二氧化碳气调包装对鲜切结球莴苣贮藏品质和生理的影响

张引成，雷 云，王志英，樊力萌，段晓杰，王 佩，屠 康*

(南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095)

二氧化碳气调包装对鲜切结球莴苣贮藏品质和生理的影响

张引成，雷 云，王志英，樊力萌，段晓杰，王 佩，屠 康*

(南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095)

研究4℃、10% O2结合不同体积分数CO2(10%～50% CO2)处理对鲜切结球莴苣的主要品质和生理指标变化的影响。结果表明：高体积分数CO2导致了细胞膜通透性增加；10% O2＋30% CO2气体组合显著抑制了多酚氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性，延缓了组织的衰老和褐变，并较好地保持了鲜切结球莴苣中叶绿素、VC和还原糖含量。感官评价结果表明，在10% O2＋30% CO2气体组合条件下，鲜切结球莴苣贮藏15d仍具有商品价值。

气调包装；鲜切；结球莴苣；贮藏品质；生理

结球莴苣(Iceberg lettuce)，即球型生菜，因其营养丰富、口感清香越来越受到人们的喜爱。球形生菜是蔬菜沙拉最主要的一种配菜[1]，常在切割后单独或同其他蔬菜包装在一起，即开即食。在过去的十年中，鲜切生菜是鲜切产品中需求量最大产品之一，其市场份额占鲜切产品总量的80%[2]。但是，蔬菜组织被切割后汁液外渗，营养损失严重，很容易腐烂，且鲜切生菜加工后容易发生褐变，使品质迅速下降或完全失去商品价值[3]。

1993年金同铭[4]应用人工气调技术进行切块生菜贮藏研究，得到20% O2＋40% CO2的贮藏条件比较合适，在5℃下，贮期可达12d，但是控制气调技术对设备和条件要求严格，经济成本比较高，因而未在鲜切产品果蔬中得到广泛应用。

气调包装(modified atmosphere packaging，MAP)技术是近年来兴起的一种先进的保鲜包装方式，利用农产品的呼吸代谢和包装材质的薄膜渗气来主动(或被动)调节袋内气体组成的平衡，形成高CO2低O2体积分数的贮藏环境，以达到降低呼吸与水分蒸腾，抑制生理代谢，减少营养损耗，延长贮藏期的目的[5]。新鲜果蔬采后仍进行呼吸作用，传统气调易造成有害的厌氧呼吸条件(O2小于2%和CO2大于20%)[6]，过多地消耗体内养料，不仅影响果蔬的品质和营养价值，还会产生乙醛等异味物质，严重降低了产品的商品价值[7]。

本实验以鲜切结球莴苣为对象，在4℃和相对湿度95%贮藏环境中，调节O2体积分数至10%，在此基础上研究不同CO2体积分数对鲜切结球莴苣品质的影响，并探讨高体积分数CO2气调贮藏对鲜切结球莴苣生理的影响。以期获得较理想的技术参数，为鲜切结球莴苣的贮藏保鲜提供理论依据和技术方法。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

结球莴苣购自南京紫金山地区农家菜地，采收后迅速运至实验室冷库预冷24h，充分去除田间热。挑选成熟度适中，完整、无机械损伤、无病虫害且颜色翠绿的叶片作为实验材料，自来水清洗，通风处晾干，用锋利不锈钢刀切割成3cm左右小块装袋，包装材料为聚乙烯保鲜袋(长250mm×宽200mm，厚0.08mm)。

将处理后的结球莴苣装入保鲜袋中，每袋约150g，用真空机抽真空，然后一次性充入CO2和O2，使CO2体积分数由低到高依次为10%、20%、30%、40%和50%，O2体积分数均为10%，用N2平衡，分别记为A、B、C、D、E组(下同)。以充入空气，作为对照组。密封后，贮藏于(4±1)℃冷库中，每隔2d取1次样，分别对各项指标进行测定，每组试验均重复3次。

