氣調對西蘭花貯藏效果與品質的影響

黃宇斐 喬勇進 劉晨霞 朱忠南

(1. 上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院，上海 200093；2. 上海市農業(yè)科學院農產品保鮮加工研究中心，上海 201403；3. 上海綠晟實業(yè)有限公司，上海 202156)

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氣調對西蘭花貯藏效果與品質的影響

黃宇斐1，2喬勇進2劉晨霞2朱忠南3

(1. 上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院，上海 200093；2. 上海市農業(yè)科學院農產品保鮮加工研究中心，上海 201403；3. 上海綠晟實業(yè)有限公司，上海 202156)

在(0.0±0.5) ℃條件下，研究不同比例的O2和CO2氣體處理(10% CO2+10% O2，10% CO2+5% O2，5% CO2+10% O2和5% CO2+5% O2)對寒秀西蘭花貯藏品質的影響。結果表明：氣調冷藏能較好地保持西蘭花的水分、可溶性固形物、VC及葉綠素的含量，有效抑制丙二醛的增加，降低了PPO酶活性并維持了POD酶活性，保持了西蘭花貯藏期的品質，延緩其衰老進程。在供試的4種氣體條件中，10% CO2+5% O2處理效果最佳，表明較高CO2含量與較低O2含量有利于西蘭花的保鮮。

西蘭花；氣調；氧氣；二氧化碳；保鮮

西蘭花(BrassicaoleraceaL.)含有豐富的維生素、類黃酮及多種抗氧化物質等營養(yǎng)成分，被譽為“蔬菜皇冠”，深受消費者青睞，它也是中國出口蔬菜主要種類之一[1]。西蘭花采后呼吸代謝十分旺盛，極易出現黃化退綠、花球變軟、褐變、衰老、腐爛以及品質劣變等問題，造成營養(yǎng)成分損失、功能下降，嚴重影響其營養(yǎng)和商品價值[2-3]。因此，研究西蘭花貯藏保鮮技術已成為其生產流通中亟待解決的問題，在增加其經濟效益中極具重要意義。

近年來,國內外對西蘭花的保鮮進行了大量研究。Mauro A. Perini等[4]研究發(fā)現熱處理西蘭花莖部，可較好地保持西蘭花的含水量，減少西蘭花組織中多酚的積累，延緩西蘭花衰老；Feng Xu等[5]采用蔗糖處理西蘭花，延緩了西蘭花的黃化并增強了其抗氧化能力，延長了西蘭花的貯藏期；范新光[6]采用1.5 kPa低壓處理鮮切西蘭花，降低了貯藏后期西蘭花丙二醛的積累，延緩了VC含量的降解，保持了較高的硬度和咀嚼性。但是近年來國內外對于氣調貯藏西蘭花的研究較少，且試驗[7-8]中O2和CO2含量多數高達20%以上，難于推廣使用。

氣調貯藏是根據不同果蔬的生理特點，通過調節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體濃度比例，達到降低果蔬呼吸強度，延緩其衰老，從而延長果蔬貯藏壽命的一種保鮮技術。該技術具有保藏效果好、貯藏時間長、損耗小、安全無污染等優(yōu)點[9]，已被廣泛運用于桃[10]、蘆筍[11]、四季豆[12]、冬棗[13]等果蔬的保鮮貯藏中。本試驗擬在(0±0.5) ℃低溫下，分別采用不同的CO2(5%，10%)和O2(5%，10%)的氣體組合進行試驗，以期得出比較理想的氣體組分指標，為西蘭花的氣調貯藏提供技術參數。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花：寒秀，上海綠晟實業(yè)有限公司。采收時選取花球直徑為(16±2) cm、花球緊密、各小花蕾尚未松開的鮮綠色花球，且保留花球下部花莖5～7 cm，采收后迅速運回上海市農業(yè)科學院農產品保鮮加工研究中心，4 ℃預冷24 h后，選取形態(tài)一致、無機械傷、無病蟲害的西蘭花進行氣調處理；

