呼吸調控下的細胞膜完整性對仔姜貯藏失水的影響

廖雯,代慧,舒麗潔,駱佳,周俞含,張敏*

1(西南大學 食品科學學院,重慶,400715)2(西南大學,食品貯藏與物流研究中心,重慶,400715) 3(農業部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室(重慶),重慶,400715)

高濕度(90%～95%)是市場中果蔬冷藏時常用的相對濕度(relative humidity,RH),其目的是通過在果蔬外界建立高濕環境,避免失水,從而保持果蔬品質,所以高濕冷藏果蔬通常會采用無密封包裝的方式裸露存放。然而在實際貯藏中,高水分果蔬在高濕裸露貯藏時,雖然與低濕裸露貯藏相比能減少一定失水,但失水依然無法避免,且失水率并不低,那么失水只受到外界濕度影響,還是存在其他影響因素?然而,目前少有文獻對這一現象背后的機理進行解釋,而這一點卻對減少市場果蔬貯藏損耗、提升果蔬品質十分重要。

果蔬失水主要是由于蒸騰作用使細胞內的水分轉移到細胞外,再從細胞外轉移到外界環境中[1],即細胞膜的完整性是失水的重要因素之一。由于采后的果蔬處于逐漸衰老的過程或在不良環境脅迫條件下,呼吸鏈受損,呼吸鏈的電子泄露,還原O2分子,產生活性氧,導致細胞膜透性增大,破壞了細胞膜的完整性[2-3]。而薄膜包裝能一定程度阻隔外界氣體的進入,在包裝內營造出低O2高CO2的氣體環境,起到控制果蔬呼吸的作用[4]。所以對于高水分果蔬貯藏而言,研究包裝對內部氣體環境的影響和由此引起的呼吸變化,細胞膜的完整性,胞內水分向胞外的擴散速度進而影響失水程度幾者之間的緊密邏輯關系很有必要。

仔姜是一種口感脆嫩、香味濃郁、辛辣適中、營養豐富,在世界范圍內廣泛食用的鮮食根莖蔬菜[5]。但又因其水分含量高,外皮幼嫩,采后最重要的品質劣變就是失水皺縮萎蔫,導致仔姜的商品性嚴重降低[6],所以減少仔姜失水是貯藏過程中最為重要的目標。目前商用的新鮮生姜貯藏方式很少,主要是沙藏、窖藏[7]。沙藏雖具有保濕、控制透氣的功能,但耗時耗力且不易打掃,并不適用于大規模貯藏;而窖藏溫濕度不能精確控制且存儲不便,也不適宜大規模貯藏。包裝后進行現代化冷庫冷藏因控溫控濕精確,干凈易操作,是一種可實現規?；A藏的好方法[8]。薄膜包裝可以在果蔬的呼吸作用和薄膜材料的透氣性之間建立動態平衡,使CO2和O2的濃度保持在適合果蔬保鮮的呼吸強度,更好地控制呼吸及維持細胞膜的完整性,且具有簡便、經濟和安全等多重優點,實用推廣價值高。目前有關新鮮仔姜冷庫貯藏包裝技術的研究還十分匱乏。本研究設置不同條件[未包裝RH60%、未包裝RH95%、包裝(30 μm雙向拉伸聚丙烯薄膜(biaxially oriented polypropylene,BOPP))RH60%]對仔姜進行處理,研究通過包裝調節呼吸的方式對控制仔姜冷藏期間失水及品質變化的影響及其作用機制,探討果蔬失水與細胞膜完整性及活性氧代謝的聯系機理,以期為其他果蔬包裝機理提供一定科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

仔姜,要求同一批次、色澤大小均勻、無病蟲害的根莖,天生農貿市場,在采購商從種植農戶手中收購后立即送到實驗室。

PET保鮮盒尺寸:21 cm×16 cm×5.5 cm,廣東鮮派包裝商城;BOPP(厚度:30 μm,O2透過率:1 256.5 cm3/m2·24 h·atm,透濕率:4.5 g/m2·24 h,23 ℃),河南前瞻包裝材料有限公司。

