陳立才，陳 慶，黃 芳，黃俊寶，舒時(shí)富，曾一凡

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程研究所/農(nóng)業(yè)部長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330200；2.重慶文理學(xué)院，重慶永川402160；3.南昌縣農(nóng)技推廣中心，江西南昌330200；4.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江西南昌330045)

綠蘆筍(AsparagusofficinalisL.)嫩莖具有營養(yǎng)價(jià)值高，不易貯藏等特點(diǎn)。綠蘆筍采后呼吸強(qiáng)度極高，葉綠素易降解，造成粗纖維和失重增加、營養(yǎng)成分含量降低，在運(yùn)輸和貯藏期間容易衰老，食用品質(zhì)下降快，細(xì)菌性軟腐病發(fā)病率也比較高，造成我國綠蘆筍產(chǎn)業(yè)的國際競爭力還處于較低水平[1]。

國內(nèi)外綠蘆筍嫩莖貯藏主要采用低溫冷藏[2-3]、氣調(diào)貯藏[4-5]、輻射處理[6]、化學(xué)試劑[7-9]及其他保鮮方法[10-12]。這些方法都可不同程度地延緩采后綠蘆筍嫩莖的品質(zhì)劣變，但也存在一些不足之處。低溫冷藏成本高，冷凍后提高復(fù)水性的工藝要求較復(fù)雜[13]；氣調(diào)貯藏易導(dǎo)致袋內(nèi)氣體濃度偏低或偏高及積累乙醛、乙醇等異味物質(zhì)，促進(jìn)厭氧致病菌的生長繁殖[14]；化學(xué)保鮮技術(shù)易造成食品嚴(yán)重的安全隱患[15]。勻強(qiáng)高壓靜電場(Uniform High Voltage Electrostatic Field，UHVEF)果蔬保鮮技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)新的農(nóng)業(yè)技術(shù)。大量研究表明，經(jīng)過勻強(qiáng)高壓靜電場處理的果蔬，其色澤保持佳，營養(yǎng)物質(zhì)含量也貯存良好，果蔬貯藏期被延長，可以實(shí)現(xiàn)保鮮[16]。許多研究者在此基礎(chǔ)上開展了勻強(qiáng)高壓靜電場貯藏保鮮果蔬的研究，包括典型的呼吸躍變型(番茄、蘋果)[17-21]及非呼吸躍變型(黃瓜、青椒)[22-26]等，而利用勻強(qiáng)高壓靜電場進(jìn)行綠蘆筍保鮮的研究還鮮有報(bào)道。本研究通過利用高壓靜電場處理采后的綠蘆筍嫩莖，研究勻強(qiáng)高壓靜電場處理對采后鮮綠蘆筍嫩莖生理特性的影響，旨在探討出蘆筍的保鮮實(shí)用技術(shù)，為提高鮮綠蘆筍的貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為江西省宇田蘆筍種植基地提供的“井岡701”蘆筍，該品種為由江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物工程中心蘆筍研究課題組選育的、我國第一個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的無性系雜交F1代蘆筍新品種，幼株期180 d左右，生長期270 d左右，綜合性狀植株高大、直立，平均株高約為210 cm，筍頭鱗片緊密，不易開散，平均第一分枝高度約52 cm，嫩莖粗細(xì)中等，大小整齊，平均莖粗約1.5 cm，嫩莖粗細(xì)中等，是白、綠蘆筍兼用品種。試驗(yàn)當(dāng)天采收，并用保鮮袋及時(shí)包裝帶回實(shí)驗(yàn)室，挑選生長整齊、粗細(xì)均勻、大小一致，筍尖麟片緊密，無彎曲畸形，無病蟲害，無繡斑和機(jī)械傷、割成長約20～22 cm，直徑1.0～1.5 cm的蘆筍莖段，并記錄釆收和處理的時(shí)間、溫度、天氣條件等。

1.2 試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)

