呂償,李林,曹玉華,馮甜甜,郭嘉明
1. 廣東白云學院機電工程學院(廣州 510450);2. 華南農業大學工程學院(廣州 510642)
上海青(Brassica rapavar. Chinensis)為十字花科蕓薹屬葉菜。新鮮的上海青碧綠鮮嫩,營養價值高[1],富含維生素和抗氧化物質,然而它的翠嫩特質使之容易失水或受機械損傷而加速老化,常溫儲藏3~4 d就會黃化萎蔫,是采后損失較嚴重的葉菜之一[2],嚴重影響營養價值和商業價值。低溫貯藏是一種常見果蔬保鮮方式,文獻[3]研究表明,大部分葉菜低溫貯藏的適宜溫度為0~5 ℃。文獻[4-5]研究指出在葉菜貯藏過程中,適當濕度有利于其保鮮品質。文獻[6-7]指出氣調包裝技術的保鮮方式能有效延長葉菜貨架壽命,主要通過適當減少氧濃度,增加二氧化碳濃度,抑制其呼吸作用,達到保鮮效果。文獻[8]研究表明在果蔬采摘之初,有效噴淋預冷能使果蔬快速冷卻,釋放田間熱,降低酶與微生物活性,延長保鮮時間。文獻[9-10]針對果蔬采摘后保鮮方式,采用真空冷卻方式觀察上海青葉片表面溫度。在國內外研究中探討諸多針對果蔬保鮮的環境影響參數延長其貯藏品質,對上海青同時進行低溫、控制濕度及氣調包裝優化其貯藏環境參數鮮有研究。
為此,在智能嵌入式果蔬氣調試驗平臺上,研究低溫、溫濕雙控、氣調3種不同保鮮環境參數對上海青貯藏品質的影響,以期為上海青貯藏品質環境參數優化提供參考。
上海青(廣州市白云區江高鎮某蔬菜大棚于早晨7點采摘,2 h內運回冷鏈物流技術實驗室,挑選品質上佳,葉片翠綠且無明顯干蔫、折斷,大小相近的樣品,立即用吸水性較強布料擦外部水分)。
色差儀(CR-400);電子天平(BSA 224S-CW,精度0.1 mg,量程220 g);葉綠素儀(SPAD-502 PLUS);智能嵌入式氣調試驗臺(試驗箱體、制冷系統、液氮充注氣調系統、超聲波加濕系統、換氣系統和變風量通風系統等組成,其中試驗箱體為保溫箱體單元間,制冷系統包含機械制冷機組、前置溫度傳感器、后置溫度傳感器等,液氮充注氣調系統包含液氮汽化裝置、氧氣體積分數傳感器等,換氣系統包含進氣電磁閥、排氣電磁閥,超聲波加濕系統包含加濕水箱、超聲波霧化振子、水霧導流裝置,變風量通風系統包含直流風機、風機調速器等)。
1.2.1 試驗準備
將挑選好的上海青隨機分組,分成3組,每組含有8個試驗樣品,將每個試驗樣品放入事先標注好位置的塑料架上,分別放入1,2和3號智能嵌入式氣調試驗臺腔體中(每臺智能嵌入式氣調試驗臺含有2個試驗腔體,每次試驗使用2臺該試驗臺)。結構示意圖如圖1所示。試驗設備和試驗樣品確認無誤后對3組試驗樣品設置不同環境參數,1號腔體設置低溫貯藏(RA,3~5 ℃);2號腔體設置低溫貯藏(RA+RH,3~5 ℃,相對濕度90%~95%);3號腔體設置氣調貯藏(CA,冷藏溫度3~5 ℃,O2濃度8%~10%,相對濕度90%~95%),試驗平臺運行15 d,每2 d取出上海青試驗樣品進行測試。測試指標包括:失重率、葉綠素含量、顏色參數(L*、a*、b*)、感官評定。

