纳米抗菌包装材料对延缓白莲藕风味品质劣变的影响

孙世旭,李 莉,韩祥稳,周 游,曹崇江*

(南京财经大学食品科学与工程学院,江苏 南京 210003)

摘 要:为解决白莲藕在贮运过程中风味品质劣变的问题,制备纳米抗菌包装材料延缓白莲藕衰老,将白莲藕分别包装在普通包装材料与纳米抗菌包装材料中,抽真空后贮藏在25 ℃、相对湿度35%条件下,每4 d取样测定白莲藕的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和总酚含量,并测定贮藏20 d的普通包装和纳米抗菌包装白莲藕的挥发性组分代谢相关基因表达水平。通过电子鼻、气相色谱-质谱分析纳米抗菌包装材料对白莲藕风味的影响。结果表明:在贮藏末期,纳米抗菌包装组白莲藕体内MDA、总酚含量分别为0.865 4 mmol/g、5.873 mg/100 g,在贮藏过程中,纳米抗菌包装组白莲藕超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活力高于普通包装,说明纳米抗菌包装可抑制白莲藕的衰老;另外,纳米抗菌包装可以调节白莲藕挥发性组分代谢相关基因的表达。研究证实真空贮藏条件下纳米抗菌包装材料能够调节白莲藕的基因表达,从而进一步影响莲藕品质。

关键词:白莲藕;纳米抗菌包装;丙二醛;总酚;挥发性组分;基因表达

莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn.)是我国重要的水生蔬菜,主要分布在长江三角洲、珠江三角洲、洞庭湖等地,含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素等营养物质[1-2]。莲藕属于水生植物,含水量高,表皮非常薄,容易受到损伤,而且采收后,由于生存条件的改变,由“水生”变为“陆生”,生理变化加剧,严重影响莲藕的贮藏品质[3],进而影响莲藕的风味。目前对于莲藕的研究主要集中于贮藏方式的研究,莲藕的贮藏方式包括SO2熏蒸、隔离氧气、气调包装及低温贮藏等,但这些方法存在着食品安全性、价格较高以及贮藏效果一般等问题。

随着人们对果蔬保鲜要求的不断提高,如何改变、提升包装材料性能成为专家学者们研究的又一个热点问题,而纳米技术的出现为解决这个问题提供了方法。纳米技术使传统的包装材料不仅具有优良的物化性能,如高阻气、阻湿性、较高的耐磨性、较高的强度和韧性等,同时具有较好的成型性。利用纳米抗菌包装材料具有的特殊优秀性能,结合各种食品保鲜的特性及材料要求,在蔬菜、水果、肉制品及奶制品方面取得了较好的贮藏效果[4-6],但纳米包装对于莲藕采后品质的研究尚鲜见报道。

风味作为评价食品品质的重要指标越来越受到人们的关注。近年来对风味的研究主要集中在加工处理方式对风味品质的影响。汪薇等[7]研究了超高压静水处理对鲜切莲藕贮藏品质的影响,结果表明采用超高压方法处理鲜切莲藕真空包装产品,可以延缓鲜切莲藕的品质劣变。刘春菊等[8]建立了冷冻莲藕贮藏期间品质变化动态模型,结果表明冷冻处理的莲藕可以保持莲藕原有的大部分品质风味。但不同包装对于莲藕贮藏期间风味影响的研究极少。

本实验采用纳米抗菌包装材料对白莲藕进行真空包装贮藏,研究贮藏期间纳米抗菌包装对白莲藕挥发性组分及相关基因的影响,以期阐明纳米抗菌包装材料对白莲藕挥发性组分的影响,为白莲藕采后贮运中的衰老调控提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白莲藕购于南京市栖霞区南京邮电广场菜市场,选取大小均一、无机械损伤的莲藕,将表面清洗干净后进行包装处理。普通包装材料由扬州天成食品公司惠赠。

三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸(2-thiobarbituric acid,TBA)、福林-酚试剂、偶联剂、润滑剂、分散剂 国药集团化学试剂有限公司;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)测定试剂盒、过氧化氢酶(catalase,CAT)测定试剂盒 南京建成生物工程研究所;植物RNA提取试剂盒 北京华越洋生物科技有限公司;反转录cDNA试剂盒 日本Takara公司。

