4種船載蔬菜硅窗與普通保鮮袋混裝貯藏的環(huán)境氣體與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變化比較研究

董朝賢，張慜*，高中學(xué)，過志梅

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122；2.無錫德林船舶設(shè)備有限公司，江蘇無錫214191）

4種船載蔬菜硅窗與普通保鮮袋混裝貯藏的環(huán)境氣體與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變化比較研究

董朝賢1，張慜*1，高中學(xué)2，過志梅2

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122；2.無錫德林船舶設(shè)備有限公司，江蘇無錫214191）

以青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白這4種常用船載蔬菜作為混合保鮮的研究對(duì)象，對(duì)硅窗保鮮與普通保鮮袋保鮮的保鮮效果進(jìn)行對(duì)比研究。4種蔬菜采用有硅窗的高密度聚乙烯袋（硅窗面積為25 cm2）進(jìn)行包裝，并于（2±0.5）℃下儲(chǔ)藏，每3 d測(cè)定一次保鮮袋中的O2和CO2體積分?jǐn)?shù)、失重率、呼吸強(qiáng)度、抗壞血酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、丙二醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)、褐變度、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明：總體上對(duì)這4種蔬菜混裝貯藏，硅窗保鮮的保鮮效果優(yōu)于普通保鮮袋保鮮的效果。

硅窗保鮮；蔬菜混裝貯藏；質(zhì)量評(píng)價(jià)

蔬菜保鮮對(duì)于遠(yuǎn)洋航行非常重要。由于遠(yuǎn)洋航行周期較長(zhǎng)，一般貯藏不能有效保持蔬菜的營(yíng)養(yǎng)成分，所以遠(yuǎn)航船員極易面臨營(yíng)養(yǎng)缺乏，尤其是維生素［1-3］，而蔬菜富含維生素，因此采用有效的蔬菜保鮮技術(shù)是保障遠(yuǎn)洋航行的必要保證。

氣調(diào)貯藏（Modified Atmosphere Storage，MAP）技術(shù)是遠(yuǎn)洋航行中的一種非常好的蔬菜保鮮技術(shù)，投資成本低，對(duì)包裝環(huán)境的要求也較低［4］，并能最大程度保持蔬菜的食用品質(zhì)。但是，遠(yuǎn)航船舶攜帶的蔬菜種類繁多，而保鮮庫數(shù)量有限，因而在儲(chǔ)藏過程中，需多種蔬菜放置于同一冷藏庫中［5］。由于蔬菜種類不同，其適宜的儲(chǔ)藏條件差異較大，而不適宜的儲(chǔ)藏條件會(huì)極大地縮短混藏蔬菜的儲(chǔ)藏期，并加速主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。因此，對(duì)于遠(yuǎn)洋航行而言，選擇適宜的混合蔬菜保鮮條件非常重要。目前，船載蔬菜的混合保鮮技術(shù)是國(guó)內(nèi)外一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。

本課題主要對(duì)比研究多種混合蔬菜的硅窗保鮮與普通保鮮袋保鮮的差異，進(jìn)而挑選出更適合于混合蔬菜保鮮的方式。選擇4種常見船載蔬菜青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白，對(duì)比研究這4種蔬菜的硅窗保鮮與普通保鮮袋保鮮的差異，為遠(yuǎn)洋航行多種蔬菜混藏方式的選擇提供理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與設(shè)備

青菜、西蘭花、茭白、青甘藍(lán)，購于無錫市雪浪農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。青菜挑選顏色鮮綠、無黃葉、無褐變、無機(jī)械損傷，采收于當(dāng)天早晨4：00—5：00的；西蘭花挑選無病蟲害、無開花散頭，切割部位無褐變、無機(jī)械損傷，成熟度、大小基本一致的；茭白選取形狀正常、新鮮、無機(jī)械損傷、無病蟲害、色澤均一、無褐變、大小質(zhì)量一致的，經(jīng)清洗、瀝干；青甘藍(lán)挑選大小質(zhì)量接近、無機(jī)械損傷、顏色正常、無變色的原料。將原料于當(dāng)天運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室，并盡快于1℃速冷，以保證實(shí)驗(yàn)過程中原料的品質(zhì)處于較佳的狀態(tài)。

