氣調(diào)包裝對(duì)空心菜凈菜冷藏品質(zhì)的影響

楊沖,謝晶

1(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海,201306) 2( 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部冷庫(kù)及制冷設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(上海)，上海,201306) 3(上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評(píng)價(jià)專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，上海,201306) 4(食品科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué))，上海,201306)

空心菜(Ipomoeaequatica)又名藤藤菜、蕹菜、通心菜、無(wú)心菜等，為旋花科番薯屬，是一年或多年生蔓性草本植物，生長(zhǎng)季節(jié)為夏秋兩季，分布于亞熱帶地區(qū)[1]?？招牟撕写罅烤S生素和微量元素，具有清熱、解毒、利尿，涼血的功效[2]。空心菜葉片較薄，葉片面積較大，含水量較高，采后流通、銷售過(guò)程中，品質(zhì)極易下降，特別是在炎熱的夏季。品質(zhì)降低主要表現(xiàn)在葉片失水萎蔫，維生素、葉綠素等含量下降，菌落數(shù)量上升。因此需要尋找適宜的貯藏保鮮措施，延長(zhǎng)空心菜的貨架期，從而滿足日益增長(zhǎng)的生鮮商超運(yùn)營(yíng)要求。

通常，采后葉類蔬菜經(jīng)過(guò)適宜的清洗、包裝處理，然后在低溫條件下冷藏可以有效地維持其品質(zhì)。研究表明，用適宜濃度的臭氧水或超聲波清洗空心菜，然后在10 ℃冷藏空心菜可以有效保存其品質(zhì)[3]。目前氣調(diào)包裝工藝在果蔬的貯藏保鮮中應(yīng)用較多，氣調(diào)包裝是一種通過(guò)控制果蔬貯藏環(huán)境中氣體的組成，從而降低果蔬呼吸代謝速率、抑制有害微生物生長(zhǎng)繁殖從而延長(zhǎng)果蔬貯藏期的貯藏保鮮方式。研究發(fā)現(xiàn)，低氧高二氧化碳(5% O2+10% CO2+85% N2)氣調(diào)包裝保鮮鮮切生菜、鮮切杭白菜較空氣包裝能有效延緩這2種葉類蔬菜的衰老，延緩微生物的生長(zhǎng)繁殖，延長(zhǎng)貨架期[4-5]；而高氧低二氧化碳(10% O2+4% CO2+84% N2)氣調(diào)包裝菠菜可有效延緩菠菜感官品質(zhì)下降，維持維生素C、葉綠素等的含量，延緩失重率升高，從而延長(zhǎng)菠菜保質(zhì)期[6]?？梢姡~類蔬菜種類不同及加工程度(如整菜、切菜)不同，合適的氣調(diào)包裝保鮮工藝也不同，這可能與不同種類及加工程度的葉類蔬菜采后貯藏過(guò)程中生理代謝水平高低不同，所需的氣調(diào)配比不同有關(guān)。另有研究指出，10%～15%的高CO2氣調(diào)包裝鮮切卷心菜可有效抑制貯藏期間鮮切卷心菜上的菌落生長(zhǎng)繁殖，延緩卷心菜衰老、腐敗[7]。但也有研究指出，包裝袋內(nèi)氧氣濃度偏低及二氧化碳濃度偏高會(huì)引起無(wú)氧酵解，積累大量醇、醛等異味物質(zhì)，從而影響蔬菜的外觀和風(fēng)味[8]。本研究參考前人對(duì)部分葉類蔬菜氣調(diào)包裝保鮮的研究成果，比較采后空心菜凈菜經(jīng)不同配比的O2、CO2、N2的氣調(diào)包裝在10 ℃下的冷藏效果，旨在尋找最佳的氣調(diào)包裝配比，為空心菜的氣調(diào)包裝工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

空心菜：由農(nóng)戶采后立即配送至實(shí)驗(yàn)室，要求顏色新鮮、大小均勻，無(wú)病蟲害及無(wú)明顯機(jī)械損傷。

抗壞血酸、NaCl、草酸、丙酮(分析純)、碳酸鈣粉、石英砂、NaHCO3、2，6-二氯靛酚鹽，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基(PCA)，青島海博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

