范新光，肖 璐，張振富，郭風(fēng)軍，王美蘭,*，張長峰，鄭先章

（1.煙臺大學(xué)食品科學(xué)與工程研究所，山東 煙臺 264005；2.國家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術(shù)研究中心，山東 濟(jì)南 250103；3.上海善如水保鮮科技有限公司，上海 200237）

減壓冷藏和氣調(diào)冷藏對鮮切西蘭花保鮮效果的 比較分析

范新光1，肖 璐1，張振富1，郭風(fēng)軍2，王美蘭1,*，張長峰2，鄭先章3

（1.煙臺大學(xué)食品科學(xué)與工程研究所，山東 煙臺 264005；2.國家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術(shù)研究中心，山東 濟(jì)南 250103；3.上海善如水保鮮科技有限公司，上海 200237）

以鮮切西蘭花為試材，分別進(jìn)行4 ℃條件下的減壓冷藏和氣調(diào)冷藏實(shí)驗(yàn)，對兩者的保鮮效果和相應(yīng)的理化差異進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明：減壓冷藏可較好地減少鮮切西蘭花丙二醛的積累，減小VC含量的損失，保持較好的硬度和咀嚼性，但在葉綠素和細(xì)胞膜透 性方面減壓冷藏和氣調(diào)冷藏沒有明顯差異。

鮮切西蘭花；減壓冷藏；氣調(diào)冷藏

西蘭花，又稱青花菜，富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素等營養(yǎng)成分，被譽(yù)為“蔬菜皇冠”。鮮切西蘭花具有快捷、衛(wèi)生等特點(diǎn)，滿足了人們?nèi)找婵焖俚纳罟?jié)奏，但鮮切西蘭花呼吸旺盛、代謝迅速，極易導(dǎo)致營養(yǎng)成分的損失，并且易失水軟化、黃化霉變，產(chǎn)品保質(zhì)期短。目前國內(nèi)外對于鮮切果蔬的保鮮研究有很多，有臭氧殺菌[1-4]、紫外滅菌[5]、輻照殺菌[6-7]、化學(xué)試劑處理[8-9]、氣調(diào)包裝[10-11]等，諸如此類技術(shù)，除氣調(diào)技術(shù)外多存在潛在的安全隱患，為此急需一種簡單、安全、有效的貯藏保鮮方法來解決鮮切果蔬的保鮮問題。

減壓冷藏技術(shù)是20世紀(jì)60年代美國Burg系統(tǒng)地闡述了減壓貯藏原理后提出的[12]，它具有抑制果蔬呼吸作用、減少組織代謝損耗、及時(shí)排除有害氣體等優(yōu)勢。目前國內(nèi)在鮮切果蔬的減壓冷藏方面研究的偏少，而且在實(shí)驗(yàn)室減壓研究方面也存在一些誤區(qū)[13-14]，如認(rèn)為減壓冷藏技術(shù)是類似于氣調(diào)的一種技術(shù)，認(rèn)為減壓冷藏只是單純地將抽真空與冷藏結(jié)合等。減壓冷藏裝備也多局限于簡易、自制的減壓設(shè)備，使得相關(guān)研究無法有效深入。目前，減壓技術(shù)分為間歇抽氣和連續(xù)抽氣兩種形式[15-16]。研究[17]表明，只有連續(xù)抽氣同時(shí)又持續(xù)補(bǔ)充新鮮氣體的方法，才能達(dá)到減壓冷藏所預(yù)期的效果。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)此理論，采用國內(nèi)研發(fā)的JYL0.2A連續(xù)抽氣式多功能減壓實(shí)驗(yàn)機(jī)對鮮切西蘭花在減壓冷藏與氣調(diào)冷藏的保鮮效果進(jìn)行了比較分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花，品種為‘蔓陀綠’，購于濟(jì)南七里堡蔬菜批發(fā)市場，產(chǎn)地山東壽光。

MAP納米保鮮袋 煙臺大學(xué)果蔬保鮮研究室；草酸、抗壞血酸、2,6-二氯靛酚 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；丙酮 天津廣成化學(xué)試劑有限公司；硫代巴比妥酸 上海強(qiáng)順化學(xué)試劑有限公司；三氯乙酸 天津大茂化學(xué)試劑廠；試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

