不同氣調(diào)包裝對菠菜冷藏保鮮效果的影響

張乙博,劉建新,周 婧,許 麗,彭興帥,劉慧君,陳湘寧,*,徐 娜

(1.北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院,北京 102206;2.農(nóng)產(chǎn)品有害微生物及農(nóng)殘檢測與控制北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102206;3.北京市裕農(nóng)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品種植公司,北京 101400;4. 北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,北京 100101)

菠菜(SpinaciaOleracerL)為藜科菠菜,栽培歷史悠久,地域分布廣泛,是中國春、秋、冬3季主要綠葉蔬菜之一[1-2]。菠菜莖葉柔軟滑嫩、味美色鮮,含有較多的蛋白質(zhì)、多種維生素、膳食纖維和鐵、鈣、鎂等多種礦物質(zhì)[3]。由于菠菜采后具有強(qiáng)烈的呼吸作用和蒸騰作用[4],易腐爛,保鮮難度較大,貨架期非常有限,因此其保鮮工藝也受到眾多學(xué)者的研究。

目前,對于采后菠菜保鮮工藝的研究較多,有:普通凍藏法、無通風(fēng)道的菠菜凍藏法、地上凍藏法、合畦凍藏法、袋裝自發(fā)氣調(diào)冷藏法等。氣調(diào)包裝(MAP)技術(shù)是一種綠色、環(huán)保、先進(jìn)的果蔬采后保鮮技術(shù)[5],原理是將不同比例的 O2,CO2和N2充入食品包裝容器內(nèi),通過有效地降低植物組織呼吸強(qiáng)度、延緩養(yǎng)分分解,保持原有的形態(tài)、色澤、風(fēng)味和質(zhì)地[6]。

例如:王劍功等[7]對不同冰箱內(nèi)溫濕度變化及冰箱中貯藏蔬菜保鮮效果的差異進(jìn)行探討,結(jié)果表明高濕度冰箱平均濕度為93.0%時,對減少菠菜的蒸騰失水保持蔬菜VC含量、降低失水率作用明顯,貯藏期結(jié)束時,菠菜的維生素C含量為48.95 mg/100 g,是普通冰箱的1.61倍,普通冰箱內(nèi)菠菜的失重率是高濕冰箱的1.5倍,但存在耗能大和儲存效率低的問題;朱軍偉[8]探討了不同氣體成分的氣調(diào)包裝對4 ℃冷藏過程中的感官品質(zhì)、失重率、葉綠素含量、VC含量、電導(dǎo)率以及亞硝酸鹽含量等理化指標(biāo)的影響。研究結(jié)果表明,10% O2+10% CO2或5% CO2的氣調(diào)包裝下,能延長菠菜的貨架壽命7～10 d,可達(dá)到30 d;李巖[9]深入探討了密閉氣體環(huán)境以及溫度、CO2和O2濃度對菠菜硝酸鹽、亞硝酸鹽及其品質(zhì)的影響,實(shí)驗(yàn)表明低溫密閉氣體環(huán)境有效降低了硝酸鹽和亞硝酸鹽的累積,提升了菠菜的安全貯運(yùn)品質(zhì)。

而對于采后菠菜氣調(diào)包裝保鮮氣體比例的優(yōu)化研究報道較少,本實(shí)驗(yàn)通過設(shè)定5組不同的氣調(diào)比例,對菠菜進(jìn)行氣調(diào)包裝,測定各項(xiàng)理化指標(biāo),篩選適宜氣體比例,為菠菜氣調(diào)保鮮工藝的研究提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菠菜 農(nóng)大菠雜1號,傍晚采收于河北省固安縣蔬菜種植基地,連夜經(jīng)商販運(yùn)輸至北京市昌平區(qū)北農(nóng)市場,第二天早上低溫條件(鋪有冰塊的泡沫箱內(nèi))下迅速運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,采收時進(jìn)行初步感官篩選,挑選出鮮嫩、清潔、葉片均勻、無機(jī)械傷、成熟適中的菠菜;包裝材料280 mm×290 mm的聚丙烯/聚乙烯(BOPP/PE)包裝袋;無水乙醇、丙酮、正己烷、草酸、抗壞血酸、T-2,6-二氯靛酚 均為分析純(AR),北京市紅星化工廠。

