《EUROPEAN FOOD RESEARCH AND TECHNOLOGY》:The effect of light-emitting diode (LED)-supported cold storage on some quality characteristics of parsley (Petroselinum crispum)
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摘要:采后绿叶蔬菜通常在低温条件下贮藏,以在运输、销售及消费过程中保持其品质。本研究考察了欧芹在经发光二极管(light-emitting diode,LED)照明的冷藏室内保存的效果,并评估了其相对于黑暗贮藏(对照)对品质属性的影响。为此,将欧芹在温湿度恒定
摘要:采后绿叶蔬菜通常在低温条件下贮藏,以在运输、销售及消费过程中保持其品质。本研究考察了欧芹在经发光二极管(light-emitting diode,LED)照明的冷藏室内保存的效果,并评估了其相对于黑暗贮藏(对照)对品质属性的影响。为此,将欧芹在温湿度恒定的条件下保存25天,冷藏室被分隔为六个等体积隔间,分别采用五种不同的LED光色(绿、蓝、黄、红及白)照射以及一个黑暗对照隔间。研究发现,贮藏至第5天时,欧芹中若干重要成分含量较初始值出现升高,此为本研究的关键发现。与初始测定值相比,蓝光LED(blue LED,BL)处理组抗坏血酸(ascorbic acid,AA)、叶绿素a(chlorophyll a)和叶绿素b(chlorophyll b)的最大增幅分别为13.2%、6.32%和6.31%。绿光LED(green LED,GL)样品抗氧化能力(antioxidant capacity,AC)增幅最大,达34.97%,而对照样品降幅最大,为26.9%。所有处理组的酚类物质均较初始值有所损失,其中绿光LED样品损失最低(0.87%),对照损失最高(40.33%)。在各贮藏时段及贮藏期末,LED光照处理均优于对照处理结果。LED照射影响了光化学过程,作用于光合作用并使冷藏期间欧芹组分发生变化。研究结果表明,蓝光和绿光LED有助于在采后冷藏期间保持欧芹的品质。
论文解读:LED补光冷藏对欧芹采后品质特性的影响研究
《European Food Research and Technology》刊载的本研究针对采后新鲜果蔬(Fresh Fruits and Vegetables, FFVs)在供应链中易因代谢持续进行而导致营养成分与感官品质迅速下降的问题展开。传统冷藏虽能延缓衰老,但黑暗条件会加速绿叶蔬菜叶绿素降解及生物活性物损失,造成"外观尚可、营养流失"的隐性损耗。已有文献证实红光与蓝光LED可刺激植物光受体(phytochrome、cryptochrome及phototropin)激活次生代谢物合成途径,但专门针对欧芹(Petroselinum crispum)等叶菜类在冷藏中不同光谱LED补光效应的系统研究尚少。因此研究人员旨在明确五种单色LED(绿、蓝、黄、红、白)与黑暗对照对欧芹冷藏期干物质、抗坏血酸(ascorbic acid, AA)、总酚(total phenolic compounds, TPCs)、抗氧化能力(antioxidant capacity, AC)、叶绿素a/b及颜色饱和度(Chroma)的影响,评价LED补光冷藏技术的保鲜效果。
主要关键技术方法:
研究人员选用土耳其伊斯帕塔省?ünür地区采收的欧芹(Petroselinum crispum),去根清洗吸干后取色泽均匀植株,每区组装500 g并以PVC保鲜膜封口。使用Binder KB 240步入式冷柜(0 ± 0.5 ℃,相对湿度50 ± 5%)分隔为6等份隔间,分别安装绿光LED(green LED, GL; 520 nm, 光子通量密度 photon flux, PF = 6.92 μmol m?2s?1)、蓝光LED(blue LED, BL; 467 nm, PF = 11.64 μmol m?2s?1)、黄光LED(yellow LED, YL; 599 nm, PF = 21.36 μmol m?2s?1)、红光LED(red LED, RL; 633 nm, PF = 10.22 μmol m?2s?1)、白光LED(white LED, WL; 448 nm, PF = 21.74 μmol m?2s?1)灯条及全暗对照。贮藏期第0、5、9、13、17、21、25天取样检测。总干物质(total dry matter, TDM)采用105 ℃恒重干燥法;AA经2,6-二氯靛酚比色法于518 nm测定;TPCs采用Folin-Ciocalteu法于750 nm以没食子酸当量表示;AC采用DPPH自由基清除法测定EC50;叶绿素a/b按Nagata-Yamashita丙酮-己烷萃取分光光度法(663 nm与645 nm)计算;颜色参数a、b由色差仪测定,Chroma = √(a2+ b2)。数据以双因素ANOVA及Tukey多重比较(p < 0.05)分析。
