不同预冷方式对茭白采后降温速度和贮藏品质的影响

朱伟成，郜海燕，韩延超，李大祥，陈杭君，*

(1.浙江省农业科学院 食品科学研究所，农业农村部果品产后处理重点实验室，浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室，中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室，浙江 杭州 310021； 2.安徽农业大学 茶与食品科技学院，安徽 合肥 230036)

茭白(ZizaniacaducifloraL.)又称菰首、茭笋[1]，为禾本科宿根性多年水生草本植物[2]，是继莲藕之后的第二大水生蔬菜[3]。茭白主栽于我国长江中下游的浙江、江苏、安徽等地，富含膳食纤维等[4-5]，具有清热解毒、预防肠道疾病的功效[6-7]，深受广大消费者喜爱。由于茭白含水量高达93%，常温下不耐贮藏，采收后易失水萎蔫，出现茭壳变黄、肉质木纤化、霉变、软化等问题，常温下仅可保存2～3 d[8]。

预冷是果蔬采后运输、加工与贮藏过程必不可少的环节，是由初始温度迅速降至适宜贮藏温度的过程，其目的是将采收后的果蔬迅速去除田间热，降低呼吸强度，减少营养物质消耗[9]。果蔬预冷最好在原产地进行，尤其在高温季节，能有效维持果蔬贮藏期间货架期品质[10-11]。研究表明，在流通过程中未经预冷处理的果蔬腐损率可高达25%～30%，而经预冷处理后腐损率仅为3%～10%[12]。预冷原则上是在不产生冷害的前提下最大限度提高冷却速度与预冷均匀度[13]。袁森[14]的研究表明，对茭白进行采后预冷可以减小失重率；但不同预冷方式对茭白采后降温速度和贮藏品质的研究未见报道。本文以茭白品种美人茭为实验材料，拟研究4种不同预冷方式(冷库套袋、冷库无袋、冰水套袋、冰水无袋)对茭白预冷降温速度和贮藏品质的影响，可为茭白采后预冷方式的选择提供指导和借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

试验采用高山茭白，于2019年8月采自浙江省丽水市缙云县，采收后3 h内运到缙云县昊禾茭白专业合作社。随机挑选成熟度一致、大小均一的茭白。4种预冷方式处理分别为：(1)冷库套袋预冷，将茭白装入聚乙烯袋中，放入0 ℃冷库中；(2)冷库无袋预冷，茭白无包装，直接放入0 ℃冷库中；(3)冰水套袋预冷，将茭白装入聚乙烯袋中，置于冰水中进行预冷；(4)冰水无袋预冷，将无包装茭白直接置于冰水中进行预冷。其中，茭白包装袋采用0.06 mm聚乙烯(PE)材料，每袋包装含20 kg茭白，预冷终温为4 ℃。预冷结束后由冷藏车运回浙江省农业科学院实验室开展后续贮藏试验，贮藏温度为0～4 ℃，每10 d测定各项品质指标。

1.2 仪器与设备

L-958路格温湿度记录仪(杭州路格科技有限公司)；TA.XT Plus 型质构仪(英国SMS公司)；CHR OMA METER CR-400手持色差仪(日本SEMSING公司)；Cintral 20紫外-可见分光光度计(澳大利亚GBC科学仪器公司)；ME103E电子天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司)等。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 不同预冷方式降温速度变化测定方法

茭白采后预冷降温曲线变化采用温湿度记录仪(L-958路格)进行温度变化测定。随机选取茭白，将探头从茭白基部插入，深度9 cm。进行预冷的同时测定茭白温度变化，待温度数值稳定后读数。每种预冷方式降温变化均做3个平行试验。

1.3.2 茭白色泽测定

采用CR-400手持色差仪进行测量。每一组茭白随机挑选6根，测定茭肉中部的L*(代表茭白色泽的明亮度)、a*(代表茭白颜色的红绿色)、b*值(代表茭白颜色的黄蓝色)，取其平均值进行分析。茭白白度分析参考Ganjloo等[15]方法。

