預冷技術(shù)在西蘭花保鮮中的應用研究進展

鞠琪 李長亮 馮毓琴 蔡子文 趙澤普

摘要：西蘭花屬于呼吸躍變型花菜類蔬菜，采后極易黃化、失水萎蔫，采后流通過程中保鮮技術(shù)對西蘭花產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展尤為重要，而預冷技術(shù)是果蔬冷鏈物流的首要環(huán)節(jié)，對整個冷鏈過程中蔬菜的保鮮效果有著很大的影響，為給不同預冷技術(shù)在西蘭花產(chǎn)業(yè)中的應用提供參考。通過引據(jù)國內(nèi)外相關(guān)文獻，總結(jié)歸納了不同預冷技術(shù)處理后西蘭花的生理變化規(guī)律，對比分析了各預冷技術(shù)的優(yōu)缺點，系統(tǒng)闡述了不同預冷技術(shù)對西蘭花貨架期、呼吸代謝及營養(yǎng)品質(zhì)的影響和調(diào)控機理。從學者的大量研究成果發(fā)現(xiàn)，各種預冷技術(shù)的優(yōu)缺點已十分明確，水預冷、空氣預冷和真空預冷等預冷方式都在一定程度上延長了西蘭花的貨架期。

關(guān)鍵詞：西蘭花；預冷技術(shù)；貯藏保鮮；采后生理

中圖分類號：S635.3? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2097-2172（2023）08-0709-04

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.08.004

Application and Research Progress on the Precooling Technologies in

Broccoli Preservation

JU Qi 1， LI Changliang 1， FENG Yuqin 2， CAI Ziwen 1， ZHAO Zepu 1

（1. Zhangye Water-saving Agricultural Experimental Station， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Zhangye Gansu

734000， China; 2. Institute of Agricultural Product Storage and Processing， Gansu Academy of

Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Broccoli is a kind of respiratory climacteric flower vegetable， which is vulnerable to water loss， wilting and yellowing after harvest. Preservation technology is particularly important for broccoli post-harvest circulation and even for the sustainable development of broccoli industry. Precooling is the primary link in the cold chain logistics for fruits and vegetables， it has a significant impact on the preservation effect of vegetables throughout the entire cold chain process. In order to provide reference for the application of different precooling technologies in the broccoli industry， this paper summarizes the physiological changes of broccoli after different precooling technology treatments， compares and analyzes the advantages and disadvantages of each precooling technology， elaborates on the impact and regulatory mechanism of different precooling technologies on the shelf life， respiratory metabolism， and nutritional quality of broccoli， systematically. From the extensive research results of scholars， it has been found that the advantages and disadvantages of various precooling technologies are very clear. Precooling methods such as water precooling， air precooling， and vacuum precooling have all extended the shelf life of broccoli to a certain extent.

Key words： Broccoli; Precooling technology; Storage and preservation; Pos-tharvest physiology

收稿日期：2023 - 06 - 26

基金項目：甘肅省農(nóng)業(yè)科學院中青年基金（2022GAAS59）。

作者簡介：鞠? ?琪（1971 —），男，甘肅張掖人，農(nóng)藝師，主要從事果蔬栽培技術(shù)及示范推廣工作。Email： 754451045@qq.com。

通信作者：李長亮（1990 —），男，甘肅蘭州人，助理研究員，碩士，主要從事果蔬貯藏保鮮研究工作。Email： 862368536@qq.com。

西蘭花含有多種人體需要的營養(yǎng)物質(zhì)，如抗癌保健作用的Vc、硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等，也是我國獲得外匯收入的重要蔬菜之一［1 - 2 ］。但西蘭花在流通銷售過程腐爛損耗率高達25%以上，并造成品質(zhì)下降，也影響了其出口，經(jīng)濟損失巨大，這也是影響西蘭花產(chǎn)業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的重要原因［3 - 4 ］。采后在低溫及適當?shù)臐穸拳h(huán)境貯藏西蘭花是保證其品質(zhì)的重要條件，低溫環(huán)境一方面抑制了附著微生物的繁殖，另一方面降低了西蘭花自身的呼吸強度和蒸騰作用，有效防止了自身呼吸作用對營養(yǎng)物質(zhì)的降解損耗和蒸騰脫水。預冷作為果蔬采后冷鏈處理的首要環(huán)節(jié)，對整個冷鏈過程中蔬菜的保鮮效果有很大的影響，西蘭花作為呼吸躍變型花菜類蔬菜，采后預冷處理可保持較長的貨架期和較好的感官品質(zhì)。

