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(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030)

在東北地區(qū)人們常說的薇菜是指分株紫萁(OsmundacinnamomeaL. var.asiaticaFernald),別名有桂皮紫萁、牛毛廣等,為紫萁科紫萁屬。薇菜中含有多種營養(yǎng)物質(zhì),包括黃酮類、多糖、甾酮類等成分[1-2]。薇菜具有殺蟲、抗菌、抗病毒、提高免疫力等功效,能潤肺理氣、清熱解毒、利尿鎮(zhèn)痛,具有很高的藥用價值[3-4]。薇菜的生長季節(jié)性較強,一般成熟于4～6月,采后容易老化腐爛,不易貯藏。目前,對于薇菜的保鮮方式主要是脫水制成薇菜干后再進行其他處理,所加工成的食品如薇菜軟罐頭、軟包裝水煮薇菜、即食薇菜等均利用薇菜干制[5-7],這些方式容易影響薇菜的營養(yǎng)價值和口感,且不適宜短期貯藏銷售,消費者不易買到新鮮的薇菜。

目前我國普遍使用的保鮮劑都是化學(xué)殺菌劑,隨著消費者對食品安全要求的提高,越來越多的天然保鮮劑開始應(yīng)用于果蔬保鮮。川陳皮素、茶多酚、殼聚糖均是效果較佳的天然保鮮劑。川陳皮素是一種黃酮類化合物,可以從天然植物中提取,也可采用化學(xué)合成[8]。川陳皮素對于癌細胞具有抑制作用,能清除自由基,具有抗氧化能力。已有試驗[9-10]證明川陳皮素對于常見果蔬致病菌和霉菌具有抑制作用,將橙皮提取物噴霧到保鮮紙上包裝番茄,可以對番茄進行保鮮貯藏。茶多酚為茶葉中含有的多酚類物質(zhì),主要成分為兒茶素,具有抗氧化、抑制腫瘤等作用。作為一種天然食品保鮮劑,茶多酚能清除自由基,延長果蔬的貨架期[11],馮文婕等[12]將茶多酚與其他保鮮劑結(jié)合,能提升草莓品質(zhì),具有明顯的保鮮效果。殼聚糖是一種天然高分子多糖,具有良好的抑菌性和成膜性,可以在果蔬表面形成半透膜,調(diào)節(jié)果蔬內(nèi)部環(huán)境,達到延緩果蔬呼吸速率,減少重量損失延長保質(zhì)期等目的[13]。陳娜等[14]利用中藥復(fù)方-殼聚糖保鮮液對葡萄進行保鮮,能夠較好的保留葡萄的營養(yǎng)成分。

本實驗以東北地區(qū)的薇菜為原料,將川陳皮素、茶多酚和殼聚糖三種保鮮劑通過單因素及正交試驗篩選適合薇菜的復(fù)合保鮮劑配方,在此基礎(chǔ)上,以不加保鮮劑處理的薇菜為對照,探究復(fù)合保鮮劑對薇菜的保鮮效果,以解決薇菜在貯藏過程中易老化、腐爛等問題,為薇菜的貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

薇菜(長度為20～25 cm、成熟度適當(dāng)、無病蟲害、無機械損傷；噴灑一定濃度的保鮮劑，28 ℃溫度下晾干30 min，用PE保鮮袋包裝置于4 ℃冰箱保存) 黑龍江省伊春市新青林業(yè)局；砂糖橘 哈爾濱市哈達果蔬批發(fā)市場；茶多酚、殼聚糖 哈爾濱市德美實驗儀器經(jīng)銷有限公司；蒽酮 國藥集團化學(xué)試劑有限公司；2,6-二氯靛酚鈉、愈創(chuàng)木酚 天津市光復(fù)精細化工研究所；濃硫酸 哈爾濱理工化學(xué)試劑有限公司；POD酶、PPO酶 安徽酷爾生物工程有限公司；鄰苯二酚 上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司；纖維素酶、果膠酶 上海源葉生物科技有限公司；磷酸緩沖溶液 深圳市尚品科技有限公司；妙潔PE保鮮袋 哈爾濱市南崗區(qū)家樂福超市。