包裝材料選用高密度聚乙烯袋，其尺寸規(guī)格70 cm×80 cm，厚度為50 mm。窗口用FC-8硅橡膠膜覆蓋（中國(guó)科學(xué)院蘭州物理化學(xué)研究所研制），該膜的透氣性指標(biāo)是：在溫度20℃，相對(duì)濕度90%時(shí)，O2透過率4.08×10-9mol/（s·m2·Pa）；CO2透過率：12.24×10-9mol/（s·m2·Pa）。試驗(yàn)用所有分析試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

攪拌器、紫外分光光度計(jì)、天平、冷藏庫，均為作者所在實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備。

1.2實(shí)驗(yàn)條件

先將青菜、西蘭花、茭白與青甘藍(lán)裝入同一個(gè)保鮮袋中儲(chǔ)藏，實(shí)驗(yàn)時(shí)將青菜、西蘭花、茭白與青甘藍(lán)4種蔬菜各均分成兩部分，一部分用含硅窗的高密度聚乙烯袋保鮮，硅窗位置在袋子的從下至上的1/3均分處，并保持左右居中。硅窗大小尺寸為5 cm×5 cm，溫度設(shè)定為（2±0.5）℃。另一部分用高密度聚乙烯袋保鮮，不開空隙，溫度設(shè)定為（2±0.5）℃。兩方法分別設(shè)置3個(gè)平行組別。以空氣作為初始儲(chǔ)藏氣體組分。兩種保鮮方式下的保鮮袋中的氣體組分均通過蔬菜自身的呼吸作用以及保鮮袋的透氣性能調(diào)節(jié)。

4種蔬菜在各個(gè)保鮮袋中的質(zhì)量均衡接近。其中：青甘藍(lán)質(zhì)量1 200 g左右，青菜500 g左右，西蘭花400 g左右，茭白400 g左右。將樣品放置于同一冷庫中。每隔3 d測(cè)定一次實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1氣體組分測(cè)定CO2和O2濃度采用CYESⅡ型氣體分析儀測(cè)定。

1.3.2失重率測(cè)定采用稱量法，用質(zhì)量損失與初始稱重（質(zhì)量）相除即得失重率。

1.3.3呼吸強(qiáng)度測(cè)定呼吸強(qiáng)度測(cè)定采用靜置法，參照文獻(xiàn)［10］。用移液管移取10 mL 0.4 mol/L的NaOH溶液置于50 mL的小燒杯中，放入干燥器的底部，裝入100 g左右的蔬菜樣品，封蓋，靜置30 min后取出小燒杯，將堿液移入250 mL的錐形瓶中，每次用少量的重蒸餾水沖洗4～5次，加入飽和BaCl2溶液5 mL、酚酞2滴，用0.1 mol/L草酸滴定（同時(shí)做空白試驗(yàn)）。每次試驗(yàn)進(jìn)行3次空白試驗(yàn)。呼吸強(qiáng)度計(jì)算公式如下：

式（1）中：R為呼吸強(qiáng)度，mg/（kg·h）；V1為空白試驗(yàn)消耗草酸體積，mL；V2為樣液滴定消耗草酸體積，mL；N為草酸的濃度，mol/L；44為CO2的相對(duì)分子質(zhì)量；W為樣品質(zhì)量，kg；H為測(cè)定時(shí)間，h。

1.3.4抗壞血酸含量測(cè)定方法采用2，6-二氯酚靛酚滴定法，參照文獻(xiàn)［10］。稱取10 g樣品，加入20 g/L的草酸溶液，在冰浴條件下研磨成勻漿，轉(zhuǎn)入到100 mL容量瓶中，用20 g/L草酸溶液定容至刻度，搖勻，提取10 min，過濾。取10 mL濾液，用2，6-二氯酚靛酚溶液滴定至微紅色。以20 g/L草酸溶液滴定結(jié)果為空白對(duì)照，結(jié)果用mg/hg表示。平行試驗(yàn)3次。

