預(yù)冷對(duì)氣調(diào)荷蘭豆貨架期品質(zhì)和生理的影響

戴云云，羅海波，姜 麗，蔣 娟，郁志芳*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095)

預(yù)冷對(duì)氣調(diào)荷蘭豆貨架期品質(zhì)和生理的影響

戴云云，羅海波，姜 麗，蔣 娟，郁志芳*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095)

為研究不同預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)模擬貨架后荷蘭豆品質(zhì)和生理特性的影響。分別于0、6h和12h三種不同放置時(shí)間后對(duì)荷蘭豆進(jìn)行預(yù)冷并立即建立氣調(diào)(體積配比為3% O2+5% CO2+92% N2)條件1℃貯藏，荷蘭豆貯藏0、10、20d和30d后進(jìn)行2d常溫模擬貨架實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：與6h或12h后預(yù)冷比較，立即預(yù)冷的荷蘭豆在模擬貨架后呼吸作用弱，纖維素增加量小，超氧陰離子自由基和丙二醛含量保持在較低水平，抗氧化酶——過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶具有較高的活力。立即預(yù)冷可有效抑制貨架期荷蘭豆的生理活動(dòng)和更好地保持其品質(zhì)。

荷蘭豆；預(yù)冷；氣調(diào)；品質(zhì)；生理特性

荷蘭豆(Pisum sativum L.)因其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，風(fēng)味鮮美，并具有延緩衰老、美容保健功能，在美國(guó)、加拿大、澳大利亞、新加坡等國(guó)十分暢銷，是西方國(guó)家主要食用蔬菜品種之一，也是我國(guó)很有前途的出口創(chuàng)匯特菜品種之一[1]。荷蘭豆自身正常或者異常生理生化變化和不良條件引起的生理失常容易造成豆類品質(zhì)下降甚至腐爛變質(zhì)，特別是被人們所喜歡的荷蘭豆因?yàn)楸ｕr技術(shù)研究的不深入、針對(duì)性不強(qiáng)，導(dǎo)致其采后品質(zhì)劣變，快速的失去其食用價(jià)值，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，研究和提高荷蘭豆的耐貯性十分必要。

新鮮果蔬采后商品化處理方法中，預(yù)冷是對(duì)于產(chǎn)品品質(zhì)的保持非常有效[2-4]，在發(fā)達(dá)國(guó)家的果蔬菜后處理中是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)[5-6]。預(yù)冷能夠使果蔬從內(nèi)部快速冷卻，全部或部分釋放出田間熱，使果蔬采后代謝活動(dòng)迅速降低，從而有效控制果蔬呼吸過(guò)程，抑制組織內(nèi)糖、酶、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的變化，延長(zhǎng)保鮮時(shí)間。適當(dāng)?shù)念A(yù)冷處理，可以有效減少果蔬營(yíng)養(yǎng)成分損失，最大限度地保持荷蘭豆品質(zhì)，降低腐爛率，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間。所以，預(yù)冷在保鮮技術(shù)中的作用非常大，已成為保鮮技術(shù)和手段成功運(yùn)用的基礎(chǔ)，任何一種保鮮技術(shù)在使用前，都需經(jīng)過(guò)預(yù)冷處理。我國(guó)由于預(yù)冷的普及率低，許多新鮮果蔬無(wú)法做到采后立即預(yù)冷，即使出口的產(chǎn)品也是如此，這與在高溫季節(jié)采收的果蔬的要求差距很大。目前國(guó)內(nèi)有關(guān)預(yù)冷時(shí)機(jī)的研究不多，與其他處理方法聯(lián)系不多，而且對(duì)荷蘭豆模擬常溫貨架期研究甚少。

本實(shí)驗(yàn)從不同預(yù)冷處理方式入手，氣調(diào)、低溫條件下貯藏一段時(shí)間后，常溫模擬貨架2d，測(cè)定荷蘭豆品質(zhì)和生理生化指標(biāo)，闡明荷蘭豆在冷藏后的貨架期中的生理和品質(zhì)上的變化，為荷蘭豆在耐貯性和貨架期的品質(zhì)和生理變化上提供理論參考，也為新型實(shí)用技術(shù)的開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及其處理

