預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間品質的影響

杜傳來,羅海波,戴云云,姜　麗,江　凱,郁志芳,*

(1.安徽科技學院食品藥品學院,安徽鳳陽 233100; 2.浙江醫藥高等專科學校食品學院,浙江寧波 315100; 3.南京農業大學食品科技學院,江蘇南京 210095)

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預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間品質的影響

杜傳來1,羅海波2,戴云云3,姜麗3,江凱2,郁志芳3,*

(1.安徽科技學院食品藥品學院,安徽鳳陽 233100; 2.浙江醫藥高等專科學校食品學院,浙江寧波 315100; 3.南京農業大學食品科技學院,江蘇南京 210095)

荷蘭豆,預冷,氣調,品質,貨架壽命

荷蘭豆(PisumsativumL.),又名豌豆、雪豆、麥豆、畢豆、回鶻豆、耳朵豆等,屬豆科豌豆屬長日性冷季豆類,春播一年生或秋播越年生攀緣性草本植物[1]。荷蘭豆適應性很強,在全世界范圍內均有分布,主要種植國有加拿大、中國、美國、阿富汗、埃塞俄比亞及歐洲國家[2]。荷蘭豆的嫩莢色澤鮮綠、組織脆嫩,富含碳水化合物、粗纖維、蛋白質、脂肪、多種礦物質和維生素,常作為高檔蔬菜食用[3]。目前我國荷蘭豆種植面積129.59萬公頃,總產量1027.43萬噸,分別占全世界的57.82%和60.53%,是僅次于加拿大的第二大荷蘭豆生產國[4]。然而,荷蘭豆嫩莢水分含量高,采收后生理代謝旺盛,如處理不當極易出現失水萎蔫、莢皮變黃、纖維增加、豆粒膨大甚至腐爛變質等問題,嚴重影響其食用品質和商品價值[5]。

已有研究表明,采用預冷、冷藏、涂膜、氣調及商品化包裝等措施均可延緩荷蘭豆品質劣變,其中冷藏和氣調是目前維持荷蘭豆品質最有效的保鮮技術[6]。陳穎等[7]將荷蘭豆經5%補水真空預冷后,于(3±1)℃,RH 90%條件下貯藏16 d,可顯著降低荷蘭豆失重率,維持其較好的感官品質。邢皓等[8]采用不同的包裝方式處理荷蘭豆,發現乙烯吸收劑包裝能顯著抑制色澤變化和纖維素含量的增加,延緩葉綠素和VC含量的下降,在(5±0.5)℃、RH 90%～95%條件下貨架期可達15 d。戴云云等[9]研究表明,采收后立即預冷結合氣調貯藏可有效抑制常溫下荷蘭豆貨架期的生理活動和更好地保持其品質。盡管以上保鮮措施均能在一定程度上延緩荷蘭豆品質劣變,但保鮮效果仍有待提高。

預冷能在較短的時間內去除田間熱,使蔬菜溫度迅速下降,是目前蔬菜采后商品化處理過程中普遍采用的冷藏輔助技術[10]。謝晶等[11]研究表明,真空預冷對菠菜的品質保持具有較好的效果,(2±1)℃冷藏條件下貨架壽命可延長至20 d。康孟利等[12]研究了真空預冷對“五號菜”貯運效果的影響,結果發現采用2%補水量進行真空預冷后,小白菜“五號菜”在5 ℃下貯藏25 d綜合品質良好。韋強等[13]采用冰袋對辣椒進行預冷,發現環境溫度為29 ℃,10%辣椒量的冰袋用量,于10 ℃下貯藏,可顯著抑制貯藏后期辣椒的失重和腐爛,維持較高的商品率。目前為止,國內外采用預冷結合氣調貯藏對荷蘭豆進行保鮮的研究報道甚少。

本實驗研究預冷結合氣調處理對荷蘭豆冷藏期間品質的影響,以期揭示預冷結合氣調處理調節荷蘭豆品質劣變的機理,為荷蘭豆貯運保鮮技術的開發提供理論基礎。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮荷蘭豆(臺中11號)采自南京市郊區,選擇色澤基本一致、大小均勻、無病蟲害和機械損傷的荷蘭豆為實驗材料;乙醇、乙醚、丙酮、冰醋酸、濃硫酸、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二水合磷酸氫二鈉、二水合磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、三水合醋酸鈉、十水合硼酸鈉、硼酸、3,5-二硝基水楊酸(DNS)、三氯乙酸(TCA)、硫代巴比妥酸、鹽酸羥胺、α-萘胺、EDTA、對氨基苯磺酸、羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素、二硫蘇糖醇(DTT)、聚乙烯吡烙烷酮(PVP)、氮藍四唑(NBT)、蛋氨酸(Met)、核黃素、愈創木酚、過氧化氫(H2O2)等均為分析純,南京壽德實驗器材有限公司。

