氣調包裝對空心菜凈菜冷藏品質的影響

楊沖,謝晶

1(上海海洋大學 食品學院，上海,201306) 2( 農業農村部冷庫及制冷設備質量監督檢驗測試中心(上海)，上海,201306) 3(上海冷鏈裝備性能與節能評價專業技術服務平臺，上海,201306) 4(食品科學與工程國家級實驗教學示范中心(上海海洋大學)，上海,201306)

空心菜(Ipomoeaequatica)又名藤藤菜、蕹菜、通心菜、無心菜等，為旋花科番薯屬，是一年或多年生蔓性草本植物，生長季節為夏秋兩季，分布于亞熱帶地區[1]。空心菜含有大量維生素和微量元素，具有清熱、解毒、利尿，涼血的功效[2]。空心菜葉片較薄，葉片面積較大，含水量較高，采后流通、銷售過程中，品質極易下降，特別是在炎熱的夏季。品質降低主要表現在葉片失水萎蔫，維生素、葉綠素等含量下降，菌落數量上升。因此需要尋找適宜的貯藏保鮮措施，延長空心菜的貨架期，從而滿足日益增長的生鮮商超運營要求。

通常，采后葉類蔬菜經過適宜的清洗、包裝處理，然后在低溫條件下冷藏可以有效地維持其品質。研究表明，用適宜濃度的臭氧水或超聲波清洗空心菜，然后在10 ℃冷藏空心菜可以有效保存其品質[3]。目前氣調包裝工藝在果蔬的貯藏保鮮中應用較多，氣調包裝是一種通過控制果蔬貯藏環境中氣體的組成，從而降低果蔬呼吸代謝速率、抑制有害微生物生長繁殖從而延長果蔬貯藏期的貯藏保鮮方式。研究發現，低氧高二氧化碳(5% O2+10% CO2+85% N2)氣調包裝保鮮鮮切生菜、鮮切杭白菜較空氣包裝能有效延緩這2種葉類蔬菜的衰老，延緩微生物的生長繁殖，延長貨架期[4-5]；而高氧低二氧化碳(10% O2+4% CO2+84% N2)氣調包裝菠菜可有效延緩菠菜感官品質下降，維持維生素C、葉綠素等的含量，延緩失重率升高，從而延長菠菜保質期[6]。可見，葉類蔬菜種類不同及加工程度(如整菜、切菜)不同，合適的氣調包裝保鮮工藝也不同，這可能與不同種類及加工程度的葉類蔬菜采后貯藏過程中生理代謝水平高低不同，所需的氣調配比不同有關。另有研究指出，10%～15%的高CO2氣調包裝鮮切卷心菜可有效抑制貯藏期間鮮切卷心菜上的菌落生長繁殖，延緩卷心菜衰老、腐敗[7]。但也有研究指出，包裝袋內氧氣濃度偏低及二氧化碳濃度偏高會引起無氧酵解，積累大量醇、醛等異味物質，從而影響蔬菜的外觀和風味[8]。本研究參考前人對部分葉類蔬菜氣調包裝保鮮的研究成果，比較采后空心菜凈菜經不同配比的O2、CO2、N2的氣調包裝在10 ℃下的冷藏效果，旨在尋找最佳的氣調包裝配比，為空心菜的氣調包裝工藝提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

空心菜：由農戶采后立即配送至實驗室，要求顏色新鮮、大小均勻，無病蟲害及無明顯機械損傷。

抗壞血酸、NaCl、草酸、丙酮(分析純)、碳酸鈣粉、石英砂、NaHCO3、2，6-二氯靛酚鹽，國藥集團化學試劑有限公司；平板計數培養基(PCA)，青島海博生物技術有限公司。

1.2 儀器與設備

VS-1300L-U型超凈工作臺，蘇凈集團安泰有限公司；CR-400型色彩色差計，日本柯尼卡美能達公司；HWS-24型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司；BCD-252MHV型冰箱，蘇州三星電子有限公司；UV-1102型紫外可見分光光度計，上海天美儀器有限公司；YXQ-LS-30SH型全自動壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實業有限公司；DHP-9162型電熱恒溫培養箱，上海一恒科技有限公司；H-2050R-1型高速冷凍離心機，長沙湘儀離心機有限公司；DBQ-360W型多功能氣調包裝機，上海青葩食品包裝機械有限公司；DHG-9053A型電熱鼓風干燥箱，上海一恒儀器有限公司；PQ 001型臺式脈沖核磁共振分析儀，上海紐邁電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 空心菜預處理

