理可有效延緩黃花菜貯藏過程中POD活性和SOD活性降低，降低膜脂過氧化程度，延緩其衰老，對延長黃花菜架壽命效果更明顯，與冷庫預冷相比，其貨架期可延長4 d。

真空預冷利用真空系統對封閉環境抽真空，使果蔬水分在低壓條件下迅速蒸發帶走熱量，達到快速預冷的目的，具有冷卻速度快、預冷均勻、清潔、保鮮效果好的優點。冷庫預冷主要依靠冷風機吹出的冷風進行冷卻，相對真空預冷，具有冷卻速度慢，預冷均勻性差的特點。但是由于真空預冷系統設備一次性投資大，生產能力有限，而冷庫設備簡單易行、方便操作、生產能力大，盡管黃花菜貨架期存在4 d的差異，但在實際生產中建議綜合考慮生產成本、生產能力、貨架期、操作方便性，結合企業自身特點，優選黃花菜預冷保鮮技術。