1-MCP处理对鲜切鼠尾草品质的影响

张 超,李云飞,2,马 越,赵晓燕,*

(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心、果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室、农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室、农业部都市农业(北方)重点实验室,北京 100097;2.河北工程大学农学院,河北邯郸 056001)

1-MCP处理对鲜切鼠尾草品质的影响

张 超1,李云飞1,2,马 越1,赵晓燕1,*

(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心、果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室、农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室、农业部都市农业(北方)重点实验室,北京 100097;2.河北工程大学农学院,河北邯郸 056001)

研究1-MCP处理对鲜切鼠尾草品质的影响。结果显示使用浓度为1 mg/dm3的1-MCP处理24 h,可以有效维持鲜切鼠尾草中叶绿素含量,降低叶片表面变黄程度和出现小黑点的几率。GC-MS分析显示新鲜鼠尾草中检出19种挥发性物质,含量合计233.2 μg/g,其中α-蒎烯、2-莰酮、樟脑萜、桉树醇、β-蒎烯和β-侧柏酮是鼠尾草挥发性物质的主要成分;1-MCP处理后检出21种物质,含量合计382.3 μg/g,与新鲜鼠尾草的风味最相似。因此,1-MCP处理提高了鲜切鼠尾草的品质。

鲜切,鼠尾草,1-MCP,风味,电子鼻,2-莰酮

鼠尾草(SalviajaponicaL.)属于唇形科鼠尾草属,主要生长于热带和温带地区,在我国已经发现78种[1]。鼠尾草不仅具有观赏价值,还具有排脓生肌和活血调经、活血祛淤、安神宁心、排脓止痛等功效[2]。

鲜切鼠尾草是将新鲜鼠尾草经过清洗、切分、消毒和包装等工艺处理后,供消费者直接食用的一种产品形式,主要用于满足于大都市营养配餐或西式餐饮店的需求。在鲜切处理过程中,原料受到切割、挤压等伤害,会引起产品呼吸和代谢速率提高,货架期缩短等现象[3-4]。1-MCP(1-methylcyclopropene,1-甲基环丙烯)是一种乙烯受体抑制剂,可以阻断乙烯与受体蛋白的结合,减缓果蔬代谢速率,延长果蔬货架期[5]。目前1-MCP处理已经延长草莓[6]、西瓜[6]、西兰花[7]和西红柿[8]等产品货架期。但是,1-MCP处理在鲜切鼠尾草的应用还未见报道。因此,本文研究1-MCP处理对鲜切鼠尾草品质的影响,考察1-MCP处理对鲜切鼠尾草中菌落总数、叶绿素含量、挥发性物质组成的影响,为鲜切鼠尾草加工技术提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鼠尾草 北京蔬菜研究中心通州农场采收。

1-MCP保鲜剂 上海鲜达生物科技有限公司;无水乙醚、正戊烷(分析纯) 北京化学试剂公司;10%次氯酸钠溶液 北京中远华盾科贸有限公司;内标物 2-甲基-3-庚酮 东莞市乔科化学有限公司;高纯氮气(99.9%) 北京南飞工贸有限公司;妙洁加厚密实袋 托普(中国)企业集团。

PEN2电子鼻 德国Airsense公司;岛津UV-1800分光光度计 日本岛津公司;Tekmar Atomx型吹扫捕集仪(5.0 mL吹扫管自动进样) 美国安普科技中心;7890A-7000 型气质联机配有EI 离子源和NIST2.0数据处理系统 美国Agilent公司;DB-WAX型毛细管柱30 m×0.25 mm,0.25 μm 美国J&M有限公司;30 mL萃取瓶 北京玻璃仪器厂;蔬菜旋转脱水机 北京元享蔬菜食品机械厂;风幕冷柜 北京二商福岛制冷设备厂。

