臭氧結(jié)合氣調(diào)保鮮鮮切綠蘆筍的研究

王 曉,張國(guó)強(qiáng),劉晨霞,陳冰潔,黃宇斐,歸蔚羚,喬勇進(jìn)

(1 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心,上海201403;2 通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司,上海200233)

綠蘆筍(Asparagus officinalisL.)又名石刁柏,以嫩莖供食用,被譽(yù)為“蔬菜之王”[1]。隨著生活水平的提高,人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)豐富的鮮切蔬菜的需求逐漸增加。鮮切蔬菜與毛菜的區(qū)別在于,它經(jīng)過了清洗、修整、切割和包裝等處理,可供消費(fèi)者直接使用,具有方便快捷的特點(diǎn)[2]。綠蘆筍呼吸作用旺盛,在鮮切之后,由于機(jī)械損傷會(huì)產(chǎn)生傷呼吸,讓呼吸作用進(jìn)一步加強(qiáng),會(huì)影響其貨架期[3-4]。同時(shí),鮮切綠蘆筍也存在易受微生物污染、易褐變等問題,所以有必要采取一些保鮮措施以延長(zhǎng)鮮切綠蘆筍的保質(zhì)期。

與傳統(tǒng)的化學(xué)方法相比,氣調(diào)包裝不使用化學(xué)試劑,且具有高效的保鮮性能,在果蔬貯藏、采后運(yùn)輸和銷售鏈中得到了廣泛的應(yīng)用。氣調(diào)包裝可讓包裝袋內(nèi)氧氣恒定在較低水平,從而抑制果蔬呼吸,但又不會(huì)引起無(wú)氧呼吸[5-6]。臭氧可達(dá)到抑制或殺滅微生物的效果,且臭氧可以自行分解,不會(huì)產(chǎn)生殘余污染[7]。目前,臭氧與氣調(diào)包裝相結(jié)合應(yīng)用于保鮮的報(bào)道較少。本研究在低溫的基礎(chǔ)上,考察臭氧結(jié)合氣調(diào)包裝保鮮鮮切蘆筍過程中生理以及品質(zhì)變化,以期為鮮切綠蘆筍貯藏保鮮提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

綠蘆筍品種為‘魯蘆筍一號(hào)’,采后立刻運(yùn)回上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,4 ℃下預(yù)冷24 h 后,挑選出規(guī)格均一、無(wú)機(jī)械損傷的蘆筍進(jìn)行下一步試驗(yàn)。氣調(diào)包裝袋為0.03 mm 厚度的PE 包裝袋,由光明食品集團(tuán)所屬企業(yè)天鮮配提供。該包裝袋在24 h 時(shí)壓強(qiáng)為0.1 MPa 的條件下,氧氣透過率為1000 cm3∕m2;1 h 時(shí)壓強(qiáng)為0.1MPa 條件下,水蒸氣透過率為0.999 g∕m2。

Triton X-100、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、30%過氧化氫、考馬斯亮藍(lán)G-250、無(wú)水乙醇、乙酸、乙酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)、磷酸、氯化鈉、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、氫氧化鈉均為分析純,購(gòu)于上海國(guó)藥集團(tuán)。

1.2 儀器與設(shè)備

BP301S 型電子天平,德國(guó)賽多利斯公司產(chǎn)品;JX-FSTPR-1 全自動(dòng)樣品冷凍研磨儀,上海凈信科技有限公司;YX-3000 配氣儀,北京宇翔電子應(yīng)用技術(shù)有限公司;包裝機(jī),上海青鋼包裝機(jī)械有限公司;SX-500臭氧發(fā)生器,奧奈特環(huán)保電子(上海)有限公司;Ultrospec 3300 pro 紫外分光光度計(jì),美國(guó)安瑪西亞公司;μQuant 酶標(biāo)儀,BIO-TEK 公司;H1850R 高速冷凍離心機(jī),湖南湘儀。