挑選出大小均一、色澤鮮綠、清潔、無明顯缺陷、無病蟲害的空心菜。將挑選好的空心菜用質量濃度1.8 mg/L臭氧水清洗殺菌5 min，然后瀝干，加工成凈菜，然后用消過毒的不銹鋼剪刀剪去莖基部，保留15～20 cm的嫩莖，再將處理好的樣品裝進可熱封的透明保鮮袋中。

參考前人研究成果[9-12]，按照表1的不同氣調包裝方案包裝空心菜樣品。最后將包裝好的樣品放入10 ℃冰箱中冷藏。測定空心菜Vc、葉綠素、水分變化、丙二醛含量、菌落總數等指標，每組3次平行試驗，取其平均值。

表1 不同氣調包裝方案Table 1 Different modified atmosphere packagingtreatment

1.3.2 感官質量評定

參照許娟等[13]的評定方法，略作修改，挑選10名經過培訓過的評定人員對空心菜的外觀、色澤、氣味等方面進行評定，采用數字化評分(1～9分)：9分為顏色光鮮，質地硬挺、平整；7分為顏色較鮮艷、質地略平整、伸展；5分為顏色略微暗淡，小部分葉片發生黃化，輕微萎蔫、腐化，產生輕微異味；3分為大部分葉片發生黃化，大部分葉片萎蔫、腐化，有明顯異味產生；1分為葉片嚴重黃化、腐敗，腐味嚴重。

1.3.3 菌落總數測定

按GB 4789.2—2016《食品衛生微生物學檢驗 菌落總數測定》執行。

1.3.4 理化指標測試及方法

(1)色差變化測定：按照楊沖等[14]的方法測定。

(2)水分變化測定：按照楊沖等[3]的方法測定。

(3)葉綠素含量測定：采用分光光度計測量[15]。

(4)VC含量測定：用2，6-二氯靛酚法[16]。

(5)丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量測定：按照楊沖等[14]的硫代巴比妥酸法測定。

1.3.5 數據分析

各項指標均使用origin8.5軟件進行處理及繪圖，使用SPASS 19.0軟件進行分析(P<0.05為顯著差異)。

2 結果與分析

2.1 對空心菜凈菜感官品質的影響

感官品質是直觀反應樣品品質變化的重要指標。由圖1可知，隨著空心菜貯藏時間的延長，各組樣品感官評分均呈不斷下降趨勢。

圖1 氣調包裝對空心菜凈菜感官品質的影響Fig.1 Effect of modified atmosphere packing on the sensory quality of clean Ipomoea aquatica

貯藏4 d內各組別感官評分均較高，均在8.5分以上，感官品質變化不大，樣品較新鮮。貯藏第8天，B組樣品低于5分，開始發生部分黃化、腐敗。貯藏第8天，D、E組感官評分分別為5.36、5.61，而其他組別感官評分均低于5分，均發生部分黃化、酸敗，樣品有明顯衰敗跡象。可見D、E組氣調包裝工藝有利于保持樣品的感官品質，其中E組樣品感官品質保持最好，其次為D組樣品。

2.2 對空心菜凈菜色澤變化的影響

新鮮果蔬具有各自獨特的生鮮色澤，新鮮空心菜顏色較深，呈墨綠色。蔬菜采后運輸、貯藏、銷售過程中色澤會發生變化，通常引起品質的劣變。通過測量2組樣品葉片的亮度(L)和紅綠度(a)可以了解樣品在貯藏期間色澤變化情況[14]。色澤變化波動越緩慢表明樣品的品質較好。由圖2-A可知各組樣品亮度L先變大后變小。其中A、B、C組樣品貯藏8 d后，L值明顯下降，尤其是B、C組在8～12d內下降顯著。可見低氧(5% O2)氣調包裝不利于樣品后期貯藏，這可能是由于樣品在貯藏后期發生無氧代謝，樣品衰老、顏色迅速變黑，從而引起亮度迅速下降。而CK、D、E、F組樣品在第10天后，L值下降不明顯，而在整個過程中，D、E、F組樣品L值變化較緩慢，尤其是E組樣品亮度變化最緩慢。

圖2 氣調包裝對空心菜凈菜色澤L(a)、a(b)值變化的影響Fig.2 Effect of modified atmosphere packing on color of L(a)、a(b)of clean Ipomoea aquatica

由圖2-B可知各組樣品a值不斷變大，其中B組樣品在第6天后a值顯著變大，級綠度值顯著變小。第10天后，C組樣品a值迅速變大，其次為A組，D、E、F組樣品變化不明顯，A、B、C組樣品a值在后期的顯著變化也可能與發生無氧代謝，導致機體衰敗有關。D、E、F組樣品，特別是E組樣品色澤變化最緩慢，貯藏保鮮效果最佳，原因可能為E組樣品適宜的高氧(10% O2)環境避免了貯藏后期明顯的無氧代謝，又較CK組有較低的代謝速率，因此色澤變化不顯著，品質保存較好，利于貯藏。

