延遲預(yù)冷對芥藍(lán)冷鏈過程品質(zhì)和營養(yǎng)的影響

薛靖文，劉升，2

（1.上海海事大學(xué)商船學(xué)院，上海 201306；2.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京市果蔬貯藏與加工重點實驗室，農(nóng)業(yè)部蔬菜采后加工重點實驗室，北京 100097）

芥藍(lán)是十字花科、蕓薹屬的一種綠色蔬菜，含有豐富的礦物元素、維生素，并且含有少量有機堿及金雞納霜，有益于消化系統(tǒng)，具有解毒清熱的功效［1］，甘藍(lán)類蔬菜中硫代葡萄糖苷降解產(chǎn)生的系列物質(zhì)可以有效防癌［2］。芥藍(lán)喜涼，高溫下苦味物質(zhì)易積累、品質(zhì)下降［3］。芥藍(lán)莖脆葉軟含水高、采后呼吸強度大，過久堆貨易產(chǎn)生機械損傷并快速萎蔫［4］，所以芥藍(lán)采后應(yīng)盡量減少在非低溫環(huán)境長期儲存。

冷鏈?zhǔn)且员ＷC品質(zhì)為目的，保持低溫環(huán)境為核心的供應(yīng)鏈和龐大的系統(tǒng)工程［5］，預(yù)冷是全程冷鏈的關(guān)鍵開端，是快速除去田間熱以降低呼吸強度、保證高品質(zhì)冷鏈流通的重要環(huán)節(jié)，有助于減緩由于高溫導(dǎo)致的黃化，在冷藏中也不易冷凝結(jié)露以及減少冷害的發(fā)生，使保鮮期明顯延長［6］。延遲預(yù)冷將會導(dǎo)致冷鏈流通前果蔬因生理變化持續(xù)快速地劣變，未流通就已產(chǎn)生品質(zhì)和營養(yǎng)損失。日本學(xué)者石井調(diào)研了夏季無冷鏈流通20 h的豆角，中心溫度由27℃上升到41℃［7］；20℃條件下存放12、24 h延遲進(jìn)行預(yù)冷處理的梨和甜櫻桃乙烯釋放速率均高于及時預(yù)冷組［8-9］，延遲時間增長，易出現(xiàn)呼吸高峰；Kabir等研究番茄延遲預(yù)冷處理，鮮質(zhì)量、硬度、可溶性固形物損失速度更快［10］；王利斌等研究預(yù)冷對四季豆和豇豆的影響，及時預(yù)冷提高其組織抗氧化能力，減輕氧化脅迫，從而抑制了黃化、膜脂氧化等衰老進(jìn)程［11］；劉升等研究堆貨對青花菜品質(zhì)的影響，環(huán)境溫度34.6℃，4 h堆貨后中心溫度從18℃上升至23.1℃，在8 h時失質(zhì)量5%左右，VC含量下降了50%，類胡蘿卜素僅保留62.3%，黃化率1%左右，失去商品性［12］。另外，防霧膜包裝能防止結(jié)露導(dǎo)致的濕度變化、病菌滋生引起腐敗變質(zhì)加劇。

我國預(yù)冷基礎(chǔ)設(shè)施缺乏，產(chǎn)地二級收購模式活躍，采儲分離、間隔時間長［13］，常溫短途搬運和集中堆貨十分常見，預(yù)冷難以及時進(jìn)行，導(dǎo)致全程冷鏈實施效果差。目前延遲預(yù)冷研究多以水果和果菜為主，本研究以葉菜類芥藍(lán)為試材，研究不同延遲預(yù)冷時間冷鏈流通過程品質(zhì)和營養(yǎng)變化的差異，以及流通過程有無防霧膜包裝的影響，為規(guī)范的預(yù)冷和冷鏈操作提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗用綠葉芥藍(lán)于2021年5月6日上午9點前后采摘，立即送至北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，挑選色澤鮮亮、葉片挺立、無萎蔫、無蟲害和機械損傷的樣品進(jìn)行試驗。

所用試劑：鉬酸銨、草酸、硫酸、偏磷酸、冰醋酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、丙酮（均為分析純），西隴化工股份有限公司。