LGJ-1A-50真空冷凍干燥機 北京亞泰科隆儀器技術(shù)有限公司;722可見分光光度計 上海佑科儀器儀表有限公司;JA1003電子天平 上海舜宇恒平科器有限公司;RE-5230旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠;G70D20CN1P-D2微波爐 格蘭仕微波電器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 單因素實驗

1.2.1.1 不同濃度的川陳皮素對薇菜生理指標的影響 川陳皮素的提取:參照本實驗室前期研究成果[15],將橘皮置于烘干箱中在40 ℃溫度下烘干24 h,用粉碎機粉碎(60目),在橘皮粉中加入5%復(fù)合酶(纖維素酶與果膠酶比例1∶1)50 ℃溫度下酶解1.5 h。采用微波輔助浸提,乙醇濃度70%,固液比1∶20,微波功率240 W,微波時間75 s,微波3次,取出后在室溫下自然冷卻,置于-40 ℃的冰柜下保存12 h,利用凍干機凍干12 h,取出后研磨成粉。

將不同濃度的川陳皮素(0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/L)噴灑于薇菜上,使用PE保鮮袋包裝置于4 ℃的冰箱中,貯藏9 h后進行第一次指標測定,此后每3 d進行感官評價、測定各組薇菜的葉綠素含量和VC含量,共15 d。每個處理重復(fù)3次,結(jié)果取平均值,選取第6 d的實驗數(shù)據(jù)作為單因素實驗結(jié)果的依據(jù)。

1.2.1.2 不同濃度的茶多酚對薇菜生理指標的影響 將不同濃度的茶多酚(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L)噴灑于薇菜上,使用PE保鮮袋包裝置于4 ℃的冰箱中,其余操作用1.2.1.1。

1.2.1.3 不同濃度的殼聚糖對薇菜生理指標的影響 將不同濃度的殼聚糖(0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/L)噴灑于薇菜上,使用PE保鮮袋包裝置于4 ℃的冰箱中,其余操作同1.2.1.1。

1.2.2 復(fù)合保鮮劑配方的確定 在單因素實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,對添加茶多酚濃度、川陳皮素濃度、殼聚糖濃度進行L9(34)三因素三水平的正交試驗，正交表設(shè)如表1。以薇菜貯藏6 d后的感官評分、葉綠素及VC含量的綜合分數(shù)(包含感官評分、葉綠素含量評分、VC含量評分,分別各占比重0.4、0.3、0.3)作為評價指標,篩選復(fù)合保鮮劑配方。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

1.2.3 復(fù)合保鮮劑保鮮效果的測定 川陳皮素的提取與1.2.1.1相同,通過正交試驗的結(jié)果配制復(fù)合保鮮劑,將各試劑按比例混合,加入蒸餾水溶解置于噴瓶中,并噴灑于薇菜上,使用PE保鮮袋包裝置于4 ℃的冰箱中保存16 d,每2 d進行感官評價,測定各組薇菜的葉綠素、VC及可溶性糖含量,檢測POD及PPD活性,以不添加保鮮劑的薇菜做對照。每個處理重復(fù)3次,結(jié)果取平均值。

1.2.4 測定指標與方法

1.2.4.1 感官評價 由10名感官評價員對薇菜的色澤、質(zhì)地、風(fēng)味及腐爛程度進行感官評價,評價標準見表2。

表2 薇菜感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standards for Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald

1.2.4.2 葉綠素含量的測定 采用曹建康等[16]的方法測定。在研缽中稱取1 g薇菜樣品,加入適量石英砂、碳酸鈣,并加入5 mL 90%乙醇溶液充分研磨,靜置5 min,過濾至50 mL棕色容量瓶中,用90%的乙醇定容至50 mL,利用紫外分光光度計分別在在663和645 nm波長下測量其吸光值,實驗重復(fù)三次。

葉綠素總量(mg/g)=[(20.29×A645+8.05×A663)×V]/(1000×M)

式中：V為提取液總體積(mL);M為薇菜鮮重(g)。

1.2.4.3 VC含量測定 稱取薇菜10 g,加入少量2%草酸用研缽磨成漿,過濾后將濾液轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶后用2%草酸定容;吸取0.1 mg/mL標準VC溶液1.0 mL于100 mL錐形瓶中,加入1%草酸9.0 mL,用微量滴定管以0.1%的2,6-二氯酚靛酚滴定至淡紅色,并保持15 s為滴定終點。平行測定3次,樣品取10.0 mL與錐形瓶中,滴定方法同前。