主要藥品、試劑:聚乙烯吡咯烷酮、愈創木酚,成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

RXZ-8000智能人工氣候箱,寧波東南儀器有限公司;H1650R臺式高速冷凍離心機,湖南湘儀公司;UV-2450PC紫外可見分光光度計,日本島津公司;GSP-6溫濕度記錄儀,江蘇省精創電氣;DDS-307A電導率儀,上海雷磁公司;CheckMate3.0頂空分析儀,丹麥膜康公司;DHG-9245A電熱恒溫鼓風干燥箱,上海齊欣科學儀器;TA.XT2i物性測定儀,Stable Micro System公司。

2 實驗方法

2.1 樣品準備

將挑選好的仔姜的表面附著物及泥土清理干凈,晾干后裝于PET保鮮盒中,每盒(300±10) g。將仔姜隨機分為3組處理:(1)未包裝RH60%組:將仔姜裸露地放在12 ℃、RH60%的恒溫恒濕箱中;(2)未包裝RH95%組:將仔姜裸露地放在12 ℃、RH95%的恒溫恒濕箱中;(3)包裝(30 μm BOPP袋)RH60%組:將仔姜放入PET盒中,再放入BOPP(厚度30 μm)包裝袋中,密封好,再放入12 ℃、RH60%的恒溫恒濕箱中。每個處理設置3個重復,貯藏12 d,每2 d隨機取樣1次,測定各項指標。

2.2 指標檢測

2.2.1 皺縮感官評價

參考鄧青芳等[9]的方法,略有改動。感官評定標準見表1。每項指標最高分為9分,最低分為1分,最終用比例加權法計算總分。質地、風味占總分比例為70%、30%,根據總分評定仔姜的品質。結果取平均值,本試驗中以6分及以上為具有商品性。

表1 仔姜感官評分表Table 1 Evaluation standard of sensory properties of ginger

2.2.2 頂空氣體成分

采用CheckMate3.0頂空氣體分析儀進行檢測。測定前先用頂空氣體分析儀檢測大氣中的O2和CO2濃度,進行儀器校準核查。然后將檢測針頭通過防霧膜上的硅膠片插入包裝中,直接檢測包裝內的O2和CO2濃度,每個平行重復測定3次,測試過程中注意避免針頭與仔姜的接觸。

2.2.3 呼吸速率

參考程曦[10]的方法并稍作修改,測定仔姜的呼吸速率,計算如公式(1)所示。

式中:φ1,頂空氣體分析儀測定的真空干燥皿中初始CO2體積分數,%;φ2,頂空氣體分析儀測定的真空干燥皿中最終CO2體積分數,%;V,密閉空間體積,mL;m,果蔬的質量,kg;t,測定時間,h。

2.2.4 失重率

參考付云云[11]的方法,仔姜失重率的測定如公式(2)所示。

2.2.5 硬脆度

使用物性測定儀進行仔姜硬脆度測定,選取仔姜根莖中部,將其制備成均勻的姜塊,選用P/5探頭,結果以g表示,設置參數如下:穿刺模式;測前速度1 mm/s;測中速度1 mm/s;測后速度10 mm/s;受壓深度10 mm;觸發力5 g。

2.2.6 超氧陰離子(·O2-)產生速率

參照曹建康等[12]的方法并稍作修改,測定仔姜·O2-產生速率。稱取2 g仔姜鮮樣,加入4.0 mL提取緩沖液,冰浴研磨成漿,于4 ℃、12 000 r/min離心20 min,取1 mL上清液加入50 mmol/L pH 7.8磷酸緩沖液和1 mmol/L鹽酸羥胺溶液各1 mL,搖勻后于25 ℃保溫1 h。取出后加入17 mmol/L對氨基苯磺酸溶液及7 mmol/L α-萘胺溶液各1 mL,進行20 min顯色反應,測定其在530 nm處的吸光度,根據標準曲線計算O2-的物質的量,結果以μmol/(min·g)表示。

2.2.7 H2O2含量

參照游玉明等[13]的方法并稍作修改,測定仔姜H2O2含量。稱取2 g混勻后的仔姜樣品,經預冷的丙酮充分研磨,4 ℃、5 000 r/min離心15 min,取上清液1 mL,加入0.1 mL 5 g/100 mL的硫酸鈦和0.2 mL濃氨水反應后,再在4 ℃、5 000 r/min條件下離心10 min,沉淀經丙酮洗滌,最后在沉淀中加入3 mL 2 mol/L的濃硫酸溶液,于410 nm波長處測定其吸光度,結果以μmol/g表示。

