减压冷藏和气调冷藏对鲜切西兰花保鲜效果的 比较分析

范新光，肖 璐，张振富，郭风军，王美兰,*，张长峰，郑先章

（1.烟台大学食品科学与工程研究所，山东 烟台 264005；2.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东 济南 250103；3.上海善如水保鲜科技有限公司，上海 200237）

减压冷藏和气调冷藏对鲜切西兰花保鲜效果的 比较分析

范新光1，肖 璐1，张振富1，郭风军2，王美兰1,*，张长峰2，郑先章3

（1.烟台大学食品科学与工程研究所，山东 烟台 264005；2.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东 济南 250103；3.上海善如水保鲜科技有限公司，上海 200237）

以鲜切西兰花为试材，分别进行4 ℃条件下的减压冷藏和气调冷藏实验，对两者的保鲜效果和相应的理化差异进行比较分析。结果表明：减压冷藏可较好地减少鲜切西兰花丙二醛的积累，减小VC含量的损失，保持较好的硬度和咀嚼性，但在叶绿素和细胞膜透 性方面减压冷藏和气调冷藏没有明显差异。

鲜切西兰花；减压冷藏；气调冷藏

西兰花，又称青花菜，富含蛋白质、膳食纤维、维生素等营养成分，被誉为“蔬菜皇冠”。鲜切西兰花具有快捷、卫生等特点，满足了人们日益快速的生活节奏，但鲜切西兰花呼吸旺盛、代谢迅速，极易导致营养成分的损失，并且易失水软化、黄化霉变，产品保质期短。目前国内外对于鲜切果蔬的保鲜研究有很多，有臭氧杀菌[1-4]、紫外灭菌[5]、辐照杀菌[6-7]、化学试剂处理[8-9]、气调包装[10-11]等，诸如此类技术，除气调技术外多存在潜在的安全隐患，为此急需一种简单、安全、有效的贮藏保鲜方法来解决鲜切果蔬的保鲜问题。

减压冷藏技术是20世纪60年代美国Burg系统地阐述了减压贮藏原理后提出的[12]，它具有抑制果蔬呼吸作用、减少组织代谢损耗、及时排除有害气体等优势。目前国内在鲜切果蔬的减压冷藏方面研究的偏少，而且在实验室减压研究方面也存在一些误区[13-14]，如认为减压冷藏技术是类似于气调的一种技术，认为减压冷藏只是单纯地将抽真空与冷藏结合等。减压冷藏装备也多局限于简易、自制的减压设备，使得相关研究无法有效深入。目前，减压技术分为间歇抽气和连续抽气两种形式[15-16]。研究[17]表明，只有连续抽气同时又持续补充新鲜气体的方法，才能达到减压冷藏所预期的效果。本实验根据此理论，采用国内研发的JYL0.2A连续抽气式多功能减压实验机对鲜切西兰花在减压冷藏与气调冷藏的保鲜效果进行了比较分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西兰花，品种为‘蔓陀绿’，购于济南七里堡蔬菜批发市场，产地山东寿光。

MAP纳米保鲜袋 烟台大学果蔬保鲜研究室；草酸、抗坏血酸、2,6-二氯靛酚 国药集团化学试剂有限公司；丙酮 天津广成化学试剂有限公司；硫代巴比妥酸 上海强顺化学试剂有限公司；三氯乙酸 天津大茂化学试剂厂；试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

JYL0.2A减压冷藏实验机 上海善如水保鲜科技有限公司；CPY-3000/6型配气仪、CNJK-PYKB配气检测箱、CQX-0.4气体实验箱 天津森罗科技发展有限责任公司；紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；DDS-11A电导率仪 上海洛奇特电子设备有限公司；UNIVERSAL 320R冷冻离心机 德国Hettich公司；QTS-25质构仪 美国Brookfield公司；JJ-2组织搅碎机 常州博远实验分析仪器厂；WYT-4手持糖度计泉州中友光学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西兰花贮藏处理

对新购的西兰花进行挑选，选取无病虫害，无机械损伤，成熟度、大小一致，花球紧密的西兰花作为实验材料，用锋利的切刀切除大茎，再沿花球底端进行切割，将西兰花切分成直径3～4 cm的小球，用去离子水冲洗，晾干后备用。