95%乙醇、草酸溶液、抗壞血酸、2,6-二氯酚靛藍、石英砂、碳酸鈣粉、丙酮、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、冰醋酸、乙酸鈉、聚乙二醇、鄰苯二酚、聚乙烯聚吡咯烷酮、Triton X-100、愈創(chuàng)木酚、30% H2O2：均為分析純。

1.2 儀器與設備

氣調保鮮試驗箱：YS-XCAB/型，杭州屹石科技有限公司；

型低溫冰箱：KK29E18TI型，德國Siemens公司；

手持折光儀：N1-α型，日本Atago科學儀器有限公司；

臺式高速離心機：H1850R型，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；

紫外分光光度計：Ultrospec 3300pro型，美國安瑪西亞公司；

電子天平： BP 301S型，德國賽多利斯集團；

電熱恒溫鼓風干燥箱：DHG-9240A型，上海一恒科技有限公司。

1.3 試驗設計

在(0.0±0.5) ℃的條件下，將預冷后的西蘭花分別放入4個21 cm×22 cm×29 cm的氣調箱內，并分別持續(xù)通入不同比例的O2和CO2(10% CO2+10% O2、10% CO2+5% O2、5% CO2+10% O2和5% CO2+5% O2)，以空氣作為對照組(CK)。將預冷后的西蘭花分為5組處理，每次每組處理選用3個西蘭花，每相隔7 d測定相應的指標，每個指標重復測定3次。

1.4 測定指標和方法

1.4.1 含水量的測定 將打磨成漿的西蘭花放入已知質量的稱量皿中，稱重得到鮮重，于105 ℃烘箱內烘至恒重。取出，放入干燥器中冷卻至室溫，稱重，重復3次。果蔬組織的含水量按式(1)計算[12]：

(1)

式中：

M——果蔬組織含水量，%；

mV——西蘭花鮮重，g；

mD——西蘭花干重，g。

1.4.2 可溶性固形物的測定 每次測量前用去離子水將手持折光儀調零，將果實樣品研磨成漿后，用紗布過濾，取1滴濾液于折光儀遮光鏡面進行測定[14] 24-26；

1.4.3 葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量的測定 參照文獻[14]32-34。

1.4.4 還原型抗壞血酸含量的測定 采用2,6-二氯酚靛藍滴定[14] 34。

1.4.5 丙二醛(MDA)的測定 采用硫代巴比妥酸(TBA)法[14] 154-155。

1.4.6 多酚氧化酶(PPO)活性的測定 采用鄰苯二酚法[14] 103-105。

1.4.7 過氧化物酶(POD)活性的測定 采用愈創(chuàng)木酚法[14] 101-103。

1.4.8 西蘭花黃球率統計 均勻取多個鮮切西蘭花，將組織頂端的小花球切下后混勻，計算小球總個數和黃球個數，按式(2)計算黃球率[15]。

(2)

式中：

c——黃球率，%；

m1——黃球數，個；

m2——總個數，個。

1.5 數據處理

采用Excel分析整理數據，并用Origin 8.0進行作圖，用SPSS軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 O2/CO2氣調對西蘭花葉綠素含量的影響

葉綠素是西蘭花呈現綠色的主要物質，隨著葉綠素含量的下降，西蘭花逐漸黃化。保持較高的葉綠素含量，能夠有效抑制西蘭花黃化，延緩西蘭花衰老，延長其貯藏期。由圖1(a)可知，整個西蘭花的貯藏期，總葉綠素含量呈先升高再下降的趨勢，貯藏14 d時，葉綠素含量達到峰值，各處理組的葉綠素含量由高到低排序為10% CO2+5% O2、5% CO2+10% O2、5% CO2+5% O2、10% CO2+10% O2，其中峰值最高為10% CO2+5% O2處理組(0.24 mg/g)，而對照組的葉綠素含量最低(0.20 mg/g)。在貯藏后期，總葉綠素含量逐漸降低，與初始值相比，對照組在28 d內下降了49.36%，下降最快，而10% CO2+10% O2、10% CO2+5% O2、5% CO2+10% O2和5% CO2+5% O2處理組在28 d內分別下降了30.06%，28.85%，34.40%，42.05%。試驗結果表明，O2/CO2氣調能夠有效抑制西蘭花葉綠素的降解，其中10% CO2+5% O2處理組的抑制效果最佳。

