冰溫貯藏對綠蘆筍品質及酶活性的影響

宋秀香，魯曉翔，* ，陳紹慧，李江闊

(1.天津商業(yè)大學生物技術與食品科學學院，天津市食品生物技術重點實驗室，天津300134;2.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術研究中心，天津300384)

蘆筍(Asparagus officinalis L.)又名石刁柏、龍須菜等，屬百合科(Liliaceae)天門冬屬(Asparagus)中的食用品種［1-2］。綠蘆筍色澤鮮嫩，質地清脆，且具有低脂、低糖、高纖維素等優(yōu)點，被譽為“十大健康蔬菜之首”［3-5］。但綠蘆筍組織呼吸旺盛，代謝活躍，容易被病菌浸染而不易貯藏，常使大量的綠蘆筍腐爛，造成較大經(jīng)濟損失［6］。冰溫(Controlled Freezingpoint)保鮮是當今果蔬貯藏的先進技術之一，相較于冷藏保鮮，冰溫貯藏時間更長，果蔬新鮮度更高，目前已在藍莓、西蘭花、櫻桃等多種果蔬保鮮中應用［7-9］。綠蘆筍的不耐貯性限制了其銷售范圍和市場競爭力，目前，綠蘆筍保鮮技術主要為冷藏，以及冷藏結合化學保鮮和氣調保鮮等，而未見有關綠蘆筍冰溫貯藏保鮮的報道。本實驗采用冰溫保鮮技術貯藏綠蘆筍，研究了其在貯藏期間品質及酶活性的變化，旨在為綠蘆筍冰溫保鮮提供基礎技術依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠蘆筍(品種為“杰西”) 采自北京海順宏遠蘆筍產(chǎn)銷專業(yè)合作社。綠蘆筍采后當天由基地運回，立即進行分級，選取大小一致、筍尖無開散、無畸形、無機械損傷及病蟲害，長度約30cm、直徑1.0～1.5cm的綠蘆筍供實驗用。

草酸、磷酸氫二鈉、冰乙酸 天津市江天化工技術有限公司;磷酸二氫鈉 天津科威試劑公司;愈創(chuàng)木酚、雙氧水、鄰苯二酚、偏磷酸 天津光復精細化工研究所;鉬酸銨 天津市化學試劑四廠;乙二胺四乙酸 天津市永大化學試劑有限公司;L-苯丙氨酸、硼酸、硼砂、二硫蘇糖醇、聚乙烯聚吡咯烷酮 天津博美科生物技術有限公司。

冰溫保鮮庫:庫內(nèi)溫度為-0.5～0.5℃、冷藏庫:庫內(nèi)溫度為(4 ±1)℃、微孔保鮮袋(厚度20μm) 國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術研究中心(天津);JM222 便攜式數(shù)字溫度計 天津今明儀器有限公司;BC/BD-628A 臥式冷藏冷凍轉換箱 青島海爾特種電冰柜有限公司;TA.XT.Plus 物性測定儀英國Stable Micro System 公司;D-37520 高速冷凍離心機 上海納諾儀器有限公司;CheckPoint 氣體成分測定儀 丹麥PBI Dansensor 公司;2010 型氣相色譜儀 日本島津;i-LAB S-560 手持式分光度計 北京盈盛恒泰科技有限責任公司;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;HH-1 數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市金南儀器制造有限公司。

表1 綠蘆筍感官評定指標Table 1 Sensory evaluation indexes of Green Asparagus

1.2 處理方法

冷藏組:將經(jīng)分級的綠蘆筍直接放入冷庫(4 ±1)℃中預冷12h，然后每500g 扎成1 捆，裝入微孔袋中，每袋裝7kg 試材，扎口，放入泡沫箱(體積為0.03m3、無透氣孔)中，加蓋，繼續(xù)在冷藏庫中貯藏。

冰溫組:將經(jīng)分級的綠蘆筍直接放入冰溫庫(-0.5～0.5℃)中進行預冷12h，每500g 扎成1 捆，裝入微孔袋中，每袋裝7kg 試材，扎口，放入泡沫箱(體積為0.03m3、無透氣孔)中，加蓋，繼續(xù)在冰溫庫中貯藏。

實驗每7d 測定一次各項指標，每個處理各進行三個重復測定，冷藏組貯藏期為28d，冰溫組貯藏期為42d。

1.3 測定方法

1.3.1 綠蘆筍冰點測定方法 分別取150g 綠蘆筍打漿后置于50mL 三角瓶中，其量以浸沒數(shù)字溫度計探頭為準;插入溫度計并固定，要求溫度計不觸底、不碰壁，并位于試材漿體的正中;然后，將三角瓶置于-18℃冰柜中，從體系溫度降至1.0℃時開始紀錄溫度變化，每個樣品重復測定三次，取均值確定綠蘆筍的冰點溫度。