2.2.8 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)

活性參照曹建康等[12]的方法并稍作修改,測定仔姜SOD活性。稱取2.0 g仔姜鮮樣置于預冷后的研缽中,向其中加入3.0 mL提取緩沖液,冰浴研磨成勻漿后于4 ℃、12 000 r/min離心30 min,收集上清液低溫保存。利用氮藍四唑還原法來測定SOD活性,結果以U/(min·g)表示。

2.2.9 過氧化氫酶(catalase,CAT)活性

參照曹建康等[12]的方法并稍作修改,測定仔姜CAT活性。稱取2.0 g仔姜鮮樣置于預冷后的研缽中,向其中加入4.0 mL提取緩沖液,冰浴研磨成漿后于4 ℃、12 000 r/min離心30 min,收集上清液低溫保存。往試管中加入100 μL酶液和2.9 mL 0.02 mol/L H2O2溶液,以蒸餾水作參比,測定反應液在240 nm處的吸光度值,以每克仔姜樣品每分鐘吸光度變化0.01為1個CAT酶活性單位,表示為0.01△OD240/min·g,記為U。

2.2.10 過氧化物酶(peroxidase,POD)活性

參考付云云[11]方法并稍作修改,測定仔姜POD活性。稱取2.0 g仔姜鮮樣置于預冷后的研缽中,向其中加入4.0 mL提取緩沖液,冰浴研磨成勻漿后于4 ℃、12 000 r/min離心30 min,收集上清液低溫保存。向試管中加入3.0 mL 25 mmol/L愈創木酚溶液及500 μL酶提取液,加入200 μL 0.5 mol/L H2O2溶液后啟動反應。記錄反應在470 nm處的吸光度變化,結果以△OD470/(min·g)表示。

2.2.11 相對電導率

參照游玉明等[13]的方法并稍作修改,測定仔姜的相對電導率。先用直徑8 mm的打孔器在厚度為3 mm的仔姜切片橫截面上打取薄片,稱取2.0 g薄片置于加入20 mL蒸餾水的50 mL的燒杯中進行浸泡,30 min后測定浸泡液中的電導率(γ1)。然后在燒杯上覆蓋雙層保鮮膜后沸水浴15 min,取出冷卻至室溫后再次測定其電導率(γ0),根據煮沸前后的電導率計算得出相對電導率(γe),計算見公式(3),結果以%表示。

相對電導率γe/%=γ1/γ0×100

(3)

2.2.12 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量

參照唐先譜等[14]的方法并稍作修改,測定仔姜MDA含量。稱取1.0 g仔姜鮮樣置于預冷后的研缽中,其中加入4.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液,冰浴條件下研磨成勻漿,并于4 ℃、10 000 r/min離心20 min,收集上清液備用。取2.0 mL上清液并向其中加入2.0 mL 6.7 g/L TBA溶液,在沸水浴中處理20 min,取出冷卻后再離心1次,分別測定樣品在450、532、600 nm處的吸光度,結果以μmol/g表示。

2.3 數據統計分析

使用Excel 2018對實驗數據進行數據計算;用SPSS Statistics 21對指標進行顯著性分析,P<0.05表示有顯著差異,P<0.01表示有極顯著差異,P>0.05表示差異不顯著;最后用Origin 2018制圖。

3 結果與分析

3.1 皺縮感官評價

感官評價可以直接反映果蔬的新鮮程度,對衡量果蔬的商品價值非常重要。當感官總評分<6分時,該果蔬無商品性。如圖1所示,各組感官評分從實驗開始到結束均有不同程度下降,第2天時,未包裝RH60%組與包裝組呈現差異極顯著(P<0.01),分析其是由于低濕條件導致仔姜蒸騰失水,從而出現皺縮、萎蔫及不飽滿的狀態。在第4天后,未包裝RH95%組與包裝組也呈現差異極顯著(P<0.01),可能是因為采后仔姜呼吸作用旺盛,導致水分喪失,引起仔姜質地皺縮,且在第6天時,已經不具有商品性,而包裝組直到貯藏結束仍有6.33分,具有商品性,且這與齊淑寧等[15]結論一致,包裝是影響果蔬在貯藏期間品質變化的重要因素,說明包裝能有效降低仔姜的呼吸作用,減少水分喪失和營養物質消耗。即通過對仔姜進行包裝處理,能有效延緩仔姜失水,使仔姜質地更加飽滿、脆嫩,有更好的感官效果。