1.3.3 硬度测定

用质构仪(TA.XT Plus英国)测定表皮硬度，采用直径为6 mm的探头，测定深度为10 mm，测试前速为2 mm·s-1，测中速度1 mm·s-1，测后速度5 mm·s-1。随机取6根茭白选取中段表皮，重复测定硬度3次，取平均值。

1.3.4 可溶性固形物(TSS)测定

采用PAL-1型数显糖度计测定。随机挑选6根茭白，取其中部茭肉，切碎后混合用多层纱布挤汁，使用数显糖度计，重复测定3次，取平均值。

1.3.5 还原性糖测定

参考曹建康等[16]的方法，采用3，5-二硝基水杨酸方法测定。称取1.00 g茭白样品，加入少许蒸馏水，研磨匀浆后转入25 mL具塞试管，多次冲洗研钵后转入试管中，蒸馏水定容至刻度，80 ℃水浴加热30 min。取出冷却后，过滤洗涤残渣，再过滤至100 mL容量瓶并定容，作为还原糖提取液备用。取25 mL刻度试管，分别加入2 mL还原糖提取液和1.5 mL DNS溶液摇匀，在沸水浴中加热5 min，取出后立即放入盛有冷水的烧杯中冷却至室温，再用蒸馏水定容至25 mL，混匀。在540 nm波长下，用0号管作为参比调零，测定吸光度。

1.3.6 游离氨基酸含量测定

测定参考Yao等[17]的方法，稍作修改。称取1.00 g茭白样品研磨粉于试管中，加入蒸馏水10 mL，15 min沸水浴后取出试管，取2 mL滤液于25 mL试管中，加入蒸馏水2 mL，分别加入茚三酮和磷酸缓冲液1 mL，混匀后沸水浴15 min，冷却至室温后定容至刻度，按照制作氨基酸标准曲线方法测定茭白的氨基酸含量，通过标准曲线计算游离氨基酸总含量。

1.3.7 可溶性蛋白质含量测定

采用考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白质含量[18]。称取1.00 g茭白样品于离心管中，加入5 mL蒸馏水，低温离心后取0.7 mL上清液于具塞试管中，再加入0.3 mL蒸馏水，5 mL考马斯亮蓝G-250溶液，混合均匀，室温下放置2 min后，595 nm波长处测定吸光值，以牛血清蛋白为标准曲线计算可溶性蛋白质含量，单位为%。

1.4 数据处理

数据统计处理采用Excel软件，所有数据除特殊说明外均为3次重复试验的平均值和标准误差。结果采用SPSS 23.0软件进行差异显著性分析，绘图使用OriginPro 2017软件。

2 结果与分析

2.1 不同预冷方式对茭白预冷降温速度的影响

预冷是果蔬采后保鲜重要的环节，预冷速度直接影响果蔬的品质[19]。如图1所示，4种不同预冷方式均能较快降低茭白中心温度，但其降温速度存在差异。在预冷前3 h内茭白中心温度迅速下降，采用冰水无袋和冷库无袋预冷处理在2 h内已经降至4 ℃以下。4种预冷处理茭白初温虽有不同但差距很小，可以忽略不计。茭白冷库套袋预冷、冷库无袋预冷、冰水套袋预冷和冰水无袋预冷降至4 ℃所需时间为1 117、114、375、96 min。冰水无袋预冷速度最快，较冷库套袋处理时间上缩短了1 021 min。

PCCM，冷库套袋；UCCM，冷库无袋；PCIW，冰水套袋；UCIW，冰水无袋。下同。PCCM， Packaged in bag and cooled in cooling room; UCCM， Unpackaged in bag and cooled in cooling room; PCIW， Packaged in bag and cooled in ice water; UCIW， Unpackaged in bag and cooled in ice water. The same as below.图1 不同预冷方式处理对茭白温度变化的影响Fig.1 Effect of different pre-cooling treatments on temperature change of water bamboo shoot