1.2 仪器与设备

人工气候箱 宁波江南仪器设备有限公司;Allegra 64R冷冻离心机 美国Beckman公司;全波长酶标仪SpectraMax 190 南京百奥生物科技有限公司;FOX 3000电子鼻系统 法国Alpha MOS公司;AJ-320智能真空保鲜机 广东省东莞市益健包装机械有限公司;7890A-5975C气相色谱-质谱(gas chromatographymass spectrometer,GC-MS)仪 美国安捷伦公司;固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)头美国Suplco公司;聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)仪、荧光定量PCR仪 美国Bio-Rad公司。

1.3 方法

1.3.1 纳米抗菌包装材料的制备

纳米抗菌粉体制备:配制20 mg/L的银氨溶液,在pH 10条件下加入纳米SiO2,振荡1 h,使得Ag通过强静电吸附在SiO2表面晶格中,离心后室温干燥,再经紫外照射1 h后制备成具有抗菌性的Ag/SiO2粉体[9]

纳米抗菌包装材料的制备:首先将30%(质量分数,下同)Ag/SiO2抗菌粉体、25%凹凸棒土、10%纳米SiO2及35%纳米TiO2制备成纳米复合粉体;将15.55%纳米复合粉体、2%偶联剂、1%润滑剂、9%分散剂、49.01%低密度聚乙烯与23.44%线性低密度聚乙烯制备成纳米母粒;然后,将7.5%纳米母粒、92.5%复合塑料粒子吹塑成纳米包装材料。厚度与普通包装材料一致,均为0.1 mm。

1.3.2 贮藏条件

分别取一节完整的白莲藕包装进普通包装袋及纳米抗菌包装袋中,两种包装袋各包装5 袋并抽真空。将人工气候箱的条件设置为室温环境,温度25 ℃、相对湿度35%,每隔4 d取样测定。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 电子鼻测定

取6 g白莲藕于20 mL密封样品瓶,使用配备12 种MOS传感器类型(表1)的电子鼻系统对样品进行检测[10],做3 次平行实验。

表1 FOX3000型电子鼻MOS传感器的敏感性和分离性
Table 1 Information about MOS sensors used in model FOX3000 electronic nose

阵列序号 传感器名称 检测气体种类1 LY2/LG 氧化气体2 LY2/G 酮类、醇类3 LY2/AA 酮类、氨气4 LY2/GH 有机胺类5 LY2/gCTL 含硫化合物6 LY2/gCT 醇类7 T30/1 酸类8 P10/1 氨气、酸类9 P10/2 烃类10 P40/1 氟11 T70/2 芳香类化合物12 PA/2 酮类、醇类、有机胺、含硫化合物

电子鼻检测条件:载气为干燥洁净空气,顶空生产时间40 s,顶空生产温度120 ℃,进样量1 000 μL,注射器温度50 ℃,搅拌速率500 r/min,数据采集延迟时间60 s,数据采集时间600 s。

1.3.3.2 GC-MS分析

将白莲藕捣碎匀浆后准确称取10.0 g放入20 mL的顶空瓶中,置于40 ℃恒温水浴锅中平衡30 min后将SPME萃取头深入顶空瓶,伸出萃取头中的纤维萃取40 min,缩回纤维、拔针,最后将萃取头插入GC进样口,伸出纤维,解吸5 min即可,每次解吸之后萃取头需老化20 min[11]

GC条件:DB-5毛细管色谱柱(30.0 m×0.25 mm,0.5 µm),进样口温度为250 ℃,载气为He,流速为1.0 mL/min,不分流进样;升温程序:柱温35 ℃,保持5 min,以7 ℃/min升至150 ℃,以5 ℃/min升至230 ℃保持5 min。

MS条件:离子源为EI源,能量70 eV,离子源温度250 ℃,接口温度230 ℃,质量扫描范围40~550 amu。

化合物鉴定及定量定性分析:样品挥发性化合物经GC分离,不同组分形成其各自的色谱峰,用GC-MS仪进行分析鉴定。分析结果运用计算机谱库(NIST/WILEY)进行初步检索及资料分析,再结合文献进行人工谱图解析,确认挥发性化合物的各个化学成分。化合物相对含量确定采用面积归一法。

