氣調冷藏集裝箱對蔬菜貯藏的保鮮效果

潘怡丹，于 曼，過葉青，過志梅

（無錫海核裝備科技有限公司，江蘇無錫 214000）

現今，隨著大量開發海島、沙漠、邊疆等荒蕪地區，駐扎人員越來越多，其物資的供應顯得越發重要[1]。這些地區植被的恢復和改造進行緩慢，不可能單純依靠種植出來的果蔬來滿足駐扎人員的飲食需求。此外，環境條件惡劣，許多保鮮設備使用受限[2]；果蔬品種也應多樣化，只可考慮多品種混合貯藏。因此，如何為駐島人員保質保量的提供新鮮果蔬，對保鮮技術和設備都提出了很高的要求。

氣調保鮮技術在國外已經有數十年的研究歷史，在國內也有了一定研究基礎[3]，一些大中型氣調庫在很多地方使用，主要用于果蔬的長周期儲存，具有較好保鮮效果，技術也比較完善，然而氣調冷藏集裝箱卻仍停留于設計或初步試用的階段，楊雙橋等[4]設計了船舶用氣調保鮮集裝箱，為海上蔬果運輸提供了新思路。王默晗[5]指出氣調冷藏集裝箱的發展不僅要提升數量，還要提高集裝箱設備的技術水平，加快農產品的儲藏、加工、運輸等物流設施建設。韓志等[6]在其研究中綜述了國內外氣調冷藏集裝箱的食品保鮮效果，并對其發展進行了前景展望?？梢?，氣調冷藏集裝箱在果蔬貯運保鮮領域中具有較好的潛力。現階段，市場上可接觸到的氣調冷藏集裝箱雖裝載量大、靈活便捷、能同時滿足運輸和貯藏兩方面的要求[7]，但其保鮮技術大多落后、功能單一、庫容利用率不高。本研究探討的氣調冷藏集裝箱為一款復合多種保鮮技術的新型保鮮設備[8]，通過將冷藏、氣調、加濕、乙烯脫除、臭氧殺菌結合于一體，革新了現有的集裝箱保鮮技術，從溫度、氣體組分、濕度、微生物的角度，全方位的為果蔬貯藏提供一個適宜的環境。該設備的研發成型，也推動了保鮮類集裝箱產業的發展，探討其保鮮效果也十分有必要的。

本研究以小白菜（Brassica chinensisL.）、油麥菜（Lactuca sativaL.）、菠菜（Spinacia oleraceaL.）、芹菜（Apium graveolensL.）4 種氣調貯藏要求相近的當季綠葉蔬菜為試材，將其貯藏進氣調冷藏集裝箱中，利用蔬菜品質作為考察指標，評價設備的保鮮性能，以期為果蔬貯運保鮮提供一種高效、便捷的形式，同時向今后的應用提供理論基礎和參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小白菜、油麥菜、菠菜、芹菜試驗當天從無錫萬畝良田蔬菜基地采購，采收前3 d 不澆水，去掉泥沙黃葉后，立即4 ℃冷鏈運輸至試驗廠區，在冷庫內1 ℃預冷12 h；鏤空蔬菜筐（規格為600 mm×400 mm×280 mm）江蘇軒盛塑業；聚乙烯保鮮袋（規格為700×500 mm，厚度為0.04～0.05 mm） 北京崇高納米科技有限公司；氫氧化鈉、酚酞、無水乙醇、鄰菲羅啉、草酸、硫代巴比妥酸、磷酸 均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；三氯乙酸、碳酸鈣 分析純，上海凌峰化學試劑有限公司；丙酮、三氯化鐵 分析純，上海沃凱生物技術有限公司。