1.3.5葉綠素含量測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［6］。

1.3.6丙二醛（MDA）質(zhì)量摩爾濃度測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［10］。稱取3 g左右蔬菜樣品，加入5.0 mL 100 g/L TCA溶液，研磨勻漿后，于4℃條件下過濾，取濾液，低溫保存?zhèn)溆谩Ｈ?.0 mL濾液（對(duì)照空白管中加入2.0 mL 100 g/L TCA溶液替代提取液），加入2.0 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.67%TBA，混合后再沸水浴中煮沸20 min，取出冷卻后再離心一次。分別測(cè)定濾液在450、532 nm和600 nm波長(zhǎng)處的吸光度值。重復(fù)試驗(yàn)3次。丙二醛的質(zhì)量摩爾濃度（nmol/ g）為

式（2）中：c為反應(yīng)混合液中丙二醛濃度，μmol/L；V為樣品提取液總體積，mL；Vs為測(cè)定時(shí)所取樣品提取液體積，mL；m為樣品質(zhì)量，g。

1.3.7褐變度測(cè)定測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［7］。

1.3.8可溶性固形物含量可溶性固形物含量采用α折光儀測(cè)定。

1.3.9可溶性糖含量測(cè)定方法采用蒽酮試劑法［10］。

2　結(jié)果與討論

2.1氣體組分變化

圖1同時(shí)顯示了包裝內(nèi)的O2和CO2體積分?jǐn)?shù)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化關(guān)系。在整個(gè)儲(chǔ)藏期內(nèi)，O2體積分?jǐn)?shù)不斷下降，這主要是由于蔬菜的呼吸作用不斷地消耗保鮮袋中的O2。但是，硅窗保鮮的O2下降速度較普通保鮮袋保鮮的慢（P＜0.05）。這與硅橡膠膜的性能有著密切的聯(lián)系。硅橡膠膜的透氧率要比聚乙烯材料的高［8］，因而，硅窗保鮮的O2體積分?jǐn)?shù)高于普通保鮮袋保鮮的。

此外，在儲(chǔ)藏期內(nèi)，因?yàn)楣柘鹉z膜對(duì)CO2的透性比聚乙烯薄膜大200倍以上［8］，所以，硅窗保鮮袋內(nèi)的CO2向外擴(kuò)散的速度更快。而在儲(chǔ)藏期的前9 d內(nèi)，保鮮袋中的CO2都快速升高，這主要是由袋中的蔬菜旺盛的呼吸作用不斷產(chǎn)生的CO2所致。在12 d以后，硅窗保鮮與普通保鮮袋保鮮卻表現(xiàn)出了相反的變化規(guī)律。在第12天時(shí)，硅窗保鮮袋內(nèi)的CO2體積分?jǐn)?shù)已經(jīng)達(dá)到了最大值，在隨后的6天內(nèi)，袋中的CO2開始不斷下降。而普通保鮮袋保鮮的CO2體積分?jǐn)?shù)卻緩慢增加。

圖1　O2和CO2體積分?jǐn)?shù)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.1　Change of the concentration of O2and CO2 with the change of storage time

2.2失重率指標(biāo)

圖2表示的是儲(chǔ)藏期內(nèi)的青菜、青甘藍(lán)、西蘭花的失重率隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化關(guān)系。在儲(chǔ)藏期內(nèi)，硅窗保鮮的失重率都較普通保鮮袋保鮮的低。這是因?yàn)槠胀ūｕr袋保鮮的透氣性過低，袋中的氣體不斷積累而加速了蔬菜的生理代謝。隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)，4種蔬菜的質(zhì)量損失下降。這是因?yàn)楸ｕr袋以及硅橡膠膜的透水性有限，蔬菜蒸騰作用散失的水分不斷積累，進(jìn)而保鮮袋中的相對(duì)濕度（數(shù)據(jù)未給出）增大，反而又抑制了蔬菜的蒸騰作用［13］。

圖2　失重率隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.2　Weight loss rate with the change of storage time

2.3呼吸強(qiáng)度

圖3表示的是青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白在儲(chǔ)藏期內(nèi)的呼吸強(qiáng)度變化情況。在儲(chǔ)藏期內(nèi)，4種蔬菜有呼吸速率下降的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)楦唧w積分?jǐn)?shù)CO2限制了蔬菜的呼吸作用。此外，在儲(chǔ)藏期的后期，4種蔬菜的普通保鮮袋保鮮的呼吸速率明顯加強(qiáng)。其原因主要來自兩個(gè)方面：高體積分?jǐn)?shù)CO2導(dǎo)致蔬菜抗逆性生理代謝，進(jìn)而引起呼吸強(qiáng)度增加［9］；高密度聚乙烯袋中不斷積累的乙烯加速了4種蔬菜的衰老進(jìn)程。

