天麻(Gastrodia elata)是我国名贵的中药材，富含天麻苷、天麻素、天麻醚苷、天麻核苷、多糖和蛋白质等[1]多种营养物质，具有祛风湿、止痛、行气活血、镇静、抗惊厥、降血压以及明目增智等功效[2-5]。市面上的天麻产品以干品为主，很少能见到天麻鲜品，其主要原因在于新鲜天麻较难贮藏，易腐坏，常温下只能放置1周左右。新鲜天麻不仅较干制天麻价格低，口感好，且营养价值高。因此，天麻的保鲜研究对于维持其营养价值，延长新鲜天麻贮藏期，满足市场需求，促进天麻产业发展具有重要的意义。
目前，国内外关于天麻保鲜的研究报道较少，杨顺强等[6]研究了不同包装方式对天麻保鲜效果的影响，结果表明塑料袋包装较牛皮纸信封包装和真空包装保鲜效果更好。文欢等[7]对比了室温敞放、微孔膜密封、真空保藏对新鲜天麻保鲜效果的影响，发现微孔膜密封保存能较好地维持天麻外观形态及自身特性。陈琛等[8]研究了6种保鲜剂对天麻保鲜效果的影响，结果表明异抗坏血酸钠优于茶多酚、壳聚糖、溶菌酶等5种保鲜剂，能够将天麻的贮藏期延长至30 d。但是，冷藏条件下采用不同的气调包装对天麻保鲜效果的研究未见文献报道。本试验以甘肃康县天麻为试材，研究冷藏条件不同处理方式下天麻的保鲜效果，以筛选冷藏条件下天麻的最优保鲜方案，为天麻保鲜提供新的方法和科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 材料与试剂
甘肃康县天麻，采收后选取大小一致，无机械损伤，无虫害病斑的天麻为试验样品。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,PET)和聚乙烯(polyethylene，PE)复合材料保鲜袋(38 cm×26 cm，厚度0.06 mm)，苏州市和好塑业有限公司；植物丙二醛测试盒、苯丙氨酸解氨酶测试盒、多酚氧化酶测试盒，南京建成生物工程研究所；天麻素标准品、对羟基苯甲醇标准品，上海麦克林生化科技有限公司。
1.1.2 仪器与设备
FT-327意大利水果硬度计，意大利Fruit TestTM公司；UV9100B紫外可见分光光度计，北京莱伯泰仪器有限公司；UltiMate 3000高效液相色谱仪，美国戴安公司；气调包装机，上海帆铭机械有限公司；冷藏箱，苏州江凯机械设备有限公司。
1.2 试验处理与测定项目
1.2.1 处理方法
用清水将天麻样品表面清洗干净并保证表皮完好无损，沥干表面水分后，置于阴凉通风处摊晾。将晾干的天麻进行紫外杀菌处理10 min后，用泡沫网包住防止碰伤，再包裹一层吸水纸，放入保鲜袋中。将保鲜袋按试验设定的方法进行处理后置于(3±2)℃冷藏箱中贮藏。5组试验处理如下，每个处理重复9次。
敞口组：保鲜袋不密封处理，敞口放入冷藏箱中低温贮藏。
真空组：用气调包装机将保鲜袋抽真空密封处理。
气调A组：将气调包装机的气调比例设置为O2:1%～3%、CO2:5%～7%、N2:90%～94%，进行抽真空充气密封处理。
气调B组：将气调包装机的气调比例设置为O2:4%～6%、CO2:8%～10%、N2:84%～88%，进行抽真空充气密封处理。
气调C组：将气调包装机的气调比例设置为O2:7%～9%、CO2:11%～13%、N2:78%～82%，进行抽真空充气密封处理。
分别在贮藏0、7、14、21、28、35、42 d时对各处理组进行取样，测定各项生理生化指标，记录并分析数据。
1.2.2 检测方法
1.2.2.1 失重率
采用称重法[9]进行测定。
失重率
(1)
式中：m0，采收当天新鲜天麻的质量，g；m1，实验当天称量的天麻质量，g(测定3次取平均值)。
1.2.2.2 MDA含量
使用植物丙二醛测试盒，并按说明书上的要求进行测定。
1.2.2.3 PAL活性
使用苯丙氨酸解氨酶测试盒，并按说明书上的要求进行测定。
1.2.2.4 PPO活性
使用多酚氧化酶测试盒，并按说明书上的要求进行测定。
1.2.2.5 天麻素与对羟基苯甲醇总量