2.2 不同预冷方式对茭白色泽和硬度的影响

色泽是影响茭白感官品质和消费者可接受性的重要因素[20]。茭白采后肉质茎洁白光滑，随着贮藏时间的延长，其色泽品质会发生较大变化。采用白度(WI)来表示茭白的色泽，如图2-A所示，贮藏第10天，4种预冷处理的茭白WI值迅速下降，这可能是贮藏前期环境变化导致白度迅速下降。从第20天开始，茭肉色泽呈现缓慢下降趋势，可能是低温贮藏条件延缓了色泽的下降速度，贮藏后期采用冷库套袋预冷方式的茭白WI值低于另外3种预冷方式，但各预冷方式之间差异未达显著水平(P>0.05)。

茭白采后易发生木纤化，采后硬度变化是限制其货架期的重要因子[21]。如图2-B所示，贮藏前期，茭白表面硬度略微呈上升趋势，这与在木质素积累的过程中细胞壁发生木质化，出现硬化现象一致，而后又出现缓慢下降，贮藏第40天茭白表面硬度开始下降，冰水套袋预冷的茭白表面硬度为27.67 kg·cm-2，高于其他3个处理组。冰水套袋预冷第50、60天茭白表面硬度显著大于冷库套袋预冷处理(P<0.05)。综上，对于延缓茭白表面硬度，不同预冷处理中冰水套袋预冷处理效果最好。

图2 不同预冷方式对茭白WI和表面硬度的影响Fig.2 Effect of different pre-cooling treatments on WI and surface hardness of water bamboo shoot

2.3 不同预冷方式对可溶性固形物含量和失重率的影响

TSS含量可以直接反映果蔬的成熟度和品质状况。如图3-A所示，茭白在预冷后贮藏过程中由于呼吸消耗，TSS含量不断减少，4种预冷方式茭白至贮藏末期其TSS含量分别下降了43.80%(冷库套袋)、42.14%(冷库无袋)、37.20%(冰水套袋)、42.15%(冰水无袋)，贮藏期冷库套袋处理TSS消耗大于其他3种预冷处理，但差异未达显著水平(P>0.05)。

水分是保持果蔬鲜度的重要基础指标[22]，失重率是代表其品质的一个重要指标。果蔬失水之后外观会发生改变，内部代谢反应无法正常进行，衰老速度加快。如图3-B所示，在整个贮藏期果实失重率不断增加，第40、50天，冷库套袋和冰水无袋预冷茭白失重率显著低于冷库无袋处理(P<0.05)，冰水套袋预冷茭白失重率低于冷库无袋预冷处理，但差异不显著(P>0.05)。第60天，3种预冷处理失重率均显著低于冷库无袋处理(P<0.05)。

图3 不同预冷方式对茭白可溶性固形物含量和失重率的影响Fig.3 Effect of different pre-cooling treatments on TSS content and weight loss rate of water bamboo shoot

2.4 不同预冷方式对还原性糖含量的影响

还原性糖主要包括葡萄糖、果糖、乳糖和麦芽糖等具有还原性的糖类，可以为纤维素、淀粉、果胶质等大分子碳水化合物的合成提供糖基供体，与果蔬生理代谢密切相关。如图4所示，贮藏过程中，茭白还原性糖含量不断下降，冷库套袋组还原糖含量由贮藏前的4.49%降至贮藏结束时的1.64%，而冰水套袋组则由4.49%降至贮藏结束时的2.01%。从第20天起至贮藏末期冰水套袋组还原糖含量显著高于冷库套袋组(P<0.05)，在整个茭白贮藏期冷库无袋组与冰水无袋组还原糖含量无显著差异(P>0.05)。

图4 不同预冷方式对茭白还原性糖含量的影响Fig.4 Effect of different pre-cooling treatments on reducing sugar content of water bamboo shoot