DJ300精密電子天平北京賽多利斯儀器系統有限公司;HPG-2132便攜式色差儀上海嘉標測試儀器有限公司;GXH-3010/3011AE便攜式紅外線CO2分析儀常州諾基儀器有限公司;SPX-320智能生化培養箱寧波江南儀器廠;HH-6數顯恒溫水浴鍋常州國華電器有限公司;Orion86802臺面式pH/ISE測試儀上海納锘儀器有限公司;GL-20G-Ⅱ高速冷凍離心機上海安亭科學儀器廠;XW-80A微型旋渦混合儀上海滬西分析儀器廠有限公司;WFJ UV-2802 PC紫外-可見分光光度計尤尼柯(上海)儀器有限公司等。

1.2實驗方法

將選好的荷蘭豆平均分為3組,分別在常溫下放置0(立即預冷)、6、12 h(對照)后將荷蘭豆以約2 cm厚度平攤于冷庫內,采用強制通風(1.0±0.5)℃方式進行預冷1～2 h,至其中心溫度下降到2 ℃停止。預冷后的荷蘭豆按每樣品重400 g左右裝入聚乙烯塑料保鮮袋(400 mm×280 mm×0.02 mm),每組裝9袋。將上述3組荷蘭豆置于3% O2+5% CO2+92% N2,(1.0±0.5)℃的環境條件(氣體比例、貯藏溫度根據預實驗結果確定)下敞口貯藏30 d,每組均為獨立氣體環境。貯藏期間每10 d隨機取3袋測定一次相關指標。

1.3指標測定

色澤測定:采用HPG-2132便攜式色差儀測定荷蘭豆表面色差,從每袋中隨機抽取10個,記錄L*、a*、b*值;葉綠素含量測定:采用Arnon法測定[9];呼吸速率的測定:采用GXH-3010/3011AE便攜式紅外線CO2分析儀測定,結果表示為mgCO2·kg-1·h-1;還原糖含量測定:采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定[14];纖維素含量測定:采用酸性洗滌法測定[14];纖維素酶(CEL)活性測定:采用CMC糖化法測定[14];超氧陰離子產生速率測定:采用羥胺氧化法測定[14];丙二醛(MDA)含量測定:采用硫代巴比妥酸法測定[14];超氧化物歧化酶(SOD)活性測定:采用氮藍四唑光還原法測定[14];過氧化物酶(POD)活性測定:采用連續記錄測定法測定[14]。

1.4數據處理

實驗每個處理均重復三次,分別求其平均值和標準差,并用統計軟件SPSS19.0進行顯著性分析(LSD;p<0.05),用Excel軟件作圖。

2　結果與分析

2.1預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間a*值和葉綠素含量的影響

圖1a顯示,荷蘭豆冷藏期間色差a*值持續上升,立即預冷組略低于對照組,6 h后預冷組略高于對照組,但立即預冷組和6 h預冷組與對照相比均無顯著差異(p>0.05)。荷蘭豆冷藏期間葉綠素含量持續下降(圖1b),尤以對照組葉綠素含量下降最多,貯藏結束時僅為入貯時的66.8%。立即預冷組和6 h后預冷組均顯著抑制了葉綠素含量的下降(p<0.05),貯藏30 d時分別為入貯時的85.9%、71.2%。由此可見,預冷結合氣調貯藏能有效維持荷蘭豆的色澤。

圖1　預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間a*值(a)和葉綠素含量(b)的影響Fig.1　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on a* value(a) and chlorophyll content(b)of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

2.2預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間呼吸速率和還原糖含量的影響

圖2a顯示,荷蘭豆冷藏期間呼吸速率呈先上升后下降的趨勢,對照組在貯藏第10 d達到極大值,立即預冷組和6 h后預冷組均在貯藏第20 d達極大值,立即預冷組在整個貯藏期間呼吸速率均顯著低于對照組,6 h后預冷組在貯藏前10 d略低于對照組,但在貯藏10 d后顯著高于對照組。圖2b顯示,荷蘭豆冷藏期間還原糖含量呈先上升后下降再上升的趨勢,但貯藏前后相差不大。立即預冷組在貯藏前10 d低于對照組,貯藏第20 d時顯著高于對照組,貯藏結束時與對照無顯著差異;6 h后預冷組在貯藏初期顯著低于對照組,在隨后的貯藏過程中均高于對照組。

圖2　預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間呼吸速率(a)和還原糖含量(b)的影響Fig.2　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on respiration rate(a)and reducing sugar content(b)of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