1.2 实验分组

鼠尾草采收后迅速置于4 ℃冷库预冷24 h,手工去除烂叶和木质化的茎,在每片叶子叶柄1～2 cm处切割,获得鲜切鼠尾草。然后,分别按照下列方式处理。

去离子水处理:使用无菌去离子水漂洗鲜切鼠尾草2遍,每次5 min,680 r/min脱水1 min,装入20 cm×18 cm的加厚密实袋中,每袋15 g;次氯酸钠处理:使用浓度为100 mg/L的次氯酸钠溶液清洗鲜切鼠尾草5 min,再使用无菌去离子水漂洗5 min,680 r/min脱水1 min,装入20 cm×18 cm的加厚密实袋中,每袋15 g;1-MCP处理:使用1 mg/dm3的1-MCP在4 ℃环境中熏蒸鲜切鼠尾草24 h,再使用浓度为1×10-4mg/L的次氯酸钠溶液清洗5 min,再使用无菌去离子水漂洗5 min,680 r/min脱水1 min,装入20 cm×18 cm的加厚密实袋中,每袋15 g。

完成上述处理后,鲜切鼠尾草置于4 ℃冷柜中贮藏,定期测定产品品质。

1.3 叶绿素含量检测

根据GB/T 22182-2008测定方法,用石油醚提取样品中叶绿素,搅拌提取1 h,用分光光度计测定625、665和705 nm的吸光值,并按照下列公式计算。

1.4 风味变化的定性分析

样品风味的变化使用电子鼻进行评价。打开电子鼻设备电源,预热30min,将样品剪至2cm左右条状装入30mL的气质小瓶内,将电子鼻传感器插入瓶内采集数据,采样时间60s,传感器洗脱时间180s。以传感器第48～52s数据为对象,进行主成分分析(PCA)分析,每个样品采集3次。

1.5 挥发性物质的定量分析

样品中挥发性物质组成采用GC-MS方法定量分析,研究以内标物2-甲基-3-庚酮(0.816μg/mL)作为内标,根据峰面积计算风味物质的含量。样品风味物质使用吹扫捕集法收集:以高纯氮气(99.9%)为吹扫气,吹扫流速为40mL/min,吹扫时间为11min,解吸温度为250 ℃,解吸时间为2min,解吸流速为300mL/min,解吸后捕集阱在280 ℃保温2min。

GC的条件:DB-WAX毛细管柱(30m×0.25mm,0.25μm),程序升温:在40 ℃保持3min,以5 ℃/min升温到200 ℃,保持0min,再以10 ℃/min升温到230 ℃,保持3min。载气(He)恒定流速为1.2mL/min,进样口温度250 ℃,压力14.87Pa,分流比10∶1。MS的条件:EI离子源,电子能量70eV,传输线温度280 ℃,离子源温度为230 ℃,四极杆温度为150 ℃,质量扫描范围m/z55～500。

1.6 菌落总数的测定方法

菌落总数测定按照GB/T4789.2—2008《食品卫生微生物学检验:菌落总数测定》。

1.7 统计分析

实验重复3次,结果以3次实验结果的(平均值±标准偏差)表示。使用Orgin8.0绘制图像;使用SAS9.1.3(美国SAS公司)对数据进行统计分析,Duncan检验进行多重比较,显著性水平为p<0.05。

2 结果与分析

2.1 1-MCP处理对鲜切鼠尾草贮藏期菌落总数影响

图1显示1-MCP处理对鲜切鼠尾草菌落总数的影响。在第0d,次氯酸钠和1-MCP处理组菌落总数低于2.0logCFU/g,未检出具体数值,标记为0logCFU/g。在贮藏过程中,去离子水处理组的菌落总数显著高于次氯酸钠和1-MCP处理组,而次氯酸钠处理与1-MCP处理的菌落总数基本一致。原因在于次氯酸钠处理是减少产品中微生物数量的有效方法[9],而1-MCP只是乙烯受体抑制剂,主要与由乙烯诱导的后熟等一系列生理反应相关[10],与微生物数量没有必然的联系。

鉴于在贮藏期第9d,去离子水处理组的菌落总数高于6.0logCFU/g,产品品质变化越来越受到微生物代谢的影响。后续讨论主要比较贮藏期第6d鲜切鼠尾草的品质。

图1 1-MCP处理对鲜切鼠尾草菌落总数的影响Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on the total microflora content of fresh-cut sage

