氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜貯藏的保鮮效果

潘怡丹，于 曼，過葉青，過志梅

（無錫海核裝備科技有限公司，江蘇無錫 214000）

現(xiàn)今，隨著大量開發(fā)海島、沙漠、邊疆等荒蕪地區(qū)，駐扎人員越來越多，其物資的供應(yīng)顯得越發(fā)重要[1]。這些地區(qū)植被的恢復(fù)和改造進行緩慢，不可能單純依靠種植出來的果蔬來滿足駐扎人員的飲食需求。此外，環(huán)境條件惡劣，許多保鮮設(shè)備使用受限[2]；果蔬品種也應(yīng)多樣化，只可考慮多品種混合貯藏。因此，如何為駐島人員保質(zhì)保量的提供新鮮果蔬，對保鮮技術(shù)和設(shè)備都提出了很高的要求。

氣調(diào)保鮮技術(shù)在國外已經(jīng)有數(shù)十年的研究歷史，在國內(nèi)也有了一定研究基礎(chǔ)[3]，一些大中型氣調(diào)庫在很多地方使用，主要用于果蔬的長周期儲存，具有較好保鮮效果，技術(shù)也比較完善，然而氣調(diào)冷藏集裝箱卻仍停留于設(shè)計或初步試用的階段，楊雙橋等[4]設(shè)計了船舶用氣調(diào)保鮮集裝箱，為海上蔬果運輸提供了新思路。王默晗[5]指出氣調(diào)冷藏集裝箱的發(fā)展不僅要提升數(shù)量，還要提高集裝箱設(shè)備的技術(shù)水平，加快農(nóng)產(chǎn)品的儲藏、加工、運輸?shù)任锪髟O(shè)施建設(shè)。韓志等[6]在其研究中綜述了國內(nèi)外氣調(diào)冷藏集裝箱的食品保鮮效果，并對其發(fā)展進行了前景展望?？梢?，氣調(diào)冷藏集裝箱在果蔬貯運保鮮領(lǐng)域中具有較好的潛力?，F(xiàn)階段，市場上可接觸到的氣調(diào)冷藏集裝箱雖裝載量大、靈活便捷、能同時滿足運輸和貯藏兩方面的要求[7]，但其保鮮技術(shù)大多落后、功能單一、庫容利用率不高。本研究探討的氣調(diào)冷藏集裝箱為一款復(fù)合多種保鮮技術(shù)的新型保鮮設(shè)備[8]，通過將冷藏、氣調(diào)、加濕、乙烯脫除、臭氧殺菌結(jié)合于一體，革新了現(xiàn)有的集裝箱保鮮技術(shù)，從溫度、氣體組分、濕度、微生物的角度，全方位的為果蔬貯藏提供一個適宜的環(huán)境。該設(shè)備的研發(fā)成型，也推動了保鮮類集裝箱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，探討其保鮮效果也十分有必要的。

本研究以小白菜（Brassica chinensisL.）、油麥菜（Lactuca sativaL.）、菠菜（Spinacia oleraceaL.）、芹菜（Apium graveolensL.）4 種氣調(diào)貯藏要求相近的當(dāng)季綠葉蔬菜為試材，將其貯藏進氣調(diào)冷藏集裝箱中，利用蔬菜品質(zhì)作為考察指標(biāo)，評價設(shè)備的保鮮性能，以期為果蔬貯運保鮮提供一種高效、便捷的形式，同時向今后的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小白菜、油麥菜、菠菜、芹菜試驗當(dāng)天從無錫萬畝良田蔬菜基地采購，采收前3 d 不澆水，去掉泥沙黃葉后，立即4 ℃冷鏈運輸至試驗廠區(qū)，在冷庫內(nèi)1 ℃預(yù)冷12 h；鏤空蔬菜筐（規(guī)格為600 mm×400 mm×280 mm）江蘇軒盛塑業(yè)；聚乙烯保鮮袋（規(guī)格為700×500 mm，厚度為0.04～0.05 mm） 北京崇高納米科技有限公司；氫氧化鈉、酚酞、無水乙醇、鄰菲羅啉、草酸、硫代巴比妥酸、磷酸 均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；三氯乙酸、碳酸鈣 分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；丙酮、三氯化鐵 分析純，上海沃凱生物技術(shù)有限公司。

