不同包裝方式對嫩鮮蒜貯藏品質及抗氧化活性的影響

陳嘉琪，張耘夢，張黎明，韓洪庚，石晶盈*

（1.山東省高校食品加工技術與質量控制重點實驗室，山東農業大學食品科學與工程學院，山東泰安271018；2.江蘇省黎明食品集團有限公司，江蘇徐州221300）

大蒜是人們喜食的調味品之一，具有很高的營養保健價值。國內外大量試驗證實，大蒜具有預防和控制心血管疾病、抗菌消炎、增強免疫功能與阻斷亞硝胺合成等作用[1-2]。我國大蒜常年種植面積為70萬公頃，占世界大蒜栽培面積的2/3，我國是世界上最大的大蒜生產及出口國，大蒜連續多年為我國第一大出口單一農產品[3]。

目前市場上大蒜主要以干蒜頭直接銷售為主，近幾年國內外市場大蒜行情均發生了顯著變化，由于一些國家和地區大蒜進口配額短缺，我國大蒜生產和出口的發展受到一定程度的限制，大蒜價格起伏較大，農民和大蒜經銷商的經濟效益下滑，生產和經營大蒜的積極性受挫[4]。因此，開發新的大蒜商品品種，提高生產和經營的經濟效益是我國大蒜生產中亟待解決的問題。新出土的鮮嫩蒜，不僅具有普通大蒜的保健功能，而且色澤亮白、口味鮮美，其辛辣味較淡，深受人們的喜愛[5]。但由于嫩鮮蒜未經充分晾曬就進行貯藏，蒜頭含水量極高，貯藏溫度不能太低，否則容易導致腐爛、冷害等問題，使嫩鮮蒜在貯藏、運輸、銷售中的質量難以保證，直接影響了嫩鮮蒜的市場銷售[6-8]。因此，有必要對嫩鮮蒜的安全貯藏技術進行研究。

二氧化氯（ClO2）被聯合國衛生組織（World Health Organization，WHO）列為A1級安全消毒劑，無殘留、無副作用，對多種果蔬的采后病害有抑制效果[9-12]，但是在嫩鮮蒜的防腐中的效果還不清楚。相關研究證實，人工氣調貯藏（controlled atmosphere storage，CA）和自發氣調包裝（modified atmosphere packaging，MAP）均能夠顯著延緩干大蒜品質的劣變[13-14]，但是在嫩鮮蒜保鮮中的研究還未見相關報道。為此，本研究以山東金鄉產的白皮蒜為試材，使用有選擇透氣性的包裝材料，結合二氧化氯緩釋劑低溫貯藏保鮮嫩鮮蒜，以期為嫩鮮蒜安全貯藏提供技術參考與理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大蒜：采自山東省金鄉縣，待大蒜達到生理成熟后進行采摘，在20℃、相對濕度70%～75%環境中晾48 h后，剔除有傷口、有病蟲害、個頭偏小或偏大的蒜頭，經不同處理后，貯藏于（-1.0±0.5）℃、相對濕度85%～90%；聚乙烯（polyethylene，PE）包裝膜（15 cm×20 cm×0.05 mm）：蘇州奧凱高分子材料有限公司；自發氣調包裝袋：在PE袋上打0.1 mm的孔徑50個；二氧化氯粉劑：華威生物科技有限公司；三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）、2-硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）（分析純）：上海國藥集團；無水乙醇（分析純）：天津市凱通化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平（AL204）、電導率儀（S230）：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；呼吸測定儀（GAS-Ⅱ）：濟南科達爾實業有限公司；紫外分光光度計（UV-8000）：上海元析儀器有限公司；分析研磨機（A11）：德國IKA；實驗室級超純水器（EPED-E2-20TF）：南京易普易達科技發展有限公司；高速冷凍離心機（GL-20G-II）：上海安亭科學儀器廠；果實硬度計（GY4）：天津市泰斯特儀器有限公司；恒溫培養箱（HWS-500）：寧波江南儀器廠；超低溫冰箱（DW-86L388J）：青島海爾特種電器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

