自发气调包装薄膜透气性对花椰菜低温贮藏品质的影响

唐月明，高佳,2*，朱永清,2，罗芳耀，李浦，王祖莲，陈晴

1(四川省农业科学院 农产品加工研究所，四川 成都，610066)2(农业部西南地区园艺作物生物学及种质创制重点实验室，四川 成都，610066)

花椰菜(BrassicaoleraceaL. var.botrytis)，俗称花菜、菜花，是十字花科半耐寒蔬菜，为甘蓝的变种，其营养丰富，富含蛋白质、碳水化合物、维生素及矿物质[1]。但花椰菜采后呼吸旺盛，极易出现失水萎蔫、质地松软、花球褐变、腐烂变质等问题，严重影响营养和商品价值。因此，探寻花椰菜的有效保鲜技术具有重要意义。

目前国内外对花椰菜的保鲜进行了大量的研究，保鲜方法主要分为化学保鲜[2]和物理保鲜[3]。但由于化学保鲜剂的应用在食品安全卫生方面存在一定争议，通常生产中更倾向于采用冷藏和气调等物理保鲜方法。研究表明，花椰菜贮藏温度越低，品质劣变速率越慢，根据其货架期预测公式计算，在0 ℃下贮藏78.8 d花椰菜的Vc含量下降至50%，而这一过程在常温24 ℃下则仅需15.6 d[4]。低温结合气调能更显著地抑制蔬菜呼吸强度，延缓蔬菜衰老。EKMAN等[5]采用3种气体环境低温贮藏花椰菜：空气、10%CO2+11%O2、2%CO2+2%O2，当花椰菜贮藏至第4周，2%CO2+2%O2的处理可显著改善其外观品质，延缓贮藏期间失重现象。ARTÉS等[6]采用4种薄膜包装花椰菜于1.5 ℃贮藏模拟物流期1周，在常温20 ℃模拟货架期2.5 d，结果表明，厚度为11 mm的低密度聚乙烯包装花椰菜冷藏期间气体基本维持在16% O2和2% CO2水平，较好地保持了花椰菜的新鲜度。目前普遍认为花椰菜适宜的贮藏温度为0～1 ℃,相对湿度为90%～95%，适宜的贮藏气体成分为2%～5%的O2和1%～5%的CO2[7-8]。

气调(controlled atmosphere，CA)虽然可以严格控制贮藏气体成分，但CA技术对设备和成本要求高[9]；自发气调包装(modified atmosphere packaging，MAP)技术[10]是通过薄膜自身的透气、透湿等性能来调节包装产品呼吸代谢速率，形成稳定的气体贮藏环境，具有贮藏设备要求低、操作简便、成本低等优点[11-12]。目前的花椰菜MAP保鲜技术更多是筛选不同包装材料、方式、厚度等，而起重要作用的膜透气性能参数研究不多，导致无法抓住技术核心进而普及推广。本试验拟在(0±0.5) ℃低温贮藏下，分别采用5种透气性能梯度的薄膜对花椰菜采后进行自发气调包装处理，通过测定花椰菜贮藏期间包装袋内的O2/CO2含量、感官及生理生化指标变化情况，筛选出适宜花椰菜的低温MAP保鲜方法，以期为花椰菜采后保鲜技术的实际应用提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料

花椰菜,采摘于四川省成都市金堂县官仓镇花菜种植基地。挑选成熟度、颜色、大小一致，无明显病虫害，紧致且无小花蕾开放的花椰菜，采收时保留3～4片包叶，当天送至实验室于(1±0.5) ℃预冷24 h备用。

1.1.2 试验仪器

CheckMate Ⅱ氧气/二氧化碳气体分析仪，丹麦Dansensor公司；CR-400色差仪，日本Konica Minolta公司；Synergy HTX酶标仪，美国BioTek公司；Centrifuge 5424R离心机，德国Eppendorf公司；Gas-Transmission-Tester GTT包装膜透气性测定仪，德国Brugger公司。试剂均为分析纯，成都市科隆化学品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

将已预冷的花球去掉包叶后，每2朵花球装入PE薄膜袋中密封包装(包装袋尺寸为50 cm×50 cm)，置于低温(0±0.5) ℃下贮藏。分别于5、10、20、30、40、50、60 d取1次样品，每次每个处理随机取5袋共10朵花椰菜进行测定。测定完外观指标的花椰菜随机切取花球表面小花蕾部位，将10朵花椰菜切取下来的小花蕾混合并采用液氮粉碎，装入离心管中于-80 ℃保存，用于理化指标的测定。

