香椿(Toona sinensis)属楝科香椿属，为落叶乔木广泛栽植在华北、华东以及华中、华南等地区，是我国常见的木本蔬菜之一，香椿以其独特的风味和营养价值受到群众广泛的喜爱。香椿具有较高的营养价值和药用价值。香椿嫩芽中含蛋白质5.7%～9.8%、糖类7.0%～7.2%、脂类0.4%～0.8%、粗纤维2.5%～2.78%[1]，还含有多种矿物质元素如钙、锌、磷等，现代研究发现，香椿叶富含多酚类、黄酮类和生物碱类等活性物质，因此香椿具有消炎、抗氧化[2]、抗肿瘤[3]等保健功能，符合当下人们对健康饮食的追求。
香椿食用受季节影响较大，采收和运输过程易受损伤，香椿叶中含水量较高，呼吸作用较强，采摘后很容易衰老且发生褐变、腐烂、叶片脱落等现象[4]；香椿采摘期集中、销售时间短、采后不耐贮藏，这在一定程度上限制香椿的经济价值，同时降低了香椿食用性和安全性大大降低。香椿采后衰老和营养成分的流失是制约香椿行业发展的主要问题，因此了解香椿采后生理学变化，寻求合适的香椿保鲜技术，对香椿行业发展有着重要意义。
目前针对香椿的保鲜手段很多，主要有物理保鲜、化学保鲜、生物保鲜及多种方式联合使用。为寻求经济有效的保鲜方式，本文对香椿采后生理学变化进行总结分析，并对香椿新型保鲜方式进行阐述，旨在为香椿加工企业及科研工作者提供参考。
1 香椿采后生理学变化
香椿嫩叶采后依旧是一个具有生命活动的机体，但是失去来自母体的营养供给，同化作用结束，呼吸作用成为香椿新陈代谢的主体和生命活动的重要标志。香椿叶片在采后表现出褐变、腐烂、脱落等，导致蔬菜品质下降，本质上就是植物叶片的衰老过程。香椿采后伴随着呼吸作用的进行，外观、结构、香味、营养成分等发生变化，因此香椿的保鲜过程就是延缓香椿采摘脱离母体营养源后衰老的过程[5]。
1.1 活性氧代谢
线粒体是呼吸作用主要的细胞器，果蔬的呼吸作用主要在线粒体膜上进行， R
O等[6]认为植物细胞产生活性氧(reactive oxygen species, ROS)的部位有叶绿体、线粒体等。其中线粒体是ROS产生的主要部位。研究表明ROS的积累会诱发细胞中的生物大分子，如蛋白质、脂类与核酸出现氧化损伤，会使生物膜易被氧化，形成脂质过氧化物[7]，这可能影响线粒体功能，进而对果蔬衰老产生影响。因此可以采用分子生物学手段研究线粒体DNA对果蔬成熟衰老的影响，从分子水平调节相关代谢酶，调控果蔬成熟衰老。
杨慧[8]研究香椿在冰温下贮藏品质变化时发现，香椿嫩芽丙二醛(MDA)含量在贮藏初期略有下降，随后呈上升趋势。MDA是膜脂过氧化作用的产物，其含量的多少可反映细胞膜脂过氧化程度与植物的衰老状态，MDA含量下降可能是香椿转入降低贮藏温度时出现了应激反应。ZHU[9]研究发现，使用不同包装保存香椿，随着储存时间的增加，香椿电解液泄漏百分数也在增加，说明细胞膜损伤随贮藏时间延长而增加。
1.2 褐变
褐变是新鲜香椿在贮运及加工过程中极易发生的现象，在影响外观和风味的同时，营养成分也发生变化。对于香椿采后生理褐变机制的研究发现，影响香椿褐变的因素是多种因素共同作用的结果。可能的机理包括花色素苷结构和数量的变化[10]；细胞氧化作用破坏细胞结构，使酶和酚类底物在细胞中的分布发生变化，酶在细胞中的存在形式发生变化[11]。酚类是香椿褐变的物质基础，与酚类有关的酶有多酚氧化酶(PPO)、POD、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)。其中PPO直接催化酚类底物形成醌类物质，是导致褐变发生的主要原因[12]。