设计3个实验组：1）普通冷藏组（对照），简称普冷组，用塑料盒盛放鲜切西兰花，置于（4.0±0.5）℃冷库中；2）气调冷藏组，简称气调组，用CQX-0.4气体实验箱盛放鲜切西兰花，关盖，用CPY-3000/6型配气仪配制O2体积分数为3%、CO2体积分数为2%，N2体积分数为95%[18]的混合气体持续通入气体实验箱中，使鲜切西兰花始终处于预定的气体环境中，气体 实验箱置于（4.0±0.5）℃冷库中；3）减压冷藏组，简称减压组，用30 cm×40 cm×60 μm的MAP纳米保鲜袋盛放鲜切西兰花，每袋1.5 kg，扎口，用直径2 mm的打孔器均匀地在保鲜袋的四周扎4个洞，避免保鲜袋在减压抽气过程中因袋内气体膨胀而撑爆，置于JYL0.2A减压冷藏实验机中进行减压贮藏，设置压力（1000±50）Pa、温度（4.0±0.5）℃、湿度85%～95%，换气量100 mL/min、所换气体为普通大气。对照组、气调冷藏组经（4.0±0.5）℃预冷24 h后进行实验，减压冷藏组处理分装后直接由室温放入减压冷藏室验机预冷后贮藏，贮藏压力达到1 000 Pa时，贮藏室内气体的O2和CO2的体积分数降为正常大气压的1%。每3 d检测鲜切西兰花的各项指标。

1.3.2 指标测定

叶绿素含量：采用丙酮提取法[19]；丙二醛含量：采用硫代巴比妥酸法[20]；VC含量：采用2,6-二氯靛酚滴定法，参照G B 6195—1986《水果、蔬菜维生素C含量测定法（2,6-二氯靛酚滴定法）》；可溶性固形物含量：采用手持糖度计测定；膜透性（相对电导率）：采用电导率仪测定[21]。

1.3.3 黄球率和质量损失率的计算

均匀取多个西兰花顶端组织，切成小球后混匀，根据小球总个数和黄球个数，按式（1）计算黄球率，采用质量法测定质量损失率，见式（2）：

1.3.4 质构特性

质构特性包括硬度和咀嚼性，使用质构仪进行质地多面分析（texture profile analysis，TPA）测试[22]。西兰花自库中取出后回温2 h至室温20 ℃，截取粗细均匀、直径为（0.6±0.1）cm的西兰花小茎1 cm，平放于质构仪的载物台上，进行TPA挤压测试，每个实验组重复测定10次。

配件及测试参数：负载单元4 5N，探头型号TA11/1000，探头移动速率1 mm/s，形变量20%，触发力0.05N，等待时间0s。定义TPA参数如下：如图1所示，硬度：以第1循环的负荷最大值表示硬度，单位N；咀嚼性=硬度×（A3＋A4）/（A1＋A2）×t1×探头移动速率，单位mJ。

图1 典型的TPA曲线Fig.1 Typical TPA curve

1.4 数据处理

采用Origin 7.5软件绘制图表，并利用SPSS 19.0软件对实验数据进行邓肯式多重比较分析显著性差异。

2 结果与分析

2.1 西兰花叶绿素含量的变化规律

西兰花含有丰富的叶绿素，西兰花的黄化现象主要是由于叶绿素的损失造成的。由图2可知，在整个贮藏期间，鲜切西兰花的叶绿素含量呈下降趋势，贮藏前9 d，叶绿素含量下降迅速，之后下降速率趋于平缓。在各个时间点，普冷组的叶绿素含量明显低于气调组和减压组，说明减压冷藏和气调冷藏均能减缓叶绿素的损失。减压组的叶绿素含量只是在贮藏前期略高于气调组，而在贮藏后期区别不明显，且两者在贮藏结束时也不存在显著性差异（P＞0.05），所以不能有效说明两者在保持叶绿素方面的优劣性。

图2 叶绿素含量随贮藏时间的变化Fig.2 Change in chlorophyll content of fresh-cut broccoli during storage