勻強(qiáng)高壓靜電場果蔬處理儀為課題組自行研制，處理裝置由高壓發(fā)生器和處理室組成。高壓靜電場由220 V的交流電源經(jīng)過GF-2B型高壓靜電發(fā)生器轉(zhuǎn)化后獲得，該電源可以在0～150 kV內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，輸出電流小于1mA，儀器使用安全可靠，過載能力強(qiáng)。處理室為立方體，包括2塊平行的面積相同的銅質(zhì)電極板、托架、絕緣板、放電棒及框架組成。2銅質(zhì)電極板各有一個接線柱，分別與電源的正負(fù)極相聯(lián)，負(fù)極作接地處理，電極板中間用絕緣有機(jī)玻璃棒通過十字槽盤頭螺釘固定。2銅質(zhì)電極板中間安放托架來放試驗(yàn)材料(綠蘆筍嫩莖)。整個處理室用鋼板底架支撐，屏蔽罩材料為絕緣有機(jī)玻璃，用絕緣有機(jī)玻璃棒聯(lián)接，構(gòu)成處理采后綠蘆筍嫩莖的電場空間。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該試驗(yàn)設(shè)勻強(qiáng)高壓靜電場強(qiáng)(E)和處理時(shí)間(T)2個因素。場強(qiáng)設(shè)E1=200 kV/m和E2=250 kV/m 2個處理，每間隔2 d測試1次，連續(xù)測定15 d。按照各項(xiàng)指標(biāo)測試方法，測量采后綠蘆筍嫩莖的失重率、呼吸強(qiáng)度、可溶性糖含量和過氧化物酶活性4項(xiàng)指標(biāo)，每次抽樣3根，取平均值為當(dāng)天取樣的各指標(biāo)結(jié)果數(shù)據(jù)，試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，試驗(yàn)設(shè)未經(jīng)UHVEF處理的樣品為對照組(CK)。試驗(yàn)前隨機(jī)抽取等數(shù)量樣本進(jìn)行上述4項(xiàng)指標(biāo)測定，將測定結(jié)果作為試驗(yàn)定位起點(diǎn)數(shù)據(jù)。

1.4 測定指標(biāo)及方法

(1)采后綠蘆筍嫩莖的失重率測定。采用稱量法，用原始質(zhì)量減去每次稱得的質(zhì)量，用兩者之差與原始質(zhì)量相除即得失重率，計(jì)算公式如下：

(1)

式(1)中：W1—樣品原始質(zhì)量；W2—樣品貯期測定的質(zhì)量。

(2)采后綠蘆筍嫩莖的呼吸強(qiáng)度測定。采用儀器“3051H型果蔬呼吸測定儀”測定。計(jì)算公式為：

(2)

式(2)中：C1—起始CO2濃度，μmol/mol

C2—5 min后CO2濃度，μmol/mol

m—測定用綠蘆筍嫩莖的質(zhì)量，g

(3)采后綠蘆筍嫩莖的可溶性糖含量測定。采用測定儀器“日本Atago PAL-1手持糖度計(jì)”直接測定。將蘆筍嫩莖研磨的漿汁直接滴入糖度計(jì)中進(jìn)行讀數(shù)記錄，記錄值即為糖度含量。

(4)過氧化物酶(POD)活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[27]進(jìn)行。

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)采用Excel 2007軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和繪圖，SPSS22.0進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 UHVEF處理對采后綠蘆筍嫩莖失重率變化的影響

將CK和經(jīng)場強(qiáng)E1、E2的高壓靜電場處理的綠蘆筍嫩莖，在15 d內(nèi)的失重率變化進(jìn)行比較，由圖1可以看出，隨著試驗(yàn)時(shí)間延長，綠蘆筍嫩莖含水量不斷減少，失重率呈明顯上升趨勢，且CK水分減少較快，其失重率一直高于經(jīng)高壓靜電場處理組，而經(jīng)E1、E2處理的失重率增長速度顯著緩慢于CK，在前3 d，經(jīng)E1和E2處理樣品與對照組相似，失重率分別為1.69%和1.57%，CK為2.33%。從第4天后，經(jīng)高壓靜電場處理的樣品效果出現(xiàn)明顯差異，且E2優(yōu)于E1。說明經(jīng)適當(dāng)場強(qiáng)的UHVEF處理可減緩采后綠蘆筍嫩莖貯藏的失重率，這可能與抑制采后綠蘆筍嫩莖的蒸騰和呼吸作用有關(guān)。

2.2 UHVEF處理對采后綠蘆筍嫩莖呼吸強(qiáng)度變化的影響

圖2為UHVEF對采后綠蘆筍嫩莖呼吸強(qiáng)度變化的影響。由圖2可知，采后綠蘆筍嫩莖屬于呼吸躍變型蔬菜，CK的采后綠蘆筍嫩莖在試驗(yàn)的第5天發(fā)生了呼吸躍變，呼吸強(qiáng)度最大峰值為155.34 mg/(kg·h)，隨后開始下降。而經(jīng)過UHVEF處理后的采后綠蘆筍嫩莖，其呼吸強(qiáng)度均明顯呈現(xiàn)比CK弱的趨勢，呼吸躍變時(shí)間推遲了4 d，到達(dá)峰值時(shí)間推遲了9 d，呼吸強(qiáng)度最大峰值為148.86 mg/(kg·h)。由此可見，UHVEF處理改變了采后綠蘆筍嫩莖的呼吸強(qiáng)度變化趨勢，呼吸強(qiáng)度的降低表明UHVEF處理有利于延緩綠蘆筍的生理代謝，且處理場強(qiáng)越大，抑制的效果越好。UHVEF處理的綠蘆筍在貯藏后期呼吸強(qiáng)度降低的原因可能是勻強(qiáng)高壓靜電造成了綠蘆筍嫩莖的細(xì)胞膜物理損傷，以及改變了呼吸鏈相關(guān)酶的生理功能，進(jìn)而影響了呼吸代謝[28]。