VS-1300L-U型超凈工作臺(tái)，蘇凈集團(tuán)安泰有限公司；CR-400型色彩色差計(jì)，日本柯尼卡美能達(dá)公司；HWS-24型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；BCD-252MHV型冰箱，蘇州三星電子有限公司；UV-1102型紫外可見分光光度計(jì)，上海天美儀器有限公司；YXQ-LS-30SH型全自動(dòng)壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；DHP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科技有限公司；H-2050R-1型高速冷凍離心機(jī)，長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)有限公司；DBQ-360W型多功能氣調(diào)包裝機(jī)，上海青葩食品包裝機(jī)械有限公司；DHG-9053A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒儀器有限公司；PQ 001型臺(tái)式脈沖核磁共振分析儀，上海紐邁電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 空心菜預(yù)處理

挑選出大小均一、色澤鮮綠、清潔、無(wú)明顯缺陷、無(wú)病蟲害的空心菜。將挑選好的空心菜用質(zhì)量濃度1.8 mg/L臭氧水清洗殺菌5 min，然后瀝干，加工成凈菜，然后用消過(guò)毒的不銹鋼剪刀剪去莖基部，保留15～20 cm的嫩莖，再將處理好的樣品裝進(jìn)可熱封的透明保鮮袋中。

參考前人研究成果[9-12]，按照表1的不同氣調(diào)包裝方案包裝空心菜樣品。最后將包裝好的樣品放入10 ℃冰箱中冷藏。測(cè)定空心菜Vc、葉綠素、水分變化、丙二醛含量、菌落總數(shù)等指標(biāo)，每組3次平行試驗(yàn)，取其平均值。

表1 不同氣調(diào)包裝方案Table 1 Different modified atmosphere packagingtreatment

1.3.2 感官質(zhì)量評(píng)定

參照許娟等[13]的評(píng)定方法，略作修改，挑選10名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)過(guò)的評(píng)定人員對(duì)空心菜的外觀、色澤、氣味等方面進(jìn)行評(píng)定，采用數(shù)字化評(píng)分(1～9分)：9分為顏色光鮮，質(zhì)地硬挺、平整；7分為顏色較鮮艷、質(zhì)地略平整、伸展；5分為顏色略微暗淡，小部分葉片發(fā)生黃化，輕微萎蔫、腐化，產(chǎn)生輕微異味；3分為大部分葉片發(fā)生黃化，大部分葉片萎蔫、腐化，有明顯異味產(chǎn)生；1分為葉片嚴(yán)重黃化、腐敗，腐味嚴(yán)重。

1.3.3 菌落總數(shù)測(cè)定

按GB 4789.2—2016《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》執(zhí)行。

1.3.4 理化指標(biāo)測(cè)試及方法

(1)色差變化測(cè)定：按照楊沖等[14]的方法測(cè)定。

(2)水分變化測(cè)定：按照楊沖等[3]的方法測(cè)定。

(3)葉綠素含量測(cè)定：采用分光光度計(jì)測(cè)量[15]。

(4)VC含量測(cè)定：用2，6-二氯靛酚法[16]。

(5)丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量測(cè)定：按照楊沖等[14]的硫代巴比妥酸法測(cè)定。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

各項(xiàng)指標(biāo)均使用origin8.5軟件進(jìn)行處理及繪圖，使用SPASS 19.0軟件進(jìn)行分析(P<0.05為顯著差異)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)空心菜凈菜感官品質(zhì)的影響

感官品質(zhì)是直觀反應(yīng)樣品品質(zhì)變化的重要指標(biāo)。由圖1可知，隨著空心菜貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組樣品感官評(píng)分均呈不斷下降趨勢(shì)。

圖1 氣調(diào)包裝對(duì)空心菜凈菜感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of modified atmosphere packing on the sensory quality of clean Ipomoea aquatica

貯藏4 d內(nèi)各組別感官評(píng)分均較高，均在8.5分以上，感官品質(zhì)變化不大，樣品較新鮮。貯藏第8天，B組樣品低于5分，開始發(fā)生部分黃化、腐敗。貯藏第8天，D、E組感官評(píng)分分別為5.36、5.61，而其他組別感官評(píng)分均低于5分，均發(fā)生部分黃化、酸敗，樣品有明顯衰敗跡象?？梢奃、E組氣調(diào)包裝工藝有利于保持樣品的感官品質(zhì)，其中E組樣品感官品質(zhì)保持最好，其次為D組樣品。