1.3.3.3 总酚含量的测定

总酚的提取:取3.0 g白莲藕,磨碎,按料液比1∶22(m/V)加入体积分数40%的乙醇,用乙酸调节pH值至3,置于40 ℃、200 W的超声场中浸提72 min,过滤,分离滤液,定容至100 mL,混匀后测定总酚含量[12]

总酚含量的测定:移取0.125 mL提取液,加入0.5 mL蒸馏水和0.125 mL福林-酚试剂,混匀后25 ℃下静置反应6 min。再加入1.25 mL 7 g/L碳酸钠溶液和1 mL蒸馏水混匀后在25 ℃下避光静置90 min。取0.175 mL上清液于96 孔板中,在760 nm波长处测定吸光度并且用0.125 mL甲醇替代提取液做空白对照,结果以干质量计。

1.3.3.4 丙二醛含量的测定

使用TBA法测定丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量。称取2.0 g样品,加入5.0 mL 5 g/100 mL三氯乙酸溶液,在冰浴的条件下用研钵研磨成浆后,10 000 r/min离心20 min。取上清液2.0 mL,加入2.0 mL 0.67 g/100 mL TBA溶液,混匀后沸水浴30 min。冷却,取上清液0.175 mL于96 孔板中,测定在450、532、600 nm波长处的吸光度,根据下式计算MDA的含量[13],结果以湿质量计。

1.3.3.5 SOD、CAT活力的测定

SOD、CAT活力分别采用SOD、CAT试剂盒测定。在37 ℃条件下,每毫克组织蛋白每秒钟分解1 µmol的H2O2的量为1 个酶活力单位(U)。蛋白质量浓度的测定:取样品0.5 g用5 mL蒸馏水研磨后3 000 r/min离心10 min,取上清液1.0 mL于试管中,加入5.0 mL考马斯亮蓝G-250溶液充分混合,放置2 min后在595 nm波长处比色,通过标准曲线计算蛋白质量浓度。

1.3.3.6 莲藕转录组序列分析

表2 引物序列表
Table 2 Primer sequences used in this study

基因ID 引物序列(5′-3′)104608054-F TCCCTCCGCCATTGGATTTT 104608054-R CAGCCAATCCTACCCTGTGG 104611134-F GTCGGAAAACCCTCGGAAGT 104611134-R ATGGCGGCCTGCAATTTAAC 104601200-F GGGCTGCTACCACCAATCTG 104601200-R CGAGGGGACAATCCTGTGAC 104602034-F AGAGGTGTAATGTGGGCTGC 104602034-R TCCCAACATACCGAAGCACC 104612735-F AAGACGTAAGACGGGAGGGA 104612735-R GAGAGAGACGAATCGGCGAG 104595789-F CGGGTGGGATGTTATCGGAG 104595789-R GTGCTTTGCATCCCCCAAAG Actin-F GACTCTGGTGATGGTGT Actin-R CACTTCATGATGGAGTTGT

对普通包装贮藏和纳米抗菌包装贮藏20 d的白莲藕进行取样,每组称取100 mg,在液氮中进行粉碎研磨。研磨后的白莲藕样品,利用RNA提取试剂盒进行RNA提取。用于莲藕转录组测序的RNA样品要代表普通包装贮藏和纳米抗菌包装贮藏20 d的白莲藕RNA,因此多次提取各处理组的RNA后,分别混合各处理组的RNA。白莲藕转录组测序委托北京诺禾致源基因测序公司进行。

使用R语言包“DESeq”进行两个条件/组的差异表达分析(每个条件两个生物学重复)。DESeq提供统计程序,用于使用基于负二项分布的模型确定数字基因表达数据中的差异表达。使用参考文献[14]的方法调整所得的P值以控制错误发现率。由DESeq发现的调整所得P值小于0.05的基因被指定为差异表达[14-15]

根据白莲藕转录组的测序结果和参考文献[16],获得适用于白莲藕物种的内参基因Actin的基因序列以及参与挥发性组分代谢途径的相关基因的序列。然后根据已知的基因序列,利用Primer 3.0软件设计各个基因的上下游引物(表2),引物委托相关公司合成。