圖1 智能嵌入式氣調試驗臺結構示意圖
1.2.2 失重率
上海青在貯藏過程中的失重率(Δm)按式(1)進行計算。

式中:m0為上海青初始質量,g;m1為不同貯藏方式后上海青質量,g。
1.2.3 葉綠素測定
采用手持式SPAD-502 PLUS葉綠素儀,在每棵上海青葉片上選取至少5個完好無損的葉片進行測試,求其平均值。
1.2.4 顏色參數
采用手持式CR-400色差儀對顏色參數(L*、a*、b*)進行測定,在每棵上海青上選取無明顯損傷且在眾多葉片中較為蔥綠的葉片進行測定,因上海青葉片上帶有白色葉莖,在測試時避開白色葉莖,測試點選擇在距離葉片頂部1/3位置隨機3個測試點,如圖2所示,虛線以外為測試區,測其參數L*(亮度)、a*(紅度和綠度)、b*(黃度和藍度)。

圖2 上海青顏色測定位置示意圖
1.2.5 感官評定方法
在設置感官評定時鑒于上海青屬于葉菜范疇,以感官評定或化學指標為變量[11-13],并結合文獻[14-15]對葉菜感官評定的研究,制定上海青感官評定(表1),根據上海青的色澤、形態、氣味設置5個等級,每項滿分4分,低于2分視為臨界值,不可接受。

表1 上海青感官評定表
果蔬中往往含有大量的水分,采摘之后在貯藏過程中水分極易損失,尤其對于葉菜而言,其葉片較大且薄,水分損失后營養價值下降又影響其銷售品相,文獻[16]研究表明,果蔬質量損失率大于5%時,其新鮮程度則嚴重下降。針對上海青研究3種保鮮模式下失重率變化,如圖3所示,由試驗結果表明,在整個試驗期間(14 d),氣調(CA)保鮮模式下上海青質量失重率最低,歷經14 d,其質量損失率為4.8%,基本不影響其營養價值和銷售品相,能夠保持較好的新鮮度。低溫貯藏(RA)模式下其質量失重率最高,達27.33%,由于其水分損失過多,嚴重影響其營養價值和銷售品相。貯藏時間在7 d之內,溫濕雙控(RA+RH)保鮮模式其質量失重率為1.48%,遠低于5%,能夠保持其原有的新鮮度,7 d之后其質量失重率明顯加快,在第8天取樣測試時期失重率達5.79%,在后期測試中失重率明顯加快,歷經14 d,失重率達25.70%。相較于低溫、溫濕雙控2種保鮮模式,氣調保鮮模式則優勢明顯,貯藏時間在7 d以內失重率為1.99%,歷經14 d亦能使上海青保持較低的質量損失率。

圖3 上海青質量失重率隨時間變化
上海青在采摘之后葉片中葉綠素含量下降是葉片出現黃化和衰老的重要特征[17]。3種保鮮模式下,其葉綠素含量變化如圖4所示,結果表明,在前7 d,溫濕雙控(RA+RH)和氣調(CA)保鮮模式相較于低溫(RA)保鮮模式優勢明顯,在氣調保鮮模式下,葉綠素含量未出現明顯下降,優勢明顯,控制腔體O2體積分數8%~10%,能有效抑制上海青自呼吸,延緩葉片黃化與衰老,一定情況下葉綠素含量有增加趨勢。在低溫(RA)保鮮模式下,葉綠素含量在前7 d呈緩慢下降趨勢。而在7 d后溫濕雙控(RA+RH)和氣調(CA)保鮮模式相較于低溫(RA)保鮮模式期葉綠素含量下降較快,溫濕雙控(RA+RH)保鮮模式則由60.4%降至36%,此時葉片已出現明顯黃化。低溫(RA)保鮮模式葉綠素含量下降則相對平緩。

