预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间品质的影响

杜传来,罗海波,戴云云,姜　丽,江　凯,郁志芳,*

(1.安徽科技学院食品药品学院,安徽凤阳 233100; 2.浙江医药高等专科学校食品学院,浙江宁波 315100; 3.南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095)



预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间品质的影响

杜传来1,罗海波2,戴云云3,姜丽3,江凯2,郁志芳3,*

(1.安徽科技学院食品药品学院,安徽凤阳 233100; 2.浙江医药高等专科学校食品学院,浙江宁波 315100; 3.南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095)

荷兰豆,预冷,气调,品质,货架寿命

荷兰豆(PisumsativumL.),又名豌豆、雪豆、麦豆、毕豆、回鹘豆、耳朵豆等,属豆科豌豆属长日性冷季豆类,春播一年生或秋播越年生攀缘性草本植物[1]。荷兰豆适应性很强,在全世界范围内均有分布,主要种植国有加拿大、中国、美国、阿富汗、埃塞俄比亚及欧洲国家[2]。荷兰豆的嫩荚色泽鲜绿、组织脆嫩,富含碳水化合物、粗纤维、蛋白质、脂肪、多种矿物质和维生素,常作为高档蔬菜食用[3]。目前我国荷兰豆种植面积129.59万公顷,总产量1027.43万吨,分别占全世界的57.82%和60.53%,是仅次于加拿大的第二大荷兰豆生产国[4]。然而,荷兰豆嫩荚水分含量高,采收后生理代谢旺盛,如处理不当极易出现失水萎蔫、荚皮变黄、纤维增加、豆粒膨大甚至腐烂变质等问题,严重影响其食用品质和商品价值[5]。

已有研究表明,采用预冷、冷藏、涂膜、气调及商品化包装等措施均可延缓荷兰豆品质劣变,其中冷藏和气调是目前维持荷兰豆品质最有效的保鲜技术[6]。陈颖等[7]将荷兰豆经5%补水真空预冷后,于(3±1)℃,RH 90%条件下贮藏16 d,可显著降低荷兰豆失重率,维持其较好的感官品质。邢皓等[8]采用不同的包装方式处理荷兰豆,发现乙烯吸收剂包装能显著抑制色泽变化和纤维素含量的增加,延缓叶绿素和VC含量的下降,在(5±0.5)℃、RH 90%～95%条件下货架期可达15 d。戴云云等[9]研究表明,采收后立即预冷结合气调贮藏可有效抑制常温下荷兰豆货架期的生理活动和更好地保持其品质。尽管以上保鲜措施均能在一定程度上延缓荷兰豆品质劣变,但保鲜效果仍有待提高。

预冷能在较短的时间内去除田间热,使蔬菜温度迅速下降,是目前蔬菜采后商品化处理过程中普遍采用的冷藏辅助技术[10]。谢晶等[11]研究表明,真空预冷对菠菜的品质保持具有较好的效果,(2±1)℃冷藏条件下货架寿命可延长至20 d。康孟利等[12]研究了真空预冷对“五号菜”贮运效果的影响,结果发现采用2%补水量进行真空预冷后,小白菜“五号菜”在5 ℃下贮藏25 d综合品质良好。韦强等[13]采用冰袋对辣椒进行预冷,发现环境温度为29 ℃,10%辣椒量的冰袋用量,于10 ℃下贮藏,可显著抑制贮藏后期辣椒的失重和腐烂,维持较高的商品率。目前为止,国内外采用预冷结合气调贮藏对荷兰豆进行保鲜的研究报道甚少。

本实验研究预冷结合气调处理对荷兰豆冷藏期间品质的影响,以期揭示预冷结合气调处理调节荷兰豆品质劣变的机理,为荷兰豆贮运保鲜技术的开发提供理论基础。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜荷兰豆(台中11号)采自南京市郊区,选择色泽基本一致、大小均匀、无病虫害和机械损伤的荷兰豆为实验材料;乙醇、乙醚、丙酮、冰醋酸、浓硫酸、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二水合磷酸氢二钠、二水合磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、三水合醋酸钠、十水合硼酸钠、硼酸、3,5-二硝基水杨酸(DNS)、三氯乙酸(TCA)、硫代巴比妥酸、盐酸羟胺、α-萘胺、EDTA、对氨基苯磺酸、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、二硫苏糖醇(DTT)、聚乙烯吡烙烷酮(PVP)、氮蓝四唑(NBT)、蛋氨酸(Met)、核黄素、愈创木酚、过氧化氢(H2O2)等均为分析纯,南京寿德实验器材有限公司。