圖1 不同貯藏環境條件下對仔姜的感官評價影響Fig.1 Effects of different storage environment conditions on sensory evaluation of ginger

3.2 頂空氣體成分

果蔬采后生理代謝主要是呼吸、蒸騰和消耗營養物質的過程,在此過程中果蔬的營養物質不斷被分解消耗,同時吸收O2,釋放CO2。如圖2所示,隨著貯藏時間的延長,包裝組的O2含量不斷下降(20%～6.5%),而CO2含量不斷上升(0%～11.9%),符合采后果蔬的呼吸特性。有研究表明,采后產品維持的生理代謝水平,與能量儲備和呼吸可用的氣體環境息息相關[15],且唐先譜[16]研究也發現,短期內高CO2處理仔姜在一定范圍(2%～12%)內能很好地維持仔姜的硬度,控制部分酶活性,降低后熟的合成反應,干擾有機酸的代謝,即影響產品保質期的呼吸作用與包裝內O2和CO2含量直接相關。綜上,包裝能有效對仔姜進行呼吸調控。

a-O2含量;b-CO2含量圖2 不同貯藏環境條件下對仔姜頂空氣體成分的影響Fig.2 Effects of different storage conditions on headspace gas composition of ginger

3.3 呼吸速率

呼吸速率可以衡量果蔬的呼吸強度,反映果蔬采后貯藏的生理狀態,如圖3所示,各組呼吸速率呈現先降后升的趨勢,在第2天后,未包裝RH60%組、未包裝RH95%組呼吸速率顯著升高,分析其是因為仔姜受到水分脅迫,質量減輕導致呼吸速率升高,且因未包裝RH60%組的失水脅迫高于未包裝RH95%組,導致其呼吸強度也較高,兩者差異極顯著(P<0.01)。而在整個貯藏過程中,包裝組一直保持較低的呼吸速率,至貯藏結束為1 289.22 mg/(kg·h),比未包裝RH60%組低25.6%,比未包裝RH95%低10.5%。YANG等[17]采用薄膜包裝大白菜能有效地延緩大白菜的呼吸,減少養分的流失,保持其良好的外觀品質。即薄膜包裝能夠利用果蔬的呼吸作用及包裝材料對O2和CO2的滲透性使袋內形成較為穩定的氣體微環境,從而降低果蔬的呼吸速率,延緩仔姜衰老并維持營養品質。因此,用包裝的方式利于形成低O2高CO2的氣體環境,更適合仔姜的采后貯藏。

圖3 不同貯藏環境條件下對仔姜呼吸速率的影響Fig.3 Effects of different storage environment conditions on respiratory intensity of ginger

3.4 失重率

失重率是果蔬貯藏期間重要品質指標,其數值越大表明果蔬中的水分和營養成分損失就越嚴重。果蔬失重主要是由蒸騰作用和呼吸作用共同引起的。如圖4所示,各組失重率隨著時間延長均呈上升趨勢,其中未包裝RH60%組失重率始終最高,與其他2組差異極顯著(P<0.01),在貯藏第2天時,未包裝RH60%組的失重率就已達到12.7%,喪失商品價值,至貯藏結束失重率高達47.8%。且在整個貯藏期間,未包裝RH60%組的失重率的上升速度一直高于未包裝RH95%組,即高濕條件下水分蒸騰速率低,失重率下降慢;從第4天起,未包裝RH95%組與包裝組之間形成顯著差異(P<0.05),在第8天后,與包裝組形成極顯著差異(P<0.01),至貯存期結束失重率達到21.1%;而包裝組失重率增加最為緩慢,至貯藏期結束失重率僅為2.5%。分析其是因為在高濕條件下,蒸騰不起決定性作用,而包裝可以減弱呼吸作用,導致物質消耗速率降低,水分蒸發慢,即包裝可以明顯抑制失重率的上升,減緩仔姜失水情況。

