茭白（Zizania latifolia Griseb.）又名菰、茭笋、茭瓜，为禾本科菰属多年生浅水草本植物。茭白是我国特有的水生蔬菜，栽培面积较为广泛，已成为仅次于莲藕的第二大水生蔬菜[1]，其中以浙江省种植面积最大，种植面积已经达到2 万hm2 以上[2]。茭白质地脆嫩、营养丰富，富含膳食纤维、蛋白质、多糖等多种营养物质，能较好地促进人体肠道健康[3]。由于茭白含水量较高，采后呼吸作用旺盛，在贮藏期极易发生变黄、腐烂、纤维化等现象，导致茭白销售周期短、销售半径小，严重制约了茭白产业发展，影响茭农的经济收入[4]。因此，研究采后保鲜方法以延长茭白贮藏期、改善贮藏品质对我国各地的茭白产业发展具有重要的意义。
目前，低温冷藏是果蔬类原料贮藏普遍采用的方法。随着冷藏基础设施和冷链物流平台的不断完善，我国果蔬采后损失率大幅度下降，贮藏时间也得到延长[5]。但是，仅仅依靠低温冷藏手段，无法使果蔬在长期贮藏中保持较好的口感和风味。因此，多种保鲜手段协同延长果蔬保鲜期，以改善其贮藏期品质，逐渐成为研究学者关注的热点。自发气调包装（modified atmosphere package，MAP）能通过果蔬自身呼吸作用来调节微环境气体，从而保持果蔬品质和延长贮藏期[6]。包装袋的材质、厚度等因素会影响MAP 形成的气体渗透平衡环境[7]。因此不同的果蔬需要选择适合的包装袋贮藏才能达到理想的保鲜效果。其中，聚乙烯（polyethylene，PE） 袋是目前使用最多的一种自发气调袋，在多种果蔬贮藏保鲜中得到了广泛的应用[8]。1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）作为乙烯抑制剂，能够明显减弱果实的乙烯释放量、降低其呼吸强度、延缓果蔬衰老[9]。1-MCP 结合保鲜包装能够有效抑制1-MCP 气体的流失，对水蜜桃[10]、油杏[11]、红苕尖[12]等果蔬的保鲜效果已经得到了证实。目前将保鲜剂与包装材料结合处理新鲜带壳茭白的对比研究鲜见报道。本研究以新鲜带壳茭白为原料，研究低温贮藏条件下1-MCP 保鲜剂与PE 包装袋结合处理对带壳茭白采后贮藏品质和木质化进程的影响，以期为延长带壳茭白的贮藏保鲜期、改善其贮藏品质提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜带壳茭白：岳西县民意茭白专业合作社。0.07 mm PE 保鲜袋、0.14 mm PE 保鲜袋、0.07 mm 纳米复合PE 保鲜袋：潍坊锦瑞保鲜包装有限公司。
1-MCP：美国AgroFresh 公司；丙二醛试剂盒、过氧化物酶试剂盒：南京建成生物工程研究所；葡萄糖、3，5-二硝基水杨酸（dinitrosalicylic acid，DNS）、酒石酸钾钠（均为分析纯）：上海源叶生物科技有限公司；浓硫酸、浓盐酸、苯酚、冰乙酸、重铬酸钾、氯化钡、十六烷基三甲基溴化铵（cetyltrimethylammonium bromide，CTAB）、石油醚（均为分析纯）：上海麦克林生化科技有限公司。
1.2 仪器与设备
紫外可见分光光度计（UV-5200）：上海元析仪器有限公司；低速离心机（SC-3610）：安徽中科中佳科学仪器有限公司；电子天平（JA5003B）：上海越平科学仪器有限公司；色差分析仪（CR-400）：柯尼卡美能达控股公司；质构仪（TA.XT Plus）：英国Stable Micro System 公司。
1.3 方法
1.3.1 贮藏方法