1.3.2 感官評定 由5 人組成感官評定小組，參考曹慧娟［10］的方法，采用40 分評分方法，分別從形態(tài)、鮮嫩度、腐爛、氣味4 項指標按各等級標準打分后，匯總分值。各等級評分標準如表1 所示。

1.3.3 硬度的測定 采用TA.XT.Plus 物性測定儀測定，每次取5 株綠蘆筍分別對其嫩莖上部(距尖部9cm 處)和下部(距尖部19cm 處)進行硬度測定，取每次測量的最大值，最后取其平均值。P/2 柱頭(?2mm)，測前速度:2mm/sec，測試速度:1mm/sec，測后上行速度:2mm/sec，測試深度:3mm，觸發(fā)力:5g。單位為kg·cm-2。

1.3.4 呼吸強度 采用靜置法［11］。室溫下，將500g綠蘆筍置于固定體積容器內(nèi)，密閉4h 后，用氣體成分測定儀測定，以每千克綠蘆筍每小時所累積釋放的CO2含量計，單位:mg·CO2·kg-1·FW·h-1。

首先，尋找現(xiàn)場光源。即便在弱光環(huán)境下依然會有些許高光區(qū)域，利用畫面之中的最亮部分進行對焦。其次，尋找對比度高的邊界進行對焦。當下不少數(shù)碼相機依然使用對比檢測方式進行對焦，所以在對焦時尋找對比度高的邊界，可以發(fā)揮相機的優(yōu)勢。最后，利用相機的中心對焦點進行對焦。一般相機的中心對焦點都是對焦能力最強的地方，關閉自動選擇對焦物體模式，而采用中心點的單點對焦模式，先對焦再構圖，可以加大對焦的成功率。

1.3.5 乙烯生成速率 島津2010 型氣相色譜儀程序升溫法［12］測定。

1.3.6 色澤變化 分別選取5 株綠蘆筍進行色差測定，并分別在綠蘆筍嫩莖上部(距尖部9cm 處)和下部(距尖部19cm 處)分別用記號筆標記。采用i-LAB S-560 手持式分光度計，每隔一定的時間對標記點進行測定，并取平均值。a*為負值，表示綠色，其絕對值越大，綠色越深。

1.3.7 維生素C (VC)含量測定采用鉬藍比色法［13］。

1.3.8 多酚氧化酶(PPO)活性測定［14］稱取樣品3g于預冷的研缽中，加入適量0.05mol/L pH7.8 磷酸緩沖液(總用量20mL)，冰浴研磨成勻漿，于4℃下3000 × g 離心10min，上清液即為PPO 粗提液。取3.9mL pH7.8 磷酸緩沖液，然后加入1.0mL 0.1mol/L兒茶酚和1.0mL 酶提取液，于37℃水浴保溫10min，迅速放入冰浴中，立即加入2mL 20%三氯乙酸終止反應，于420nm 下測其吸光度值，以磷酸緩沖液代替酶液為對照調零。

1.3.9 過氧化物酶(POD)活性測定 采用愈創(chuàng)木酚氧化法［15］。

1.3.10 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性測定 稱取綠蘆筍1.0g，加10mL 預冷的0.1mol/L pH8.8 DTT 硼酸緩沖液，研磨勻漿后，于4℃10000r/min 離心20min。取0.2mL 上清酶液，加入到3mL 反應體系中(2mL 0.1mol/L pH8.8 DTT 硼酸緩沖液、1mL 0.02mol/L L-苯丙氨酸)，37℃水浴30min，然后加入6mol/L HCl 0.2mL 終止反應，測定290nm 處吸光值。

以上酶活性計算公式均為:

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS17.0 進行統(tǒng)計處理。

2 結果與分析

2.1 綠蘆筍冰點測定

確定果蔬的冰點對其進行冰溫貯藏具有重要意義。由圖1 可見，綠蘆筍漿體置于-18℃下溫度迅速下降，在20min 內(nèi)，溫度從1.0℃迅速下降至-0.7℃，且在-0.7℃處持續(xù)了40min。這是由于漿體的冰晶核形成，隨著晶體增長，一部分液體結晶放出潛熱，而另一部分的液體繼續(xù)結晶吸收潛熱，使放熱與吸熱之間處于相對平衡狀態(tài)所致。該溫度持續(xù)時間較長，可判定為結冰點，其后漿體溫度又開始緩慢下降，因而“杰西”綠蘆筍的冰點為-0.7℃。貯藏時，冰溫庫溫度設定為-0.5～0.5℃。