防霧膜：PE和納米材料混合制成，A膜30型，膜厚度0.05 mm，具有防霧、保鮮功能，上海復(fù)命新材料科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CYYL-36型壓差預(yù)冷裝備，基于20 GP集裝箱制造，日本樽崎產(chǎn)業(yè)株式會社；KOITO-PCLH冷庫，日本小糸公司；YDHI91610C無線多點測溫儀（配套軟件：碩星無線測溫），（-20~80±0.3）℃，北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司；D-37520臺式高速冷凍離心機，最高轉(zhuǎn)速15 200 r/min，德國Thermo Fisher公司；GXH-3051紅外線分析器，北京均方理化科技研究所；PR-100手持?jǐn)?shù)字式折射儀，日本ATAGO公司；UV-1800紫外可見光分光光度計，波長范圍（190~1 100±0.3）nm，日本島津公司；HWSY11-K恒溫水浴鍋，北京市長風(fēng)儀器儀表公司；UWA-K-015型電子天平，精度0.000 1 kg，北京華瑞京科商貿(mào)中心。

1.3 試驗方法

使用壓差預(yù)冷用帶孔塑料貨筐（尺寸600 mm×400 mm×230 mm），芥藍(lán)在箱內(nèi)平直擺放，堆放密度適中供壓差預(yù)冷通風(fēng)。貨筐在無光直射環(huán)境堆貨，芥藍(lán)總質(zhì)量100 kg，每筐裝載約12 kg。在堆貨環(huán)境中以及筐兩端、中間位置的芥藍(lán)中插入無線溫度自計探頭，實時觀察、記錄溫度變化。

外界溫度（23±3）℃，堆貨環(huán)境初溫（17±0.5）℃。每批次預(yù)冷兩筐芥藍(lán)，第一批記為“延遲0 h”，剩余芥藍(lán)繼續(xù)堆貨，分別在1、5、9 h后再各預(yù)冷一批，記為“延遲1 h”、“延遲5 h”、“延遲9 h”，每批芥藍(lán)壓差預(yù)冷至3℃。為了模擬實際冷鏈流通過程，預(yù)冷后芥藍(lán)進(jìn)行“0℃貯存3 d、0℃運輸2 d、4℃銷售2 d”流通，每批次其中一筐采用防霧膜（包裝袋）密封包裝，一袋10棵左右。每階段取樣，用液氮速凍并磨粉備樣，置于-80℃留用以測試相關(guān)品質(zhì)參數(shù)。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 溫度測量 使用無線多點測溫儀測定，探頭置于環(huán)境、插在芥蘭莖中，每5 min測定1次，可以通過軟件實時觀察并自動記錄溫度變化數(shù)據(jù)。

1.4.2 感官評價 感官評價采用標(biāo)準(zhǔn)9分制評價方法，按照葉菜類通用感官評價標(biāo)準(zhǔn)以及農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綠色食品甘藍(lán)類蔬菜NY/T 746-2012》的相關(guān)要求［14］擬定，見表1。

表1 芥藍(lán)感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of kale

1.4.3 失質(zhì)量率 通過稱質(zhì)量測定質(zhì)量，每組測定3次取平均值，按照“質(zhì)量損失/初始質(zhì)量”的方法計算失質(zhì)量率。

1.4.4 呼吸強度 取5棵芥藍(lán)，置于10 L密閉玻璃容器中，用GXH-3051紅外線分析器測定容器中CO2濃度，以曹建康方法［15］為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。

1.4.5 可溶性固形物（TSS）取3棵芥藍(lán)切碎，研磨后用紗布濾出汁液，采用PR-100手持?jǐn)?shù)字式折射儀測定，結(jié)果顯示為含量（百分比%）。

1.4.6 維生素C（VC、抗壞血酸）采用鉬藍(lán)比色法［16］測定和計算，最終測定760 mm處吸光度并計算VC含量。

1.4.7 葉綠素 采用丙酮法［17］測定和計算，測定645、663 nm波長對應(yīng)的吸光度并計算葉綠素含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有指標(biāo)通過Origin 2018軟件處理并繪制圖線，以SPSS 25.0軟件分析多組對照之間的差異性（單因素方差分析、Tukey法），P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 堆貨過程和預(yù)冷過程溫度變化

初始（延遲0 h）堆貨環(huán)境溫度17.3℃、芥藍(lán)中心溫度14.4℃。溫度持續(xù)均勻上升，堆貨環(huán)境溫度9 h后上升了1.1℃、每小時約0.12℃；芥藍(lán)中心溫度9 h后上升4.6℃每小時上升約0.5℃，約7 h 40 min后超過環(huán)境溫度，如圖1所示，產(chǎn)生這種情況是由于采后無冷處理、相對密閉的環(huán)境堆貨影響導(dǎo)致田間熱、呼吸熱無法快速逸散。延遲預(yù)冷導(dǎo)致的溫度升高，導(dǎo)致延遲預(yù)冷時間越長則預(yù)冷時的初溫越高，延遲0、1、5、9 h后再預(yù)冷至目標(biāo)溫度所需時間增加，分別為50、53、62、68 min，如圖2。