1.3.3.7 差异基因的荧光定量PCR分析

取2 μg白莲藕RNA,根据反转录cDNA试剂盒的说明方法,利用PCR仪合成cDNA。

根据莲藕转录组测序结果,选取6 个参与挥发性组分代谢途径的差异基因进行表达分析,以内参基因Actin为对照组,反应体系为:10 µL QpcrMix酶、10 µmol/L 0.8 µL引物F、10 µmol/L 0.8 µL引物R、0.4 µL染色剂2、2 µL cDNA、6 µL ddH2O。荧光定量PCR程序:95 ℃保持1 min;95 ℃保持10 s,60 ℃保持1 min,循环40 次。由荧光定量PCR仪分析得出结果。

1.4 数据处理

每组实验重复3 次,结果以平均值±标准差表示。数据使用JMP 10.0与SPSS 19.0统计软件分析,采用独立性t检验法分析显著性,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 纳米包装对白莲藕挥发性组分含量的影响

根据连接电子鼻上各传感器间的相应数值,建立了两种包装中白莲藕在贮藏末期的雷达指纹图谱(图1A),从而比较贮藏期间白莲藕在两种包装处理下的风味变化情况。从图1A可以看出,经过两种包装处理的白莲藕的雷达指纹图谱外形轮廓相似,这说明经过两种包装处理的白莲藕的挥发性物质相近。与纳米抗菌包装的白莲藕相比较,普通包装的白莲藕在LY2/G、LY2/AA和LY2/GH的响应值有较大差异,意味着莲藕在贮藏过程中醇类和酮类风味物质差异明显。

判别指数(discrimination index,DI)是电子鼻数据统计软件进行主成分分析(principal component analysis,PCA)时表征对所提供样品的区分程度,DI在80~100之间表明区分有效,该值越大,区分效果越好,其值为PC1与PC2之和的整数部分[17]。图1B显示的判别指数为99,说明两种包装材料处理的白莲藕可以用电子鼻区分开来。从图1B中可以看出普通包装和纳米包装的白莲藕之间的间距较大,验证了普通包装和纳米包装的白莲藕之间挥发性成分的差异。由表3可知,两种包装处理的白莲藕的挥发性组分差异主要集中于醇类、烯烃类以及醛类物质。其中醇类方面的差异最为明显,这也与电子鼻的数据结果相一致。其中抗菌包装的白莲藕未发现有劣变的气味,并具有特异香味的物质,在普通包装的白莲藕中发现了烷烃类物质,并发现茴香醚这类莲藕发酵产生的特殊物质,这说明白莲藕经过普通包装贮藏会产生发酵过程,影响白莲藕的贮藏品质。

图1 不同包装处理的莲藕风味雷达图(A)及PCA图(B)
Fig. 1 Flavor radar chart (A) and principal component analysis plot (B)
for lotus roots in different packaging treatments

表3 不同包装处理的莲藕挥发性组分
Table 3 Volatile components of lotus roots in different packaging treatments

注:—.未检测到。

时间/min 风味物质 相对含量/%普通包装 抗菌包装保留醇类7.787 2,3-丁二醇 2.48 0.28 16.623 正辛醇 0.68 0.51 16.192 苯乙醇 0.70 —烷烃类18.133 十二烷 0.12 —10.701 葵烷 0.27 —8.096 六甲基环三四硅氧烷 2.39 3.91 16.618 十甲基环五硅氧烷 1.60 2.46 20.161 十二甲基环四硅氧烷 31.07 13.42烯烃10.276 苯乙烯 1.01 5.38 14.228 双戊烯 — 0.21 23.396 1-石竹烯 — 0.19醛类18.273萘0.090.31 18.349 葵醛 — 0.15 12.368 苯甲醛 — 1.78酯类23.979 棕榈酸乙酯 0.25 0.22 13.919 对甲苯甲醚 — 1.94其他15.178 间二氯苯 — 3.03 19.998 茴香脑 0.11 —

2.2 纳米包装材料对莲藕MDA含量的影响

图2 不同包装处理对贮藏过程中莲藕MDA含量的影响
Fig. 2 Effect of different packaging treatments on MDA content in lotus roots