挑选成熟度适宜、大小均匀、无损伤的新鲜带壳茭白，分别用0.07 mm PE 袋（PE7）、0.14 mm PE 袋（PE14）、0.07 mm 纳米复合PE 袋（NCPE7）、1-MCP 结合0.07 mm PE 袋（PE7+1-MCP）、1-MCP 结合0.14 mm PE 袋（PE14+1-MCP）进行包装处理，其中包装袋大小均为100 cm×60 cm，每袋包装中带壳茭白约2.5 kg，1-MCP 保鲜剂为0.625 g（有效含量为0.014%）。样品包装后扎紧封口，于（1±1）℃冷库内贮藏60 d，每隔10 d取样进行指标测定。
1.3.2 色泽测定
色泽采用手持色差仪测定。茭白去壳后，取茭白肉从中间纵向剖开，测定切面的L* 值，每组各取4 根茭白重复测定，取平均值。
1.3.3 硬度测定
硬度采用质构仪（探头直径6 mm）测定，测定深度为10 mm。取纵向剖开的茭白肉测其切面中部硬度，每组各取4 根茭白重复测定，取平均值。
1.3.4 总糖含量测定
参照GB/T 15672—2009《食用菌中总糖含量的测定》中酸水解苯酚-硫酸比色法测定茭白中总糖含量[13]。准确称取干燥粉碎后的茭白样品0.1 g，加入10 mL 蒸馏水和3 mL 浓盐酸，100 ℃水浴中水解3 h，冷却后过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，合并滤液及洗液并定容至50 mL，得到提取液。吸取1 mL 提取液于10 mL 具塞试管中，加入1 mL 苯酚溶液，然后迅速加入5 mL 浓硫酸，反应液静置10 min，振荡混合，然后将试管置于30 ℃水浴反应20 min，测定反应液在490 nm 处吸光度。以葡萄糖为标准品绘制标准曲线，并计算总糖含量，结果表示为mg/g DW（以干重计）。
1.3.5 还原糖含量测定
采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定茭白中还原糖含量[14]。准确称取干燥粉碎后的茭白样品0.2 g 于试管中，加入10 mL 蒸馏水，50 ℃水浴提取20 min 后过滤，合并滤液及洗液，用蒸馏水定容至25 mL，得到还原糖待测液。吸取0.2 mL 待测液于试管中，用蒸馏水补至2 mL，加入DNS 试剂1.5 mL，沸水浴中保温5 min，取出后立即冷却至室温，用蒸馏水定容至25 mL，在540 nm 波长下测其吸光度。以葡萄糖为标准品绘制标准曲线，并计算还原糖含量，结果表示为mg/g DW。
1.3.6 纤维素含量测定
参考张翰卿等[7]的方法，采用酸性洗涤法测定茭白中纤维素的含量，结果以% DW 表示。
1.3.7 木质素含量测定
参考熊素敏等[15]的方法，准确称取0.1 g 干燥粉碎后的茭白试样于离心管中，加入10 mL 质量分数1%的醋酸溶液摇匀后离心、洗涤沉淀，然后加入4 mL 乙醇和乙醚混合液（体积比1∶1）浸泡3 min，弃去上清液，洗涤沉淀，并在沸水浴中蒸干。向沉淀中加入3 mL 质量分数72%的硫酸，摇匀后静置16 h，加入10 mL 蒸馏水，摇匀后置沸水浴5 min，冷却后加入5 mL 蒸馏水和0.5 mL 10%的氯化钡溶液，摇匀，离心。沉淀用蒸馏水洗涤2 次，向沉淀中加入10 mL 质量分数10%的硫酸和10 mL 0.1 mol/L 的重铬酸钾溶液，沸水浴中放置15 min，冷却至室温后进行滴定。加入5 mL 质量分数20%的KI 溶液和1 mL 质量分数0.5%的淀粉溶液，用0.2 mol/L 硫代硫酸钠滴定。木质素含量的计算公式如下。
X=K（a-b）/（n×48）
式中：X 为木质素含量，% DW；48 为1 mol C11H12O4相当于硫代硫酸钠的当量数；K 为硫代硫酸钠浓度，mol/L；a 为空白滴定所耗硫代硫酸钠体积，mL；b 为滴定溶液所耗硫代硫酸钠体积，mL；n 为样品质量，g。
1.3.8 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量测定
MDA 含量采用丙二醛测定试剂盒进行测定，结果以nmol/mg 表示。