2.2 1-MCP处理对鲜切鼠尾草外观的影响

图2比较新鲜鼠尾草与贮藏第6 d鼠尾草的外观。与新鲜鼠尾草相比,去离子水处理使叶片表面发黄,叶片萎蔫;次氯酸钠处理使叶片发黄,叶片表面出现许多小黑点;而1-MCP处理后鼠尾草外观与新鲜鼠尾草外观更加接近,小黑点的数量低于次氯酸钠处理组。

图2 1-MCP处理对鲜切鼠尾草外观的影响Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on the surface of fresh-cut sage注:A-新鲜鼠尾草,B-去离子水处理,C-次氯酸钠处理,D-1-MCP处理。

2.3 1-MCP处理对鲜切鼠尾草叶绿素含量的影响

1-MCP可以抑制乙烯和受体的结合,减缓果蔬的后熟过程,而叶绿素降解是果蔬后熟过程的现象之一。因而,在乙烯含量提高时,果蔬中叶绿素降解速率提高[11],1-MCP抑制果蔬体内乙烯合成、从而抑制果蔬中叶绿素降解[12],该现象在西兰花[13]和辣椒[14]中均获得验证。图3比较了在贮藏第6 d,1-MCP处理对鲜切鼠尾草叶绿素含量的影响。在贮藏第6 d,各处理组叶绿素含量均显著低于新鲜鼠尾草叶绿素含量;同时,1-MCP处理组叶绿素含量显著高于去离子水处理组,但与次氯酸钠处理组相似。该结论与前人研究结果不同的原因可能在于在6 d的贮藏过程中,由后熟引起叶绿素含量降解不是贮藏过程中叶绿素含量降低的主要原因。

图3 1-MCP处理对鲜切鼠尾草叶绿素含量的影响Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on the chlorophyll content of fresh-cut sage

2.4 1-MCP对鲜切鼠尾草风味变化的影响

采用电子鼻比较1-MCP处理对鲜切鼠尾草风味的影响,电子鼻采用10组传感器定量表征各类风味物质丰度,并采用PCA分析来阐明影响样品风味的主要呈味物质,从而定性的表征样品之间是否具有显著性差别。结果显示PCA分析获得的主成分1方差为88.31%、主成分2方差为11.32%,合计达到99.63%,主成分1和2可以有效反映鼠尾草的风味变化。图4显示新鲜鼠尾草与1-MCP处理组距离最近,而与次氯酸钠处理和去离子水处理组距离较远,该现象证明1-MCP处理与新鲜鼠尾草的风味最佳相似。因此,1-MCP处理对鲜切鼠尾草风味没有负面影响。

图4 1-MCP处理对鲜切鼠尾草风味的影响Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on the flavor of fresh-cut sage

2.5 1-MCP对鲜切鼠尾草挥发性物质组成的影响

研究使用GC-MS表征1-MCP对鲜切鼠尾草挥发性物质组成的影响,定量表征样品之间风味物质的差别。在贮藏第6 d,去离子水处理组菌落总数高于5.0 logCFU/g,产生一些不良风味,已经失去商品价值,所以未进行GC-MS的检测。表1比较贮藏第6 d次氯酸钠处理和1-MCP处理组与新鲜鼠尾草挥发性物质组成。新鲜鼠尾草中共检测出19种挥发性物质,合计达到233.2 μg/g,其中α-蒎烯、2-莰酮、樟脑萜、桉树醇、β-蒎烯、β-侧柏酮的含量较高;次氯酸钠处理和1-MCP处理组分别检出18种和21种挥发性物质,合计分别达到156.6和382.3 μg/g。

