油菜采后品质劣变与保鲜技术研究进展
作者: 部建雯 李雨轩 刘文秀 孙雨晴 张雅琦 桑子涵Research Progress on Postharvest Quality Deterioration and Preservation Technology of Rapeseed
BU Jianwen, LI Yuxuan,LIU Wenxiu, SUN Yuqing, ZHANG Yaqi, SANG Zihan (DepartmentofFoodScience and Enginering,Shandong Agriculture andEngineering University,Jinan 250100, China)
Abstract: As an important vegetable crop,rapeseed often faces the problem of quality deterioration after harvest, which seriously affcts its commodity value and food safety. In this paper, the postharvest quality deterioration ofrapeseed is described,such as theappearanceof wilting, nutrient los,microbial infectionand decay, etc.,andthephysiological,biochemicalandmicrobiologicalmechanisms leading todeteriorationaredeeplyanalyzed, and the research progressof physical, chemical and biological preservation technologies inrapeseed preservation is introduced indetail, including low-temperature storage, modified atmosphere preservation, film preservation, chemica preservatives and the use of biological preservatives,etc., aiming to provide a theoretical reference for improving the postharvest preservation effect and prolonging the shelf life of rapeseed.
Keywords: rapeseed; quality deterioration; preservation technology; research progress
油菜(BrassicanapusL.)是十字花科芸臺属植物,在全球范围内广泛种植,不仅是重要的油料作物,其鲜嫩的茎叶部分作为蔬菜也深受消费者喜爱。油菜富含维生素C、维生素K、膳食纤维和矿物质等多种营养成分,具有抗氧化、降血脂、预防心血管疾病等多种保健功效。然而,油菜采后由于脱离了母体植株的营养供应和水分调节,自身生理代谢活动发生显著变化,加之受到微生物侵染,极易出现品质劣变现象,如叶片发黄、萎蔫、腐烂,营养成分损失,风味丧失等。
1油菜采后品质劣变的表现
1.1外观品质劣变
(1)叶片萎蔫与黄化。油菜采后,水分平衡被打破,蒸腾作用持续进行,导致叶片细胞失水,膨压下降,从而出现萎蔫现象。同时,随着采后时间的延长,叶绿素酶活性增强,叶绿素逐渐被分解,叶片由绿色逐渐变为黄色,严重影响油菜的外观品质和商品价值。研究表明,在常温( 25∘C )贮藏条件下,油菜叶片在采后第3天就开始出现明显的萎蔫现象,第5天叶片黄化面积超过 50%[1] 号
(2)组织软化与腐烂。采后油菜表面及内部可能携带多种微生物,如细菌、真菌等。在适宜的温湿度条件下,这些微生物会迅速繁殖,分泌各种水解酶,如纤维素酶、果胶酶等,进而分解油菜组织中的细胞壁和细胞间质成分,导致细胞间连接松散,组织软化。随着微生物侵染的加剧,油菜组织出现水渍状病斑,进而腐烂,产生异味,完全失去食用价值。