TU-1810型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司;SC-390型立式冷藏柜 青島海爾特種電冰柜有限公司;L530型臺式低速離心機(jī) 湖南赫西儀器裝備有限公司;AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司;DDS-307A型電導(dǎo)率測定儀 雷磁儀器有限公司;KQ-500DE型超聲波清洗機(jī) 昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菠菜處理方法 將挑選出成熟度一致、大小均勻、無機(jī)械損傷,重量(200±3) g的新鮮菠菜放入BOPP/PE包裝袋內(nèi),按充入的氣體比例分成MA1、MA2、MA3、MA4、MA5五個組別,詳見表1,密封后置于4 ℃的冷庫中冷藏。每隔4 d取樣測定失重率、VC含量、葉綠素含量、相對電導(dǎo)率等理化指標(biāo),重復(fù)3次,取平均值。

表1 氣體比例分組(%)Table 1 Gas proportional grouping(%)

1.2.2 感官評價 參考文獻(xiàn)[10],由8個經(jīng)過培訓(xùn)的評判人組成,評價5組菠菜的感官特性。在獨(dú)立貯藏室中,自然光條件下對感官特征包括味道、氣味、脆性進(jìn)行評判。每個人擁有單獨(dú)的評價臺,避免感官評價的相互影響。對視覺特征包括:顏色、失水率、一般新鮮度、一般外觀進(jìn)行評分,評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評價標(biāo)準(zhǔn)表Table 2 Criteria for sensory evaluation

1.2.3 失重率的測定 采用稱量法,在第0 d時對菠菜進(jìn)行稱重,記錄為初始數(shù)據(jù),然后每隔一天對每種樣品進(jìn)行稱重,每次稱重做3組平行,按式(1)計算:

式(1)

式中:w-失重率,%;W0-第0 d鮮重,g;Wn-第n d鮮重,g。

1.2.4 VC含量的測定:采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[11],稱量5 g菠菜樣品,冰浴研磨后,加2%草酸,定容至25 mL,取10 mL樣液,以0.1%的2,6-二氯酚靛酚滴定至淡紅色,并保持15 s即為終點(diǎn)。由所用染料的體積計算出T值(平均值),即1 mL染料相當(dāng)于多少mg的VC。按式(2)計算:

式(2)

式中:m-100 g樣品中含VC的質(zhì)量,mg/100 g;VA-滴定樣品所耗用染料的平均體積,mL;VB-滴定空白對照所耗用染料的平均體積,mL;C-樣品提取液的總體積,mL;D-滴定時所取樣品提取液的體積,mL;T-1 mL染料氧化抗壞血酸的質(zhì)量(由操作二計算出),mg;M-待測樣品的重量,g。

1.2.5 葉綠素含量的測定 參考文獻(xiàn)[12],稱取剪碎的新鮮樣品 0.2 g,在研缽中加少量石英砂和碳酸鈣粉及2～3 mL 95%乙醇,研成均漿,再加乙醇10 mL,繼續(xù)研磨至組織變白。靜置3～5 min。過濾,乙醇定容至25 mL,搖勻。葉綠體色素提取液倒入光徑1 cm的比色杯內(nèi),以95%乙醇為空白,在波長662、644 nm下測定吸光度。

按式(3)計算:

H(mg/kg)=6.91A662+15.6A644

式(3)

式中:H-葉綠素含量,mg/kg;A662-葉綠素溶液在波長為662 nm處的吸光值;A644-葉綠素溶液在波長為644 nm處的吸光值。

1.2.6 電導(dǎo)率的測定 參考文獻(xiàn)[13],分別稱取5個葉圓片(鮮重約150～200 mg,無主脈),清洗后放入20 mL的去離子水中,把水的電導(dǎo)率記為P0。輕輕振動3 h后,再測量其電導(dǎo)率,記為P1。然后放入沸水浴加熱5 min,在冷卻之后測得最大電導(dǎo)率為P2。