2.4抗壞血酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)

抗壞血酸是蔬菜中的一種非常有效的抗氧化成分，它可以生成抗壞血酸自由基進(jìn)而可以降低蔬菜代謝過程中產(chǎn)生的氧自由基［10］。同時(shí)，抗壞血酸的烯醇式結(jié)構(gòu)還有助于消除抗氧化過程中產(chǎn)生的自由基［11］。圖4表示了青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白的抗壞血酸在儲(chǔ)藏期的變化趨勢(shì)。由于抗壞血酸在儲(chǔ)藏期內(nèi)發(fā)生了氧化降解，所以，各樣品抗壞血酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都呈下降趨勢(shì)。在儲(chǔ)藏期的終點(diǎn)（第18天），4種蔬菜硅窗保鮮的均比普通保鮮袋保鮮的高。這一研究與陳小紅［12］和李鐵華［13］的研究結(jié)果一致。硅窗保鮮抗壞血酸含量減少量呈下降趨勢(shì)是因?yàn)閮?chǔ)藏過程中O2體積分?jǐn)?shù)下降。由于儲(chǔ)藏過程中產(chǎn)生的乙烯等氣體在高密度聚乙烯袋中的不斷積累，普通保鮮袋保鮮的抗壞血酸損失一直保持在相對(duì)較高的水平。

圖3　呼吸強(qiáng)度隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.3　Rate of respiration with the change of storage time

圖4　抗壞血酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.4　Content of ascorbic acid with the change of storage time

2.5葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

圖5表示的是儲(chǔ)藏期內(nèi)的青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白的葉綠素的變化情況。隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)，這4種蔬菜的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈下降趨勢(shì)。在儲(chǔ)藏期終點(diǎn)（第18天）時(shí)，硅窗保鮮的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯高于普通保鮮袋保鮮的（P＜0.05）。這與普通保鮮袋保鮮中蔬菜代謝產(chǎn)生的不適宜氣體組分的不斷積累有關(guān)。這一結(jié)果與陸東和的發(fā)現(xiàn)一致：硅窗保鮮可以抑制海蘆筍葉綠素含量的下降［14］。

圖5　葉綠素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.5　Content of chlorophyll with the change of storage time

2.6丙二醛質(zhì)量摩爾濃度

圖6反映的是在儲(chǔ)藏期內(nèi)的青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度變化。隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)，4種蔬菜的MDA質(zhì)量摩爾濃度均呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)?？傮w上，硅窗保鮮的MDA質(zhì)量摩爾濃度要明顯低于普通保鮮袋保鮮的。但是，在儲(chǔ)藏期的初期，硅窗保鮮的MDA產(chǎn)生量稍高于普通保鮮袋保鮮的，這說明儲(chǔ)藏期的初期，硅窗的存在并未有效地抑制MDA的產(chǎn)生。這是因?yàn)槠胀ūｕr袋保鮮中高體積分?jǐn)?shù)CO2和低體積分?jǐn)?shù)O2抑制了蔬菜的膜脂過氧化作用。但是，到了儲(chǔ)藏期的后期，硅窗保鮮因?yàn)閮?chǔ)藏條件較理想，蔬菜的膜脂過氧化受到很大程度的抑制，因而MDA產(chǎn)生速率很慢。而普通保鮮袋保鮮的MDA產(chǎn)生速率卻相對(duì)較大，這主要是由于不適宜的氣體儲(chǔ)藏條件導(dǎo)致蔬菜異常生理代謝的產(chǎn)生，從而加速了MDA的生成。

圖6　丙二醛質(zhì)量摩爾濃度隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.6　Content of MDA with the change of storage time