与新鲜鼠尾草相比,次氯酸钠处理和1-MCP处理组中部分挥发性物质含量降低,比如:α-蒎烯的含量由61.6 μg/g降低至20.6和28.0 μg/g;β-蒎烯的含量由12.3 μg/g降低至4.11和5.07 μg/g。该现象的原因在于部分挥发性物质在6 d贮藏过程中挥发,含量降低[15-16]。另一方面,次氯酸钠处理和1-MCP处理提高部分挥发性物质的含量,比如:α-石竹烯的含量由0.78 μg/g升高至7.67和10.4 μg/g;2-莰酮的含量由52.6 μg/g升高至65.7和217.5 μg/g。其中含量增加最多的应该是2-莰酮,2-莰酮又称为樟脑,出现于樟科植物枝、干、叶及根等部位,具有刺激性的芳香味,应该是次氯酸钠处理和1-MCP处理后的主要呈香物质。出现部分物质含量增加的原因在于在贮藏过程中,部分物质在生理代谢过程中发生异构化、氧化和酯化等反应[17-20],因而,类似于2-莰酮等饱和度较高的酮类物质含量提高。

表1 1-MCP处理对鲜切鼠尾草挥发性物质组成的影响

综合比较发现1-MCP处理后,α-蒎烯含量降低,而罗勒烯和对异丙基甲苯的含量在提高,已经有证据证明于α-蒎烯可以异构化形成罗勒烯[21],可以合成对异丙基甲苯[22];而桉树醇脑含量在上升主要原因可能是萜品油烯在增加,因为萜品油烯还原可以得到桉树脑[23]。

将挥发性组分按照烯类、酮类、醇类、酯类和其它进行分类,结果显示新鲜鼠尾草中烯类物质的含量最高,达到88.4 μg/g,而次氯酸钠处理和1-MCP处理组均是酮类物质含量最高,分别达到85.0和266.2 μg/g;酯类物质含量较低,在新鲜鼠尾草、次氯酸钠处理和1-MCP处理中含量分别为2.11、0.89和1.81 μg/g。

3 结论

使用浓度为1 mg/dm3的1-MCP对鲜切鼠尾草熏蒸24 h,可以有效维持其叶绿素含量,避免鼠尾草叶片变黄、出现小黑点;挥发性物质组成结果分析显示α-蒎烯、2-莰酮、樟脑萜、桉树醇、β-蒎烯、β-侧柏酮等是鼠尾草中挥发性物质的主要成分,1-MCP处理获得的鲜切鼠尾草与新鲜鼠尾草风味最相似。因此,1-MCP处理可以应用于鲜切鼠尾草的生产。

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Effect of 1-MCP treatment on quality of fresh-cut sage

ZHANG Chao1,LI Yun-fei1,2MA Yue1,ZHAO Xiao-yan1,*

(1.Beijing Vegetable Research Center,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences;Beijing Key Laboratory of Fruits and Vegetable Storage and Processing;Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops(North China), Ministry of Agriculture;Key Laboratory of Urban Agriculture(North),Ministry of Agriculture,Beijing 100097,China;2.College of agriculture,Engineering University of Hebei,Handan 056001,China)

The effect of 1-MCP treatment on quality of fresh-cut sage was evaluated. The 1-MCP treatment of 1 mg/dm3for 24 h hold the chlorophyll content effectively,and avoided the browning and formation of the black spots on the surface of the sage leaves. The GC-MS analysis showed that total 19 volatile compounds were detected in the fresh sage that was 233.2 μg/g. Theα-pinene,2-camphor,camphene,cineole,β-pinene andβ-thujone were the main components of the fresh sage. The sage after the 1-MCP treatment presented 21 volatile compounds,which was 382.3 μg/g. Remarkably,the flavor of the 1-MCP treated fresh-cut sage was similar to that of the fresh sage. Hence,the 1-MCP treatment enhanced the quality of the fresh-cut sage.

fresh cut;sage;1-MCP;flavor;electric nose;2-camphor

2015-05-13

张超(1978-)，男，博士，副研究员，主要从事农产品深加工的研究，E-mail：zhangchao@nercv.org。

*通讯作者:赵晓燕(1969-)，女，博士，研究方向：果蔬新技术及新产品的开发，E-mail:zhaoxiaoyan@nercv.org。

现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-26-22 & CARS-25)；北京市农林科学院科技创新能力建设专项新学科培养，KJCX20140204。

TS255.1

A

1002-0306(2015)23-0320-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.058