1.2.4.5 POD活性的測定 采用愈創(chuàng)木酚法[16,18],稱取1.0 g薇菜,加入5 mL 0.2 mol/L pH6.5磷酸緩沖液冰浴研磨勻漿,將勻漿在4 ℃,12000×g的條件下冷凍離心20 min,提取上清液。取50 mL 0.2 mol/L pH6.5 磷酸緩沖液、38 μL愈創(chuàng)木酚、19 μL 30%過氧化氫制成酶反應(yīng)液,在反應(yīng)池中加入1.5 mL的酶反應(yīng)液和0.5 mL酶液后立即利用紫外分光光度計在470 nm處每隔1 min測量一次吸光度,一共測量3次。

過氧化物酶活性(U·g-1·min-1)=(ΔA470×VT)/(W×VS×0.01×t)

式中：ΔA470為3 min內(nèi)吸光度的變化;W為薇菜重量(g);t為反應(yīng)時間(min);VT為提取酶液總體積(mL);VS為測定時吸取酶液體積(mL)。

1.2.4.6 PPO活性的測定 采用曹建康等[16]的方法測定,取0.5 g薇菜,加入預(yù)冷的磷酸緩沖液(pH7.0)3 mL,研磨勻漿,轉(zhuǎn)移到離心管中,在4 ℃下離心(8000 r/min)5 min,取上清液為PPO提取液并量取體積,將0.5 mL鄰苯二酚加入2 mL磷酸緩沖液中,加入0.5 mL PPO酶提取液,立即于波長410 nm下測定吸光值,2 min后再記吸光值,以不加酶提取液的反應(yīng)液做對照。

酶活力(0.01A·g-1·min-1)=[ΔA410×酶提取液總量(mL)]/[0.01×反應(yīng)時間(min)×樣品鮮重(g)×測量時酶液用量(mL)]

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007對實驗數(shù)據(jù)進行處理、繪圖,SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 不同濃度保鮮劑處理對薇菜感官評價的影響 圖1為用三種不同濃度的保鮮劑處理薇菜后感官評分比較,可以看出茶多酚處理后的感官評分明顯優(yōu)于其他兩種保鮮劑。用不同濃度的茶多酚處理薇菜時,薇菜的感官評分差異較大(p<0.05),從圖1中可以清楚地看出,當(dāng)茶多酚的濃度為0.6及0.8 g/L時感官評分較好,分別為88.6及89.2分。用不同濃度的川陳皮素及殼聚糖處理薇菜后,感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在川陳皮素濃度達到1.5 g/L時達到峰值,感官評分為83.8分;在殼聚糖濃度為2.0 g/L時感官評分最高,為82.5分。所以后期濃度可選用茶多酚0.6～0.8 g/L、川陳皮素1.5 g/L、殼聚糖2.0 g/L。

圖1 不同保鮮劑處理對薇菜感官評分的影響Fig.1 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treated with various preservation on sensory scores

2.1.2 不同濃度保鮮劑處理對薇菜葉綠素含量的影響 圖2為不同濃度的保鮮劑處理薇菜后各組薇菜的葉綠素含量。用不同濃度的茶多酚處理薇菜,薇菜的葉綠素含量隨茶多酚濃度的改變呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢。在0.6、0.8和1.0 g/L時葉綠素含量較高。用不同濃度的川陳皮素處理薇菜后,薇菜的葉綠素含量隨濃度的變化呈現(xiàn)整體上升但有波動,其中當(dāng)川陳皮素的濃度為2.5 g/L時葉綠素含量較高,為17.84 mg/g。當(dāng)用殼聚糖處理薇菜后,葉綠素含量隨殼聚糖濃度的增大出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,其中當(dāng)殼聚糖濃度為2.0 g/L時葉綠素含量較高,為16.88 mg/g。因此,可以選擇適宜保鮮劑濃度為茶多酚0.6～1.0 g/L、川陳皮素2.5 g/L、殼聚糖2.0 g/L。