1.2 营养品质劣变
(1)维生素损失。油菜中的维生素C是重要的抗氧化营养成分,但采后其含量会迅速下降。 ① 维生素C易被氧化,采后油菜组织中的呼吸代谢产生的活性氧物质会加速维生素C的氧化分解。 ② 一些酶类如抗坏血酸氧化酶活性增强,直接催化维生素C的氧化反应。研究显示,在常温贮藏7d后,油菜中维生素C含量下降 50% 以上。维生素K在油菜采后也会因光、温度等因素影响而发生降解,最终导致油菜的营养价值降低[2]。
(2)矿物质与蛋白质变化。采后油菜对矿物质的吸收停止,但体内的生理代谢活动仍在消耗能量和营养物质,导致部分矿物质元素流失。同时,蛋白质会在蛋白酶的作用下发生水解,含量逐渐减少,氨基酸组成也发生变化,影响油菜的营养均衡。
1.3 风味品质劣变
① 一些挥发性风味物质,如硫代葡萄糖苷的降解产物的含量会随着采后时间的延长而减小,最终使油菜的特殊风味减弱。 ② 微生物代谢产生的一些异味物质,如醇类、醛类等,会掩盖油菜原有的风味,使其食用口感变差[3]
2油菜采后品质劣变的原因
2.1生理生化因素
2.1.1 呼吸代谢
采后油菜仍可进行呼吸作用,消耗氧气并产生二氧化碳和水,同时释放能量。呼吸作用是维持采后油菜生命活动的基础,但过度的呼吸代谢会加速营养物质的消耗,导致其品质下降。随着贮藏时间的延长,油菜呼吸速率逐渐升高,在达到呼吸高峰后又逐渐下降。呼吸高峰的出现标志着油菜生理状态的转变,此时营养物质消耗加剧,组织衰老加速[]。
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2.1.2 水分散失
采后油菜结合蒸腾作用持续失水,当失水量达到一定程度时,细胞膨压降低,细胞膜通透性增加,细胞内物质外渗,引发一系列生理生化反应。水分散失还会导致酶活性改变,一些水解酶活性增强,加速细胞内大分子物质的分解,如淀粉水解为还原糖,蛋白质水解为氨基酸等,从而影响油菜的品质。此外,水分散失造成的组织萎蔫还会降低油菜的抗病能力,从而有利于微生物的侵染和繁殖。
2.1.3 酶活性变化
除前文提到的叶绿素酶、抗坏血酸氧化酶、蛋白酶等,多酚氧化酶(PolyphenolOxidase,PPO)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)等也会发生变化。PPO可催化酚类物质氧化生成醌类物质,醌类物质会进一步聚合形成褐色物质,导致油菜组织褐变,影响外观品质。POD参与植物的防御反应和衰老过程,在采后油菜中,POD活性先升高后降低,其活性变化与细胞膜中脂质发生过氧化反应的程度密切相关,高活性的POD会加速膜脂过氧化,破坏细胞膜结构,导致细胞内物质代谢紊乱,促进品质劣变[5]。
2.2微生物因素
2.2.1 病原菌侵染
油菜采后会受到多种病原菌的侵染,如真菌中的灰霉菌、链格孢菌,细菌中的软腐病菌等。这些病原菌通过伤口、气孔等途径侵入油菜组织,在适宜的环境条件下大量繁殖,分泌毒素和水解酶,破坏细胞结构和生理功能,导致组织腐烂、变质。例如,软腐病菌分泌的果胶酶能够分解油菜细胞壁中的果胶物质,使细胞分离,组织软化腐烂;灰霉菌在侵染过程中产生的毒素可降低油菜组织的pH值,抑制油菜自身的防御反应,促进病原菌的生长和扩散。
2.2.2 微生物种群动态变化
在贮藏初期,油菜表面的微生物主要以附生微生物为主,如一些表面消毒后仍残留的细菌和真菌孢子。随着贮藏时间的延长,病原菌遂渐占据优势地位,数量迅速增加,导致油菜病害发生和品质劣变。同时,微生物之间存在相互作用,一些有益微生物可能会抑制病原菌的生长,而不良的贮藏条件会破坏微生物群落的平衡,使病原菌更容易滋生和传播。
3油菜采后保鲜技术研究进展
3.1物理保鲜技术
3.1.1 低温贮藏
低温贮藏是最常用的油菜保鲜方法之一,低温能降低油菜的呼吸代谢速率,抑制酶活性和微生物生长繁殖,从而延缓品质劣变。一般来说,油菜适宜的贮藏温度为 0~2‰ ,相对湿度在 90%~95% 。在该条件下,油菜的呼吸速率可显著降低,水分散失减少,酶活性受到抑制,微生物生长缓慢。研究表明,在温度为 0°C 、相对湿度为 95% 的条件下贮藏,油菜可保鲜 10~15d ,且其外观和营养品质保持较好。
3.1.2 气调保鲜
