高氧气调包装对鲜切刺嫩芽保鲜效果的影响

刘 欢 赵焓羽 叶露露 董艳娇

(1. 吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林 长春 130052；2. 吉林省山葡萄资源开发创新团队，吉林 长春 130052)

刺嫩芽(Araliaelataseem)含有丰富的蛋白质、膳食纤维、维生素以及大量木皂甙，木皂甙与人参皂甙功能相似，是齐墩果酸的三四糖皂，具有抗炎、镇静和免疫等作用，也是国内外餐桌上常见的特色蔬菜[1]。目前，刺嫩芽已经实现人工繁殖和栽培，产量达22.5 t/hm2，供应时间也由原来1个月延长至6个月以上。但刺嫩芽采后代谢旺盛，生鲜产品贮藏期仅2～3 d，市场多为速冻、腌制和干制产品[2]。对刺嫩芽进行鲜切，不但可以最大程度保留原有的风味和营养成分，还能显著提高可食部分，减少浪费。然而鲜切蔬菜经清洗、剥皮和切割等工艺处理后，造成的机械损伤会导致组织的生理和代谢变化，包括呼吸速率和乙烯生成增加，微生物生长以及质量恶化[3-5]。因此，需要有效保鲜技术，提高鲜切刺嫩芽货架期。

高氧气调包装是一种高效、方便和安全的食品保鲜包装技术，在抑制果蔬呼吸作用和酶变色等方面具有良好效果[6-8]。Fan等[9]研究发现，高氧气调包装有效地降低了鲜切黄瓜在贮藏期间的硬度和总可溶性固形物损失，缓解了抗坏血酸和风味降解，抑制了过氧化物酶活性，并延缓了水分的流动。Oms-Oliu等[10]研究发现，高氧气与二氧化碳气体结合能有效提高梨的感官质量，并具有较好的抗菌效果。Waghmare等[11]研究发现，用化学处理结合高氧气调包装对鲜切菜豆进行保鲜处理，可以抑制鲜切菜豆的失重率、硬度和颜色等品质的劣变。目前，针对不同蔬菜品种，高氧气调的保鲜作用不尽相同，而关于高氧气调对鲜切刺嫩芽品质影响的研究尚未见报道。

研究拟通过测定贮藏期间鲜切刺嫩芽的感观品质和生理生化指标，探讨不同高氧气调包装结合适当浓度二氧化碳处理对鲜切刺嫩芽保鲜效果的影响，以期为鲜切刺嫩芽制品的气调包装保鲜技术提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

生长刺嫩芽的成熟枝条：嫩芽长8～10 cm，枝条长15～20 cm，辽宁省抚顺市农业科技研究院双河村栽培基地(从生产基地到实验室运输时间<24 h)；

三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、2,6-二氯酚靛酚、碳酸氢钠、抗坏血酸：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

草酸、乙二胺四乙酸、乙酸：分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；

过氧化物酶(peroxidase，POD)、多酚氧化酶(polyphenoloxidase，PPO)测定试剂盒：生工生物工程(上海)股份有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

pH计：雷磁PHS-3E型，上海仪电科学仪器股份有限公司；

多功能真空气调包装机：DZQ-600L型，华联机械集团有限公司；

台式高速冷冻离心机：H1850R型，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；

果蔬呼吸测定仪：SY-1022型，石家庄世亚科技有限公司；

便携式表面色度仪：RT300型，英国Tintometer公司；

质构分析仪：CT3型，美国博勒飞公司；

紫外可见分光光度计：UV-2600型，日本岛津公司。

1.2 方法

1.2.1 鲜切刺嫩芽高氧气调包装处理 为保持刺嫩芽鲜切前新鲜度，将购买生长刺嫩芽的成熟枝条垂直放入水(水高3～5 cm)中培养防止萎蔫和变质。鲜切保鲜及高氧气调包装前，成熟刺嫩芽枝条水中培养时间<24 h。