采用碘量法測定ClO2的含量，利用蛭石和ClO2粉末混合，制備ClO2緩釋包。樣品分為3組進行處理：自制ClO2緩釋包（1mg/m3）處理組（ClO2）：在PE包裝袋內放入二氧化氯緩釋包后放入5 kg大蒜，封口，放置于-1℃、相對濕度90%～95%的環境中貯藏；自制二氧化氯緩釋包（1mg/m3）放入MAP 包裝袋內（ClO2+MAP）處理組：放入5kg大蒜，封口，放置于-1℃、相對濕度90%～95%的環境中貯藏；對照組（CK）：不做處理，放入PE包裝袋內后直接放到相同環境中貯藏。貯藏期均為7個月。在0、1、3、5、7個月貯藏期測定相關指標，對蒜米取樣后用液氮速凍，用粉碎機進行磨粉，分裝后貯藏在-40℃備用。

1.3.2 不同處理對嫩鮮蒜保鮮效果的測定

選取15名專業人員組成評定小組，人員需要具備一定的果蔬感官評價經驗，在第 0、1、3、5、7 個月時，對不同處理的嫩鮮蒜分別進行感官評價，感官評價標準見表1。

表1 嫩鮮蒜感官評價標準Table 1 Evaluation standard for fresh and tender garlic

1.3.3 嫩鮮蒜失重率的測定

采用稱量法進行測定。每組處理平行測量3次，貯藏前后的質量差與貯藏前的質量之比，即為嫩鮮蒜的失重率，以質量百分率來表示。

式中：m1為貯藏前嫩鮮蒜的質量，g；m2為取樣當天嫩鮮蒜的質量，g。

1.3.4 嫩鮮蒜硬度變化測定

通過手持式硬度測定儀測定嫩鮮蒜蒜米的硬度，該測試儀基于測試儀探針進入果肉0.5 cm為準，讀取數值，以硬度值制作曲線圖，觀察并分析每種處理方式的硬度變化趨勢。每個處理使用3個蒜頭的15顆蒜米的平均硬度作為1次重復，每個處理的每個時間點進行3次重復。

1.3.5 嫩鮮蒜包裝袋內氣體成分含量測定

測定嫩鮮蒜包裝袋內O2和CO2含量。測定時在包裝袋上貼上密封墊，每個處理測定3袋取平均值。

1.3.6 嫩鮮蒜丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的測定

MDA含量測定根據Hodges等[15]的方法進行，略作修改。準確稱取0.5 g蒜粉（在液氮中研磨成粉狀），加入3 mL提取液（10%TCA）浸提，于4℃，10 000 r/min離心15 min。取上清液2 mL，加入2 mL 0.6%TBA，混合后100℃水浴煮沸30 min，冷卻至25℃。以未加酶液的反應體系為空白對照，測定在460、532 nm和600 nm的吸光度。

MDA濃度（/μmol/L）=（A532-A600）×6.45-0.56×A460

MDA含量（/nmol/g）=（C×V）×1 000/M

式中：V為提取液總體積，mL；M為所用樣品質量，g；A532為在532 nm的吸光度值；A460為在460 nm的吸光度值；A600為在600 nm的吸光度值；C為MDA濃度，μmol/L。

1.3.7 嫩鮮蒜總抗氧化能力的測定

參照Dong等[16]的方法采用DPPH法測定總抗氧化能力，略有改動。準確稱取1.0 g蒜粉（液氮研磨成粉狀），加入5 mL提取液（95%乙醇）充分振蕩混勻，于4℃，10 000 r/min離心15 min。上清液為抗氧化成分，取上清液1.5 mL與DPPH 3 mL混勻，25℃靜置25 min，在517 nm處測定吸光度，記為A1；95%乙醇1.5 mL與DPPH 3 mL混勻，25℃放置25 min，在517 nm處測定吸光度，記為A2。測定時以95%乙醇為空白對照。