表1 试验设置和包装膜测定参数Table 1 Test setup and the measured parameters of packaging films

1.2.2 O2和CO2浓度

采用氧气/二氧化碳气体分析仪测定，每次测定5个重复(即5袋样品)，结果取平均值，以体积分数表示。

1.2.3 总体感官评定

由5人组成评价小组于每次取样后进行评定，每个处理重复评定5袋，分别从总体感官、花球紧实度和异味共3方面进行评定，满分为5分[6,12]。

表2 感官评定标准Table 2 Sensory evaluation standard

1.2.4 色差

采用色差仪测定花椰菜花球表面L*和b*值。从每朵花球顶部凸起处随机测定3个数据点，每个处理共测定10朵花球，结果取平均值。L*值表示亮度，b*值为正值表示黄色。

1.2.5 丙二醛含量和可溶性蛋白含量的测定

丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法[13]进行测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法[14]进行测定，重复测定3次。

1.3 数据分析

利用Excel 2007和SPSS 18.0统计软件进行统计，并对试验数据采用Duncan多重比较进行差异显著性分析，显著水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同MAP包装袋内气体成分的变化

花椰菜在(0±0.5) ℃低温贮藏60 d过程中不同处理的包装袋内O2和CO2含量呈不同程度变化。如图1所示，不同透气性能的包装袋内O2含量总体均呈现快速下降-缓慢上升后趋于平稳的状态，CO2含量总体呈现快速上升-缓慢下降后趋于平稳的状态。其中各处理的包装袋内气体成分在贮藏前期呈波动变化，在第3天O2(CO2)含量变化出现一个低峰(高峰)，可能是由于包装袋内样品呼吸作用消耗O2、产生CO2的速率大于薄膜O2和CO2气体的透过速率，导致O2(CO2)快速消耗或积累，而正是包装袋内O2(CO2)浓度的减少抑制或增加了花椰菜的呼吸作用，从而包装袋内O2(CO2)含量出现回增或减少。随后A、B、C处理的包装袋内气体成分在贮藏5 d后趋于平稳，D处理在贮藏30 d后趋于平稳，E处理仅在7～10 d内存在平稳状态。

图1 花椰菜贮藏过程中不同材料包装袋内O2、CO2体积分数的变化Fig.1 Changes of oxygen and carbon dioxide volume fractionsin different plastic film packages during cauliflower storage

由于薄膜的透气性能不同，各处理间的包装袋内O2和CO2含量在整个贮藏过程中存在显著差异(P<0.05)。在整个贮藏期间，当包装袋内气体含量达到平稳状态时，不同包装袋内O2体积分数呈现A(7%～10%)>B(1.6%～3%)>C(0.9%～2.1%)>D(0.4%～1.3%)>E(0.05%～0.7%)，CO2体积分数呈现A(2.6%～4.7%)

总体来看，A、B、C、D处理在贮藏期间均能达到O2/CO2的相对平稳，A、B、C处理的包装袋内CO2体积分数在贮藏期间始终低于10%，D和E处理的包装袋内CO2体积分数在贮藏期间存在超过10%的情况。

2.2 不同MAP处理花椰菜贮藏期间总体感官变化

不同MAP处理花椰菜的总体感官、花球紧实度、异味均随贮藏时间延长而呈不同程度的降低，如图2所示。A、B、C处理的花椰菜总体感官显著优于D、E处理(P<0.05)，其中B处理在贮藏50 d总体感官仍在3分以上，具有一定商品价值，D、E处理的花椰菜在贮藏第30天就已失去商品价值。在花球紧实度方面，A、B处理的花球在贮藏期间均表现为较紧密饱满，评分依次显著高于C、D、E处理(P<0.05)。在异味方面，随着薄膜透气性能越差，花椰菜出现异味程度越明显，这与包装袋内CO2浓度变化较为一致，CO2浓度越高，出现异味情况越严重。

图2 不同包装材料对花椰菜贮藏过程中总体感官的影响Fig.2 Effects of different plastic film packages on the overall sense of cauliflower during storage