杨颖[13]研究发现在0、5、10、20 ℃贮藏条件下，香椿中多酚氧化酶(PPO)活性随着贮藏时间的延长表现为先上升后下降，并且最高值均出现在多酚含量最高值之后，贮藏温度越高，酶活变化越剧烈，峰值出现时间越早。POD主要是催化过氧化物，氧化酚类物质生成醌类，然后再进行一系列脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，并在反应部位聚集而引起褐变[14]。PAL催化的苯丙烷途径是植物体内的一条重要的次级代谢途径，PAL的活性增加使酚类物质合成积累，增加了PPO催化底物，进而加速酶促褐变的反应进程[15]。此外有研究表明，脂肪氧合酶(LOX)、CAT、APX等与果蔬褐变有一定关系。SOD能催化细胞内超氧化物发生歧化反应生成H2O2和O2，清除代谢过程中产生的活性氧，降低酶促褐变反应所需的活性氧含量，对褐变有抑制作用，且褐变程度与SOD活性成负相关[16]。LOX能催化产生过氧化物、丙二醛、自由基，加速机体衰老[17]。
2 香椿物理保鲜技术
2.1 低温保鲜技术
香椿采后组织衰老和品质下降和温度密切相关。在较高的温度下，衰老极为迅速，商品价值随之丧失；随着温度的降低，衰老速度明显减慢，品质变化减少。
水江波等[18]在1、2、3、4、5 ℃ 5个温度下测定香椿的失重率、维生素C以及叶绿素变化时发现，随着温度的升高，香椿的失重率逐渐增加，营养成分流失，失水现象严重。在1 ℃时香椿品质下降最少。由此可见，低温可以有效抑制香椿的蒸腾作用与呼吸作用，降低香椿腐烂变坏速率。赵华等[19]研究发现在20 ℃下2 d左右表现出衰老症状，叶片开始脱落，5 d时脱落率达98%，在10 ℃下，5 d左右叶片开始脱落，11 d时脱落率达67%，在5 ℃下20 d和0 ℃下29 d脱落率均在1%以下(但有少量腐烂或色泽变暗)。杜建等[20]探究了香椿在0、5、10 ℃下分别贮藏一定时间后多酚抗氧化性的变化，发现0 ℃贮藏相对于5、10 ℃有着较强的自由基清除能力。这与杨颖等[13]研究新鲜香椿叶在0、5、10、20 ℃温度下贮藏情况，0 ℃时香椿贮藏时间最长，生理变化最为缓慢，且其中多酚含量及多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)酶活变化最为平缓。
2.2 热处理
热处理是将果蔬采后置于一定的温度下保存一段时间，以杀死或抑制病原菌，钝化相关酶活性，防止果蔬在贮藏过程中的变色变味和营养流失，延长果蔬采后贮藏期。热汤漂技术在香椿加工与保鲜中有着广泛的应用。对果蔬烫漂处理通常以POD是否变性作为烫漂是否充分的标准，POD完全变性(或95%)可认为其他酶均已变性。
周建梅[21]、鲍林等[22]利用95 ℃烫漂作为速冻香椿的前处理方式，发现烫漂过程导致香椿营养损失较多，尤其以Vc损失较多，但是POD活性受到抑制，Vc在冻藏期间降低的速率有所减缓。陈丽娟等[23]研究了沸水中烫漂时间对香椿的品质影响，发现长时间烫漂降低香椿嫩叶中的多酚含量，0～1.0 min内呈线性关系下降；黄酮含量在烫漂0.5～1.0 min急剧下降；烫漂对可溶性蛋白影响不明显；在前0.5 min亚硝酸盐和PPO活性急剧下降，综合考虑选择烫漂0.5 min为较合适的处理时间。杨慧等[24]研究了烫漂对香椿挥发性成分的影响，结果显示，经过烫漂香椿挥发性成分种类增多，含硫等呈刺激性的成分减少，烯萜类柔和气体增加，在一定程度上香气有所提升。
2.3 非热杀菌技术
食品的非热杀菌技术是使用非热的方法杀灭食品中的微生物，提高食品的保藏时间。在保持食品营养、色泽、风味及鲜度等方面表现了较大优势，受到了广泛的关注。食品中常见的非热杀菌技术主要有紫外辐照、高压脉冲电场、超高压技术、脉冲光杀菌技术、超声波处理等。
赵芳等[25]比较了臭氧水、紫外线、超高压3种方式处理对香椿采后保藏的影响，3种处理方式对香椿均有一定的杀菌效果，其中超高压处理除了能较好保持香椿品质的同时，还有着更好的杀菌效果。在贮藏过程中，超高压和紫外线能够较大程度保留香椿中Vc和可溶性糖的含量，延长香椿贮藏期。
2.4 包装及气调保鲜技术