由圖1可知，葉綠素a、葉綠素b含量的變化趨勢與總葉綠素含量的相似，呈先上升再下降的趨勢。但葉綠素a與葉綠素b的變化稍有不同，貯藏14～21 d時，10% CO2+5% O2處理組的葉綠素a含量優(yōu)于其它處理組，但貯藏的后期，5% CO2+10% O2處理組的葉綠素a含量為最多。貯藏28 d時，10% CO2+10% O2處理組的葉綠素b含量顯著多于其它處理組(P<0.05)。

西蘭花貯藏過程中逐漸出現的黃化現象，主要是葉綠素不斷降解所致。本試驗中，隨著貯藏天數的延長，黃球率逐漸上升，前期上升較緩慢，貯藏至第14天時，黃球率上升速率加快，與葉綠素含量在貯藏的第14天時加速下降相對應，與李玲[8]、呂鳳艷[16]等采用氣調貯藏西蘭花后發(fā)現，O2含量過高，會導致西蘭花黃球率的上升，而增加CO2含量，會降低西蘭花黃化速率的結論一致。較高CO2與較低O2含量的10% CO2+5% O2處理組對抑制西蘭花葉綠素含量的下降有較好效果。

圖1 O2/CO2氣調對西蘭花總葉綠素、葉綠素a、葉綠素b含量的影響

Figure 1 Effects of O2/CO2controlled atmosphere on chlorophyll content, chlorophyll a content and chlorophyll b content of broccoli

2.2 O2/CO2氣調對西蘭花生理品質的影響

含水量、可溶性固形物和還原型抗壞血酸含量等生理品質指標與西蘭花的風味、口感和營養(yǎng)關系密切，對西蘭花的商品價值有較大的影響。

由圖2(a)可知，隨著貯藏時間的延長，西蘭花的含水量逐漸下降，其中對照組的含水量低于各處理組，貯藏至14 d時，10% CO2+5% O2處理組西蘭花的水分損失速率開始減緩，并顯著優(yōu)于其它處理組。試驗表明，O2/CO2氣調處理能有效抑制西蘭花水分的損失，對保持西蘭花的品質、口感有重要意義。在貯藏中后期，10% CO2+5% O2處理對西蘭花含水量的保持作用最佳。

圖2 O2/CO2氣調對西蘭花含水量、可溶性固形物含量、還原型抗壞血酸含量的影響

Figure 2 Effects of O2/CO2controlled atmosphere on water content, soluble solid content and reduced ascorbic acid content of broccoli

果蔬中的可溶性固形物包括有機酸、可溶性糖、可溶性蛋白質等物質，大多數為果蔬生理代謝的基礎物質，是果蔬的重要營養(yǎng)指標。由圖2(b)可知，整個貯藏過程，可溶性固形物含量在逐漸下降，其中對照組的可溶性固形物含量低于各處理組，表明O2/CO2氣調處理能有效抑制西蘭花可溶性固形物含量的損失。而10% CO2+5% O2在整個貯藏過程，可溶性固形物含量一直高于其它各處理組，表明10% CO2+5% O2處理組對抑制西蘭花貯藏過程中可溶性固形物含量的減少有顯著作用(P<0.05)。

由圖2(c)可知，隨著西蘭花的成熟，還原型抗壞血酸含量呈現出先增加后下降的趨勢，貯藏7 d時，西蘭花的還原型抗壞血酸含量達到了峰值，其中5% CO2+5% O2處理組為160.08 mg/g，是峰值最高，高于對照組17.8%。其它處理組10% CO2+10% O2、10% CO2+5% O2、5% CO2+10% O2分別比對照組高8.8%，11.5%，13.9%。整個貯藏期，對照組的抗壞血酸含量低于各處理組，其中5% CO2+5% O2處理組相比于其它處理組，能夠保持較高的抗壞血酸含量。