2.3 對空心菜凈菜水分變化的影響

新鮮果蔬組織中含有豐富的水分，在采后貯藏期間，水分會發生遷移，引起品質的變化。從圖3中可看到，樣品弛豫時間T2圖譜中均有3個波峰，即樣品中有3種狀態的水分存在：對應的弛豫時間分別為T23(20～1 000 ms)，T22(2～20 ms)，T21(0～2 ms)，根據弛豫時間的長短分別定義為自由水，不易流動水，和結合水[17-18]。

a-貯藏第0天;b-貯藏第6天;c-貯藏第12天圖3 不同氣調包裝下空心菜凈菜水分變化的T2圖譜Fig.3 T2 relaxation spectra about water change of different modified atmosphere packing on clean Ipomoeaaquatic

通過分析不同氣調包裝組樣品冷藏(10 ℃)前期、中期、后期水分變化的T2圖譜，可以看出樣品在采后貯藏期間從鮮嫩狀態、半新鮮狀態到衰敗狀態時葉片中水分遷移情況。通過波峰面積、信號強度以及兩者在樣品貯藏過程中的變化可知，各組樣品中的結合水、不易流動水含量均較低，自由水含量多；貯藏6 d內，各組樣品中的結合水、不易流動水含量變化不明顯，貯藏后期(6～12 d)，各組樣品中的結合水含量下降明顯，特別是B、C組樣品，不易流動水含量變化仍不明顯；各組樣品的自由水含量下降明顯，且貯藏前、中期各組樣之間自由水含量變化差異不明顯，貯藏后期， D、E組樣品中自由水含量最高，其次為CK、F組樣品中自由水含量， A組樣品自由水含量稍低，而B、C組樣品自由水含量最低。這可能是因為B、C、A組樣品氧氣含量較低，樣品在貯藏后期生理代謝紊亂，發生無氧酵解，產生醇、醛等物質，對樣品組織產生破壞作用，在機體衰敗的同時，又可能引起菌落的快速增殖，加快樣品的腐敗，從而導致水分的損失，特別是樣品中自由水的流失；而CK組氧氣含量較高，組織呼吸代謝較旺盛，在后期衰老時，自由水含量下降也相對較快；D、E組氣體比例較適宜，樣品呼吸代謝水平較低的同時，也會在一定程度上避免因低氧而造成組織無氧酵解的發生，使空心菜保持良好的生理代謝活動狀態從而有利于保持水分，其中E組樣品貯藏期間水分遷移速度最慢，保鮮效果最佳。

2.4 對空心菜凈菜維生素C含量的影響

VC，即抗壞血酸，在蔬菜中含量豐富，高達90%的膳食VC來源于果蔬等植物源食品，且具有抗氧化、衰老的能力，因此VC含量既可作為衡量果蔬營養狀況的一個指標，又能作為果蔬抗衰老，抗逆能力的一個指標[19]。由圖4可知，在貯藏期間，各組樣品VC含量均不斷下降。

圖4 氣調包裝對空心菜凈菜VC含量的影響Fig.4 Effect of modified atmosphere packing on vitamin C content of clean Ipomoea aquatica

貯藏第6天前，各組樣品VC含量差異不明顯，貯藏至第12天，各組樣品中VC含量接近于0，其中D、E組樣品中VC的保存較好。D、E、F組樣品可能生理代謝及腐敗速度較慢，因此維生素C消耗較少。各組樣品氣調包裝工藝的差異引起采后衰老程度和采后代謝進程的差異可能是導致維生素C含量存在差異的原因。

2.5 對空心菜凈菜葉綠素含量的影響

葉綠素的含量可作為衡量綠色葉菜色澤品質的重要指標，葉綠素降解是葉片衰老初期最明顯的特征，采后貯藏過程中，葉綠素的降解，色澤品質的劣變進而導致商品性的降低。由圖5可知，在貯藏期間，各組樣品葉綠素含量均呈下降趨勢，貯藏8 d內，各組樣品葉綠素含量差異不明顯(P<0.05)，貯藏12 d時各組樣品中葉綠素含量由高到低的順序為：E>F≈D>A>CK>C>B。可知E、F、D組樣品，尤其是E組樣品中葉綠素含量保存較高，而B、C、CK組樣品，特別是B組樣品葉綠素含量保存最低。葉綠素的降解與樣品衰老密切相關，前文指出，低氧氣調包裝會引起組織發生無氧酵解，引起樣品組織衰老。這可能是因為在貯藏后期，由于B、C、D組樣品低氧包裝加快了樣品組織衰老，從而加快葉綠素降解。對照可能因為組織生理代謝水平較高，而引起葉綠素降解速率加快。