圖4 葉綠素質量分數隨時間的變化
不同保鮮模式對上海青葉片色差(L*、a*、b*值)變化影響情況分別如圖5~圖7所示,L*值是表征上海青葉片亮度值,結果發現,在前6 d測試中,溫濕雙控(RA+RH)保鮮模式下上海青葉片亮度明顯低于低溫(RA)與氣調(CA)保鮮模式,3種保鮮模式下其L*值緩慢上升,氣調(CA)保鮮模式具有微弱優勢,其值為38.92。后期測試數據表明,氣調(CA)保鮮模式下其L*值持續穩定上升,即該種保鮮模式下上海青葉片品質相對穩定。a*值表征上海青葉片紅度和綠度,a*值隨時間變化的曲線為逆序排列,結果表明在前8 d,3種保鮮模式下上海青葉片a*值幾乎相等,分別為-11.32(RA),-11.29(RA+RH)和-11.30(CA),在第8天之后氣調(CA)保鮮模式下a*值最小,即上海青葉片綠度最高。b*值表征了上海青葉片的黃度和藍度,測試結果發現,在前8 d的測試中,上海青葉片的黃度逐步上升,3種保鮮模式下b*值比較接近,第10天取樣測試時,氣調保鮮模式的優勢逐漸顯現,明顯低于低溫、溫濕雙控2種保鮮模式。在12 d后3種保鮮模式下上海青葉片其b*值相差較少,分別為22.01(RA),19.8(RA+RH)和22.86(CA)。
3種保鮮模式下感官評定值如圖8所示,結果表明,3種保鮮模式隨著貯藏時間增加其感官品質均逐步下降,結合表1,感官品質臨界值為2,色澤、形態、氣味3項總分為6。由圖8可知,貯藏6 d時氣調、溫濕雙控保鮮模式感官評定值分別為9分和7分,達到感官評定對上海青品質的要求,而低溫保鮮模式其感官評定值下降較快,在試驗第6天時,低于感官評定值臨界點。

圖5 不同保鮮模式對上海青葉片L*值變化的影響

圖6 不同保鮮模式對上海青葉片a*值變化的影響

圖7 不同保鮮模式對上海青葉片b*值變化的影響

圖8 上海青感官評定值隨時間的變化
隨著貯藏時間增加,氣調保鮮模式優于低溫、溫濕雙控2種保鮮模式,研究結果表明通過控制貯藏腔體內O2體積分數,能有效抑制上海青在貯藏過程中水分丟失,歷經14 d氣調保鮮,上海青質量損失率為4.81%,較好地保證其營養價值和口感,相較于低溫保鮮模式其質量損失率為27.33%,氣調保鮮模式優勢尤為明顯;在氣調保鮮模式下,通過測試其葉片色澤和感官評定值發現,氣調保鮮模式能有效防止上海青葉片黃化與腐爛,較好延長上海青貯藏時間。
就保鮮時間段而言,貯藏時間在6 d以內,觀察上海青失重率、b*值、葉綠素質量分數發現,氣調保鮮模式跟溫濕雙控保鮮模式對比優勢不大,分別為1.48%(CA)和1.99%(RA+RH);由此可見,在短期貯藏情況下可適當考慮溫濕雙控保鮮模式更為經濟。氣調保鮮模式對于低溫保鮮模式而言,根據測試結果發現氣調保鮮模式下上海青各項測試指標優勢較明顯。
研究3種保鮮模式對上海青貯藏品質變化規律,探索一種較為合理的上海青保鮮模式,為上海青在較長貯藏時間內如何選擇保鮮模式提供參考。而試驗選擇保鮮溫度、濕度、O2體積分數時參考諸多文獻中關于葉菜保鮮的最佳參數,故保鮮模式存在一定局限性。后續需對同一O2體積分數下不同溫度對上海青貯藏品質的影響、不同包裝方式對上海青貯藏品質的影響開展研究,完善上海青保鮮模式與貯藏時間之間關聯,提高研究結論適用性。