从图2中可以看出,贮藏过程中,两种包装处理的白莲藕体内MDA含量均呈现上升的趋势。但普通包装的白莲藕体内MDA含量高于抗菌包装的白莲藕。在贮藏前期,抗菌包装白莲藕体内的MDA含量上升缓慢,而普通包装的白莲藕在整个贮藏期间都在迅速上升。当达到贮藏终点时,普通包装袋内的白莲藕MDA含量为1.021 7 mmol/g,而抗菌包装的白莲藕仅为0.865 4 mmol/g。当抗菌包装的白莲藕贮藏到第16天时,MDA的积累使得膜质过氧化程度加深,引起了莲藕品质的劣变,从而引起了MDA积累速率的加快;而普通包装的白莲藕在第4天时就发生这一现象。这也与杏[18]、柑橘[19]、桃[20]果实在抗逆境条件下的结果相一致。

2.3 纳米包装材料对莲藕总酚含量的影响

图3 不同包装处理对贮藏过程中莲藕总酚含量的影响
Fig. 3 Effect of different packaging treatments on total phenol content of lotus roots

从图3可以看出,两种包装处理的白莲藕体内的总酚含量在贮藏过程中均呈现下降的趋势。普通包装中白莲藕的总酚含量迅速下降,在贮藏过程中抗菌包装袋的白莲藕总酚含量高于普通包装白莲藕。当达到贮藏终点时,抗菌包装袋内的白莲藕总酚含量为5.87 mg/100 g,而普通包装白莲藕贮藏终点时的总酚含量仅为4.64 mg/100 g。总酚含量与植物的抗氧化性能呈现正相关,随着贮藏时间的延长,果实抗氧化性能下降,抗逆境能力也出现了下降,这与MDA含量的结果相一致。

2.4 纳米包装材料对莲藕SOD、CAT活力的影响

图4 不同包装处理对贮藏过程中莲藕SOD(A)、CAT(B)活力的影响
Fig. 4 Effect of different packaging treatments on SOD (A) and CAT (B) activity of lotus roots

由图4A、B可以看出,在贮藏期间莲藕体内的SOD、CAT活力均呈先上升后下降的趋势。采用纳米抗菌包装处理的白莲藕有较高的SOD和CAT活力。在贮藏第4天,SOD和CAT活力均达到最高值,之后开始逐渐下降。SOD与CAT通过协同作用来有效清除活性氧(reactive oxygen species,ROS)、提高生物抗氧化能力以适应环境的胁迫,当白莲藕贮藏到第4天时,由于莲藕自身品质的下降,对环境胁迫的适应能力也开始下降,引起酶活力的下降,但抗菌包装的白莲藕可以保持较高的SOD与CAT活力以适应环境的胁迫。

2.5 纳米包装材料对莲藕挥发性组分代谢相关基因的影响

图5为参与挥发性组分代谢过程的6 个基因的相对表达量,可以看出抗菌包装材料包装的莲藕在基因表达量上有显著的差异。其中104608054、104611134是参与抗氧化途径的基因,可以表示莲藕机体的抗氧化能力,这两条基因在抗菌包装的莲藕体内均表现为上调,即与白莲藕较强的抗氧化能力相关。104601200、104602034、104612735、104595789基因参与挥发性组分代谢过程,这4 个基因在抗菌包装的白莲藕体内均表现为下调,即与莲藕较好的风味品质相关。

图5 不同包装材料对莲藕挥发性组分相关基因表达量的影响
Fig. 5 Effect of different packaging materials on the expression of genes related to volatile components in lotus roots

3 讨 论

莲藕的新鲜程度可以通过电子鼻判别出来,通过GC-MS对不同包装莲藕的挥发性组分分析,发现普通包装的白莲藕会有异常的风味物质产生,特别是莲藕发酵的产物之一——茴香醚,这说明采用普通包装的白莲藕贮藏期间有发酵现象的产生;而抗菌包装的白莲藕中并没有发现异常的风味物质产生,可以保持白莲藕的风味品质。与普通包装相比,纳米抗菌包装材料可以提高白莲藕SOD、CAT活力及总酚含量,从而提高白莲藕的抗氧化能力,最终提高白莲藕的风味品质。

