精准控温对鲜切胡萝卜贮藏品质和抗氧化性的影响

宾宇淇，谢佳妮，王铭宇，张鹏，李江阔，陈晨,4*，姜爱丽,4*

精准控温对鲜切胡萝卜贮藏品质和抗氧化性的影响

宾宇淇1，谢佳妮1，王铭宇1，张鹏2,3，李江阔2,3，陈晨1,4*，姜爱丽1,4*

（1.大连民族大学 生命科学学院，辽宁 大连 116600；2.天津市农业科学院农产品保鲜与加工技术研究所，天津 300384；3.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津 300384； 4.生物技术与资源利用教育部重点实验室，辽宁 大连 116600）

针对传统冷库温度波动大，易导致冷害、冻害的难题，以新鲜胡萝卜为材料，研究在2个贮藏温度（4、15 ℃）下精准控温（±0.1）℃对鲜切胡萝卜贮藏品质和抗氧化性的影响。将鲜切胡萝卜分别置于4 ℃和15 ℃的普通冰箱和精准恒温箱中进行为期15 d和9 d的贮藏，测定贮藏过程中鲜切胡萝卜的外观品质、感官品质、风味物质（鲜切胡萝卜和熟胡萝卜片）、白化指数、硬度、脆性、呼吸强度、总酚含量、ABTS自由基清除能力及微生物生长情况。在2种温度条件下贮藏，与15 ℃相比，在4 ℃下贮藏具有更好的保鲜效果。与冰箱相比，采用恒温箱贮藏能显著（<0.05）抑制鲜切胡萝卜的白化、呼吸强度及微生物生长，延缓其硬度和脆性的下降，并显著（<0.05）提高了总酚含量和ABTS自由基清除能力，延缓了鲜切胡萝卜在贮藏过程中或经高温水煮后风味的劣变进程，保持了样品较高的感官品质。与15 ℃相比，在4 ℃下贮藏有利于保持鲜切胡萝卜的品质，采用精准控温贮藏对鲜切胡萝卜具有显著的保鲜效果。

鲜切胡萝卜；精准控温；保鲜；抗氧化

胡萝卜（L.）是日常生活中常见的根茎蔬菜之一，它含有丰富的营养物质。近年来，鲜切胡萝卜逐渐成为即食沙拉的配菜之一[1-2]。在鲜切加工过程中产生的机械损伤会破坏胡萝卜组织的完整性，加速呼吸代谢和蒸腾作用，从而加快营养物质的消耗，使得胡萝卜出现了失重、腐烂等品质劣变现象[3]。此外，鲜切胡萝卜因脱水和木质素的积累，其表面出现白化现象，从而失去明亮的橙红色外观，降低了消费者对产品的可接受度和购买欲望[4-5]。由此可见，需要寻找一种合适的保鲜方法来延长鲜切胡萝卜的保质期。

低温贮藏是保持鲜切果蔬品质的重要条件之一，也是目前国内外应用于鲜切产品中最多且保鲜效果显著的方法[6]。传统的冷库低温贮藏方式受到冷却器强制通风、蒸发器除霜处理及贮藏过程中频繁开关门的影响，难以精准控制果蔬贮藏环境中的温度和湿度。温度的波动会影响果蔬组织的呼吸、新陈代谢速率，从而影响果蔬的保质期。此外，温度波动可能会加剧水分的凝结，加速微生物的生长和果蔬的腐烂[7]。精准温控技术（温度波动值≤0.1 ℃）是基于低温冷藏提出的一种新型保鲜技术，可降低温度波动对果蔬的影响，使果蔬在贮藏期间的品质更加稳定[8]。Pan等[9]研究发现，恒温贮藏可有效降低桃果实的呼吸速率和多酚氧化酶活性，从而维持果实在贮藏过程中的品质。桃果实在温度波动范围为0.5～1 ℃的传统冷库中贮藏60 d后，果肉出现了褐变、毛絮状、半透明等冷害症状，且腐烂率较高，通过精准控温能显著降低桃果实贮藏期间冷害的发生率[7]。此外，采用精准控温（精准控温波动条件为5 ℃±0.1 ℃）不仅可以延缓苹果在贮藏过程中果胶多糖的溶解和解聚，延缓果实硬度的下降，还能有效提高苹果的抗氧化能力，延缓膜脂过氧化进程，降低果实质地和营养物质的损失，从而延长苹果的保质期[10-11]。

根据NY/T 717—2003，胡萝卜在冷库贮藏和控温运输过程中，其环境温度为0～5 ℃。经研究发现，在4 ℃条件下贮藏其保鲜效果显著[12-14]，可以降低鲜切胡萝卜大肠杆菌O157:H7的污染程度，并抑制其生长[15]。由于市场中鲜切果蔬通常被置于开放式冷柜中售卖，导致鲜切果蔬长期处于10～15 ℃的温度环境中，因此有必要寻找一种安全、高效的鲜切胡萝卜商业化贮藏保鲜方法。文中选择4、15 °C作为贮藏温度，研究精准控温对真空包装鲜切胡萝卜在贮藏期间的感官品质、生理指标及微生物生长情况的影响，探讨精准控温对鲜切胡萝卜的保鲜效果，旨在为鲜切胡萝卜的商业化贮藏保鲜提供新的理论依据和技术支撑。