CLC-PLD-20 氣調(diào)冷藏集裝箱（見圖1） 無錫海核裝備科技有限公司；CTB-PLF 冷藏庫 無錫海核裝備科技有限公司；Metrohm877Titrino plus 自動滴定儀 瑞士萬通公司；電子秤 上海精科天美貿(mào)易有限公司；電子天平 上海浦春計量儀器有限公司；紫外分光光度計 上海元析儀器有限公司；手持式折光儀 艾普計量儀器有限公司；離心機 美國Beckman公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 貯藏保鮮工藝 提前將氣調(diào)冷藏集裝箱和普通冷庫降溫至貯藏溫度1±1 ℃。分別挑選新鮮、無機械損傷、無病蟲害、大小接近的小白菜、油麥菜、菠菜、芹菜裝入鏤空蔬菜筐，并且在外套上一層透氣PE 塑料薄膜，不挽口，小白菜每筐凈重約11 kg，油麥菜每筐約7 kg，菠菜每筐約8 kg，芹菜每筐約8 kg，四種菜每種各44 筐，其中，22 筐裝入集裝箱內(nèi)，另22 筐裝入普通冷庫內(nèi)，使兩設(shè)備均為滿庫裝載，普通冷庫為對照。每層貨架上筐與筐之間的距離在10～15 cm 左右保持氣體流通。入庫完畢后，集裝箱設(shè)定氣體成分5%±1% O2、95%±1% N2，控制相對濕度為90%±5%，乙烯脫除模塊每天凌晨脫除0.5 h，臭氧殺菌模塊每天滅菌一次，濃度2 g·min?1，時間是10 min，而普通冷庫除冷藏外不再增加其他措施。前15 d 不開庫，后30 d 每5 d 開一次庫，并取樣測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2.2 測定指標(biāo)及方法

1.2.2.1 失重率的測定 采用稱重法[9]。重量采用電子秤稱量，精度為0.1 g。

1.2.2.2 可溶性固形物的測定 采用NY/T2637-2014[10]折光儀法測定。將蔬菜樣品切碎，研磨混勻，用四層紗布過濾得到勻漿液。使用手持式折光儀前進行調(diào)零，調(diào)零后，把勻漿過濾的樣品滴2 滴在折光儀蓋板上，蓋上蓋板進行讀數(shù)，讀數(shù)即為可溶性固形物含量。

圖1 氣調(diào)冷藏集裝箱外觀圖（A）及內(nèi)視圖（B）Fig.1 External view (A) and interior view (B) of air-conditioned refrigerated container

1.2.2.3 可滴定酸的測定 參考GB/T 12456-2008采用氫氧化鈉滴定法[11]測定。

1.2.2.4 抗壞血酸的測定 參考曹建康法[12]測定。結(jié)果用mg·100 g?1表示。取1 g 液氮研磨好的樣品，加入5 mL 50 g·L?1三氯乙酸，10000 r·min?1，離心20 min，取0.5 mL 上清液于試管中，加入1.5 mL 上述三氯乙酸、1 mL 無水乙醇、0.5 mL 0.4%磷酸-乙醇溶液、1 mL 5 g·L?1鄰菲羅啉-乙醇溶液、0.5 mL 0.3 g·L?1三氯化鐵-乙醇溶液，并將其置于30 ℃下反應(yīng)60 min，用蒸餾水代替上清液為對照，測定534 nm 處的吸光值。

1.2.2.5 呼吸強度的測定 參考靜置法[13]測定。結(jié)果用mg·kg?1·h?1表示。取10 mL 0.4 mol·L?1的氫氧化鈉溶液于50 mL 燒杯中，放入干燥器的底部，置于隔板上，裝入300 g 左右的蔬菜，封蓋，靜置30 min后取出小燒杯，將堿液移入250 mL 錐形瓶中，用蒸餾水沖洗4～5 次，加入飽和BaCl2溶液5 mL，酚酞2 滴，用0.2 mol·L?1草酸滴定，同時進行空白對照。

1.2.2.6 丙二醛的測定 采用硫代巴比妥酸法[14]。結(jié)果用μmol·g?1Fw 表示。取1 g 液氮研磨好的樣品，加5 mL 的磷酸緩沖液（pH=6.8）。離心后，取1.0 mL上清液，加入3.0 mL 0.5%硫代巴比妥酸（TBA），沸水浴下反應(yīng)20 min，迅速冷卻，分別于450、532、600 nm 處測定吸光值。

