一种兰州百合鳞茎的复合保鲜方法

技术领域

本发明涉及一种百合鳞茎的保鲜方法，特别是涉及一种兰州百合鳞茎的复合保鲜方法。

背景技术

兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)是川百合的变种，是中国甘肃省兰州市广泛种植的一种药用和食用天然植物。百合鳞茎肉质肥厚，白色鳞片抱和重叠，富含碳水化合物、蛋白质、维生素、矿物质、多酚、甾体皂苷和生物碱等多种营养成分和活性物质，具有独特的芳香风味，是我国卫生部首批通过的药食兼用植物。据《中华人民共和国药典》记载，兰州百合具有养阴润肺、清心安神的功效，可用于治疗阴虚燥咳、失眠多梦，近年来国内外研究也证明了兰州百合具有抗肿瘤、抗炎和抗氧化活性。然而，由于百合鳞茎含水量高、呼吸速率高和光敏性差，易发生失水、紫化、褐变、霉变和腐烂等现象，阻碍了鲜食兰州百合的产业发展。

百合鳞茎的保鲜技术主要通过控制以下四个方面来实现：(1)降低百合鳞茎呼吸强度和减少营养损耗，延缓其后熟衰老；(2)降低蒸腾作用，保持百合鳞茎较高的含水量；(3)防止微生物侵染、抑制微生物生长；(4)避免机械损伤和环境胁迫，膜脂过氧化反应。目前百合鳞茎传统的保鲜技术包括普通冷藏保鲜、气调贮藏保鲜、熏硫技术保鲜，但以上保鲜方法具有保鲜效果一般、保鲜成本高昂、存在安全隐患的缺点。针对兰州百合产品品质劣变、微生物生长与短货架期等问题，绿色、便捷、低廉、新型保鲜技术的研究是很有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，涉及整颗鳞茎UV-C辐照处理、鳞茎化学保鲜剂(L-半胱氨酸)浸泡处理、冷藏的绿色复合保鲜方法。

本发明兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，包括如下步骤：

(1)将新鲜采收的百合鳞茎进行挑选、剥片及冲洗处理；

(2)百合鳞茎采后24h内进行UV-C辐照处理；

(3)将处理后的整颗百合鳞茎浸泡在L-半胱氨酸溶液中，自然晾干后存放在保鲜膜中，放入冷库中。

本发明所述的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，在步骤(1)之前还包括如下步骤：采用失重率、色差筛选UV-C剂量和L-半胱氨酸浓度，处理剥下来的百合鳞片，其中，UV-C剂量分别为3.0kJ/m

本发明所述的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，其中，步骤(2)具体方法：为将发射波长为254nm的UV-C灯管水平悬挂在辐射容器上。

本发明所述的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，其中，所述UV-C的辐照剂量为4.5kJ/m

本发明所述的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，其中，所述UV-C灯管距离托盘15cm，将百合鳞茎放在托盘上，在照射时间的中间，将百合鳞茎轻轻水平旋转180°。

本发明所述的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，其中，步骤(3)中L-半胱氨酸溶液浓度为2.0g/L，浸泡15min。

本发明所述的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，其中，所述保鲜膜具有良好的透气透水性能。

本发明所述的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法，其中，所述冷库的温度为2±0.5℃，湿度为90％。

UV-C辐照和L-半胱氨酸在百合鳞茎保鲜中的复合应用。

本发明兰州百合鳞茎的复合保鲜方法与现有技术不同之处在于：本发明兰州百合鳞茎的复合保鲜方法明确了兰州百合鳞茎采后处理的UV-C辐照剂量和L-半胱氨酸浓度，结合低温冷藏，然后通过采后品质变化、活性氧的清除和自身防御酶的活性，有效延长了贮藏期，为兰州百合鳞茎保鲜提供了新的保鲜方法。

本发明中采后百合鳞茎用4.5kJ/m

本发明的有益效果在于：

(1)百合鳞茎先经过UV-C辐照处理，抑制百合鳞茎色差变化和失重现象，可以有效提高百合鳞茎的保鲜效果。

(2)经过UV-C辐照处理后的百合鳞茎再进行L-半胱氨酸溶液浸泡，抑制百合鳞茎的腐烂现象，保持其品质，延长贮藏期。

本发明公开的一种百合鳞茎保鲜方法既能达到抗菌防腐的目的，保证百合鳞茎的安全性，符合现代人们对天然、安全、绿色、营养和健康的追求，还能延长百合鳞茎的贮藏期，适合推广应用。