2.2 西兰花丙二醛含量的变化规律

图3 丙二醛含量随贮藏时间的变化Fig.3 Change in MDA content of fresh-cut broccoli during storage

丙二醛是由于植物衰老或在逆境条件下受到伤害，其组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的，它的含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系。由图3可知，在贮藏前期，各组处理西兰花的丙二醛含量均迅速上升，到12 d左右达到最高值，此时，普冷组、气调组、减压组的丙二醛含量分别为27.46、22.63、20.57 nmol/g，两两之间存在显著性差异（P＜0.05）。在贮藏的中后期，丙二醛走势明显趋于平缓，各个时间点丙二醛含量：减压组＜气调组＜普冷组。由此可以看出，减压冷藏比气调冷藏更有效地减少了贮藏中后期丙二醛的积累，在一定程度上说明减压冷藏抑制了西兰花膜脂过氧化过程。

2.3 西兰花VC含量的变化规律

由图4可知，在整个贮藏期间，VC含量呈下降趋势，前9 d下降迅速，9 d之后下降趋势变缓，贮藏20 d时，普冷组、气调组、减压组的VC含量分别降为80.7、86.0、89.7 mg/100 g，两两之间存在显著性差异（P＜0.05）。从整体上可以看出，VC含量：减压组＞气调组＞普冷组，减压组的VC含量略高于其他两个实验组，说明减压冷藏较为有效地减缓了鲜切西兰花内VC的损失。

图4 VC含量随贮藏时间的变化Fig.4 Change in VC content of fresh-cut broccoli during storage

2.4 西兰花细胞膜相对电导率的变化规律

图5 细胞膜相对电导率随贮藏时间的变化Fig.5 Change in relative conductivity of fresh-cut broccoli during storage

细胞膜透性反映的是细胞膜的完整性和稳定性，在一定程度上能反映细胞膜的破坏程度。由图5可知，细胞膜相对电导率在经过前期短暂的波动后，在中后期呈现快速上升趋势，其中普冷组的膜透性上升最快，20 d时达到19.6%，相比之下，减压组和气调组的细胞膜相对电导率上升缓慢，而且两组之间未发现明显区别，说明减压冷藏和气调贮藏在西兰花细胞膜相对电导率方面的区分不明显。

2.5 西兰花可溶性固形物变化规律

图6 可溶性固形物含量随贮藏时间的变化Fig.6 Change in soluble solids of fresh-cut broccoli during storage

由图6可知，气调组和减压组西兰花的可溶性固形物含量均呈缓慢下降趋势，这是果蔬的呼吸代谢需要消耗糖、酸等有机物质导致的[23]，且减压冷藏西兰花的可溶性固形物含量高于气调冷藏，说明与气调冷藏相比，减压冷藏能降低可溶性固形物的消耗，贮藏结束时气调组和减压组可溶性固形物含量分别降为初始值的84.6%和90.7%，差异显著（P＜0.05）。而普冷组的可溶性固形物含量在经过前期短暂的下降后，大幅上升，这种现象主要是普冷组失水严重造成的。

2.6 西兰花硬度的变化规律

图7 硬度随贮藏时间的变化Fig.7 Change in hardness of fresh-cut broccoli during storage

由图7可以看出，普冷组和气调组的西兰花硬度在大约6 d之后开始下降，且普冷组硬度下降速率明显快于气调组，软化最快，而减压组的西兰花硬度始终保持在较高水平，直到贮藏15 d之后才开始缓慢下降，说明减压冷藏较好地保持了鲜切西兰花硬度，延缓了其软化时间。在贮藏达到20 d时，普冷组、气调组、减压组的硬度分别为8.91、19.86、30.82 N，存在显著性差异（P＜0.05）。

2.7 西兰花咀嚼性的变化规律

图8 咀嚼性随贮藏时间的变化Fig.8 Change in chewiness of fresh-cut broccoli during storage

由图8可知，贮藏前6 d内，3个实验组的西兰花咀嚼性均呈快速下降趋势，彼此差异不明显（P＞0.05），到贮藏第9天时，开始出现显著性差异（P＜0.05），此时普冷组、气调组、减压组的咀嚼性分别为5.41、8.77、12.13 mJ。随着贮藏时间的延长，普冷组的咀嚼性逐渐低于气调组，相较于此二者，减压组的咀嚼性明显要高，说明减压冷藏能使鲜切西兰花保持较高的咀嚼性。