預冷的概念是 Powell和他的同事于1904年首次提出的［5 ］，同時Baird等［6 ］、Bartlett［7 ］通過研究普遍認為預冷是蔬菜等園藝作物貯藏保鮮的關(guān)鍵途徑。 當前，美國、日本等國家對預冷技術(shù)理論實踐的研究比較成熟，應用也十分廣泛。我國冷鏈物流出現(xiàn)的比較遲，對預冷技術(shù)的研究起步相對較晚，20世紀末才開始對預冷技術(shù)理論和設(shè)備等進行初步研究和引進［8 ］。近年來，我國諸多專家學者對果蔬冷鏈物流及預冷技術(shù)都進行了大量研究，并取得了一定成就，但因果蔬冷鏈物流起步晚，各種冷鏈設(shè)備不配套不健全等原因，預冷技術(shù)仍然落后于發(fā)達國家［9 - 12 ］。預冷作為果蔬等園藝作物采后貯藏保鮮管理的重要組成部分，其本質(zhì)上是指在果蔬等園藝作物采收后盡快去除田間熱或降低自身溫度，從而降低呼吸強度，最大限度地減少因呼吸導致的營養(yǎng)物質(zhì)損耗，將品質(zhì)保持在高水平。與適當?shù)馁A藏或運輸相結(jié)合的預冷處理可以有效延長果蔬等園藝產(chǎn)品的保質(zhì)期等［13 - 15 ］。預冷技術(shù)按照不同的分類方法種類較多，而應用于西蘭花的預冷技術(shù)主要包括水預冷、空氣預冷和真空預冷。我們通過查閱多年來國內(nèi)外關(guān)于預冷技術(shù)和理論的文獻，綜合分析了各種預冷技術(shù)在西蘭花貯藏保鮮中的應用的優(yōu)缺點，并系統(tǒng)闡述了不同預冷技術(shù)對西蘭花呼吸代謝、貨架期及營養(yǎng)品質(zhì)的影響和調(diào)控機理，以期為不同預冷技術(shù)在西蘭花產(chǎn)業(yè)中的應用提供參考。

1? ?西蘭花不同預冷技術(shù)

預冷技術(shù)按照不同的分類方法種類較多，應用于果蔬保鮮的預冷技術(shù)，按照傳遞媒介分類主要包括水預冷、空氣預冷和真空預冷，水預冷按照水的物質(zhì)形態(tài)又分為冰預冷和冷水預冷兩種方式。冰預冷實踐中應用較多的是將果蔬直接放入到盛有冰塊或冰水混合物包裝箱中，對果蔬快速降溫，使果蔬較長一段時間保持在低溫環(huán)境中；冷水預冷是以液態(tài)水為介質(zhì)，直接對果蔬進行噴淋或浸泡等方式預冷降溫［16 ］?？諝忸A冷是通過冷空氣的循環(huán)流動除去果蔬的田間熱和自身熱量，應用于西蘭花空氣預冷的主要是強制通風預冷（冷庫預冷）和壓差預冷。壓差預冷是空氣預冷的一種新形式，它利用壓差風機的抽吸作用，在包裝容器的兩側(cè)形成一定的壓力差，使冷空氣經(jīng)過包裝容器上的通風孔強制通過包裝容器內(nèi)部與果蔬表面直接進行換熱，從而使果蔬快速、均勻地冷卻到貯藏要求的溫度范圍。真空預冷主要是降低果蔬貯藏環(huán)境的氣壓，使該環(huán)境下水的沸點降低，通過水分的汽化，快速吸收果蔬的熱量，快速降低果蔬溫度。