荷蘭豆(臺(tái)中11號(hào))，于2009年6月4日下午采收自南京郊區(qū)，采后立即送回實(shí)驗(yàn)室，選取大小均勻、無(wú)病蟲害、無(wú)機(jī)械損傷的荷蘭豆用于實(shí)驗(yàn)。

將荷蘭豆隨機(jī)分成3組處理：第1組：立即將荷蘭豆平鋪于冷庫(kù)內(nèi)(1.0℃±0.5℃)進(jìn)行立即預(yù)冷，待其中心溫度達(dá)到2℃時(shí)停止預(yù)冷；第2組：將荷蘭豆常溫放置6h后，再將荷蘭豆平鋪于冷庫(kù)內(nèi)(1.0℃±0.5℃)進(jìn)行預(yù)冷，待其中心溫度達(dá)到2℃時(shí)停止預(yù)冷；第3組：將荷蘭豆常溫放置12h后，再將荷蘭豆平鋪于冷庫(kù)內(nèi)(1.0℃±0.5℃)進(jìn)行預(yù)冷，待其中心溫度達(dá)到2℃時(shí)停止預(yù)冷。各處理組分別用保鮮袋敞口包裝(每袋400g)，再裝入氣調(diào)袋(HDPE，厚度60μm，尺寸為50cm×80cm)中(體積配比為3% O2+5% CO2+92% N2)，于(1.0±0.5)℃條件下貯藏。貯藏期間每10、20、30d后再進(jìn)行2d的常溫模擬貨架后測(cè)定荷蘭豆呼吸強(qiáng)度、MD A、色澤、O2－·含量、SOD活力、POD活力等指標(biāo)，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2 儀器與設(shè)備

SPX-320智能生化培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠；DJ300精密電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；GL-20G-Ⅱ高速冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國(guó)華電器有限公司；Orion86802臺(tái)面式pH/ISE測(cè)試儀 上海納锘儀器有限公司；DDS-307電導(dǎo)率儀 上?？祪x儀器有限公司；XW-80A微型旋渦混合儀 上海滬西分析儀器廠有限公司；WFJ UV-2802 PC紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司；CR-200型便攜式手持色差儀 美能達(dá)公司。

1.3 各指標(biāo)測(cè)定方法

呼吸強(qiáng)度測(cè)定采用靜置法[7]，丙二醛(MDA)含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[8]，超氧陰離子自由基含量的測(cè)定采用羥胺氧化法[8]，SOD活力測(cè)定采用NBT光化氧化法[8]，POD活力測(cè)定采用Kang的方法[8]，纖維素含量的測(cè)定采用酸性洗滌法[9]，纖維素酶(CE)活力的測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸法[10]。色澤測(cè)定采用便攜式色差儀測(cè)定荷蘭豆表面色差，從每袋中隨機(jī)抽取10個(gè)，記錄L*、a*、b*值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)處理均重復(fù)3次，分別求其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)冷藏后常溫貨架2d的荷蘭豆呼吸的影響

圖1 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)1℃冷藏后常溫貨架2d的荷蘭豆呼吸強(qiáng)度的影響Fig.1 Effect of precooling and controlled atmosphere storage on the respiration intensity of Pisum sativum L. during storage

從圖1可以看出，經(jīng)過(guò)10d和20d冷藏后放置2d的荷蘭豆在常溫貨架期呼吸作用緩慢上升，冷藏30d后放置2d的荷蘭豆在常溫貨架后，呼吸作用減弱呈下降趨勢(shì)。另可看出，相對(duì)于其他兩種處理方式，立即預(yù)冷和氣調(diào)處理抑制了貨架期的呼吸作用。立即預(yù)冷加氣調(diào)處理可以延緩荷蘭豆的代謝，有利于荷蘭豆的貯藏。