圖4 不同貯藏環境條件下對仔姜失重率的影響Fig.4 Effects of different storage environment conditions on weight loss rate of ginger

3.5 硬脆度

硬度能夠衡量果蔬貯藏期間質地的變化[18],間接反映果蔬的成熟度和腐爛程度。如圖5所示,各組仔姜硬度隨貯藏時間的延長先上升后下降,其中硬度的升高可能與仔姜的硬化現象有關,即采后根莖類蔬菜和少數水果會產生組織纖維化、木質化。從貯藏第2天時,未包裝RH60%組和包裝組差異極顯著(P<0.01),在貯藏第4天時,仔姜硬度開始下降,分析其是因蒸騰作用導致仔姜大量失水,細胞的膨壓降低,同時呼吸作用也加劇了細胞結構的破壞,且未包裝RH60%組和未包裝RH95%組軟化現象極為嚴重,與包裝組差異顯著(P<0.05),而包裝組貯藏期結束時硬度仍有3 485.00 g,比未包裝RH60%組、未包裝RH95%組分別高11%、8.2%。齊淑寧等[15]研究也發現,納米保鮮袋對水蜜桃有較好的果實硬度保持效果,比對照組高13 g,與本實驗結果一致。綜上,包裝能明顯抑制仔姜硬度的下降,延緩軟化。

圖5 不同貯藏環境條件下對仔姜硬度的影響Fig.5 Effects of different storage environment conditions on the hardness of ginger

脆度是仔姜貯藏中的一個重要感官指標,能反映仔姜的食用品質。如圖6所示,各組均呈先升后降的趨勢,在第4～12天時,未包裝RH60%組與包裝組差異極顯著(P<0.01),在第6～12天時,未包裝RH95%組與包裝組差異顯著(P<0.05),貯藏末期時,包裝組的脆度最高,比未包裝RH60%組、未包裝RH95%組分別高27.4%、7.56%。綜上,包裝能有效抑制仔姜脆度的下降。

圖6 不同貯藏環境條件下對仔姜脆度的影響Fig.6 Effects of different storage environment conditions on the crispness of ginger

3.6 超氧陰離子(·O2-)產生速率

在逆境脅迫中,·O2-是最先出現的活性氧,同時也是其他活性氧的來源物,·O2-是電子傳遞過程中的代謝產物,氧化還原活性都很強,且其過度積累會對細胞造成不可逆轉的傷害。如圖7所示,各組·O2-產生速率均呈上升趨勢。且在整個貯藏期間,·O2-產生速率:未包裝RH60%組>包裝組,2組之間差異顯著(P<0.05)。分析未包裝RH60%組因處于低濕環境中,仔姜的蒸騰作用增強,過多失水造成細胞結構被破壞,·O2-產生速率快速上升。雖包裝和高濕環境都可以推遲·O2-產生速率上升的時間,但在貯藏后期,包裝組通過抑制呼吸作用,·O2-的產生仍低于未包裝RH95%組,減少了活性氧積累,延緩仔姜品質劣變。

圖7 不同貯藏環境條件下對仔姜·O2-產生速率的影響Fig.7 Effects of different storage environment conditions on ·O2- production rate of ginger

3.7 H2O2含量

H2O2是活性氧,為氧化代謝的一部分,當果蔬植物組織中的H2O2含量超過一定閾值時,會影響活性氧(reactive oxygen species,ROS)代謝平衡,從而毒害細胞,同時還會促進木質素單體合成,導致木質素大量積累,影響果蔬的生命活動,加速衰老,降低品質[19]。如圖8所示,隨著貯藏時間的延長,各組H2O2含量均呈上升趨勢,但從貯藏開始,未包裝RH60%組、未包裝RH95%組的H2O2含量均高于包裝組,從貯藏第6天到貯藏結束,未包裝2組與包裝組呈現差異顯著(P<0.05),至貯藏結束,未包裝RH60%組、未包裝RH95%組、包裝組的H2O2含量分別已到達34.64、33.51、23.13 μmol/g,是初始含量的7.24倍、7.01倍、4.83倍。且貯藏期間,未包裝RH60%組和未包裝RH95%組差異并不顯著(P>0.05),由此說明是通過包裝方式減弱了呼吸作用,并減弱由呼吸作用產生的副產品(即ROS),顯著減少H2O2含量的產生,從而有效維持仔姜品質。陳皖豫等[20]也認為通過包裝能顯著降低活性氧產生,延緩娃娃菜劣變,與上述研究結果一致。