1.3 方法

1.3.1 貯藏條件

將經(jīng)預(yù)冷、挑選后的蘆筍按每組500 g,隨機(jī)分為10 組,每組分別采用不同氣調(diào)條件或者氣調(diào)結(jié)合臭氧的方式處理。根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,試驗(yàn)采用臭氧處理濃度為20 μg∕L,處理時(shí)間為30 min,氣調(diào)包裝充氣量為1 L,保鮮膜包裝后置于2 ℃下貯藏[8-9],具體包裝處理方式見表1,每個(gè)處理重復(fù)3 次。

表1 鮮切蘆筍不同預(yù)處理方式Table 1 Different pre-treatment methods of fresh-cut asparagus

預(yù)冷后的蘆筍營(yíng)養(yǎng)及生理生化指標(biāo)如下:蛋白質(zhì)含量為0.13%,葉綠素a、葉綠素b 及總?cè)~綠素含量分別為2.48 ×10-2mg∕g、2.20 ×10-2mg∕g 和4.68 ×10-2mg∕g,POD 酶活力為1.10 ×104U∕g,PPO 酶活力272.0 U∕g,MDA 含量為1.10 ×10-2μmol∕g。

1.3.2 測(cè)定方法

葉綠素含量參照曹建康方法進(jìn)行測(cè)定[10];多酚氧化酶活性測(cè)定采用鄰苯二酚比色法測(cè)定;過氧化物酶活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法;酶活力單位為U∕g,即每分鐘每克樣品使吸光度變化0.01 為一個(gè)酶活力單位;可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法;丙二醛含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[11-13]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)均為3 次測(cè)定的平均值,采用SPSS 17.0(SPSS Inc.,Chicago IL,USA)統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,字母a—f 表示在P＜0.05 時(shí)具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)鮮切蘆筍可溶性蛋白含量的影響

蘆筍具有較高的蛋白含量,鮮切蘆筍在貯藏的過程中,可溶性蛋白含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[14]。氣調(diào)包裝結(jié)合臭氧處理組較對(duì)應(yīng)的氣調(diào)包裝組在15 d 時(shí),蘆筍的可溶性蛋白含量沒有明顯變化,只有在第8 天時(shí),組2 和組6 相對(duì)較低,說(shuō)明臭氧處理對(duì)可溶性蛋白質(zhì)影響較小,基本無(wú)破壞作用。組3 和組4 即低O2高CO2組,在貯藏8 d 時(shí)可溶性蛋白含量較低,而在貯藏15 d 時(shí)含量較高,這可能是由于在貯藏的過程中呼吸作用消耗氧氣生成了CO2,使鮮切蘆筍的貯藏氣體條件變成了高CO2的貯藏環(huán)境,抑制了鮮切蘆筍的呼吸作用,同時(shí)生理代謝生成了可溶性的蛋白,可溶性蛋白生成量高于呼吸作用消耗量,最終可溶性蛋白含量升高。氧氣含量在10%左右時(shí)即處理組5、6、7 和組8,在貯藏過程中可溶性蛋白含量一直保持在較高水平,說(shuō)明初始?xì)庹{(diào)包裝內(nèi)氧氣含量在10%時(shí),可以讓鮮切蘆筍中的可溶性蛋白含量保持在較高的水平。

圖1 不同處理對(duì)鮮切蘆筍可溶性蛋白含量的影響Fig.1 Effects of different treatments on the soluble protein content of fresh-cut asparagus during storage