许多有关逆境胁迫对植物伤害的研究结果表明,ROS介导了膜脂的过氧化作用[21-22]。ROS(包括超氧阴离子自由基、羟自由基、过氧化氢和过氧化物自由基等)在细胞内大量积累时才会直接引起细胞膜脂的过氧化。MDA作为脂膜过氧化作用的终产物,其含量与细胞膜受损害程度密切相关,MDA的过量积累导致细胞膜受损进而导致电解质外渗,严重时甚至可导致细胞死亡。植物具有完善的ROS清除机制(包括酶和非酶抗氧化剂),以去除或限制细胞ROS水平的提升,从而适应生物和非生物胁迫因子的形式受到各种环境胁迫[23-25]。本研究表明纳米抗菌包装可能通过清除自由基,防止过剩的ROS攻击体内大分子和生物膜,抑制膜脂过氧化作用,抑制白莲藕体内MDA的积累,保持细胞的完整性从而保持白莲藕的抗逆境能力,最终保持白莲藕的风味品质。

正常情况下,植物体内的ROS可被细胞内的抗氧化系统清除;而当植物处于逆境胁迫时,抗氧化酶的活性受到影响,致使ROS积累,对膜造成伤害。SOD是植物体内清除ROS物质的重要酶,可清除超氧阴离子自由基,被誉为植物抵御逆境伤害的第一道防线,其活力是衡量植物抗逆性的重要指标[26]。SOD活力的下降与植物体的衰老呈正相关。CAT能有效抑制植物叶片中过氧化氢对细胞的氧化作用,因此,植物叶片中存在CAT是其保护自身免受羟自由基毒害的关键。SOD、CAT活力在贮藏期间表现出先升高后下降的趋势,这可能由于在环境胁迫下,纳米包装材料中的纳米银离子可诱导产生SOD及CAT,使叶片中SOD、CAT活力增强;当环境胁迫超过了其自身的耐受程度时,SOD、CAT合成能力下降,从而导致SOD、CAT活力下降。本研究表明纳米抗菌包装可以提高SOD和CAT活力,并通过SOD和CAT的协同作用来清除白莲藕体内的ROS,减少ROS在体内的积累,保持莲藕贮藏期间的风味品质。

植物酚类化合物中酚羟基结构对ROS等自由基具有很强的清除能力,是构成植物抗氧化功效的重要功能性成分;但是,受其稳定性的影响,多酚类物质在贮藏过程中发生氧化、聚合或者分解,从而表现为酚类物质含量的下降[27]。本研究表明纳米抗菌包装可以延缓酚类物质含量的下降,保持白莲藕的抗氧化能力、贮藏品质及风味品质。

植物激素和环境因子胁迫均能够诱导巴西橡胶HbMT2a基因的表达[22]。本研究中,纳米抗菌材料可以上调白莲藕抗氧化通路上的基因表达以及抑制挥发性组分代谢通路上基因的表达,从而抑制了白莲藕在贮藏期间风味品质的劣变。

4 结 论

采用抗菌包装处理白莲藕可以抑制MDA在白莲藕体内的积累,延缓总酚含量的下降,减缓莲藕机体的衰老,保持白莲藕贮藏期间的食用品质。纳米抗菌包装调节了参与抗氧化以及挥发性组分代谢途径的基因的表达,从而抑制不良风味的产生,保持白莲藕的贮藏品质。

纳米包装可以很好地解决白莲藕贮藏过程中食品安全性[28]以及贮藏效果一般等问题。虽然纳米抗菌包装可以保持白莲藕抗氧化能力,但其机理尚不清楚,如何调控白莲藕贮藏过程中新陈代谢中一些酶蛋白的转录和表达,定向控制白莲藕的贮藏保鲜品质,是下一步研究的一个突破点。

参考文献:

[1] 张福平, 陈蔚辉, 黄泽虹, 等. 莲藕的营养保健功能[J]. 中国果菜,2002(6): 42. DOI:10.3969/j.issn.1008-1038.2002.06.053.

[2] 杨月欣, 王光亚, 潘兴昌. 中国食物成分表2002[M]. 北京: 北京大学医学出版社, 2002: 66.

[3] 张有林, 朱芬. 莲藕贮期褐变机理与防褐变技术研究[J]. 食品工业科技, 2003, 24(1): 86-89. DOI:10.3969/j.issn.1002-0306.2003.01.038.