2.8 西兰花质量损失率和黄球率的变化规律

由图9可知，随贮藏时间的延长，气调组和减压组的西兰花质量损失率上升幅度都非常小，差异不明显，这是由于减压组的西兰花包裹在保鲜袋中，气调组则处在相对密闭的实验盒中，水分不易散失；而普冷组的西兰花因直接处于库内环境中，空气的流动加速了西兰花的蒸腾作用，使得其质量损失率明显高出。由图10可知，在6 d时，鲜切西兰花开始出现黄球，随后黄球率迅速上升，可以看出，在整个贮藏过程中，减压冷藏西兰花的黄球率略低于气调冷藏和普通冷藏。

图9 质量损失率随贮藏时间的变化Fig.9 Change in weight loss of fresh-cut broccoli during storage

图10 黄球率随贮藏时间的变化Fig.10 Change in yellowing rate of fresh-cut broccoli during storage

3 讨 论

气调冷藏的原理为：减低O2的体积分数和提高CO2的体积分数，使果蔬处于一 个高CO2、低O2的环境，从而抑制果蔬的呼吸作用、降低果蔬代谢速度、减少有机物质消耗，最终达到延长贮藏期的目的[24]。本实验气调组的鲜切西兰花一直处于O2体积分数为3%、CO2体积分数为2%的气体环境中，此气体环境有效地抑制了果蔬的呼吸代谢。从实验数据也可看出，气调组在保持叶绿素含量、减小丙二醛的积累和减小VC含量的损失等方面均优于普冷组。

连续抽气式减压冷藏技术[25]是通过真空泵对贮藏室连续不断地抽真空，空气进入贮藏室后体积开始膨胀，气体各组分体积分数同比例降低。实验中减压组的西兰花所处环境的绝对压力为1 000 Pa，此时环境中O2和CO2体积分数降为正常大气压的1%，这就创造出一个极低O2和CO2的气体环境，不仅能有 效地抑制鲜切西兰花的呼吸消耗，还能防止高CO2体积分数引起的“中毒现象”；在不断抽气的同时，又向贮藏室连续通入新鲜空气，使贮藏室的气体处于动态平衡，并及时地将鲜切西兰花呼吸代谢产生的乙烯等催熟气体排至室外；减压冷藏的西兰花是由保鲜袋包裹的，能够降低西兰花的蒸腾失水，有效地保持了鲜切西兰花原有的外观形态和品质。实验数据证明，减压冷藏与气调冷藏相比，前者减少了丙二醛的积累，也减小了VC的损失；在保持硬度和咀嚼性方面，减压冷藏效果较好。但在叶绿素和细胞膜透性两个指标上两者之间未发现明显区别，有待进一步研 究其原因。另外，本实验只设计了一种气体组分的气调冷藏与一种参数下减压冷藏的比较研究，下一步需要更加系统全面的深层次研究。

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Comparative Analysis between Hypobaric Storage and Controlled Atmosphere Storage in the Preservation of Fresh-Cut Broccoli

FAN Xin-guang1, XIAO Lu1, ZHANG Zhen-fu1, GUO Feng-jun2, WANG Mei-lan1,*, ZHANG Chang-feng2, ZHENG Xian-zhang3
(1. Research Institute of Food Science and Engineering, Yantai University, Yantai 264005, China; 2. National Engineering Research Center for Agricultural Products Logistics, Jinan 250103, China; 3. Shanghai Kind-water Preservation Fresh Tech Co. Ltd., Shanghai 200237, China)

In this research, hypobaric storage and controlled atmosphere (CA) storage were evaluated comparatively for their effect on preserving the quality attributes and physiochemical properties of fresh-cut broccoli stored at 4 ℃. Results indicated that hypobaric storage was more effective than CA in inhibiting the accumulation of malondialdehyde, reducing the loss of VC and maintaining the hardness and chewiness at relatively higher levels. Chlorophyll content and membrane permeability were not significantly different between the two packagings.

fresh-cut broccoli; hypobaric storage; controlled atmosphere storage

TS255.3；S609.3

A

1002-6630（2014）02-0277-05

10.7506/spkx1002-6630-201402054

2012-12-25

国家高科技研究发展计划（863计划）（2011AA100702）；“十二五”农村领域国家科技计划项目（2011BAD24B02）

范新光（1988—），男，硕士研究生，研究方向为农产品加工及贮藏工程。E-mail：firelighting@126.com

*通信作者：王美兰（1958—），女，教授，本科，研究方向为农产品加工及贮藏工程。E-mail：zzc555@ytu.edu.cn