式中：A1為樣品管吸光度值；A2為對照管吸光度值。

1.3.8 嫩鮮蒜大蒜素含量的測定

采用丙酮酸差量法[17]測定大蒜素含量變化。

1.4 數據處理

使用Microsoft Excel 2013和SigmaPlot 10.0軟件進行試驗數據的整理和作圖。采用IBM SPSS Statistics 20統計軟件進行數據統計分析，用Tukey分析進行顯著性（P＜0.05）水平檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同處理對嫩鮮蒜感官品質的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏7個月后蒜頭和蒜米的外觀見圖1。

圖1顯示，嫩鮮蒜在（-1±0.5）℃下貯藏7個月后，經ClO2和MAP處理的蒜頭外觀完好，沒有滋生病原菌，表現出嫩鮮蒜的正常風味，單獨ClO2處理的有50%的蒜頭開始發霉，有些許蒜臭味，而對照處理的蒜頭100%發霉，蒜臭味較濃。經ClO2和MAP處理的蒜米外觀亮白，無褐變現象，而對照有約80%的蒜瓣變色。

圖1 不同處理的嫩鮮蒜貯藏7個月后蒜頭和蒜米的外觀Fig.1 Appearance of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for 7 months

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期的感官評分見圖2。

圖2 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期的感官評分Fig.2 The sensory score of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

圖2顯示，在貯藏前期，各處理之間感官評分無顯著性差異，隨著貯藏時間的延長，對照感官評分下降迅速，而ClO2處理有效延緩了感官評分的下降，在第7個月時，ClO2結合MAP處理感官評分仍然高于8分，說明品質保持較好。對照嫩鮮蒜在貯藏期感官評分下降較快，尤其在5個月后，迅速下降，在貯藏到7個月時，感官評分下降到4分左右，而ClO2處理后放入PE袋包裝的感官評分優于對照，但是比MAP的差，即使貯藏到7個月時，ClO2結合MAP處理的感官評分仍然在8分以上，說明ClO2結合MAP能有效保持嫩鮮蒜的品質，并將保鮮期維持在7個月以上。

2.2 不同處理對嫩鮮蒜失重率和硬度變化的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期的失重率和硬度變化見圖3。

圖3 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期的失重率和硬度變化Fig.3 Changes of the weight loss rate and harness of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

由圖3可知，嫩鮮蒜在貯藏期間失重率不斷增加，硬度不斷下降。與對照相比，在貯藏的不同時期，ClO2及ClO2+MAP處理組失重率低于對照組，硬度高于對照組，在貯藏到第7個月時，ClO2+MAP處理的蒜米硬度為19 N，失重率為1.5%，但是，此時對照的硬度已下降到17 N，失重率達3%以上。說明兩個處理均有利于保持嫩鮮蒜的貯藏品質，其中ClO2+MAP處理的效果更好，硬度的保持和失重率的降低是嫩鮮蒜保持鮮嫩的重要條件，說明MAP包裝結合ClO2緩釋劑處理可以有效保持嫩鮮蒜的鮮嫩程度。

2.3 不同包裝材料中氣體成分變化

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期包裝袋內O2和CO2含量的變化見圖4。

嫩鮮蒜在貯藏過程中保持著正常的呼吸作用，呼吸強度的有效抑制有利于延長貯藏壽命，但同時，低濃度的O2和高濃度的CO2有可能帶來無氧呼吸、高CO2傷害等問題，引起蒜米傷害、蒜臭味現象。圖4顯示，在貯藏前期，嫩鮮蒜的O2含量急劇下降，CO2含量急劇上升，貯藏1個月后，各處理包裝袋內O2的下降和CO2的上升趨勢變緩，在第7個月時，對照的O2含量最低，在2.5%左右，CO2含量最高，接近18%，此時包裝袋內發生無氧呼吸的幾率很高。ClO2處理可以延緩呼吸作用，CO2的積累和O2的消耗均低于對照，ClO2+MAP處理在貯藏的3個月～7個月O2和CO2的含量相對穩定，包裝袋內O2的含量維持在16%左右，CO2的含量維持在5%左右，說明自發氣調包裝可以較好地保持合適的CO2和O2濃度，從而有利于延長嫩鮮蒜的保鮮期。