CLC-PLD-20 氣調冷藏集裝箱（見圖1） 無錫海核裝備科技有限公司；CTB-PLF 冷藏庫 無錫海核裝備科技有限公司；Metrohm877Titrino plus 自動滴定儀 瑞士萬通公司；電子秤 上海精科天美貿易有限公司；電子天平 上海浦春計量儀器有限公司；紫外分光光度計 上海元析儀器有限公司；手持式折光儀 艾普計量儀器有限公司；離心機 美國Beckman公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 貯藏保鮮工藝 提前將氣調冷藏集裝箱和普通冷庫降溫至貯藏溫度1±1 ℃。分別挑選新鮮、無機械損傷、無病蟲害、大小接近的小白菜、油麥菜、菠菜、芹菜裝入鏤空蔬菜筐，并且在外套上一層透氣PE 塑料薄膜，不挽口，小白菜每筐凈重約11 kg，油麥菜每筐約7 kg，菠菜每筐約8 kg，芹菜每筐約8 kg，四種菜每種各44 筐，其中，22 筐裝入集裝箱內，另22 筐裝入普通冷庫內，使兩設備均為滿庫裝載，普通冷庫為對照。每層貨架上筐與筐之間的距離在10～15 cm 左右保持氣體流通。入庫完畢后，集裝箱設定氣體成分5%±1% O2、95%±1% N2，控制相對濕度為90%±5%，乙烯脫除模塊每天凌晨脫除0.5 h，臭氧殺菌模塊每天滅菌一次，濃度2 g·min?1，時間是10 min，而普通冷庫除冷藏外不再增加其他措施。前15 d 不開庫，后30 d 每5 d 開一次庫，并取樣測定相關指標。

1.2.2 測定指標及方法

1.2.2.1 失重率的測定 采用稱重法[9]。重量采用電子秤稱量，精度為0.1 g。

1.2.2.2 可溶性固形物的測定 采用NY/T2637-2014[10]折光儀法測定。將蔬菜樣品切碎，研磨混勻，用四層紗布過濾得到勻漿液。使用手持式折光儀前進行調零，調零后，把勻漿過濾的樣品滴2 滴在折光儀蓋板上，蓋上蓋板進行讀數，讀數即為可溶性固形物含量。

圖1 氣調冷藏集裝箱外觀圖（A）及內視圖（B）Fig.1 External view (A) and interior view (B) of air-conditioned refrigerated container

1.2.2.3 可滴定酸的測定 參考GB/T 12456-2008采用氫氧化鈉滴定法[11]測定。

1.2.2.4 抗壞血酸的測定 參考曹建康法[12]測定。結果用mg·100 g?1表示。取1 g 液氮研磨好的樣品，加入5 mL 50 g·L?1三氯乙酸，10000 r·min?1，離心20 min，取0.5 mL 上清液于試管中，加入1.5 mL 上述三氯乙酸、1 mL 無水乙醇、0.5 mL 0.4%磷酸-乙醇溶液、1 mL 5 g·L?1鄰菲羅啉-乙醇溶液、0.5 mL 0.3 g·L?1三氯化鐵-乙醇溶液，并將其置于30 ℃下反應60 min，用蒸餾水代替上清液為對照，測定534 nm 處的吸光值。

1.2.2.5 呼吸強度的測定 參考靜置法[13]測定。結果用mg·kg?1·h?1表示。取10 mL 0.4 mol·L?1的氫氧化鈉溶液于50 mL 燒杯中，放入干燥器的底部，置于隔板上，裝入300 g 左右的蔬菜，封蓋，靜置30 min后取出小燒杯，將堿液移入250 mL 錐形瓶中，用蒸餾水沖洗4～5 次，加入飽和BaCl2溶液5 mL，酚酞2 滴，用0.2 mol·L?1草酸滴定，同時進行空白對照。

1.2.2.6 丙二醛的測定 采用硫代巴比妥酸法[14]。結果用μmol·g?1Fw 表示。取1 g 液氮研磨好的樣品，加5 mL 的磷酸緩沖液（pH=6.8）。離心后，取1.0 mL上清液，加入3.0 mL 0.5%硫代巴比妥酸（TBA），沸水浴下反應20 min，迅速冷卻，分別于450、532、600 nm 處測定吸光值。