将鲜切刺嫩芽放入食品包装袋中，包装袋材质为高阻性聚乙烯(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气和二氧化碳气体后密封，充气后包装袋规格为12 cm×7 cm×6 cm(长×宽×高)。具体步骤：

(1) 挑选：用无菌小刀从成熟刺嫩芽枝条切下刺嫩芽，摘选大小一致、新鲜、无病虫害的刺嫩芽。

(2) 清洗：用10～15 ℃无菌水进行冲清，洗去表面的杂质。

(3) 晾干：温度为10～15 ℃、避光环境中自然风干蒸发表面水分。

(4) 鲜切：采用无菌小刀，去掉外皮和皮刺，将刺嫩芽修理成长7～8 cm。

(5) 装袋：将鲜切刺嫩芽放入高阻性聚乙烯(PE)食品包装袋中，鲜切刺嫩芽放入质量为20～40 g/袋(2～3个/袋)。

(6) 抽气：鲜切刺嫩芽包装袋内的气体抽成真空，真空度小于0.03 MPa。

(7) 充气：在压力为101.3 kPa、温度为10～15 ℃条件下，向食品包装袋内充气，充气比例分别为50% O2和50% CO2(50%)、70% O2和30% CO2(70%)、90% O2和10% CO2(90%)，对照(CK)为充入自然空气(N2的体积分数占78%，O2占21%，CO2占0.03%，稀有气体占0.94%，其他气体和杂质占0.03%)。

(8) 密封：将包装袋进行热封。

(9) 贮藏：鲜切刺嫩芽高氧气调包装袋置于4～6 ℃低温贮藏。

(10) 样品测定：每隔2 d测定各项指标，3次重复测定。当各处理组出现50%以上萎蔫或褐变或腐烂或异味时，即终止贮藏。

1.2.2 呼吸强度 采用SY-1022型果蔬呼吸测定仪测定，测定间隔1 min，结果以鲜重质量计。

1.2.3 硬度 采用CT3型质构分析仪测定，选用TA-44型探头，选取测试参数：预压速度2.0 mm/s、下压速度0.5 mm/s 和压后上行速度0.5 mm/s，触发点负载为0.05 N，探头测试距离4.0 mm。TPA函数曲线，第一压缩周期中最高峰处的力值为硬度值，单位为N。

1.2.4 色度 采用RT300型便携式表面色度仪测定。

1.2.5 总酚 根据Caldwell等[12]的方法测定，结果以鲜重质量计，单位为mg/100 g。

1.2.6 总糖 采用蒽酮—硫酸法，检测波长620 nm，以葡萄糖标品建立标准曲线，结果以鲜重质量计，单位为mg/g。

1.2.7 丙二醛(MDA) 参照乔永祥等[13]的方法测定，结果以鲜重质量计，单位为μmol/g。

1.2.8 酶活性 过氧化物酶活力(POD)和多酚氧化酶(PPO)采用试剂盒测定。分别取2 g样品低温研磨，测定样品酶活力。POD酶活力以每分钟每克样品OD变化值(ΔA470 nm)变化0.01作为1个POD活力单位(U)；PPO以每分钟每克样品OD变化值(ΔA420 nm)变化0.01作为1个PPO活力单位(U)。

1.3 数据统计

采用Origin 2021作图。采用SPSS 19.0软件进行试验数据分析(ANOVA)，Duncan’s新复极差法检验其差异显著性，重复测定3次。

2 结果与分析

2.1 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽呼吸强度和硬度的影响

由图1可知，鲜切刺嫩芽呼吸强度先升高再降低，说明果蔬采收后仍进行呼吸作用，经过鲜切导致机械损伤，使其呼吸强度迅速升高；贮藏后期鲜切果蔬营养成分流失可能导致代谢作用减缓，使呼吸强度降低。贮藏第4天，与其他处理相比，90%高氧气调处理呼吸强度最小，但各处理之间差异不显著；贮藏第6天，CK和50%高氧气调处理呼吸强度达到最大值，且显著高于70%和90%高氧气调处理(P<0.05)；贮藏第8天，4组处理差异显著(P<0.05)，其中90%高氧气调处理组的呼吸强度最小。较高氧气浓度环境伴随机械损伤引起呼吸强度上升，但当氧气浓度超过呼吸链末端氧化酶饱和浓度时，反而抑制呼吸作用，使呼吸强度下降[14]。因此，90%高氧结合10%二氧化碳气调处理能有效抑制鲜切刺嫩芽贮藏过程中呼吸代谢作用。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图1 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽呼吸强度的影响Figure 1 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on respiratory intensity of fresh cutting A. elata