2.2 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)冷藏后常溫貨架2d的荷蘭豆MDA含量和O2－·含量的影響

圖2 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)1℃冷藏后常溫貨架2d的荷蘭豆O2-·含量和MDA含量的影響Fig.2 Effect of precooling and controlled atmosphere storage on superoxide anion and MDA content of Pisum sativum L. during storage

如圖2(A)所示，MDA含量是一個(gè)緩慢下降的趨勢(shì)，相比較而言，立即預(yù)冷加氣調(diào)處理的荷蘭豆MDA的含量處于一個(gè)更低的水平。說(shuō)明相對(duì)于其他處理方式立即預(yù)冷加氣調(diào)處理更有利于荷蘭豆的保鮮。

如圖2(B)所示，O2－·處于快速的上升趨勢(shì)。說(shuō)明荷蘭豆受活性氧的傷害在增加，組織衰老在加劇，且立即預(yù)冷加氣調(diào)處理的荷蘭豆O2－·含量處于較低水平，結(jié)果表明立即預(yù)冷加氣調(diào)處理可抑制荷蘭豆O2－·的增加，減少組織遭受活性氧的傷害，有利于保持其品質(zhì)。

2.3 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)冷藏后常溫貨架2d的荷蘭豆纖維素和CE的影響

圖3 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)1℃冷藏后常溫貨架2d的荷蘭豆纖維素和CE的影響Fig.3 Effect of precooling and controlled atmosphere storage on the cellulose content and cellulase activity of Pisum sativum L. during storage

如圖3(A)所示，纖維素含量呈緩慢上升的趨勢(shì)，CE呈緩慢下降的趨勢(shì)。立即預(yù)冷加氣調(diào)處理纖維素含量較其他兩種處理更少。同時(shí)，如圖4(B)所示，CE的活性立即預(yù)冷加氣調(diào)處理的活力處于較高水平，有效地水解了纖維素，不利于纖維素的合成增加，更好地保持其食用品質(zhì)。

2.4 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)冷藏后常溫貨架2d的荷蘭豆POD和SOD的影響

如圖4(A) 所示，比較3種處理，立即預(yù)冷加氣調(diào)處理POD活性處于更高的水平，說(shuō)明立即預(yù)冷和氣調(diào)處理能夠更好的保護(hù)荷蘭豆的組織，延緩其衰老。而如圖4(B) 所示，前期立即預(yù)冷加氣調(diào)處理SOD活性處于一個(gè)更高的水平，而后期SOD活性相比較其他兩種處理活性處于一個(gè)低水平狀態(tài)。

圖4 預(yù)冷方式和氣調(diào)處理對(duì)1℃冷藏后2d貨架期荷蘭豆POD和SOD的影響Fig.4 Effect of precooling and controlled atmosphere storage on the SOD and MDA content in Pisum sativum L. during storage

3 討 論

在貯藏過(guò)程中，呼吸是造成采后蔬菜和水果品質(zhì)下降最主要的原因[11]，預(yù)冷作用可以有效地抑制果蔬的呼吸作用，延緩衰老。本實(shí)驗(yàn)對(duì)荷蘭豆預(yù)冷的時(shí)機(jī)進(jìn)行了選擇，結(jié)果表明立即預(yù)冷在抑制呼吸作用的效果上要優(yōu)于6h后預(yù)冷和12h后預(yù)冷，這一結(jié)果與預(yù)冷處理過(guò)的蘑菇[12]研究結(jié)果一致。但是，荷蘭豆推遲6h預(yù)冷其貨架期的呼吸作用反而高于12h后預(yù)冷的原因還需要進(jìn)一步研究。