1.2.2.7 葉綠素的測定 參照分光光度法[15]測定。結果用 mg·g?1表示。取 2.0±0.1 g 蔬菜樣品，去除葉脈，加入適量的碳酸鈣與石英砂和少量的 80%（體積分數）的丙酮溶液，將蔬菜研磨成勻漿狀態，繼續加入80%的丙酮溶液，繼續研磨至組織變白。將溶液避光靜置3～5 min，隨后過濾，潤洗濾渣并再次過濾，將2 次濾液均轉入容量瓶中，定容至25 mL。在645 nm 和663 nm 處測定吸光值。

1.3 數據處理

采用Excel 2016 進行數據的整理，并用Origin 8.5對數據進行擬合及作圖。采用SPSS 18.0 軟件對數據進行方差分析，用最小顯著性差異法進行差異顯著性分析，P<0.05 表示差異性顯著。所測樣品均進行3 次以上重復實驗。

2 結果與分析

2.1 氣調冷藏集裝箱對蔬菜失重率的影響

隨著貯藏時間的延長，水分流失會使得蔬菜萎蔫、皺縮，縮短貯藏期，失去食用價值。失重率是反映果蔬新鮮度的主要指標之一[16]。由圖2 可見，不同貯藏設備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的失重率均呈上升趨勢，但氣調冷藏集裝箱的失重率整體上都低于普通冷庫，在貯藏末期時，氣調冷藏集裝箱內小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的失重率分別為5.49%、6.94%、7.33%、6.05%，均較好的保持了蔬菜的水分，這可能與氣調能抑制呼吸，從而減輕了蔬菜的蒸騰作用與生理代謝有關；另外，氣調冷藏集裝箱內加裝了加濕措施，也有利于蔬菜水分的保持。四種蔬菜中，芹菜失重率較高，小白菜失重率最低，這主要是由于蔬菜種類不同，其結構不同，組織保水力有差異[17]，芹菜失水較多的原因可能是，其根、莖上分布有大量皮孔[18]，細胞間隙與外界接觸流通多，導致水分散失較快。

圖2 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）失重率的變化Fig.2 Changes in weight loss rate of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.2 氣調冷藏集裝箱對蔬菜可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物（TSS）與蔬菜的風味有關，也是呼吸作用的主要代謝底物，含量的變化能反映蔬菜的衰老情況[19]。由圖3 可見，不同貯藏設備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜TSS 含量呈下降趨勢，這是由于果蔬采后分解大于合成，TSS 作為呼吸底物被消耗。氣調冷藏集裝箱中TSS 下降較普通冷庫緩慢，在貯藏末期小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜其含量下降均小于2%，而普通冷庫均下降了2.0%以上，可見，氣調冷藏集裝箱能保持較穩定的可溶性固形物含量，這可能是由于氣調作用能降低果蔬的生理活動，從而減少了組織內消耗。

圖3 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）可溶性固形物含量的變化Fig.3 Changes of TSS content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.3 氣調冷藏集裝箱對蔬菜可滴定酸含量的影響

可滴定酸（TA）是衡量蔬菜口感的一個指標，能間接反映蔬菜的成熟度和內在品質情況[20]。由圖4可見，不同貯藏設備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜可滴定酸含量均呈下降趨勢，在貯藏結束時氣調冷藏集裝箱內小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的可滴定酸含量分別為5.53%、2.95%、1%、3.13%，相較于普通冷庫分別高了1.25%、0.83%、0.39%、0.8%，各處理組均大于對照組?？梢姡瑲庹{冷藏集裝箱對蔬菜TA 具有較好保持作用，分析原因可能是氣調冷藏集裝箱減弱了蔬菜的新陳代謝，乙烯的脫除延緩了蔬菜的后熟及衰老，降低了有機酸的消耗。

圖4 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）可滴定酸含量的變化Fig.4 Changes of TA content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.4 氣調冷藏集裝箱對蔬菜抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸又稱VC，是蔬菜中的抗氧化活性成分，也與蔬菜的營養價值相關，在貯藏過程中受周圍環境的影響和自身代謝作用，極易分解[21]。由圖5可見，不同貯藏設備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜VC含量均呈下降趨勢，氣調冷藏集裝箱下降較為平緩，普通冷藏下降劇烈，在貯藏中期25 d 時，四種菜普通冷藏已平均下降41.1%，而氣調冷藏集裝箱平均下降24.2%；到貯藏末期時，四種菜普通冷藏平均下降50.3%，而氣調冷藏集裝箱平均下降32.6%。這可能原因是冷庫中為常氧環境，氧氣使VC氧化降解，導致普通冷庫中的VC下降更快；氣調冷藏集裝箱抑制VC的降解。4 種蔬菜下降速率差異不大，可見對蔬菜均有較好效果。