圖1 堆貨環(huán)境溫度和芥藍(lán)中心溫度變化Figure 1 Changes of ambient temperature and center temperature of kale

圖2 延遲預(yù)冷對芥藍(lán)預(yù)冷過程溫降的影響Figure 2 Effect of delayed pre-cooling on temperature drop in kale pre-cooling process

2.2 延遲預(yù)冷對呼吸強度和失質(zhì)量率的影響

延遲預(yù)冷導(dǎo)致芥藍(lán)呼吸強度逐漸上升，9 h后呼吸強度增加了1倍以上，不同延遲時間組之間差異明顯（P<0.05）；預(yù)冷后差異明顯降低，但延遲9 h的芥藍(lán)呼吸強度仍然較高，如圖3。呼吸強度受溫度直接影響，延遲預(yù)冷時間越長，呼吸強度上升越多。

圖3 延遲預(yù)冷對芥藍(lán)呼吸強度的影響Figure 3 Effect of delayed pre-cooling on respiratory intensity in kale pre-cooling process

芥藍(lán)在冷鏈流通過程中總失質(zhì)量不斷增加，有膜包裝時失質(zhì)量率明顯較低；延遲預(yù)冷時間越長，預(yù)冷前已產(chǎn)生較高失質(zhì)量，后續(xù)流通過程失質(zhì)量加快。預(yù)冷前堆貨9 h已失質(zhì)量1.55%，無膜包裝的冷鏈流通過程中，貯藏3 d后失質(zhì)量率就已全部高于4%，最終失質(zhì)量率全部高于6.8%，其中延遲9 h組失質(zhì)量率高達(dá)11.57%，各組差異明顯（P<0.05）。有膜包裝的冷鏈流通過程，延遲0 h組芥藍(lán)失質(zhì)量率最終僅為2.84%，延遲9 h組失質(zhì)量率最終為4.62%，防霧膜包裹明顯抑制了失水，如圖4。

圖4 延遲預(yù)冷對芥藍(lán)失質(zhì)量率的影響Figure 4 Effect of delayed pre-cooling on loss of quality rate in kale pre-cooling process

2.3 延遲預(yù)冷對葉綠素、VC可溶性固形物（TSS）含量的影響

芥藍(lán)的葉綠素含量整體呈下降趨勢，各組差異明顯（P<0.05），有膜比無膜包裝組的葉綠素含量下降緩慢，而延遲預(yù)冷時間越長葉綠素?fù)p失越多。葉綠素初值826.4μg/g，堆貨階段葉綠素已經(jīng)不斷損失，9 h后含量（保留率）為694μg/g（84.0%）；貯藏后葉綠素含量開始快速下降，冷鏈流通后延遲0、1 h有膜組含量較高（772.3μg/g、749.4μg/g），而延遲5 h無膜組（621.3μg/g）和延遲9 h組（552.2μg/g、502.5μg/g）保留率（66.8%、60.8%）較低，易出現(xiàn)黃化（圖5）。

圖5 延遲預(yù)冷對芥藍(lán)葉綠素含量的影響Figure 5 Effect of delayed pre-cooling on chlorophyll in kale pre-cooling process

芥藍(lán)的VC含量整體規(guī)律地下降，各組差異明顯（P<0.05）。有膜包裝的芥藍(lán)葉綠素?fù)p失速率較緩，與無膜組有明顯差異（P<0.05）；延遲預(yù)冷堆貨階段已產(chǎn)生較多損失，故延遲時間越長導(dǎo)致的VC總損失越高。冷鏈流通后，延遲0 h無膜處理的芥藍(lán)VC含量（0.844 mg/g）低于延遲5 h有膜組（0.857 mg/g），說明了有膜包裝對保持VC含量有益（圖6）。

圖6 延遲預(yù)冷對芥藍(lán)VC含量的影響Figure 6 Effect of delayed pre-cooling on VC in kale pre-cooling process

延遲預(yù)冷0、1、5、9 h有膜組冷鏈流通后TSS含量分別為6.39%、6.22%、5.45%、5.25%，無膜組分別為6.13%、6.01%、5.08%、5.14%，0、1 h和5、9 h組之間TSS含量差異大（P<0.05），延遲預(yù)冷導(dǎo)致預(yù)冷前已產(chǎn)生明顯損失且流通過程TSS含量下降更多，無膜包裝的芥藍(lán)TSS含量損失更多。芥藍(lán)的TSS在冷鏈流通過程中整體呈下降趨勢，但貯藏階段有明顯上升，是由于芥藍(lán)采后仍有強烈的呼吸作用，延遲預(yù)冷9 h組在預(yù)冷和貯藏階段的TSS含量變化更加明顯（圖7）。