式(4)

式中:C-相對電導(dǎo)率,%;P0-初始去離子水電導(dǎo)率,S;P1-輕輕振蕩3 h后的電導(dǎo)率,S;P2-振蕩3 h后在沸水浴中加熱5 min冷卻后的電導(dǎo)率,S。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件以及SAS 9.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 MAP處理對采后菠菜感官評價的影響

感官評價是采后蔬菜商品性的重要指標(biāo)之一,MAP處理對其感官評價的影響如圖 1所示,5組氣體比例對菠菜感官品質(zhì)的影響不同。采后果蔬的呼吸作用與果蔬的成熟度、品質(zhì)的變化以及貯藏壽命有密切關(guān)系,是影響果蔬貯運(yùn)效果的重要因素[14]。

圖1 MAP處理對采后菠菜感官評價的影響Fig.1 The effects of MAP processing on the sensory evaluation of spinach after extraction

前6 d,5個實(shí)驗(yàn)組下降趨勢相近,是因?yàn)橘A藏初期,菠菜采后的呼吸作用較強(qiáng),包裝環(huán)境的氣體成分對其影響較小[15];6～14 d時,菠菜感官下降速率減緩,其中MA4處理對菠菜保鮮效果最好。14 d開始,感官指標(biāo)下降趨勢變大,原因是高等植物中還原型抗壞血酸(AsA)的生物合成和代謝途徑揭示了由AsA合成的L-半乳糖途徑和再生的抗壞血酸——谷肌甘膚循環(huán),此相關(guān)的酶活性變化與AsA含量密切相關(guān),當(dāng)AsA再生能力隨葉片的衰老而下降,菠菜細(xì)胞組織活性功能隨著下降[16],受包裝氣體環(huán)境影響作用變小。同時,菠菜采后各種酶的活性也發(fā)生變化,隨著時間的延長,抗氧化酶系中的幾種酶活性先增加后下降[17]。

第18 d,感官評價最好的實(shí)驗(yàn)組為MA4,得分為5.5,MA5接近商品界限值5,其余3組均失去商品價值。根據(jù)MAP處理對采后菠菜的感官評價影響,得分由高到低依次為:MA4>MA5>MA3>MA1>MA2。

2.2 MAP處理對采后菠菜失重率的影響

由圖 2可知,蔬菜的蒸發(fā)強(qiáng)度與其比表面積有著密切的關(guān)系[18],菠菜的失重率因其葉片面積較大而蒸騰作用明顯,呈先快后慢的上升趨勢。因?yàn)榘b袋(聚丙烯/聚乙烯(BOPP/PE))為高阻隔性材料,所以失重率在較低的范圍內(nèi)改變,貯藏前10 d,失重率上升較快,因?yàn)殡S著貯藏時間的延長,菠菜中自由水的含量在逐漸降低[19],其中MA2組失重率增加幅度最大,達(dá)到0.47%,MA4組失重率增加幅度最小,達(dá)到0.24%。貯藏期內(nèi),MA2組失重率增加幅度最大,達(dá)到0.52%,MA1組失重率增加幅度最小,為0.29%。MAP處理對采后菠菜失重率影響順序從低到高為:MA1>MA4>MA3>MA5>MA2。

圖2 MAP處理對采后菠菜失重率的影響Fig.2 The effects of MAP processing on the Weightlessness rate of spinach after extraction

2.3 MAP處理對采后菠菜VC含量的影響

VC是蔬菜組織中的一種天然抗氧化劑,可有效清除活性氧[20],MAP處理對采后菠菜VC含量的影響如圖3所示,貯藏期內(nèi)均呈下降趨勢。前6 d,MA4和MA1組下降較慢,其余3組下降較快；6～18 d期間下降速度平緩,是由于VC的下降與失水呈正相關(guān),在貯藏前期失水較快[21]。第18 d,MA4組VC含量最高(1.25 mg/100 g),占貯藏初期含量的57.10%;MA2組VC含量最低(0.18 mg/100 g),占貯藏初期含量的7.47%。MAP處理對采后菠菜VC含量影響排序?yàn)?MA4>MA1>MA5>MA3>MA2。