1.2.2.7 葉綠素的測定 參照分光光度法[15]測定。結(jié)果用 mg·g?1表示。取 2.0±0.1 g 蔬菜樣品，去除葉脈，加入適量的碳酸鈣與石英砂和少量的 80%（體積分?jǐn)?shù)）的丙酮溶液，將蔬菜研磨成勻漿狀態(tài)，繼續(xù)加入80%的丙酮溶液，繼續(xù)研磨至組織變白。將溶液避光靜置3～5 min，隨后過濾，潤洗濾渣并再次過濾，將2 次濾液均轉(zhuǎn)入容量瓶中，定容至25 mL。在645 nm 和663 nm 處測定吸光值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 進行數(shù)據(jù)的整理，并用Origin 8.5對數(shù)據(jù)進行擬合及作圖。采用SPSS 18.0 軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，用最小顯著性差異法進行差異顯著性分析，P<0.05 表示差異性顯著。所測樣品均進行3 次以上重復(fù)實驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜失重率的影響

隨著貯藏時間的延長，水分流失會使得蔬菜萎蔫、皺縮，縮短貯藏期，失去食用價值。失重率是反映果蔬新鮮度的主要指標(biāo)之一[16]。由圖2 可見，不同貯藏設(shè)備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的失重率均呈上升趨勢，但氣調(diào)冷藏集裝箱的失重率整體上都低于普通冷庫，在貯藏末期時，氣調(diào)冷藏集裝箱內(nèi)小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的失重率分別為5.49%、6.94%、7.33%、6.05%，均較好的保持了蔬菜的水分，這可能與氣調(diào)能抑制呼吸，從而減輕了蔬菜的蒸騰作用與生理代謝有關(guān)；另外，氣調(diào)冷藏集裝箱內(nèi)加裝了加濕措施，也有利于蔬菜水分的保持。四種蔬菜中，芹菜失重率較高，小白菜失重率最低，這主要是由于蔬菜種類不同，其結(jié)構(gòu)不同，組織保水力有差異[17]，芹菜失水較多的原因可能是，其根、莖上分布有大量皮孔[18]，細(xì)胞間隙與外界接觸流通多，導(dǎo)致水分散失較快。

圖2 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）失重率的變化Fig.2 Changes in weight loss rate of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.2 氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物（TSS）與蔬菜的風(fēng)味有關(guān)，也是呼吸作用的主要代謝底物，含量的變化能反映蔬菜的衰老情況[19]。由圖3 可見，不同貯藏設(shè)備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜TSS 含量呈下降趨勢，這是由于果蔬采后分解大于合成，TSS 作為呼吸底物被消耗。氣調(diào)冷藏集裝箱中TSS 下降較普通冷庫緩慢，在貯藏末期小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜其含量下降均小于2%，而普通冷庫均下降了2.0%以上，可見，氣調(diào)冷藏集裝箱能保持較穩(wěn)定的可溶性固形物含量，這可能是由于氣調(diào)作用能降低果蔬的生理活動，從而減少了組織內(nèi)消耗。

圖3 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）可溶性固形物含量的變化Fig.3 Changes of TSS content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.3 氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜可滴定酸含量的影響

可滴定酸（TA）是衡量蔬菜口感的一個指標(biāo)，能間接反映蔬菜的成熟度和內(nèi)在品質(zhì)情況[20]。由圖4可見，不同貯藏設(shè)備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜可滴定酸含量均呈下降趨勢，在貯藏結(jié)束時氣調(diào)冷藏集裝箱內(nèi)小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的可滴定酸含量分別為5.53%、2.95%、1%、3.13%，相較于普通冷庫分別高了1.25%、0.83%、0.39%、0.8%，各處理組均大于對照組?？梢姡瑲庹{(diào)冷藏集裝箱對蔬菜TA 具有較好保持作用，分析原因可能是氣調(diào)冷藏集裝箱減弱了蔬菜的新陳代謝，乙烯的脫除延緩了蔬菜的后熟及衰老，降低了有機酸的消耗。

圖4 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）可滴定酸含量的變化Fig.4 Changes of TA content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.4 氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸又稱VC，是蔬菜中的抗氧化活性成分，也與蔬菜的營養(yǎng)價值相關(guān)，在貯藏過程中受周圍環(huán)境的影響和自身代謝作用，極易分解[21]。由圖5可見，不同貯藏設(shè)備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜VC含量均呈下降趨勢，氣調(diào)冷藏集裝箱下降較為平緩，普通冷藏下降劇烈，在貯藏中期25 d 時，四種菜普通冷藏已平均下降41.1%，而氣調(diào)冷藏集裝箱平均下降24.2%；到貯藏末期時，四種菜普通冷藏平均下降50.3%，而氣調(diào)冷藏集裝箱平均下降32.6%。這可能原因是冷庫中為常氧環(huán)境，氧氣使VC氧化降解，導(dǎo)致普通冷庫中的VC下降更快；氣調(diào)冷藏集裝箱抑制VC的降解。4 種蔬菜下降速率差異不大，可見對蔬菜均有較好效果。