2.2 對(duì)空心菜凈菜色澤變化的影響

新鮮果蔬具有各自獨(dú)特的生鮮色澤，新鮮空心菜顏色較深，呈墨綠色。蔬菜采后運(yùn)輸、貯藏、銷售過(guò)程中色澤會(huì)發(fā)生變化，通常引起品質(zhì)的劣變。通過(guò)測(cè)量2組樣品葉片的亮度(L)和紅綠度(a)可以了解樣品在貯藏期間色澤變化情況[14]。色澤變化波動(dòng)越緩慢表明樣品的品質(zhì)較好。由圖2-A可知各組樣品亮度L先變大后變小。其中A、B、C組樣品貯藏8 d后，L值明顯下降，尤其是B、C組在8～12d內(nèi)下降顯著?？梢姷脱?5% O2)氣調(diào)包裝不利于樣品后期貯藏，這可能是由于樣品在貯藏后期發(fā)生無(wú)氧代謝，樣品衰老、顏色迅速變黑，從而引起亮度迅速下降。而CK、D、E、F組樣品在第10天后，L值下降不明顯，而在整個(gè)過(guò)程中，D、E、F組樣品L值變化較緩慢，尤其是E組樣品亮度變化最緩慢。

圖2 氣調(diào)包裝對(duì)空心菜凈菜色澤L(a)、a(b)值變化的影響Fig.2 Effect of modified atmosphere packing on color of L(a)、a(b)of clean Ipomoea aquatica

由圖2-B可知各組樣品a值不斷變大，其中B組樣品在第6天后a值顯著變大，級(jí)綠度值顯著變小。第10天后，C組樣品a值迅速變大，其次為A組，D、E、F組樣品變化不明顯，A、B、C組樣品a值在后期的顯著變化也可能與發(fā)生無(wú)氧代謝，導(dǎo)致機(jī)體衰敗有關(guān)。D、E、F組樣品，特別是E組樣品色澤變化最緩慢，貯藏保鮮效果最佳，原因可能為E組樣品適宜的高氧(10% O2)環(huán)境避免了貯藏后期明顯的無(wú)氧代謝，又較CK組有較低的代謝速率，因此色澤變化不顯著，品質(zhì)保存較好，利于貯藏。

2.3 對(duì)空心菜凈菜水分變化的影響

新鮮果蔬組織中含有豐富的水分，在采后貯藏期間，水分會(huì)發(fā)生遷移，引起品質(zhì)的變化。從圖3中可看到，樣品弛豫時(shí)間T2圖譜中均有3個(gè)波峰，即樣品中有3種狀態(tài)的水分存在：對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間分別為T23(20～1 000 ms)，T22(2～20 ms)，T21(0～2 ms)，根據(jù)弛豫時(shí)間的長(zhǎng)短分別定義為自由水，不易流動(dòng)水，和結(jié)合水[17-18]。

a-貯藏第0天;b-貯藏第6天;c-貯藏第12天圖3 不同氣調(diào)包裝下空心菜凈菜水分變化的T2圖譜Fig.3 T2 relaxation spectra about water change of different modified atmosphere packing on clean Ipomoeaaquatic

通過(guò)分析不同氣調(diào)包裝組樣品冷藏(10 ℃)前期、中期、后期水分變化的T2圖譜，可以看出樣品在采后貯藏期間從鮮嫩狀態(tài)、半新鮮狀態(tài)到衰敗狀態(tài)時(shí)葉片中水分遷移情況。通過(guò)波峰面積、信號(hào)強(qiáng)度以及兩者在樣品貯藏過(guò)程中的變化可知，各組樣品中的結(jié)合水、不易流動(dòng)水含量均較低，自由水含量多；貯藏6 d內(nèi)，各組樣品中的結(jié)合水、不易流動(dòng)水含量變化不明顯，貯藏后期(6～12 d)，各組樣品中的結(jié)合水含量下降明顯，特別是B、C組樣品，不易流動(dòng)水含量變化仍不明顯；各組樣品的自由水含量下降明顯，且貯藏前、中期各組樣之間自由水含量變化差異不明顯，貯藏后期， D、E組樣品中自由水含量最高，其次為CK、F組樣品中自由水含量， A組樣品自由水含量稍低，而B、C組樣品自由水含量最低。這可能是因?yàn)锽、C、A組樣品氧氣含量較低，樣品在貯藏后期生理代謝紊亂，發(fā)生無(wú)氧酵解，產(chǎn)生醇、醛等物質(zhì)，對(duì)樣品組織產(chǎn)生破壞作用，在機(jī)體衰敗的同時(shí)，又可能引起菌落的快速增殖，加快樣品的腐敗，從而導(dǎo)致水分的損失，特別是樣品中自由水的流失；而CK組氧氣含量較高，組織呼吸代謝較旺盛，在后期衰老時(shí)，自由水含量下降也相對(duì)較快；D、E組氣體比例較適宜，樣品呼吸代謝水平較低的同時(shí)，也會(huì)在一定程度上避免因低氧而造成組織無(wú)氧酵解的發(fā)生，使空心菜保持良好的生理代謝活動(dòng)狀態(tài)從而有利于保持水分，其中E組樣品貯藏期間水分遷移速度最慢，保鮮效果最佳。