下面结合附图对本发明的兰州百合鳞茎的复合保鲜方法作进一步说明。

附图说明

图1为不同剂量UV-C处理对百合鳞茎失重率的影响；

图2为不同浓度L-半胱氨酸处理对百合鳞茎失重率的影响；

图3为不同剂量UV-C处理对兰州百合冷藏期间色差的影响；

图4为不同浓度L-半胱氨酸处理对兰州百合冷藏期间色差的影响；

图5为不同处理对百合鳞茎外观的影响；

图6为不同处理对百合鳞茎腐烂率的影响；

图7为不同处理对百合鳞茎失重率的影响；

图8为不同处理对百合鳞茎硬度的影响；

图9为不同处理对百合鳞茎色差的影响；

图10为不同处理对百合鳞茎淀粉的影响；

图11为不同处理对百合鳞茎还原糖的影响；

图12为不同处理对百合鳞茎总酚的影响；

图13为不同处理对百合鳞茎抗坏血酸的影响；

图14为不同处理对百合鳞茎挥发性成分的影响；其中，1-36数字分别代表如下物质：乙酸乙酯-M、乙酸反-2-己烯酯、乙酸-2-己烯酯、乙酸乙酯-D、2-庚酮、异戊醇-D、戊酸乙酯、壬醛、正辛醛、庚醛、双戊烯、4-异丙基甲苯4-异丙基甲苯、已腈、反式-2-壬醛、异戊醛、异丁醛、反式-2-戊烯醛、1-戊烯-3-酮、四氢呋喃-D、四氢呋喃-M、苯乙烯、3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇、异戊醇-M、丁酸乙酯、1-戊烯-3-酮、醋酸异丙酯、2-已烯醛、正己醛-M、正己醛-D、异亚丙基丙酮、(E)-2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、2-已烯醛、乙酸甲酯和2-正戊基呋喃；

图15为不同处理对百合鳞茎过氧化氢的影响；

图16为不同处理对百合鳞茎超氧阴离子的影响；

图17为不同处理对百合鳞茎脂氧合酶的影响；

图18为不同处理对百合鳞茎丙二醛的影响；

图19为不同处理对百合鳞茎超氧化物歧化酶的影响；

图20为不同处理对百合鳞茎过氧化氢酶的影响；

图21为不同处理对百合鳞茎抗氧化能力的影响；

图22为不同处理对百合鳞茎超微结构的影响；

附图中出现的所有英文的中文翻译如下：

Decay rate：腐烂率；

Time：时间；

Weight loss：失重；

Firmness：硬度；

Starch：淀粉；

Reducing sugar：还原糖；

Total phenolic content：总酚含量；

Ascorbic acid：抗坏血酸；

H

O

LOX activity：LOX活性；

MDA content：MDA含量；

SOD activity：SOD活性；

CAT activity：CAT活性；

ABTS scavenging capacity：ABTS清除能力。

具体实施方式

实施例1

一种百合鳞茎的保鲜方法，步骤如下：

(1)将新鲜采收的百合鳞茎进行挑选、剥片及冲洗处理；需要提醒的是，刚采收的百合鳞茎，立马进行预处理，保持百合鳞茎的新鲜度。

(2)百合鳞茎采后24h内进行UV-C辐照处理，处理方法为将发射波长为254nm(TUV，30W，飞利浦)的UV-C灯管水平悬挂在辐射容器上，距离托盘为15cm，将百合鳞茎放在托盘上，在照射时间的中间，将百合鳞茎轻轻水平旋转180°，以确保均匀照射。UV-C最优辐照剂量：4.5kJ/m

(3)将处理后的整颗百合鳞茎浸泡在L-半胱氨酸溶液中15min，L-半胱氨酸最优浓度：2.0g/L。自然晾干后存放在具有良好透气透水性能的保鲜膜中，放入温度为2±0.5℃湿度为90％的冷库中，得到UV-C/L-cys组百合鳞茎。