2.2 不同處理對(duì)鮮切蘆筍葉綠素含量的影響

葉綠素是綠蘆筍呈現(xiàn)綠色的主要物質(zhì),其含量在貯藏過程中會(huì)逐漸降低,影響綠蘆筍的商品價(jià)值,因此葉綠素含量是鮮切綠蘆筍貯藏過程中的關(guān)鍵指標(biāo)之一[15]。如圖2 所示,將氣調(diào)結(jié)合臭氧處理組與相應(yīng)的氣調(diào)組比較,臭氧處理組的葉綠素含量沒有偏低的趨勢(shì),說(shuō)明臭氧處理不會(huì)對(duì)蘆筍的色澤產(chǎn)生不良影響。如圖2(c)所示,相比于空氣包裝組(組9)和真空包裝組(組10),大部分氣調(diào)包裝組(組1、4、5、6、7 和組8)葉綠素含量明顯偏高,說(shuō)明試驗(yàn)所選取的大部分氣調(diào)包裝條件均能明顯抑制葉綠素分解。在貯藏8 d 時(shí),處理組3 的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量明顯高于其他處理組。在貯藏15 d 時(shí),處理組4 和處理組8 的總?cè)~綠素含量較高,試驗(yàn)結(jié)果表明:在氣調(diào)范圍為O25%—10%、CO25%—15%、N275%—85%,O2為最低值5%,CO2為最高值15%或者O2為最高值10%,CO2為最低值5%時(shí),結(jié)合臭氧處理氣調(diào)包裝能較好的抑制葉綠素的分解。組3(低O2高CO2組)在貯藏8 d 時(shí)葉綠素含量明顯高于組4,但在貯藏15 d 時(shí)明顯偏低,這可能是由于隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),O2逐漸消耗,隨著O2濃度的降低,鮮切綠蘆筍對(duì)CO2的敏感性變高,引起蘆筍的生理生化指標(biāo)改變及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損耗,組4 經(jīng)過臭氧處理,消耗掉了鮮切綠蘆筍傷呼吸產(chǎn)生的乙烯,呼吸作用變慢,貯藏后期O2濃度較穩(wěn)定,葉綠素含量維持在較高水平。組8 的葉綠素含量在貯藏15 d 時(shí)也明顯高于組7,說(shuō)明臭氧處理對(duì)于鮮切綠蘆筍貯藏過程中葉綠素含量的維持具有明顯的效果。

圖2 不同處理對(duì)鮮切蘆筍綠葉素含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on the content of chlorophyll in fresh-cut asparagus during storage

試驗(yàn)結(jié)果表明:為了保持鮮切綠蘆筍的色澤,短時(shí)間貯藏(小于8 d)可采用氣調(diào)包裝的方式貯藏,初始?xì)庹{(diào)條件為O25%、CO215%、N280%;長(zhǎng)時(shí)間貯藏(大于8 d,小于15 d),可采用臭氧結(jié)合氣調(diào)包裝的方式貯藏,初始?xì)庹{(diào)條件為O210%、CO25%、N285%,臭氧處理質(zhì)量濃度為20 μg∕L。

2.3 不同處理對(duì)鮮切蘆筍多酚氧化酶活性的影響

鮮切蘆筍在貯藏初期由于機(jī)械損傷,細(xì)胞內(nèi)源酚釋放,與多酚氧化酶充分接觸,酶活性升高。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),多酚氧化酶活性逐漸降低,這是果蔬自然衰老的過程[16]。組2,組6 及組8 在貯藏過程中,多酚氧化酶活性一直保持在較高水平,組4 只有在貯藏8 d 時(shí)多酚氧化酶活性低于對(duì)照組(組3)。由圖3 可知,同一氣調(diào)包裝條件下,臭氧處理組多酚氧化酶的活性較高,說(shuō)明臭氧處理可以促進(jìn)有機(jī)體傷口愈合。

2.4 不同處理對(duì)鮮切蘆筍過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶是果蔬體內(nèi)活性氧清除酶系統(tǒng)的重要組成,它能清除H2O2,對(duì)膜脂過氧化起到保護(hù)作用[17]。由圖4 可知,組1、5、8 在貯藏8 d 時(shí),過氧化物酶活性較高,在貯藏15 d 時(shí),組1、2 和組8 仍處于酶活性較高水平,說(shuō)明氣調(diào)包裝處理能有效抑制過氧化物自由基對(duì)果蔬有機(jī)體的毒害。

圖3 不同處理對(duì)鮮切蘆筍多酚氧化酶活性的影響Fig.3 Effects of different treatments on the PPO activity of fresh-cut asparagus during storage