圖1 綠蘆筍降溫曲線Fig.1 Cooling curve of Green Asparagus

2.2 冰溫貯藏對綠蘆筍感官品質的影響

由圖2 可以看出，綠蘆筍感官品質隨著貯藏時間的增長而不斷下降，從21d 起，冷藏組綠蘆筍感官品質下降速度增大，28d 已出現(xiàn)黃化、霉爛且異味嚴重，完全失去了商品價值;冰溫組綠蘆筍感官品質下降相較緩慢，與冷藏組存在極顯著性差異(p ＜0.01)，在42 筍尖出現(xiàn)霉變和水漬現(xiàn)象，有異味?？梢姡鶞乇ｕr技術使綠蘆筍貯藏期延長了14d。

圖2 冰溫貯藏對綠蘆筍感官品質的影響Fig.2 Effect of ice-temperature preservation on sensory evaluation of Green Asparagus

2.3 冰溫貯藏對綠蘆筍不同部位色度a* 的影響

果蔬的色澤直觀反映其品質的優(yōu)劣。由圖3 發(fā)現(xiàn)，貯藏期間，兩處理組蘆筍上部色度a*值不斷增大，冷藏組綠蘆筍在21d a*快速上升，由-7.14 升至-4.05，品質迅速下降;冰溫組蘆筍a*值變化緩慢，在42d a*值仍為-6.11，與冷藏組有顯著性差異(p ＜0.05);兩組綠蘆筍下部a*值變化趨勢有所不同，貯藏前7d，冷藏組綠蘆筍a*值迅速上升，由初值-9.11升至-5.10，然后變化較小，但在21d a*再次增大，28d增至-2.86;冰溫組綠蘆筍在貯藏前14d a*值也有所升高，升至-6.53，其后變化趨于平緩，與冷藏組有著極顯著性差異(p ＜0.01)。從圖還可以看出，在貯藏過程中，冰溫組蘆筍各部位a*始終小于冷藏組，由此可知，冰溫貯藏抑制了綠蘆筍黃化作用，使其保持了鮮嫩的色澤，提高了其商品價值。

圖3 冰溫貯藏對綠蘆筍色度a* 的影響Fig.3 Effect of ice-temperature preservation on chrominance a* of Green Asparagus

2.4 冰溫貯藏對綠蘆筍不同部位硬度的影響

從圖4 可知，貯藏期間綠蘆筍上部和下部硬度變化幅度都不大。貯藏前7d，兩處理綠蘆筍上部硬度迅速下降，而后，冷藏組硬度有所上升，這是因為綠蘆筍木質化程度上升而使其硬度增大;而貯藏后期，冰溫組蘆筍硬度不斷下降，這可能是貯藏過程中綠蘆筍失水造成的，此實驗結果與魏云瀟［16］研究相似。對比圖3 中綠蘆筍上部色度a*的變化發(fā)現(xiàn)，在貯藏后期，兩組綠蘆筍上部硬度變化與其同期色度a*值存在一定相關性，a*值增加其硬度下降。綠蘆筍下部硬度呈不斷上升的趨勢，但速度較緩。在整個貯藏過程中，冷藏組綠蘆筍硬度始終大于冰溫組，貯藏28d，冷藏組蘆筍下部硬度上升為29.52kg·cm-2，冰溫組為27.77kg·cm-2，兩者存在著顯著性差異(p ＜0.05)。

圖4 冰溫貯藏對綠蘆筍硬度的影響Fig.4 Effect of ice-temperature preservation on firmness of Green Asparagus

2.5 冰溫貯藏對綠蘆筍呼吸強度和乙烯生成速率的影響

從圖5 可得出，兩處理綠蘆筍呼吸強度變化相似，均出現(xiàn)了明顯的呼吸高峰，因而綠蘆筍屬呼吸躍變型蔬菜。兩者在14d 達到呼吸峰值，冷藏組為359.67mg·CO2·kg-1·FW·h-1，冰溫組為444.48mg·CO2·kg-1·FW·h-1。在貯藏過程中，冷藏組蘆筍呼吸強度始終小于冰溫組(p ＜0.05)，由此說明，冰溫貯藏對綠蘆筍呼吸作用沒有明顯的抑制作用。

圖5 冰溫貯藏對綠蘆筍呼吸強度的影響Fig.5 Effect of ice-temperature preservation on respiratory intensity of Green Asparagus

乙烯是植物的代謝產(chǎn)物，有促進果蔬成熟的作用。降低乙烯生成速率是延緩果蔬衰老的重要手段之一。圖6 顯示，貯藏前7d 兩組綠蘆筍乙烯生成速率迅速下降，這是由于從基地采回的綠蘆筍保持較高的乙烯生成速率，而置于低溫下貯藏使其生命活動減弱而乙烯生成速率降低。而后兩處理綠蘆筍乙烯生成速率變化趨勢有所不同，冷藏組在21d 生成速率達到峰值，為4.30μL·kg-1·h-1，再呈現(xiàn)不斷下降的趨勢;冰溫組蘆筍在7d 變化較為緩慢，在28d 乙烯生成速率再次下降，降至3.31μL·kg-1·h-1，而后趨于平緩。貯藏過程中冰溫組蘆筍乙烯生成速率明顯大于冷藏組(p ＜0.05)，冰溫貯藏不能有效地降低綠蘆筍乙烯生成量。