优选的是，在步骤(1)之前还包括如下步骤：

采用失重率、色差筛选UV-C剂量和L-半胱氨酸浓度处理剥下来的百合鳞片；

UV-C剂量：3.0、3.5、4.0、4.5、5.0kJ/m

L-半胱氨酸：0.5、1.0、1.5、2.0、2.5g/L；

由图1可知，百合的失重率随着贮藏时间的延长而逐渐增加。在整个贮藏期间，紫外线处理的百合失重率均比对照样品的低。贮藏第15天时，对照组和紫外线剂量为4.5kJ/m

由图2可知，百合的失重率随着贮藏时间的延长而逐渐增加。在整个贮藏期间，L-半胱氨酸处理的百合失重率均比对照样品的低。贮藏第15天时，对照组和L-半胱氨酸处理组浓度为2.0g/L处理的样品失重率分别为12.14±0.35％和6.31±0.62％。L-半胱氨酸处理组浓度为2.0g/L失重率最低，相比于其他处理样品的失重率有显著性差异(P<0.05)。

从图3可知，在贮藏过程中，兰州百合的ΔE值随着贮藏时间的增加而不断增加，对照样品的ΔE值始终高于UV-C处理的样品。这可能是由于紫外线处理抑制了与颜色变化相关酶活的活性从而抑制酶促褐变，延缓了百合鳞片褐变。贮藏第15天时，紫外线处理4.5kJ/m

从图4可知，在贮藏过程中，兰州百合的ΔE值随着贮藏时间的增加而不断增加，对照样品的ΔE值始终高于L-半胱氨酸处理的样品。这可能是由于L-半胱氨酸处理抑制了与颜色变化相关酶活的活性从而抑制酶促褐变，延缓了百合鳞片褐变。贮藏第15天时，L-半胱氨酸处理2.0g/L的ΔE值为5.63±0.39％，显著低于其他处理样品(P<0.05)。因此，L-半胱氨酸处理2.0g/L能较好地降低兰州百合色泽的变化。

对比例1

一种百合鳞茎的保鲜方法，步骤如下：

将清洗、整理后的整颗百合鳞茎自然晾干，进行UV-C均匀辐照处理，辐照剂量为4.5kJ/m

对比例2

一种百合鳞茎的保鲜方法，步骤如下：

将清洗、整理后的整颗百合鳞茎浸泡在L-半胱氨酸溶液中15min，自然晾干后存放在具有良好透气透水性能的保鲜膜中，放入温度为2±0.5℃湿度为90％的冷库中，得到L-cys组百合鳞茎。

对比例3

一种百合鳞茎的保鲜方法，步骤如下：

将清洗、整理后的整颗百合鳞茎自然晾干后存放在具有良好透气透水性能的保鲜膜中，放入温度为2±0.5℃湿度为90％的冷库中，得到CK组百合鳞茎。

对实施例1和对比例

1、贮藏过程百合鳞茎外观的对比情况

水果或蔬菜的表面颜色是反映消费者购买决定的标准之一。如图5所示，对照组鳞茎在储存10天时变紫并开始褐变，而UV-C/L-cys处理的鳞茎在30天时保持白色，在储存40天时略微变紫，这表明UV-C/L-cys处理将百合鳞茎外观劣变延迟了约30天。

2、贮藏过程百合鳞茎腐烂率的对比情况

腐烂率是百合鳞茎采后质量评价的主要参数。所有组的腐烂率随着储存时间的增加而不断增加。如图6所示，与对照组相比，UV-C处理组的腐烂发生推迟了10天，L-cys处理组和UV-C/L-cys处理组推迟了20天。在储存时间结束时(50天)，UV-C、L-cys处理组和UV-C/L-cys处理组的腐烂率分别为60.00±5.00％、50.00±0.00％和33.33±2.89％，对照组为81.67±2.89％，具有显著性差异(P<0.05)。

3、贮藏过程百合鳞茎失重率的对比情况

失重是评价百合鳞茎食用品质的重要指标之一。一般而言，水果和蔬菜的重量损失可能会影响其外观、质地、风味和营养，并加速其在储存期间的变质。如图7所示，在贮藏期间，对照组和处理组百合鳞茎的重量损失均持续增加，这主要与较高的蒸腾和呼吸速率有关。在贮藏的前10天，对照组和处理组之间存在显著差异(P<0.05)，而单一保鲜和复合保鲜之间没有显著差异(P>0.05)。储存15天后，UV-C/L-cys处理组的失重率最低(5.80±0.37％)，其次是L-cys处理组(6.45±0.08％)、UV-C处理组(7.01±0.26％)和对照组(8.98±0.52％)。这些结果表明，UV-C/L-cys处理是在储存期间保持百合鳞茎重量的具有潜力的一种保鲜方法。