2? ?預冷對西蘭花呼吸代謝的影響

果蔬采后呼吸作用仍在進行，呼吸代謝的強弱嚴重影響果蔬貯藏品質(zhì)和貨架期。趙維琦等［17 ］研究發(fā)現(xiàn)，真空預冷能推遲西蘭花呼吸峰值晚出現(xiàn)3 d，在整個貯藏期間預冷處理過的西蘭花呼吸強度一直低于未進行預冷的對照組。劉芬［18 ］研究了真空預冷對西蘭花呼吸強度的影響，結(jié)果表明真空預冷在前期可以快速降低西蘭花的呼吸強度，且后期整個貯藏過程中呼吸強度都低于不經(jīng)預冷處理的對照組。謝曉宇等［19 ］研究發(fā)現(xiàn)，不經(jīng)預冷處理的西蘭花在貯藏的第1 天呼吸強度是經(jīng)過預冷處理的1.5倍，且在整個貯藏過程中預冷處理的呼吸強度都相對較低?？梢姡A冷能有效延緩西蘭花呼吸峰值的出現(xiàn)，且能降低貯藏過程中的呼吸強度，從而提升西蘭花貯藏品質(zhì)和延長貨架期。

3? ?預冷對西蘭花貨架期的影響

西蘭花作為呼吸躍變型花菜類蔬菜，采后極易黃化腐爛，貨架期相對較短，貨架期的長短直接影響著西蘭花整個產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。預冷的主要目的是快速除去田間熱，一方面是由于西蘭花采后大量的集中貯藏，如果不及時除去田間熱，特別是貯藏中心極易造成腐爛；另一方面西蘭花采后呼吸代謝仍在進行，通過預冷使得其采后溫度快速降低，減少呼吸代謝造成的損耗，達到延長貨架期的目的。

劉瑤等［20 ］研究發(fā)現(xiàn)，西蘭花流態(tài)冰預冷較冷庫預冷降溫時間可以縮短15 h以上。西蘭花本身貨架期較短，15 h在一定意義上已經(jīng)大大延長了西蘭花的貨架期。同時發(fā)現(xiàn)，由于預冷時間短，流態(tài)冰預冷較冷庫預冷有效減輕了西蘭花在預冷過程中造成的凍害。王順玉等［21 ］分別研究了冷庫預冷、冰預冷和水預冷對西蘭花貨架期品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，與冷庫預冷相比，冰預冷和水預冷能延長西蘭花貨架期2～3 d。李翠紅等［22 ］研究發(fā)現(xiàn)流態(tài)冰預冷較冷庫預冷顯著減少了預冷時間，對西蘭花的預冷時間可從12～14 h減少到4～5 h。

綜上所述，水預冷、空氣預冷和真空預冷等預冷方式都在一定程度上延長了西蘭花的貨架期。相比較而言，水預冷和真空預冷效果都優(yōu)于空氣預冷。但水預冷容易造成水資源浪費，而真空預冷對設(shè)備要求比較高，且在預冷過程中要及時補充水分，否則易造成西蘭花水分流失導致萎蔫。

4? ?預冷對西蘭花營養(yǎng)品質(zhì)的影響

4.1? ?對可溶性固形物的影響

可溶性固形物作為食品中所有可溶于水的化合物的總稱，是人類食用蔬菜時可以獲得的主要營養(yǎng)物質(zhì)［3 ］。謝曉宇等［19 ］研究了壓差預冷對西蘭花貯藏品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)壓差預冷可以顯著減緩西蘭花貯藏期間可溶性固形物的分解，保持較好的營養(yǎng)品質(zhì)。劉瑤等［20 ］發(fā)現(xiàn)，流態(tài)冰預冷處理也能緩解西蘭花可溶性固形物含量下降，在貯藏第4 天時可溶性固形物含量較對照冷庫預冷高出2.6%。王順玉等［21 ］研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)冰預冷和冷水預冷的西蘭花可溶性固形物分解的速度均低于冷庫預冷的西蘭花，在第 4天時，分別比冷庫預冷的西蘭花可溶性固形物含量高9.6% 、26.3%。可見，西蘭花在貯藏過程中可溶性固形物含量總體呈現(xiàn)出先增加后下降的趨勢，各種預冷處理均能有效減緩西蘭花貯藏期間可溶性固形物含量的下降，防止西蘭花在貯藏后期營養(yǎng)物質(zhì)的大量流失。

