自發氣調包裝薄膜透氣性對花椰菜低溫貯藏品質的影響

唐月明，高佳,2*，朱永清,2，羅芳耀，李浦，王祖蓮，陳晴

1(四川省農業科學院 農產品加工研究所，四川 成都，610066)2(農業部西南地區園藝作物生物學及種質創制重點實驗室，四川 成都，610066)

花椰菜(BrassicaoleraceaL. var.botrytis)，俗稱花菜、菜花，是十字花科半耐寒蔬菜，為甘藍的變種，其營養豐富，富含蛋白質、碳水化合物、維生素及礦物質[1]。但花椰菜采后呼吸旺盛，極易出現失水萎蔫、質地松軟、花球褐變、腐爛變質等問題，嚴重影響營養和商品價值。因此，探尋花椰菜的有效保鮮技術具有重要意義。

目前國內外對花椰菜的保鮮進行了大量的研究，保鮮方法主要分為化學保鮮[2]和物理保鮮[3]。但由于化學保鮮劑的應用在食品安全衛生方面存在一定爭議，通常生產中更傾向于采用冷藏和氣調等物理保鮮方法。研究表明，花椰菜貯藏溫度越低，品質劣變速率越慢，根據其貨架期預測公式計算，在0 ℃下貯藏78.8 d花椰菜的Vc含量下降至50%，而這一過程在常溫24 ℃下則僅需15.6 d[4]。低溫結合氣調能更顯著地抑制蔬菜呼吸強度，延緩蔬菜衰老。EKMAN等[5]采用3種氣體環境低溫貯藏花椰菜：空氣、10%CO2+11%O2、2%CO2+2%O2，當花椰菜貯藏至第4周，2%CO2+2%O2的處理可顯著改善其外觀品質，延緩貯藏期間失重現象。ARTéS等[6]采用4種薄膜包裝花椰菜于1.5 ℃貯藏模擬物流期1周，在常溫20 ℃模擬貨架期2.5 d，結果表明，厚度為11 mm的低密度聚乙烯包裝花椰菜冷藏期間氣體基本維持在16% O2和2% CO2水平，較好地保持了花椰菜的新鮮度。目前普遍認為花椰菜適宜的貯藏溫度為0～1 ℃,相對濕度為90%～95%，適宜的貯藏氣體成分為2%～5%的O2和1%～5%的CO2[7-8]。

氣調(controlled atmosphere，CA)雖然可以嚴格控制貯藏氣體成分，但CA技術對設備和成本要求高[9]；自發氣調包裝(modified atmosphere packaging，MAP)技術[10]是通過薄膜自身的透氣、透濕等性能來調節包裝產品呼吸代謝速率，形成穩定的氣體貯藏環境，具有貯藏設備要求低、操作簡便、成本低等優點[11-12]。目前的花椰菜MAP保鮮技術更多是篩選不同包裝材料、方式、厚度等，而起重要作用的膜透氣性能參數研究不多，導致無法抓住技術核心進而普及推廣。本試驗擬在(0±0.5) ℃低溫貯藏下，分別采用5種透氣性能梯度的薄膜對花椰菜采后進行自發氣調包裝處理，通過測定花椰菜貯藏期間包裝袋內的O2/CO2含量、感官及生理生化指標變化情況，篩選出適宜花椰菜的低溫MAP保鮮方法，以期為花椰菜采后保鮮技術的實際應用提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料

花椰菜,采摘于四川省成都市金堂縣官倉鎮花菜種植基地。挑選成熟度、顏色、大小一致，無明顯病蟲害，緊致且無小花蕾開放的花椰菜，采收時保留3～4片包葉，當天送至實驗室于(1±0.5) ℃預冷24 h備用。

1.1.2 試驗儀器

CheckMate Ⅱ氧氣/二氧化碳氣體分析儀，丹麥Dansensor公司；CR-400色差儀，日本Konica Minolta公司；Synergy HTX酶標儀，美國BioTek公司；Centrifuge 5424R離心機，德國Eppendorf公司；Gas-Transmission-Tester GTT包裝膜透氣性測定儀，德國Brugger公司。試劑均為分析純，成都市科隆化學品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

將已預冷的花球去掉包葉后，每2朵花球裝入PE薄膜袋中密封包裝(包裝袋尺寸為50 cm×50 cm)，置于低溫(0±0.5) ℃下貯藏。分別于5、10、20、30、40、50、60 d取1次樣品，每次每個處理隨機取5袋共10朵花椰菜進行測定。測定完外觀指標的花椰菜隨機切取花球表面小花蕾部位，將10朵花椰菜切取下來的小花蕾混合并采用液氮粉碎，裝入離心管中于-80 ℃保存，用于理化指標的測定。

