低温结合气调包装处理对鲜切胡萝卜品质的影响

李丽，易萍，孙健*，李昌宝*，唐杰，辛明，周主贵，何雪梅，肖占仕，饶川艳，盛金凤，郑凤锦，刘国明，零东宁

1(广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所，广西 南宁， 530007)2(广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室，广西 南宁， 530007)

鲜切蔬菜具有新鲜、方便、卫生环保和安全等特点，是现代蔬菜消费的新趋势[1-2]。鲜切蔬菜在加工过程中通常要经过修整、切分、清洗杀菌、包装等处理环节，使加工后蔬菜产品具有即食性。胡萝卜是目前国内外比较常见的鲜切蔬菜产品品种之一，快餐行业以及超市需求量非常大[3]。但鲜切胡萝卜经一系列加工处理后，会损害细胞的组织结构，容易导致微生物污染和繁殖，并导致胡萝卜中大量营养成分的流失，为鲜切胡萝卜产品的贮藏保鲜加大了难度，并影响产品销售中的质量[4-5]，制约了鲜切胡萝卜产业的发展。因此，亟需开展鲜切胡萝卜贮藏保鲜新技术的研究，保证鲜切胡萝卜贮藏过程中的品质并延长其货架期。

气调包装(modified atmosphere packaging，MAP)技术是一种新型食品包装技术，较适用于鲜切果蔬的保鲜[6]。前期研究表明气调包装工艺(10% O2+10% CO2+80% N2) 适合空心菜净菜的采后贮藏，可以有效地保持其感官品质，维持VC和叶绿素含量，抑制丙二醛积累，延缓水分迁移，抑制细菌生长繁殖，延缓腐败，并抑制组织氧化衰老，较对照组空气包装相比，货架期延长了2 d[7]。朱锐等[8-9]采用100% CO2气调包装鲜切藕片、鲜切茭白可有效延长货架期。采用低O2高CO2(5%O2+10%CO2+85%N2)的包装能使鲜切杭白菜的贮藏期达到了15 d以上[10]。贮藏温度是保持鲜切果蔬品质的重要条件之一，低温贮藏是目前有效的鲜切果蔬保鲜手段之一。采用3% O2+10% CO2气体比例和BOPP/PE包装材料对鲜切生菜进行气调包装，在4 ℃条件进行贮藏，可使鲜切生菜的保鲜期由4～5 d延长至14 d[11]。目前采用低温结合气调包装贮藏方法进行鲜切胡萝卜保鲜的报道较少。王成等[12]研究了超高氧高阻隔膜气调包装对鲜切胡萝卜品质的影响，表明超高氧气调包装显著增加了鲜切胡萝卜的失重率、呼吸强度，同时加速了VC、总胡萝卜素含量的损失，但能提高多酚类物质含量，结果表明高阻隔膜超氧气调包装不能有效地维持鲜切胡萝卜的品质。气调包装技术在鲜切胡萝卜贮藏中的应用还有待研究。本文研究了低温处理结合气调包装对鲜切胡萝卜贮藏品质的影响，旨在找到一种有效的保持鲜切胡萝卜贮藏品质的技术，为新兴保鲜方式的大规模应用提供理论基础和参考数据，从而推动鲜切蔬菜产业的发展。

1 材料与方法

1.1 原料

胡萝卜，“连天红”品种，生长90 d，购于广西农垦国有东湖农场，外观完整，粗细均匀、表面光滑、无损伤、无虫害、无腐烂，新鲜度、成熟度和大小基本一致。

NaOH、酚酞、邻苯二甲酸氢钾、丙酮、HCl、氨水、亚铁氰化钾、ZnSO4、正辛醇等,均为分析纯，天津市大茂化学试剂厂；二氧化氯(粉状，含活化剂)，山东华实药业有限公司；次氯酸钠，天津市郁峰化工有限公司。

