不同薄膜包裝對冷藏空心菜采后品質(zhì)的影響*

古榮鑫，胡花麗，曹宏，張璇，王亞楠，郭峰，3，李鵬霞

1(江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工所，江蘇南京，210014)2(南京農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，江蘇南京，210014)3(沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧沈陽，110866)

空心菜(Ipomoea aquatica)，因其梗中空而得名，又稱“蕹菜”、“通菜”，屬旋花科，番薯屬，一年生蔓性草本植物，對土壤要求低，適應性廣。空心菜原產(chǎn)東亞，主要分布于亞洲溫熱帶地區(qū)，在我國南方各地均有栽種。空心菜含豐富的維生素與微量元素，空心菜的蛋白質(zhì)、VC、核黃素、胡蘿卜素、鈣和糖含量高于西紅柿，蛋白質(zhì)含量比梨多10倍，脂肪比冬瓜多3倍，還含8種人體必需氨基酸。每100 g鮮菜含鈣147 mg，居葉菜類前列。中醫(yī)學認為，空心菜性味甘咸、寒滑，具有清熱、解毒、涼血、利尿作用;其中紫色的空心菜還含有胰島素成分，適用于糖尿病患者食用［1－2］。

空心菜具有葉表面積大、含水量高、組織脆嫩等特點，采后水分蒸發(fā)快，易受機械損傷，同時其呼吸作用旺盛，采后產(chǎn)生大量呼吸熱，易發(fā)生黃化、腐爛而難于貯藏［3］。由于空心菜不易貯藏的特性和物流基礎設施的落后，導致其在流通過程中損失巨大［4］。我國每年生產(chǎn)的空心菜從田間到餐桌，損失率高達25%～30%，主要的原因是缺乏完善的貯藏體系。因此，空心菜采后保鮮技術的研究有待進一步發(fā)展。

薄膜包裝通過薄膜的滲透作用與果蔬的呼吸作用可在包裝袋內(nèi)形成高濃度CO2和低濃度O2，將果蔬與外界隔離，消除外界環(huán)境對果蔬的污染，并通過影響果蔬的新陳代謝，達到延長果蔬貯藏壽命的目的［5－7］。另外薄膜包裝具有經(jīng)濟實用、安全方便等特點，因而在多種果蔬保鮮中被廣泛應用［8－9］。然而不同種類的果實對薄膜包裝的貯藏適應性差異較大，因此需針對產(chǎn)品找出相適應的薄膜種類［10］。目前，空心菜薄膜包裝的相關研究鮮有報道。因此，本試驗以空心菜為材料，研究了不同薄膜包裝對空心菜采后品質(zhì)的影響。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

本試驗空心菜于2013年9月采自江蘇省南京市郊區(qū)農(nóng)戶，采后2 h內(nèi)運回江蘇省農(nóng)業(yè)科學院果蔬保鮮與加工實驗室。摘去老葉，切去莖基部，保留嫩莖長度16～17 cm，挑選長度一致、成熟度相近、色澤鮮艷、無黃葉、無機械傷、無病害的空心菜作為試驗材料。采用 CK-帶孔 32.70 μm 聚乙烯袋、P1-32.70 μm聚乙烯袋［滲透系數(shù):CO2為31 616.57 mL/(m2·d)，O2為4 329 mL/(m2·d)］、P2 為12.75 μm 聚乙烯袋［滲透系數(shù):CO2為553 525.26 mL/(m2·d)，O2為440 129.22 mL/(m2·d)］對空心菜進行包裝處理，每袋裝空心菜300 g，每個處理裝5袋，每處理設3次重復，置于(5±1)℃條件下(90% ～95%RH)貯藏。貯藏期間每4 d取樣1次，測定包裝袋內(nèi)CO2和O2濃度，觀察其腐爛程度并進行凍樣，用于相關指標的測定。

1.2 實驗方法

1.2.1 感官指標測定

參照文獻方法［11］，評定等級劃分為5個級別:5級，空心菜葉片新鮮色綠，無腐爛;4級，空心菜葉片新鮮色綠，葉片微皺;3級，空心菜葉片綠色變淺，葉片微皺;2級，空心菜葉片中部或基部略褪綠，葉片輕度腐爛;1級，空心菜葉片失綠皺縮，腐爛嚴重。