圖5 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）抗壞血酸含量的變化Fig.5 Changes of VC content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.5 氣調冷藏集裝箱對蔬菜呼吸強度的影響

呼吸強度表示了呼吸作用強弱，是衡量蔬菜新陳代謝進程的一個關鍵指標，呼吸作用越強，衰老越快[22]。由圖6 可見，不同貯藏設備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜呼吸強度均呈下降趨勢，氣調冷藏集裝箱下降較快，而普通冷庫下降較慢，在貯藏末期時，氣調冷藏集裝箱內小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜相較于普通冷庫分別低了2、1.7、3.5、2.05 mg·kg?1·h?1。這可能與兩方面有關，一是氣調冷藏集裝箱通過調節氣體成分，低氧環境能有效降低果蔬的呼吸作用；二是普通冷庫內單一的低溫保鮮技術對蔬菜的呼吸作用控制效果不佳。

圖6 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）呼吸強度的變化Fig.6 Changes of respiration intensity of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.6 氣調冷藏集裝箱對蔬菜丙二醛含量的影響

丙二醛（MDA）是細胞膜質過氧化的產物，其產量的變化表征了膜系統受損害程度[23]。由圖7 可見，不同貯藏條件下小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜的丙二醛濃度，隨著貯藏時間的延長，丙二醛含量逐漸升高，前25 d 四種菜的上升較為緩慢，后20 d 上升有明顯的加快。這表明了在貯藏后期各項生理活動能力下降，活性氧清除機能降低，致使細胞膜上的膜質成分被氧化。氣調冷藏集裝箱中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜前25 d 較普通冷庫分別低了0.46、0.26、0.31、0.38 μmol·g?1Fw，后20 d 分別低了0.81、0.66、0.59、0.77 μmol·g?1Fw，氣調貯藏下四種菜MDA 的濃度整體低于普通冷藏貯藏下MDA 的濃度，說明了氣調貯藏下葉菜的細胞膜系統受損度更小，也可能與臭氧殺菌抑制微生物的侵染有關，延緩葉片腐爛變質的時間。

圖7 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）丙二醛含量的變化Fig.7 Changes of MDA content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

2.7 氣調冷藏集裝箱對蔬菜葉綠素含量的影響

葉綠素與綠葉菜感官品質相關，其分解快慢能直接體現葉菜的黃化速率[24]。由圖8 可見，不同貯藏設備中小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜葉綠素含量均呈下降趨勢，從整體上看，前15 d 下降較慢，第15 d時，氣調冷藏集裝箱內的小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜葉綠素分別僅下降了2.7%、5.6%、7.2%、6.9%，后30 d 下降較快，普通冷庫內蔬菜更為明顯，在貯藏末期時小白菜、油麥菜、芹菜、菠菜葉綠素僅為1.22、0.80、0.52 和0.80 mg·g?1?？梢姡瑲庹{冷藏集裝箱對抑制葉綠素的下降具有一定作用。油麥菜、芹菜、菠菜三種菜下降程度接近，而小白菜下降最少，主要原因可能是小白菜為較耐貯藏品種，其葉綠素酶、脫鎂螯合酶等葉綠素降解相關酶活性較低[25?26]。

圖8 貯藏期間小白菜（A）、油麥菜（B）、芹菜（C）、菠菜（D）葉綠素含量的變化Fig.8 Changes of chlorophyll content of pakchoi(A),leaf lettuce(B),celery(C) and spinach(D) during storage