4、贮藏过程百合鳞茎硬度的对比情况

硬度是反映水果成熟和软化程度的关键参数，也会影响消费者对水果的接受程度。图8反映了不同处理对百合鳞茎贮藏期间硬度的影响。对照组的硬度随着储存时间的增加而降低，在50天时达到最小值55.72±0.58N。在同一时期，UV-C和L-cys组的硬度高于对照组，但显著(P<0.05)低于UV-C/L-cys处理组(66.94±2.03N)，这与失重结果一致。

5、贮藏过程百合鳞茎色差的对比情况

图9显示对照组鳞茎的ΔE*值在储存期间急剧增加，然后在40天达到峰值。所有处理组在储存50天期间均保持在较低水平，无明显增加，单一保鲜和复合保鲜之间无显著差异(P>0.05)。结果还表明，对照组鳞茎在贮藏10天后开始变紫和褐变，单一保鲜处理和复合保鲜处理可以有效地延缓这种趋势。

6、贮藏过程百合鳞茎淀粉含量的对比情况

百合鳞茎是一种富含淀粉的水果，淀粉是蔬菜和水果中碳水化合物的主要储能物质。如图10所示，鳞茎的淀粉含量在储存期间持续下降，这可以解释为淀粉在淀粉酶存在下容易水解并转化为可溶性糖，导致鳞茎在衰老期间味道更甜，质地更柔软。储存50天时，对照组从78.12±0.24g/kg降至41.72±1.02g/kg。然而，UV-C处理、L-cys处理和UV-C/L-cys处理组分别为48.52±0.82g/kg、49.41±0.47g/kg和56.87±1.91g/kg，显著延迟了淀粉降解。这些结果表明，与UV-C处理和L-cys处理相比，UV-C/L-cys处理更有利于延迟淀粉向糖的转化，从而减缓百合鳞茎的衰老和软化。

7、贮藏过程百合鳞茎还原糖含量的对比情况

还原糖在细胞和整个生物体水平上对植物结构和代谢起着重要作用，还可以参与不利环境条件下的植物防御反应。在对照组和处理组中，还原糖的含量在整个储存期间先降低，然后升高(图11)。这种下降趋势可能是由于在贮藏初期持续消耗还原糖以维持植物的正常生理活动，而在贮藏后期的增加可能与淀粉的降解有关。结果还表明，对照和UV-C处理的鳞茎在储存20天时开始增加，L-cys和UV-C/L-cys处理可以有效地延缓这一趋势，该趋势在储存30天时开始增长。CK组升高，在第50天达到1.15±0.04g/kg的峰值。所有处理都延迟了其积累，UV-C/L-cys处理组在维持相对稳定的还原糖水平方面效果最好，这与淀粉含量的变化一致。

8、贮藏过程百合鳞茎总酚含量的对比情况

酚类化合物被视为非酶抗氧化系统的成员，可以有效清除活性氧并防止氧化损伤。如图12所示，对照和处理果实中的总酚含量从0-30天呈上升的趋势，这可以解释为百合鳞茎衰老随着贮藏时间的延长而加快，导致总酚含量增加。贮藏30天后，CK组急剧下降，UV-C/L-cys处理组下降率最低，这可能与贮藏后期酚类氧化为醌有关。这些结果表明，UV-C/L-cys处理可以提高百合鳞茎的总酚含量，以抵抗采后衰老。

9、贮藏过程百合鳞茎抗坏血酸含量的对比情况

抗坏血酸含量可作为果实抗衰老和评价果实品质的重要指标。图13反映了不同处理对百合鳞茎抗坏血酸含量的影响。可以看出，不同处理的抗坏血酸含量呈下降趋势，而UV-C/L-cys处理组的抗坏血酸含量在储存50天后显著高于其他组(P<0.05)。这些结果表明，UV-C/L-cys处理可以有效延缓百合鳞茎中抗坏血酸含量的下降，从而保持百合鳞茎在贮藏期间的抗氧化能力。