圖7 延遲預(yù)冷對TSS含量的影響Figure 7 Effect of delayed pre-cooling on TSSin kale pre-cooling process

2.4 延遲預(yù)冷對感官評價指標(biāo)的影響

延遲預(yù)冷堆貨時間越長導(dǎo)致芥藍(lán)冷鏈流通過程感官評價下降越快；有膜包裝均比無膜包裝的感官評價高，有膜包裝的芥藍(lán)除延遲9 h組較差以外，均高于7分。冷鏈流通后，延遲0、1 h有膜包裝組感官評價分別為8.2、7.8分，延遲1 h無膜包裝組銷售階段接近商品界限、延遲5、9 h無膜包裝組在運輸過程中已經(jīng)降至商品界限以下。延遲0 h無膜和延遲9 h有膜組感官評價下降都較快，說明了無膜包裝及延遲預(yù)冷的不利影響（圖8）。

圖8 延遲預(yù)冷對芥藍(lán)感官評價的影響Figure 8 Effect of delayed precooling on sensory evaluation of kale

3 討論

采后不及時預(yù)冷直接影響堆貨時期的芥藍(lán)溫度。無直射光封閉環(huán)境下堆貨，外部和堆貨環(huán)境溫度變化不大的情況下，芥藍(lán)中心溫度的上升主要來自自身呼吸產(chǎn)熱。堆貨0~9 h，溫度基本呈線性均勻升高，而呼吸強度呈指數(shù)增大，與伍思良等人研究基本一致，且常溫下芥藍(lán)的營養(yǎng)品質(zhì)參數(shù)、影響生理活動的酶活性均因升溫而加速變化，帶來不利影響［18］。溫度上升導(dǎo)致芥藍(lán)堆貨后再預(yù)冷速度慢，延遲預(yù)冷9 h導(dǎo)致預(yù)冷時間增加了36%，這與快速預(yù)冷的初衷相悖。

芥藍(lán)保持在較高成熟度下堆貨，產(chǎn)生較多的自源乙烯，可能迎來呼吸高峰，但因為在離體條件下缺乏養(yǎng)分補給，從而失水、萎蔫、皺縮、變味，失去商品性［19］，且呼吸代謝在為采后果蔬的生理代謝進(jìn)行能量供應(yīng)的同時，會產(chǎn)生活性氧（ROS）對細(xì)胞造成氧化損傷加速劣變［20］，導(dǎo)致冷鏈流通前產(chǎn)生不可逆的生理變化，營養(yǎng)和品質(zhì)在流通過程會加快損耗。

無膜包裹的芥藍(lán)冷鏈流通過程失質(zhì)量率較高，推測是由于貯藏、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)中冷風(fēng)的吹拂導(dǎo)致芥藍(lán)葉片的失水嚴(yán)重，防霧膜的包裹明顯抑制了呼吸和蒸騰帶來的水分流失。

延遲預(yù)冷越久且無膜包裝的芥藍(lán)，葉綠素和VC在冷鏈流通期間損耗越大，張四普［21］研究中25℃下貯藏的芥藍(lán)2 d內(nèi)VC含量迅速下降了40%左右，也說明了常溫堆貨會導(dǎo)致品質(zhì)快速劣變。

可溶性固形物（TSS）在貯藏期間的含量有所上升，有兩方面原因：一是由于芥藍(lán)受失質(zhì)量率較大，導(dǎo)致了部分階段營養(yǎng)和品質(zhì)參數(shù)的含量測定值略有上升；二是可溶性固形物主要以可溶性糖類為主，根據(jù)相關(guān)研究，低溫條件對TSS影響較大，預(yù)冷后、冷藏初期呼吸作用顯著降低，淀粉加速水解導(dǎo)致可溶性糖含量上升［22］，而糖類是果蔬呼吸作用的底物，此后為維持生理代謝，糖類物質(zhì)會繼續(xù)被分解，TSS含量繼續(xù)下降［23］。

4 結(jié)論

研究表明，延遲預(yù)冷堆貨導(dǎo)致芥藍(lán)不斷升溫、呼吸強度增高，產(chǎn)生品質(zhì)和營養(yǎng)的不可逆損失，之后再采取優(yōu)質(zhì)的冷鏈流通也無法取得好的效果。及時預(yù)冷可以保證芥藍(lán)盡快處于適宜流通狀態(tài)，保證其較長的貨架期及優(yōu)良的商品性，但無延遲預(yù)冷是理想情況，實際產(chǎn)地預(yù)冷可保證在1 h內(nèi)及時進(jìn)行。另外流通環(huán)節(jié)采用膜包裝可以很好地防止失水，抑制營養(yǎng)和品質(zhì)流失。