1.2 主要仪器设备

MAP-V200气调包装机,上海炬钢机械制造有限公司；HH-32恒温水浴锅,金坛市医疗仪器厂；UV—6100紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司；PAL-1用手持式数显糖度计,北京金科利达电子科技有限公司；MQT-60R全温振荡摇床,上海旻泉仪器有限公司；JT5003A电子天平,余姚市金诺天平仪器有限公司；LDZX-75KBS立式压力蒸汽灭菌器,上海申安医疗器械厂；Salvis N118生化培养箱,北京博励行仪器有限公司；Sw-Cj-1FD单人单面洁净操作台,苏州苏治净化设备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 鲜切胡萝卜保鲜工艺流程

鲜切胡萝卜保鲜工艺流程如下：

胡萝卜→预冷→挑选、整理→冲洗→切割→清洗→沥干→气调包装→贮藏

1.3.2 鲜切胡萝卜保鲜处理

胡萝卜采摘后立即放入4 ℃冷库预冷(相对湿度90%)12 h，实验前取出。实验时，从购得的胡萝卜中选取粗细均匀、无病害的样品，经人工削皮切分处理，切片厚度约为4 mm。切片后装入250 mL 的气调包装盒内，马上进行气调包装，每盒质量为200 g，每个处理组做3 个重复。气体组成分别为5% O2+5% CO2+90% N2、5% O2+10% CO2+85% N2、10% O2+5% CO2+85% N2，对照组进行空气包装，样品包装后在(4±1) ℃,相对湿度90%条件下进行贮藏，之后每隔3 d 取样测定。

1.3.3 测定指标及方法

1.3.3.1 感官质量评价

参考王丹等[3]的方法并稍作修改，采用九分制评分法。每次取样安排30名感观评定员参照表1对鲜切胡萝卜气味、色泽、组织结构等感官质量进行综合的评分。随机选用30名感观评定员进行评价打分，使用平均分，总分值在9到1之间，9分表示鲜切胡萝卜较新鲜，1分表示鲜切胡萝卜已经完全腐烂，5分以下的鲜切胡萝卜表示已经不可食用。

表1 鲜切胡萝卜感官质量评价表Table 1 Standard score for sensory analysis of fresh-cut carrot

1.3.3.2 失重率测定

采用差重法[12]，以贮藏期间鲜切胡萝卜失去的水分质量占初始质量的比例表示质量损失率。

1.3.3.3 可溶性固形物含量测定

采用PAL-1用手持式数显糖度计测定鲜切胡萝卜可溶性固形物含量。每次测定3个值，最后取平均值。

1.3.3.4 抗坏血酸含量测定

抗坏血酸的含量的测定采用曹建康等[13]的方法，单位为mg/100g，每次取样5.0 g，结果以鲜切胡萝卜鲜质量计。

1.3.3.5 胡萝卜素含量的测定

称取5.0 g样品加入25 mLV(石油醚)∶V(丙酮)=1∶1混合液进行研磨提取，将胡萝卜提取液过滤到装有10 mL蒸馏水的分液漏斗中，盖上塞子振摇1 min萃取，随后静置2 min，待水相与石油醚相出现明显分层后，缓缓去除水相，将萃取得到的石油醚相倒入25 mL棕色容量瓶，然后向分液漏斗倒入适量的石油醚润洗，重复3 次，一起并入容量瓶中，即为最终的提取液。测定得到的提取液在451 nm波长处的吸光度，胡萝卜素含量单位为mg/100g，结果以胡萝卜鲜质量计[14]。

1.3.3.6 丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量的测定

MDA含量采用硫代巴比妥酸法[13]进行测定，取2.0 g鲜切胡萝卜样品用三氯乙酸溶液提取，测定提取液在450、530和600 nm处吸光度，结果以μmol/g表示。

1.3.3.7 菌落总数测定

鲜切胡萝卜菌落总数的测定参照GB 4789.2—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》的方法进行。

1.3.3.8 超氧化物岐化酶和过氧化氢酶活性的测定

超氧化物岐化酶(superoxide dismutase，SOD)酶活性参照LI等[15]的方法进行测定，以抑制NBT光化还原50%为1 个酶活力单位，结果以U/g FW表示；过氧化氢酶(catalase，CAT)酶活性参照SONG等[16]的方法进行测定，以反应液每分钟在240 nm波长处吸光度变化0.001为1个酶活力单位，结果以U/g FW表示。

