相溫貯藏對黃花菜品質及揮發性物質的影響

張鵬，劉英杰，賈曉昱，薛友林，李江闊*

1(天津市農業科學院農產品保鮮與加工技術研究所，天津，300384)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(遼寧大學 輕型產業學院，遼寧 沈陽，110036)

黃花菜(HemerocalliscitrinaBaroni)又稱金針菜，屬于百合科萱草屬宿根多年生草木植物，因其色艷肉厚、味道鮮美，被稱為蔬菜中的四大珍品之一[1]。黃花菜含有豐富的糖類、蛋白質、維生素C、鈣、脂肪、胡蘿卜素、氨基酸等人體所必需的營養成分[2]，研究發現黃花菜富含黃酮類成分[3-4]，具有抗氧化、抗抑郁、抗肥胖、抗高血壓等多種功能。由于黃花菜保鮮期極短，采后易變質腐爛，市場上多見的黃花菜干制品營養價值損失嚴重，因此開發黃花菜保鮮技術，滿足消費者對新鮮黃花菜的需求已成為亟待解決的問題[5]。

近年來，黃花菜在預冷方式[6]、氣調貯藏[7-8]和化學保鮮劑[9]方面開展了相關保鮮研究。貯藏溫度是影響果蔬品質的關鍵因素，溫度較低時，會抑制酶的活性，降低果蔬的呼吸強度，營養物質流失較慢，能保持貯藏性。徐桂燕等[10]研究了菜心在5個不同貯藏溫度下營養品質的變化情況，結果表明5 ℃對菜心有較好的保鮮效果。張偉龍等[11]分別在10、4、0、-1 ℃貯藏條件下比較了果實的5個貯藏特性動態變化，綜合比較各指標發現，不同品種藍莓在-1～0 ℃下貯藏均可維持較好的果實商品性。已有研究表明，在21～35、21～23、0～1 ℃ 3種溫度條件下，黃花菜以0～1 ℃貯藏保鮮效果最好[12]，但該實驗溫度范圍較大，缺少更精準的溫控研究。

相溫貯藏可在貯藏期間通過果實階段性低溫鍛煉，將貯藏溫度穩定在較小的范圍內進行精準低溫貯藏，達到保持果蔬貯藏品質的目的。相溫貯藏與冷藏的區別在于前者溫度波動值較小，能使貯藏環境更加穩定。自發氣調貯藏被認為是當今貯存果蔬最好的貯藏方式，通過調節貯藏環境氣體成分來保持果蔬商業價值，相溫貯藏與自發氣調貯藏2種安全無毒保鮮方式協調貯藏已成為熱點，在柿[13]、蘭州百合[14]的保鮮中已有應用，研究發現相溫貯藏結合自發氣調可以顯著抑制柿果、百合的軟化及營養成分的流失，延長保鮮期。目前，相溫貯藏結合自發氣調技術在黃花菜中未見相關報道。為了節約貯藏成本，提高技術的應用性，本研究采用“精準溫控保鮮箱+蓄冷劑+冷庫”的方式，模擬相溫環境，以微環境氣調箱為載體，將采收的黃花菜分組放入冰箱[(4±1)℃]、冷庫[(0±0.5)℃]及相溫環境[(-0.5±0.1)℃]中，探討環境溫度對貯藏期內黃花菜生理特性、營養價值和揮發性物質的影響，明確黃花菜保鮮的最佳溫度，為新鮮黃花菜的采后保鮮提供簡便有效的方法，以促進黃花菜產業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

黃花菜，品種為“馬蘭黃花”，摘自甘肅省慶陽市(經度104.99°，緯度29.53°)，在當地采收時，選擇無機械損傷的7成熟黃花菜作為試驗材料。

1.1.2 儀器與設備

916 Ti-Touch型電位滴定儀，瑞士萬通中國有限公司；SynergyH1型多功能微孔板檢測儀，美國Biotek Instrument公司；Check Point Ⅱ型便攜式殘氧儀，丹麥Dansensor公司；F-900型便攜式乙烯分析儀，美國FELIX儀器公司；CM-700 d型色差儀，日本柯尼卡美能達；3-30K型離心機，德國SIGMA公司；固相微萃取手柄(SPME Fiber)和固相微萃取纖維頭(50/30 μm PDMS/CAR/DVB)，美國Supleco公司；Trace DSQ型GC-MS聯用儀，美國Finnigan公司。