圖8 不同貯藏環境條件下對仔姜H2O2含量的影響Fig.8 Effects of different storage environment conditions on H2O2 Content of ginger

3.8 SOD活性

SOD最先對果蔬中的氧化脅迫發生反應,將·O2-自由基通過歧化反應生成H2O2和O2,具有維持活性氧平衡和減少細胞膜系統氧化損傷的作用。如圖9所示,各組SOD活性均呈先上升后下降趨勢,其中未包裝RH60%組、未包裝RH95%組的上升速度非?？?峰值分別達到2.37、2.23 U/(min·g),而包裝組此時僅為1.64 U/(min·g)。分析其是因為仔姜失水脅迫,導致活性氧快速積累,從而引發較高的SOD活性。從第4天開始,未包裝RH60%組和未包裝RH95%組下降速度最快,分析是因為活性氧代謝失衡,導致果蔬SOD活性急劇下降。且整個貯藏期間與包裝組有顯著差異(P<0.05),至貯藏結束,包裝組的SOD活性仍保持最高。即包裝可以有效延緩SOD活性的下降,增強清除超氧自由基的能力,減少細胞膜損傷,從而更好地維持仔姜的品質。

圖9 不同貯藏環境條件下對仔姜SOD活性的影響Fig.9 Effects of different storage environment conditions on SOD activity of ginger

3.9 CAT活性

CAT主要存在于H2O2中,能夠催化H2O2分解為H2O和O2,從而有效消除ROS,降低機體受損程度。如圖10所示,各組整體均呈現波動下降趨勢,在第4天時,未包裝RH60%組、未包裝RH95%組差異極顯著(P<0.01),可能因為在高濕環境下能提升仔姜的CAT活性,袁樹枝等[21]也發現高濕貯藏能夠提高菠菜的CAT活性。至貯藏結束,包裝組的活性仍是最高(13.2 U),是未包裝RH60%組的2.7倍、未包裝RH95%組的2.2倍,且3組間差異極顯著(P<0.01),即包裝袋處理仔姜抑制了CAT活性的降低,減輕活性氧對細胞傷害,利于仔姜細胞膜的完整性,從而減少仔姜失水及萎蔫。綜上,包裝處理更利于仔姜的貯藏。

圖10 不同貯藏環境條件下對仔姜CAT活性的影響Fig.10 Effects of different storage environment conditions on CAT activity of ginger

3.10 POD活性

POD主要參與H2O2的清除,同時清除多余的自由基,避免氧化應激,從而維持細胞穩態,降低細胞膜過氧化,延緩果蔬采后的成熟衰老。如圖11所示,貯藏0～4 d期間,所有組均快速下降,且3組間有顯著差異(P<0.05),但在貯藏前期,高濕度更利于POD活性的保持,到4 d時,包裝組和未包裝RH60%組出現極顯著差異(P<0.01),包裝袋處理的仔姜更有利于POD活性的上升,貯藏第12天時,未包裝RH60%組、未包裝RH95%組、包裝組的POD活性分別為3.68、3.90、3.94 △OD470/(min·g),包裝組的POD活性仍是最高的,與齊淑寧等[15]趨勢一致,即包裝處理可以在貯藏中有效地提升POD活性,減弱仔姜的氧化作用并維持其品質。

圖11 不同貯藏環境條件下對仔姜POD活性的影響Fig.11 Effects of different storage environment conditions on POD activity of ginger