1.2 试剂与仪器

碳酸钙、丙酮，草酸、2,6-二氯酚靛酚、抗坏血酸(AsA)、葡糖糖、过氧化氢(H2O2)均为分析纯；邻苯二酚、3,5-二硝基水杨酸、愈创木酚(均为化学纯) 上海新高化学试剂有限公司。

奥氏气体分析仪 上海隆拓仪器设备有限公司；GL-20G-II型高速冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；UV1102紫外分光光度计 上海天美科学仪器有限公司；DDS-11A型数显电导率仪 上海雷磁新汽仪器有限公司。

1.3 检测指标及方法

叶绿素含量：采用分光光度法[8]；VC含量：2,6-二氯酚靛酚法[8]，结果表示为mg/100g；还原糖含量：采用3,5-二硝基水杨酸法[8]；多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性：参考Zhao等[9]方法测定；过氧化物酶(peroxidases，POD和过氧化氢酶(catalase， CAT)活性：参考Liu等[10]方法测定；感官评定：参照King等[11]对鲜切生菜的感官评分标准评定(1～9分)：9分为极好，新鲜，无缺陷；7分为较好，新鲜，稍有缺陷；5分为尚好，颜色微黄；3分为颜色较黄，不可食用；1分为极差，不可食用。

相对电导率：参照朱克花等[12]方法，并稍作改进。用打孔器将样品制成厚薄均匀，大小一致的组织圆片，精确称取2g，放在盛有20mL去离子水的锥形瓶中，振荡后浸泡1h，用电导仪测定初始电导率C0；再将装有样品提取液的锥形瓶置于电炉上煮沸5min，待冷却后，补水至20mL，测定其电导率C1。

1.4 统计分析

应用SAS8.02软件对数据进行方差分析(ANOVA)，利用邓肯氏多重比较对差异显著性进行分析，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 低温气调包装鲜切结球莴苣叶绿素含量随时间的变化

图1 低温气调包装对鲜切结球莴苣叶绿素含量的影响Fig.1 Effect of MAP treatment at low temperature on chlorophyll content in fresh-cut iceberg lettuce

保持色泽稳定是果蔬鲜切加工的重要指标，叶绿素的降解会导致鲜切蔬菜颜色的损失[13]。图1表明，在整个贮藏过程中，各组叶绿素含量呈下降趋势，其中CK组下降最快，C组叶绿素含量显著高于其他各组，到贮藏末期，C组叶绿素含量为CK组的2.6倍，A组和B组，CO2相对体积分数较低，对组织呼吸作用抑制程度不强，而D组和E组，CO2相对体积分数较高，则不同程度破坏了细胞膜完整性，导致胞液外溢，叶绿素与环境中的氧气充分接触而被氧化分解。

2.2 低温气调包装对鲜切结球莴苣VC含量的影响

如图2所示，在整个贮藏过程中，各组VC含量呈现不同幅度下降，其中C组下降幅度最小，E组和CK组下降幅度最大，在贮藏结束时，CK组VC含量仅为1.20mg/100g，而C组VC含量为7.25mg/100g，为CK组的6倍。在本实验调节下，光源和温度条件一致，不同的CO2体积分数，对蔬菜组织中VC含量影响差异很大，可见调节适当的气体比例，对VC的保护作用极为重要，CK、A组和B组氧气含量相对较高，呼吸作用强，因此VC含量下降较快。与C组相比，D组VC含量在贮藏前、中期与C组差异不显著，贮藏后期由于自身呼吸作用导致CO2含量积累，其VC含量均显著低于C组，而E组CO2含量较高，导致细胞膜受到伤害，VC含量下降迅速。

图2 低温气调包装对鲜切结球莴苣VC含量的影响Fig.2 Effect of MAP treatment at low temperature on vitamin C content in fresh-cut iceberg lettuce

2.3 低温气调包装对鲜切结球莴苣还原糖含量的影响

图3 低温气调包装对鲜切结球莴苣还原糖含量的影响Fig.3 Effect of MAP treatment at low temperature on vitamin C content in fresh-cut iceberg lettuce