1.3.4 数据处理

应用Origin 8.1软件做图，进行数据分析，所有数据为3次重复实验的平均值±标准误差；使用SPSS Statistics 19软件对数据进行统计分析，利用邓肯氏新复极差法比较因素水平间的显著性方差分析，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 低温结合气调包装处理对感官品质的影响

感官品质是评定鲜切果蔬品质的指标，能直接、简单的判断鲜切果蔬品质好坏[17]。由图1可以看出，不同包装方式的鲜切胡萝卜感官品质均随着贮藏时间的增长而逐渐降低，在在贮藏第15天时，对照组处理胡萝卜白化现象明显并出现了腐烂。与对照组相比，气调包装均可以减缓鲜切胡萝卜感官品质的下降，但效果不同，5% O2+10% CO2+85%N2处理的鲜切胡萝卜感官品质高于其他处理组，直到贮藏期结束仍能保持良好的感官品质，感官评分为6.89，鲜切胡萝卜为红色，无白化现象，仍具有胡萝卜的清香味。本处理能更好地保持鲜切胡萝卜的色泽、风味和组织结构等品质，原因是通过5% O2+10% CO2+85%N2处理后，抑制了鲜切胡萝卜的呼吸强度，减缓生理代谢速度和微生物的生长，从而提高其贮藏存品质；5% O2+5% CO2+90% N2和对照组的鲜切胡萝卜贮藏期结束后感官评分已经低于5分，不可食用。

图1 不同处理对鲜切胡萝卜感官品质的影响Fig.1 Effects of different treatments on sensory quality of fresh-cut carrots

2.2 低温结合气调包装处理对失重率的影响

水分散失是影响鲜切蔬菜品质的重要原因。如图2所示，在贮藏的过程中，鲜切胡萝卜的失重率均呈现不断上升的趋势。这是由于鲜切之后处理造成的机械伤会促进胡萝卜的呼吸作用，加速了鲜切胡萝卜的衰老，从而造成物质的消耗，导致胡萝卜随贮藏时间的增加失重率不断地上升。与其他处理相比5% O2+10% CO2+85% N2处理后，明显抑制了鲜切胡萝卜失重率的升高，有效地保持了鲜切胡萝卜的品质，在贮藏第15天时失重率仅为4.79%，低于其他处理组，在贮藏过程中5% O2+5% CO2+90% N2和10% O2+5% CO2+85% N2处理组失重率差异不大，气调包装过程中，CO2含量占重要的地位，当CO2含量为10%时，能够抑制鲜切胡萝卜在贮藏过程中生理代谢，抑制失重率的上升，保持鲜切胡萝卜的品质。

图2 不同处理对鲜切胡萝卜失重率的影响Fig.2 Effects of different treatments on weight loss rate of fresh-cut carrots

2.3 低温结合气调包装处理对可溶性固形物的影响

可溶性固形物主要是指果蔬中的可溶性糖类，是衡量鲜切果蔬品质的重要指标之一。如图3所示，鲜切胡萝卜在可溶性固形物的含量随贮藏时间的延长呈现明显下降的趋势，这可能是由于贮藏期间鲜切胡萝卜仍然进行着生命代谢活动，这些代谢活动使消耗的糖类物质逐渐增加，而通过气调贮藏处理可抑制鲜切胡萝卜的生命代谢活动，从而延缓可溶性固形物含量的下降。在贮藏第15天时，5% O2+10% CO2+85% N2处理组效果最好，可溶性固形物含量为6.85%，比对照组高27.56%。

图3 不同处理对鲜切胡萝卜可溶性固形物的影响Fig.3 Effects of different treatments on soluble solids in fresh-cut carrots

2.4 低温结合气调包装处理对抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸是果蔬中的重要营养成分，随贮藏时间的延长果蔬中的抗坏血酸会被分解，合适的保鲜方式能够抑制抗坏血酸的分解维持果蔬的营养成分含量[18]。如图4所示，鲜切胡萝卜抗坏血酸含量随着贮藏时间的延长逐渐降低，贮藏6 d后抗坏血酸含量明显下降，经气调包装处理后，因将气体环境中的O2和CO2调低到合适的比例，抑制了鲜切胡萝卜生理代谢和微生物的生长，减少了抗坏血酸的氧化和流失，故相对空白处理，气调包装可显著地延缓鲜切胡萝卜的抗坏血酸含量的下降。气调包装处理5% O2+10% CO2+85% N2时抗坏血酸含量最高，效果最佳，第15天时抗坏血酸的含量比对照组高2.35 mg/100g，有效地阻止了抗坏血酸的流失。