BCD-281 WXBC冰箱，無錫松下冷機有限公司；冷庫，國家農產品保鮮工程技術研究中心(天津)；微環境氣調箱(規格：280 mm×220 mm×120 mm)，寧波國嘉農產品保鮮包裝技術有限公司；精準溫控保鮮箱(規格：595 mm×400 mm×250 mm，壁厚30 mm)，上海佳寰實業有限公司；500 mL蓄冷劑盒(規格：200 mm×120 mm×25 mm)，河南迪賽爾商貿有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

挑選無機械損傷、無開花、無褐變現象的黃花菜，裝入配有500 mL蓄冷劑盒的微環境氣調箱中，每箱容量為(1 000±5) g，共裝9箱，將其分3組，每組3箱。冰箱組：置于冰箱(4±1) ℃貯藏；冷庫組：置于冷庫(0±0.5) ℃貯藏；相溫組：置于內有16個500 mL蓄冷劑盒的精準溫控保鮮箱中，放入冷庫貯藏，溫度控制在(-0.5±0.1) ℃。分別在貯藏的第0、7、14、21天取樣測定相關指標，每個處理3次重復。

1.2.2 指標測定

維生素C含量的測定采用鉬藍比色法[18]；還原糖含量的測定采用楊大偉等[19]的方法；總酚含量的測定采用Folin-Denis法[20]，取黃花菜漿液1 g于離心管中，加入25 mL體積分數為75%的甲醇溶液，密封水浴(55 ℃)后浸提3 h，在10 000 r/min下離心10 min，取上清液備用。分別取1 mL新制的Folin-CiocaLteu試劑、0.5 mL提取液、5 mL去離子水和3 mL體積分數為20%的Na2CO3溶液，在室溫下靜置2 h后，在765 nm處測定其吸光度值；黃酮含量的測定參考黃文部等[21]的方法。

采用頂空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction，HS-SPME)和GC-MS聯用法測定[22]，選用100 μm PDMS萃取頭；氣相色譜條件：HP-INNOWAX 色譜柱(30 m×20.25 mm，0.25 μm)；程序升溫：40 ℃保留2 min，然后以3 ℃/min升至140 ℃保留0 min，再以8 ℃/min升至210 ℃保留5 min。傳輸線溫度為250 ℃。載氣為 He，流速1 mL/min，不分流。質譜條件：連接桿溫度280 ℃，電離方式為EI，離子源溫度200 ℃，質量掃描范圍(m/z)35～350。通過檢索 NIST/WILEY 標準譜庫，進行定性分析，用峰面積歸一法測算各揮發性物質的相對含量。

1.3 統計分析

所得數據均用Excel 2010編輯作圖，通過DPS 9.5軟件用最小顯著性差異法(least significant difference，LSD)進行差異顯著性分析(P<0.05表示差異顯著)，通過SPSS 22.0軟件進行主成分分析及得分分析。

2 結果分析

2.1 相溫貯藏對黃花菜表皮顏色的影響

貯藏期間不同處理黃花菜色澤的變化情況見表1。貯藏7～21 d，不同處理黃花菜L*均呈下降趨勢，a*呈上升趨勢，b*呈下降趨勢，表明黃花菜表皮顏色逐漸變暗、紅色加深、黃色減弱，除14 d時相溫組與其他2組L*差異顯著(P<0.05)、3個處理組間a*差異顯著(P<0.05)以外，其他貯藏時間各處理組間L*、a*和b*差異均不顯著(P>0.05)，由此計算ΔE值來進行分析。

ΔE表示色澤變化，由表1可知，3組黃花菜都發生了比較明顯的色差變化，第21天時相溫組ΔE值為9.41，顯著(P<0.05)低于冰箱組(18.10)和冷庫組(12.10)，說明相溫貯藏能較好地抑制黃花菜表皮顏色的變深現象，相比冷庫組，相溫組ΔE值更低，表明相溫組可以延緩黃花菜的衰老褐變。

