延迟预冷对芥蓝冷链过程品质和营养的影响

薛靖文，刘升，2

（1.上海海事大学商船学院，上海 201306；2.北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京市果蔬贮藏与加工重点实验室，农业部蔬菜采后加工重点实验室，北京 100097）

芥蓝是十字花科、芸薹属的一种绿色蔬菜，含有丰富的矿物元素、维生素，并且含有少量有机碱及金鸡纳霜，有益于消化系统，具有解毒清热的功效［1］，甘蓝类蔬菜中硫代葡萄糖苷降解产生的系列物质可以有效防癌［2］。芥蓝喜凉，高温下苦味物质易积累、品质下降［3］。芥蓝茎脆叶软含水高、采后呼吸强度大，过久堆货易产生机械损伤并快速萎蔫［4］，所以芥蓝采后应尽量减少在非低温环境长期储存。

冷链是以保证品质为目的，保持低温环境为核心的供应链和庞大的系统工程［5］，预冷是全程冷链的关键开端，是快速除去田间热以降低呼吸强度、保证高品质冷链流通的重要环节，有助于减缓由于高温导致的黄化，在冷藏中也不易冷凝结露以及减少冷害的发生，使保鲜期明显延长［6］。延迟预冷将会导致冷链流通前果蔬因生理变化持续快速地劣变，未流通就已产生品质和营养损失。日本学者石井调研了夏季无冷链流通20 h的豆角，中心温度由27℃上升到41℃［7］；20℃条件下存放12、24 h延迟进行预冷处理的梨和甜樱桃乙烯释放速率均高于及时预冷组［8-9］，延迟时间增长，易出现呼吸高峰；Kabir等研究番茄延迟预冷处理，鲜质量、硬度、可溶性固形物损失速度更快［10］；王利斌等研究预冷对四季豆和豇豆的影响，及时预冷提高其组织抗氧化能力，减轻氧化胁迫，从而抑制了黄化、膜脂氧化等衰老进程［11］；刘升等研究堆货对青花菜品质的影响，环境温度34.6℃，4 h堆货后中心温度从18℃上升至23.1℃，在8 h时失质量5%左右，VC含量下降了50%，类胡萝卜素仅保留62.3%，黄化率1%左右，失去商品性［12］。另外，防雾膜包装能防止结露导致的湿度变化、病菌滋生引起腐败变质加剧。

我国预冷基础设施缺乏，产地二级收购模式活跃，采储分离、间隔时间长［13］，常温短途搬运和集中堆货十分常见，预冷难以及时进行，导致全程冷链实施效果差。目前延迟预冷研究多以水果和果菜为主，本研究以叶菜类芥蓝为试材，研究不同延迟预冷时间冷链流通过程品质和营养变化的差异，以及流通过程有无防雾膜包装的影响，为规范的预冷和冷链操作提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验用绿叶芥蓝于2021年5月6日上午9点前后采摘，立即送至北京市农林科学院蔬菜研究中心，挑选色泽鲜亮、叶片挺立、无萎蔫、无虫害和机械损伤的样品进行试验。

所用试剂：钼酸铵、草酸、硫酸、偏磷酸、冰醋酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、丙酮（均为分析纯），西陇化工股份有限公司。

防雾膜：PE和纳米材料混合制成，A膜30型，膜厚度0.05 mm，具有防雾、保鲜功能，上海复命新材料科技有限公司。

1.2 仪器与设备

CYYL-36型压差预冷装备，基于20 GP集装箱制造，日本樽崎产业株式会社；KOITO-PCLH冷库，日本小糸公司；YDHI91610C无线多点测温仪（配套软件：硕星无线测温），（-20~80±0.3）℃，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司；D-37520台式高速冷冻离心机，最高转速15 200 r/min，德国Thermo Fisher公司；GXH-3051红外线分析器，北京均方理化科技研究所；PR-100手持数字式折射仪，日本ATAGO公司；UV-1800紫外可见光分光光度计，波长范围（190~1 100±0.3）nm，日本岛津公司；HWSY11-K恒温水浴锅，北京市长风仪器仪表公司；UWA-K-015型电子天平，精度0.000 1 kg，北京华瑞京科商贸中心。

1.3 试验方法

使用压差预冷用带孔塑料货筐（尺寸600 mm×400 mm×230 mm），芥蓝在箱内平直摆放，堆放密度适中供压差预冷通风。货筐在无光直射环境堆货，芥蓝总质量100 kg，每筐装载约12 kg。在堆货环境中以及筐两端、中间位置的芥蓝中插入无线温度自计探头，实时观察、记录温度变化。