2.5 不同预冷方式对可溶性蛋白质和游离氨基酸含量的影响

可溶性蛋白质含量是果蔬品质和营养的重要评价指标，许多可溶性蛋白质还是构成果蔬中酶的重要组成部分，参与多种生理生化代谢过程。如图5-A所示，预冷处理后，茭白在贮藏过程中可溶性蛋白质含量不断下降，冷库套袋组下降相对最快，由贮藏前的2.89%下降至贮藏末期的2.51%；而冷库无袋组和冰水无袋组下降较缓且可溶性蛋白质含量接近；冰水套袋组由贮藏前的2.89%下降至贮藏末期的2.62%，为不同预冷处理中可溶性蛋白质含量下降最缓慢的一组。4种预冷处理可溶性蛋白质含量在贮藏前40 d无显著差异(P>0.05)，但第50、60天冰水套袋处理的可溶性蛋白质含量显著高于冷库套袋(P<0.05)。

图5 不同预冷方式对茭白可溶性蛋白质和游离氨基酸含量的影响Fig.5 Effect of different pre-cooling treatments on soluble protein and free amino acid content of water bamboo shoot

氨基酸是组成蛋白质的基本单位，游离氨基酸与果蔬品质、特殊风味的呈现密切相关。如图5-B所示，随着贮藏时间的延长，茭白的游离氨基酸含量呈现逐渐上升趋势。各组游离氨基酸含量分别由贮藏前的12.83%升高到贮藏末期的33.98%(冷库套袋)、31.64%(冷库无袋)、29.91%(冰水套袋)、30.19%(冰水无袋)。从第10天到第20天，冷库套袋组游离氨基酸含量大幅度增加，第20天冷库套袋组游离氨基酸含量显著高于另外3种预冷处理(P<0.05)，而另外3种预冷处理间游离氨基酸含量差异不显著(P>0.05)。

3 结论与讨论

预冷是果蔬贮藏流通过程中保证质量的首要措施，预冷可降低果蔬的呼吸作用，减缓其新陈代谢和成熟衰老速度，还可抑制微生物繁殖，从而减少因腐烂而造成的损失[23]。果蔬组织结构的差异对其预冷和贮藏效果有很大影响，根据不同果蔬品种选择适宜的预冷方式不仅可以提高其贮藏品质还可以节约成本提高经济效益。本试验茭白采后用冷库套袋、冷库无袋、冰水套袋、冰水无袋4种预冷方式处理，设定预冷终温为4 ℃，降至4 ℃所需时间分别为1 117 、114、375、96 min。在茭白采后贮藏过程中，4种不同预冷方式对色泽影响不大，各处理之间没有显著差异；其中，预冷最快的冰水无袋组表面硬度低于冰水套袋组，且在后期茭白表面硬度下降较快，出现腐烂、萎蔫等情况，这可能是茭白预冷时与冰水直接接触，在贮藏后期容易滋生微生物，从而影响茭白贮藏期。这与王伟锋[24]比较冷库预冷、强制通风预冷、水预冷和压差预冷对番茄采后预冷结果较一致，其研究发现，冰水预冷降温速度较快，然而冰水预冷会使果蔬表面残留水分，并会逐渐失去光泽产生萎缩，往往还会滋生细菌，进一步影响货架期[25-26]。由于冷库套袋预冷时间较长，采后在一定时间内仍然进行着强烈的呼吸作用和蒸腾消耗，导致贮藏过程中失重率一直高于其他处理组，而TSS含量和可溶性蛋白质含量低于其他处理组。在贮藏初期时，各预冷处理组游离氨基酸含量基本没有差异，贮藏至中后期时，冷库套袋预冷游离氨基酸含量高于其他3种预冷方式。

本研究表明，茭白采后选用冰水无袋预冷处理降温速度最快，但由于贮藏后期容易滋生微生物，不利于后期贮藏；而冰水套袋处理预冷速度适中，且后期贮藏具有更高的TSS含量、可溶性蛋白质含量，以及更低的失重率和游离氨基酸含量。因此，在上述4种预冷方式中，采用冰水套袋处理是茭白采后适宜的预冷方式。