嚴 銳，韓延超，吳偉杰，陳杭君,，郜海燕,

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 311200；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品產(chǎn)后處理重點實驗室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點實驗室，中國輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點實驗室，浙江杭州 310021）

蓮（Nelumo nuciferaGaertn.），睡蓮科，多年生水生草本植物[1]，主要分布在我國湖南、湖北、浙江、江蘇等區(qū)域。蓮子中含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，還含有多糖、黃酮類及生物堿等功能活性物質(zhì)，具有抗氧化、防輻射、保護心血管、調(diào)節(jié)血脂、清熱降火、滋陰補脾等功效[2]。鮮食蓮子因口感脆嫩，風(fēng)味獨特，具有多種保健功效而受到廣大消費者喜愛。

鮮食蓮子生長季節(jié)性強，多采摘于高溫高濕的7～9 月，采后田間熱高，生理代謝旺盛，呼吸作用強，水分蒸發(fā)快，因而極易發(fā)生褐變腐敗。預(yù)冷是果蔬采后前處理的重要環(huán)節(jié)，可迅速降低果蔬采后田間熱，快速抑制呼吸作用，避免因其導(dǎo)致的品質(zhì)下降[3]。真空預(yù)冷主要通過在真空條件下降低水的沸點，使果蔬表面或內(nèi)部的水分迅速蒸發(fā)，從而帶走田間熱，實現(xiàn)降溫的目的，它具有冷卻速率快、冷卻均勻、高效、清潔等優(yōu)點[4?5]。陳穎等[6]研究表明當真空預(yù)冷終壓為660～700 Pa，預(yù)冷終溫為5 ℃和補水率為5%時，可較好保持荷蘭豆的感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，并延長貯藏期。Santana等[7]優(yōu)化鮮切西蘭花采后真空冷卻工藝，當預(yù)冷壓力200 Pa，補水率3%，預(yù)冷時間40 min時，其貯藏品質(zhì)較好。張曉娟等[8]研究表明真空預(yù)冷終溫5 ℃，補水率3%，處理量2.5 kg時，可有效抑制毛豆失水和丙二醛含量增加，從而延長毛豆貯藏期。此外，真空預(yù)冷技術(shù)還應(yīng)用于蘑菇[9]、生菜[10]、卷心菜[11]等。研究表明，真空預(yù)冷技術(shù)不僅適用于比表面積較大的葉菜類，也適用于非葉類果蔬，如胡蘿卜[12]、洋蔥[13]、芒果[14]等。綜上所述，真空預(yù)冷處理可有效延緩果蔬采后品質(zhì)變化，但是真空預(yù)冷處理在鮮食蓮子采后貯藏方面的研究尚未見報道。

本研究以鮮食蓮子為試驗材料，探討了不同真空預(yù)冷壓力和補水率處理對鮮食蓮子貯藏品質(zhì)的影響，以期為真空預(yù)冷在鮮食蓮子貯藏技術(shù)中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮食蓮子 杭州蓮誼農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、丙酮、95%乙醇 分析純，上海凌鋒化學(xué)試劑有限公司。

JXM/YZ真空預(yù)冷機 山東杰西瑪機械科技有限公司；TA.XT.plus物性測定質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；CR-400 手持色差儀 日本柯尼卡美能達公司；Bifugo stratos高速冷凍離心機美國Thermo公司；Cintra 404 紫外分光光度計 澳大利亞GBC公司；UV-9000 紫外-可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；LB20T手持糖度計 廣州市速為電子科技有限公司；MRC-250B智能人工氣候箱 上海百典儀器設(shè)備有限公司；OXYBABY O2/CO2手持式氣體分析儀 德國WITT公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 蓮蓬采摘后于半小時內(nèi)運至廠房，及時去除蓮房，挑選七至八成熟、無病蟲害、無機械損傷的蓮子，并在廠房內(nèi)進行真空預(yù)冷實驗。預(yù)冷結(jié)束后將蓮子分裝于PE盒內(nèi)，并用保鮮袋挽口包裝貯藏于4 ℃恒溫箱。分別以降至終溫6 ℃的鮮食蓮子作為初始值，之后每3 d取樣，每處理取120.0 g鮮食蓮子進行色澤、硬度、呼吸速率測定后，去除蓮子底部和頂端各約1 mm及蓮子心，將蓮子和蓮皮分別用液氮冷凍，并存放在?80 ℃冰箱中，用于后續(xù)指標測定。