圖3 MAP處理對采后菠菜維生素C含量的影響Fig.3 The effects of MAP processing on the vitamin C of spinach after extraction

2.4 MAP處理對采后菠菜葉綠素含量的影響

由圖4可知,在貯藏期內(nèi),葉綠素含量整體呈下降趨勢。MA4組葉綠素含量下降速度緩慢,且高于其他實(shí)驗(yàn)組;貯藏至第6 d,MA2、MA3和MA5組的葉綠素含量下降較快,其中MA2組下降至413.30 mg/kg,下降量占貯藏初期含量的16.48%,MA4組的葉綠素含量為524.35 mg/kg,下降量占貯藏初期含量的2.64%;貯藏至第18 d,MA3組葉綠素含量最低(259.57 mg/kg),MA4組的葉綠素含量最高(445.70 mg/kg)。MAP處理對采后菠菜葉綠素含量減少量絕對值的大小由小到大排序?yàn)?MA4>MA1>MA2>MA5>MA3。

圖4 MAP處理對采后菠菜葉綠素含量的影響Fig.4 The effects of MAP processing on the chlorophyll content of spinach after extraction

2.5 MAP處理對采后菠菜相對電導(dǎo)率的影響

蔬菜細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)損傷會導(dǎo)致其透性增強(qiáng),細(xì)胞組織液外滲,因此相對電導(dǎo)率和細(xì)胞完整性成正相關(guān)。由圖5可知,相對電導(dǎo)率整體呈由慢到快的上升趨勢。貯藏至第6 d,MAP處理對采后菠菜呼吸作用抑制,有效地減緩組織細(xì)胞衰老[22],5個實(shí)驗(yàn)組的相對電導(dǎo)率上升均較慢,說明菠菜的組織細(xì)胞保持較高活性,細(xì)胞完整性較好,蔬菜新鮮度良好。貯藏6 d后,菠菜相對電導(dǎo)率上升加快,細(xì)胞的腐爛程度加劇;第18 d時,MA4組的相對電導(dǎo)率最小(8.30%),MA3組的相對電導(dǎo)率最大(12.12%)。MAP處理對采后菠菜相對電導(dǎo)率的影響排序?yàn)?MA4>MA5>MA2>MA1>MA3。

圖5 MAP處理對采后菠菜相對電導(dǎo)率的影響Fig.5 The effects of MAP processing on the relative electrolytic leakage of spinach after extraction

3 結(jié)論

通過MAP保鮮技術(shù)對采后菠菜進(jìn)行處理,測定失重率、VC含量、葉綠素含量、相對電導(dǎo)率等生理生化指標(biāo)以及感官評價,綜合分析不同包裝氣體比例對菠菜理化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:貯藏期內(nèi),不同MAP的氣體比例均有助于菠菜貯藏,綜合菠菜的各項(xiàng)理化指標(biāo),不同組別保鮮效果降序排列為:MA4>MA5>MA3>MA1>MA2。

菠菜的不同理化指標(biāo)在貯藏期內(nèi)的變化趨勢顯示,MAP保鮮技術(shù)采用不同比例氣體對采后菠菜的貯藏效果也不同。高濃度O2,低濃度CO2有利于采后菠菜進(jìn)行后熟的有氧呼吸,對其采后貯藏效果較好,MA4組(10% O2+2% CO2)較MA5組(10% O2+10% CO2)保鮮效果更佳;低濃度O2,高濃度CO2促進(jìn)了采后菠菜貯藏初期的無氧呼吸過程,對其感官品質(zhì)影響較大;貯藏后期細(xì)胞組織衰敗較快,如:貯藏第18 d,MA1和MA2組的相對電導(dǎo)率分別為11.45%,11.74%,均處于較高水平。由此得出,菠菜MAP保鮮選用的氣體成分需提高O2的比例,降低CO2的比例。

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