2.7褐變度

褐變度可以反映蔬菜在保鮮過程中的多酚類物質(zhì)的氧化情況。圖7表示的是青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白在儲(chǔ)藏期內(nèi)的褐變度變化。隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)，青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白4種蔬菜都表現(xiàn)為褐變度增加。這與及華、關(guān)軍鋒等人對(duì)贊皇大棗的研究結(jié)果一致［15］，Li Tiehua也在對(duì)蘑菇的硅窗保鮮中觀察到了相同的現(xiàn)象［16］。此外，硅窗保鮮的褐變度低于普通保鮮袋保鮮的（P＜0.05），這說明硅窗保鮮可以顯著抑制褐變度的增加。這可能是由于在儲(chǔ)藏過程中，多酚類物質(zhì)的氧化作用受到了抑制。此外，到儲(chǔ)藏期的后期，普通保鮮袋保鮮的蔬菜褐變程度快速增加，這是由于過高體積分?jǐn)?shù)的CO2促進(jìn)了蔬菜的生理代謝作用，進(jìn)而引起了褐變度的增加。

圖7　褐變度隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.7　Browning degree with the change of storage time

2.8可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

圖8表示的是青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白的可溶性固形物隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化關(guān)系。在儲(chǔ)藏期的前期，西蘭花（第6天）和茭白（第3天）的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。王英等人在對(duì)賽買提杏的硅窗保鮮中也發(fā)現(xiàn)保鮮期內(nèi)可溶性固形物含量增加的趨勢(shì)［17］。隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)，蔬菜的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷下降。這主要是因?yàn)槭卟嗽趦?chǔ)藏過程中不斷地消耗組織中的可溶性營(yíng)養(yǎng)成分。

圖8　可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化Fig.8　Content of soluble solids with the change of storage time

2.9可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

圖9表示的是青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白在儲(chǔ)藏過程中糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)。隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)，蔬菜的糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢(shì)。這主要是由于在儲(chǔ)藏過程中，蔬菜以較旺盛的呼吸作用消耗著其組織器官中的糖分。此外，硅窗保鮮可以更好地保持蔬菜中的糖分（P＜0.05）。這是因?yàn)楣璐氨ｕr可以抑制蔬菜的呼吸作用，進(jìn)而抑制糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降。

圖9　可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化Fig.9　Content of soluble sugar with the change of storage time

3　結(jié)語

本文中將硅窗保鮮與普通保鮮袋保鮮技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，研究了青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白這4種常用船載蔬菜的混合保鮮技術(shù)。選用硅窗面積為25 cm2，儲(chǔ)藏溫度為（2±0.5）℃。每隔3 d測(cè)定一次O2和CO2體積分?jǐn)?shù)、失重率、呼吸強(qiáng)度，抗壞血酸和葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，丙二醛質(zhì)量摩爾濃度，褐變度，可溶性固形物和可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)。研究結(jié)果表明，硅窗保鮮技術(shù)可以更好地保持青菜、青甘藍(lán)、西蘭花和茭白這4種蔬菜混藏時(shí)的品質(zhì)。

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Comparative Study on Gas Changes and Nutritional Quality of Four Kinds of Shipped Vegetables Mixed Storage with Silicone Window and Common Fresh-Keeping Bags

DONG Chaoxian1，ZHANG Min*1，GAO Zhongxue2，GUO Zhimei2
（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Wuxi Delin Boat Equipment Co.Ltd.，Wuxi 214191，China）

A comparative study of the mixed storage effects with silicone window and common fresh-keeping bags was carried out on four kinds of common shipped vegetables，including pakchoi，green cabbage，broccoli and wild rice stem.The vegetables were packed by high density polyethylene bags with silicone window（its area was 25 cm2）and stored at 2±0.5℃.The concentrations of O2and CO2，the weight loss rates，respiratory intensities，the contents of ascorbic acid，chlorophyll and malondialdehyde（MDA），the browning degrees，the contents of soluble solids and soluble sugars were determined every three days.The result revealed that the storage effects of the four mixed vegetables with silicone window were better than that of common fresh-keeping bags.

storage with silicone window，mixed storage of vegetables，quality evaluation

TS 255.36

A

1673—1689（2015）09—0978—08

2014-08-06

江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)）項(xiàng)目（BE2015310217）。

張慜（1962—），男，浙江平湖人，工學(xué)博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事生鮮食品加工、貯藏保鮮機(jī)理和工程研究。E-mail：min@jiangnan.edu.cn