MDA是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物之一，其不僅反映細(xì)胞膜的氧化程度，而且MDA可使生物膜酶蛋白發(fā)生交聯(lián)、失活，致使細(xì)胞膜產(chǎn)生間隙，膜透性增強(qiáng)，功能受損。因此MDA經(jīng)常用來(lái)衡量和評(píng)價(jià)果蔬膜系統(tǒng)受到傷害的程度[13]。MDA含量低，膜受傷破壞的程度小。正常情況下生物體吸入的O2有約2%成為氧自由基，其中O2－·是最重要的氧自由基之一，O2－·的生成量增加，導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物MDA增加和質(zhì)膜透性提高，對(duì)植物造成傷害，加速植物組織衰老，因而O2－·含量增加可作為果蔬衰老的起始指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)立即預(yù)冷處理的MDA和O2－·都處于一個(gè)更低的水平，更好地保持了荷蘭豆在貨架期里的品質(zhì)，更好地維持了機(jī)體的完整性。

纖維素是細(xì)胞壁的重要組成物質(zhì)，在荷蘭豆的生長(zhǎng)和衰老過(guò)程中，纖維素含量穩(wěn)定增加，使其纖維化程度提高，質(zhì)地老化，影響荷蘭豆的食用品質(zhì)。纖維素酶可以有效地水解纖維素。本實(shí)驗(yàn)比較其他兩種預(yù)冷方式，立即預(yù)冷處理過(guò)的荷蘭豆，纖維素含量處于最低水平，同時(shí)纖維素酶也處于一個(gè)更高的水平，說(shuō)明立即預(yù)冷可以更好地抑制纖維素合成，更好地保持其品質(zhì)。

植物組織的衰老和其自身的防御體系有直接關(guān)系，而POD和SOD所組成的抗氧化酶體系在防御體系中起到重要作用[14-15]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，立即預(yù)冷處理的荷蘭豆在常溫貨架期里POD酶活性一直處于最高的水平，而前期立即預(yù)冷處理的荷蘭豆在常溫貨架期里SOD酶活性處于一個(gè)更高的水平，而后期SOD活性相比較其他兩種處理活性處于一個(gè)低水平狀態(tài)，這可能和SOD的作用有關(guān)。SOD主要作用是催化組織內(nèi)的O2－·轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O2，有利于維持較低的O2－·水平并保護(hù)膜結(jié)構(gòu)。據(jù)報(bào)道SOD是一種典型的誘導(dǎo)酶，環(huán)境的O2－·含量影響著組織內(nèi)SOD活性水平[16]。本實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)镺2－·的含量在第12～32天中，處于一個(gè)較低的水平，從而可能影響了組織中SOD的活性水平。

研究結(jié)果顯示，采后的及時(shí)預(yù)冷非常重要，可以有效地延長(zhǎng)果蔬的保鮮期。為了保證果蔬的品質(zhì)，在采收后不僅要預(yù)冷，而且要盡可能快地進(jìn)行預(yù)冷處理。結(jié)果表明立即預(yù)冷后的荷蘭豆在常溫貨架期里其品質(zhì)要優(yōu)于6h后預(yù)冷和12h后預(yù)冷，與前人的研究結(jié)果[17-18]一致。

4 結(jié) 論

研究表明，相比較其他兩種預(yù)冷方式，立即預(yù)冷處理過(guò)的荷蘭豆在常溫貨架期里呼吸作用處于一個(gè)更低的水平，更好地抑制了荷蘭豆的呼吸作用，而且纖維素含量也處于一個(gè)更低的水平，抑制了纖維素的增加，延緩了荷蘭豆的衰老。同時(shí)，經(jīng)過(guò)立即預(yù)冷處理過(guò)的荷蘭豆在常溫貨架期里O2－·和MDA含量保持在一個(gè)較低水平上， POD和SOD相比較其他兩種預(yù)冷方式也具有更高的活力。相比較6h后預(yù)冷和12h后預(yù)冷，立即預(yù)冷可以更好地保持荷蘭豆在常溫貨架期里的品質(zhì)。

[1]楊煥榮, 朱光初. 出口荷蘭豆標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程[J]. 長(zhǎng)江蔬菜, 2004 (7): 22-23.

[2]HALEVY AH, MAYAK S. Senescence and postharvest physiology of cut owers part 2[J]. Hort Reviews, 1981(3): 140-143.