JYL0.2A減壓冷藏實(shí)驗(yàn)機(jī) 上海善如水保鮮科技有限公司；CPY-3000/6型配氣儀、CNJK-PYKB配氣檢測箱、CQX-0.4氣體實(shí)驗(yàn)箱 天津森羅科技發(fā)展有限責(zé)任公司；紫外-可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；DDS-11A電導(dǎo)率儀 上海洛奇特電子設(shè)備有限公司；UNIVERSAL 320R冷凍離心機(jī) 德國Hettich公司；QTS-25質(zhì)構(gòu)儀 美國Brookfield公司；JJ-2組織攪碎機(jī) 常州博遠(yuǎn)實(shí)驗(yàn)分析儀器廠；WYT-4手持糖度計(jì)泉州中友光學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西蘭花貯藏處理

對新購的西蘭花進(jìn)行挑選，選取無病蟲害，無機(jī)械損傷，成熟度、大小一致，花球緊密的西蘭花作為實(shí)驗(yàn)材料，用鋒利的切刀切除大莖，再沿花球底端進(jìn)行切割，將西蘭花切分成直徑3～4 cm的小球，用去離子水沖洗，晾干后備用。

設(shè)計(jì)3個(gè)實(shí)驗(yàn)組：1）普通冷藏組（對照），簡稱普冷組，用塑料盒盛放鮮切西蘭花，置于（4.0±0.5）℃冷庫中；2）氣調(diào)冷藏組，簡稱氣調(diào)組，用CQX-0.4氣體實(shí)驗(yàn)箱盛放鮮切西蘭花，關(guān)蓋，用CPY-3000/6型配氣儀配制O2體積分?jǐn)?shù)為3%、CO2體積分?jǐn)?shù)為2%，N2體積分?jǐn)?shù)為95%[18]的混合氣體持續(xù)通入氣體實(shí)驗(yàn)箱中，使鮮切西蘭花始終處于預(yù)定的氣體環(huán)境中，氣體 實(shí)驗(yàn)箱置于（4.0±0.5）℃冷庫中；3）減壓冷藏組，簡稱減壓組，用30 cm×40 cm×60 μm的MAP納米保鮮袋盛放鮮切西蘭花，每袋1.5 kg，扎口，用直徑2 mm的打孔器均勻地在保鮮袋的四周扎4個(gè)洞，避免保鮮袋在減壓抽氣過程中因袋內(nèi)氣體膨脹而撐爆，置于JYL0.2A減壓冷藏實(shí)驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行減壓貯藏，設(shè)置壓力（1000±50）Pa、溫度（4.0±0.5）℃、濕度85%～95%，換氣量100 mL/min、所換氣體為普通大氣。對照組、氣調(diào)冷藏組經(jīng)（4.0±0.5）℃預(yù)冷24 h后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，減壓冷藏組處理分裝后直接由室溫放入減壓冷藏室驗(yàn)機(jī)預(yù)冷后貯藏，貯藏壓力達(dá)到1 000 Pa時(shí)，貯藏室內(nèi)氣體的O2和CO2的體積分?jǐn)?shù)降為正常大氣壓的1%。每3 d檢測鮮切西蘭花的各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.2 指標(biāo)測定

葉綠素含量：采用丙酮提取法[19]；丙二醛含量：采用硫代巴比妥酸法[20]；VC含量：采用2,6-二氯靛酚滴定法，參照G B 6195—1986《水果、蔬菜維生素C含量測定法（2,6-二氯靛酚滴定法）》；可溶性固形物含量：采用手持糖度計(jì)測定；膜透性（相對電導(dǎo)率）：采用電導(dǎo)率儀測定[21]。

1.3.3 黃球率和質(zhì)量損失率的計(jì)算

均勻取多個(gè)西蘭花頂端組織，切成小球后混勻，根據(jù)小球總個(gè)數(shù)和黃球個(gè)數(shù)，按式（1）計(jì)算黃球率，采用質(zhì)量法測定質(zhì)量損失率，見式（2）：

1.3.4 質(zhì)構(gòu)特性

質(zhì)構(gòu)特性包括硬度和咀嚼性，使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行質(zhì)地多面分析（texture profile analysis，TPA）測試[22]。西蘭花自庫中取出后回溫2 h至室溫20 ℃，截取粗細(xì)均勻、直徑為（0.6±0.1）cm的西蘭花小莖1 cm，平放于質(zhì)構(gòu)儀的載物臺上，進(jìn)行TPA擠壓測試，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組重復(fù)測定10次。