圖2 不同保鮮劑處理對薇菜葉綠素含量的影響Fig.2 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treated with various preservation on chlorophyll contents

2.1.3 不同濃度保鮮劑處理對薇菜VC含量的影響 用不同濃度的保鮮劑處理薇菜結(jié)果如圖3所示,用不同濃度的茶多酚處理薇菜的VC含量先上升后平緩下降的趨勢,其中以0.6、0.8、1.0 g/L濃度處理薇菜的VC含量較高。以不同濃度的川陳皮素處理薇菜,VC含量隨濃度增大呈現(xiàn)先上升后趨于平緩的趨勢。當(dāng)川陳皮素濃度為2.0、2.5、3.0 g/L時,VC含量相對較高。以不同濃度的殼聚糖處理薇菜后,2 g/L濃度處理的薇菜VC含量要顯著高于其他濃度處理(p<0.05),為37.9 mg/100 g。所以保鮮劑適宜濃度可以選用茶多酚0.6～1.0 g/L、川陳皮素2.0～3.0 g/L、殼聚糖2.0 g/L。

圖3 不同保鮮劑處理對薇菜VC含量的影響Fig.3 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treated with various preservation on VC contents

2.1.4 復(fù)合保鮮劑濃度的確定 由以上可知,用不同濃度的茶多酚處理薇菜,0.6和0.8 g/L濃度處理的薇菜的感官評分、葉綠素及VC含量都較優(yōu)于其他濃度,1.0 g/L濃度處理后葉綠素和VC含量較高。用不同濃度的川陳皮素處理薇菜后,1.5及2.0 g/L濃度處理的感官評分較高,2.5 g/L濃度處理的葉綠素含量較高,2.0及2.5 g/L處理后的VC含量較高。用不同濃度的殼聚糖處理薇菜后,2.0 g/L濃度處理感官評分最高,葉綠素和VC含量也均高于其他濃度處理。所以綜合以上因素考慮,在正交試驗中,茶多酚濃度選用0.6、0.8、1.0 g/L;川陳皮素濃度選用1.5、2.0、2.5 g/L;殼聚糖濃度選用1.5、2.0、2.5 g/L。

2.2 正交試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果如表3所示,從R值可以看出三種因素的影響為A>B>C,即茶多酚的影響大于其他兩種保鮮劑,川陳皮素其次。表4為正交試驗結(jié)果方差分析表,從表中可以看出,茶多酚對于薇菜的保鮮影響較大,具有顯著性(p<0.05)。通過比較篩選出的濃度為A2B3C2,即茶多酚0.8 g/L、川陳皮素2.5 g/L、殼聚糖2.0 g/L。進行驗證試驗的綜合得分為(86.47±1.50)分。

表3 薇菜復(fù)合保鮮正交試驗結(jié)果Table 3 Results of orthogonal test for compound preservation of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald

表4 正交試驗結(jié)果方差分析表Table 4 Variance analysis of orthogonal test results

2.3 復(fù)合保鮮劑對薇菜貯藏期感官、生理指標及酶活性的影響

利用復(fù)合保鮮劑處理薇菜與未處理對照組薇菜進行比較,在4 ℃條件下用復(fù)合保鮮劑處理的薇菜能延長5～7 d的貯藏時間。

2.3.1 復(fù)合保鮮劑對薇菜貯藏期感官的影響 圖4所示為貯藏期間復(fù)合保鮮劑處理薇菜與對照組薇菜的感官評分的比較,兩組整體的感官評分呈現(xiàn)下降趨勢,但整體處理組的感官評分明顯優(yōu)于對照組,說明在感官方面,包括薇菜的色澤、組織、質(zhì)地、褐變情況等,復(fù)合保鮮劑均有提升薇菜保鮮品質(zhì)的效果。

圖4 不同保鮮劑處理對薇菜感官評價的影響Fig.4 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treat with compound preservative on sensory scores

2.3.2 復(fù)合保鮮劑對薇菜貯藏期生理指標的影響 圖5、圖6、圖7分別為利用復(fù)合保鮮劑處理后薇菜的葉綠素、VC、可溶性糖含量的變化,均以未處理作對照。