圖1 不同UHVEF處理對采后綠蘆筍失重率影響Fig.1 Effects of the different UHVEF treatment on weight loss of post-harvest green asparagus

圖2 不同UHVEF處理對采后綠蘆筍呼吸強(qiáng)度影響Fig.2 Effects of the different UHVEF treatment on respiratory intensity of post-harvest green asparagus

2.3 UHVEF對采后綠蘆筍嫩莖可溶性糖含量變化的影響

可溶性糖是采后綠蘆筍嫩莖的重要營養(yǎng)成分，是采后綠蘆筍嫩莖的呼吸底物。由圖3可知，隨著采后貯藏時(shí)間的延長，CK的采后綠蘆筍嫩莖可溶性糖量逐漸上升，說明采后綠蘆筍嫩莖存在后熟過程，從第5天后開始急劇下降。而經(jīng)UHVEF處理后的采后綠蘆筍嫩莖，其可溶性含糖量存在先上升后下降趨勢，后熟過程推遲2～4 d，可溶性糖含量超過了CK組，對中后期的可溶性糖含量的保持也有較好的效果，下降速率明顯平緩。說明UHVEF可以影響采后綠蘆筍嫩莖的可溶性糖含量的變化，抑制采后綠蘆筍嫩莖的后熟過程，處理場強(qiáng)越大，抑制的效果越好。

2.4 UHVEF對采后綠蘆筍嫩莖POD酶活性變化的影響

過氧化物酶是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種重要氧化還原酶，與果蔬的許多生理過程和生化代謝過程有密切關(guān)系，在受到外界刺激、貯藏環(huán)境變化等作用時(shí)，會不斷發(fā)生變化做出應(yīng)答反應(yīng)。圖4為UHVEF處理對采后綠蘆筍嫩莖POD酶活性的影響。由圖4可知，采后綠蘆筍嫩莖的POD酶活性隨著貯藏時(shí)間的延長呈現(xiàn)先上升又下降的趨勢。經(jīng)UHVEF處理的采后綠蘆筍嫩莖POD酶活性會受到明顯抑制，其活性一直低于CK，前7 d受抑制明顯，活性達(dá)到峰值點(diǎn)推遲了2 d，且E2優(yōu)于E1。而在第7天后，POD酶活性突變，活性提高，但整體要優(yōu)于CK。說明適合的UHVEF會抑制采后綠蘆筍嫩莖POD酶活性，但后期POD酶活性的突變，未能確定是否與UHVEF處理有關(guān)。

圖3 不同UHVEF處理對采后綠蘆筍可溶性糖量影響Fig.3 Effects of the different UHVEF treatment on soluble sugar of post-harvest green asparagus

圖4 不同UHVEF處理對采后綠蘆筍POD酶活性影響Fig .4 Effects of the different UHVEF treatment on POD activity of post-harvest green asparagus

2.5 UHVEF對各指標(biāo)影響的顯著性分析

表1是UHVEF處理對采后綠蘆筍失重率、呼吸強(qiáng)度、可溶性糖含量和POD酶活性4個指標(biāo)影響的顯著性分析。統(tǒng)計(jì)分析表明，UHVEF處理對這個4個指標(biāo)的影響均差異顯著。從表1可明顯看出，失重率除第3天經(jīng)E1和E2處理差異不顯著外，其余天數(shù)的變化均差異顯著，且均較CK差異達(dá)到顯著水平；呼吸強(qiáng)度除第1天經(jīng)E1和E2處理差異不顯著外，其余天數(shù)變化均差異顯著，且均較CK差異達(dá)到顯著水平；可溶性糖含量經(jīng)E1和E2處理后，呈現(xiàn)明顯優(yōu)于CK的趨勢，且差異性顯著；POD酶活性經(jīng)E1和E2處理后較CK呈現(xiàn)顯著性差異，但E1和E2處理之間差異不顯著。

表1 UHVEF處理對采后綠蘆筍各指標(biāo)影響的顯著性分析

表中數(shù)據(jù)是平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，數(shù)據(jù)標(biāo)有相同字母表示差異不顯著(P<0.05,Duncan’s檢測)