表1 試驗設置和包裝膜測定參數Table 1 Test setup and the measured parameters of packaging films

1.2.2 O2和CO2濃度

采用氧氣/二氧化碳氣體分析儀測定，每次測定5個重復(即5袋樣品)，結果取平均值，以體積分數表示。

1.2.3 總體感官評定

由5人組成評價小組于每次取樣后進行評定，每個處理重復評定5袋，分別從總體感官、花球緊實度和異味共3方面進行評定，滿分為5分[6,12]。

表2 感官評定標準Table 2 Sensory evaluation standard

1.2.4 色差

采用色差儀測定花椰菜花球表面L*和b*值。從每朵花球頂部凸起處隨機測定3個數據點，每個處理共測定10朵花球，結果取平均值。L*值表示亮度，b*值為正值表示黃色。

1.2.5 丙二醛含量和可溶性蛋白含量的測定

丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法[13]進行測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法[14]進行測定，重復測定3次。

1.3 數據分析

利用Excel 2007和SPSS 18.0統計軟件進行統計，并對試驗數據采用Duncan多重比較進行差異顯著性分析，顯著水平為P<0.05。

2 結果與分析

2.1 不同MAP包裝袋內氣體成分的變化

花椰菜在(0±0.5) ℃低溫貯藏60 d過程中不同處理的包裝袋內O2和CO2含量呈不同程度變化。如圖1所示，不同透氣性能的包裝袋內O2含量總體均呈現快速下降-緩慢上升后趨于平穩的狀態，CO2含量總體呈現快速上升-緩慢下降后趨于平穩的狀態。其中各處理的包裝袋內氣體成分在貯藏前期呈波動變化，在第3天O2(CO2)含量變化出現一個低峰(高峰)，可能是由于包裝袋內樣品呼吸作用消耗O2、產生CO2的速率大于薄膜O2和CO2氣體的透過速率，導致O2(CO2)快速消耗或積累，而正是包裝袋內O2(CO2)濃度的減少抑制或增加了花椰菜的呼吸作用，從而包裝袋內O2(CO2)含量出現回增或減少。隨后A、B、C處理的包裝袋內氣體成分在貯藏5 d后趨于平穩，D處理在貯藏30 d后趨于平穩，E處理僅在7～10 d內存在平穩狀態。

圖1 花椰菜貯藏過程中不同材料包裝袋內O2、CO2體積分數的變化Fig.1 Changes of oxygen and carbon dioxide volume fractionsin different plastic film packages during cauliflower storage

由于薄膜的透氣性能不同，各處理間的包裝袋內O2和CO2含量在整個貯藏過程中存在顯著差異(P<0.05)。在整個貯藏期間，當包裝袋內氣體含量達到平穩狀態時，不同包裝袋內O2體積分數呈現A(7%～10%)>B(1.6%～3%)>C(0.9%～2.1%)>D(0.4%～1.3%)>E(0.05%～0.7%)，CO2體積分數呈現A(2.6%～4.7%)

總體來看，A、B、C、D處理在貯藏期間均能達到O2/CO2的相對平穩，A、B、C處理的包裝袋內CO2體積分數在貯藏期間始終低于10%，D和E處理的包裝袋內CO2體積分數在貯藏期間存在超過10%的情況。

2.2 不同MAP處理花椰菜貯藏期間總體感官變化

不同MAP處理花椰菜的總體感官、花球緊實度、異味均隨貯藏時間延長而呈不同程度的降低，如圖2所示。A、B、C處理的花椰菜總體感官顯著優于D、E處理(P<0.05)，其中B處理在貯藏50 d總體感官仍在3分以上，具有一定商品價值，D、E處理的花椰菜在貯藏第30天就已失去商品價值。在花球緊實度方面，A、B處理的花球在貯藏期間均表現為較緊密飽滿，評分依次顯著高于C、D、E處理(P<0.05)。在異味方面，隨著薄膜透氣性能越差，花椰菜出現異味程度越明顯，這與包裝袋內CO2濃度變化較為一致，CO2濃度越高，出現異味情況越嚴重。

圖2 不同包裝材料對花椰菜貯藏過程中總體感官的影響Fig.2 Effects of different plastic film packages on the overall sense of cauliflower during storage