圖4 不同處理對(duì)鮮切蘆筍過氧化物酶活性的影響Fig.4 Effects of different treatments on the POD activity of fresh-cut asparagus during storage

2.5 不同處理對(duì)鮮切蘆筍丙二醛含量的影響

丙二醛含量與膜脂質(zhì)過氧化程度相關(guān),含量越高表明細(xì)胞損傷越嚴(yán)重[18]。組9 和組10(空氣包裝組和真空處理組)在貯藏過程中丙二醛含量一直都處于較低水平(圖5)。同一氣調(diào)包裝條件下,臭氧處理組丙二醛含量較低,這可能是臭氧處理組多酚氧化酶的活性較高,促進(jìn)了有機(jī)體傷口愈合,細(xì)胞膜脂質(zhì)氧化程度較低。貯藏時(shí)間為8 d 時(shí),氣調(diào)包裝組中組7 和組8(O2為最高值10%,CO2為最低值5%)MDA含量相對(duì)較低。

圖5 不同處理對(duì)鮮切蘆筍丙二醛含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on the MDA content of fresh-cut asparagus during storage

3 結(jié)論與討論

因鮮切蘆筍呼吸作用較強(qiáng),新陳代謝旺盛造成有切割傷。臭氧是極具潛力的食品“冷殺菌”技術(shù),且可以還原乙烯,降低果蔬呼吸作用,非常適合鮮切菜的殺菌、保鮮。本研究以臭氧結(jié)合氣調(diào)的方式對(duì)綠蘆筍進(jìn)行了保鮮,在貯藏溫度為2 ℃,同一氣調(diào)包裝條件下,臭氧處理對(duì)可溶性蛋白含量無(wú)明顯影響,說(shuō)明臭氧對(duì)可溶性蛋白無(wú)破壞作用;同時(shí)臭氧處理對(duì)于鮮切綠蘆筍貯藏過程中葉綠素含量的維持具有明顯的效果,高文庚等[19]研究發(fā)現(xiàn),臭氧水處理蘆筍可明顯延緩葉綠素的降解,該結(jié)論與本研究相符;多酚氧化酶普遍的存在于果蔬中,多酚氧化酶可促進(jìn)酚類物質(zhì)氧化生成醌類化合物,同時(shí)也可以促進(jìn)木質(zhì)素的生成,木質(zhì)素的生成可以預(yù)防病原菌的侵入,增加果蔬對(duì)病原性微生物的抵抗力,同時(shí)木質(zhì)素的生成可以促進(jìn)果蔬切割傷口的愈合,防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一步流失。臭氧處理組多酚氧化酶酶活性較高,促進(jìn)木質(zhì)素的生成和有機(jī)體傷口的愈合,降低細(xì)胞膜脂質(zhì)氧化程度。謝晶等[20]研究表明,在初始?xì)怏w比例O210%—15%、CO25%—10%的范圍內(nèi),蘆筍有較好的貯藏品質(zhì)。林震山等[21]對(duì)綠蘆筍MAP 氣調(diào)保鮮技術(shù)研究揭示了適宜的環(huán)境溫度、氣體組分可明顯抑制衰老,產(chǎn)品保鮮質(zhì)量好,貯藏環(huán)境優(yōu)化因素水平組合為O28%、CO29%,溫度為2.5 ℃。本研究表明,初始?xì)庹{(diào)包裝內(nèi)氧氣含量在10%時(shí),可以讓鮮切蘆筍中的可溶性蛋白含量保持在較高的水平。氣調(diào)包裝條件為O210%、CO25%、N285%時(shí),結(jié)合O3處理,可以達(dá)到較好的保鮮效果。該處理?xiàng)l件下,可溶性蛋白、葉綠素含量較高,多酚氧化酶及過氧化物酶活性較高,同時(shí)具有較低的丙二醛含量,可使鮮切蘆筍在2 ℃條件下保藏至14 d 以上。