對于西蘭花的各項生理品質指標，各處理組均優(yōu)于對照組，表明O2/CO2氣調處理能有效保持西蘭花的風味、口感和營養(yǎng)品質，延緩西蘭花的衰老，延長其貯藏期。其中10% CO2+5% O2處理組能較好地保持西蘭花的含水量和可溶性固形物含量，而5% CO2+5% O2處理組能較好地維持西蘭花的還原性抗壞血酸含量。

2.3 O2/CO2氣調對西蘭花丙二醛(MDA)含量的影響

細胞膜脂質中不飽和脂肪酸的氧化與分解是細胞膜損傷的主要原因。丙二醛是膜脂過氧化作用的主要產物之一，可反映細胞膜脂過氧化的程度，其含量的高低可作為果蔬貯藏保鮮效果的有效評價指標。由圖3可知，西蘭花細胞丙二醛含量在貯藏過程中呈上升趨勢，10% CO2+5% O2處理組在整個貯藏期間丙二醛含量均處于較低水平，而對照組則高于各處理組，至第28天，10% CO2+10% O2、10% CO2+5% O2、5% CO2+10% O2和5% CO2+5% O2處理組與對照組相比分別降低了7.62%，22.82%，19.96%，16.14%。試驗表明，O2/CO2氣調有效抑制了西蘭花貯藏過程中的膜脂過氧化損傷，延長了西蘭花的貯藏期。

2.4 O2/CO2氣調對西蘭花PPO酶和POD酶活性的影響

PPO是重要的氧化酶，在果蔬酚類化合物的代謝中發(fā)揮重要作用。PPO酶可以氧化內源性酚類物質發(fā)生酶促褐變，加速果蔬的衰老，因此抑制PPO酶活性能延緩果蔬的衰老，延長其貯藏期[8]。由圖4(a)可知，在整個貯藏期間，PPO酶活性逐漸上升，其中對照組的PPO酶活性高于各處理組，表明O2/CO2氣調能有效抑制PPO酶活性。貯藏28 d時，10% CO2+10% O2、10% CO2+5% O2、5% CO2+10% O2和5% CO2+5% O2處理組的PPO酶活性與對照組相比，分別降低了28.9%，33.0%，12.8%，20.8%，其中10% CO2+5% O2處理組的PPO酶活性最低。

圖3 O2/CO2氣調對西蘭花丙二醛含量的影響

Figure 3 Effects of O2/CO2controlled atmosphere on of malondialdehyde (MDA ) of content

POD酶作為一種抗氧化酶，能夠清除植物組織中的活性氧自由基(ROS)，可以減少ROS的積累，降低氧化損傷，延緩細胞膜脂過氧化，延緩果蔬采后衰老的進程[17-18]。由圖4(b)可知，在整個貯藏期間，西蘭花的POD酶活性緩慢上升后下降，第7天達到峰值，其中10% CO2+5% O2處理組為峰值最高，而后各組均下降，對照組下降值最大。在貯藏的中后期，對照組POD酶活性低于各處理組，而10% CO2+5% O2處理組顯著優(yōu)于其它處理組(P<0.05)。

以上各組處理表明，O2/CO2氣調對PPO酶的活性有一定的抑制作用，同時能有效維持西蘭花POD酶的較高活性，其中10% CO2+5% O2處理組的效果最佳，對抑制PPO酶活性和保持POD酶活性都有較好的作用，能夠促進西蘭花抗氧化活性的增高，延緩其衰老。PPO和POD 2種酶的活性變化反映了西蘭花的衰老程度[19]。隨著貯藏時間的延長，西蘭花逐漸衰老，其細胞膜結構會受損，透性增大[20-21]。膜脂過氧化作用產生二烯軛合物[22-24]，其中MDA含量增加(見圖3)，抗氧化系統活性受到破壞，POD酶活性降低[見圖4(b)]。呂鳳艷等[7]通過研究氣調處理對西蘭花保鮮的后續(xù)效應，認為O2比例過高，則造成西蘭花生理活動加快，促使營養(yǎng)物質迅速消耗，加快衰老，而氣調中CO2可抑制西蘭花呼吸并降低其生理活動。與本試驗結果相符，10% CO2+

圖4 O2/CO2氣調對西蘭花PPO酶、POD酶活性含量的影響

Figure 4 Effects of O2/CO2controlled atmosphere on of PPO enzymeand POD enzyme activity of broccoli