1.2.2 失重率測定

用電子天平稱量樣品質(zhì)量，重復測定3次，計算失重率［12］。

失重率/%=［(貯藏前質(zhì)量－測定時的質(zhì)量)/貯藏前質(zhì)量］×100

1.2.3 包裝袋氣體測定

抽取薄膜包裝袋內(nèi)氣體，利用CYES－Ⅱ氧二氧化碳氣體測定儀(蘇州天威)測定包裝袋內(nèi)O2和CO2濃度(%)，測定重復3次。

1.2.4 色差測定

參考王立群等［13］方法，利用柯尼卡美能達CR－400全自動測色色差計測定葉片色度，色度中的亮度指標L值，紅綠色指標a值和黃藍色指標b值，每個重復測定20次。計算亮度指標變化ΔL、色度指標變化 Δa、Δb和色差變化 ΔEab。(元素 ΔL、Δa和 Δb的符號含義:+ΔL=明亮的，－ΔL=較暗的;+Δa=較紅的，－Δa=較綠的;+Δb=較黃的，－Δb=較藍的;總色差 ΔEab=［(ΔL)2+(Δa)2(Δb)2］1/2)。

1.2.5 葉綠素測定

參考李合生等［14］方法，采用丙酮浸提法測定葉綠素。稱取樣品2 g，加入10 mL丙酮充分打漿后，浸提至組織變成白色。經(jīng)定容、過濾后，在波長663、646、470 nm處測定吸光值，重復3次測定，計算葉綠素(mg/g FW)。

1.2.6 丙二醛測定

參照李合生等［14］方法，略有改動。取5 g樣品，加入5%三氯乙酸10 mL，研磨后所得勻漿在3 000 r/min下離心10 min，取上清液2 mL，加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸，混合后水浴煮沸30 min冷卻后離心，分別取上清液測定在波長450、532、600 nm處的吸光值，重復3次測定，計算MDA(mg/g FW)。

1.2.7 總酚測定

參考Ghasemnezhad［15］的方法略有改動。稱取2 g樣品，加5 mL 80%乙醇充分打漿，4℃ 12 000 r/min離心20 min，上清液用于總酚的測定。取0.1 mL上清液，加0.9 mL蒸餾水，0.4 mL Folin試劑，25℃反應3 min，再加入1 mL飽和Na2CO3溶液，25℃反應1 h，于760 nm測吸光值，以沒食子酸作為標準物質(zhì)，重復3次測定，計算總酚(mg/g FW)。

1.2.8 可滴定酸測定

采用氫氧化鈉滴定法測定可滴定酸。稱取10 g樣品，勻漿后，轉移到100 mL容量瓶，加蒸餾水到刻度，搖溶，用濾紙過濾，準確吸取濾液20 mL放入100 mL三角瓶，加入1%酚酞指示劑2滴，用標定的氫氧化鈉滴定至pH值為8.0為終點，記下NaOH用量，重復3次，取平均值，計算可滴定酸酸度(%)。

1.2.9 DPPH清除能力的測定

參考Du［16］的方法略有改動。稱取2 g樣品，加入5 mL冰丙酮除色后，加入10 mL 95%乙醇勻漿，將勻漿液轉入20 mL試管中，用95%乙醇定容，浸提5 h，10 000 r/min離心20 min后取上清液備用。反應液為4 mL 5.0×10－4mol/L DPPH液，1 mL樣品提取液，另作對照管用1 mL樣品提取溶劑(95%乙醇)代替樣品提取液，空白對照管中加入4 mL 5.0×10－4mol/L DPPH溶液溶劑和1 mL樣品浸提液。于517 nm測定吸光值，重復3次測定，計算清除能力(清除DPPH μmol/g FW)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均平行測定3次，數(shù)據(jù)采用平均值±標準差，顯著性采用SPSS 18.0軟件進行分析(P＜0.05)。

2 結果分析

2.1 不同薄膜包裝對空心菜感官品質(zhì)的影響

圖1為不同薄膜包裝處理對空心菜感官品質(zhì)的影響。

圖1 薄膜包裝對空心菜貯藏過程感官品質(zhì)的影響Fig.1 Sensory quality of Ipomoea aquatica during film packaging storage

圖1結果表明，貯藏過程中空心菜品質(zhì)等級P1組顯著高于P2組(P＜0.05)，且均顯著高于CK(P＜0.05)。CK組的空心菜貯藏至第4天即出現(xiàn)品質(zhì)下降，P1和P2的空心菜貯藏至第8天開始腐爛。貯藏至第16天時，P1和P2組的空心菜的品質(zhì)分別為CK的1.23和1.14倍。可見，P1薄膜包裝處理可有效延緩空心菜的腐爛，保持其更好的品質(zhì)。