The data are mean±SD in the table,Bars with the same letters are not significantly different (P<0.05,Duncan’s test)

3 討論與結(jié)論

綠蘆筍采后依然會進(jìn)行一系列的生理生化活動，新鮮綠蘆筍嫩莖含水量約90%，組織幼嫩，表皮組織不發(fā)達(dá)，呼吸作用極強(qiáng)，其失重主要是因?yàn)楹粑暮驼趄v失水[29]。在本試驗(yàn)中，采后綠蘆筍的失重率隨貯藏時(shí)間延長呈明顯上升的趨勢，處理組的效果顯著優(yōu)于對照組，且經(jīng)250 kV/m處理的效果更好。由此可見，適宜的勻強(qiáng)高壓靜電場可以減緩采后綠蘆筍失重率。呼吸強(qiáng)度是反映采后綠蘆筍新陳代謝的重要指標(biāo)。綠蘆筍采后若呼吸作用強(qiáng)烈，在諸多因素的影響下，營養(yǎng)物質(zhì)大量消耗，易產(chǎn)生黃化、老化、彎曲、失重、木質(zhì)化、腐爛等問題[1]。本研究發(fā)現(xiàn)，由于采后綠蘆筍具有后熟現(xiàn)象，在處理前期，呼吸強(qiáng)度呈增長趨勢，且在采后第5天發(fā)生明顯的呼吸躍變，處理組的效果顯著優(yōu)于對照組，且經(jīng)250 kV/m處理的效果更好。經(jīng)勻強(qiáng)高壓靜電場處理后，呼吸強(qiáng)度下降，呼吸躍變時(shí)間推遲，顯著抑制了綠蘆筍的呼吸作用和后熟過程，對采后綠蘆筍貯藏保鮮效果明顯。可溶性糖是綠蘆筍的品質(zhì)的重要指標(biāo)，通常隨著貯藏時(shí)間的延長，綠蘆筍自身進(jìn)行生理代謝活動會消耗營養(yǎng)物質(zhì)，引起品質(zhì)劣化[30]。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)勻強(qiáng)高壓靜電場處理后可溶性糖含量變化差異顯著，與對呼吸強(qiáng)度的影響規(guī)律類似，貯藏中后期處理組的可溶性糖含量均高于對照組，含量的保持也有較好的效果，含量下降緩慢，其中經(jīng)250 kV/m處理效果明顯。降低果蔬呼吸強(qiáng)度是延長果蔬采后貯藏期的有效手段之一，此過程又與細(xì)胞膜滲透率和呼吸鏈相關(guān)的酶活性有關(guān)[31]。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)勻強(qiáng)高壓靜電場處理的采后綠蘆筍嫩莖POD酶活性會受到明顯抑制，其活性顯著低于對照組，且到達(dá)酶活性峰值的時(shí)間推遲。說明勻強(qiáng)高壓靜電場處理可以通過影響內(nèi)部酶活性降低其呼吸作用，從而實(shí)現(xiàn)保鮮貯藏。

綜上所述，采用適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)高壓靜電場對采后綠蘆筍嫩莖處理，具有良好的保鮮效果，各項(xiàng)生理指標(biāo)均表現(xiàn)出抑制性，場強(qiáng)越大，抑制效果越明顯。失重率增長速度明顯減緩；呼吸強(qiáng)度明顯減弱，呼吸躍變時(shí)間推遲了4 d，到達(dá)峰值的時(shí)間推遲了9 d；可溶性含糖量存在先上升后下降趨勢，后熟過程推遲2～4 d，后期保持效果好，下降速率平緩；POD酶活性呈現(xiàn)先上升又下降的趨勢，到達(dá)活性峰值點(diǎn)推遲了2 d，可以實(shí)現(xiàn)對采后綠蘆筍嫩莖保鮮，這與前人在利用勻強(qiáng)高壓靜電場在果蔬保鮮的研究效果類似[17-26]。本研究還發(fā)現(xiàn)，勻強(qiáng)高壓靜電場處理對綠蘆筍中POD酶的活性具有明顯影響，但仍需對內(nèi)部相關(guān)的更多酶活性等生理特性指標(biāo)開展系統(tǒng)研究和測定，從而確定不同勻強(qiáng)高壓靜電場處理對采后綠蘆筍嫩莖品質(zhì)和生理生化指標(biāo)的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，采用適當(dāng)勻強(qiáng)高壓靜電場處理可明顯地延長采后綠蘆筍嫩莖保鮮期，為今后勻強(qiáng)高壓靜電場對采后綠蘆筍嫩莖貯藏保鮮的深入研究，具有重要的參考作用。