低溫結合氣調包裝處理對鮮切胡蘿卜品質的影響

李麗，易萍，孫健*，李昌寶*，唐杰，辛明，周主貴，何雪梅，肖占仕，饒川艷，盛金鳳，鄭鳳錦，劉國明，零東寧

1(廣西壯族自治區農業科學院農產品加工研究所，廣西 南寧， 530007)2(廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，廣西 南寧， 530007)

鮮切蔬菜具有新鮮、方便、衛生環保和安全等特點，是現代蔬菜消費的新趨勢[1-2]。鮮切蔬菜在加工過程中通常要經過修整、切分、清洗殺菌、包裝等處理環節，使加工后蔬菜產品具有即食性。胡蘿卜是目前國內外比較常見的鮮切蔬菜產品品種之一，快餐行業以及超市需求量非常大[3]。但鮮切胡蘿卜經一系列加工處理后，會損害細胞的組織結構，容易導致微生物污染和繁殖，并導致胡蘿卜中大量營養成分的流失，為鮮切胡蘿卜產品的貯藏保鮮加大了難度，并影響產品銷售中的質量[4-5]，制約了鮮切胡蘿卜產業的發展。因此，亟需開展鮮切胡蘿卜貯藏保鮮新技術的研究，保證鮮切胡蘿卜貯藏過程中的品質并延長其貨架期。

氣調包裝(modified atmosphere packaging，MAP)技術是一種新型食品包裝技術，較適用于鮮切果蔬的保鮮[6]。前期研究表明氣調包裝工藝(10% O2+10% CO2+80% N2) 適合空心菜凈菜的采后貯藏，可以有效地保持其感官品質，維持VC和葉綠素含量，抑制丙二醛積累，延緩水分遷移，抑制細菌生長繁殖，延緩腐敗，并抑制組織氧化衰老，較對照組空氣包裝相比，貨架期延長了2 d[7]。朱銳等[8-9]采用100% CO2氣調包裝鮮切藕片、鮮切茭白可有效延長貨架期。采用低O2高CO2(5%O2+10%CO2+85%N2)的包裝能使鮮切杭白菜的貯藏期達到了15 d以上[10]。貯藏溫度是保持鮮切果蔬品質的重要條件之一，低溫貯藏是目前有效的鮮切果蔬保鮮手段之一。采用3% O2+10% CO2氣體比例和BOPP/PE包裝材料對鮮切生菜進行氣調包裝，在4 ℃條件進行貯藏，可使鮮切生菜的保鮮期由4～5 d延長至14 d[11]。目前采用低溫結合氣調包裝貯藏方法進行鮮切胡蘿卜保鮮的報道較少。王成等[12]研究了超高氧高阻隔膜氣調包裝對鮮切胡蘿卜品質的影響，表明超高氧氣調包裝顯著增加了鮮切胡蘿卜的失重率、呼吸強度，同時加速了VC、總胡蘿卜素含量的損失，但能提高多酚類物質含量，結果表明高阻隔膜超氧氣調包裝不能有效地維持鮮切胡蘿卜的品質。氣調包裝技術在鮮切胡蘿卜貯藏中的應用還有待研究。本文研究了低溫處理結合氣調包裝對鮮切胡蘿卜貯藏品質的影響，旨在找到一種有效的保持鮮切胡蘿卜貯藏品質的技術，為新興保鮮方式的大規模應用提供理論基礎和參考數據，從而推動鮮切蔬菜產業的發展。

1 材料與方法

1.1 原料

胡蘿卜，“連天紅”品種，生長90 d，購于廣西農墾國有東湖農場，外觀完整，粗細均勻、表面光滑、無損傷、無蟲害、無腐爛，新鮮度、成熟度和大小基本一致。

NaOH、酚酞、鄰苯二甲酸氫鉀、丙酮、HCl、氨水、亞鐵氰化鉀、ZnSO4、正辛醇等,均為分析純，天津市大茂化學試劑廠；二氧化氯(粉狀，含活化劑)，山東華實藥業有限公司；次氯酸鈉，天津市郁峰化工有限公司。