DJ300精密电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司;HPG-2132便携式色差仪上海嘉标测试仪器有限公司;GXH-3010/3011AE便携式红外线CO2分析仪常州诺基仪器有限公司;SPX-320智能生化培养箱宁波江南仪器厂;HH-6数显恒温水浴锅常州国华电器有限公司;Orion86802台面式pH/ISE测试仪上海纳锘仪器有限公司;GL-20G-Ⅱ高速冷冻离心机上海安亭科学仪器厂;XW-80A微型旋涡混合仪上海沪西分析仪器厂有限公司;WFJ UV-2802 PC紫外-可见分光光度计尤尼柯(上海)仪器有限公司等。

1.2实验方法

将选好的荷兰豆平均分为3组,分别在常温下放置0(立即预冷)、6、12 h(对照)后将荷兰豆以约2 cm厚度平摊于冷库内,采用强制通风(1.0±0.5)℃方式进行预冷1～2 h,至其中心温度下降到2 ℃停止。预冷后的荷兰豆按每样品重400 g左右装入聚乙烯塑料保鲜袋(400 mm×280 mm×0.02 mm),每组装9袋。将上述3组荷兰豆置于3% O2+5% CO2+92% N2,(1.0±0.5)℃的环境条件(气体比例、贮藏温度根据预实验结果确定)下敞口贮藏30 d,每组均为独立气体环境。贮藏期间每10 d随机取3袋测定一次相关指标。

1.3指标测定

色泽测定:采用HPG-2132便携式色差仪测定荷兰豆表面色差,从每袋中随机抽取10个,记录L*、a*、b*值;叶绿素含量测定:采用Arnon法测定[9];呼吸速率的测定:采用GXH-3010/3011AE便携式红外线CO2分析仪测定,结果表示为mgCO2·kg-1·h-1;还原糖含量测定:采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定[14];纤维素含量测定:采用酸性洗涤法测定[14];纤维素酶(CEL)活性测定:采用CMC糖化法测定[14];超氧阴离子产生速率测定:采用羟胺氧化法测定[14];丙二醛(MDA)含量测定:采用硫代巴比妥酸法测定[14];超氧化物歧化酶(SOD)活性测定:采用氮蓝四唑光还原法测定[14];过氧化物酶(POD)活性测定:采用连续记录测定法测定[14]。

1.4数据处理

实验每个处理均重复三次,分别求其平均值和标准差,并用统计软件SPSS19.0进行显著性分析(LSD;p<0.05),用Excel软件作图。

2　结果与分析

2.1预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间a*值和叶绿素含量的影响

图1a显示,荷兰豆冷藏期间色差a*值持续上升,立即预冷组略低于对照组,6 h后预冷组略高于对照组,但立即预冷组和6 h预冷组与对照相比均无显著差异(p>0.05)。荷兰豆冷藏期间叶绿素含量持续下降(图1b),尤以对照组叶绿素含量下降最多,贮藏结束时仅为入贮时的66.8%。立即预冷组和6 h后预冷组均显著抑制了叶绿素含量的下降(p<0.05),贮藏30 d时分别为入贮时的85.9%、71.2%。由此可见,预冷结合气调贮藏能有效维持荷兰豆的色泽。

图1　预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间a*值(a)和叶绿素含量(b)的影响Fig.1　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on a* value(a) and chlorophyll content(b)of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

2.2预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间呼吸速率和还原糖含量的影响

图2a显示,荷兰豆冷藏期间呼吸速率呈先上升后下降的趋势,对照组在贮藏第10 d达到极大值,立即预冷组和6 h后预冷组均在贮藏第20 d达极大值,立即预冷组在整个贮藏期间呼吸速率均显著低于对照组,6 h后预冷组在贮藏前10 d略低于对照组,但在贮藏10 d后显著高于对照组。图2b显示,荷兰豆冷藏期间还原糖含量呈先上升后下降再上升的趋势,但贮藏前后相差不大。立即预冷组在贮藏前10 d低于对照组,贮藏第20 d时显著高于对照组,贮藏结束时与对照无显著差异;6 h后预冷组在贮藏初期显著低于对照组,在随后的贮藏过程中均高于对照组。

图2　预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间呼吸速率(a)和还原糖含量(b)的影响Fig.2　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on respiration rate(a)and reducing sugar content(b)of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