由图2可知，鲜切刺嫩芽硬度逐渐降低，说明鲜切果蔬贮藏过程中因衰老和腐烂等导致硬度下降，使鲜切果蔬的食用口感变差[15]。贮藏0～4 d，4组处理硬度差异不显著；贮藏第6天和第8天，CK和50%高氧气调处理之间硬度差异不显著，90%高氧气调处理硬度显著高于其他处理(P<0.05)，50%高氧气调处理最小。说明90%高氧结合10%二氧化碳气调处理抑制鲜切刺嫩芽呼吸作用，延缓衰老，使硬度下降变慢；但氧气浓度为50%时，会促进呼吸作用，反而加速了硬度下降。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图2 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽硬度的影响Figure 2 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on hardness of fresh cutting A. elata

2.2 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽L*值和a*值的影响

果蔬颜色是重要感官品质指标之一，不仅影响消费者的感官评价，还反映果蔬的新鲜度和内部品质的变化。由图3可知，鲜切刺嫩芽L*值逐渐降低，a*值逐渐上升，说明亮度逐渐减小，绿色逐渐增加而黄色逐渐减小，鲜切刺嫩芽由新鲜绿色逐渐变为腐败褐色。贮藏第4天和第6天，90%和70%高氧气调处理L*值高于CK和50%高氧气调处理(P<0.05)，而a*值则相反；CK和50%高氧气调处理之间、90%和70%高氧气调处理之间L*值和a*值差异不显著。贮藏第8天，90%高氧气调处理的L*值显著高于其他处理(P<0.05)；90%和70%高氧气调处理的a*值显著低于其他处理(P<0.05)；CK和50%高氧气调处理之间L*值和a*值差异不显著。说明90%高氧结合10%二氧化碳气调处理能有效缓解鲜切刺嫩芽颜色变化，减缓叶绿素降解以及酚类物质氧化褐变[16]；氧气浓度为50%时，高氧气处理未能达到减缓颜色改变的目的。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图3 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽L*值和a*值的影响Figure 3 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on L* and a* values of fresh cutting A. elata

2.3 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽总糖和总酚含量的影响

由图4可知，鲜切刺嫩芽总糖含量逐渐下降，鲜切刺嫩芽采收再进行鲜切后，呼吸代谢作用旺盛，总糖被逐渐转化为能量、水和二氧化碳，鲜切刺嫩芽营养价值下降。贮藏第4天，90%和70%高氧气调处理显著高于CK和50%高氧气调处理；贮藏第6天和第8天，90%高氧气调处理总糖显著高于其他处理(P<0.05)，而CK和50%高氧气调处理之间差异不显著。50%高氧浓度未超过呼吸链末端氧化酶饱和浓度时，高氧气环境无抑制呼吸代谢的作用。90%和70%高氧气调处理能有效抑制鲜切果蔬的呼吸作用，减缓糖代谢消耗，与Conesa等[17]研究一致。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图4 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽总糖含量的影响Figure 4 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the total sugars content of fresh cutting A. elata