圖5 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）抗壞血酸含量的變化Fig.5 Changes of VC content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.5 氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜呼吸強度的影響

呼吸強度表示了呼吸作用強弱，是衡量蔬菜新陳代謝進程的一個關(guān)鍵指標(biāo)，呼吸作用越強，衰老越快[22]。由圖6 可見，不同貯藏設(shè)備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜呼吸強度均呈下降趨勢，氣調(diào)冷藏集裝箱下降較快，而普通冷庫下降較慢，在貯藏末期時，氣調(diào)冷藏集裝箱內(nèi)小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜相較于普通冷庫分別低了2、1.7、3.5、2.05 mg·kg?1·h?1。這可能與兩方面有關(guān)，一是氣調(diào)冷藏集裝箱通過調(diào)節(jié)氣體成分，低氧環(huán)境能有效降低果蔬的呼吸作用；二是普通冷庫內(nèi)單一的低溫保鮮技術(shù)對蔬菜的呼吸作用控制效果不佳。

圖6 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）呼吸強度的變化Fig.6 Changes of respiration intensity of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.6 氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜丙二醛含量的影響

丙二醛（MDA）是細(xì)胞膜質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，其產(chǎn)量的變化表征了膜系統(tǒng)受損害程度[23]。由圖7 可見，不同貯藏條件下小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的丙二醛濃度，隨著貯藏時間的延長，丙二醛含量逐漸升高，前25 d 四種菜的上升較為緩慢，后20 d 上升有明顯的加快。這表明了在貯藏后期各項生理活動能力下降，活性氧清除機能降低，致使細(xì)胞膜上的膜質(zhì)成分被氧化。氣調(diào)冷藏集裝箱中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜前25 d 較普通冷庫分別低了0.46、0.26、0.31、0.38 μmol·g?1Fw，后20 d 分別低了0.81、0.66、0.59、0.77 μmol·g?1Fw，氣調(diào)貯藏下四種菜MDA 的濃度整體低于普通冷藏貯藏下MDA 的濃度，說明了氣調(diào)貯藏下葉菜的細(xì)胞膜系統(tǒng)受損度更小，也可能與臭氧殺菌抑制微生物的侵染有關(guān)，延緩葉片腐爛變質(zhì)的時間。

圖7 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）丙二醛含量的變化Fig.7 Changes of MDA content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.7 氣調(diào)冷藏集裝箱對蔬菜葉綠素含量的影響

葉綠素與綠葉菜感官品質(zhì)相關(guān)，其分解快慢能直接體現(xiàn)葉菜的黃化速率[24]。由圖8 可見，不同貯藏設(shè)備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜葉綠素含量均呈下降趨勢，從整體上看，前15 d 下降較慢，第15 d時，氣調(diào)冷藏集裝箱內(nèi)的小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜葉綠素分別僅下降了2.7%、5.6%、7.2%、6.9%，后30 d 下降較快，普通冷庫內(nèi)蔬菜更為明顯，在貯藏末期時小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜葉綠素僅為1.22、0.80、0.52 和0.80 mg·g?1?？梢?，氣調(diào)冷藏集裝箱對抑制葉綠素的下降具有一定作用。油麥菜、芹菜、菠菜三種菜下降程度接近，而小白菜下降最少，主要原因可能是小白菜為較耐貯藏品種，其葉綠素酶、脫鎂螯合酶等葉綠素降解相關(guān)酶活性較低[25?26]。

圖8 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）葉綠素含量的變化Fig.8 Changes of chlorophyll content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