配件及測試參數(shù)：負(fù)載單元4 5N，探頭型號TA11/1000，探頭移動(dòng)速率1 mm/s，形變量20%，觸發(fā)力0.05N，等待時(shí)間0s。定義TPA參數(shù)如下：如圖1所示，硬度：以第1循環(huán)的負(fù)荷最大值表示硬度，單位N；咀嚼性=硬度×（A3＋A4）/（A1＋A2）×t1×探頭移動(dòng)速率，單位mJ。

圖1 典型的TPA曲線Fig.1 Typical TPA curve

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 7.5軟件繪制圖表，并利用SPSS 19.0軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行鄧肯式多重比較分析顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 西蘭花葉綠素含量的變化規(guī)律

西蘭花含有豐富的葉綠素，西蘭花的黃化現(xiàn)象主要是由于葉綠素的損失造成的。由圖2可知，在整個(gè)貯藏期間，鮮切西蘭花的葉綠素含量呈下降趨勢，貯藏前9 d，葉綠素含量下降迅速，之后下降速率趨于平緩。在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，普冷組的葉綠素含量明顯低于氣調(diào)組和減壓組，說明減壓冷藏和氣調(diào)冷藏均能減緩葉綠素的損失。減壓組的葉綠素含量只是在貯藏前期略高于氣調(diào)組，而在貯藏后期區(qū)別不明顯，且兩者在貯藏結(jié)束時(shí)也不存在顯著性差異（P＞0.05），所以不能有效說明兩者在保持葉綠素方面的優(yōu)劣性。

圖2 葉綠素含量隨貯藏時(shí)間的變化Fig.2 Change in chlorophyll content of fresh-cut broccoli during storage

2.2 西蘭花丙二醛含量的變化規(guī)律

圖3 丙二醛含量隨貯藏時(shí)間的變化Fig.3 Change in MDA content of fresh-cut broccoli during storage

丙二醛是由于植物衰老或在逆境條件下受到傷害，其組織或器官膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的，它的含量與植物衰老及逆境傷害有密切關(guān)系。由圖3可知，在貯藏前期，各組處理西蘭花的丙二醛含量均迅速上升，到12 d左右達(dá)到最高值，此時(shí)，普冷組、氣調(diào)組、減壓組的丙二醛含量分別為27.46、22.63、20.57 nmol/g，兩兩之間存在顯著性差異（P＜0.05）。在貯藏的中后期，丙二醛走勢明顯趨于平緩，各個(gè)時(shí)間點(diǎn)丙二醛含量：減壓組＜?xì)庹{(diào)組＜普冷組。由此可以看出，減壓冷藏比氣調(diào)冷藏更有效地減少了貯藏中后期丙二醛的積累，在一定程度上說明減壓冷藏抑制了西蘭花膜脂過氧化過程。

2.3 西蘭花VC含量的變化規(guī)律

由圖4可知，在整個(gè)貯藏期間，VC含量呈下降趨勢，前9 d下降迅速，9 d之后下降趨勢變緩，貯藏20 d時(shí)，普冷組、氣調(diào)組、減壓組的VC含量分別降為80.7、86.0、89.7 mg/100 g，兩兩之間存在顯著性差異（P＜0.05）。從整體上可以看出，VC含量：減壓組＞氣調(diào)組＞普冷組，減壓組的VC含量略高于其他兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組，說明減壓冷藏較為有效地減緩了鮮切西蘭花內(nèi)VC的損失。

圖4 VC含量隨貯藏時(shí)間的變化Fig.4 Change in VC content of fresh-cut broccoli during storage

2.4 西蘭花細(xì)胞膜相對電導(dǎo)率的變化規(guī)律

圖5 細(xì)胞膜相對電導(dǎo)率隨貯藏時(shí)間的變化Fig.5 Change in relative conductivity of fresh-cut broccoli during storage