2.3預冷結合氣調對荷蘭豆貯藏期間纖維素含量和CEL活性的影響

圖3a顯示,荷蘭豆纖維素含量在貯藏期間維持在較高的水平,貯藏第10 d時纖維素含量極高且達到極大值,這與理論上不符,是個體差異、實驗誤差還是其他原因需要進一步實驗證實,但貯藏結束時比入貯時顯著增加。立即預冷組和6 h后預冷組在整個貯藏期間均顯著低于對照(p<0.05)。圖3b顯示,荷蘭豆CEL活性呈先上升后下降的趨勢,立即預冷組和6 h后預冷組在貯藏第10 d低于對照組,其余貯藏時間均顯著高于對照組。需要特別指出的是,荷蘭豆在常溫下放置6 h和12 h后0 d其CEL活性即顯著低于立即預冷組(p<0.05),表明立即預冷有利于延緩荷蘭豆纖維素的合成。

圖3　預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間纖維素含量(a)和纖維素酶活性(b)的影響Fig.3　Effects of pre-cooling combinedwith controlled atmosphere on cellulose content(a)and cellulose activity(b)ofPisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

圖4　預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間·(a)和MDA含量(b)的影響Fig.4　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on · production rate(a) and MDA content(b)of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

2.5預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間SOD和POD活性的影響

圖5a顯示,荷蘭豆SOD活性在冷藏期間呈先上升后下降的趨勢。立即預冷組和6 h后預冷組荷蘭豆SOD活性在貯藏前20 d均顯著高于對照組(p<0.05),但貯藏結束時與對照均無顯著差異。荷蘭豆POD活性總體呈上升趨勢(圖5b)。立即預冷組荷蘭豆POD活性在整個貯藏期間均顯著高于對照(p<0.05);6 h后預冷組在貯藏前20 d顯著(p<0.05)高于對照,至貯藏結束時與對照相比無顯著差異。

圖5　預冷結合氣調對荷蘭豆冷藏期間SOD(a)和POD活性(b)的影響Fig.5　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on SOD(a)and POD(b)activities of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

3　討論

采后品質快速劣變是許多蔬菜貯藏、運輸和銷售過程中存在的共性問題。蔬菜采收后仍進行著旺盛的生理代謝活動,如呼吸作用、蒸騰作用等,導致營養成分快速損失及組織萎蔫、疲軟、皺縮,逐漸失去新鮮度[15]。研究表明,蔬菜組織失水率達到蔬菜總重量的4%～6%時,就會呈現明顯的萎蔫和起皺現象,鮮度下降[16]。本實驗室前期以蕓豆、豇豆、四季豆等豆類蔬菜為試材進行的實驗表明,這些豆類蔬菜常溫下貨架壽命僅能維持3～5 d。本實驗中,荷蘭豆即使在適宜的低溫(1.0±0.5)℃條件下貯藏也很快出現黃化、纖維化、豆粒膨大等品質劣變現象而失去商品價值。

預冷可在短時間內降低蔬菜的呼吸強度,抑制乙烯產生,控制包裝袋內結露現象,抑制微生物生長,減少設備制冷負荷,延緩蔬菜品質下降[17]。目前,常用的預冷方式有冰水預冷、強制通風預冷、壓差預冷和真空預冷,其中冰水預冷操作簡便、成本低廉、降溫迅速,但蔬菜表面殘留的水會加速微生物的生長繁殖,因而適宜根莖類、茄果類蔬菜而不適宜葉類蔬菜;強制通風預冷簡單易行,費用較低,適用的蔬菜種類較廣;壓差預冷和真空預冷降溫迅速、效果好,但失水較多,且設備投資大成本高,不適宜于單位質量表面積較小的蔬菜[18-19]。因此,在選用預冷方式時需要根據蔬菜的種類、經濟效益和市場需求等多種因素綜合考慮。

4　結論

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Effect of pre-cooling combined with controlled atmosphere on quality ofPisumsativumL. during refrigerated storage

DU Chuan-lai1,LUO Hai-bo2,DAI Yun-yun3,JIANG Li3,JIANG Kai2,YU Zhi-fang3,*

(1.College of Food and Drug,Anhui Science and Technology University,Fengyang 233100,China; 2.Department of Food Science,Zhejiang Pharmaceutical College,Ningbo 315100,China; 3.College of Food Science & Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

PisumsativumL.;pre-cooling;controlled atmosphere;quality;shelf-life

2015-09-29

杜傳來(1968-)，男，碩士，副教授，研究方向：果蔬貯藏與加工，E-mail:ducl@ahstu.edu.cn。

郁志芳(1960- )，男，博士，教授，研究方向：果蔬采后生物學與貯藏加工，E-mail:yuzhifang@njau.edu.cn。

國家農業科技成果轉化資金項目(2014GB2C300011)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)10-0342-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.062