3 討論

溫度、氣體組分、濕度、微生物是影響蔬果貯藏的重要外界因素[27]。低溫可以抑制果蔬呼吸和其它的代謝過程，從而延緩衰老，在不發生冷害的前提下，應盡可能地采用低的溫度來延長貯藏期[28]。氣體組分對果蔬保鮮也有重要影響，例如降低氧氣含量、增加二氧化碳含量可以減慢新陳代謝速度，減少乙烯的含量可以延緩果蔬的成熟、衰老[29]。采收后的果蔬停止吸收吸收植物根部水分，這可以引起結構、質地和表面的變化，果蔬因此保持一定的濕度，減少水分損失，這對于保持果蔬鮮度和質量同樣起著關鍵的作用[30]；此外，有害微生物的侵染能引起果蔬的變質、腐敗，對貯藏產生不利影響[31]，控制環境中微生物的生長也是十分有必要的。本裝置復合了多項保鮮技術，通過將冷藏、氣調、加濕、乙烯脫除、臭氧殺菌結合于一體，從溫度、氣體組分、濕度、微生物多角度調控，旨在為果蔬貯藏提供一個適宜的環境。

試驗結果表明，氣調冷藏集裝箱對4 種常見蔬菜均有較好保鮮效果，45 d 貯藏期內，4 種蔬菜的失重率最高不超過7.5%，其中小白菜失重率最低，僅為5.49%，可見與油麥菜、芹菜、菠菜相比，該氣調環境更適宜小白菜的貯藏。這也與高春霞等[32]學者的研究結果一致。TSS 和TA 是判斷果蔬采后品質的重要指標，早有學者[33]提出以楊桃、碭山梨、黃瓜、小麥草為試材，氣調包裝對混合貯藏的鮮切果蔬TSS、TA 含量的下降均具有減緩的作用，而在本項試驗中，氣調冷藏集裝箱與普通冷庫相比，能保持更高的TSS、TA 含量，也是對這一結論的肯定。此外，從VC含量和葉綠素這兩項指標可以看出，氣調冷藏集裝箱不僅具有減少VC氧化的作用，護綠效果也較好，使得蔬菜保持著較高的食用價值和商品價值，在濮艷清[34]及Dong 等[35]的研究結論中也有相似觀點。在抑制呼吸強度方面，氣調冷藏集裝箱的效果明顯優于普通冷庫，證實了低溫結合氣體環境調控對減弱果蔬呼吸的顯著作用[36]，溫度為1 ℃與氣體配比為5% O2、95% N2的組合已能滿足需求。對絕大多數綠葉菜來說，葉片為其直接裸露部分，減少細胞膜系統損傷也是十分有必要的。丙二醛含量的測定可以看出，氣調冷藏集裝箱能夠減少細胞膜氧化，延緩葉片衰老，對為維持蔬菜新鮮具有促進作用，這可能不光與冷藏、氣調技術有關，臭氧殺菌及乙烯脫除也有增進意義。臭氧處理在一定程度上可降解果蔬表面微生物及其分泌的毒素，乙烯脫除能夠削弱果蔬自身進一步的成熟。耿玉秋[37]在其文章中也有相關表述。

4 結論

綜上，復合冷藏、氣調、加濕、乙烯脫除、臭氧殺菌多項保鮮技術于一體的氣調冷藏集裝箱對小白菜、油麥菜、菠菜、芹菜4 種常見蔬菜均具有較好保鮮效果。它能夠有效防止蔬菜水分的散失，失重率均小于7.5%；維持較高的可溶性固形物、可滴定酸含量，在整個貯藏周期中可溶性固形物含量下降均不超過2%，可滴定酸含量均高于對照組；同時，在一定程度上抑制果蔬的呼吸作用，與普通冷藏相比，貯藏末期時四種菜的呼吸速率均能低2 mg·kg?1·h?1以上；此外，對降低VC、葉綠素的消耗及減輕葉片細胞膜脂過氧化的程度有促進意義，從而延緩了蔬菜腐爛變質的時間，將蔬菜保鮮期延長至45 d，保持較好的貯藏品質。本試驗探究的復合保鮮技術效果明顯、實用性強、創新度高，對果蔬貯運保鮮行業具有一定推動意義。今后可考慮在長時間、遠距離的海運、陸運及貯藏上做進一步應用。