低温结合气调保鲜水培小白菜的研究

王 晓,陈冰洁,刘晨霞,白会庭,归蔚羚,乔勇进*

(1 上海市农业科学院作物育种栽培研究所,上海 201403;2 上海农产品保鲜加工工程技术研究中心,上海 201403;3 上海星辉蔬菜有限公司,上海 201419;4 通标标准技术服务有限公司,上海 200233)

我国蔬菜消费量巨大,为满足广大消费者的需求,工厂化蔬菜栽培模式应运而生[1]。 与传统土培相比,工厂化蔬菜栽培模式主要采用水培的方式,具有受季节影响小、安全、自动化高等优点[2]。 绿叶菜组织脆嫩,叶表面积大,不易贮藏,常用保鲜剂进行保鲜,但该方法存在化学污染问题,低温结合气调包装是一种安全有效的保鲜方法,具有较好的应用前景[3]。 研究表明,低温结合6 cm2硅窗膜(嵌于30 cm ×25 cm 聚乙烯包装袋里)能有效调节贮藏环境气体组成,保持大蒜贮藏品质[4]。 贮藏温度为4 ℃,气调包装条件为8% O2+20% CO2+72% N2时,可抑制营养物质的损失及呼吸作用,减少沙葱贮藏期间的失重率,延长其货架期[5]。

目前关于水培蔬菜的生产调控方面的研究比较多,主要是通过筛选氮肥、磷肥、钾肥等的比例,确立农产品最佳生长条件[6-7]。 但针对水培蔬菜贮藏保鲜方面的研究鲜有报道。 本文以水培小白菜为试验材料,通过探讨低温结合气调包装对其品质的影响,以期为水培绿叶菜的采后处理研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

水培小白菜采自上海星辉蔬菜有限公司,采后半小时内运回上海市农业科学院农产品保鲜加工中心,在冷库(2—4 ℃)中预冷12 h 后,挑选长度和质量均一、无机械损伤的小白菜作为贮藏原料。

1.2 仪器与设备

BP301S 型电子天平,德国赛多利斯公司;JFQ-315OH 果蔬呼吸测定仪,北京均方理化科技研究所;JXFSTPR-1 全自动样品冷冻研磨仪,上海净信实业发展有限公司;V20S 水分测定仪,瑞士梅特勒托利多;N-1α 型手持折光仪,日本ATAGO 公司;CM-5 分光测色计,日本柯尼卡美能达;DHG-9240A 型电热恒温鼓风干燥箱,上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 贮藏条件

将经预冷、挑选后的水培小白菜,随机分为5 组,每组500 g,分别进行保鲜处理。 处理方式设置以下5 种:空气(对照,CK);5% O2+5% CO2;5% O2+10% CO2;10% O2+5% CO2;10% O2+10% CO2[8-10]。气调包装充气量为1 L,保鲜膜包装后置于2 ℃下贮藏,每个处理重复3 次。

1.3.2 测定方法

呼吸强度用CO2红外分析仪进行测定,单位为CO2mg∕(kg·h);含水量采用V20S 红外水分测定仪测定;可溶性固形物含量采用手持式阿贝折光仪测定;色度值采用美能达CM-5 分光测色计测定。

1.4 数据统计

采用SPSS 17.0(SPSS Inc.,Chicago IL,USA)软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水培小白菜呼吸强度的影响

果蔬采后仍能进行呼吸作用,释放能量以维持正常的代谢活动。 但呼吸作用会消耗果蔬体内有机物,缩短贮藏期,无氧呼吸还会产生有毒代谢产物,影响果蔬品质[11]。 因此,需要在避免无氧呼吸发生的前提下,尽量降低有氧呼吸来延长贮藏期[12-13]。由图1 可知,随着贮藏时间的延长,小白菜的呼吸强度呈下降趋势。 对照组和10% O2+10%CO2处理组的呼吸强度保持在较高水平,可能是因为这两组样品包装内的氧气含量比较高,氧气进入组织间隙,改变了蔬菜组织细胞所处的气体环境。 5% O2+5% CO2和10% O2+5%CO2处理组呼吸强度相对较低,说明低温条件下,初始CO2浓度为5%,O2浓度在5%—10%时有利于降低小白菜的呼吸强度。 CO2浓度为10%时,易引起小白菜抗逆性生理代谢,进而导致呼吸强度变大[9]。