細(xì)胞膜透性反映的是細(xì)胞膜的完整性和穩(wěn)定性，在一定程度上能反映細(xì)胞膜的破壞程度。由圖5可知，細(xì)胞膜相對電導(dǎo)率在經(jīng)過前期短暫的波動(dòng)后，在中后期呈現(xiàn)快速上升趨勢，其中普冷組的膜透性上升最快，20 d時(shí)達(dá)到19.6%，相比之下，減壓組和氣調(diào)組的細(xì)胞膜相對電導(dǎo)率上升緩慢，而且兩組之間未發(fā)現(xiàn)明顯區(qū)別，說明減壓冷藏和氣調(diào)貯藏在西蘭花細(xì)胞膜相對電導(dǎo)率方面的區(qū)分不明顯。

2.5 西蘭花可溶性固形物變化規(guī)律

圖6 可溶性固形物含量隨貯藏時(shí)間的變化Fig.6 Change in soluble solids of fresh-cut broccoli during storage

由圖6可知，氣調(diào)組和減壓組西蘭花的可溶性固形物含量均呈緩慢下降趨勢，這是果蔬的呼吸代謝需要消耗糖、酸等有機(jī)物質(zhì)導(dǎo)致的[23]，且減壓冷藏西蘭花的可溶性固形物含量高于氣調(diào)冷藏，說明與氣調(diào)冷藏相比，減壓冷藏能降低可溶性固形物的消耗，貯藏結(jié)束時(shí)氣調(diào)組和減壓組可溶性固形物含量分別降為初始值的84.6%和90.7%，差異顯著（P＜0.05）。而普冷組的可溶性固形物含量在經(jīng)過前期短暫的下降后，大幅上升，這種現(xiàn)象主要是普冷組失水嚴(yán)重造成的。

2.6 西蘭花硬度的變化規(guī)律

圖7 硬度隨貯藏時(shí)間的變化Fig.7 Change in hardness of fresh-cut broccoli during storage

由圖7可以看出，普冷組和氣調(diào)組的西蘭花硬度在大約6 d之后開始下降，且普冷組硬度下降速率明顯快于氣調(diào)組，軟化最快，而減壓組的西蘭花硬度始終保持在較高水平，直到貯藏15 d之后才開始緩慢下降，說明減壓冷藏較好地保持了鮮切西蘭花硬度，延緩了其軟化時(shí)間。在貯藏達(dá)到20 d時(shí)，普冷組、氣調(diào)組、減壓組的硬度分別為8.91、19.86、30.82 N，存在顯著性差異（P＜0.05）。

2.7 西蘭花咀嚼性的變化規(guī)律

圖8 咀嚼性隨貯藏時(shí)間的變化Fig.8 Change in chewiness of fresh-cut broccoli during storage

由圖8可知，貯藏前6 d內(nèi)，3個(gè)實(shí)驗(yàn)組的西蘭花咀嚼性均呈快速下降趨勢，彼此差異不明顯（P＞0.05），到貯藏第9天時(shí)，開始出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05），此時(shí)普冷組、氣調(diào)組、減壓組的咀嚼性分別為5.41、8.77、12.13 mJ。隨著貯藏時(shí)間的延長，普冷組的咀嚼性逐漸低于氣調(diào)組，相較于此二者，減壓組的咀嚼性明顯要高，說明減壓冷藏能使鮮切西蘭花保持較高的咀嚼性。

2.8 西蘭花質(zhì)量損失率和黃球率的變化規(guī)律

由圖9可知，隨貯藏時(shí)間的延長，氣調(diào)組和減壓組的西蘭花質(zhì)量損失率上升幅度都非常小，差異不明顯，這是由于減壓組的西蘭花包裹在保鮮袋中，氣調(diào)組則處在相對密閉的實(shí)驗(yàn)盒中，水分不易散失；而普冷組的西蘭花因直接處于庫內(nèi)環(huán)境中，空氣的流動(dòng)加速了西蘭花的蒸騰作用，使得其質(zhì)量損失率明顯高出。由圖10可知，在6 d時(shí)，鮮切西蘭花開始出現(xiàn)黃球，隨后黃球率迅速上升，可以看出，在整個(gè)貯藏過程中，減壓冷藏西蘭花的黃球率略低于氣調(diào)冷藏和普通冷藏。

圖9 質(zhì)量損失率隨貯藏時(shí)間的變化Fig.9 Change in weight loss of fresh-cut broccoli during storage

圖10 黃球率隨貯藏時(shí)間的變化Fig.10 Change in yellowing rate of fresh-cut broccoli during storage