还原糖含量不仅影响产品的口感，而且与货架期有紧密联系。如图3所示，由于鲜切后的结球莴苣仍然进行呼吸作用，其还原糖含量随着贮藏时间的延长而下降。C组和D组还原糖含量显著高于其他处理组和对照组。A组和B组，对呼吸作用抑制不明显，可能是由于初始氧气相对体积分数较高的缘故(贮藏初期O2相对体积分数为10%)。对照组的结球莴苣进行正常的呼吸作用，还原糖下降速度最迅速。值得注意的是，50% CO2处理组还原糖含量下降速度比C组和D组快，这可能是过高的CO2体积分数促进了结球莴苣的无氧呼吸作用，同样消耗了糖类等有机物的缘故。

2.4 低温气调包装对鲜切结球莴苣相对电导率的影响

图4显示，鲜切结球莴苣在整个贮藏过程中处理组和对照组其相对电导率逐渐上升，反映了组织细胞膜通透性不断增加，衰老程度不断加剧。贮藏末期，低体积分数CO2处理组(A、B、C三组)电导率值呈现不同程度下降，相对电导率值显著低于CK、D组和E组。

图4 低温气调包装对鲜切结球莴苣相对电导率的影响Fig.4 Effect of MAP treatment at low temperature on relative conductivity of fresh-cut iceberg lettuce

2.5 低温气调包装鲜切结球莴苣PPO活性随时间的变化

图5 低温气调包装对鲜切结球莴苣多酚氧化酶活性的影响Fig.5 Effect of MAP treatment at low temperature on PPO activity in fresh-cut iceberg lettuce

多酚氧化酶(PPO)是促使组织褐变的主要酶类。由图5可知，各组PPO活性变化均在贮藏第3天出现高峰，各组总体呈现“上升—下降—再上升”趋势，其中C组在整个贮藏过程中，PPO活性始终较低，而CK组在整个贮藏过程中，PPO活性高于其他各组，表明C组的气调环境显著抑制了PPO的活性，有利于控制组织褐变，从而延长了产品的货架期。

2.6 低温气调包装鲜切结球莴苣POD活性随时间的变化

过氧化物酶是组织衰老的重要指标之一，其活性越高表明组织衰老越快，同时POD与组织褐变有紧密联系。图6显示了过氧化物酶(POD)在贮期的变化情况。相对低体积分数CO2处理POD活性显著高于相对高体积分数CO2处理组，除了CK组和A组在第12天出现峰形，其余各组均未出现峰形，尤其是C组和D组，POD活性在上升至第3天水平后，后期始终保持在一个较低水平，表明高体积分数CO2处理，显著抑制了POD活性，延缓了组织衰老，这与田世平等[14]的研究结果一致。

图6 低温气调包装对鲜切结球莴苣过氧化物酶活性的影响Fig.6 Effect of MAP treatment at low temperature on POD activity in fresh-cut iceberg lettuce

2.7 低温气调包装鲜切结球莴苣CAT活性随时间的变化

图7 低温气调包装对鲜切结球莴苣过氧化氢酶活性的影响Fig.7 Effect of MAP treatment at low temperature on CAT activity in fresh-cut iceberg lettuce

如图7所示，在贮藏至第3天时，各组均出现峰值，随后不同程度下降，在贮藏中后期，C、D组和E组CAT活性始终显著低于CK、A组和B组，说明高体积分数CO2处理后，抑制了细胞内过氧化氢的合成，维持CAT处于较低水平，从而延缓了组织的衰老。