1.3.9 过氧化物酶（peroxidase，POD）活性测定
POD 活性采用过氧化物酶试剂盒进行测定，以每毫克组织每分钟催化1 μg 底物所需的酶量为一个POD 活力单位，结果以U/mg 表示。
1.4 数据处理
每个指标均重复测定3 次，试验数据以平均值±标准差形式表示。采用Excel 2016 软件进行数据处理和图表绘制，采用SPSS 25 软件进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同包装处理对茭白色泽和硬度的影响
茭白采后颜色和硬度的变化会影响其感官质量和消费者接受度。茭白在贮藏期间颜色极易变黄，色泽变暗。L* 值表示果肉的明亮度，L* 值越小说明其亮度越低。不同包装处理对带壳茭白色泽和硬度的影响如图1 所示。
图1 不同包装处理对带壳茭白色泽和硬度的影响
Fig.1 Effect of different packaging treatments on color and hardness of shelled Zizania latifolia
A.L* 值；B.硬度。不同小写字母表示相同处理组不同贮藏时间差异显著，p<0.05；不同大写字母表示相同贮藏时间不同处理组间差异显著，p<0.05。
由图1A 可知，贮藏期间茭肉的L* 值整体上呈现下降的趋势。贮藏10 d 内，不同包装处理的茭白L* 值相差不大；贮藏50 d 后，PE7、NCPE7、PE7+1-MCP 组的L* 值与PE14、PE14+1-MCP 组之间差异显著。贮藏20 d 后，PE7、NCPE7、PE7+1-MCP 组的L* 值显著低于贮藏0 d 的茭白。PE14+1-MCP 组的L* 值在贮藏前50 d 无显著性差异。贮藏60 d 时，PE7、PE14、NCPE7、PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 组的L* 值相比贮藏0 d 分别下降了2.33%、1.51%、2.76%、1.99%、1.03%。由此可见，PE 保鲜袋厚度增加能够有效保持茭白色泽，且1-MCP 结合PE 保鲜袋可以不同程度地延缓茭白L* 值的降低，其中厚度较高的0.14 mm PE 袋保鲜效果更好，这可能与其低透湿性和低透气性有关[16]。
由图1B 可知，贮藏过程中，各组茭白的硬度均呈现逐渐下降的趋势。贮藏前10 d，各组茭白的硬度下降迅速，这可能是由于PE 包装透湿性较高，导致茭白水分流失速度快[17]。除NCPE7 组外，不同厚度包装处理组间无显著差异，可能是因为厚度较高的PE14 袋透氧率和透湿率虽然较低，但其袋内“结露”现象严重，导致微生物感染极易腐烂，降低了茭白硬度[7]。除40 d 外，其他贮藏时间内，PE7+1-MCP 和PE14+1-MCP 组茭白的硬度均高于其他处理组，说明1-MCP 结合PE 包装处理能够有效抑制茭白软化。而NCPE7 的包装袋具有一定直径的微孔，导致茭白水分迅速流失，其色泽和硬度均显著低于其他处理组。
2.2 不同包装处理对茭白还原糖和总糖含量的影响
还原糖和总糖是评价茭白新鲜程度的重要品质指标之一。果蔬在采后贮藏过程中，自身呼吸作用会促使总糖分解产生还原糖并进行能量供给[18]。不同包装处理对带壳茭白还原糖和总糖含量的影响如图2 所示。
图2 不同包装处理对带壳茭白还原糖和总糖含量的影响
Fig.2 Effect of different packaging treatments on reducing sugar and total sugar contents of shelled Zizania latifolia
A.总糖含量；B.还原糖含量。不同小写字母表示相同处理组不同贮藏时间差异显著，p<0.05；不同大写字母表示相同贮藏时间不同处理组间差异显著，p<0.05。