3 討 論

氣調(diào)冷藏的原理為：減低O2的體積分?jǐn)?shù)和提高CO2的體積分?jǐn)?shù)，使果蔬處于一 個(gè)高CO2、低O2的環(huán)境，從而抑制果蔬的呼吸作用、降低果蔬代謝速度、減少有機(jī)物質(zhì)消耗，最終達(dá)到延長貯藏期的目的[24]。本實(shí)驗(yàn)氣調(diào)組的鮮切西蘭花一直處于O2體積分?jǐn)?shù)為3%、CO2體積分?jǐn)?shù)為2%的氣體環(huán)境中，此氣體環(huán)境有效地抑制了果蔬的呼吸代謝。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可看出，氣調(diào)組在保持葉綠素含量、減小丙二醛的積累和減小VC含量的損失等方面均優(yōu)于普冷組。

連續(xù)抽氣式減壓冷藏技術(shù)[25]是通過真空泵對貯藏室連續(xù)不斷地抽真空，空氣進(jìn)入貯藏室后體積開始膨脹，氣體各組分體積分?jǐn)?shù)同比例降低。實(shí)驗(yàn)中減壓組的西蘭花所處環(huán)境的絕對壓力為1 000 Pa，此時(shí)環(huán)境中O2和CO2體積分?jǐn)?shù)降為正常大氣壓的1%，這就創(chuàng)造出一個(gè)極低O2和CO2的氣體環(huán)境，不僅能有 效地抑制鮮切西蘭花的呼吸消耗，還能防止高CO2體積分?jǐn)?shù)引起的“中毒現(xiàn)象”；在不斷抽氣的同時(shí)，又向貯藏室連續(xù)通入新鮮空氣，使貯藏室的氣體處于動(dòng)態(tài)平衡，并及時(shí)地將鮮切西蘭花呼吸代謝產(chǎn)生的乙烯等催熟氣體排至室外；減壓冷藏的西蘭花是由保鮮袋包裹的，能夠降低西蘭花的蒸騰失水，有效地保持了鮮切西蘭花原有的外觀形態(tài)和品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，減壓冷藏與氣調(diào)冷藏相比，前者減少了丙二醛的積累，也減小了VC的損失；在保持硬度和咀嚼性方面，減壓冷藏效果較好。但在葉綠素和細(xì)胞膜透性兩個(gè)指標(biāo)上兩者之間未發(fā)現(xiàn)明顯區(qū)別，有待進(jìn)一步研 究其原因。另外，本實(shí)驗(yàn)只設(shè)計(jì)了一種氣體組分的氣調(diào)冷藏與一種參數(shù)下減壓冷藏的比較研究，下一步需要更加系統(tǒng)全面的深層次研究。

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Comparative Analysis between Hypobaric Storage and Controlled Atmosphere Storage in the Preservation of Fresh-Cut Broccoli

FAN Xin-guang1, XIAO Lu1, ZHANG Zhen-fu1, GUO Feng-jun2, WANG Mei-lan1,*, ZHANG Chang-feng2, ZHENG Xian-zhang3
(1. Research Institute of Food Science and Engineering, Yantai University, Yantai 264005, China; 2. National Engineering Research Center for Agricultural Products Logistics, Jinan 250103, China; 3. Shanghai Kind-water Preservation Fresh Tech Co. Ltd., Shanghai 200237, China)

In this research, hypobaric storage and controlled atmosphere (CA) storage were evaluated comparatively for their effect on preserving the quality attributes and physiochemical properties of fresh-cut broccoli stored at 4 ℃. Results indicated that hypobaric storage was more effective than CA in inhibiting the accumulation of malondialdehyde, reducing the loss of VC and maintaining the hardness and chewiness at relatively higher levels. Chlorophyll content and membrane permeability were not significantly different between the two packagings.

fresh-cut broccoli; hypobaric storage; controlled atmosphere storage

TS255.3；S609.3

A

1002-6630（2014）02-0277-05

10.7506/spkx1002-6630-201402054

2012-12-25

國家高科技研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（2011AA100702）；“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAD24B02）

范新光（1988—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。E-mail：firelighting@126.com

*通信作者：王美蘭（1958—），女，教授，本科，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。E-mail：zzc555@ytu.edu.cn