图4 不同处理对鲜切胡萝卜抗坏血酸含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on ascorbic acid content in fresh-cut carrots

2.5 低温结合气调包装处理对胡萝卜素含量的影响

胡萝卜中含有丰富的类胡萝卜素，如叶黄素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素等，类胡萝卜素含量与胡萝卜的色泽变化密切相关，同时也是鲜切胡萝卜品质的重要评价指标之一[19]。从图5可以看出，在贮藏过程中胡萝卜素含量呈现下降的趋势，在贮藏第12天之后，下降速率增加。主要原因是在贮藏期间，切分后的胡萝卜表面接触到氧气和光，发生了自动氧化反应而导致总胡萝卜素含量下降。对照组胡萝卜素含量下降的幅度最大，第15天时减少了55.46%，5% O2+10% CO2+85% N2处理组胡萝卜素含量最高为3.13 mg/100 g，说明气调处理可有效抑制胡萝卜素的分解。

图5 不同处理对鲜切胡萝卜胡萝卜素含量的影响Fig.5 Effects of different treatments on carotene content of fresh-cut carrots

2.6 低温结合气调包装处理对MDA含量影响

MDA是细胞膜质过氧化的产物，与细胞膜的完整性密切相关，MDA含量增加，膜质过氧化程度加剧，使细胞结构破坏，加速了细胞的衰老死亡[20]。如图6所示，在贮藏过程中，MDA含量呈现上升趋势。由于在鲜切处理时，胡萝卜组织被破坏，在后期贮藏过程中鲜切胡萝卜不断地进行代谢活动，加快了膜脂氧化反应，使得MDA在植物体内积累，MDA含量随着氧化损伤程度的增大而增加。5% O2+10% CO2+85% N2处理组MDA含量上升缓慢，并显著低于对照组，在第15天时，MDA含量0.39 μmol/g，低于对照组52.92%。说明5% O2+10% CO2+85% N2处理组可有效抑制丙二醛的积累，延缓膜质过氧化反应和衰老过程。

图6 不同处理对鲜切胡萝卜MDA含量的影响Fig.6 Effects of different treatments on MDA content in fresh-cut carrots

2.7 低温结合气调包装处理对菌落总数影响

鲜切蔬菜的品质安全与微生物密切相关。由图7可以看出，在整个贮藏期间，对照组的菌落总数始终高于各气调包装处理组，结果表明气调包装处理可以抑制鲜切胡萝卜中各种微生物的生长和繁殖，主要原因是CO2气体具有抑制大多数细菌和霉菌生长繁殖的作用。其中，以5% O2+10% CO2+85% N2处理组对菌落总数增长的抑制作用最为明显，贮藏期结束时，5% O2+10% CO2+85% N2处理组鲜切胡萝卜菌落总数小于106CFU/g，被细菌污染程度较低，仍可食用[14，21]。由此可见，5% O2+10% CO2+85% N2气调包装能较好地抑制样品中微生物的繁殖，延缓样品的品质劣变，延长产品的保质期。

图7 不同处理对鲜切胡萝卜菌落总数影响Fig.7 Effects of different treatments on the total number of colonies in fresh-cut carrot

2.8 低温结合气调包装处理对SOD活性影响

SOD是生物体内一种抗氧化金属酶，普遍存在于动植物与微生物体内。SOD能够清除超氧自由基，可以与CAT等酶来协同作用防御活性氧或其他过氧化物自由基对生物体细胞膜系统的伤害，从而减少自由基对有机体的毒害[22]。如图8所示，在贮藏过程中，SOD活性随着保鲜时间延长呈先升高后逐渐降低的趋势。对照组的SOD活力在第9天时达到峰值，而气调包装处理组则均处于上升状态，也一直高于对照组。这表明在鲜切作用的基础上气调包装处理进一步提高了SOD活性，并且延长了SOD活性提高的时间。5% O2+10% CO2+85% N2处理组SOD活性始终高于其他处理组，在第15天时达到了0.55 U/g。说明气调包装处理对鲜切胡萝卜的SOD活性起到提升的作用，延缓了细胞衰老过程。