由图2 可知，各组茭白在贮藏期间还原糖和总糖含量均呈现逐渐下降的趋势。其中，NCPE7 组茭白的还原糖和总糖含量在贮藏前40 d 迅速降低，且整个贮藏期间显著低于其他各处理组，这是由于复合PE 袋的高透氧性使得果实呼吸消耗或代谢其营养成分[17]。贮藏前20 d，PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 组茭白的总糖含量低于PE7、PE14 组，之后高于其他处理组，可能是因为贮藏前期茭白内的淀粉等大分子化合物在酶的作用下转化为糖、有机酸等可溶性物质，但总糖分解速度大于转化速度[11]。后期PE 袋的低透湿性有利于微生物的繁殖，造成了营养物质的大量消耗，而1-MCP 结合PE 袋处理组发挥抑制果实呼吸代谢作用，延缓了微生物繁殖速度和营养物质消耗，使茭白中的总糖含量呈现缓慢下降的趋势[17，19]。除30 d 和40 d 外，PE7 和PE7+1-MCP 组、PE14 和PE14+1-MCP 组间的还原糖含量下降程度无显著性差异，厚度高的PE 袋中茭白还原糖更高，可能是因为PE 袋越厚，其透气性越低，更有利于带壳茭白的贮存[20]。PE 袋内形成的低O2高CO2 气体环境对降低茭白呼吸强度，减少还原糖消耗代谢效果显著[16-17]。
2.3 不同包装处理对茭白纤维素和木质素含量的影响
茭白采后衰老进程加快，在贮藏期间易积累木质素，导致茭肉发生木质化现象，从而使茭白质地变差，影响其品质与食用口感[7]。纤维素是茭白细胞壁的主要结构物质，对维持细胞组织特性具有重要作用，但过量的纤维素会影响茭白品质[19]。不同包装处理对带壳茭白纤维素和木质素含量的影响如图3 所示。
图3 不同包装处理对带壳茭白纤维素和木质素含量的影响
Fig.3 Effect of different packaging treatments on cellulose and lignin contents of shelled Zizania latifolia
A.木质素含量；B.纤维素含量。不同小写字母表示相同处理组不同贮藏时间差异显著，p<0.05；不同大写字母表示相同贮藏时间不同处理组间差异显著，p<0.05。
如图3A 所示，贮藏期间带壳茭白中的木质素含量呈现上升的趋势。贮藏10 d 时，NCPE7 组茭白的木质素含量迅速升高，且显著高于其他处理组，说明该复合PE 袋的微孔结构无法有效抑制木质素的合成，不能满足茭白的保鲜需求。贮藏前20 d，除NCPE7 外，其他各组的木质素含量增加程度相似，均呈现缓慢升高的趋势；贮藏30 d 时，PE7、PE14 组茭白的木质素含量显著升高。1-MCP 结合PE 包装袋处理的带壳茭白保鲜效果更好，且PE 袋越厚越能有效抑制茭白中木质素的合成和积累。
由图3B 可知，各组带壳茭白的纤维素含量均呈现上升的趋势。贮藏期间，PE7+1-MCP 组纤维素含量的升高在贮藏前20 d 相对缓慢，20 d 后迅速升高。而PE14+1-MCP 组的纤维素含量增长较为缓慢，且在整个贮藏期内，其纤维素含量均低于其他处理组。结果表明，1-MCP 结合厚度较高的PE 袋能够显著降低茭白采后的呼吸强度，对抑制带壳茭白中纤维素合成效果更好。朱锐等[21]研究发现采用100% CO2 气调包装能够有效抑制微生物生长，更好地延长茭白货架期。厚度较高的PE 袋能够提供低O2 高CO2 的气体环境，同时1-MCP 能够持续发挥降低茭白呼吸强度、抑制乙烯合成及释放的作用[22]，有效延缓了茭白的衰老和木质化进程。
2.4 不同包装处理对茭白MDA 含量的影响
MDA 是细胞膜脂质过氧化的产物之一，其含量是判断果实产生的活性氧自由基对细胞膜损伤的程度的重要指标，因此，测定MDA 含量可以判断果实衰老程度[17，23]。不同包装处理对带壳茭白MDA 含量的影响如图4 所示。
