高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽保鮮效果的影響

劉 歡 趙焓羽 葉露露 董艷嬌

(1. 吉林工程技術師范學院食品工程學院，吉林 長春 130052；2. 吉林省山葡萄資源開發創新團隊，吉林 長春 130052)

刺嫩芽(Araliaelataseem)含有豐富的蛋白質、膳食纖維、維生素以及大量木皂甙，木皂甙與人參皂甙功能相似，是齊墩果酸的三四糖皂，具有抗炎、鎮靜和免疫等作用，也是國內外餐桌上常見的特色蔬菜[1]。目前，刺嫩芽已經實現人工繁殖和栽培，產量達22.5 t/hm2，供應時間也由原來1個月延長至6個月以上。但刺嫩芽采后代謝旺盛，生鮮產品貯藏期僅2～3 d，市場多為速凍、腌制和干制產品[2]。對刺嫩芽進行鮮切，不但可以最大程度保留原有的風味和營養成分，還能顯著提高可食部分，減少浪費。然而鮮切蔬菜經清洗、剝皮和切割等工藝處理后，造成的機械損傷會導致組織的生理和代謝變化，包括呼吸速率和乙烯生成增加，微生物生長以及質量惡化[3-5]。因此，需要有效保鮮技術，提高鮮切刺嫩芽貨架期。

高氧氣調包裝是一種高效、方便和安全的食品保鮮包裝技術，在抑制果蔬呼吸作用和酶變色等方面具有良好效果[6-8]。Fan等[9]研究發現，高氧氣調包裝有效地降低了鮮切黃瓜在貯藏期間的硬度和總可溶性固形物損失，緩解了抗壞血酸和風味降解，抑制了過氧化物酶活性，并延緩了水分的流動。Oms-Oliu等[10]研究發現，高氧氣與二氧化碳氣體結合能有效提高梨的感官質量，并具有較好的抗菌效果。Waghmare等[11]研究發現，用化學處理結合高氧氣調包裝對鮮切菜豆進行保鮮處理，可以抑制鮮切菜豆的失重率、硬度和顏色等品質的劣變。目前，針對不同蔬菜品種，高氧氣調的保鮮作用不盡相同，而關于高氧氣調對鮮切刺嫩芽品質影響的研究尚未見報道。

研究擬通過測定貯藏期間鮮切刺嫩芽的感觀品質和生理生化指標，探討不同高氧氣調包裝結合適當濃度二氧化碳處理對鮮切刺嫩芽保鮮效果的影響，以期為鮮切刺嫩芽制品的氣調包裝保鮮技術提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

生長刺嫩芽的成熟枝條：嫩芽長8～10 cm，枝條長15～20 cm，遼寧省撫順市農業科技研究院雙河村栽培基地(從生產基地到實驗室運輸時間<24 h)；

三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、2,6-二氯酚靛酚、碳酸氫鈉、抗壞血酸：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

草酸、乙二胺四乙酸、乙酸：分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；

過氧化物酶(peroxidase，POD)、多酚氧化酶(polyphenoloxidase，PPO)測定試劑盒：生工生物工程(上海)股份有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

pH計：雷磁PHS-3E型，上海儀電科學儀器股份有限公司；

多功能真空氣調包裝機：DZQ-600L型，華聯機械集團有限公司；

臺式高速冷凍離心機：H1850R型，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；

果蔬呼吸測定儀：SY-1022型，石家莊世亞科技有限公司；

便攜式表面色度儀：RT300型，英國Tintometer公司；

質構分析儀：CT3型，美國博勒飛公司；

紫外可見分光光度計：UV-2600型，日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 鮮切刺嫩芽高氧氣調包裝處理 為保持刺嫩芽鮮切前新鮮度，將購買生長刺嫩芽的成熟枝條垂直放入水(水高3～5 cm)中培養防止萎蔫和變質。鮮切保鮮及高氧氣調包裝前，成熟刺嫩芽枝條水中培養時間<24 h。

