(1-上海海事大学商船学院,上海 200237;2-上海市制冷学会,上海 200020)
我国是一个果蔬生产大国,随着近年来人们生活水平的提高以及农产品供给侧结构性改革,果蔬的生产规模也呈现稳定性增长的趋势。为控制果蔬运输和贮藏期间的损耗率,通常采用真空预冷、低温冷藏、气调贮藏、减压贮藏等方法延缓果蔬的腐坏变质。减压贮藏是在普通冷藏的基础上,通过真空泵抽取贮藏室内的空气,使贮藏室处于低压环境下,并持续通入低压高湿的空气,以此来延长果蔬的保质期。相比于普通冷藏和气调贮藏,减压贮藏的保质期更长,经减压贮藏处理的果蔬的叶绿素和维生素C(Vitamin C,VC)含量等营养物质也都保持在较高值[1-5]。
处于减压贮藏状态下的果蔬,由于氧气浓度随着空气的抽出而降低,使果蔬的呼吸强度大大降低,并且能延迟达到呼吸作用的高峰期的时间[6-9]。二氧化碳含量的降低使果蔬表面的气孔扩大,加速内部的乙烯等有害气体向外部扩散,在一定程度上减少了由于这些有害物质引起的生理病害[10]。低压环境能抑制果蔬内乙烯等催熟气体的生成,延缓果蔬的腐烂[10-11]。低压环境可以抑制果蔬内部微生物的生长以及杀灭寄生虫等有害生物[12]。经过减压贮藏处理的果蔬,其褐变程度减小,并且在脱离减压状态后,贮藏期也有一定程度的延长[13-14]。减压贮藏也可以和其他技术结合使用,例如在减压贮藏之前先采用真空预冷对果蔬进行预处理,或者在减压贮藏的基础上采用1-甲基环丙烯(1-MCP)处理,进一步抑制果蔬的呼吸强度,降低腐烂率,保持果蔬的良好品质[15-20]。
本文研究了不同贮藏方式对蔬菜的保鲜效果,选取生菜作为实验样品,采用4种不同的冷藏方式进行实验。结合真空预冷,对工况为压力2,000 Pa、温度2℃、相对湿度95%的减压贮藏和工况为常压、温度2℃的低温冷藏的贮藏效果进行了对比。
用于进行减压贮藏效果实验的蔬菜为生菜。实验所用仪器有:ZLG0.1A型真空预冷机,用于预冷生菜并记录压力,精度为0.1 Pa;JYL0.1×2A型双真空室减压贮藏机,用于贮藏生菜并记录压力,精度为0.1 Pa;BCD-200(KK20V40TI)型冰箱,用于冷藏生菜,精度为1℃;HZY-B1000电子天平,用于测量生菜的质量,精度为0.01 g。
为了研究采用减压贮藏对生菜的保鲜效果的影响,经过挑选后去除带有病害和物理损伤的蔬菜,均分为4份,清洗后放置在保鲜盒中分别进行 A1组、A2组、A3组和A4组实验。
真空预冷+减压贮藏(A1组):将生菜放入真空预冷机中,通过真空预冷将生菜从室温 15℃冷却至2℃,然后置于减压冷藏机(压力2,000 Pa、温度2℃、相对湿度95%)进行为期15 d的贮藏。
真空预冷+低温贮藏(A2组):将生菜放入真空预冷机中,通过真空预冷将生菜从室温 15℃冷却到 2℃,然后置于冰箱(常压、2℃)中进行为期15 d的贮藏。
减压贮藏(A3组):直接将生菜从室温为15℃的环境中放到减压冷藏机(压力 2,000 Pa、温度2℃、相对湿度95%)中进行为期15 d的贮藏。
低温贮藏(A4组):直接将生菜从室温为15℃环境中放到冰箱(常压、2℃)中进行为期15 d的贮藏。
清洗、筛选、分组完毕后,先对其中两组进行真空预冷,记录生菜内部冷却过程中的压力变化,再将所有组别分别放入减压冷藏机和冰箱中进行15 d的贮藏实验,每隔1 d测量各组的重量变化,观察并比较各组生菜的保鲜情况。
在真空预冷和减压贮藏过程中,贮藏空间均处于较低压力下,因此在蔬菜内外产生的浓度梯度会促进内部的水分向贮藏空间扩散,造成水分散失,导致蔬菜的品质下降。本实验基于生菜在不同工况下贮藏过程中的质量变化和给人们的感官变化对蔬菜的品质进行评判。图1所示为4组生菜经过不同的处理方法15 d贮藏后的情况。
图1 4组生菜经过不同的处理方法15 d贮藏后的情况
由图1(a)可知,生菜经过A1组处理后,叶片脆度大,新鲜脆嫩,有清香味,整体接受度较好。由图1(b)可知,生菜经过A2组处理后,叶片较萎蔫,无香气,产生褐变,整体接受度较差。由图1(c)可知,生菜经过A3组处理后,叶片脆度大,轻度失水,香气较淡,有轻微褐变,整体接受度一般。由图1(d)可知,生菜经过A4组处理后,严重萎蔫,褐变严重。
