真空预冷终温和补水率对菠菜采后贮藏品质影响

解新方，张洁*，王志东*

中国农业科学院农产品加工研究所（北京 100193）

中国蔬菜产量及消费量均为世界第一，但由于冷链发展较晚，中国蔬菜在物流中损失30%以上。欧美及日本等发达国家具有完善冷链体系，物流损失可以控制在5%以下[1]。高温环境下冷链断链是生鲜蔬果流通的大忌，是生鲜电商和生鲜宅配营运过程“最后一公里”需要解决的难点。

绿叶蔬菜保鲜一直是蔬菜保鲜领域的重点和难点。菠菜是人类饮食中优良的维生素B及维生素C的来源，是中国大宗绿叶蔬菜之首，同时也是中国出口创汇的主要蔬菜之一[2]。未经预冷处理的蔬菜放入低温贮藏环境中，由于其表面积极大，呼吸作用和蒸腾作用迅猛，菜叶面易出现冻伤腐烂，使其品质急剧下降，在1～3 d就基本干瘪枯黄腐烂霉变，失去食用和商品价值。对刚收获的新鲜蔬菜进行预冷处理，可以迅速消除蔬菜采摘后的田间热，抑制蔬菜呼吸强度大大延长有效贮存期[3]。

预冷是指对采收后蔬菜在低温贮运之前预先进行降温处理的一种措施。预冷是农产品冷链的首要环节[4-5]，可降低贮运设备冷负荷，对食品冷链有重要意义。压差预冷、水预冷和真空预冷是果蔬中常用的三种预冷技术。压差预冷冷却速度低，成本高，果蔬失重严重。水预冷适用于遇水不易腐烂型果蔬。真空预冷具有冷却速度快、效率高、降温均匀、清洁等优点[6-7]，其原理是基于迅速蒸发物品表面和内部潮湿空气，水分蒸发时，吸收物品内外及周围环境热量使物品冷却。蔬菜对真空预冷的适应程度主要受物料的表面积大小和组织失水能力的影响，如青菜、生菜的表面积大小、叶表薄嫩、水分易扩散蒸发，适宜采用真空预冷处理。预冷叶菜蔬菜从初温20 ℃降低到4～5℃只需55～155 s。中国真空预冷技术在果蔬保鲜上的应用普及率较低，同时，真空预冷由于可造成失水，不同蔬菜具有不同的预冷适宜性，需要系统研究。因此，为提高果蔬产品的市场竞争力，使果蔬经过长途运输或长期保存之后，仍能保持其本身的新鲜度，试验以绿叶蔬菜菠菜为研究对象，通过预冷终温、补水率的优化，利用真空预冷技术将最大限度保持菠菜品质，延长菠菜保鲜期，为降低蔬菜损耗，提高农民收入具有重要的生态和经济意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菠菜：试验当日购于北京新发地蔬菜批发市场，选择色泽正常，新鲜，清洁，无明显缺陷（包括黄叶、机械损伤、霉烂、冻害和病虫害）的菠菜为试验原料。

丙酮（CH3COCH3，分析纯，北京化工厂）；L(+)-抗坏血酸标准品（C6H8O6，纯度≥99%，SIGMA）；D(-)-抗坏血酸（异抗坏血酸）标准品（C6H8O6，纯度≥99%，SIGMA）；偏磷酸HPO3（含量（以HPO3计）≥38%）；甲醇（色谱纯）。

1.2 仪器与设备

GQ-ZLG50真空预冷机（上海钢擎机械制造有限公司）；冷库（库温4 ℃）；T6新世纪紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；YP50002电子秤（精度0.01 g，上海仪分科学仪器有限公司）；BSA224S-CW分析天平（0.000 1 g，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；DGP-3600SDN高效液相色谱仪（DAD-3000检测器，Thermo Scientific）；3K-15离心机（SIGMA）；PAL-1糖度计（日本爱拓）。

1.3 试验设计

供试菠菜试验当日购买后45 min内运回实验室，立刻进行筛选分组。按照预冷设置条件进行处理，处理后装入PE保鲜袋立即移至4 ℃冷库贮藏。分别于0，1，4，7和10 d取样进行感官评分及品质相关指标检测。试验分别设置对照组（CC）：不做任何处理，即不进行预冷及补水直接入4 ℃冷库贮藏。试验组6组分别为：T=0 ℃，W=0%；T=0 ℃，W=1%；T=0 ℃，W=2%；T=4 ℃，W=0%；T=4 ℃，W=1%；T=4 ℃，W=2%，即预冷终温T为0 ℃或4 ℃，补水率W为0%，1%和2%，喷水用喷壶均匀喷洒。补水率为补水质量与对应试验组菠菜质量的百分比值。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 真空预冷前后失水率测定

采用称重法。

1.4.2 贮藏期失重率测定

采用称重法[8]，定期称取不同条件处理下贮藏期菠菜质量。

贮藏期失重率=[入贮前菠菜质量（g）-入贮后菠菜质量（g）]/入贮前菠菜质量（g）×100% （2）

1.4.3 可溶性固形物测定

折光仪法[9]。分别从顶部向下取菠菜叶部3～4 cm和可食用茎中部4～5 cm，研钵研磨后用纱布过滤，吸取滤液直接测定。

1.4.4 维生素C测定

参照GB 5009.86—2016高效液相色谱法，并略作修改。具体条件为：

流动相A，6.8 g磷酸二氢钾和0.91 g十六烷基三甲基溴化铵，水溶解定容至1 L，调pH 2.5～2.8，按此溶液与甲醇98∶2混合；流动相B，100%甲醇；流速0.7 mL/min；色谱柱，C18色谱柱（Shiseido，CAPCELL PAK C18MG S5，4.6 mm×250 mm）；检测器，二极管阵列检测器；检测波长245 nm；柱温25 ℃；进样量20 μL；梯度洗脱条件：0 min，100% A；15 min，100% A；20 min，96% A；22 min，85% A；40 min，85% A；45 min，100% A；55 min，100% A。