1.2 主要儀器設備

MAP-V200氣調包裝機,上海炬鋼機械制造有限公司；HH-32恒溫水浴鍋,金壇市醫療儀器廠；UV—6100紫外可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責任公司；PAL-1用手持式數顯糖度計,北京金科利達電子科技有限公司；MQT-60R全溫振蕩搖床,上海旻泉儀器有限公司；JT5003A電子天平,余姚市金諾天平儀器有限公司；LDZX-75KBS立式壓力蒸汽滅菌器,上海申安醫療器械廠；Salvis N118生化培養箱,北京博勵行儀器有限公司；Sw-Cj-1FD單人單面潔凈操作臺,蘇州蘇治凈化設備有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 鮮切胡蘿卜保鮮工藝流程

鮮切胡蘿卜保鮮工藝流程如下：

胡蘿卜→預冷→挑選、整理→沖洗→切割→清洗→瀝干→氣調包裝→貯藏

1.3.2 鮮切胡蘿卜保鮮處理

胡蘿卜采摘后立即放入4 ℃冷庫預冷(相對濕度90%)12 h，實驗前取出。實驗時，從購得的胡蘿卜中選取粗細均勻、無病害的樣品，經人工削皮切分處理，切片厚度約為4 mm。切片后裝入250 mL 的氣調包裝盒內，馬上進行氣調包裝，每盒質量為200 g，每個處理組做3 個重復。氣體組成分別為5% O2+5% CO2+90% N2、5% O2+10% CO2+85% N2、10% O2+5% CO2+85% N2，對照組進行空氣包裝，樣品包裝后在(4±1) ℃,相對濕度90%條件下進行貯藏，之后每隔3 d 取樣測定。

1.3.3 測定指標及方法

1.3.3.1 感官質量評價

參考王丹等[3]的方法并稍作修改，采用九分制評分法。每次取樣安排30名感觀評定員參照表1對鮮切胡蘿卜氣味、色澤、組織結構等感官質量進行綜合的評分。隨機選用30名感觀評定員進行評價打分，使用平均分，總分值在9到1之間，9分表示鮮切胡蘿卜較新鮮，1分表示鮮切胡蘿卜已經完全腐爛，5分以下的鮮切胡蘿卜表示已經不可食用。

表1 鮮切胡蘿卜感官質量評價表Table 1 Standard score for sensory analysis of fresh-cut carrot

1.3.3.2 失重率測定

采用差重法[12]，以貯藏期間鮮切胡蘿卜失去的水分質量占初始質量的比例表示質量損失率。

1.3.3.3 可溶性固形物含量測定

采用PAL-1用手持式數顯糖度計測定鮮切胡蘿卜可溶性固形物含量。每次測定3個值，最后取平均值。

1.3.3.4 抗壞血酸含量測定

抗壞血酸的含量的測定采用曹建康等[13]的方法，單位為mg/100g，每次取樣5.0 g，結果以鮮切胡蘿卜鮮質量計。

1.3.3.5 胡蘿卜素含量的測定

稱取5.0 g樣品加入25 mLV(石油醚)∶V(丙酮)=1∶1混合液進行研磨提取，將胡蘿卜提取液過濾到裝有10 mL蒸餾水的分液漏斗中，蓋上塞子振搖1 min萃取，隨后靜置2 min，待水相與石油醚相出現明顯分層后，緩緩去除水相，將萃取得到的石油醚相倒入25 mL棕色容量瓶，然后向分液漏斗倒入適量的石油醚潤洗，重復3 次，一起并入容量瓶中，即為最終的提取液。測定得到的提取液在451 nm波長處的吸光度，胡蘿卜素含量單位為mg/100g，結果以胡蘿卜鮮質量計[14]。

1.3.3.6 丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量的測定

MDA含量采用硫代巴比妥酸法[13]進行測定，取2.0 g鮮切胡蘿卜樣品用三氯乙酸溶液提取，測定提取液在450、530和600 nm處吸光度，結果以μmol/g表示。

1.3.3.7 菌落總數測定

鮮切胡蘿卜菌落總數的測定參照GB 4789.2—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》的方法進行。

1.3.3.8 超氧化物岐化酶和過氧化氫酶活性的測定

超氧化物岐化酶(superoxide dismutase，SOD)酶活性參照LI等[15]的方法進行測定，以抑制NBT光化還原50%為1 個酶活力單位，結果以U/g FW表示；過氧化氫酶(catalase，CAT)酶活性參照SONG等[16]的方法進行測定，以反應液每分鐘在240 nm波長處吸光度變化0.001為1個酶活力單位，結果以U/g FW表示。