1.2.2 鮮食蓮子真空預(yù)冷處理工藝 參考陶菲[15]的方法略有改動。將挑選好的鮮食蓮子放入樣品框內(nèi)，樣品框放入真空預(yù)冷機內(nèi)部，將溫度探頭插入鮮食蓮子內(nèi)部并記錄預(yù)冷過程中的溫度變化，每分鐘記錄一次溫度數(shù)值。

1.2.2.1 不同預(yù)冷終壓對鮮食蓮子預(yù)冷效果的影響 預(yù)冷終溫設(shè)置為6 ℃，補水率為0%，預(yù)冷終壓分別為500、750、1000 Pa，通過測定蓮子降溫曲線及預(yù)冷前后失重確定預(yù)冷終壓。

1.2.2.2 不同補水率對鮮食蓮子真空預(yù)冷效果的影響 預(yù)冷終溫設(shè)置為6 ℃，預(yù)冷終壓為750 Pa，補水率分別為0%、2%、4%、6%，以未預(yù)冷作為對照。通過測定蓮子降溫曲線、失重率、呼吸速率、褐變度、色澤、硬度、葉綠素和類胡蘿卜素含量變化篩選出較好的補水率。

1.3 指標測定

1.3.1 失重率的測定 參考Santana等[7]方法。采用差量法，按如下公式計算：

1.3.2 呼吸速率的測定 參考程園等[16]方法略有改動。分別取各處理組蓮子90.0 g，各自放入3 個自封袋中保存2 h，然后用O2/CO2手持式氣體分析儀測定探針刺入密封袋中，測定CO2濃度，呼吸速率以每千克果實每小時釋放的CO2體積表示，單位為mg/（kg·h）。

1.3.3 褐變度的測定 參考Sun[17]的方法略有改動。稱取1.0 g蓮子樣品，液氮研磨，加入5 mL 0.1 mol/L磷酸緩沖液（pH6.8）混勻，4 ℃、10000 r/min離心20 min。取上清液于410 nm處測定吸光值，計算褐變度。

1.3.4 色澤的測定 參考Zhu等[5]方法。用全自動色差儀測定鮮食蓮子L*、a*、b*值，儀器采用標準白板校正。每個處理測定20 顆蓮子，每顆蓮子測定3 次，取平均值。

1.3.5 硬度的測定 參考于勝爽[18]的方法略有改動。隨機選取20 顆蓮子，采用TA.XT.plus物性測定質(zhì)構(gòu)儀進行測定，選取P6 探頭（直徑為6 mm），測前速度為1 mm/s，測中速度為1 mm/s，測后速度為1 mm/s，測定深度為5 mm。

1.3.6 葉綠素、類胡蘿卜含量測定 參考鄭州元等[19]方法略有改動。稱取0.5 g樣品，液氮研磨，加入10 mL丙酮：乙醇（1:1，v/v）溶液，室溫下避光浸提3 h，過濾，濾液于663、645 和470 nm處測定吸光度。

式中：V-樣品提取液總體積，mL；m-樣品質(zhì)量，g；Ca-葉綠素a濃度，mg/L；Cb-葉綠素b濃度，mg/L。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)平均測定3 次，采用Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，Origin Pro 2017 軟件進行數(shù)據(jù)圖表制作，SPSS 24.0 軟件的Duncan’s法進行數(shù)據(jù)顯著性差異分析（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)冷終壓對鮮食蓮子降溫速率的影響

由圖1 可知，在預(yù)冷前180 s內(nèi)，真空泵不斷將真空室內(nèi)空氣排出，壓力下降緩慢，空氣與鮮食蓮子熱量交換微弱，因此，蓮子溫度幾乎沒有下降。500、750 和1000 Pa處理組分別在240～660、180～600、280～600 s內(nèi)降溫速度較快，這是因為真空室內(nèi)壓力迅速下降至設(shè)定終壓，蓮子表面水分開始蒸發(fā)，從而導(dǎo)致溫度大幅度下降。當真空室內(nèi)溫濕度與鮮食蓮子溫濕度趨于平衡時，蓮子溫度下降緩慢。預(yù)冷終壓為500、750 和1000 Pa處理組所需的預(yù)冷時間分別為720、780 和1320 s，表明真空預(yù)冷終壓越大，預(yù)冷時間越長。相同地，在草莓和土豆上也有相似的結(jié)論，如吳冬夏等[20]研究發(fā)現(xiàn)真空預(yù)冷壓力越低，草莓的冷卻速率越高，失水越??；丁偉華等[21]研究也發(fā)現(xiàn)土豆在真空預(yù)冷終壓1000 Pa時的預(yù)冷時間比500 Pa時長。