参考文欢等[7]的方法，天麻素与对羟基苯甲醇总量为天麻素含量与对羟基苯甲醇含量的总和。测定方法为高效液相法，色谱条件为Silversil C18(250 mm×4.6 mm，5 μm)色谱柱；流动相：乙腈-0.05%(质量浓度)磷酸溶液(3∶97，V∶V)；流速：1 mL/min；检测波长：220 nm；柱温：25 ℃；进样量：10 μL。
1.3 数据处理与分析
采用SPSS 22.0软件进行方差分析及显著性检验，多重比较采用Duncan法，并用Origin 9.0作图进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对天麻失重率的影响
失重主要是由蒸腾作用失水和呼吸作用导致的干物质损耗所引起的[10]。果实失重会慢慢出现萎蔫和皱缩现象，新鲜度逐渐下降，影响食用口感、脆度、硬度等，使其营养物质含量降低，食用品质和商品价值大大降低。因此，失重率是判断天麻保鲜效果的一个重要指标。
从图1可以看出，随着贮藏时间的延长，不同处理组天麻的失重率均呈上升趋势，敞口组天麻失重率最高，真空组天麻失重率最低，且真空组和气调组天麻失重率显著低于敞口组天麻(P<0.05)。贮藏42 d时，各组天麻失重率均低于5%，且差异极显著(P<0.01)。5%以上的失重率会使农产品出现明显的萎蔫和皱缩现象，新鲜度下降[11]。天麻贮藏42 d时，失重率均低于5%，可知各处理组天麻仍维持着较好的新鲜度。此研究结果优于陈琛等[8]的研究结果(17.05%)，推测冷藏条件下使用保鲜袋保鲜比室温条件下使用护色剂保鲜对于天麻失重率的维持有更好的效果。
图1 不同处理对天麻失重率的影响
Fig.1 Effect of different treatments on the weight loss rate of Gastrodia elatas
2.2 不同处理对天麻MDA含量的影响
丙二醛的含量反映了细胞膜脂过氧化的程度，MDA积累越多就越容易对细胞质膜和细胞器造成伤害[12]。如图2所示，各处理组天麻的MDA含量随着时间的延长而逐渐上升，贮藏35 d后，各处理组天麻的MDA含量均快速上升。其中，气调组天麻的MDA含量较敞口组和真空组变化平缓。敞口组上升得最快，气调A组上升得最慢。第42天时，各处理组天麻的MDA含量分别为21.75、14.95、6.53、8.62和11.57 nmol/g。气调组天麻的MDA含量极显著高于敞口组和真空组(P<0.01)。MDA含量最低的气调A组和气调B组差异不显著(P>0.05)，表明气调A组和气调B组的初始气体比例有利于抑制MDA的积累，从而延缓天麻的衰老。
图2 不同处理对天麻MDA含量的影响
Fig.2 Effect of different treatments on the MDA content of Gastrodia elates
2.3 不同处理对天麻PAL活性的影响
苯丙氨酸解氨酶是苯丙烷代谢的关键酶，它能催化L-苯丙氨酸裂解脱氨产生反式肉桂酸化合物[13],结果如图3所示。
图3 不同处理对天麻PAL活性的影响
Fig.3 Effects of different treatments on the PAL activity of Gastrodia elates
不同处理组天麻PAL活性逐渐升高，气调组天麻PAL活性明显低于敞口组和真空组天麻，其中，气调A组天麻PAL活性最低，始终显著低于敞口组和真空组天麻(P<0.05)。表明气调包装对于PAL的活性有一定的抑制作用。其中，气调A组的初始气调比例对于天麻PAL的抑制作用最佳，能抑制苯丙烷类代谢系统激活，延缓天麻的成熟与衰老，维持较好品质。
2.4 不同处理对天麻PPO活性的影响
多酚氧化酶是一种含铜的氧化酶，能使酚类物质氧化产生醌类化合物，从而引起褐化[14]。因此，果实褐变与PPO活性密切相关。如图4所示，各处理组天麻的PPO活性均呈先上升后下降的趋势，且前28 d各处理组天麻PPO活性变化速率较平缓，之后变化速率加快。第35天时，各处理组天麻PPO活性出现最大值，敞口组、真空组、气调A组、气调B组、气调C组分别为24.44、22.1、18.82、20.23和21.03 U/g鲜重，各包装组天麻差异极显著(P<0.01)。气调组天麻PPO活性始终处于较低水平。其中，气调A组天麻PPO活性最低，从第28天起，与其他包装组天麻差异极显著(P<0.01)。表明气调包装有利于抑制PPO活性，延缓天麻褐变。其中，气调A组的初始气体比例对于抑制天麻PPO活性效果最好。