3 討論

溫度、氣體組分、濕度、微生物是影響蔬果貯藏的重要外界因素[27]。低溫可以抑制果蔬呼吸和其它的代謝過程，從而延緩衰老，在不發(fā)生冷害的前提下，應(yīng)盡可能地采用低的溫度來延長貯藏期[28]。氣體組分對果蔬保鮮也有重要影響，例如降低氧氣含量、增加二氧化碳含量可以減慢新陳代謝速度，減少乙烯的含量可以延緩果蔬的成熟、衰老[29]。采收后的果蔬停止吸收吸收植物根部水分，這可以引起結(jié)構(gòu)、質(zhì)地和表面的變化，果蔬因此保持一定的濕度，減少水分損失，這對于保持果蔬鮮度和質(zhì)量同樣起著關(guān)鍵的作用[30]；此外，有害微生物的侵染能引起果蔬的變質(zhì)、腐敗，對貯藏產(chǎn)生不利影響[31]，控制環(huán)境中微生物的生長也是十分有必要的。本裝置復(fù)合了多項保鮮技術(shù)，通過將冷藏、氣調(diào)、加濕、乙烯脫除、臭氧殺菌結(jié)合于一體，從溫度、氣體組分、濕度、微生物多角度調(diào)控，旨在為果蔬貯藏提供一個適宜的環(huán)境。

試驗結(jié)果表明，氣調(diào)冷藏集裝箱對4 種常見蔬菜均有較好保鮮效果，45 d 貯藏期內(nèi)，4 種蔬菜的失重率最高不超過7.5%，其中小白菜失重率最低，僅為5.49%，可見與油麥菜、芹菜、菠菜相比，該氣調(diào)環(huán)境更適宜小白菜的貯藏。這也與高春霞等[32]學(xué)者的研究結(jié)果一致。TSS 和TA 是判斷果蔬采后品質(zhì)的重要指標(biāo)，早有學(xué)者[33]提出以楊桃、碭山梨、黃瓜、小麥草為試材，氣調(diào)包裝對混合貯藏的鮮切果蔬TSS、TA 含量的下降均具有減緩的作用，而在本項試驗中，氣調(diào)冷藏集裝箱與普通冷庫相比，能保持更高的TSS、TA 含量，也是對這一結(jié)論的肯定。此外，從VC含量和葉綠素這兩項指標(biāo)可以看出，氣調(diào)冷藏集裝箱不僅具有減少VC氧化的作用，護綠效果也較好，使得蔬菜保持著較高的食用價值和商品價值，在濮艷清[34]及Dong 等[35]的研究結(jié)論中也有相似觀點。在抑制呼吸強度方面，氣調(diào)冷藏集裝箱的效果明顯優(yōu)于普通冷庫，證實了低溫結(jié)合氣體環(huán)境調(diào)控對減弱果蔬呼吸的顯著作用[36]，溫度為1 ℃與氣體配比為5% O2、95% N2的組合已能滿足需求。對絕大多數(shù)綠葉菜來說，葉片為其直接裸露部分，減少細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷也是十分有必要的。丙二醛含量的測定可以看出，氣調(diào)冷藏集裝箱能夠減少細(xì)胞膜氧化，延緩葉片衰老，對為維持蔬菜新鮮具有促進作用，這可能不光與冷藏、氣調(diào)技術(shù)有關(guān)，臭氧殺菌及乙烯脫除也有增進意義。臭氧處理在一定程度上可降解果蔬表面微生物及其分泌的毒素，乙烯脫除能夠削弱果蔬自身進一步的成熟。耿玉秋[37]在其文章中也有相關(guān)表述。

4 結(jié)論

綜上，復(fù)合冷藏、氣調(diào)、加濕、乙烯脫除、臭氧殺菌多項保鮮技術(shù)于一體的氣調(diào)冷藏集裝箱對小白菜、油麥菜、菠菜、芹菜4 種常見蔬菜均具有較好保鮮效果。它能夠有效防止蔬菜水分的散失，失重率均小于7.5%；維持較高的可溶性固形物、可滴定酸含量，在整個貯藏周期中可溶性固形物含量下降均不超過2%，可滴定酸含量均高于對照組；同時，在一定程度上抑制果蔬的呼吸作用，與普通冷藏相比，貯藏末期時四種菜的呼吸速率均能低2 mg·kg?1·h?1以上；此外，對降低VC、葉綠素的消耗及減輕葉片細(xì)胞膜脂過氧化的程度有促進意義，從而延緩了蔬菜腐爛變質(zhì)的時間，將蔬菜保鮮期延長至45 d，保持較好的貯藏品質(zhì)。本試驗探究的復(fù)合保鮮技術(shù)效果明顯、實用性強、創(chuàng)新度高，對果蔬貯運保鮮行業(yè)具有一定推動意義。今后可考慮在長時間、遠(yuǎn)距離的海運、陸運及貯藏上做進一步應(yīng)用。