圖1 不同預(yù)冷終壓的降溫曲線Fig.1 Cooling curve of different pre-cooling final pressure

2.2 不同終壓預(yù)冷前后鮮食蓮子失重率變化

真空預(yù)冷主要依靠產(chǎn)品內(nèi)部水分蒸發(fā)帶走自身熱量，在降溫過程中會引起產(chǎn)品失水問題，鮮食蓮子在預(yù)冷過程中的失重主要由水分蒸發(fā)造成。由圖2可知，在不進行補水的情況下，預(yù)冷終壓越大失重越小，終壓為500 Pa的處理失重率為7.18%，與750和1000 Pa處理差異顯著（P<0.05），但750 和1000 Pa處理之間差異不顯著；終壓為750 Pa的處理失重率為4.51%。綜合考慮預(yù)冷過程中降溫速率和失重率的結(jié)果，選擇750 Pa的預(yù)冷終壓較為合適。

圖2 不同終壓預(yù)冷前后失重率變化Fig.2 Change of weight loss rate before and after pre-cooling with different final pressures

2.3 不同補水率對鮮食蓮子降溫速率的影響

真空預(yù)冷前對果蔬進行補水，可增加果蔬內(nèi)部或表面水分從而減少失重，提高冷卻速率。在預(yù)冷終壓750 Pa條件下，鮮食蓮子預(yù)冷前進行補水的降溫曲線如圖3 所示，補水率為0%、2%、4%和6%的處理從初始溫度降至6 ℃終溫所需時間分別為840、780、540 和1080 s；補水率4%處理的預(yù)冷時間最短，而補水率6%處理時間最長。王勤等[22]研究發(fā)現(xiàn)進行適量補水的楊梅真空預(yù)冷效果好于不進行補水的。宣朝輝等[23]發(fā)現(xiàn)芒果補水率為16%時所需預(yù)冷時間比8%的長。這可能是果實表面附著水分過多造成的，因此補水率并不是越高降溫越快，適宜補水可縮短預(yù)冷時間。

圖3 不同補水率的降溫曲線Fig.3 Cooling curve of different water replenishment rates

2.4 不同補水率預(yù)冷前后鮮食蓮子失重率變化

由圖4 可知，在預(yù)冷終壓為750 Pa的情況下，隨補水率的增加預(yù)冷過程中蓮子的失重逐漸減小，補水率為0%的處理失重率達到4.62%，補水率6%處理的失重最小，僅為2.3%。預(yù)冷前對蓮子進行補水有助于防止失水，補水率越高，預(yù)冷后失重越小；若蓮子表面附著水分較多，在后續(xù)貯藏可能會促進微生物的生長和品質(zhì)劣變。宣朝輝等[23]發(fā)現(xiàn)在一定補水范圍內(nèi)，補水率越大，芒果在預(yù)冷過程中的失重越小。經(jīng)后期貯藏可知，鮮食蓮子補水率在4%左右較為適宜。

圖4 不同補水率預(yù)冷前后失重率變化Fig.4 Change of weight loss rate before and after pre-cooling with different water replenishment rates

2.5 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期失重率的影響

由圖5 可知，在貯藏期間，鮮食蓮子的失重率呈上升趨勢，真空預(yù)冷處理失重始終低于對照組（未預(yù)冷處理）；在貯藏末期，補水率0%、2%、4%、6%處理和對照組的失重率分別為10.09%、8.28%、4.26%、6.96%和11.38%，且補水率4%處理顯著（P<0.05）低于補水率0%、2%和6%處理。吳德慧等[24]研究發(fā)現(xiàn)在1～4 ℃溫度下未預(yù)冷杭白菜的失水快于真空預(yù)冷的杭白菜。未經(jīng)預(yù)冷的鮮食蓮子降溫速率慢，長時間內(nèi)維持較高的呼吸速率，降低了細胞的持水能力，而預(yù)冷前補水則加強了細胞的持水能力，因此，補水率4%處理降低了蓮子貯藏期間的失重。

圖5 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期失重率的影響Fig.5 Effect of different water replenishment rates on weight loss of louts seeds during storage