綜合各感官評定結果，A和B處理的花椰菜保鮮效果最好，C、D、E處理的花椰菜隨著薄膜氣體透過量越小，其各項感官指標越差。有研究表明，在CO2含量為20%(體積分數，下同)，O2含量分別為80%、50%、20%氣體組成環境中，鮮切青椒消耗的O2分別為167.1、162.5、132.9 nmol/(kg·s)，呼吸速率隨O2含量的增加而增加[17]。根據本試驗A、B處理的包裝袋內CO2含量分別平均在3.8%和5.3%左右，O2含量分別平均在8.8%和3.0%左右，結合前人研究，在CO2濃度相當時，過高的O2會促進花椰菜的呼吸作用，加快其衰老的結果，這較好的解釋了B處理的花椰菜總體感官優于A處理的原因。貯藏過程中包裝袋內的異味物質明顯增多，已有研究表明氣調貯藏過程中，高CO2或低O2會造成果蔬無氧呼吸產生乙醇、乙醛等異味物質[18]。孫志文等[19]研究認為，50% CO2+ 50% O2處理西蘭花乙醇和乙醛含量在貯藏過程中迅速增多。但同時也有研究表明，在貯藏過程中適宜的高濃度O2可以有效緩解西蘭花異味物質的產生[20]，或是通過氣調保鮮的后續效應減少乙醇、乙醛的積累，減少異味的產生[21]。因此，在氣體包裝袋開封后B處理的花椰菜會隨著氣調保鮮的后續效應，異味情況可以得到好轉。

2.3 不同MAP處理花椰菜貯藏期間色差的變化

花球色澤的變化是直接影響消費者的選擇，通過測定貯藏期間各處理花椰菜花球表面色差值可知(圖3)，各處理的花椰菜花球表面均不同程度出現L*值下降和b*值上升的趨勢，即花球表面變暗，由乳白色漸變為淺米色、米色、米黃色、黃褐色。

圖3 不同包裝材料對花椰菜貯藏過程中色差L*、b*的影響Fig.3 Effects of different plastic film packages onL*,b* of cauliflower during storage

自發氣調包裝處理的花球表面L*值、b*值較未包裝的CK處理有明顯差異。就L*值而言，貯藏前20 d各包裝處理之間差異不顯著(P>0.05)；貯藏30～50 d，B處理的花球表面色差亮度顯著高于其他處理(P<0.05)，其他處理的花椰菜隨薄膜氣體透過量越小，花球表面色澤越暗。就b*值而言，貯藏期間隨薄膜氣體透過量增加，花球表面黃色越明顯。其中D、E處理的花球表面b*值變化幅度較小，但其L*值在貯藏20 d后急劇下降，這可能是由于這2種包裝袋內積累CO2含量過高所致。ROMO-PARADA等[7]評估15% CO2預處理花椰菜10 h后的保鮮效果，前處理會導致花椰菜組織損傷，表現為褐變、軟化。GRZEGORZEWSKA等[22]對花椰菜在0～1 ℃下采用不同包裝方式處理試驗表明，隨包裝袋內CO2濃度越高，花球色澤越暗。

2.4 不同MAP處理花椰菜貯藏期間丙二醛含量的變化

丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量是判定果蔬膜脂過氧化強度和膜系統傷害的重要指標之一，MDA含量越多，細胞膜損傷越嚴重，從而導致細胞加速衰敗[23]。如圖4所示，在整個貯藏期間，花椰菜的MDA含量大體呈現如下規律：A

圖4 不同包裝材料對花椰菜貯藏過程中MDA含量變化的影響Fig.4 Effects of different plastic film packages on MDAcontent of cauliflower during storage

2.5 不同MAP處理花椰菜貯藏期間可溶性蛋白含量的變化

蛋白質是人體必需的三大營養之一，是衡量蔬菜營養價值的重要指標。如圖5所示，隨貯藏期的延長，各處理的花椰菜蛋白質含量呈不同程度降低，貯藏至60 d，各處理的花椰菜蛋白質含量均已降解15.3%以上。其中D、E處理的花椰菜可溶性蛋白含量在整個貯藏期間均處于較低的水平，貯藏第5天后E處理花椰菜蛋白質降解了約19.9%，可能是D、E處理的高濃度CO2對花椰菜造成傷害，導致蛋白質快速降解。A、B、C處理花椰菜的可溶性蛋白含量差異不顯著(P>0.05)，但在大部分貯藏期間呈現A

圖5 不同包裝材料對花椰菜可溶性蛋白質含量變化的影響Fig.5 Effects of different plastic film packages on solubleprotein content of cauliflower during storage

3 結論

MAP保鮮技術是通過薄膜的透氣性能來調控蔬菜貯藏環境中氣體成分組成，達到合適的O2/CO2比例從而有效抑制果蔬的呼吸作用，延長其貯藏壽命[27]。當花椰菜貯藏的微氣體環境不適合時，包裝膜透氣性參數與花椰菜感官品質密切相關。本試驗條件下，由于C、D、E處理的包裝袋透氣性能差，使包裝袋內花椰菜受到低氧脅迫，產生無氧呼吸，積累有毒代謝產物，致使貯藏后期花椰菜已不具備商品性，且當CO2體積分數超過10%即會對花椰菜產生傷害。總之，B處理可以較好地保持貯藏過程中花椰菜的外觀品質和營養品質，可在(0±0.5) ℃低溫貯藏下有效延長花椰菜保鮮期至50 d，成本低且操作簡便。