外界温度（23±3）℃，堆货环境初温（17±0.5）℃。每批次预冷两筐芥蓝，第一批记为“延迟0 h”，剩余芥蓝继续堆货，分别在1、5、9 h后再各预冷一批，记为“延迟1 h”、“延迟5 h”、“延迟9 h”，每批芥蓝压差预冷至3℃。为了模拟实际冷链流通过程，预冷后芥蓝进行“0℃贮存3 d、0℃运输2 d、4℃销售2 d”流通，每批次其中一筐采用防雾膜（包装袋）密封包装，一袋10棵左右。每阶段取样，用液氮速冻并磨粉备样，置于-80℃留用以测试相关品质参数。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 温度测量 使用无线多点测温仪测定，探头置于环境、插在芥兰茎中，每5 min测定1次，可以通过软件实时观察并自动记录温度变化数据。

1.4.2 感官评价 感官评价采用标准9分制评价方法，按照叶菜类通用感官评价标准以及农业行业标准《绿色食品甘蓝类蔬菜NY/T 746-2012》的相关要求［14］拟定，见表1。

表1 芥蓝感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria of kale

1.4.3 失质量率 通过称质量测定质量，每组测定3次取平均值，按照“质量损失/初始质量”的方法计算失质量率。

1.4.4 呼吸强度 取5棵芥蓝，置于10 L密闭玻璃容器中，用GXH-3051红外线分析器测定容器中CO2浓度，以曹建康方法［15］为基础进行计算。

1.4.5 可溶性固形物（TSS）取3棵芥蓝切碎，研磨后用纱布滤出汁液，采用PR-100手持数字式折射仪测定，结果显示为含量（百分比%）。

1.4.6 维生素C（VC、抗坏血酸）采用钼蓝比色法［16］测定和计算，最终测定760 mm处吸光度并计算VC含量。

1.4.7 叶绿素 采用丙酮法［17］测定和计算，测定645、663 nm波长对应的吸光度并计算叶绿素含量。

1.5 数据分析

所有指标通过Origin 2018软件处理并绘制图线，以SPSS 25.0软件分析多组对照之间的差异性（单因素方差分析、Tukey法），P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 堆货过程和预冷过程温度变化

初始（延迟0 h）堆货环境温度17.3℃、芥蓝中心温度14.4℃。温度持续均匀上升，堆货环境温度9 h后上升了1.1℃、每小时约0.12℃；芥蓝中心温度9 h后上升4.6℃每小时上升约0.5℃，约7 h 40 min后超过环境温度，如图1所示，产生这种情况是由于采后无冷处理、相对密闭的环境堆货影响导致田间热、呼吸热无法快速逸散。延迟预冷导致的温度升高，导致延迟预冷时间越长则预冷时的初温越高，延迟0、1、5、9 h后再预冷至目标温度所需时间增加，分别为50、53、62、68 min，如图2。

图1 堆货环境温度和芥蓝中心温度变化Figure 1 Changes of ambient temperature and center temperature of kale

图2 延迟预冷对芥蓝预冷过程温降的影响Figure 2 Effect of delayed pre-cooling on temperature drop in kale pre-cooling process

2.2 延迟预冷对呼吸强度和失质量率的影响

延迟预冷导致芥蓝呼吸强度逐渐上升，9 h后呼吸强度增加了1倍以上，不同延迟时间组之间差异明显（P<0.05）；预冷后差异明显降低，但延迟9 h的芥蓝呼吸强度仍然较高，如图3。呼吸强度受温度直接影响，延迟预冷时间越长，呼吸强度上升越多。

图3 延迟预冷对芥蓝呼吸强度的影响Figure 3 Effect of delayed pre-cooling on respiratory intensity in kale pre-cooling process

芥蓝在冷链流通过程中总失质量不断增加，有膜包装时失质量率明显较低；延迟预冷时间越长，预冷前已产生较高失质量，后续流通过程失质量加快。预冷前堆货9 h已失质量1.55%，无膜包装的冷链流通过程中，贮藏3 d后失质量率就已全部高于4%，最终失质量率全部高于6.8%，其中延迟9 h组失质量率高达11.57%，各组差异明显（P<0.05）。有膜包装的冷链流通过程，延迟0 h组芥蓝失质量率最终仅为2.84%，延迟9 h组失质量率最终为4.62%，防雾膜包裹明显抑制了失水，如图4。

图4 延迟预冷对芥蓝失质量率的影响Figure 4 Effect of delayed pre-cooling on loss of quality rate in kale pre-cooling process

2.3 延迟预冷对叶绿素、VC可溶性固形物（TSS）含量的影响

芥蓝的叶绿素含量整体呈下降趋势，各组差异明显（P<0.05），有膜比无膜包装组的叶绿素含量下降缓慢，而延迟预冷时间越长叶绿素损失越多。叶绿素初值826.4μg/g，堆货阶段叶绿素已经不断损失，9 h后含量（保留率）为694μg/g（84.0%）；贮藏后叶绿素含量开始快速下降，冷链流通后延迟0、1 h有膜组含量较高（772.3μg/g、749.4μg/g），而延迟5 h无膜组（621.3μg/g）和延迟9 h组（552.2μg/g、502.5μg/g）保留率（66.8%、60.8%）较低，易出现黄化（图5）。