2.4 對(duì)空心菜凈菜維生素C含量的影響

VC，即抗壞血酸，在蔬菜中含量豐富，高達(dá)90%的膳食VC來(lái)源于果蔬等植物源食品，且具有抗氧化、衰老的能力，因此VC含量既可作為衡量果蔬營(yíng)養(yǎng)狀況的一個(gè)指標(biāo)，又能作為果蔬抗衰老，抗逆能力的一個(gè)指標(biāo)[19]。由圖4可知，在貯藏期間，各組樣品VC含量均不斷下降。

圖4 氣調(diào)包裝對(duì)空心菜凈菜VC含量的影響Fig.4 Effect of modified atmosphere packing on vitamin C content of clean Ipomoea aquatica

貯藏第6天前，各組樣品VC含量差異不明顯，貯藏至第12天，各組樣品中VC含量接近于0，其中D、E組樣品中VC的保存較好。D、E、F組樣品可能生理代謝及腐敗速度較慢，因此維生素C消耗較少。各組樣品氣調(diào)包裝工藝的差異引起采后衰老程度和采后代謝進(jìn)程的差異可能是導(dǎo)致維生素C含量存在差異的原因。

2.5 對(duì)空心菜凈菜葉綠素含量的影響

葉綠素的含量可作為衡量綠色葉菜色澤品質(zhì)的重要指標(biāo)，葉綠素降解是葉片衰老初期最明顯的特征，采后貯藏過(guò)程中，葉綠素的降解，色澤品質(zhì)的劣變進(jìn)而導(dǎo)致商品性的降低。由圖5可知，在貯藏期間，各組樣品葉綠素含量均呈下降趨勢(shì)，貯藏8 d內(nèi)，各組樣品葉綠素含量差異不明顯(P<0.05)，貯藏12 d時(shí)各組樣品中葉綠素含量由高到低的順序?yàn)椋篍>F≈D>A>CK>C>B?？芍狤、F、D組樣品，尤其是E組樣品中葉綠素含量保存較高，而B、C、CK組樣品，特別是B組樣品葉綠素含量保存最低。葉綠素的降解與樣品衰老密切相關(guān)，前文指出，低氧氣調(diào)包裝會(huì)引起組織發(fā)生無(wú)氧酵解，引起樣品組織衰老。這可能是因?yàn)樵谫A藏后期，由于B、C、D組樣品低氧包裝加快了樣品組織衰老，從而加快葉綠素降解。對(duì)照可能因?yàn)榻M織生理代謝水平較高，而引起葉綠素降解速率加快。

圖5 氣調(diào)包裝對(duì)空心菜凈菜葉綠素含量的影響Fig.5 Effect of modified atmosphere packing on chlorophyll content of clean Ipomoea aquatica

2.6 對(duì)空心菜凈菜丙二醛(MDA)含量的影響

MDA是植物氧化衰敗產(chǎn)生的一種中間產(chǎn)物，與組織的衰老及病害有關(guān)，植物在病害及衰老時(shí)，細(xì)胞中產(chǎn)生超氧陰離子自由基和羥基自由基，能誘導(dǎo)膜脂中不飽和脂肪酸過(guò)氧化作用產(chǎn)生脂質(zhì)自由基，促進(jìn)脂膜的過(guò)氧化作用，從而破壞植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。MDA含量反映了脂膜過(guò)氧化程度，是衡量果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)[20-22]。由圖6可知，在貯藏期間，各組樣品中MDA含量均呈不斷上升趨勢(shì)，可見，樣品組織細(xì)胞脂膜不斷被氧化。貯藏6 d內(nèi)，各組樣品MDA的含量緩慢升高且各組間含量差異不明顯(P>0.05)，貯藏6 d后，B、C組樣品中MDA含量呈顯著上升趨勢(shì)，而CK、A組樣品中MDA含量上升速度低于B、C組，D、E、F組樣品中MDA積累速度較低，特別是E組?？梢奃、E、F組樣品的氣調(diào)包裝工藝有利于抑制貯藏過(guò)程中空心菜樣品中MDA含量的積累，有利于保持樣品中組織細(xì)胞膜的完整性，利于貯藏保鮮。A、B、C、CK組生理代謝較快，樣品組織中容易積累MDA[22]。