图1 不同处理对水培小白菜呼吸强度的影响Fig.1 Effects of different treatments on the respiration intensity of hydroponics Chinese cabbage

2.2 不同处理对水培小白菜色泽的影响

外观色泽是衡量绿叶菜质量的重要指标,关乎农产品的可接受程度[13]。L值代表明亮度,该值越大,表明亮度越高[14]。 若绿叶菜贮藏过程中L、a、b值变大,其原因是失水、叶绿素降解等。 与对照组相比,不同气调包装条件下的小白菜色差变化差别较大,10% O2+5% CO2组色差变化最小(图2)。

图2 不同处理对水培小白菜色值L、a 及b 的影响Fig.2 Effects of different treatments on the L,a,and b of hydroponics Chinese cabbage

2.3 不同处理对水培小白菜水分含量的影响

果蔬的含水量较高,一般在85%—95%,水培小白菜甚至高达96.11%± 0.47%[13]。 失水会让果蔬细胞膨压降低,从而变得萎蔫,外观品质和食用品质下降[15]。 由图3 可知,对照组在贮藏过程中水分含量变化较快,贮藏0—3 d 时呼吸作用生成的水分高于蒸腾作用消耗的水分;随着贮藏时间的延长,营养物质逐渐消耗,贮藏3—12 d 时,蒸腾作用损耗的水分高于呼吸作用生成的量,水分含量逐渐降低。10% O2+5% CO2处理水分含量在贮藏过程中相对比较稳定,较适合水分的保持。

图3 不同处理对水培小白菜水分含量的影响Fig.3 Effects of different treatments on the water contents of hydroponics Chinese cabbage

2.4 不同处理对水培小白菜可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物是指果蔬中能溶于水的蛋白质、糖、酸、矿物质和维生素等,是反映果蔬营养物质含量的重要指标。 由图4 可知,在贮藏过程中,10% O2+10% CO2处理可溶性固形物含量逐步升高。 其他组小白菜的可溶性固形物含量均先增加后减少,在贮藏6—9 d 时达到了峰值,随后开始下降,5% O2+10% CO2和10% O2+5% CO2处理组下降速度相对缓慢,可能是由于气调包装条件下小白菜呼吸作用受到抑制,可溶性固形物的消耗速率降低所致。

图4 不同处理对水培小白菜可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on the soluble solid contents of hydroponics Chinese cabbage

3 结论与讨论

水培蔬菜一般生长周期短,生长速度快,较土培产品更洁净卫生,深受广大消费者的青睐[16]。 绿叶菜采后生理比较复杂,其中呼吸作用是导致品质恶化的主要因素。 气调包装保鲜是按照各类果蔬的代谢特点,将O2、CO2和N2气体按照比例组合,实现保鲜、护色和保形等效果[17]。 呼吸作用强度是评价果蔬新陈代谢的重要指标,与贮藏寿命密切相关[18]。 本研究发现,初始气调包装内二氧化碳含量在5%时,水培小白菜的呼吸强度保持在相对较低的水平。 气调包装条件为10% O2+5% CO2时,小白菜色泽较好、水分和可溶性固形物含量较高,2 ℃条件下贮藏期在9 d 以上。 余江涛等[19]研究发现,初始O2浓度为5%—10%、CO2为5%—10%进行保鲜时,生菜品质较好,贮藏期可达14 d。 雷昊等[20]研究发现,适宜气调包装保鲜技术可明显抑制杭白菜衰老,产品保鲜质量好,最优气体组合为10% O2+5% CO2,与本研究结果一致。