研究结果:
Total dry matter(总干物质,TDM): 初始TDM为20.95%,贮藏末期升至36.57%。第5天GL与BL组TDM降幅最小(约20.9%),暗示水分保留较好;黑暗对照组在第21、25天TDM升幅最大,表明失水最严重。蓝光LED组最终水分损失最少(p < 0.05)。研究人员得出结论:LED补光可抑制欧芹冷藏期蒸腾失水,黑暗促进失水,且失水程度与PF强度无显著相关性。
Ascorbic acid (AA) content(抗坏血酸含量): 初始AA为1046.7 mg/100 g DM(干物质基础),末期为298.6 mg/100 g DM。第5天BL组AA较初始升高13.2%,GL组升高10.52%,其余处理均下降;BL与GL组AA分别较对照高19.9%和17.05%。自第9天起各处理AA持续下降,但黑暗组在第21、25天损失最大(分别70.08%和71.47%),LED组损失略低但差异不显著。研究人员认为蓝光与绿光LED可在短期(第5天)诱导AA合成上调,长期则延缓其衰减。
Total phenolic compounds(总酚含量,TPCs): 初始TPCs为824.3 mg/100 g DM,末期为407.7 mg/100 g DM。第5天GL、BL、RL组TPCs损失最小(分别为0.87%、3.62%、7.25%),黑暗组损失最大(40.34%)。贮藏后期BL组TPCs保留最优(第17、21、25天均显著高于对照,p < 0.05),25 d末黑暗组损失50.54%,BL、GL、WL组分别为28.53%、29.24%、34.04%。研究人员指出蓝光LED最利于长期维持酚类物质水平,且PF强度不影响TPCs保留率。
Antioxidant capacity(抗氧化能力,AC): 以DPPH法EC50倒推,值越低能力越强。第5天BL、RL、GL组AC较初始分别升8.97%、18.52%、25.91%(GL最高),YL、WL及黑暗组分别降13.00%、32.12%、26.90%。此后AC全线下降,但LED组衰减慢于黑暗组,黑暗组末期AC最低(p < 0.05)。AC衰减速率排序为白光≈黑暗 > 黄光 > 蓝光 > 红光 ≈ 绿光(初期绿光优但后期衰减加快)。研究人员总结绿光LED短期提升AC最显著,蓝光LED使AC衰减较平缓。
Chlorophyll a and b content(叶绿素a与叶绿素b含量): 叶绿素a初始值在BL、YL、GL组第5天较初始升6.32%、2.03%、0.52%,其余下降;贮藏末WL、RL、BL组叶绿素a分别较对照高36.04%、19.33%、11.94%,GL与YL低于对照。叶绿素b第5天BL、YL、GL组升6.31%、2.04%、0.53%,WL、RL及黑暗下降;末期满WL保叶绿素b最佳,其次RL、BL,GL与YL损失大于对照。研究人员认为蓝光促进短期叶绿素生物合成并抑制降解酶,白光长期对叶绿素b保护更佳,且各色素变化不受PF强度影响。
Chroma(颜色饱和度): 第5天对照与RL组Chroma较初始降,其余LED组升。整个贮藏期内对照Chroma始终最低,末值排序为BL > GL > RL > YL > WL > 对照(p < 0.05)。低PF强度GL、BL、RL的Chroma高于高PF强度YL、WL,呈PF强度与Chroma负相关。研究人员指出LED补光尤其蓝光可维持欧芹绿色饱和度,缓解黄化。
讨论与结论总结:
研究人员讨论认为,本研究中LED补光(尤指蓝光与绿光)通过激活光受体介导的光化学反应及残余光合活性,短期内(第5天)促进AA、叶绿素a/b合成及AC提升,长期则显著减缓TPCs、叶绿素及颜色的劣变,并抑制暗贮藏导致的水分散失。各品质指标响应具光谱特异性——蓝光最利于AA、叶绿素a/b及长期TPCs保持;绿光短期AC与TPCs保持最优;白光对长期叶绿素b保护突出。光子通量密度在本实验范围内对水分损失、AA、TPCs及叶绿素无直接影响,但与AC及Chroma呈反比关系。
结论部分译文如下:
本研究确认,与黑暗对照相比,欧芹冷藏中应用LED照明具有显著益处。在所采用的LED光色中,相较于黄、红、白光,蓝光LED(BL)与绿光LED(GL)对所考察的营养及理化属性通常更为有效。BL照射下AA、叶绿素a和叶绿素b增幅最大,GL条件下AC水平最高。GL应用中TPCs损失最小,而对照(黑暗)中各成分损失最为严重。本研究所用LED具不同PF强度,该差异对水分损失、AA、TPCs及叶绿素a和b无影响,但与Chroma及AC值呈反比关系。基于欧芹在冷藏中可保持品质达25~30天的共识,研究发现尽管对照组未见明显外观劣变,但营养成分损失显著,而LED补光冷藏可减轻此类损失。此外,短期(5~7天)LED补光冷藏可使欧芹营养组分(AA、AC、叶绿素a和b)较贮藏初值升高。结果表明,与传统暗藏相比,LED补光冷藏是一种可有效保持欧芹营养成分、提升品质并延长采后货架期的潜在方法。未来研究可进一步探讨LED组合照射及参数优化。