圖6 氣調(diào)包裝對(duì)空心菜凈菜MDA含量的影響Fig.6 Effect of modified atmosphere packing on MDA content of clean Ipomoea aquatica

2.7 對(duì)空心菜凈菜菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)是衡量果蔬安全性的重要指標(biāo)，直接決定果蔬的可食用性，根據(jù)張立奎等[23]的研究結(jié)果，菌落總數(shù)低于6 lg CFU/g，葉菜組織不會(huì)發(fā)生腐敗。由圖7可知，各組樣品在貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)均呈不斷上升的趨勢(shì)，貯藏初期，菌落總數(shù)為4.43 lg CFU/g，貯藏4 d內(nèi)各組樣品菌落總數(shù)差異不大。CK、A、B、C、F組樣品在貯藏第5天菌落總數(shù)均超過(guò)6 lg CFU/g，且顯著高于D、E組樣品(P<0.05)，失去可食用性。D、E組樣品菌落總數(shù)在第7天后才超過(guò)6 lg CFU/g，開始發(fā)生腐??；可見D、E組樣品的氣調(diào)包裝工藝有利于抑制菌落的生長(zhǎng)。樣品中菌落增殖的能力可能與樣品自身的抗逆能力以及包裝袋中的氣體環(huán)境有關(guān)。O2濃度偏低及CO2濃度偏高均容易引起組織呼吸代謝失調(diào)，易發(fā)生無(wú)氧酵解，組織衰老加快，抗逆能力減弱，容易滋生細(xì)菌；而D、E組樣品的氣調(diào)工藝既避免了較高水平的呼吸代謝速率，又可以抑制組織的無(wú)氧酵解，增強(qiáng)了機(jī)體對(duì)外界菌落抵抗能力，因此菌落增殖能力較低；另外，研究發(fā)現(xiàn)，高二氧化碳(10% CO2)氣調(diào)包裝工藝能抑制卷心菜切絲上的細(xì)菌生長(zhǎng)[7]，因此本試驗(yàn)10%的二氧化碳?xì)庹{(diào)包裝可能具有同樣效果。

圖7 氣調(diào)包裝對(duì)空心菜凈菜菌落總數(shù)的影響Fig.7 Effect of modified atmosphere packing on total bacteria count of clean Ipomoea aquatica

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)不同氣調(diào)包裝工藝對(duì)采后經(jīng)1.8 mg/L臭氧水清洗過(guò)的空心菜凈菜包裝處理，在10 ℃溫度下冷藏保鮮，結(jié)果表明：空氣包裝以及低氧(5% O2、10%～15% CO2)氣調(diào)包裝貯藏均不利于采后空心菜凈菜的保鮮，而適宜的高氧(10% O2、5%～10% CO2)氣調(diào)包裝有利于空心菜凈菜的貯藏保鮮，其中10% O2+10% CO2的氣調(diào)組合保鮮效果最好，其次為10% O2+5% CO2的氣調(diào)組合。通過(guò)相關(guān)理化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果可知：10% O2+10% CO2的氣調(diào)包裝工藝可顯著維持空心菜凈菜貯藏期間的感官品質(zhì)，維持葉綠素、維生素C的含量，延緩水分遷移速率，抑制丙二醛含量的積累，延緩空心菜組織細(xì)胞膜的過(guò)氧化作用，保持細(xì)胞膜的完整性，延緩組織老化，并能有效抑制菌落生長(zhǎng)繁殖，與空氣包裝對(duì)照組相比，菌落總數(shù)延遲2 d達(dá)到6 lg CFU/g，延緩空心菜葉片組織的腐敗變質(zhì)，貨架期達(dá)到了7 d。