圖6 冰溫貯藏對綠蘆筍乙烯生成速率的影響Fig.6 Effect of ice-temperature preservation on ethylene production of Green Asparagus

2.6 冰溫貯藏對綠蘆筍VC 含量的影響

維生素C 是反映果蔬貯藏品質的一個重要指標。如圖7 所示，綠蘆筍VC含量隨貯藏時間的增長而不斷下降，在貯藏28d 時，冷藏組綠蘆筍VC含量降至16.14μg/g，冰溫組為31.76μg/g，為冷藏組的1.97 倍，兩者之間差異明顯(p ＜0.05)，可見，冰溫保鮮可以阻止綠蘆筍VC的流失，保持其營養(yǎng)物質的含量。

2.7 冰溫貯藏對綠蘆筍PAL、PPO、POD 活性的影響

圖7 冰溫貯藏對綠蘆筍VC 含量的影響Fig.7 Effect of ice-temperature preservation on VCcontent of Green Asparagus

PAL 能夠催化苯丙氨酸向肉桂酸轉化，在整個代謝調控中占有重要的地位，其活性與木質素含量呈顯著的正相關。從圖8 看出，貯藏7d，冷藏組蘆筍PAL活性快速上升，由初值36.37(0.01ΔA·g-1FW·min-1)升至43.90(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，其后變化較小;冰溫組蘆筍PAL 活性遠小于冷藏組(p ＜0.01)，其活性呈先增大后減小，再上升的趨勢，但變化幅度都較小。貯藏7d，PAL 活性達到最大為39.82(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，在28d 降至最低，為36.04(0.01ΔA·g-1FW·min-1)。相較于冷藏組，冰溫組降低了綠蘆筍PAL 活性，且其活性較為穩(wěn)定。

圖8 冰溫貯藏對綠蘆筍PAL 活性的影響Fig.8 Effect of ice-temperature preservation on PAL activity of Green Asparagus

由圖9 可知，兩處理綠蘆筍PPO 活性變化存在極顯著差異(p ＜0.01)，冷藏組蘆筍PPO 活性隨貯藏時間的增長而不斷的下降，在28d 時，其活性降至27.19(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，為初值的65.2%;貯藏前21d，冰溫組蘆筍PPO 活性不斷下降，這可能是因為低溫環(huán)境抑制了PPO 的活性。而后，其PPO 活性不斷增加，在35d 達峰值35.55(0.01ΔA·g-1FW·min-1)。冰溫貯藏過程中綠蘆筍PPO 活性大于冷藏組，增強了其自身保護作用。

POD 是廣泛地存在于植物中的一種活性物質，主要作用是水解細胞毒性物質過氧化氫，對植物起到一定的保護作用。如圖10 所示，貯藏前期，冷藏組綠蘆筍POD 活性不斷增大，在14d 時達到峰值16.80(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，然后不斷下降;冰溫組綠蘆筍POD 活性大于冷藏組(p ＜0.05)，且分別在14 和28d 出現(xiàn)了峰值，分別為17.94(0.01ΔA·g-1FW·min-1)和13.69(0.01ΔA·g-1FW·min-1)，在貯藏后期其活性也呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。從以上結果可看出，冰溫貯藏能更有效的抑制綠蘆筍POD 活性的下降。

圖9 冰溫貯藏對綠蘆筍PPO 活性的影響Fig.9 Effect of ice-temperature preservation on PPO activity of Green Asparagus

圖10 冰溫貯藏對綠蘆筍POD 活性的影響Fig.10 Effect of ice-temperature preservation on POD activity of Green Asparagus

3 結論

“杰西”綠蘆筍冰點溫度為-0.7℃，適宜在-0.5～0.5℃冰溫條件下貯藏。冰溫庫內(nèi)溫度控制精準，進而減小了因溫度波動給果蔬帶來的傷害，提高了其貯藏品質。相較于4℃冷藏，冰溫貯藏延長了綠蘆筍貯藏期14d，提高了其感官品質;同時，冰溫貯藏保持了綠蘆筍的硬度和色澤，減緩了綠蘆筍VC含量的降低，提高了其商品價值;冰溫貯藏提高了綠蘆筍PPO和POD 的活性，增強了其自身保護能力，抑制了PAL活性的增強，降低了綠蘆筍木質化程度;但冰溫貯藏對綠蘆筍呼吸作用和乙烯生成量的抑制效果不明顯，其原因仍需作進一步研究。

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