將鮮切刺嫩芽放入食品包裝袋中，包裝袋材質為高阻性聚乙烯(PE)薄膜、膜厚0.055 mm、高阻隔性聚乙烯薄膜的透氧量低于789.54 cm3/(m2·d·MPa)，抽真空后充入不同比例氧氣和二氧化碳氣體后密封，充氣后包裝袋規格為12 cm×7 cm×6 cm(長×寬×高)。具體步驟：

(1) 挑選：用無菌小刀從成熟刺嫩芽枝條切下刺嫩芽，摘選大小一致、新鮮、無病蟲害的刺嫩芽。

(2) 清洗：用10～15 ℃無菌水進行沖清，洗去表面的雜質。

(3) 晾干：溫度為10～15 ℃、避光環境中自然風干蒸發表面水分。

(4) 鮮切：采用無菌小刀，去掉外皮和皮刺，將刺嫩芽修理成長7～8 cm。

(5) 裝袋：將鮮切刺嫩芽放入高阻性聚乙烯(PE)食品包裝袋中，鮮切刺嫩芽放入質量為20～40 g/袋(2～3個/袋)。

(6) 抽氣：鮮切刺嫩芽包裝袋內的氣體抽成真空，真空度小于0.03 MPa。

(7) 充氣：在壓力為101.3 kPa、溫度為10～15 ℃條件下，向食品包裝袋內充氣，充氣比例分別為50% O2和50% CO2(50%)、70% O2和30% CO2(70%)、90% O2和10% CO2(90%)，對照(CK)為充入自然空氣(N2的體積分數占78%，O2占21%，CO2占0.03%，稀有氣體占0.94%，其他氣體和雜質占0.03%)。

(8) 密封：將包裝袋進行熱封。

(9) 貯藏：鮮切刺嫩芽高氧氣調包裝袋置于4～6 ℃低溫貯藏。

(10) 樣品測定：每隔2 d測定各項指標，3次重復測定。當各處理組出現50%以上萎蔫或褐變或腐爛或異味時，即終止貯藏。

1.2.2 呼吸強度 采用SY-1022型果蔬呼吸測定儀測定，測定間隔1 min，結果以鮮重質量計。

1.2.3 硬度 采用CT3型質構分析儀測定，選用TA-44型探頭，選取測試參數：預壓速度2.0 mm/s、下壓速度0.5 mm/s 和壓后上行速度0.5 mm/s，觸發點負載為0.05 N，探頭測試距離4.0 mm。TPA函數曲線，第一壓縮周期中最高峰處的力值為硬度值，單位為N。

1.2.4 色度 采用RT300型便攜式表面色度儀測定。

1.2.5 總酚 根據Caldwell等[12]的方法測定，結果以鮮重質量計，單位為mg/100 g。

1.2.6 總糖 采用蒽酮—硫酸法，檢測波長620 nm，以葡萄糖標品建立標準曲線，結果以鮮重質量計，單位為mg/g。

1.2.7 丙二醛(MDA) 參照喬永祥等[13]的方法測定，結果以鮮重質量計，單位為μmol/g。

1.2.8 酶活性 過氧化物酶活力(POD)和多酚氧化酶(PPO)采用試劑盒測定。分別取2 g樣品低溫研磨，測定樣品酶活力。POD酶活力以每分鐘每克樣品OD變化值(ΔA470 nm)變化0.01作為1個POD活力單位(U)；PPO以每分鐘每克樣品OD變化值(ΔA420 nm)變化0.01作為1個PPO活力單位(U)。