图2所示为4组生菜的失重率随贮藏时间的变化。由图2可知,与A1组处理方式对比,A2组在贮藏过程中的水分散失相对较高,原因是在真空预冷后采用普通的低温冷藏;与A4组处理方式对比,A3组的失重率更小,主要原因是在减压贮藏的过程中,装置不断地向贮藏空间输入低压饱和的高湿空气,使贮藏空间的相对湿度维持较高的水平,减小了贮藏过程中的水分散失。
图2 4组生菜的失重率随贮藏时间的变化
为了比较不同贮藏方式的失重率,定义相对失重率r为失重率a与低温贮藏失重率aA4的比值:
图3所示为3组不同贮藏方式的相对失重率。由图3可知,在进行15 d的贮藏实验后,A1组的相对失重率为83.4%,A2组的相对失重率为99.3%,A3组的相对失重率为93.5%。相比于A2组,A1组和A3组采用了减压贮藏,贮藏空间中持续通入低压饱和的高湿空气,因此失重率减小。
图4所示为不同贮藏方式的叶绿素质量分数随贮藏时间的变化。由图4可知,经过15 d贮藏实验后,A1组、A2组、A3组和A4组的叶绿素质量分数分别为1.1%、0.72%、0.91%和0.49%。A1组叶绿素含量较A2组增加了0.38%,A3组叶绿素含量较A4组增加了0.42%,A1组叶绿素含量较A3组增加了0.19%,说明和低温冷藏相比,采用减压贮藏能减少叶绿素流失,在减压贮藏的基础上采用真空预冷能使叶绿素流失进一步降低。
图5所示为不同贮藏方式的VC质量分数随贮藏时间的变化。由图5可知,经过为期15 d的贮藏后,A1组、A2组、A3组和A4组的VC质量分数分别为3.31、2.49、3.10和2.25 mg/100g。A1组VC含量较A2组增加了0.82 mg/100g,A3组VC含量较A4组增加了0.85 mg/100g,A1组VC含量较A3组增加了0.21 mg/100g,说明和低温冷藏相比,采用减压贮藏能减少VC流失,在减压贮藏的基础上采用真空预冷能使VC流失进一步降低。
图3 3组不同贮藏方式的相对失重率
图4 4组生菜的叶绿素质量分数随贮藏时间的变化
本文选取生菜作为实验样品,采用真空预冷+减压贮藏(A1组)、真空预冷+低温冷藏(A2组)、减压贮藏(A3组)和低温冷藏(A4组)4种方式进行为期15 d的贮藏实验,得到如下结论:
1)A1组、A2组、A3组和A4组的失重率分别为12.31%、14.66%、13.81%和14.76%。A1组失重率较A2组减少了2.35%,A3组失重率较A4组减少了0.95%,A1组失重率较A3组减少了1.5%;
2)A1组、A2组、A3组的相对失重率分别为83.4%、99.3%和93.5%。A1组和A3组的相对失重率相较于A2组分别减少了15.9%和5.8%,A1组相对失重率相较于A3组减少了10.1%,说明和低温冷藏相比,采用减压贮藏相对失重率较小,在减压贮藏的基础上采用真空预冷能使相对失重率进一步降低;
3)A1组、A2组、A3组和A4组的叶绿素含量分别为1.1%、0.72%、0.91%和0.49%。A1组叶绿素含量较A2组增加了0.38%,A3组叶绿素含量较A4组增加了0.42%,A1组叶绿素含量较A3组增加了0.19%,说明和低温冷藏相比,采用减压贮藏能减少叶绿素流失,在减压贮藏的基础上采用真空预冷能使叶绿素流失进一步降低;
4)A1组、A2组、A3组和A4组的VC含量分别为3.31、2.49、3.1和2.25 mg/100 g。A1组VC含量较A2组增加了0.82 mg/100 g,A3组VC含量较A4组增加了0.85 mg/100 g,A1组VC含量较A3组增加了0.21 mg/100 g,说明和低温冷藏相比,采用减压贮藏能减少VC流失,在减压贮藏的基础上采用真空预冷能使VC流失进一步降低。
5)A1组和A3组叶片脆度较大,失水较少,整体接受度较好。A2组和A4组叶片萎蔫且产生褐变,整体接受度较差。同时A1组的失重率最小,为12.31%;叶绿素含量最大,为1.1%;VC含量最大,为3.31 mg/100 g。综上所述,真空预冷+减压贮藏的贮藏效果最好。