4.2? ?對Vc含量的影響

西蘭花Vc含量豐富，是人類獲得Vc的重要蔬菜之一。在西蘭花貯藏過程中，Vc可以有效防止自身氧化，延長貯藏期。趙維琦等［17 ］研究發(fā)現(xiàn)，真空預冷可以有效緩解貯藏過程中西蘭花Vc的氧化分解，且真空度越高防治氧化的效果越好。錢驊等［23 ］的研究也發(fā)現(xiàn)，真空預冷可以有效保持西蘭花貯藏過程中Vc的含量，且預冷前進行10%補水處理的效果更佳。劉瑤等［20 ］、李翠紅等［22 ］研究了流態(tài)冰預冷對西蘭花貯藏品質(zhì)的影響，均發(fā)現(xiàn)流態(tài)冰預冷處理可以抑制西蘭花 Vc的分解，使其保持較好品質(zhì)。綜上說明各種預冷處理均能緩解西蘭花在貯藏過程中Vc的氧化分解，其中真空預冷處理前應適當?shù)难a水，以防止因預冷反而造成失水。

4.3? ?對葉綠素含量的影響

葉綠素含量是評判西蘭花營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì)的重要指標之一。葉綠素不穩(wěn)定，在貯藏過程中極易降解，導致西蘭花表面黃化，影響感官品質(zhì)［24 ］。葉綠素中含有豐富的鐵元素，可以預防貧血，同時具有抗氧化作用，可以延緩衰老和美容養(yǎng)顏，貯藏過程中的葉綠素降解嚴重影響其營養(yǎng)價值。顏麗萍等［25 ］研究發(fā)現(xiàn)，預冷處理可以有效緩解西蘭花在運輸及銷售過程中葉綠素的降解。王佳捷等［26 ］研究了壓差預冷對西蘭花貯藏過程中葉綠素含量的影響，結(jié)果顯示壓差預冷處理能夠抑制西蘭花葉綠素降解，在貯藏第5 天時西蘭花葉綠素含量仍高達 0.21 mg/g，表明壓差預冷協(xié)同低溫貯藏能更好緩解西蘭花葉綠素降解，防止花球衰老黃化。劉瑤等［20 ］研究了流態(tài)冰預冷處理對西蘭花葉綠素含量的影響，預冷處理的西蘭花葉綠素的降解明顯得到了有效緩解，第 3 天時的葉綠素含量為 0.47 mg/g，是不預冷處理的2.9 倍，西蘭花花球表面翠綠，仍有較高的商品價值?？傮w上葉綠素在貯藏過程中呈下降趨勢，但未預冷的西蘭花在前3 d葉綠素則快速降解，至第 3天時已失去商品價值。說明采后及時有效的預冷處理可以明顯緩解西蘭花葉綠素的降解，一方面有效緩解了西蘭花的衰老黃化，大大提升了感官品質(zhì)，延長貨架期2 d左右；另一方面則較好的保持了西蘭花的營養(yǎng)品質(zhì)，為人類獲取必需營養(yǎng)物質(zhì)提供了保障。

5? ?小結(jié)

綜上所述，及時有效地預冷不僅可以快速除去采后西蘭花的田間熱，而且可抑制西蘭花的呼吸強度，減少呼吸熱的產(chǎn)生，從而減少西蘭花在貯藏過程中營養(yǎng)物質(zhì)的損耗，延長貨架期。對于西蘭花這種極易黃化萎蔫且貨架期極短的蔬菜，預冷的重要性不言而喻，現(xiàn)已成為西蘭花與適當?shù)馁A存或運輸技術(shù)相結(jié)合的冷鏈物流環(huán)節(jié)的一個重要組成部分，為西蘭花產(chǎn)業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展提供了有效保障。

從學者的大量研究成果發(fā)現(xiàn)，各種預冷技術(shù)的優(yōu)缺點已十分明確，水預冷、空氣預冷和真空預冷等預冷方式都在一定程度上延長了西蘭花的貨架期。相比較而言，水預冷和真空預冷效果都優(yōu)于空氣預冷，但水預冷容易造成水資源浪費，而真空預冷對設(shè)備要求比較高，且在預冷過程中要及時補充水分。但現(xiàn)有的研究大部分集中在各種預冷技術(shù)對西蘭花貯藏保鮮生理指標和貯藏品質(zhì)的影響方面究，而針對各種預冷技術(shù)缺點的改進措施研究比較少。同時在我國還存在生產(chǎn)者對預冷的重要性認識不到位、產(chǎn)地預冷設(shè)施不完備等問題。未來需深入探討改進各種預冷技術(shù)的措施，還應完善產(chǎn)地預冷設(shè)備，加強對生產(chǎn)者預冷意識及預冷技術(shù)的培訓。

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