2.2 不同薄膜包裝對空心菜失重率的影響

由圖2可看出，隨貯藏時間的延長，各薄膜包裝空心菜的失重率呈逐漸上升趨勢，但整體失重率變化不大，貯藏至第16天失重率最大值僅為4.20%(CK)，對照組(CK)失重率顯著高于P1、P2薄膜包裝(P＜0.05)，這可能與對照組為打孔薄膜包裝，包裝袋內(nèi)水蒸氣與外部環(huán)境流通，從而降低袋內(nèi)濕度有關;P1薄膜包裝失重率略低于P2組，可能與薄膜滲透系數(shù)有關。

圖2 不同薄膜包裝對空心菜失重率的影響Fig.2 Weight loss rate of Ipomoea aquatica during film packaging storage

2.3 不同薄膜包裝袋內(nèi)的CO2和O2濃度

由圖3-A、3-B可看出，空心菜貯藏過程中，CK、P1、P2三種包裝袋內(nèi)的O2和CO2濃度有所差異。貯藏第0天包裝袋內(nèi)O2和CO2均維持在相同水平，分別為21.0%和0.0%;在空心菜貯藏第4～16天，O2和CO2產(chǎn)生變化，CK、P1、P2三種包裝袋內(nèi)O2分別維持在21.0%、14.8% ～17.5%、20.4% ～21.1%，而CO2分別維持在0.0%、1.6% ～2.1%、0.1% ～0.3%。P1組包裝袋內(nèi) O2顯著低于CK和 P2組(P＜0.05)，CO2顯著高于CK和P2組(P＜0.05)。由此可知，與CK和P2相比，P1薄膜包裝可維持包裝袋內(nèi)較低的O2濃度和較高的CO2濃度。

2.4 不同薄膜包裝對空心菜葉綠素的影響

由圖4可看出，在貯藏過程中，各組空心菜的葉、莖葉綠素均呈下降的趨勢。空心菜葉片部分葉綠素整體呈現(xiàn)下降的趨勢，其中貯藏0～12 d內(nèi)P1組顯著高于CK(P＜0.05);P2組顯著低于 CK(P＜0.05)(圖4-A)。空心菜莖稈部分的葉綠素研究表明，CK和P1組在貯藏0～8天略微上升，在第8 d達到峰值，貯藏8～16 d顯著下降;而P2薄膜包裝空心菜葉片中葉綠素在整個貯藏過程中均呈下降趨勢(圖4-B)。P1組與CK無顯著差異;貯藏0～8 d，P2組莖桿部分的葉綠素含量顯著低于CK(P＜0.05)。可知，與CK相比，P1薄膜包裝對空心菜(莖、葉)有更好的護色作用，而P2薄膜包裝顯著促進空心菜(莖、葉)葉綠素分解。

圖3 不同薄膜包裝對袋內(nèi)O2(A)和CO2(B)的影響Fig.3 O2(A)and CO2(B)concentrations in bags during film packaging storage

圖4 薄膜包裝對空心菜貯藏過程葉片(A)和莖稈(B)葉綠素的影響Fig.4 Changes of Chlorophyll content of Ipomoea aquatica leaves(A)and stems(B)in bags during film packaging storage

2.5 不同薄膜包裝對空心菜葉片色度色差的影響

圖5 薄膜包裝對空心菜貯藏過程葉片色差參數(shù)的影響Fig.5 Effect of Ipomoea aquatica leaves chromaticity in bags during film packaging storage

由圖5可看出，空心菜貯藏過程中各組的葉片部分均表現(xiàn)為亮度增加(圖5-A)，綠色降低(圖5-B)，黃色增加(圖5-C)、色差變化明顯(圖5-D)，其中CK組空心菜的亮度、色度、色差變化最為顯著，顯著高于P1和P2組(P＜0.05)。由圖5-A可知，CK組空心菜葉片亮度呈上升趨勢，P1和P2組呈現(xiàn)先下降后上升，P2組亮度變化顯著低于CK組(P＜0.05)，且顯著高于P1組(P＜0.05);由圖5B和5C可知，CK組空心菜葉片由綠變黃，變化速率顯著高于P1和P2組(P＜0.05)，P1組與P2組無顯著性差異;由圖5-D可知，CK組色差變化最為顯著，P1組略高于P2，無顯著性差異。綜上所述，貯藏過程中，P1組可有效延緩空心菜色差(色度、亮度)變化，對空心菜具有較好的護色效果。