圖5 氣調包裝對空心菜凈菜葉綠素含量的影響Fig.5 Effect of modified atmosphere packing on chlorophyll content of clean Ipomoea aquatica

2.6 對空心菜凈菜丙二醛(MDA)含量的影響

MDA是植物氧化衰敗產生的一種中間產物，與組織的衰老及病害有關，植物在病害及衰老時，細胞中產生超氧陰離子自由基和羥基自由基，能誘導膜脂中不飽和脂肪酸過氧化作用產生脂質自由基，促進脂膜的過氧化作用，從而破壞植物細胞膜結構。MDA含量反映了脂膜過氧化程度，是衡量果蔬品質的重要指標[20-22]。由圖6可知，在貯藏期間，各組樣品中MDA含量均呈不斷上升趨勢，可見，樣品組織細胞脂膜不斷被氧化。貯藏6 d內，各組樣品MDA的含量緩慢升高且各組間含量差異不明顯(P>0.05)，貯藏6 d后，B、C組樣品中MDA含量呈顯著上升趨勢，而CK、A組樣品中MDA含量上升速度低于B、C組，D、E、F組樣品中MDA積累速度較低，特別是E組。可見D、E、F組樣品的氣調包裝工藝有利于抑制貯藏過程中空心菜樣品中MDA含量的積累，有利于保持樣品中組織細胞膜的完整性，利于貯藏保鮮。A、B、C、CK組生理代謝較快，樣品組織中容易積累MDA[22]。

圖6 氣調包裝對空心菜凈菜MDA含量的影響Fig.6 Effect of modified atmosphere packing on MDA content of clean Ipomoea aquatica

2.7 對空心菜凈菜菌落總數的影響

菌落總數是衡量果蔬安全性的重要指標，直接決定果蔬的可食用性，根據張立奎等[23]的研究結果，菌落總數低于6 lg CFU/g，葉菜組織不會發生腐敗。由圖7可知，各組樣品在貯藏過程中菌落總數均呈不斷上升的趨勢，貯藏初期，菌落總數為4.43 lg CFU/g，貯藏4 d內各組樣品菌落總數差異不大。CK、A、B、C、F組樣品在貯藏第5天菌落總數均超過6 lg CFU/g，且顯著高于D、E組樣品(P<0.05)，失去可食用性。D、E組樣品菌落總數在第7天后才超過6 lg CFU/g，開始發生腐敗；可見D、E組樣品的氣調包裝工藝有利于抑制菌落的生長。樣品中菌落增殖的能力可能與樣品自身的抗逆能力以及包裝袋中的氣體環境有關。O2濃度偏低及CO2濃度偏高均容易引起組織呼吸代謝失調，易發生無氧酵解，組織衰老加快，抗逆能力減弱，容易滋生細菌；而D、E組樣品的氣調工藝既避免了較高水平的呼吸代謝速率，又可以抑制組織的無氧酵解，增強了機體對外界菌落抵抗能力，因此菌落增殖能力較低；另外，研究發現，高二氧化碳(10% CO2)氣調包裝工藝能抑制卷心菜切絲上的細菌生長[7]，因此本試驗10%的二氧化碳氣調包裝可能具有同樣效果。

圖7 氣調包裝對空心菜凈菜菌落總數的影響Fig.7 Effect of modified atmosphere packing on total bacteria count of clean Ipomoea aquatica

3 結論

本試驗通過不同氣調包裝工藝對采后經1.8 mg/L臭氧水清洗過的空心菜凈菜包裝處理，在10 ℃溫度下冷藏保鮮，結果表明：空氣包裝以及低氧(5% O2、10%～15% CO2)氣調包裝貯藏均不利于采后空心菜凈菜的保鮮，而適宜的高氧(10% O2、5%～10% CO2)氣調包裝有利于空心菜凈菜的貯藏保鮮，其中10% O2+10% CO2的氣調組合保鮮效果最好，其次為10% O2+5% CO2的氣調組合。通過相關理化指標的測定結果可知：10% O2+10% CO2的氣調包裝工藝可顯著維持空心菜凈菜貯藏期間的感官品質，維持葉綠素、維生素C的含量，延緩水分遷移速率，抑制丙二醛含量的積累，延緩空心菜組織細胞膜的過氧化作用，保持細胞膜的完整性，延緩組織老化，并能有效抑制菌落生長繁殖，與空氣包裝對照組相比，菌落總數延遲2 d達到6 lg CFU/g，延緩空心菜葉片組織的腐敗變質，貨架期達到了7 d。