減壓冷藏和氣調冷藏對鮮切西蘭花保鮮效果的 比較分析

范新光，肖 璐，張振富，郭風軍，王美蘭,*，張長峰，鄭先章

（1.煙臺大學食品科學與工程研究所，山東 煙臺 264005；2.國家農產品現代物流工程技術研究中心，山東 濟南 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，郭風軍2，王美蘭1,*，張長峰2，鄭先章3

（1.煙臺大學食品科學與工程研究所，山東 煙臺 264005；2.國家農產品現代物流工程技術研究中心，山東 濟南 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，分別進行4 ℃條件下的減壓冷藏和氣調冷藏實驗，對兩者的保鮮效果和相應的理化差異進行比較分析。結果表明：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，但在葉綠素和細胞膜透 性方面減壓冷藏和氣調冷藏沒有明顯差異。

鮮切西蘭花；減壓冷藏；氣調冷藏

西蘭花，又稱青花菜，富含蛋白質、膳食纖維、維生素等營養成分，被譽為“蔬菜皇冠”。鮮切西蘭花具有快捷、衛生等特點，滿足了人們日益快速的生活節奏，但鮮切西蘭花呼吸旺盛、代謝迅速，極易導致營養成分的損失，并且易失水軟化、黃化霉變，產品保質期短。目前國內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]、化學試劑處理[8-9]、氣調包裝[10-11]等，諸如此類技術，除氣調技術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。

減壓冷藏技術是20世紀60年代美國Burg系統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、及時排除有害氣體等優勢。目前國內在鮮切果蔬的減壓冷藏方面研究的偏少，而且在實驗室減壓研究方面也存在一些誤區[13-14]，如認為減壓冷藏技術是類似于氣調的一種技術，認為減壓冷藏只是單純地將抽真空與冷藏結合等。減壓冷藏裝備也多局限于簡易、自制的減壓設備，使得相關研究無法有效深入。目前，減壓技術分為間歇抽氣和連續抽氣兩種形式[15-16]。研究[17]表明，只有連續抽氣同時又持續補充新鮮氣體的方法，才能達到減壓冷藏所預期的效果。本實驗根據此理論，采用國內研發的JYL0.2A連續抽氣式多功能減壓實驗機對鮮切西蘭花在減壓冷藏與氣調冷藏的保鮮效果進行了比較分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花，品種為‘蔓陀綠’，購于濟南七里堡蔬菜批發市場，產地山東壽光。

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

1.2 儀器與設備

JYL0.2A減壓冷藏實驗機 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氣體實驗箱 天津森羅科技發展有限責任公司；紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；DDS-11A電導率儀 上海洛奇特電子設備有限公司；UNIVERSAL 320R冷凍離心機 德國Hettich公司；QTS-25質構儀 美國Brookfield公司；JJ-2組織攪碎機 常州博遠實驗分析儀器廠；WYT-4手持糖度計泉州中友光學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西蘭花貯藏處理

對新購的西蘭花進行挑選，選取無病蟲害，無機械損傷，成熟度、大小一致，花球緊密的西蘭花作為實驗材料，用鋒利的切刀切除大莖，再沿花球底端進行切割，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。

設計3個實驗組：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）氣調冷藏組，簡稱氣調組，用CQX-0.4氣體實驗箱盛放鮮切西蘭花，關蓋，用CPY-3000/6型配氣儀配制O2體積分數為3%、CO2體積分數為2%，N2體積分數為95%[18]的混合氣體持續通入氣體實驗箱中，使鮮切西蘭花始終處于預定的氣體環境中，氣體 實驗箱置于（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個洞，避免保鮮袋在減壓抽氣過程中因袋內氣體膨脹而撐爆，置于JYL0.2A減壓冷藏實驗機中進行減壓貯藏，設置壓力（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、氣調冷藏組經（4.0±0.5）℃預冷24 h后進行實驗，減壓冷藏組處理分裝后直接由室溫放入減壓冷藏室驗機預冷后貯藏，貯藏壓力達到1 000 Pa時，貯藏室內氣體的O2和CO2的體積分數降為正常大氣壓的1%。每3 d檢測鮮切西蘭花的各項指標。

1.3.2 指標測定

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：采用手持糖度計測定；膜透性（相對電導率）：采用電導率儀測定[21]。

1.3.3 黃球率和質量損失率的計算

均勻取多個西蘭花頂端組織，切成小球后混勻，根據小球總個數和黃球個數，按式（1）計算黃球率，采用質量法測定質量損失率，見式（2）：

1.3.4 質構特性

質構特性包括硬度和咀嚼性，使用質構儀進行質地多面分析（texture profile analysis，TPA）測試[22]。西蘭花自庫中取出后回溫2 h至室溫20 ℃，截取粗細均勻、直徑為（0.6±0.1）cm的西蘭花小莖1 cm，平放于質構儀的載物臺上，進行TPA擠壓測試，每個實驗組重復測定10次。

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

圖1 典型的TPA曲線Fig.1 Typical TPA curve

1.4 數據處理

采用Origin 7.5軟件繪制圖表，并利用SPSS 19.0軟件對實驗數據進行鄧肯式多重比較分析顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 西蘭花葉綠素含量的變化規律