图8 不同处理对鲜切胡萝卜SOD活性影响Fig.8 Effects of different treatments on SOD activity of fresh-cut carrots

2.9 低温结合气调包装处理对CAT活性影响

CAT普遍存在于细胞的过氧化物体内，它能催化体内积累的过氧化氢分解为水和分子氧，从而减少过氧化氢对植物组织可能造成的氧化伤害[23]。由图9可以看出，在贮藏过程中，CAT活性随保鲜时间的延长呈先升高后逐渐下降的趋势，在第9天时，各组的CAT值均达到峰值。气调包装处理能在整个贮藏期间内较对照组显著提升CAT的活性，并且5% O2+10% CO2+85% N2处理组CAT活性最高，在贮藏15 d 时为36.5 U/g，说明气调包装处理可以有效提高鲜切胡萝卜抗氧化酶类的活性，达到清除活性氧，提高抗氧化活性的作用，有效防止鲜切果蔬氧化伤害。

图9 不同处理对鲜切胡萝卜CAT活性影响Fig.9 Effects of different treatments on CAT activity of fresh-cut carrots

3 结论与讨论

果蔬经过鲜切后，表皮受损、细胞结构遭到破坏，汁液外流导致营养成分流失,并容易遭受微生物侵染而发生腐败变质。包装方式是影响鲜切果蔬品质和贮藏期的关键因素。本文研究了不同气调包装结合低温处理对鲜切胡萝卜品质的影响，气调包装结合低温处理可更好地保持鲜切胡萝卜的贮藏品质，整个贮藏期间，减少了水分的流失，延缓了营养物质可溶性固形物、胡萝卜素、抗坏血酸含量的下降，抑制了细菌菌落总数的增加；同时，气调包装结合低温处理抑制了MDA含量的增加，提高了抗氧化酶SOD和CAT的活性。方宗壮等[24]研究了低温结合不同气调包装处理对鲜切菠萝贮藏品质的影响，结果表明低温结合4% O2+5% CO2+91% N2气调包装处理组能够有效地保持鲜切菠萝的品质，使鲜切菠萝的抗坏血酸、可溶性固形物和水分等流失大幅度减少，较好地保持了产品的感官品质，鲜切菠萝的保质期从4 d延长到了15 d。濮艳清等[25]开展低温结合气调包装对混合鲜切果蔬品质的影响研究，结果表明低温结合气调包装明显改善了果蔬颜色褐变和微生物交叉感染问题，并且5% O2+5% CO2+90% N2处理组的气调包装综合保鲜效果最明显，显著抑制了混合型鲜切果蔬之间呼吸作用的相互影响，降低了鲜切苹果果肉的褐变程度，延缓了鲜切胡萝卜的白化和木质化现象，抑制了 3种混合型鲜切果蔬可溶性固形物、VC等营养成分含量的下降速度，减缓了细菌等微生物生长速率。在本研究中，5% O2+10% CO2+85% N2处理效果最好，在贮藏15 d后，低温结合5% O2+10% CO2+85% N2处理组鲜切胡萝卜的感官评分为6.89，失重率4.79%，可溶性固形物含量6.85%，抗坏血酸的含量2.35 mg/100g，胡萝卜素含量3.13 mg/100g，MDA含量0.39 μ mol/g，菌落总数小于106CFU/g，SOD和CAT活性分别为0.55 U/g和36.5 U/g，品质优于其他处理组，仍有商品价值和食用价值。这与雷昊等[10]在鲜切杭白菜中的实验结果一致，低氧高二氧化碳(5% O2+10% CO2+85% N2)的包装能有效地抑制鲜切杭白菜上微生物的生长，保持其较好的感官品质,同时延缓VC、叶绿素及可溶性固形物含量的降低，防止杭白菜过快失水，有效地保证鲜切杭白菜的货架期在15 d以上。综上，低温结合气调包装处理能够维持鲜切果蔬贮藏品质并延缓采后衰老过程，具有较大的推广价值和应用前景。