綜上，ΔE可以代表1組處理的黃花菜果實在貯藏期的顏色變化，故以下用ΔE作為評定指標。

表1 不同貯藏溫度對黃花菜表皮顏色的影響Table 1 Effect of different storage temperature on the skin color of daylily

2.2 相溫貯藏對黃花菜品質的影響

黃花菜是呼吸躍變型果實，呼吸躍變是躍變型果實生長發育結束和衰老啟動的重要標志，是其生命過程中的關鍵時期，對果蔬的貯藏期有重要影響。由表2可知，冰箱組21 d時呼吸強度為583.93 mg/(kg·h)，高于冷庫組[548.36 mg/(kg·h)]和相溫組[522.26 mg/(kg·h)]，相溫組與其他2組在7 d時差異顯著(P<0.05)，表明相溫貯藏能減弱果實的呼吸強度，果實呼吸強度下降則營養流失也會緩慢，因而能較好保持果實的品質，延長其保鮮期。同時，在貯藏期內3組處理的呼吸強度變化呈先上升后下降趨勢，與前人研究相一致[23]。

乙烯是一種重要的植物激素，在成熟的果實中可大量生成。據羅巖等[24]分析，乙烯可以促進莖和根擴展生長并且促進果實成熟，低溫對植物內源乙烯起到抑制作用，從而延緩果實衰老。由表2可知，3組黃花菜的乙烯生成速率呈逐漸上升趨勢，且在7、14、21 d均差異顯著(P<0.05)，隨著黃花菜的逐漸成熟，呼吸作用逐漸增強，乙烯生成速率也會隨著呼吸作用的增強而不斷加快，各組差異表明，溫度是影響乙烯生成速率的關鍵因素，相溫環境可以顯著抑制黃花菜乙烯的生成。

如表2所示，冰箱組、冷庫組和相溫組的pH值在貯藏21 d時分別降低了7.48%、4.20%和3.65%，隨著貯藏時間的延長，黃花菜逐漸成熟，果實內微生物在代謝過程中會產生越來越多的酸性物質，導致果實內的游離酸逐漸增多[25]，從pH值變化范圍來看，相溫組和冷庫組優于冰箱組，相溫組優于冷庫組，其中，貯藏21 d時相溫組與其他2組的pH值差異顯著(P<0.05)。

植物的葉綠體中葉綠素常常與類胡蘿卜素共存，其所占質量比約為3.5∶1，故果蔬表現為黃綠色。隨著果實的成熟和衰老，葉綠素在酶的作用下，水解成葉綠醇和葉綠酸鹽等水溶性物質，于是綠色漸漸消退，顯出從黃到橙紅的類胡蘿卜素顏色，這一變化過程表現果實逐漸趨于成熟[26]。根據表2可知，3個處理組的葉綠素a和葉綠素b含量均在貯藏期內逐漸減少，這與張微等[27]研究結果中隨貯藏時間的增加果蔬內總葉綠素含量越來越低相一致，貯藏7、14、21 d時各組葉綠素a和葉綠素b含量由大到小的次序為相溫組、冷庫組和冰箱組，各組間差異均顯著(P<0.05)；整個貯藏期間，相溫組黃花菜類胡蘿卜素含量均低于其他組，在貯藏14和21 d時差異顯著(P<0.05)。

表2 不同貯藏溫度對黃花菜生理特性的影響Table 2 Effect of different storage temperature on physiological characteristics of daylily

續表2

由表3可知，貯藏期內黃花菜的維生素C含量、還原糖含量、總酚含量在不斷地減少，貯藏21 d時冰箱組、冷庫組和相溫組間的維生素C含量、還原糖含量、總酚含量由大到小的次序為相溫組、冷庫組和冰箱組，各組間差異均顯著(P<0.05)。分析原因為低溫處理中，呼吸強度被抑制后降低植物分解代謝速率，營養成分損失降低，同時膜脂相變理論認為，溫度波動可導致膜透性增大，膜內可溶性物質流出，導致果蔬品質劣變，冷庫組與相溫組保鮮效果優于冰箱組，相溫處理可以抑制黃花菜中可溶性營養物質的流失，較冷庫組更好地維持住果實的營養價值。