圖4 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期包裝袋內O2和CO2含量的變化Fig.4 Changes of oxygen and carbon dioxide of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

2.4 不同處理對嫩鮮蒜丙二醛（MDA）含量的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期MDA含量的變化見圖5。

圖5 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期MDA含量的變化Fig.5 Changes of MDA content of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

丙二醛是膜脂過氧化的終產物，它能夠通過影響線粒體呼吸鏈復合物與線粒體內關鍵酶活性，繼而加劇生物膜的損傷[18-19]。由圖5可知，在嫩鮮蒜貯藏過程中，MDA含量呈持續上升趨勢，說明隨著貯藏時間的延長，嫩鮮蒜的膜透性增強，加速了組織衰老和品質劣變。ClO2以及ClO2+MAP處理組MDA的含量顯著（P＜0.05）低于對照，在整個貯藏期，ClO2+MAP 處理組的MDA含量一直低于其他處理，在貯藏到第7個月時，ClO2+MAP處理的MDA含量為60 nmol/g，此時，對照的含量已高達85 nmol/g。說明組合處理能延緩嫩鮮蒜的衰老，對細胞膜的穩定性有保護作用，抑制品質劣變。

2.5 不同處理對嫩鮮蒜DPPH自由基清除能力

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期DPPH自由基清除率的變化見圖6。

圖6 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期DPPH自由基清除率的變化Fig.6 The scavenge rate of DPPH free radical of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

大蒜具有較強的抗氧化能力，DPPH自由基清除率是評價植物抗氧化性能的基礎[20]。如圖6所示，在貯藏期間嫩鮮蒜的DPPH自由基清除率呈先上升后下降的趨勢，在5個月～7個月時，ClO2以及ClO2+MAP處理組的DPPH自由基清除作用顯著（P＜0.05）高于對照組，在貯藏的第7個月，ClO2+MAP處理組的DPPH自由基清除率為80%，此時，對照組的DPPH自由基清除率下降到60%，ClO2+MAP處理組的DPPH自由基清除率顯著（P<0.05）高于單獨ClO2處理組。說明結合處理能延緩嫩鮮蒜貯藏過程中抗氧化能力的下降，有利于保持其自由基清除能力，延緩衰老。

2.6 不同處理對嫩鮮蒜大蒜素含量的影響

不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期大蒜素含量的變化見圖7。

圖7 不同處理的嫩鮮蒜貯藏不同時期大蒜素含量的變化Fig.7 The allicin content change of fresh and tender garlic treated with different methods and stored for different months

大蒜素為有機硫醚類化合物，天然存在于大蒜的鱗莖中，是大蒜中的主要生物活性成分，是大蒜的重要品質評價指標，具有抗菌、抗病毒及抗腫瘤的作用[21]。圖7顯示，嫩鮮蒜在貯藏過程中，大蒜素的含量呈先升高而后下降的趨勢，ClO2和ClO2+MAP處理組能有效減緩大蒜素的降低，其中ClO2+MAP處理組的效果最佳，在貯藏的第7個月，對照組大蒜素含量降低到約2.5 mg/g FW，而ClO2+MAP處理組含量在3.8 mg/g FW左右，約為對照的1.5倍。說明ClO2+MAP處理能有效保持嫩鮮蒜的品質和所含的活性成分。

3 結論

ClO2和ClO2+MAP處理均可有效延緩嫩鮮蒜的貯藏壽命，其中ClO2+MAP處理效果最好，可以將包裝袋內O2和CO2的含量分別保持在16%和5%左右，有利于保持嫩鮮蒜蒜頭的外觀，減少蒜頭腐爛，保持蒜米的亮白程度和硬度，減少蒜頭失水。組合處理可以減少蒜米MDA積累，有利于保持膜的完整性，保持大蒜的抗氧化能力和大蒜素的含量，說明MAP包裝結合ClO2緩釋劑處理可有效保持嫩鮮蒜的貯藏品質。