[4] 边晓琳, 刘扬, 冯莉, 等. 纳米包装材料对冷藏金针菇品质的影响[J]. 江苏农业科学, 2010(6): 463-465. DOI:10.3969/j.issn.1002-1302.2010.06.185.

[5] DE AZEREDO H M C. Antimicrobial nanostructures in food packaging[J]. Trends in Food Science & Technology, 2013, 30(1): 56-69. DOI:10.1016/j.tifs.2012.11.006.

[6] 李红梅, 吴娟, 胡秋辉. 食品包装纳米材料对酱牛肉保鲜品质的影响[J]. 食品科学, 2008, 29(5): 461-464. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2008.05.105.

[7] 汪薇, 李晓, 杨宏, 等. 超高压处理对鲜切莲藕品质及其贮藏性的影响[J]. 华中农业大学学报, 2016(2): 101-107. DOI:10.3969/j.issn.1000-2421.2016.02.016.

[8] 刘春菊, 钱旻, 宋江峰, 等. 速冻莲藕片贮藏过程中品质变化动力学模型[J]. 农业工程学报, 2017(6): 301-308.

[9] CAO C J, HUANG J C, LI L, et al. Highly dispersed Ag/TiO2,via adsorptive self-assembly for bactericidal application[J]. RSC Advances, 2017, 7(22): 13347-13352. DOI:10.1039/C7RA00758B.

[10] 王凡, 胡秋辉, 方勇, 等. 纳米包装延缓淮稻5号大米高温高湿环境下的品质劣变[J]. 食品科学, 2017, 38(5): 267-273. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705044.

[11] 赵莹. 泡菜发酵菌株筛选及莲藕泡菜的加工[D]. 扬州: 扬州大学,2013: 27.

[12] 覃海明, 艾有伟, 易阳. 莲藕多酚的提取工艺优化及抗氧化活性评价[J]. 食品工业科技, 2015, 36(4): 242-246. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2015.04.044.

[13] 周俊辉, 孔祥伟, 黄政华. 莲藕除锈与保鲜的初步研究[J]. 江西农业学报, 2007, 19(3): 51-53. DOI:10.3969/j.issn.1001-8581.2007.03.019.

[14] TARAZONA S, FURIÓ-TARÍ P, TURRÀ D, et al. Data quality aware analysis of differential expression in RNA-seq with NOISeq R/Bioc package[J]. Nucleic Acids Research, 2015, 43(21): 1-15. DOI:10.1093/nar/gkv711.

[15] SONESON C, DELORENZI M. A comparison of methods for differential expression analysis of RNA-seq data[J]. BMC Bioinformatics, 2013, 14(1): 91. DOI:10.1186/1471-2105-14-91.

[16] 李淑艳, 蒋润枝. 莲藕Na+/H+逆向转运蛋白基因-LrNHX的克隆及表达分析[J]. 生物技术, 2017, 27(4): 312-316. DOI:10.16519/j.cnki.1004-311x.2017.04.0051.

[17] 荣建华, 熊诗, 张亮子, 等. 基于电子鼻和SPME-GC-MS联用分析脆肉鲩鱼肉的挥发性风味成分[J]. 食品科学, 2015, 36(10): 124-128.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201510025.

[18] 钟杰阳, 张玉莲. 低温对不同杏品种枝条中MDA含量和电导率的影响[J]. 天津农业科学, 2013, 19(5): 93-96. DOI:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.025.

[19] 蒋景龙. 外源H2O2对低温胁迫下柑橘叶片抗寒性的影响[J].西北植物学报, 2016, 36(3): 499-505. DOI:10.7606/j.issn.1000-4025.2016.03.0499.

[20] 胡花丽, 梁丽松, 王贵禧, 等. 外源乙烯对CA贮藏桃果实MDA含量、PPO和LOX活性变化的影响[J]. 西北林学院学报, 2007, 22(3):38-42. DOI:10.3969/j.issn.1001-7461.2007.03.009.

[21] 王宝山, 姚敦义. 盐胁迫对沙枣愈伤组织膜透性、膜脂过氧化和SOD活性的影响[J]. 河北农业大学学报, 1993(3): 20-24.