1.4.5 叶绿素测定

采用丙酮法[10]。

1.4.6 感官评定

采用数字化6分制法[11]。每次选取15名经过培训的感官评价员，分别从色泽、形态和质构3方面对菠菜感官品质进行评价，取其平均分作为菠菜的感官品质值。评分标准见表1[11]。

表1 菠菜品质感官品质评价标准

2 结果与分析

2.1 不同预处理对真空预冷过程中菠菜失水率影响

不同预冷终温和补水率对预冷过程种菠菜失水率影响见图1。预冷终温对菠菜失水率有重要影响，预冷终温4 ℃处理组失水率在3%以下且均低于预冷终温0 ℃处理组。失水率随预冷温度降低而升高[7]，真空预冷通过水分蒸发实现间接冷却。补水率2%可以抑制菠菜失水率，2种预冷终温条件下，补水率2%均优于0%，其中1%补水处理结果最差。表明适量补水可以降低预冷过程中失水率。

图1 真空预冷对菠菜失水率影响

2.2 真空预冷对贮藏期菠菜失重率影响

由图2中可知，随着贮藏期延长，各处理组菠菜失重率均呈上升趋势，从贮藏期第2天开始，对照组菠菜失重率显著高于其他真空预冷处理各组，贮藏期第10天，对照组菠菜失重率高达10%以上，菠菜明显萎蔫，失去商品价值而其他预冷各组失重率均低于5%。因此真空预冷可以显著降低贮藏期菠菜水分散失，对其水分保持有重要作用。

图2 真空预冷对贮藏期菠菜失重率影响

2.3 真空预冷对菠菜可溶性固形物（TSS）的影响

随机取每个贮藏期（0，1，3，7和10 d）对照组及各处理组样品用糖度计进行测定可溶性固形物含量，每个测定做3个重复，取3次试验平均值。结果见图3。

整个贮藏期内，对照组菠菜可溶性固形物含量在3.5%～4.5%之间波动，预冷终温4 ℃处理组菠菜除第7天补水率1%和2%可溶性固形物含量值为3%，略低于对照组外（推测受补水影响），其余时间与对照组含量值基本一致。预冷终温4 ℃处理组补水率0%组，可溶性固形物含量与对照组差异较小。预冷4 ℃对菠菜可溶性固形物含量影响不大，而预冷0 ℃，补水率0%对可溶性固形物含量影响显著。

图3 真空预冷对贮藏期菠菜可溶性固形物影响

2.4 真空预冷对菠菜维生素C的影响

菠菜中含有丰富VC，从图4可以看出，处理组和对照组菠菜中VC含量随着贮藏时间延长总体均呈现下降趋势，整个贮藏期内，经预冷处理的菠菜VC含量与对照组差异不大，表明真空预冷处理对VC影响较小，与已有研究结果一致[12]。从前期感官试验结果表示，0 ℃预冷处理组菠菜感官品质不被接受，因此该条件下VC含量不再分析。

图4 真空预冷对贮藏期菠菜VC影响

2.5 真空预冷对菠菜叶绿素的影响

菠菜中含有大量叶绿素。如图5所示，整个贮藏期内，菠菜中叶绿素含量在1.5～3.0 mg/g范围内波动。预冷温度4 ℃，补水率1%处理组在贮藏8 d以内，叶绿素含量均高于对照组。在0 d时预冷温度4 ℃，补水率2%处理组叶绿素含量低于其他3组，推测补水对测试样本稀释所引起，而并非菠菜本身叶绿素含量低，贮藏2～5 d，该组菠菜叶绿素含量高于对照组样品。总体上，真空预冷处理对贮藏期菠菜叶绿素含量影响不大。

图5 真空预冷对菠菜叶绿素影响

2.6 不同预冷条件对贮藏期菠菜感官品质的影响

表2 菠菜品质感官品质评价结果

从表2中可以看出，真空预冷终温0 ℃处理组，感官评分在整个贮藏期均低于对照组，预冷温度对菠菜品质影响较大。预冷终温4 ℃的3组感官评分在整个贮藏期均保持在5分左右。贮藏期第7天对照组菠菜感官评分低于5分，第10 d低至3.88分，相比之下，4 ℃预冷，补水率1%和2%组感官评分在第10天时仍在5分以上，补水率2%组的感官值为5.47分，表明在贮藏期10 d内菠菜感官品质良好。结果表明，真空预冷处理能保持贮藏期菠菜感官品质，提高其商品价值。

3 结论

真空预冷终温及补水率是抑制菠菜失重率的重要途径。比较研究真空预冷终温和补水率对菠菜营养品质包括维生素C、叶绿素、可溶性固形物含量及感官品质影响。预冷终温4 ℃能显著抑制菠菜贮藏期失水率，贮藏期10 d菠菜仍保持良好感官品质。同时菠菜各营养成分能较好保持。因此真空预冷终温4 ℃，补水率2%可以有效保持菠菜感官营养品质，延长货架期。