西蘭花含有豐富的葉綠素，西蘭花的黃化現象主要是由于葉綠素的損失造成的。由圖2可知，在整個貯藏期間，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。在各個時間點，普冷組的葉綠素含量明顯低于氣調組和減壓組，說明減壓冷藏和氣調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組，而在貯藏后期區別不明顯，且兩者在貯藏結束時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劣性。

圖2 葉綠素含量隨貯藏時間的變化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律

圖3 丙二醛含量隨貯藏時間的變化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發生過氧化反應而產生的，它的含量與植物衰老及逆境傷害有密切關系。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左右達到最高值，此時，普冷組、氣調組、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，各個時間點丙二醛含量：減壓組＜氣調組＜普冷組。由此可以看出，減壓冷藏比氣調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含量的變化規律

由圖4可知，在整個貯藏期間，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，普冷組、氣調組、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＞氣調組＞普冷組，減壓組的VC含量略高于其他兩個實驗組，說明減壓冷藏較為有效地減緩了鮮切西蘭花內VC的損失。

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

2.4 西蘭花細胞膜相對電導率的變化規律

圖5 細胞膜相對電導率隨貯藏時間的變化Fig.5 Change in relative conductivity of fresh-cut broccoli during storage

細胞膜透性反映的是細胞膜的完整性和穩定性，在一定程度上能反映細胞膜的破壞程度。由圖5可知，細胞膜相對電導率在經過前期短暫的波動后，在中后期呈現快速上升趨勢，其中普冷組的膜透性上升最快，20 d時達到19.6%，相比之下，減壓組和氣調組的細胞膜相對電導率上升緩慢，而且兩組之間未發現明顯區別，說明減壓冷藏和氣調貯藏在西蘭花細胞膜相對電導率方面的區分不明顯。

2.5 西蘭花可溶性固形物變化規律

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

由圖6可知，氣調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、酸等有機物質導致的[23]，且減壓冷藏西蘭花的可溶性固形物含量高于氣調冷藏，說明與氣調冷藏相比，減壓冷藏能降低可溶性固形物的消耗，貯藏結束時氣調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過前期短暫的下降后，大幅上升，這種現象主要是普冷組失水嚴重造成的。

2.6 西蘭花硬度的變化規律

圖7 硬度隨貯藏時間的變化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，延緩了其軟化時間。在貯藏達到20 d時，普冷組、氣調組、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律

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

由圖8可知，貯藏前6 d內，3個實驗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，開始出現顯著性差異（P＜0.05），此時普冷組、氣調組、減壓組的咀嚼性分別為5.41、8.77、12.13 mJ。隨著貯藏時間的延長，普冷組的咀嚼性逐漸低于氣調組，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 西蘭花質量損失率和黃球率的變化規律

由圖9可知，隨貯藏時間的延長，氣調組和減壓組的西蘭花質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，氣調組則處在相對密閉的實驗盒中，水分不易散失；而普冷組的西蘭花因直接處于庫內環境中，空氣的流動加速了西蘭花的蒸騰作用，使得其質量損失率明顯高出。由圖10可知，在6 d時，鮮切西蘭花開始出現黃球，隨后黃球率迅速上升，可以看出，在整個貯藏過程中，減壓冷藏西蘭花的黃球率略低于氣調冷藏和普通冷藏。

圖9 質量損失率隨貯藏時間的變化Fig.9 Change in weight loss of fresh-cut broccoli during storage

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

3 討 論

氣調冷藏的原理為：減低O2的體積分數和提高CO2的體積分數，使果蔬處于一 個高CO2、低O2的環境，從而抑制果蔬的呼吸作用、降低果蔬代謝速度、減少有機物質消耗，最終達到延長貯藏期的目的[24]。本實驗氣調組的鮮切西蘭花一直處于O2體積分數為3%、CO2體積分數為2%的氣體環境中，此氣體環境有效地抑制了果蔬的呼吸代謝。從實驗數據也可看出，氣調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于普冷組。

連續抽氣式減壓冷藏技術[25]是通過真空泵對貯藏室連續不斷地抽真空，空氣進入貯藏室后體積開始膨脹，氣體各組分體積分數同比例降低。實驗中減壓組的西蘭花所處環境的絕對壓力為1 000 Pa，此時環境中O2和CO2體積分數降為正常大氣壓的1%，這就創造出一個極低O2和CO2的氣體環境，不僅能有 效地抑制鮮切西蘭花的呼吸消耗，還能防止高CO2體積分數引起的“中毒現象”；在不斷抽氣的同時，又向貯藏室連續通入新鮮空氣，使貯藏室的氣體處于動態平衡，并及時地將鮮切西蘭花呼吸代謝產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和品質。實驗數據證明，減壓冷藏與氣調冷藏相比，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。但在葉綠素和細胞膜透性兩個指標上兩者之間未發現明顯區別，有待進一步研 究其原因。另外，本實驗只設計了一種氣體組分的氣調冷藏與一種參數下減壓冷藏的比較研究，下一步需要更加系統全面的深層次研究。

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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

國家高科技研究發展計劃（863計劃）（2011AA100702）；“十二五”農村領域國家科技計劃項目（2011BAD24B02）

范新光（1988—），男，碩士研究生，研究方向為農產品加工及貯藏工程。E-mail：firelighting@126.com

*通信作者：王美蘭（1958—），女，教授，本科，研究方向為農產品加工及貯藏工程。E-mail：zzc555@ytu.edu.cn