臭氧处理对生菜保鲜效果的影响

王 晓,王春芳,柳洪入,白会庭,归慰羚,乔勇进*

(1上海市农业科学院作物育种栽培研究所,上海 201403;2上海农产品保鲜加工工程技术研究中心,上海 201403;3上海星辉蔬菜有限公司,上海 201419;4通标标准技术服务有限公司,上海 200233)

叶用莴苣(Lactuca sativaL.),又称生菜,为菊科莴苣属草本作物[1],按照形态可以分为散叶和结球两种,其口感脆嫩、营养丰富,深受人们的喜爱[2]。生菜表面积大、呼吸作用旺盛、水分含量高、组织脆嫩,在采摘、贮藏和运输过程中易发生折损和褐变,严重影响生菜的品质,降低其商品价值[3]。因此,开展生菜采后保鲜技术的开发,具有非常重要的意义。

目前,生菜的保鲜主要采用冰温[4]、化学保鲜剂[5]、二氧化氯处理[6]、臭氧水处理[7-8]、高压处理[9-10]、辐照处理[11]、超声波处理[12]和包装[13-14]等方法。随着人们对食品安全问题关注度的提升,化学保鲜剂的使用逐渐受到限制。新型的绿色保鲜技术例如高压处理、辐照处理和超声处理等,对设备和技术人员要求较高,前期投入较大,不利于大范围地推广使用。臭氧具有广谱抑菌的特性,同时具有强氧化性,在空气中会逐渐分解为氧气,在果蔬保鲜领域已有广泛应用[15]。本论文通过系统探讨不同浓度臭氧气体对生菜保鲜效果的影响,旨在为生菜采后臭氧保鲜提供数据参考和理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

所用生菜均采自上海市星辉蔬菜有限公司,采摘后立马运回实验室,冷库(3℃)中预冷10 h后,挑选无机械损伤、质量和长度均一的生菜,作为下一步保鲜贮藏的原料。

1.2 仪器与设备

WYA-ZT自动阿贝折射仪(上海仪电物理光学仪器有限公司);JFQ-315OH果蔬呼吸测定仪(北京均方理化科技研究所);CM-5分光测色计(日本,柯尼卡美能达);V20S水分测定仪(瑞士,梅特勒托利多);JX-FSTPR-1全自动样品冷冻研磨仪(上海净信环境科技有限公司);SX-500臭氧发生器[奥奈特环保电子(上海)有限公司];BP301S型电子天平(德国,赛多利斯);DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 贮藏条件

将预冷处理后的生菜随机分为5组,每组约10.0 kg,分别采用不同浓度臭氧(0、30 μg∕L、60 μg∕L、90 μg∕L和120 μg∕L)处理30 min,之后利用0.03 mm PE保鲜膜包装,置于2℃冷库中低温贮藏16 d,每隔4 d测定不同处理条件下生菜的相关指标。

1.3.2 测定方法

色度值采用美能达CM-5分光测色计测定;可溶性固形物含量采用自动阿贝折光仪测定;含水量采用V20S红外水分测定仪测定;呼吸强度参考袁芳等[16-17]的方法,用CO2红外分析仪进行测定,重复3次,取平均值。

1.3.3 感官评价

以颜色、外形、气味及质地等品质作为感官评价的指标,采用9分制进行评分[18-19]。按照表1的标准对生菜的感官品质进行综合评定,多次评分后取平均值。

表1 生菜的感官评分标准Table 1 The sensory evaluation standard of lettuce

1.4 数据统计

采用SPSS 17.0(SPSS Inc.,Chicago IL,USA)统计分析软件进行数据分析,不同字母表示在0.05水平上具有显著差异。

2 结果与分析

2.1 不同浓度臭氧处理对生菜感官品质的影响

感官品质直接反应绿叶菜的商品价值,决定绿叶菜在销售时的可接受性[14,20]。由表2可知,随贮藏时间的延长,生菜的感官品质逐渐下降,对照组下降最为明显,贮藏12 d时其感官评分为5.25±0.25,仍具有一定的商品价值,但延长至16 d时,其感官品质超过了消费者的可接受度。适宜浓度的臭氧处理(30—90 μg∕L)可维持生菜的光泽和新鲜度,降低其腐烂率和萎蔫程度。90 μg∕L臭氧处理的生菜感官评分下降较慢,商品性保持较好,贮藏16 d时生菜叶片稍微萎蔫,总体尚可食用。与对照组相比,可延长贮藏期约4 d。

表2 不同处理条件下生菜的感官评分Table 2 Sensory evaluation score of lettuce under different treatment conditions

2.2 不同浓度臭氧处理对生菜呼吸强度的影响

呼吸强度是反应果蔬贮藏过程中生理生化反应快慢的重要指标,较强的呼吸作用会伴随风味物质和营养物质的损失,促进果蔬组织的衰老[21-23]。由图1可知,贮藏10—16 d时,对照组的呼吸强度明显高于臭氧处理组,这可能是由于在贮藏初期,生菜呼吸代谢的过程中产生了乙烯,随着贮藏时间的延长,呼吸作用不断加强所致。而臭氧处理组在贮藏后期呼吸强度较低,说明适宜浓度的臭氧处理可以氧化乙烯,从而抑制生菜贮藏过程中的呼吸作用。在贮藏12—16 d时,对照组呼吸强度为(37.16±1.49)—(39.16±1.57)mg∕(kg·h),臭氧处理组呼吸强度均明显低于对照组,特别是90 μg∕L臭氧处理组,生菜呼吸强度仅为(23.72±0.95)—(28.38±1.14)mg∕(kg·h)。这可能也是该处理组在贮藏16 d时仍具有较好的感官品质的原因。