2.6 不同薄膜包裝對空心菜可滴定酸的影響

由圖6可看出，可滴定酸均在貯藏第8天達到最大值。在貯藏0～8 d，各組空心菜葉和莖的可滴定酸總體均呈明顯上升的趨勢;貯藏8～16 d，葉片部分(圖6-A)可滴定酸顯著下降(P＜0.05)，P1和P2薄膜包裝可滴定酸無顯著差異，均略高于 CK(P＜0.05)。莖稈部分(圖6-B)，P1和P2薄膜包裝可滴定酸含量顯著高于CK(P＜0.05)，且P1顯著高于P2(P＜0.05)。以上結果表明在貯藏過程中，P1和P2能有效提高空心菜(葉片、莖稈)可滴定酸的積累，其中P1薄膜包裝提高效果優(yōu)于P2。

圖6 薄膜包裝對空心菜貯藏程中葉片(A)和莖稈(B)可滴定酸的影響Fig.6 Changes of titratable acid of Ipomoea aquatica during film packaging storage

2.7 不同薄膜包裝對空心菜總酚的影響

由圖7-A可看出，空心菜葉片的總酚在貯藏前4 d顯著上升，貯藏4～16 d稍有下降。P2組空心菜的總酚顯著低于CK(P＜0.05)，P1組空心菜的總酚顯著高于CK(P＜0.05);對空心菜莖稈部分總酚研究表明，貯藏過程中空心菜莖稈的總酚隨貯藏時間延長顯著下降;P1組總酚顯著高于CK和P2組(P＜0.05)，P2和CK組無顯著性差異(圖7-B)。綜上所述，P1薄膜包裝可促進葉片總酚合成，延緩莖稈總酚分解，有效促進空心菜(葉片、莖稈)總酚積累。

圖7 薄膜包裝對空心菜貯藏過程中葉片(A)和莖稈(B)總酚的影響Fig.7 Changes of phenols contents in Ipomoea aquatica during film packaging storage

2.8 不同薄膜包裝對空心菜DPPH清除能力的影響

由圖8-A可看出，空心菜在貯藏過程中，P1和P2包裝葉片部分的DPPH清除能力顯著高于CK(P＜0.05)，均在貯藏第8天達到最大值，為CK的1.18倍;空心菜貯藏過程中莖稈部分(圖8-B)的DPPH清除能力呈顯著下降的趨勢;P2組顯著低于CK(P＜0.05);P1組與CK無顯著差異。結果說明，P1和P2薄膜包裝均可顯著提高葉片DPPH清除能力(P＜0.05)，但P2薄膜包裝會降低莖稈部分DPPH清除能力。

3 討論與結論

3.1 薄膜包裝對空心菜品質(zhì)指標的影響

薄膜包裝通過果蔬呼吸作用和薄膜透氣性之間的動態(tài)平衡，在包裝袋內(nèi)產(chǎn)生高濃度CO2和低濃度O2，可抑制果蔬呼吸強度等生理活動，提高果蔬貯藏保鮮效果［17］。本研究結果表明，P1包裝袋內(nèi)CO2濃度最高，O2濃度最低，分別維持在1.6% ～2.1%和14.8% ～17.5%;這與P1薄膜較低的CO2和O2滲透系數(shù)［31 616.57 mL/(m2·d)和4 329 mL/(m2·d)］有直接關系。由于果蔬呼吸作用導致包裝袋內(nèi)CO2的產(chǎn)生和O2的消耗，同CK和P2［滲透系數(shù):CO2為553 525.26 mL/(m2·d)，O2滲透系數(shù)為440 129.22 mL/(m2·d)］相比，P1薄膜的滲透系數(shù)較低，致使其袋內(nèi)維持較高濃度的CO2和較低濃度的O2。高CO2和低O2可有效抑制空心菜呼吸作用，提高空心菜的貯藏品質(zhì)等級，維持其較高的生理活性。此外，該包裝所形成的高濃度CO2和低濃度O2組合，與Marianna等［18］研究的高濃度CO2和低濃度O2可抑制袋內(nèi)微生物的生長相符，進而在一定程度上降低了微生物對空心菜的侵害、減少腐爛，最終影響果實內(nèi)容物的變化及品質(zhì)的改變［19］。

圖8 薄膜包裝對空心菜貯藏過程中葉片(A)和莖稈(B)DPPH清除能力的影響Fig.8 DPPH radical scavenging activity of Ipomoea aquatica during film packaging storage

空心菜是一種含水量較高的蔬菜，失重率是其保鮮過程中的重要指標之一。空心菜貯藏期間的蒸騰作用和呼吸作用容易造成其水分流失［20］，造成脫水、萎蔫等現(xiàn)象，導致商品性下降。試驗中各包裝失重率均較低，這與貯藏過程中采用聚乙烯薄膜包裝的滲透性有直接關系。由于薄膜包裝具備一定的滲透系數(shù)，導致空心菜呼吸作用或蒸騰作用產(chǎn)生的水蒸氣的散失降低，使袋內(nèi)空心菜處于更高的濕度環(huán)境，進而抑制空心菜的蒸騰作用，減少其水分的流失。此外，袋內(nèi)的高濃度CO2和低濃度O2對呼吸作用的抑制也在一定程度上減少了水分流失［21］。其中，P1效果最為顯著。