1.3 數據統計

采用Origin 2021作圖。采用SPSS 19.0軟件進行試驗數據分析(ANOVA)，Duncan’s新復極差法檢驗其差異顯著性，重復測定3次。

2 結果與分析

2.1 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽呼吸強度和硬度的影響

由圖1可知，鮮切刺嫩芽呼吸強度先升高再降低，說明果蔬采收后仍進行呼吸作用，經過鮮切導致機械損傷，使其呼吸強度迅速升高；貯藏后期鮮切果蔬營養成分流失可能導致代謝作用減緩，使呼吸強度降低。貯藏第4天，與其他處理相比，90%高氧氣調處理呼吸強度最小，但各處理之間差異不顯著；貯藏第6天，CK和50%高氧氣調處理呼吸強度達到最大值，且顯著高于70%和90%高氧氣調處理(P<0.05)；貯藏第8天，4組處理差異顯著(P<0.05)，其中90%高氧氣調處理組的呼吸強度最小。較高氧氣濃度環境伴隨機械損傷引起呼吸強度上升，但當氧氣濃度超過呼吸鏈末端氧化酶飽和濃度時，反而抑制呼吸作用，使呼吸強度下降[14]。因此，90%高氧結合10%二氧化碳氣調處理能有效抑制鮮切刺嫩芽貯藏過程中呼吸代謝作用。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖1 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽呼吸強度的影響Figure 1 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on respiratory intensity of fresh cutting A. elata

由圖2可知，鮮切刺嫩芽硬度逐漸降低，說明鮮切果蔬貯藏過程中因衰老和腐爛等導致硬度下降，使鮮切果蔬的食用口感變差[15]。貯藏0～4 d，4組處理硬度差異不顯著；貯藏第6天和第8天，CK和50%高氧氣調處理之間硬度差異不顯著，90%高氧氣調處理硬度顯著高于其他處理(P<0.05)，50%高氧氣調處理最小。說明90%高氧結合10%二氧化碳氣調處理抑制鮮切刺嫩芽呼吸作用，延緩衰老，使硬度下降變慢；但氧氣濃度為50%時，會促進呼吸作用，反而加速了硬度下降。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖2 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽硬度的影響Figure 2 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on hardness of fresh cutting A. elata

2.2 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽L*值和a*值的影響

果蔬顏色是重要感官品質指標之一，不僅影響消費者的感官評價，還反映果蔬的新鮮度和內部品質的變化。由圖3可知，鮮切刺嫩芽L*值逐漸降低，a*值逐漸上升，說明亮度逐漸減小，綠色逐漸增加而黃色逐漸減小，鮮切刺嫩芽由新鮮綠色逐漸變為腐敗褐色。貯藏第4天和第6天，90%和70%高氧氣調處理L*值高于CK和50%高氧氣調處理(P<0.05)，而a*值則相反；CK和50%高氧氣調處理之間、90%和70%高氧氣調處理之間L*值和a*值差異不顯著。貯藏第8天，90%高氧氣調處理的L*值顯著高于其他處理(P<0.05)；90%和70%高氧氣調處理的a*值顯著低于其他處理(P<0.05)；CK和50%高氧氣調處理之間L*值和a*值差異不顯著。說明90%高氧結合10%二氧化碳氣調處理能有效緩解鮮切刺嫩芽顏色變化，減緩葉綠素降解以及酚類物質氧化褐變[16]；氧氣濃度為50%時，高氧氣處理未能達到減緩顏色改變的目的。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖3 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽L*值和a*值的影響Figure 3 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on L* and a* values of fresh cutting A. elata

2.3 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽總糖和總酚含量的影響

由圖4可知，鮮切刺嫩芽總糖含量逐漸下降，鮮切刺嫩芽采收再進行鮮切后，呼吸代謝作用旺盛，總糖被逐漸轉化為能量、水和二氧化碳，鮮切刺嫩芽營養價值下降。貯藏第4天，90%和70%高氧氣調處理顯著高于CK和50%高氧氣調處理；貯藏第6天和第8天，90%高氧氣調處理總糖顯著高于其他處理(P<0.05)，而CK和50%高氧氣調處理之間差異不顯著。50%高氧濃度未超過呼吸鏈末端氧化酶飽和濃度時，高氧氣環境無抑制呼吸代謝的作用。90%和70%高氧氣調處理能有效抑制鮮切果蔬的呼吸作用，減緩糖代謝消耗，與Conesa等[17]研究一致。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖4 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽總糖含量的影響Figure 4 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the total sugars content of fresh cutting A. elata