2.3预冷结合气调对荷兰豆贮藏期间纤维素含量和CEL活性的影响

图3a显示,荷兰豆纤维素含量在贮藏期间维持在较高的水平,贮藏第10 d时纤维素含量极高且达到极大值,这与理论上不符,是个体差异、实验误差还是其他原因需要进一步实验证实,但贮藏结束时比入贮时显著增加。立即预冷组和6 h后预冷组在整个贮藏期间均显著低于对照(p<0.05)。图3b显示,荷兰豆CEL活性呈先上升后下降的趋势,立即预冷组和6 h后预冷组在贮藏第10 d低于对照组,其余贮藏时间均显著高于对照组。需要特别指出的是,荷兰豆在常温下放置6 h和12 h后0 d其CEL活性即显著低于立即预冷组(p<0.05),表明立即预冷有利于延缓荷兰豆纤维素的合成。

图3　预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间纤维素含量(a)和纤维素酶活性(b)的影响Fig.3　Effects of pre-cooling combinedwith controlled atmosphere on cellulose content(a)and cellulose activity(b)ofPisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

图4　预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间·(a)和MDA含量(b)的影响Fig.4　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on · production rate(a) and MDA content(b)of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

2.5预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间SOD和POD活性的影响

图5a显示,荷兰豆SOD活性在冷藏期间呈先上升后下降的趋势。立即预冷组和6 h后预冷组荷兰豆SOD活性在贮藏前20 d均显著高于对照组(p<0.05),但贮藏结束时与对照均无显著差异。荷兰豆POD活性总体呈上升趋势(图5b)。立即预冷组荷兰豆POD活性在整个贮藏期间均显著高于对照(p<0.05);6 h后预冷组在贮藏前20 d显著(p<0.05)高于对照,至贮藏结束时与对照相比无显著差异。

图5　预冷结合气调对荷兰豆冷藏期间SOD(a)和POD活性(b)的影响Fig.5　Effects of pre-cooling combined with controlled atmosphere on SOD(a)and POD(b)activities of Pisum sativum L. during storage at(1±0.5) ℃

3　讨论

采后品质快速劣变是许多蔬菜贮藏、运输和销售过程中存在的共性问题。蔬菜采收后仍进行着旺盛的生理代谢活动,如呼吸作用、蒸腾作用等,导致营养成分快速损失及组织萎蔫、疲软、皱缩,逐渐失去新鲜度[15]。研究表明,蔬菜组织失水率达到蔬菜总重量的4%～6%时,就会呈现明显的萎蔫和起皱现象,鲜度下降[16]。本实验室前期以芸豆、豇豆、四季豆等豆类蔬菜为试材进行的实验表明,这些豆类蔬菜常温下货架寿命仅能维持3～5 d。本实验中,荷兰豆即使在适宜的低温(1.0±0.5)℃条件下贮藏也很快出现黄化、纤维化、豆粒膨大等品质劣变现象而失去商品价值。

预冷可在短时间内降低蔬菜的呼吸强度,抑制乙烯产生,控制包装袋内结露现象,抑制微生物生长,减少设备制冷负荷,延缓蔬菜品质下降[17]。目前,常用的预冷方式有冰水预冷、强制通风预冷、压差预冷和真空预冷,其中冰水预冷操作简便、成本低廉、降温迅速,但蔬菜表面残留的水会加速微生物的生长繁殖,因而适宜根茎类、茄果类蔬菜而不适宜叶类蔬菜;强制通风预冷简单易行,费用较低,适用的蔬菜种类较广;压差预冷和真空预冷降温迅速、效果好,但失水较多,且设备投资大成本高,不适宜于单位质量表面积较小的蔬菜[18-19]。因此,在选用预冷方式时需要根据蔬菜的种类、经济效益和市场需求等多种因素综合考虑。

4　结论

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Effect of pre-cooling combined with controlled atmosphere on quality ofPisumsativumL. during refrigerated storage

DU Chuan-lai1,LUO Hai-bo2,DAI Yun-yun3,JIANG Li3,JIANG Kai2,YU Zhi-fang3,*

(1.College of Food and Drug,Anhui Science and Technology University,Fengyang 233100,China; 2.Department of Food Science,Zhejiang Pharmaceutical College,Ningbo 315100,China; 3.College of Food Science & Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

PisumsativumL.;pre-cooling;controlled atmosphere;quality;shelf-life

2015-09-29

杜传来(1968-)，男，硕士，副教授，研究方向：果蔬贮藏与加工，E-mail:ducl@ahstu.edu.cn。

郁志芳(1960- )，男，博士，教授，研究方向：果蔬采后生物学与贮藏加工，E-mail:yuzhifang@njau.edu.cn。

国家农业科技成果转化资金项目(2014GB2C300011)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)10-0342-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.062