图4 不同处理对天麻PPO活性的影响
Fig.4 Effects of different treatments on the PPO activity of Gastrodia elates
2.5 不同处理对天麻天麻素与对羟基苯甲醇总量的影响
按照1.2.2.5天麻素与对羟基苯甲醇总量的检测方法，以峰面积为纵坐标，对照品浓度为横坐标得到天麻素线性回归方程为y=0.958 8x+0.477(R2=0.999 2)，在 9.0～450 μg/mL间呈良好的线性关系；对羟基苯甲醇线性回归方程为y=1.014 7x+0.083 9(R2=0.999 8)，在6.4～320 μg/mL间呈良好的线性关系。
《中国药典》2010版以天麻素的含量作为评价天麻药材质量的指标，要求天麻素的含量(以干燥品计)不得少于0.20%[15]。《中国药典》2015版新增对羟基苯甲醇为天麻质量的控制指标[16]，要求以天麻素和对羟基苯甲醇之和作为控制天麻质量的指标，天麻素和对羟基苯甲醇的总量(以干燥品计)不得少于 0.25%[17]。天麻素和对羟基苯甲醇为天麻的主要功效成分，对中枢神经系统具有抗惊厥、抗焦虑、镇痛和保护神经细胞等作用[18-19]。
由图5可知，各处理组天麻所含天麻素和对羟基苯甲醇总量整体呈下降趋势，且气调A组天麻所含天麻素与对羟基苯甲醇的总量明显高于其他处理组天麻。第21天时，敞口、真空、气调A、气调B、气调C所含天麻素与对羟基苯甲醇的总量(0.59%、0.53%、0.73%、0.57%、0.55%)均优于文欢等[7]的研究结果(0.469 3%、0.422 2%、0.282 2%)。经分析，可能是冷藏条件下气调包装处理能够抑制导致天麻素降解的酶类或化学物质产生，且与天麻的品种也有一定的关联。第42天时，敞口组、真空组、气调A组、气调B组和气调C组所含天麻素与对羟基苯甲醇的总量分别为0.38%、0.33%、0.58%、0.50%和0.47%，均高于国家药典规定(≥0.25%)。从结果可知，气调组处理优于敞口组和真空组，且与敞口组和真空组差异显著(P<0.05)。在气调组中气调A组与气调B组和气调C组差异显著(P<0.05)，说明气调保鲜比传统包装的保鲜更具优势，气调A组的气调比对于天麻中天麻素与对羟基苯甲醇总量的减少具有一定的抑制作用。
图5 不同处理对天麻天麻素与对羟基苯甲醇总量的影响
Fig.5 Effects of different treatments on the total amount of gastrodin and p-hydroxybenzyl alcohol of Gastrodia elatas
3 结论
气调包装是指在封闭的包装内充入一定比例的O2、CO2、N2等复合气体，以此来抑制品质的下降、氧化褐变、成熟衰老等，从而达到延长贮藏期，提高商品价值的目的。大量实践证明，充入合理比例复合气体的气调包装有利于抑制微生物的生长、延缓衰老、维持品质[20]。
试验结果表明，与敞口包装和真空包装对比，气调包装更有利于减少天麻素和对羟基苯甲醇的消耗，提高其商品价值。同时，气调包装抑制了MDA的积累、PAL活性和PPO活性的上升，延缓了天麻的衰老，减轻了对天麻细胞质膜和细胞器造成的伤害，抑制了苯丙烷类代谢系统激活，维持了较好的贮藏品质，又延长贮藏期至42 d。这是由于气调包装能形成低O2高CO2的贮藏环境[21]，能够减少营养物质的消耗，从而延长贮藏期。其中，气调包装中气调A组对于抑制MDA含量的积累以及PAL和PPO活性的上升效果最好。同时，气调A组天麻所含天麻素与对羟基苯甲醇的总量明显高于气调B组和气调C组。综合来看，气调A组天麻的保鲜效果最好。表明相对低O2低CO2浓度的气体比例更有利于天麻贮藏。
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