2.6 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期呼吸速率的影響

呼吸速率是反映果蔬貯藏效果的重要指標，呼吸強度越大，營養(yǎng)物質(zhì)消耗越快，從而加速果蔬衰老。由圖6 可看出，在貯藏期間對照組鮮食蓮子的呼吸速率呈降低的趨勢，其他處理鮮食蓮子的呼吸速率整體呈先升后降的趨勢。預(yù)冷結(jié)束后，蓮子呼吸速率從82.79 mg/kg·h迅速降至26.65 mg/kg·h（0%補水率）、17.54 mg/kg·h（2%補水率）、24.7 mg/kg·h（4%補水率）和29.45 mg/kg·h（6%補水率）。在貯藏期間，真空預(yù)冷處理的呼吸速率顯著低于對照組（P<0.05），在貯藏9～15 d，補水率4%處理呼吸速率顯著低于0%補水率處理（P<0.05）。陳杭君等[25]研究發(fā)現(xiàn)與冰水和冷庫預(yù)冷相比，真空預(yù)冷可在2.5 h內(nèi)將蘆筍呼吸強度從305 mg CO2/（kg·h）降至60 mg CO2/（kg·h）。本研究結(jié)果與莊嚴等[26]研究結(jié)果類似，水芹經(jīng)冰水預(yù)冷后呼吸速率顯著低于未預(yù)冷水芹。真空預(yù)冷的低溫抑制了鮮食蓮子呼吸作用和生理代謝，延緩了衰老。

圖6 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期呼吸速率的影響Fig.6 Effect of different water replenishment rates on respiration rate of louts seedsduring storage

2.7 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期褐變度的影響

褐變度能夠反映果蔬的褐變程度，是酚類物質(zhì)被酚酶氧化形成褐色聚合物的表現(xiàn)。由圖7 可知，在貯藏期間，鮮食蓮子褐變度呈上升趨勢。補水率4%處理褐變程度變化相對較緩，始終低于其他補水處理組，且與補水率0%處理差異顯著（P<0.05）。因此，補水率4%處理可以較好抑制貯藏期間蓮子褐變。Johnson等[27]研究也表明，經(jīng)真空預(yù)冷的鮮切芹菜可以維持較好的營養(yǎng)品質(zhì)，減緩切面褐變程度。

圖7 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期褐變度的影響Fig.7 Effect of different water replenishment rates on browning degree of louts seeds during storage

2.8 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期色澤的影響

色澤是衡量果蔬感官品質(zhì)及貨架期的重要指標。真空預(yù)冷對鮮食蓮子色澤的影響見表1，L*、a*、b*值分別代表蓮子的表面明亮、紅綠和黃藍程度，其中a*、b*值的絕對值越大則顏色越深。在貯藏過程中蓮子L*值呈下降趨勢，這是由于蓮子失水導(dǎo)致顏色變暗，真空預(yù)冷處理L*值始終高于對照組，且補水率4%處理L*值顯著高于對照組（P<0.05）。在貯藏期間蓮子a*值逐漸上升，這可能是葉綠素脫鎂形成葉綠酸導(dǎo)致的黃化，真空預(yù)冷處理a*值顯著低于對照組（P<0.05），在貯藏前期，補水處理之間差異不顯著，在9～15 d，補水率4%處理顯著低于其他補水處理（P<0.05）。b*值在貯藏期間整體呈先降后升的趨勢，真空預(yù)冷處理低于對照組，且補水率4%處理b*值顯著低于其它補水處理（P<0.05）。Zhu等[5]研究發(fā)現(xiàn)與未預(yù)冷相比，經(jīng)真空預(yù)冷的白菜、青菜和卷心菜均維持了較好的色澤，延緩了葉片黃化。Alibas等[28]研究發(fā)現(xiàn)與不預(yù)冷相比，真空預(yù)冷能更好的保持花椰菜的原有色澤，延緩硬度下降。等[29]研究發(fā)現(xiàn)真空預(yù)冷可以維持洋蔥等的外觀品質(zhì)。補水率4%的真空預(yù)冷可維持鮮食蓮子較好的外觀色澤，這可能是真空預(yù)冷降低了蓮子呼吸速率，且預(yù)冷前補水有利于延緩葉綠素降解，從而延緩蓮子黃化。

表1 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期色澤的影響Table 1 Effect of different water replenishment rates on color difference of fresh lotus seeds during storage

2.9 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期硬度的影響

硬度是衡量果蔬品質(zhì)和商品性的重要因素之一，果蔬貯藏期間的硬度與其呼吸作用、酶活性、細胞持水能力等密切相關(guān)。由圖8 可知，鮮食蓮子硬度整體呈先升后降的趨勢，在貯藏前期呈上升趨勢，可能是蓮子還處于成熟階段，營養(yǎng)物質(zhì)積累；貯藏3 d后呈下降趨勢，可能是呼吸作用減弱，生理活性下降所導(dǎo)致。在貯藏0～9 d各處理之間硬度變化不明顯，在貯藏后期9～15 d真空預(yù)冷處理組顯著高于對照組（P<0.05），補水率4%處理顯著高于補水率0%處理（P<0.05）。這與張曉娟等[8]的研究結(jié)果相似，真空預(yù)冷較未預(yù)冷和冷庫預(yù)冷延緩了毛豆硬度下降，維持了較好的保鮮效果。?lknur等[30]研究發(fā)現(xiàn)，相對于風(fēng)冷和水冷，真空預(yù)冷能更好地延緩朝鮮薊硬度下降及質(zhì)量損失。由此說明，真空預(yù)冷可以有效抑制蓮子硬度變化，且預(yù)冷前4%的補水可以增強細胞持水能力，延緩蓮子軟化。