气调保鲜是通过调节体系中气体的比例来延长食品贮藏时间的方法，是目前果蔬贮藏保鲜中普遍使用的一种保鲜技术。气调保鲜技术可以分为自发气调包装(modified atmosphere packing, MAP)和主动气调包装(controlled atmosphere packing, CAP)，前者通过果蔬呼吸作用调节体系内气体水平，建立气调环境；后者通过向包装材料中充入理想比例的气体，调节果蔬的呼吸作用，建立合适的果蔬保藏环境[26]。这种方法可以降低果蔬代谢过程和化学氧化，减少微生物生长，达到保鲜目的。一般会将气调保鲜与低温保鲜方法结合使用。
朱永清等[27]使用低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)2种不同材质及厚度(0.01和0.03 mm)的4种不同商品包装材料，并结合冷藏保鲜，研究香椿的自发气调对新鲜香椿芽的保鲜效果。结果发现不同材料的气调在一定程度上能防止香椿的水分散失，延长香椿的保藏期。其中使用LDPE(厚度0.03 mm)包装材料香椿的保鲜期达到25 d。杨慧等[28]使用冰温结合开孔包装(0.06 mm的PE保鲜袋)对香椿的保鲜效果。发现开孔(开孔面积141.3 mm2，约占总面积的0.14%)可以有效降低包装内水分含量，延缓氧化进程，抑制多酚氧化酶活性，较好地保持了香椿嫩芽的贮藏品质。
ZHU等[9]使用透氧率为8.0、11.6、16.6、21.4、和29.5 pmol/(s·m·Pa)的聚乙烯袋包装香椿，并在(4±0.5) ℃条件下储存25 d。结果发现，透氧率为21.4 pmol/(s·m·Pa)聚乙烯包装袋能够将体系中的O2和CO2的分压分别维持在8.4～10.0 kPa和2.2～3.0 kPa，并能保持10 d，在贮藏期间内减少了水分蒸发，延长了香椿的保藏期。
2.5 减压保鲜技术
减压保鲜是将果蔬置于密闭容器中，抽出一部分空气使容器达到一定真空度，同时经过调节器通入新鲜湿空气，使整个体系进行气体交换，维持体系的压力动态恒定和湿度恒定。在低压的条件下能够较快的去除果蔬田间热，减压保鲜技术能够持续可靠地调节果蔬体系温度和调节体系的气体组分，现代减压保鲜设备能够调节体系湿度，减少水分蒸发造成的品质下降，达到保鲜目的[29]。
王赵改等[30]探讨了2种不同的减压处理(A：20 kPa；B：20 kPa→常压→60 kPa)对香椿贮藏的影响，结果发现A、B均能降低香椿芽的呼吸强度，延迟呼吸强度高峰的出现，脱叶率分别降低8.01%，11.22%，腐烂率分别降低4.58%，5.64%，失重率分别降低4.39%，4.87%，PPO活性显著下降9.43%，17.87%，B组的效果较好。
3 香椿化学保鲜技术
化学保鲜是果蔬保鲜中常用的方法之一，因其保鲜效果好，成本低，在果蔬保鲜中被广泛应用。化学保鲜剂主要原理有：病原微生物的抑制作用、提高果蔬抗病和抗氧化能力[31-32]、降低乙烯的产量[33]、影响细胞壁代谢[34]等。果蔬中常用的化学保鲜剂主要有：α-萘乙酸、1-甲基环丙烯、赤霉素、乙醇、多菌灵、纯白托、6-苄基嘌呤(6-BA)等。
李志巡等[35]研究6-BA处理对香椿采后呼吸作用及采后品质的影响发现，呼吸强度和褐变被显著抑制(P<0.01)，香椿的呼吸峰延迟36 h(P<0.01)；水分、花青素、叶绿素、黄酮、总皂苷和总酚含量下降速率显著降低(P<0.01)。鲍琳等[36]通过比较50%多菌灵可湿性粉剂、70% 纯白托可湿性粉剂、6-BA处理香椿发现，6-BA处理对香椿保鲜效果最好，有效延长了香椿的保藏时间。
4 香椿生物保鲜技术
生物保鲜技术指从动植物、微生物或利用生物工程技术获得的具有抑菌或杀菌活性物质，配制成适当浓度的溶液，应用于生鲜食品中，以达到延缓食品腐败变质、延长贮藏期的目的[37]。生物保鲜剂来源广泛、安全高效、且很多生物提取物对人体具有特定的功能特性，因此生物保鲜技术已经成为生鲜食品保鲜技术的研究热点。