酶促褐变的速率与鲜切果蔬组织内PPO活力、氧气浓度和酚类物质含量三者密切相关，酚类物质含量变化直接影响果蔬贮藏品质[18]。由图5可知，鲜切刺嫩芽总酚含量逐渐下降，鲜切处理后，细胞内酚类物质暴露发生氧化作用，导致总酚含量下降。贮藏第2天，各处理之间总酚含量差异显著(P<0.05)，90%高氧气调处理总酚含量最大；贮藏第4天，90%和70%高氧气调处理与CK和50%高氧气调处理差异增加；贮藏第6天和第8天，90%和70%高氧气调处理显著高于CK和50%高氧气调处理(P<0.05)，CK和50%高氧气调处理之间差异不显著，其中90%高氧气调处理总酚含量最大。说明90%高氧结合10%二氧化碳气调处理能显著抑制酚类物质的氧化作用，延缓酚类物质消耗。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图5 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽总酚含量的影响Figure 5 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the total phenol content of fresh cutting A. elata

2.4 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽POD和PPO活力的影响

由图6可知，鲜切刺嫩芽高氧气调处理POD活力先降低后增加，CK处理的POD活力逐渐增加。贮藏第2天，各组处理差异不显著且3个高氧气调处理的达到最低值；贮藏第4天，各组处理显著上升，但各组差异不显著；贮藏第6天和第8天，CK和50%高氧气调处理显著高于90%和70%高氧气调处理(P<0.05)，其中90%高氧气调处理POD活力值最低。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图6 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽POD活力的影响Figure 6 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the POD activity of fresh cutting A. elata

由图7可知，鲜切刺嫩芽高氧气调处理PPO活力先降低后增加，CK处理的PPO活力逐渐增加。贮藏第2天和第4天，CK和50%高氧气调处理PPO活力显著高于90%和70%高氧气调处理(P<0.05)；贮藏第6天和第8天，90%高氧气调处理PPO活力显著低于其他处理(P<0.05)，CK和50%高氧气调处理之间差异不显著。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图7 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽PPO活力的影响Figure 7 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the PPO activity of fresh cutting A. elata

研究[19-20]表明，高氧气环境引起果蔬氧化应激作用，从而使POD和PPO活性受抑，膜脂过氧化产物的积累减少。试验发现，贮藏后期(6～8 d)，90%高氧气调处理POD和PPO活力最小，说明高氧结合二氧化碳气调处理能有效抑制POD和PPO活力，从而减缓鲜切刺嫩芽酚类等物质发生酶促褐变，保护酶系统动态平衡，有效延缓鲜切刺嫩芽的衰老。

2.5 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽MDA含量的影响

由图8可知，随着贮藏时间延长，鲜切刺嫩芽MDA含量逐渐增加。贮藏第2天和第4天，CK和50%高氧气调处理MDA含量显著高于90%和70%高氧气调处理(P<0.05)；贮藏第6天和第8天，90%高氧气调处理MDA含量显著低于其他处理(P<0.05)，CK和50%高氧气调处理之间差异不显著。说明90%高氧结合10%二氧化碳气调处理可减轻鲜切刺嫩芽氧化损伤，维持膜完整性，进一步延缓鲜切刺嫩芽贮藏过程中的组织衰老。

字母不同表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)图8 高氧气调包装对鲜切刺嫩芽MDA含量的影响Figure 8 Effects of high-oxygen modified atmosphere packaging on the MDA content of fresh cutting A. elata

3 结论

在4 ℃贮藏条件下，贮藏6～8 d时90%高氧气调处理鲜切刺嫩芽呼吸强度最小；硬度和颜色变化以及总糖和总酚消耗缓于其他处理的。高氧气体结合适当浓度的二氧化碳气体气调包装能降低鲜切蔬菜呼吸速率，其中90%高氧结合10%二氧化碳气调处理对鲜切刺嫩芽保鲜效果最佳，其在鲜切刺嫩芽贮藏过程显著抑制呼吸强度、硬度、颜色、营养成分和细胞膜系统的变化，进而延缓鲜切刺嫩芽变色、萎蔫、软化、腐败和衰老，提高鲜切刺嫩芽保鲜期。但是90%高氧结合10%二氧化碳气调包装处理延缓鲜切刺嫩芽衰老过程可能还涉及呼吸代谢和能量代谢等机理，下一步还需要从分子水平甚至是基因水平开展研究工作。