酶促褐變的速率與鮮切果蔬組織內PPO活力、氧氣濃度和酚類物質含量三者密切相關，酚類物質含量變化直接影響果蔬貯藏品質[18]。由圖5可知，鮮切刺嫩芽總酚含量逐漸下降，鮮切處理后，細胞內酚類物質暴露發生氧化作用，導致總酚含量下降。貯藏第2天，各處理之間總酚含量差異顯著(P<0.05)，90%高氧氣調處理總酚含量最大；貯藏第4天，90%和70%高氧氣調處理與CK和50%高氧氣調處理差異增加；貯藏第6天和第8天，90%和70%高氧氣調處理顯著高于CK和50%高氧氣調處理(P<0.05)，CK和50%高氧氣調處理之間差異不顯著，其中90%高氧氣調處理總酚含量最大。說明90%高氧結合10%二氧化碳氣調處理能顯著抑制酚類物質的氧化作用，延緩酚類物質消耗。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖5 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽總酚含量的影響Figure 5 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the total phenol content of fresh cutting A. elata

2.4 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽POD和PPO活力的影響

由圖6可知，鮮切刺嫩芽高氧氣調處理POD活力先降低后增加，CK處理的POD活力逐漸增加。貯藏第2天，各組處理差異不顯著且3個高氧氣調處理的達到最低值；貯藏第4天，各組處理顯著上升，但各組差異不顯著；貯藏第6天和第8天，CK和50%高氧氣調處理顯著高于90%和70%高氧氣調處理(P<0.05)，其中90%高氧氣調處理POD活力值最低。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖6 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽POD活力的影響Figure 6 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the POD activity of fresh cutting A. elata

由圖7可知，鮮切刺嫩芽高氧氣調處理PPO活力先降低后增加，CK處理的PPO活力逐漸增加。貯藏第2天和第4天，CK和50%高氧氣調處理PPO活力顯著高于90%和70%高氧氣調處理(P<0.05)；貯藏第6天和第8天，90%高氧氣調處理PPO活力顯著低于其他處理(P<0.05)，CK和50%高氧氣調處理之間差異不顯著。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖7 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽PPO活力的影響Figure 7 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the PPO activity of fresh cutting A. elata

研究[19-20]表明，高氧氣環境引起果蔬氧化應激作用，從而使POD和PPO活性受抑，膜脂過氧化產物的積累減少。試驗發現，貯藏后期(6～8 d)，90%高氧氣調處理POD和PPO活力最小，說明高氧結合二氧化碳氣調處理能有效抑制POD和PPO活力，從而減緩鮮切刺嫩芽酚類等物質發生酶促褐變，保護酶系統動態平衡，有效延緩鮮切刺嫩芽的衰老。

2.5 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽MDA含量的影響

由圖8可知，隨著貯藏時間延長，鮮切刺嫩芽MDA含量逐漸增加。貯藏第2天和第4天，CK和50%高氧氣調處理MDA含量顯著高于90%和70%高氧氣調處理(P<0.05)；貯藏第6天和第8天，90%高氧氣調處理MDA含量顯著低于其他處理(P<0.05)，CK和50%高氧氣調處理之間差異不顯著。說明90%高氧結合10%二氧化碳氣調處理可減輕鮮切刺嫩芽氧化損傷，維持膜完整性，進一步延緩鮮切刺嫩芽貯藏過程中的組織衰老。

字母不同表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)圖8 高氧氣調包裝對鮮切刺嫩芽MDA含量的影響Figure 8 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the MDA content of fresh cutting A. elata

3 結論

在4 ℃貯藏條件下，貯藏6～8 d時90%高氧氣調處理鮮切刺嫩芽呼吸強度最??；硬度和顏色變化以及總糖和總酚消耗緩于其他處理的。高氧氣體結合適當濃度的二氧化碳氣體氣調包裝能降低鮮切蔬菜呼吸速率，其中90%高氧結合10%二氧化碳氣調處理對鮮切刺嫩芽保鮮效果最佳，其在鮮切刺嫩芽貯藏過程顯著抑制呼吸強度、硬度、顏色、營養成分和細胞膜系統的變化，進而延緩鮮切刺嫩芽變色、萎蔫、軟化、腐敗和衰老，提高鮮切刺嫩芽保鮮期。但是90%高氧結合10%二氧化碳氣調包裝處理延緩鮮切刺嫩芽衰老過程可能還涉及呼吸代謝和能量代謝等機理，下一步還需要從分子水平甚至是基因水平開展研究工作。