1.3.4 數據處理

應用Origin 8.1軟件做圖，進行數據分析，所有數據為3次重復實驗的平均值±標準誤差；使用SPSS Statistics 19軟件對數據進行統計分析，利用鄧肯氏新復極差法比較因素水平間的顯著性方差分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 低溫結合氣調包裝處理對感官品質的影響

感官品質是評定鮮切果蔬品質的指標，能直接、簡單的判斷鮮切果蔬品質好壞[17]。由圖1可以看出，不同包裝方式的鮮切胡蘿卜感官品質均隨著貯藏時間的增長而逐漸降低，在在貯藏第15天時，對照組處理胡蘿卜白化現象明顯并出現了腐爛。與對照組相比，氣調包裝均可以減緩鮮切胡蘿卜感官品質的下降，但效果不同，5% O2+10% CO2+85%N2處理的鮮切胡蘿卜感官品質高于其他處理組，直到貯藏期結束仍能保持良好的感官品質，感官評分為6.89，鮮切胡蘿卜為紅色，無白化現象，仍具有胡蘿卜的清香味。本處理能更好地保持鮮切胡蘿卜的色澤、風味和組織結構等品質，原因是通過5% O2+10% CO2+85%N2處理后，抑制了鮮切胡蘿卜的呼吸強度，減緩生理代謝速度和微生物的生長，從而提高其貯藏存品質；5% O2+5% CO2+90% N2和對照組的鮮切胡蘿卜貯藏期結束后感官評分已經低于5分，不可食用。

圖1 不同處理對鮮切胡蘿卜感官品質的影響Fig.1 Effects of different treatments on sensory quality of fresh-cut carrots

2.2 低溫結合氣調包裝處理對失重率的影響

水分散失是影響鮮切蔬菜品質的重要原因。如圖2所示，在貯藏的過程中，鮮切胡蘿卜的失重率均呈現不斷上升的趨勢。這是由于鮮切之后處理造成的機械傷會促進胡蘿卜的呼吸作用，加速了鮮切胡蘿卜的衰老，從而造成物質的消耗，導致胡蘿卜隨貯藏時間的增加失重率不斷地上升。與其他處理相比5% O2+10% CO2+85% N2處理后，明顯抑制了鮮切胡蘿卜失重率的升高，有效地保持了鮮切胡蘿卜的品質，在貯藏第15天時失重率僅為4.79%，低于其他處理組，在貯藏過程中5% O2+5% CO2+90% N2和10% O2+5% CO2+85% N2處理組失重率差異不大，氣調包裝過程中，CO2含量占重要的地位，當CO2含量為10%時，能夠抑制鮮切胡蘿卜在貯藏過程中生理代謝，抑制失重率的上升，保持鮮切胡蘿卜的品質。

圖2 不同處理對鮮切胡蘿卜失重率的影響Fig.2 Effects of different treatments on weight loss rate of fresh-cut carrots

2.3 低溫結合氣調包裝處理對可溶性固形物的影響

可溶性固形物主要是指果蔬中的可溶性糖類，是衡量鮮切果蔬品質的重要指標之一。如圖3所示，鮮切胡蘿卜在可溶性固形物的含量隨貯藏時間的延長呈現明顯下降的趨勢，這可能是由于貯藏期間鮮切胡蘿卜仍然進行著生命代謝活動，這些代謝活動使消耗的糖類物質逐漸增加，而通過氣調貯藏處理可抑制鮮切胡蘿卜的生命代謝活動，從而延緩可溶性固形物含量的下降。在貯藏第15天時，5% O2+10% CO2+85% N2處理組效果最好，可溶性固形物含量為6.85%，比對照組高27.56%。

圖3 不同處理對鮮切胡蘿卜可溶性固形物的影響Fig.3 Effects of different treatments on soluble solids in fresh-cut carrots

2.4 低溫結合氣調包裝處理對抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸是果蔬中的重要營養成分，隨貯藏時間的延長果蔬中的抗壞血酸會被分解，合適的保鮮方式能夠抑制抗壞血酸的分解維持果蔬的營養成分含量[18]。如圖4所示，鮮切胡蘿卜抗壞血酸含量隨著貯藏時間的延長逐漸降低，貯藏6 d后抗壞血酸含量明顯下降，經氣調包裝處理后，因將氣體環境中的O2和CO2調低到合適的比例，抑制了鮮切胡蘿卜生理代謝和微生物的生長，減少了抗壞血酸的氧化和流失，故相對空白處理，氣調包裝可顯著地延緩鮮切胡蘿卜的抗壞血酸含量的下降。氣調包裝處理5% O2+10% CO2+85% N2時抗壞血酸含量最高，效果最佳，第15天時抗壞血酸的含量比對照組高2.35 mg/100g，有效地阻止了抗壞血酸的流失。