综合各感官评定结果，A和B处理的花椰菜保鲜效果最好，C、D、E处理的花椰菜随着薄膜气体透过量越小，其各项感官指标越差。有研究表明，在CO2含量为20%(体积分数，下同)，O2含量分别为80%、50%、20%气体组成环境中，鲜切青椒消耗的O2分别为167.1、162.5、132.9 nmol/(kg·s)，呼吸速率随O2含量的增加而增加[17]。根据本试验A、B处理的包装袋内CO2含量分别平均在3.8%和5.3%左右，O2含量分别平均在8.8%和3.0%左右，结合前人研究，在CO2浓度相当时，过高的O2会促进花椰菜的呼吸作用，加快其衰老的结果，这较好的解释了B处理的花椰菜总体感官优于A处理的原因。贮藏过程中包装袋内的异味物质明显增多，已有研究表明气调贮藏过程中，高CO2或低O2会造成果蔬无氧呼吸产生乙醇、乙醛等异味物质[18]。孙志文等[19]研究认为，50% CO2+ 50% O2处理西兰花乙醇和乙醛含量在贮藏过程中迅速增多。但同时也有研究表明，在贮藏过程中适宜的高浓度O2可以有效缓解西兰花异味物质的产生[20]，或是通过气调保鲜的后续效应减少乙醇、乙醛的积累，减少异味的产生[21]。因此，在气体包装袋开封后B处理的花椰菜会随着气调保鲜的后续效应，异味情况可以得到好转。

2.3 不同MAP处理花椰菜贮藏期间色差的变化

花球色泽的变化是直接影响消费者的选择，通过测定贮藏期间各处理花椰菜花球表面色差值可知(图3)，各处理的花椰菜花球表面均不同程度出现L*值下降和b*值上升的趋势，即花球表面变暗，由乳白色渐变为浅米色、米色、米黄色、黄褐色。

图3 不同包装材料对花椰菜贮藏过程中色差L*、b*的影响Fig.3 Effects of different plastic film packages onL*,b* of cauliflower during storage

自发气调包装处理的花球表面L*值、b*值较未包装的CK处理有明显差异。就L*值而言，贮藏前20 d各包装处理之间差异不显著(P>0.05)；贮藏30～50 d，B处理的花球表面色差亮度显著高于其他处理(P<0.05)，其他处理的花椰菜随薄膜气体透过量越小，花球表面色泽越暗。就b*值而言，贮藏期间随薄膜气体透过量增加，花球表面黄色越明显。其中D、E处理的花球表面b*值变化幅度较小，但其L*值在贮藏20 d后急剧下降，这可能是由于这2种包装袋内积累CO2含量过高所致。ROMO-PARADA等[7]评估15% CO2预处理花椰菜10 h后的保鲜效果，前处理会导致花椰菜组织损伤，表现为褐变、软化。GRZEGORZEWSKA等[22]对花椰菜在0～1 ℃下采用不同包装方式处理试验表明，随包装袋内CO2浓度越高，花球色泽越暗。

2.4 不同MAP处理花椰菜贮藏期间丙二醛含量的变化

丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量是判定果蔬膜脂过氧化强度和膜系统伤害的重要指标之一，MDA含量越多，细胞膜损伤越严重，从而导致细胞加速衰败[23]。如图4所示，在整个贮藏期间，花椰菜的MDA含量大体呈现如下规律：A

图4 不同包装材料对花椰菜贮藏过程中MDA含量变化的影响Fig.4 Effects of different plastic film packages on MDAcontent of cauliflower during storage

2.5 不同MAP处理花椰菜贮藏期间可溶性蛋白含量的变化

蛋白质是人体必需的三大营养之一，是衡量蔬菜营养价值的重要指标。如图5所示，随贮藏期的延长，各处理的花椰菜蛋白质含量呈不同程度降低，贮藏至60 d，各处理的花椰菜蛋白质含量均已降解15.3%以上。其中D、E处理的花椰菜可溶性蛋白含量在整个贮藏期间均处于较低的水平，贮藏第5天后E处理花椰菜蛋白质降解了约19.9%，可能是D、E处理的高浓度CO2对花椰菜造成伤害，导致蛋白质快速降解。A、B、C处理花椰菜的可溶性蛋白含量差异不显著(P>0.05)，但在大部分贮藏期间呈现A

图5 不同包装材料对花椰菜可溶性蛋白质含量变化的影响Fig.5 Effects of different plastic film packages on solubleprotein content of cauliflower during storage

3 结论

MAP保鲜技术是通过薄膜的透气性能来调控蔬菜贮藏环境中气体成分组成，达到合适的O2/CO2比例从而有效抑制果蔬的呼吸作用，延长其贮藏寿命[27]。当花椰菜贮藏的微气体环境不适合时，包装膜透气性参数与花椰菜感官品质密切相关。本试验条件下，由于C、D、E处理的包装袋透气性能差，使包装袋内花椰菜受到低氧胁迫，产生无氧呼吸，积累有毒代谢产物，致使贮藏后期花椰菜已不具备商品性，且当CO2体积分数超过10%即会对花椰菜产生伤害。总之，B处理可以较好地保持贮藏过程中花椰菜的外观品质和营养品质，可在(0±0.5) ℃低温贮藏下有效延长花椰菜保鲜期至50 d，成本低且操作简便。