4.1 天然植物提取物
植物是生物活性化合物的宝库，人们已经从植物中提取了具有抗真菌、细菌、病毒、线虫等活性的物质。GRAINGE等[38]报道约有2 400种植物活性物质具有控制有害生物活性的作用，而且数量在不断增加，研究也不断深入。按照化学成分植物活性物质主要可以分为萜类、生物碱类、黄酮类、苷类、醌类、香豆素和木脂素、酯类、醛类、酚类、醇类、有机酸、胺类、芪、类、皂苷、甾类、精油类等。作用机理主要有：使病毒失活；抑制病原菌的生长；诱导植物产生抗性。
张香美等[39]研究了小根蒜提取物对香椿的保鲜效果，结果发现小根蒜提取物处理后，香椿保藏时间延长7 d以上，香椿腐烂率和Vc下降速率显著下降(P<0.01)，贮藏28 d时完整率维持在89.6%，但对防止脱叶和失重效果较差。小根蒜醇提物与6-BA复配可有效降低香椿的脱叶率和失重率，延缓叶绿素的降解，贮藏28 d脱叶率为20.3%。
陈丽娟等[40]使用1、4、8、16 mmol/L外源甜菜碱(glyoine betaine，GB)对香椿芽浸泡20 min处理，发现8 mmol/L处理效果最佳，叶绿素、Vc和总黄酮含量下降速率均降低，降低香椿芽腐烂率、呼吸强度。对PPO活性影响发现，GB处理显著降低PPO活性，随着GB浓度增加，抑制效果也随之增强，但是浓度大于8 mmol/L后，效果不再显著(P>0.05)。因此确定了GB最佳使用浓度为8 mmol/L。
4.2 复合涂膜保鲜
涂膜保鲜是在食品上面涂上一层高分子的液态膜，经过干燥后，形成一层均匀薄膜，这类膜通常对于水和氧气有着半透性作用[41]，从而维持较低的含氧量，降低呼吸强度，延缓果蔬的采后成熟过程。一般的涂膜保鲜中，会在涂膜剂中加入一些抗菌抗氧化或者呼吸抑制剂等物质，并在低温下贮藏。从而降低果蔬氧化程度和呼吸强度，延长果蔬的货架期。国内外对复合涂膜保鲜研究较多，以可食用的多糖类物质居多，常见的有壳聚糖、纤维素、淀粉、果胶、海藻酸钠、魔芋葡甘聚糖等。
刁春英等[42]研究了壳聚糖、茶多酚复合涂膜对香椿芽的保鲜效果，分别使用0.3%、0.5%、1%茶多酚与0.5%的壳聚糖进行复配，(4±1)℃放置，观察香椿芽的保鲜效果。结果发现，0.3%、0.5%茶多酚与壳聚糖复合涂膜保鲜能够显著降低香椿嫩芽的呼吸强度和失重率，但1%茶多酚处理在贮藏后期，呼吸速率会提高。对香椿腐烂率研究发现，0.3%的茶多酚添加量降低了香椿芽腐烂率，0.5%、1%的茶多酚添加量反而增加了香椿的腐烂率。壳聚糖具有成膜和杀菌作用，在一定程度上调节了呼吸作用和杀死香椿表面微生物，达到一定保鲜效果；茶多酚具有活泼的酚羟基，具有抑制脂质过氧化反应和激活细胞内抗氧化防御系统的作用[43]，从而达到果蔬保鲜目的。当茶多酚浓度较高时，果蔬CAT、POD活性下降加快，可能是由于较高浓度的茶多酚附着于果蔬表面，影响了果实正常代谢，表现出一定的相反作用[44]。
5 讨论与展望
香椿作为一种木本蔬菜，有着较高的的经济价值，延长香椿采后保鲜时间是提高香椿经济价值的重要手段。香椿采后贮藏过程中，营养损失、褐变、腐烂是常见的品质劣变形式。目前国外对香椿采后保鲜技术的研究相对较少，主要以国内学者研究居多，多集中在宏观效果的研究，缺乏深入的机理研究。因此今后的研究应从香椿采后生理生化变化的机理着手，找出最适合香椿的保鲜技术。随着人们健康意识的增强，化学保鲜剂的安全性受到质疑，消费者更加趋向于购买不使用化学保鲜剂的产品。所以香椿的保鲜方式应朝着物理保鲜和生物保鲜的方向发展，同时应深入研究香椿采后衰老机理，保鲜方式作用机理，开发行之有效的天然生物保鲜剂，为香椿保鲜方式的选择和应用实践提供理论基础。
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