圖4 不同處理對鮮切胡蘿卜抗壞血酸含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on ascorbic acid content in fresh-cut carrots

2.5 低溫結合氣調包裝處理對胡蘿卜素含量的影響

胡蘿卜中含有豐富的類胡蘿卜素，如葉黃素、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素等，類胡蘿卜素含量與胡蘿卜的色澤變化密切相關，同時也是鮮切胡蘿卜品質的重要評價指標之一[19]。從圖5可以看出，在貯藏過程中胡蘿卜素含量呈現下降的趨勢，在貯藏第12天之后，下降速率增加。主要原因是在貯藏期間，切分后的胡蘿卜表面接觸到氧氣和光，發生了自動氧化反應而導致總胡蘿卜素含量下降。對照組胡蘿卜素含量下降的幅度最大，第15天時減少了55.46%，5% O2+10% CO2+85% N2處理組胡蘿卜素含量最高為3.13 mg/100 g，說明氣調處理可有效抑制胡蘿卜素的分解。

圖5 不同處理對鮮切胡蘿卜胡蘿卜素含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on carotene content of fresh-cut carrots

2.6 低溫結合氣調包裝處理對MDA含量影響

MDA是細胞膜質過氧化的產物，與細胞膜的完整性密切相關，MDA含量增加，膜質過氧化程度加劇，使細胞結構破壞，加速了細胞的衰老死亡[20]。如圖6所示，在貯藏過程中，MDA含量呈現上升趨勢。由于在鮮切處理時，胡蘿卜組織被破壞，在后期貯藏過程中鮮切胡蘿卜不斷地進行代謝活動，加快了膜脂氧化反應，使得MDA在植物體內積累，MDA含量隨著氧化損傷程度的增大而增加。5% O2+10% CO2+85% N2處理組MDA含量上升緩慢，并顯著低于對照組，在第15天時，MDA含量0.39 μmol/g，低于對照組52.92%。說明5% O2+10% CO2+85% N2處理組可有效抑制丙二醛的積累，延緩膜質過氧化反應和衰老過程。

圖6 不同處理對鮮切胡蘿卜MDA含量的影響Fig.6 Effects of different treatments on MDA content in fresh-cut carrots

2.7 低溫結合氣調包裝處理對菌落總數影響

鮮切蔬菜的品質安全與微生物密切相關。由圖7可以看出，在整個貯藏期間，對照組的菌落總數始終高于各氣調包裝處理組，結果表明氣調包裝處理可以抑制鮮切胡蘿卜中各種微生物的生長和繁殖，主要原因是CO2氣體具有抑制大多數細菌和霉菌生長繁殖的作用。其中，以5% O2+10% CO2+85% N2處理組對菌落總數增長的抑制作用最為明顯，貯藏期結束時，5% O2+10% CO2+85% N2處理組鮮切胡蘿卜菌落總數小于106CFU/g，被細菌污染程度較低，仍可食用[14，21]。由此可見，5% O2+10% CO2+85% N2氣調包裝能較好地抑制樣品中微生物的繁殖，延緩樣品的品質劣變，延長產品的保質期。

圖7 不同處理對鮮切胡蘿卜菌落總數影響Fig.7 Effects of different treatments on the total number of colonies in fresh-cut carrot

2.8 低溫結合氣調包裝處理對SOD活性影響

SOD是生物體內一種抗氧化金屬酶，普遍存在于動植物與微生物體內。SOD能夠清除超氧自由基，可以與CAT等酶來協同作用防御活性氧或其他過氧化物自由基對生物體細胞膜系統的傷害，從而減少自由基對有機體的毒害[22]。如圖8所示，在貯藏過程中，SOD活性隨著保鮮時間延長呈先升高后逐漸降低的趨勢。對照組的SOD活力在第9天時達到峰值，而氣調包裝處理組則均處于上升狀態，也一直高于對照組。這表明在鮮切作用的基礎上氣調包裝處理進一步提高了SOD活性，并且延長了SOD活性提高的時間。5% O2+10% CO2+85% N2處理組SOD活性始終高于其他處理組，在第15天時達到了0.55 U/g。說明氣調包裝處理對鮮切胡蘿卜的SOD活性起到提升的作用，延緩了細胞衰老過程。