[3]NOWAK J, RUDNICKI R M. Postharvest handling and storage of cut owers orist greens and potted plants[M]. London: Chapman and Hall, 1990.

[4]TURK R, CELIK E. The effects of vacuum precooling on the half cooling period and quality characteristic of iceberg lettuce[J]. Acta Hort, 1993, 343: 321-324.

[5]SHINBORI F. Preservation of freshness in cut owers[J]. Agriculture and Horticulture, 1992, 67(1): 97-104.

[6]SULLIVAN G H, DAVENPORT L R, JULIAN J W. Precooling: Key factor for assuring quality in new fresh market vegetable crops[M]. Arlington: ASHS Press, 1996: 521-524.

[7]薛應(yīng)龍. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)[M]. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1985: 129.

[8]KANG Ruoyi, YU Zhifang, LU Zhaoxin. Effect of coating and intermittent warning on enzymes, soluble pectin substances and ascorbic acid of Prunus persica .cv. Zhonghuashoutao during refrigerated storage[J]. Food Research International, 2005, 38(3): 331-336.

[9]劉福嶺, 戴自鈞. 食品物理與化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1987.

[10]寧正祥. 食品成分分析手冊(cè)[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1998: 23-45.

[11]FONSECA S C, OLIVEIRA F A R, BRECHT J K. Modelling respiratory rate of fresh fruits and vegetables for modified atmosphere packages: a review[J]. Journal of Food Engineering, 2002, 52(2): 99-119.

[12]陶菲, 張愍. 真空預(yù)冷對(duì)白蘑菇貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品與機(jī)械, 2006, 22(2): 47-49.

[13]MARTN-DIANA A B, RICO D, BARRY-RYAN C. Green tea extract as a natural antioxidant to extend the shelf-life of fresh-cut lettuce[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2008, 9(4): 593-603.

[14]HAN J H, TAO W Y, HAO H K, et al. Physiology and quality responses of fresh-cut broccoli florets pretreated with ethanol vapor[J]. Journal of Food Science, 2006, 71(Suppl 5): 385-389.

[15]MITTLER R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance[J]. Trends in Plant Science, 2002, 7(9): 405-410.

[16]夏鐵騎. 自由基、活性氧、SOD及植物衰老機(jī)理研究的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2005, 18(2): 23-24.

[17]車?guó)P斌. 預(yù)冷是提高保鮮質(zhì)量的重要技術(shù)措施[J]. 保鮮與加工, 2001, 2(2): 26.

[18]BROSNAN T, SUN D W. Precooling techniques and applications for horticultural products[J]. International Journal of Refrigeration, 2001, 24: 154-170.

Effect of Precooling on Quality and Physiology of Pisum sativum L. during Controlled Atmosphere (CA) Storage

DAI Yun-yun，LUO Hai-bo，JIANG Li，JIANG Juan，YU Zhi-fang*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Pisum sativum L. was cooled to 2 ℃ (central temperature) 0, 6 or 12 h after harvest, and then stored in the controlled atmosphere of 3% O2, 5% CO2 and 92% N2 at 1 ℃. On the 10th, 20thand 30thday of storage, Pisum sativum L was moved to room temperature for 2 days, and the respiration intensity, color, content of malondialdehyde (MDA) and superoxide anion radical, and the activity of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) were determined. The results showed that immediately precooled Pisum sativum L had lower level of respiration intensity, cellulose O－2·, MDA, and higher level of POD and SOD activity than the 2 other groups. Therefore, immediate precooling improves the quality of Pisumt sativum L. during shelf life.

Pisum sativum L.；precooling；controlled atmosphere；quality；physiological characteristics

S37

A

1002-6630(2010)20-0430-04

2009-12-21

江蘇省科技項(xiàng)目(QN2008224)

戴云云(1986—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品采后生理與處理技術(shù)。E-mail：dyyxxz@163.com

*通信作者：郁志芳(1960—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)椴珊笊飳W(xué)。E-mail：yuzhi88@yahoo.com.cn