图4 不同包装处理对带壳茭白MDA 含量的影响
Fig.4 Effect of different packaging treatments on MDA content of shelled Zizania latifolia
不同小写字母表示相同处理组不同贮藏时间差异显著，p<0.05；不同大写字母表示相同贮藏时间不同处理组间差异显著，p<0.05。
如图4 所示，各组茭白的MDA 含量随着贮藏时间的延长不断增加。贮藏前10 d，PE7、PE14 组MDA含量增加显著，而其他各组茭白MDA 含量维持在较低水平；贮藏20～60 d 期间，NCPE7 组茭白MDA 含量迅速积累，说明茭白在贮藏期间膜脂不饱和度不断降低，细胞膜完整性被破坏[17]。整个贮藏期间，PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 组茭白的MDA 含量均较低，贮藏50 d 时，其MDA 含量分别为0.379、0.367 nmol/mg。其中，1-MCP 结合0.14 mm 的PE 袋保鲜效果更好，能够有效抑制茭白中MDA 含量积累，维持细胞正常代谢，减缓果实后熟衰老[24]，这与高芳等[16]的研究结果一致。
2.5 不同包装处理对茭白POD 活性的影响
POD 是影响木质素聚合的关键酶，它的活性变化与果实衰老密切相关[25]。不同包装处理对带壳茭白POD 活性的影响如图5 所示。
图5 不同包装处理对带壳茭白POD 活性的影响
Fig.5 Effect of different packaging treatments on POD activity of shelled Zizania latifolia
不同小写字母表示相同处理组不同贮藏时间差异显著，p<0.05；不同大写字母表示相同贮藏时间不同处理组间差异显著，p<0.05。
由图5 可知，各组茭白POD 活性在贮藏期间均呈现上升趋势。贮藏10 d 时，各组茭白的POD 活性从贮藏前的433.64 U/mg 迅速升高至478.41～496.05 U/mg。POD 能催化过氧化氢分解，催化木质素单体氧化聚合形成木质素大分子[26]。因此，抑制POD 活性可以减少木质素合成，减缓茭白木质化进程。贮藏后期，PE7+1-MCP、PE14+1-MCP 组的茭白POD 活性增长较为缓慢，显著低于其他各处理组，且PE14+1-MCP 组茭白的POD 活性始终低于PE7+1-MCP 组，PE14+1-MCP组在贮藏60 d 时茭白的POD 活性仅为513.57 U/mg。结果表明，1-MCP 结合PE 袋处理能够有效抑制茭白在贮藏期间POD 活性，减缓木质素的合成。LIU 等[27]研究发现1-MCP 处理能够通过抑制莱阳梨中POD 活性的增加来减少木质素的积累，这与本研究结果一致。
3 结论
本研究以新鲜带壳茭白为原料，对比分析了低温贮藏条件下不同包装处理对带壳茭白采后贮藏品质和木质化进程的影响。研究结果表明，在（1±1）℃贮藏温度下，与单一PE 袋包装相比，1-MCP 结合PE 袋包装处理更有利于带壳茭白的保鲜，且PE 袋越厚，保鲜效果越好。厚度较高的PE 袋能显著降低袋内O2 体积分数和提高CO2 体积分数，同时1-MCP 能够持续发挥降低茭白呼吸强度和抑制乙烯合成及释放的作用。在60 d 的贮藏期内，1-MCP 结合0.14 mm PE 袋处理较好地保持了带壳茭白的贮藏品质和营养成分及细胞膜的完整性，延缓了果实衰老和降低其木质化程度，对延长带壳茭白的贮藏期及改善其贮藏品质起到了良好的效果。
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