圖8 不同處理對鮮切胡蘿卜SOD活性影響Fig.8 Effects of different treatments on SOD activity of fresh-cut carrots

2.9 低溫結合氣調包裝處理對CAT活性影響

CAT普遍存在于細胞的過氧化物體內，它能催化體內積累的過氧化氫分解為水和分子氧，從而減少過氧化氫對植物組織可能造成的氧化傷害[23]。由圖9可以看出，在貯藏過程中，CAT活性隨保鮮時間的延長呈先升高后逐漸下降的趨勢，在第9天時，各組的CAT值均達到峰值。氣調包裝處理能在整個貯藏期間內較對照組顯著提升CAT的活性，并且5% O2+10% CO2+85% N2處理組CAT活性最高，在貯藏15 d 時為36.5 U/g，說明氣調包裝處理可以有效提高鮮切胡蘿卜抗氧化酶類的活性，達到清除活性氧，提高抗氧化活性的作用，有效防止鮮切果蔬氧化傷害。

圖9 不同處理對鮮切胡蘿卜CAT活性影響Fig.9 Effects of different treatments on CAT activity of fresh-cut carrots

3 結論與討論

果蔬經過鮮切后，表皮受損、細胞結構遭到破壞，汁液外流導致營養成分流失,并容易遭受微生物侵染而發生腐敗變質。包裝方式是影響鮮切果蔬品質和貯藏期的關鍵因素。本文研究了不同氣調包裝結合低溫處理對鮮切胡蘿卜品質的影響，氣調包裝結合低溫處理可更好地保持鮮切胡蘿卜的貯藏品質，整個貯藏期間，減少了水分的流失，延緩了營養物質可溶性固形物、胡蘿卜素、抗壞血酸含量的下降，抑制了細菌菌落總數的增加；同時，氣調包裝結合低溫處理抑制了MDA含量的增加，提高了抗氧化酶SOD和CAT的活性。方宗壯等[24]研究了低溫結合不同氣調包裝處理對鮮切菠蘿貯藏品質的影響，結果表明低溫結合4% O2+5% CO2+91% N2氣調包裝處理組能夠有效地保持鮮切菠蘿的品質，使鮮切菠蘿的抗壞血酸、可溶性固形物和水分等流失大幅度減少，較好地保持了產品的感官品質，鮮切菠蘿的保質期從4 d延長到了15 d。濮艷清等[25]開展低溫結合氣調包裝對混合鮮切果蔬品質的影響研究，結果表明低溫結合氣調包裝明顯改善了果蔬顏色褐變和微生物交叉感染問題，并且5% O2+5% CO2+90% N2處理組的氣調包裝綜合保鮮效果最明顯，顯著抑制了混合型鮮切果蔬之間呼吸作用的相互影響，降低了鮮切蘋果果肉的褐變程度，延緩了鮮切胡蘿卜的白化和木質化現象，抑制了 3種混合型鮮切果蔬可溶性固形物、VC等營養成分含量的下降速度，減緩了細菌等微生物生長速率。在本研究中，5% O2+10% CO2+85% N2處理效果最好，在貯藏15 d后，低溫結合5% O2+10% CO2+85% N2處理組鮮切胡蘿卜的感官評分為6.89，失重率4.79%，可溶性固形物含量6.85%，抗壞血酸的含量2.35 mg/100g，胡蘿卜素含量3.13 mg/100g，MDA含量0.39 μ mol/g，菌落總數小于106CFU/g，SOD和CAT活性分別為0.55 U/g和36.5 U/g，品質優于其他處理組，仍有商品價值和食用價值。這與雷昊等[10]在鮮切杭白菜中的實驗結果一致，低氧高二氧化碳(5% O2+10% CO2+85% N2)的包裝能有效地抑制鮮切杭白菜上微生物的生長，保持其較好的感官品質,同時延緩VC、葉綠素及可溶性固形物含量的降低，防止杭白菜過快失水，有效地保證鮮切杭白菜的貨架期在15 d以上。綜上，低溫結合氣調包裝處理能夠維持鮮切果蔬貯藏品質并延緩采后衰老過程，具有較大的推廣價值和應用前景。