[22] 王俊刚, 陈国仓, 张承烈. 水分胁迫对2 种生态型芦苇(Phragmites communis)的可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性的影响[J]. 西北植物学报, 2002, 22(3): 561-565. DOI:10.3321/j.issn:1000-4025.2002.03.016.

[23] KUK Y I, SHIN J S, BURGOS N R, et al. Antioxidative enzymes offer protection from chilling damage in rice plants[J]. Crop Science,2003, 43(6): 2109-2117. DOI:10.2135/cropsci2003.2109.

[24] NOCTOR G, MHAMDI A. Climate change, CO2, and defense: the metabolic, redox, and signaling perspectives[J]. Trends in Plant Science, 2017, 22(10): 857-870. DOI:10.1016/j.tplants.2017.07.007.

[25] MARTINEZ M V, WHITAKER J R. Biochemistry and control of enzymatic browning[J]. Trends in Food Science and Technology,1995, 6(6): 195-200. DOI:10.1016/S0924-2244(00)89054-8.

[26] NOCTOR G, REICHHELD J P, FOYER C H. ROS-related redox regulation and signaling in plants[J]. Seminars in Cell and Developmental Biology, 2018, 80: 3-12. DOI:10.1016/j.semcdb.2017.07.013.

[27] 张利娟, 师俊玲. 无核白葡萄热风干燥过程中总酚与抗氧化活性的变化[J]. 食品科学, 2013, 34(5): 55-59. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201305012.

[28] LI L, ZHAO C J, ZHANG Y D, et al. Effect of stable antimicrobial nano-silver packaging on inhibiting mildew and in storage of rice[J]. Food Chemistry, 2017, 215: 477-482. DOI:10.1016/j.foodchem.2016.08.013.

Effect of Nanocomposite Antibacterial Packaging on Preserving Flavor Quality of White Lotus Roots

SUN Shixu, LI Li, HAN Xiangwen, ZHOU You, CAO Chongjiang*
(College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210003, China)

Abstract: This study aimed to solve the problem of quality deterioration in white lotus roots during storage. A nanocomposite antibacterial packaging was prepared to delay the senescence of white lotus roots. Samples were subjected to normal packaging (NP) or nanocomposite antibacterial packaging (AP) and then storage at 25 ℃ and 35% relative humidity after vacuuming. Every 4 days, malondialdehyde (MDA) and total phenol (TP) contents were determined and the expression of genes related to volatile compound metabolism was evaluated on the 20th day of storage. The effect of the nanocomposite antibacterial packaging on the fl avor quality was analyzed by electronic nose and gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS). The results showed that MDA and TP levels in AP samples were 0.865 4 mmol/g and 5.873 mg/100 g at the end of the storage process, respectively. The activity of SOD and CAT in AP samples was higher than in control samples, indicating that AP inhibited the senescence of white lotus roots. In addition, the nanocomposite antibacterial packaging could regulate the expression of genes related to the metabolism of volatile components in white lotus roots. This study confirmed that the nanocomposite antibacterial packaging could preserve the quality of white lotus roots by regulating the expression of volatile metabolism-related genes.

Keywords: white lotus roots; nanocomposite antibacterial packaging; malondialdehyde; total phenolics; volatile components; gene expression

收稿日期:2018-11-30

基金项目:“十三五”国家重点研发计划重点专项(2016YFD0400901);国家自然科学基金面上项目(31571901)

第一作者简介:孙世旭(1993—)(ORCID: 0000-0002-3262-0939),男,硕士研究生,研究方向为食品科学与工程。E-mail: 3460056439@qq.com

*通信作者简介:曹崇江(1977—)(ORCID: 0000-0001-6160-1166),男,教授,博士,研究方向为智能包装材料研制。E-mail: ccj33@163.com

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181130-352

中图分类号:S645.1

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2019)07-0212-07

引文格式:孙世旭, 李莉, 韩祥稳, 等. 纳米抗菌包装材料对延缓白莲藕风味品质劣变的影响[J]. 食品科学, 2019, 40(7): 212-218.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181130-352. http://www.spkx.net.cn

SUN Shixu, LI Li, HAN Xiangwen, et al. Effect of nanocomposite antibacterial packaging on preserving fl avor quality of white lotus roots[J]. Food Science, 2019, 40(7): 212-218. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181130-352. http://www.spkx.net.cn