5% O2處理組對抑制西蘭花MDA含量、PPO酶活性和提高POD酶活性有顯著效果。

2.5 O2/CO2氣調對西蘭花黃球率的影響

西蘭花的黃球率是根據西蘭花的黃化程度得出，該指標對于西蘭花的食用性和商品性有很大的參考價值。由圖5可知，在貯藏前期，對照組的黃球率與處理組差異不明顯，至貯藏14 d后，西蘭花的黃球率開始加速上升，其中對照組上升速率最快，并高于各處理組，試驗表明，O2/CO2氣調對減少西蘭花黃球率有明顯效果。貯藏至28 d時，10% CO2+10% O2、10% CO2+5% O2、5% CO2+10% O2和5% CO2+5% O2各處理組的黃球率分別為12.72%，8.46%，11.39%，13.29%，而對照組則為15.71%。與各處理組相比，10% CO2+5% O2處理組西蘭花黃球率最低。

圖5 O2/CO2氣調對西蘭花黃球率的影響

3 結論

本試驗采用了不同的CO2(5%，10%)和O2(5%，10%)的氣體組合，研究了O2/CO2氣調對西蘭花保鮮效果與品質的影響。綜合評定指標可見，10% CO2+5% O2處理組對西蘭花保鮮貯藏的效果最佳，能較好地保持西蘭花的水分、可溶性固形物、Vc及葉綠素的含量，有效抑制丙二醛含量的增加，降低了PPO酶活性和維持了POD酶活性，同時能較好地保持西蘭花的口感、色澤和營養(yǎng)價值，降低黃球率，有效延緩衰老，延長貯藏期，提高商品價值。通過試驗可以得出O2或CO2含量過高都會對西蘭花的貯藏品質造成不利影響，有研究[15]指出，O2比例過高會使西蘭花生理活動加快，加促西蘭花的黃化，O2比例過低會使西蘭花進行無氧呼吸生成乙醛、乙醇。CO2濃度過高則會導致西蘭花發(fā)生CO2傷害，使西蘭花組織受損，促進西蘭花的腐爛。在(0±0.5) ℃低溫下，貯藏西蘭花較適宜的氣體比例為10% CO2+5% O2。在氣調貯藏西蘭花時，西蘭花更為深層的衰老機制仍待進一步研究。

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Effect of controlled atmosphere on preservation and freshness storage of broccoli

HUANG Yu-fei1，2QIAO Yong-jing2LIU Chen-xia2ZHU Zhong-nan3

(1. University of Shanghai for Science & Technology, Shanghai 200093, China; 2. Shanghai Academy of Agricultural Sciences Agricultural Preservation and Processing Research Center, Shanghai 201403, China;3. Shanghai Lv Sheng Industrial Limited Company,Shanghai 202156, China)

This research studied the effect of O2/CO2controlled atmosphere on quality indicators in the "Hanxiu" broccoli in (0.0±0.5) ℃.The results showed that the O2/CO2controlled atmosphere could keep the water content , the soluble solids content, VCcontent and chlorophyll content of broccoli, and effectively restrain the increase of the malondialdehyde content. Meanwhile, it also decreased the activity of PPO, maintained the activity of POD. It was concluded that O2/CO2controlled atmosphere could keep the quality of broccoli during the period of storage ,and delay the aging rate. In the four gas conditions of experiments ,the 10% CO2+5% O2had the best processing effect to the fresh-keeping of broccoli, and showed that the high CO2content and low O2content of 10% CO2+10% O2would be better for the broccoli preservation.

broccoli; controlled atmosphere; oxygen; carbon dioxi-de; preservation

上海市科技興農重點攻關項目(編號：滬農科推字〔2015〕第5-2號)；上海市農產品保鮮加工專業(yè)技術服務平臺項目(編號：14DZ2293900)

黃宇斐，女，上海理工大學在讀碩士研究生。

喬勇進(1967—)，男，上海市農業(yè)科學院研究員，博士。 E-mail:yjqiao2002@126.com

2017—05—11

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.06.023