图5 延迟预冷对芥蓝叶绿素含量的影响Figure 5 Effect of delayed pre-cooling on chlorophyll in kale pre-cooling process

芥蓝的VC含量整体规律地下降，各组差异明显（P<0.05）。有膜包装的芥蓝叶绿素损失速率较缓，与无膜组有明显差异（P<0.05）；延迟预冷堆货阶段已产生较多损失，故延迟时间越长导致的VC总损失越高。冷链流通后，延迟0 h无膜处理的芥蓝VC含量（0.844 mg/g）低于延迟5 h有膜组（0.857 mg/g），说明了有膜包装对保持VC含量有益（图6）。

图6 延迟预冷对芥蓝VC含量的影响Figure 6 Effect of delayed pre-cooling on VC in kale pre-cooling process

延迟预冷0、1、5、9 h有膜组冷链流通后TSS含量分别为6.39%、6.22%、5.45%、5.25%，无膜组分别为6.13%、6.01%、5.08%、5.14%，0、1 h和5、9 h组之间TSS含量差异大（P<0.05），延迟预冷导致预冷前已产生明显损失且流通过程TSS含量下降更多，无膜包装的芥蓝TSS含量损失更多。芥蓝的TSS在冷链流通过程中整体呈下降趋势，但贮藏阶段有明显上升，是由于芥蓝采后仍有强烈的呼吸作用，延迟预冷9 h组在预冷和贮藏阶段的TSS含量变化更加明显（图7）。

图7 延迟预冷对TSS含量的影响Figure 7 Effect of delayed pre-cooling on TSSin kale pre-cooling process

2.4 延迟预冷对感官评价指标的影响

延迟预冷堆货时间越长导致芥蓝冷链流通过程感官评价下降越快；有膜包装均比无膜包装的感官评价高，有膜包装的芥蓝除延迟9 h组较差以外，均高于7分。冷链流通后，延迟0、1 h有膜包装组感官评价分别为8.2、7.8分，延迟1 h无膜包装组销售阶段接近商品界限、延迟5、9 h无膜包装组在运输过程中已经降至商品界限以下。延迟0 h无膜和延迟9 h有膜组感官评价下降都较快，说明了无膜包装及延迟预冷的不利影响（图8）。

图8 延迟预冷对芥蓝感官评价的影响Figure 8 Effect of delayed precooling on sensory evaluation of kale

3 讨论

采后不及时预冷直接影响堆货时期的芥蓝温度。无直射光封闭环境下堆货，外部和堆货环境温度变化不大的情况下，芥蓝中心温度的上升主要来自自身呼吸产热。堆货0~9 h，温度基本呈线性均匀升高，而呼吸强度呈指数增大，与伍思良等人研究基本一致，且常温下芥蓝的营养品质参数、影响生理活动的酶活性均因升温而加速变化，带来不利影响［18］。温度上升导致芥蓝堆货后再预冷速度慢，延迟预冷9 h导致预冷时间增加了36%，这与快速预冷的初衷相悖。

芥蓝保持在较高成熟度下堆货，产生较多的自源乙烯，可能迎来呼吸高峰，但因为在离体条件下缺乏养分补给，从而失水、萎蔫、皱缩、变味，失去商品性［19］，且呼吸代谢在为采后果蔬的生理代谢进行能量供应的同时，会产生活性氧（ROS）对细胞造成氧化损伤加速劣变［20］，导致冷链流通前产生不可逆的生理变化，营养和品质在流通过程会加快损耗。

无膜包裹的芥蓝冷链流通过程失质量率较高，推测是由于贮藏、运输等环节中冷风的吹拂导致芥蓝叶片的失水严重，防雾膜的包裹明显抑制了呼吸和蒸腾带来的水分流失。

延迟预冷越久且无膜包装的芥蓝，叶绿素和VC在冷链流通期间损耗越大，张四普［21］研究中25℃下贮藏的芥蓝2 d内VC含量迅速下降了40%左右，也说明了常温堆货会导致品质快速劣变。

可溶性固形物（TSS）在贮藏期间的含量有所上升，有两方面原因：一是由于芥蓝受失质量率较大，导致了部分阶段营养和品质参数的含量测定值略有上升；二是可溶性固形物主要以可溶性糖类为主，根据相关研究，低温条件对TSS影响较大，预冷后、冷藏初期呼吸作用显著降低，淀粉加速水解导致可溶性糖含量上升［22］，而糖类是果蔬呼吸作用的底物，此后为维持生理代谢，糖类物质会继续被分解，TSS含量继续下降［23］。

4 结论

研究表明，延迟预冷堆货导致芥蓝不断升温、呼吸强度增高，产生品质和营养的不可逆损失，之后再采取优质的冷链流通也无法取得好的效果。及时预冷可以保证芥蓝尽快处于适宜流通状态，保证其较长的货架期及优良的商品性，但无延迟预冷是理想情况，实际产地预冷可保证在1 h内及时进行。另外流通环节采用膜包装可以很好地防止失水，抑制营养和品质流失。