3.11 相對電導率

相對電導率常用作膜滲透性的指標,可以反映膜完整性和損傷的程度[11]。如圖12所示,相對電導率隨著貯藏時間的增加而逐漸增加,但未包裝RH95%組的相對電導率<未包裝RH60%組的相對電導率;袁樹枝等[21]也發現高濕能降低菠菜貯藏期的相對電導率;從第6天開始,未包裝RH60%組與包裝組出現差異顯著(P<0.05),與王相一[22]的研究結果趨勢一致。在第8～10天時,3組間出現差異極顯著(P<0.01),包裝組在貯藏結束時數值為54.67%,比未包裝RH60%組低8.28%,比未包裝RH95%組低6.07%。綜合而言,包裝能夠顯著地維持膜的完整性,降低細胞內電解質的泄露情況,抑制仔姜貯藏期間相對電導率的升高,能夠較好地保持其細胞膜的完整性,控制仔姜失水劣變從而維持產品品質。

圖12 不同貯藏環境條件下對仔姜相對電導率的影響Fig.12 Effects of different storage environment conditions on relative conductivity of ginger

3.12 MDA含量

隨著呼吸作用,活性氧在體內累積,引發細胞膜脂過氧化,其最終產物MDA使膜蛋白相互聚集,損害膜系統,導致膜通透性迅速增加[10],從而影響產品品質。如圖13所示,未包裝RH95%組、包裝組的MDA含量在貯藏期間呈緩慢上升趨勢,而未包裝RH60%組則呈快速上升趨勢,且未包裝RH95%組、包裝組2組與未包裝RH60%組差異極顯著(P<0.01)。至貯藏期結束,未包裝RH60%組的MDA含量達到0.55 μmol/g,分別是未包裝RH95%組的1.17倍、包裝組的1.45倍,與LI等[23]結論一致。在第10～12天時,包裝組與未包裝RH95%組差異顯著(P<0.05),可能是因為未包裝RH95%組的呼吸強度高于包裝組,產生大量的活性氧,攻擊細胞膜,導致該組的細胞膜損傷嚴重,MDA含量增多,而包裝組通過調節袋內氣體環境,降低仔姜呼吸速率。即包裝可以顯著降低MDA含量,降低細胞膜脂過氧化的程度,抑制細胞膜損傷從而有效控制仔姜失水皺縮。

圖13 不同貯藏環境條件下對仔姜MDA含量的影響Fig.13 Effects of different storage environment conditions on MDA content of ginger

4 結論

本研究通過用不同環境的條件方式(未包裝RH60%、未包裝RH95%、包裝RH60%)對仔姜進行貯藏,研究包裝與否對仔姜失水的影響及其作用機制得出以下結論:

因仔姜水分含量很高,導致其即使在RH95%的高相對濕度下貯藏,失水速度依然較快。即傳統認知中“相對濕度高的冷庫可抑制失水”并不適用于仔姜,這也是目前仔姜不易冷藏庫貯藏的重要原因。

12 d貯藏期結束時3組仔姜失重率分別為47.8%、21.0%、2.5%,即包裝處理組抑制仔姜失水的效果顯著,且獲得最佳的感官得分,有效保持了其產品脆嫩品質。

包裝處理組之所以能夠很好地抑制仔姜失水,并不僅僅是包裝內有較高的相對濕度,如未包裝RH95%組僅靠高濕環境并不能很好地控制失水,而包裝通過控制仔姜包裝袋內的氣體成分,營造了低O2高CO2的環境,降低了仔姜呼吸速率,從而減少了·O2-及H2O2等活性氧的生成。同時低呼吸速率也更好地保持了抗氧化酶(CAT、POD、SOD)的活性,增強了清除活性氧的能力,活性氧進一步降低?；钚匝醯臏p少降低了膜脂過氧化速率,細胞膜的完整性得以更好地維持,試驗中相對電導率和MDA上升速率被更好地抑制也證明了這一點。而細胞膜的完整性減緩了貯藏過程中膜透性的增大,也就更好地延緩了胞內水分向胞外的滲出,從而減少水分的流失,降低仔姜萎蔫程度及品質劣變的速度,維持了產品品質。

綜合看來,高濕度裸露貯藏并不能很好地抑制仔姜的失水皺縮等品質下降,在相對濕度高的情況下,通過對呼吸代謝以維持細胞膜的完整性,能更好地控制失水情況。而薄膜袋包裝則是非常有效、成本低廉且操作簡便的處理方式,具有較高的推廣應用價值。下一步可深入研究如何更好地利用包裝性能提升仔姜的貯藏品質,以達到利用現有冷藏庫實現仔姜規?；A藏的目標。