气调保鲜通过调节贮藏环境中的气体成分比例,如降低氧气浓度、增加二氧化碳浓度,来抑制油菜的呼吸作用和微生物生长。适当降低氧气浓度(一般为2%~5% )可减少呼吸底物的氧化消耗,抑制需氧微生物的生长;增加二氧化碳浓度(一般为 3%~10% )能抑制油菜的呼吸代谢,调节酶活性,同时对一些病原菌具有抑制作用。
3.1.3 辐照保鲜
辐照保鲜是利用电离辐射(如γ射线、电子束等)对油菜进行处理,以达到杀菌、抑制发芽和延缓衰老的目的。辐照能够破坏微生物的DNA结构,使其失去繁殖能力,同时也能抑制油菜的一些生理生化反应。研究发现,适宜剂量的 γ 射线辐照(一般为0.5~2.0kGy )可以有效杀灭油菜表面及内部的病原菌,降低呼吸速率,延缓叶绿素降解和组织衰老。
3.2化学保鲜技术
3.2.1 化学防腐剂
化学防腐剂是通过抑制或杀灭微生物来延长油菜保鲜期的一类化学物质。常用的化学防腐剂有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、脱氢乙酸钠等。这些防腐剂能够干扰微生物的细胞膜结构和生理代谢过程,从而抑制微生物的生长繁殖。在油菜保鲜中,使用 0.1%~0.2% 的山梨酸钾溶液对其进行浸泡处理,可有效抑制微生物生长,延缓油菜腐烂。
3.2.2 涂膜保鲜剂
涂膜保鲜剂是将具有成膜性的物质涂抹在油菜表面,形成一层保护膜,起到延缓水分散失、调节气体交换、抑制微生物繁殖的作用。常用的涂膜材料有壳聚糖、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠等。其中,壳聚糖具有抗菌、抗氧化和良好的成膜性能,用1%~2% 的壳聚糖溶液对油菜进行涂膜处理,可在其表面形成一层透明、具有一定透气性和阻水性的薄膜,其能有效减少油菜的水分散失,抑制其呼吸作用,同时壳聚糖的抗菌活性能够抑制微生物生长,显著延长油菜的货架期。
3.3生物保鲜技术
3.3.1 生物保鲜剂
生物保鲜剂是利用生物或其代谢产物来抑制微生物生长、延缓油菜品质劣变的一类保鲜剂。常见的生物保鲜剂有乳酸菌及其代谢产物、拮抗微生物、天然植物提取物等。乳酸菌能够产生乳酸、细菌素等抑菌物质,对多种病原菌具有抑制作用。将乳酸菌发酵液喷洒在油菜表面,可有效抑制灰霉菌等病原菌的生长,延长油菜保鲜期。拮抗微生物如枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)能够通过竞争营养、空间以及产生抗菌物质等方式抑制病原菌生长。天然植物提取物如大蒜提取物、迷迭香提取物等含有多种具有抗菌、抗氧化活性的成分,可抑制微生物生长,延缓油菜衰老。
3.3.2 基因工程技术
在油菜保鲜中,基因工程技术主要通过调控油菜自身的基因表达,增强其抗逆性和保鲜性能。例如,通过基因工程手段抑制油菜中叶绿素酶基因的表达,可延缓叶绿素降解,保持叶片绿色;导入抗菌肽基因,使油菜自身产生抗菌物质,增强对病原菌的抵抗能力。然而,基因工程技术在油菜保鲜中的应用还处于研究阶段,面临着技术难度大、安全性评估复杂等诸多挑战,距实际应用还有一定距离。
4结语
油菜采后品质劣变是由多种生理生化和微生物因素共同作用的结果,严重影响着其商品价值和食用安全性。当前,物理、化学和生物保鲜技术在油菜保鲜中已取得一定成效,但仍存在一定的局限性。未来,需通过多学科交叉融合研究,揭示品质劣变机制,研发出更加绿色、安全、高效的保鲜技术,并构建基于供应链的全程保鲜技术体系,以实现油菜采后保鲜效果的显著提升,减少采后损失,以满足消费者对新鲜、优质油菜产品的需求,进而促进油菜产业的可持续发展。
参考文献
[1]徐熙航.油菜素内酯采后处理对不同温度贮藏香椿芽生理及品质的影响[D].保定:河北大学,2022.
[2]孙润获.外源物质处理对薄皮甜瓜果实品质形成及采后贮藏的影响[D].武汉:华中农业大学,2023.
[3]白春美.油菜素内酯对番茄果实采后冷害的调控机制研究[D].天津:天津科技大学,2022.
[4]韩苏健.基于采摘后果实品质评价指标的新疆香梨园绿肥种植效果研究[D].阿拉尔:塔里木大学,2023.
[5]陈桂芳.24-表油菜素内酯对采后枇杷果实冷害调控机制的研究[D].南京:南京农业大学,2022.
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