2.8 低温气调包装对鲜切结球莴苣感官品质的影响

表1 鲜切结球莴苣感官评分Table 1 Sensory evaluation scores of fresh-cut iceberg lettuce

表1表明，贮藏至15d，C组鲜切结球莴苣感官品质最好，D组次之，对照组最差，贮藏至第6天即达到商品界限，叶片边缘出现锈斑，并随着贮藏时间延长，程度越来越严重。A组和B组由于CO2相对体积分数较低，分别贮藏至第9天和第12天出现锈斑和褐变。E组，虽然贮藏至第9天即达到商品界限，部分叶片切口处出现腐烂，但整个贮藏过程中切口处没有出现锈斑和褐变现象。以上说明较高体积分数CO2处理，可以抑制叶片切口处锈斑和褐变的出现，且在本实验设定的体积分数范围内，随着CO2体积分数增加，抑制效果愈好。

3 讨 论

MAP技术因其技术简便易行，成本较人工气调(CA)低。黄光荣等[15]应用MAP技术对损伤生菜进行贮藏研究表明，经H2O2处理后，在4～5℃条件下利用MAP(O2：1.5%～2.0%，CO2：2.0%～2.5%)贮藏，贮期可达12d以上。本研究表明，在4℃条件下，0.08mm厚聚乙烯袋包装，10% O2＋30% CO2处理鲜切结球莴苣，不经任何防腐剂和食品添加剂，货架期可达到15d以上。

本实验表明高体积分数CO2导致了细胞通透性的增加，显著抑制了酶促褐变相关的酶活性，Mila等[16]研究表明高体积分数CO2(10%和20%)抑制了酚类物质的积累，本研究结果与其类似。同时，研究发现30% CO2引起了细胞通透性的增加，但并未破坏细胞膜完整性，而40% CO2处理在后期显现出褐变和锈斑，50% CO2则显著破坏了组织细胞膜，从而导致褐变加剧，这可能是组织本身的呼吸作用，提高了40% CO2处理组中CO2的含量导致细胞膜破坏，50% CO2组在贮藏初期就破坏了细胞膜的完整性，因而蔬菜品质劣变迅速。

4 结 论

研究了高体积分数CO2处理，对鲜切结球莴苣生理生化代谢的影响，结果表明：高体积分数CO2诱导了细胞膜通透性的增加，30% CO2是保持细胞膜完整性的临界值，且10% O2＋30% CO2处理显著抑制了PPO、 POD和CAT的活性，从而延缓了组织的衰老和褐变。

在4℃条件下，采用10% O2＋30% CO2气调贮藏条件，显著减缓了产品叶绿素、VC、还原糖含量的下降，感官评价表明，在此贮藏条件下，鲜切结球莴苣贮藏15d，仍具有商品价值，这在实际生产和流通中具有较强的应用价值。

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Effect of Modified Atmosphere Packaging with Different Concentrations of Carbon Dioxide on Storage Quality and Physiology of Fresh-Cut Iceberg Lettuce

ZHANG Yin-cheng，LEI Yun，WANG Zhi-ying，FAN Li-meng，DUAN Xiao-jie，WANG Pei，TU Kang*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effect of modified atmosphere packaging (MAP) with systems consisting of 10% O2 and different concentrations of CO2 (10%－50%) on major quality and physiological indices of fresh-cut iceberg lettuce stored at 4 ℃ was investigated. The results showed that high CO2 concentrations could increase the membrane permeability of iceberg lettuce. Significantly, 10% O2＋30% CO2 inhibited the activities of PPO, POD and CAT, delayed tissue aging and browning, and maintained the contents of chlorophyll, vitamin C and sugar content well. The sensory evaluation results showed that the fresh-cut iceberg lettuce exposed to 10% O2 ＋30% CO2 still had commercial value after 15 days of storage.

modified atmosphere packaging (MAP)；fresh-cut；iceberg lettuce；storage quality；physiology

TS205.9

A

1002-6630(2012)08-0318-05

2011-04-01

南京农业大学SRT计划项目(1008A08)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)；江苏省农业科技自主创新项目(CX(Ⅱ)2063)

张引成(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail：foodzhang88@126.com

*通信作者：屠康(1968—)，男，教授，博士，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail：kangtu@njau.edu.cn