3.2 薄膜包裝對空心菜生理指標的影響

黃化現(xiàn)象是評定綠葉菜品質(zhì)的重要指標之一，它直接影響到綠葉菜的商品價值。黃化與葉綠素分解有直接聯(lián)系［21］。葉綠素是植物特別是綠葉菜生理活動的最重要指標之一［22］，空心菜貯藏過程中伴隨著葉綠素的分解，導致品質(zhì)與營養(yǎng)價值下降，商品性降低。本試驗中葉綠素的變化趨勢與顧振新等［11］在光照處理的空心菜研究中結果一致。研究結果顯示，空心菜在貯藏期間，P1組的色差變化最小，且具有較高的葉綠素含量，表明P1薄膜可保持空心菜更佳的感官品質(zhì)。相關研究表明，薄膜包裝可降低葉綠素分解速率［23］，葉綠素降解機理與乙烯釋放量、葉綠素酶分解、葉綠素脫鎂等均有直接關系［21］。P1薄膜包裝由于低透氣性在袋內(nèi)產(chǎn)生的高濃度CO2和低濃度O2可抑制空心菜的呼吸作用，抑制其生理活性，使其進入“休眠狀態(tài)”，從而有效延緩葉綠素的降解，顯著提高空心菜感官品質(zhì)。

可滴定酸是果蔬貯藏過程中對其品質(zhì)評價的重要指標，同時也是表征果蔬生命活力的重要指標［24－26］。空心菜在薄膜包裝貯藏過程中，可滴定酸先增加后下降，此研究結果中與顧振新［11］等研究空心菜(蕹菜)的可滴定酸的變化一致。空心菜在貯藏初期，由于莖葉部分均處于生長期，可滴定酸不斷積累;貯藏后期，空心菜開始衰老，可滴定酸分解。P1組可滴定酸顯著高于對照組，此結果與P1組空心菜表觀品質(zhì)，葉綠素變化趨勢相符，進一步證明P1薄膜對空心菜(莖、葉)保鮮效果較為顯著。P1組中可滴定酸含量高于其他組可能與其包裝內(nèi)的高CO2濃度和低O2濃度有關。其一，呼吸強度的降低利于可滴定酸的物質(zhì)積累;其二，P1袋內(nèi)的高濃度CO2和低濃度O2可能對空心菜形成外部環(huán)境刺激，空心菜誘發(fā)系統(tǒng)獲得性抗性機制，致使可滴定酸積累［27］。

自由基是植物正常代謝的產(chǎn)物，若果蔬清除自由基的能力下降或產(chǎn)生的自由基過多，會對果蔬組織和細胞膜產(chǎn)生傷害，加速果蔬的衰老［28］。因此，果蔬的抗氧化能力(自由基清除能力)直接影響果蔬的采后品質(zhì)［29］。總酚和Vc均是重要的抗氧化物質(zhì)，具備較強的清除自由基的能力［30，31］。本研究表明，空心菜的抗氧化能力隨貯藏時間的延長快速下降，而P1薄膜可減緩空心菜DPPH清除能力的下降，這可能與較高的總酚有關，劉文旭等［30］研究表明，果蔬的抗氧化能力與果蔬的總酚呈正相關。因此，P1薄膜包裝保持了較高的總酚和DPPH清除能力，從而減少自由基對果實組織造成的傷害，延緩果實的衰老進程。有研究報道［32］，薄膜包裝可通過其顯著提高的CO2/O2比例，有效降低果蔬貯藏期間呼吸強度，減少乙烯釋放量，減緩機體膜系統(tǒng)的受損，保持較高的總酚含量和DPPH清除能力。

3.3 結論

試驗結果表明，薄膜包裝可延緩空心菜的萎蔫、黃化進程，保持其更佳的感官品質(zhì)，其中P1薄膜效果較為顯著。此外，P1薄膜包裝可促進空心菜莖葉可滴定酸積累，延緩果實糖酸比的增加，并維持較高的總酚及抗氧化活性，這可能與包裝袋內(nèi)的高濃度CO2和低濃度O2有關。P1薄膜包裝保鮮效果更佳，可有效延長空心菜貨架期，提升其食用品質(zhì)和商品價值。

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