圖8 不同補水率對鮮食蓮子貯藏期硬度的影響Fig.8 Effect of different water replenishment rates on hardness of louts seeds during storage

2.10 不同補水率對貯藏期蓮皮葉綠素含量的影響

葉綠素是植物體內(nèi)含量最為豐富的色素，是衡量葉菜類蔬菜品質(zhì)的關(guān)鍵指標，它易受外界因素的影響而降解導(dǎo)致葉片黃化，是植物衰老的外在標志[31]。在貯藏期間，蓮皮總?cè)~綠素含量變化如圖9A，整體呈先上升后下降的趨勢，這可能是由于鮮食蓮子采后生理活性較強，具有后熟能力。各真空預(yù)冷處理組含量始終高于對照組，補水率4%處理在貯藏9～15 d顯著高于0%處理（P<0.05）。由圖9B可知，蓮皮葉綠素a含量呈先升后降的趨勢，真空預(yù)冷處理組葉綠素a含量在貯藏期間顯著高于對照組（P<0.05）；補水率4%處理在第9～15 d顯著高于其他補水處理組。

圖9 不同補水率對蓮皮貯藏期葉綠素含量的影響Fig.9 Effect of different water replenishment rates on chlorophyll content of louts peel during storage

由圖9C可知，葉綠素b含量變化與總?cè)~綠素含量變化相似，在貯藏6～15 d補水率4%處理組含量顯著高于對照組（P<0.05），在貯藏末期，各處理之間差異顯著（P<0.05）。林永艷等[32]研究表明真空預(yù)冷可延緩青菜葉綠素含量下降。楊國華等[33]研究表明真空預(yù)冷可以有效延緩寧夏菜心葉綠素含量下降。Pratsanee等[34]研究也表明真空預(yù)冷可以延緩葉綠素降解，且適宜的預(yù)冷壓力可以抑制葉綠體的潰解。綜上所述，補水率4%的真空預(yù)冷可以有效延緩蓮皮葉綠素的降解。

2.11 不同補水率對貯藏期蓮皮類胡蘿卜素含量的影響

類胡蘿卜素是一類天然色素，具有抗氧化和抗衰老的作用。由圖10 可知，在貯藏期間，蓮皮類胡蘿卜素含量變化趨勢與葉綠素變化趨勢相似，在第6 d達到峰值，較貯藏初期分別上升了9.59%（對照）、6.11%（0%）、8.06%（2%）、12.72（4%）、3.62（6%）；在貯藏末期，各處理組含量較初期分別降低了27.24%（對照）、17.71%（0%）、13.75%（2%）、0.23%（4%）和8.08（6%），補水率4%處理顯著高于對照組和補水率0%處理（P<0.05）。本研究結(jié)果與安容慧等[35]研究結(jié)果類似，真空預(yù)冷結(jié)合低溫可有效保持上海青葉綠素、類胡蘿卜素、可溶性蛋白等含量，提高貨架品質(zhì)，延長保鮮期。因此，在真空預(yù)冷前進行4%補水可有效延緩蓮皮類胡蘿卜素含量的下降。

圖10 不同補水率對蓮皮類貯藏期胡蘿卜素含量的影響Fig.10 Effect of different water replenishment rates on carotenoid content of louts peel during storage

3 結(jié)論

真空預(yù)冷可在極短時間內(nèi)降低鮮食蓮子的田間熱和呼吸速率，不同預(yù)冷終壓和補水率對鮮食蓮子降溫速率和失重有明顯的差異，在預(yù)冷終壓為750 Pa、補水率為4%的真空預(yù)冷條件下降溫速率快，預(yù)冷效果較理想。與對照相比，終壓750 Pa、補水率4%處理，可在貯藏過程中保持蓮子較好的外觀品質(zhì)，明顯降低失重和呼吸速率，抑制蓮子褐變，維持較高的總?cè)~綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量。綜上所述，適宜的真空預(yù)冷終壓和補水可以有效延緩鮮食蓮子采后黃化和衰老，并延長鮮食蓮子的保鮮期。