2.3.2.1 復(fù)合保鮮劑對薇菜貯藏期葉綠素含量的影響 在貯藏2 d時,處理組與對照組的葉綠素含量相差較小,但第4 d時二者開始具有明顯差距,處理組的葉綠素含量要高于對照組。4 d后二者的葉綠素含量均呈現(xiàn)下降的趨勢,但是處理組明顯高于對照組,說明復(fù)合保鮮劑能夠減少葉綠素的損失,提高薇菜的貯藏品質(zhì)。

2.3.2.2 復(fù)合保鮮劑對薇菜貯藏期VC含量的影響 從圖6可以看出對照組和處理組的VC含量均趨于下降,但差別較小。不過整體上處理組的VC含量要稍高于對照組,說明復(fù)合保鮮劑能在一定程度上減少VC的損失。

圖6 不同保鮮劑處理對薇菜VC含量的影響Fig.6 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treat with compound preservative on VC contents

2.3.2.3 復(fù)合保鮮劑對薇菜貯藏期可溶性糖含量的影響 圖7為復(fù)合保鮮劑對薇菜可溶性糖含量的影響,在貯藏前期二者含量差別較小。但從第6 d開始,對照組可溶性糖含量明顯下降。處理組的可溶性糖含量雖有下降,但幅度較小,二者差距增大(p<0.05)。這說明復(fù)合保鮮劑也能夠在一定程度上維持薇菜中可溶性糖的含量。

圖7 不同保鮮劑處理對薇菜可溶性糖含量的影響Fig.7 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treat with compound preservative on soluble sugar contents

2.3.3 復(fù)合保鮮劑對薇菜貯藏期酶活性的影響

2.3.3.1 復(fù)合保鮮劑對薇菜POD活性的影響 圖8為薇菜貯藏期間復(fù)合保鮮劑對POD活性的影響,從圖中可以看出在貯藏前期處理組與對照組POD的活性均下降,這可能是環(huán)境溫度及包裝方式的改變所導(dǎo)致的。隨著貯藏時間的延長對照組的POD酶活性開始上升,說明對照組薇菜的過氧化物酶活性增強。處理組薇菜POD活性雖也呈現(xiàn)上升趨勢,但明顯低于對照組(p<0.05)。說明復(fù)合保鮮劑對薇菜的過氧化物酶具有抑制作用。

圖8 不同保鮮劑處理對薇菜POD活性的影響Fig.8 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treat with compound preservative on POD activities

2.3.3.2 復(fù)合保鮮劑對薇菜PPO活性的影響 圖9為薇菜貯藏期間復(fù)合保鮮劑對PPO活性的影響。在貯藏前期處理組與對照組的PPO活性均呈現(xiàn)下降趨勢,而對照組在第6 d時PPO活性上升,隨后開始下降,這可能是因為對照組薇菜體內(nèi)褐變反應(yīng)加劇導(dǎo)致的。處理組的PPO活性在后期依然呈下降趨勢,所以復(fù)合保鮮劑在一定程度上能夠抑制薇菜多酚氧化酶的活性。

圖9 不同保鮮劑處理對薇菜PPO活性的影響Fig.9 Effects of Osmunda cinnamomea L. var. asiatica Fernald treat with compound preservative on PPO activities

3 結(jié)論

薇菜貯藏的復(fù)合保鮮劑配方為茶多酚0.8 g/L、川陳皮素2.5 g/L、殼聚糖2.0 g/L,用此保鮮劑對薇菜進行貯藏,并進行感官評價,檢測其葉綠素、VC、可溶性糖含量,以及檢測PPO和POD的活性,與未處理組對照。結(jié)果顯示,處理后的薇菜在感官上包括顏色、組織、褐變情況等優(yōu)于對照組,并且葉綠素、VC、可溶性糖含量均高于對照組,說明復(fù)合保鮮劑能夠減少薇菜的營養(yǎng)損失,對于兩種酶的活性也具有抑制效果。所以,優(yōu)選的復(fù)合保鮮劑能夠較好的保持薇菜的品質(zhì)、減少營養(yǎng)成分的流失、延緩衰老,在4 ℃條件下較未用保鮮劑處理的薇菜能延長5～7 d的貯藏時間。