图1 不同处理对生菜呼吸强度的影响Fig.1 Effects of different treatments on the respiration intensity of lettuce during storage

2.3 不同浓度臭氧处理对生菜水分含量的影响

水分是绿叶菜的重要组成成分,其含量的变化会影响绿叶菜的口感、质地、外观等品质[24]。因此,减少果蔬采后水分损失对于保持果蔬的新鲜度和质量非常关键。由图2可知,生菜在贮藏过程中水分含量维持在(91.93±0.08)%—(94.25±0.11)%,含量较稳定。这可能是由于PE保鲜膜包装及2℃低温贮藏缓解了水分的损失。在贮藏12—16 d时,对照组含水量为(93.25±0.13)%—(93.74±0.13)%,90 μg∕L臭氧处理组的含水量为(93.89±0.01)%—(94.19±0.06)%,明显高于对照组,这可能是因为臭氧处理降低了生菜的呼吸强度,从而减少了水分消耗。

图2 不同处理对生菜水分含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on the water contents of lettuce during storage

2.4 不同浓度臭氧处理对生菜可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物是指绿叶菜中可溶性的蛋白、糖、维生素和矿物质等,其含量与绿叶菜的营养品质密切相关[25]。图3表明,对照组生菜的可溶性固形物含量呈先升高后降低,又升高再降低的趋势,贮藏12 d时,可溶性固形物含量达到最高值。这可能是由于贮藏初期生菜呼吸作用首先消耗了可溶性的营养物质,随着存放时间的延长,不溶性的固形物会降解变成可溶性的物质,以供呼吸作用消耗。图3中可溶性固形物的变化趋势与本实验室前期的报道一致[26]。在贮藏12 d时,对照组可溶性固形物含量最高,这可能是由于对照组的含水量较低导致的。

图3 不同处理对生菜可溶性固形物含量的影响Fig.3 Effects of different treatments on the soluble solids contents of lettuce during storage

2.5 不同浓度臭氧处理对生菜色度的影响

生菜的色泽是感官品质的重要指标,从一定程度上直接反映了其新鲜程度[23]。在贮藏过程中绿叶菜的叶片会失水,叶片白度即L*值增加,同时绿色消退,黄化加快,即a*、b*值不断变大[26]。从图4可知,对照组在贮藏过程中白度L*值变化较大,明显高于除120 μg∕L外的臭氧处理组,说明30—90 μg∕L浓度臭氧处理可以延缓生菜的皱缩和光泽变化。随着贮藏时间的延长,对照组的a*、b*值也一直处在较高的水平,说明采用适宜浓度臭氧处理生菜,可以使生菜在贮藏过程中色泽变化减慢,利于生菜的贮藏保鲜。臭氧处理浓度为90 μg∕L时,生菜在贮藏后期具有较低的L*、a*、b*值,色泽较好,感官得分较高。

图4 不同处理对生菜色度的影响Fig.4 Effects of different treatments on the color of lettuce during storage

3 结论与讨论

生菜营养丰富、气味清香、口感清脆,是一种深受人们喜爱的蔬菜[27]。其质地松软,叶表面积大,采后易失水褐变、萎蔫,造成营养流失等[2]。据报道,我国绿叶菜从田间到餐桌的损耗每年可达25%—30%,这主要是缺乏完整的质量保障和冷链体系所致,因此预冷和低温贮藏对于绿叶菜采后是非常关键的[28-29]。生菜的冰温为-0.8℃,低温可以抑制绿叶菜呼吸作用,减少水分的损耗。陈皖豫等[30]研究表明,厚度为0.03 mm的PE薄膜可以更好地维持娃娃菜的贮藏品质。低温条件下的空气湿度较低,为了进一步的减少贮藏过程中水分的损失,本研究中采用2℃低温结合0.03 mm的PE薄膜包装的方法进行试验。

臭氧是一种高效、快速的杀菌剂,无二次污染,可在食品贮藏加工过程中推广使用[31]。王瑾等[32]研究表明,臭氧处理可以抑制花椰菜的呼吸作用,缓解组织代谢带来的营养物质损耗。本研究中,臭氧处理后的生菜在贮藏后期呼吸作用较对照组明显减弱。60 μg∕L和90 μg∕L臭氧处理缓解了生菜的组织代谢,较好地保持了生菜的水分,感官得分较高,与王瑾等[32]研究结果类似。但60 μg∕L和90 μg∕L臭氧处理组的生菜可溶性固形物含量相对偏低,其原因可能是水分含量较高所致。王雪青等[33]研究表明,臭氧处理使菠菜的L*、a*和b*值显著降低,延缓了叶绿素的损失和黄化进程。本研究中,采用低于120 μg∕L臭氧处理生菜时,整个贮藏期间生菜的L*值明显低于对照组,说明适宜浓度的臭氧处理可以延缓生菜光泽的变化。在臭氧浓度为90 μg∕L时贮藏后期具有较低的L*、a*、b*值,感官得分也比较高。

综上,2℃结合PE包装,臭氧处理浓度为90 μg∕L时,生菜的感官品质较好,水分含量和色泽变化较小。臭氧处理可延缓生菜的衰老,延长生菜贮藏期,本研究对生菜的保鲜贮藏具有一定的指导作用。