如表3所示，貯藏期內黃花菜黃酮含量呈逐漸增加趨勢，冰箱組中的黃酮含量增長速率高于冷庫組和相溫組，而相溫組黃酮含量最低，貯藏21 d時3個處理組之間黃酮含量差異顯著(P<0.05)，黃酮物質在果實抗氧化方面發揮積極作用，而果實的不斷衰老會刺激其含量緩慢增多，相溫組貯藏溫度較低，從而延緩果實衰老，減緩黃酮含量增長速率。

表3 不同貯藏溫度對黃花菜營養價值的影響Table 3 Effect of different storage temperature on the nutritional value of daylily

2.3 主成分分析法評價黃花菜品質

對以上測得的黃花菜ΔE、呼吸強度、乙烯生成速率、pH、類胡蘿卜素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、維生素C含量、還原糖含量、總酚含量、黃酮含量這些指標作為不同因子進行數據分析，以特征值>1為原則，得出2個主成分，如表4所示。

表4 主成分的特征值及貢獻率Table 4 Eigenvalues and contribution rates of principal components

通過主成分分析法提出了2個主成分，這2個主成分包含的信息量占總信息量的85.75%。參照薛友林等[28]的方法，主成分分析以每個因子得分FC1、FC2所對應的特征值為權數，與該因子得分相乘可得主成分得分，又根據主成分得分計算相關性綜合得分，稱之為F，F1=FC1×6.90，F2=FC2×1.67，F=(F1×69.02+F2×16.73)/85.75，由此計算出3種不同貯藏溫度與黃花菜品質指標之間的綜合相關性。綜合得分越高，說明該溫度下的黃花菜貯藏保鮮效果越好，排名越高；反之則越低。由表5可得，相溫組的排名最高，冷庫組次之，冰箱組最低，說明相溫組處理最優。

表5 主成分得分表Table 5 Principal component score table

2.4 相溫貯藏對黃花菜揮發性物質的影響

采用GC-MS聯用法測定黃花菜揮發性物質，主要測得醇類、酯類、烯類、烷類4種物質約20種，圖1、圖2為揮發性物質占比較大，相對含量變化比較明顯的2種揮發性物質(醇類和酯類)的變化情況。醇類物質可以增強果蔬耐冷性，這可能與其分子進入細胞膜中，改變膜的結構和功能有關[29]；酯類揮發性物質在植物中普遍存在，是許多果蔬中芳香物質之一。已有學者發現酯類物質可以減輕冷害的發生，原因可能與其誘導熱激蛋白的產生有關。醇類和酯類含量均在貯藏期間隨著時間的增長不斷減少，且2種物質各處理組之間差異均不顯著(P>0.05)。其中貯藏21 d時相較于0 d，冰箱組、冷庫組和相溫組醇類相對含量分別減少了71.29%、63.08%和53.57%，表明較低的溫度促使黃花菜釋放醇類物質，以使其耐貯；與0 d相比，貯藏21 d時冰箱組、冷庫組和相溫組酯類含量分別減少了94.21%、91.09%和89.38%，其中，貯藏7 d時酯類揮發性物質大幅度減少，當黃花菜處于較低溫度時，酯類物質能在保護黃花菜免受冷害中起積極作用。醇類及酯類物質通常為有利香氣物質[30]，在一定程度上相溫貯藏可延緩黃花菜貯藏期間香氣物質中醇類和酯類物質的減少，因此，冷庫貯藏效果要好于冰箱貯藏，相溫貯藏效果最佳。

圖1 不同貯藏溫度對黃花菜醇類物質的影響Fig.1 Effect of different storage temperature on alcohols substance of daylily

圖2 不同貯藏溫度對黃花菜酯類物質的影響Fig.2 Effect of different storage temperature on esters of daylily

3 結論

與冰箱組和冷庫組相比，“精準溫控保鮮箱+蓄冷劑+冷庫”相溫環境[(-0.5±0.1) ℃]可以有效延緩貯藏期間色差的改變，維持較高的葉綠素含量和較低的類胡蘿卜素含量，抑制維生素C、還原糖、總酚含量的降低，延緩pH和黃酮含量的升高，同時抑制呼吸強度和乙烯生成速率。通過主成分分析法可得，相溫組得分最高，保鮮效果最佳，同時延緩黃花菜貯藏期間香氣物質中醇類和酯類物質的減少。