10、贮藏过程百合鳞茎挥发性成分含量的对比情况

采用HS-GC-IMS方法分析了0天、30天、50天不同处理组百合鳞茎挥发性成分的变化，如图14所示，在储存50天后，在UV-C/L-cys组中检测到的乙酸乙酯、乙酸反-2-己烯酯、戊酸乙酯，2-已烯醛、壬醛、辛醛、异戊醇和2-庚酮的含量高于CK、UV-C和L-cys组。这些化合物大多数是典型的果香挥发性化合物，气味宜人，这可能是新鲜鳞茎风味的原因，表明UV-C/L-cys处理可能保护芳香挥发性化合物或可能有利于它们的释放。在贮藏过程中，CK组产生了一些具有不良风味的刺激性物质，如异戊醛、异丁醛、反式-2-戊烯醛、1-戊烯-3-酮和四氢呋喃。相反，UV-C/L-cys处理抑制了这些物质的产生。

11、贮藏过程百合鳞茎过氧化氢(H

果实衰老与活性氧(如H

12、贮藏过程百合鳞茎超氧阴离子含量(O

O

13、贮藏过程百合鳞茎脂氧合酶(LOX)活性的对比情况

活性氧(ROS)增加了细胞膜的通透性和细胞膜磷脂的水解，导致细胞膜的过氧化和降解。脂氧合酶(LOX)可以催化细胞膜的主要成分膜脂，并产生小的碳氢化合物片段。如图17所示，对照组和处理组的LOX活性逐渐增加。对照组具有较高的LOX活性，这与高H

14、贮藏过程百合鳞茎丙二醛(MDA)含量的对比情况

丙二醛(MDA)是膜脂质过氧化的最终产物，被视为细胞膜损伤严重程度的指标。如图18所示，对照组和处理组的MDA含量逐渐增加。对照组具有较高的MDA含量，这与高H

15、贮藏过程百合鳞茎超氧化物歧化酶(SOD)活性的对比情况

当水果和蔬菜面临非生物胁迫时，细胞内ROS产生和清除的动态平衡被破坏，导致蛋白质、核酸和细胞结构受损。抗氧化酶对于水果和蔬菜通过维持抗氧化系统保护自己免受温度胁迫至关重要。超氧化物歧化酶(SOD)是一种典型的抗氧化酶。SOD可以清除生物细胞中的超氧自由基生成过氧化氢和氧气。图19显示百合鳞茎的SOD活性从0天到20天略有增加，在随后的10天内迅速上升，从30天到储存结束迅速下降。UV-C、L-cys和UV-C/L-cys处理显著提高了贮藏期间的SOD活性(P<0.05)。

16、贮藏过程百合鳞茎过氧化氢酶(CAT)活性的对比情况

过氧化氢酶(CAT)是一种典型的抗氧化酶。CAT可以催化由SOD催化生成的过氧化氢生成氧气和水，如图20所示，所有组的CAT活性从0天到20天略有上升，从20天到储存结束迅速下降。UV-C、L-cys和UV-C/L-cys处理显著提高了贮藏期间的CAT活性(P<0.05)。

17、贮藏过程百合鳞茎抗氧化能力的对比情况

ABTS清除能力是评价水果和蔬菜总抗氧化能力的公认方法之一。如图21所示，所有组均先增加后减少，UV-C、L-cys和UV-C/L-cys处理显著增强了ABTS在储存期间的清除能力(P<0.05)。这表明，处理组不仅激活了鳞茎的抗氧化防御系统，这可能部分反映在提高SOD和CAT活性上，而且可以直接提高抗氧化能力。此外，一些先前的研究发现抗氧化能力与总酚之间存在良好的相关性，因此UV-C/L-cys处理增强的抗氧化能力也可能归因于保持较高的总酚含量。

18、贮藏过程百合鳞茎的超微结构的对比情况

除了细胞膜的过氧化和降解外，线粒体特别容易受到活性氧的攻击。一般来说，过量的活性氧会导致线粒体功能障碍。为了证明UV-C/L-cys的保鲜效果，在百合鳞茎贮藏结束时，用透射电镜观察了线粒体的超微结构。对于CK组(图22A)，线粒体相对较少，基质密度较低，膜结构不连续，在某些地方受损，细胞内分隔被破坏。大部分线粒体肿胀，部分解体，导致基质渗漏。此外，由于酚类化合物被氧化成醌类，导致黑色颗粒聚集，因此形成了许多黑色颗粒。在UV-C处理的球茎中出现较少肿胀和有损伤的线粒体和黑色颗粒(图22B)。图18CD显示，L-cys处理和UV-C/L-cys处理的球茎含有许多线粒体。大多数线粒体嵴排列紧密，双膜结构清晰，无明显肿胀，这与降低H

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。