1 实验

1.1 材料

1.1.1 原材料

选择新鲜的“新黑田五寸人参”胡萝卜，购于大连金州区果时代精品生鲜超市。选择大小均一、无病虫害和无机械损伤的胡萝卜进行实验。

1.1.2 试剂

主要试剂：次氯酸钠、无水乙醇、碳酸钠、过硫酸钾，分析纯，科密欧有限公司；福林酚，北京索莱宝科技有限公司；2,2′-联氨-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二胺盐、生化试剂，梯希爱发展有限公司；平板计数琼脂培养基，生物试剂，奥博星生物技术有限公司。

1.1.3 仪器设备

主要仪器设备：WS2Y-1温湿度仪器，北京天建华仪科技发展有限公司；青叶ZK-600智能真空包装机，益健包装机械有限公司；IPP260低温培养箱，德国美墨尔特（上海）贸易有限公司；PEN 3电子鼻，日本Insent 公司；F-940气体分析仪，美国Felix公司；CR-400色差仪，日本柯尼卡美能达公司；TA.XT plus质构仪，英国SMS有限公司；TGL-20M台式高速冷冻离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；UV-2600紫外−可见分光光度计，日本岛津公司；Multiskan GO全波长酶标仪，美国Thermo Scientific有限公司；MLS -3750高压灭菌锅，松下电器有限公司。

1.2 样品处理及贮藏

将新鲜胡萝卜浸泡于200 μL/L的NaClO溶液中5 min，然后切成3 mm的薄片。将胡萝卜薄片先浸泡于200 μL/L的NaClO溶液中1 min，然后再浸泡于去离子水中1 min，在浸泡结束后捞出，并进行脱水处理，最后用厚度为0.16 mm的聚酯真空袋（18 cm×18 cm）进行真空包装（真空时间30 s，封口时间2.5 s，冷却时间5 s，真空度−0.1 MPa），每包40片胡萝卜（约200 g）。将包装好的样品分别置于冰箱（±1 ℃）和精准温控箱（±0.1 ℃）中贮藏，同步放入温湿度记录仪进行温度的监测。将样品分为4-B组、4-H组、15-B组、15-H组。4-B组：将样品置于4 ℃冰箱中。4-H组：将样品置于4 ℃恒温箱中。15-B组：将样品置于15 ℃冰箱中。15-H组：将样品置于15 ℃恒温箱中。试验设置3个平行样品。

1.3 测定方法

1.3.1 感官评价

分别对Martínez-Hernández等[16]和Bao等[17]的方法进行修改后，对鲜切胡萝卜和熟胡萝卜片（在100 ℃沸水中烹饪2 min）进行感官评价，具体评分标准如表1、表2所示。将5分设定为消费者对样品可接受的最低分值。

表1 鲜切胡萝卜感官评价标准

Tab.1 Standard for sensory evaluation of fresh-cut carrot

表2 熟胡萝卜片感官评价标准

Tab.2 Standard for sensory evaluation of cooked carrot slices

1.3.2 风味物质

利用电子鼻技术对鲜切胡萝卜和熟胡萝卜片进行风味物质的测定。

1.3.3 白化指数

在各处理组中随机抽取10片鲜切胡萝卜，使用CR-400色彩色差计记录*、*、*，计算白化指数（Whiteness index,w），见式（1）[3]。

1.3.4 硬度和脆性

鲜切胡萝卜的硬度参照谢佳妮等[12]的方法测定。通过TPA试验测定鲜切胡萝卜的脆性，使用质构仪中配备的P/5圆柱形探头测定样品的脆性。质构仪参数设置：测前速度为2 mm/s，测后速度为2 mm/s，2次压缩之间停留的时间为5 s，位移为2 mm，触发力为10 N。硬度的单位为N。

1.3.5 呼吸强度

参考卫赛超[18]的方法对鲜切胡萝卜进行呼吸强度的测定。

1.3.6 总酚含量

采用福林酚比色法测定鲜切样品中的总酚含量[19]。

1.3.7 ABTS自由基清除能力

参照Chen等[4]的方法测定鲜切胡萝卜的ABTS自由基清除能力，测定结果以每克鲜切胡萝卜（鲜质量）相当于Trolox的物质的量（μmol）表示。

1.3.8 菌落总数

菌落总数参照GB 4789.2—2016测定。

1.3.9 数据处理

采用Excel 2019进行数据统计，并计算标准偏差，数据用平均值±标准偏差（+3）表示。采用SPSS 22.0软件的单因素方差分析方法（ANOVA）中的Duncan检验对实验数据进行差异显著性分析（0.05）。用Origin 2018制图。

2 结果与讨论

2.1 不同贮藏环境下温度的变化

温湿度传感器可以实时监测鲜切胡萝卜在不同贮藏条件下随环境温度的变化情况，在一定程度上反映样品贮藏环境的温度波动情况。由图1可知，普通冰箱和精准恒温箱的温度呈不规律波动，波动范围分别为±1、±0.1 ℃。波动频率从基本温度（4、15 °C）分别到最高温度(5、4.1 ℃或15、15.1 ℃）及最低温度（3.1、3.9 ℃或14.3、14.9 ℃），再回到基本温度（4、15 °C）。

一个社会的文明，无论是物质文明还是精神文明，都不是凭空制造，而是以人类历史发展过程中积累下来的文明成果为前提，与过去文明存在某种继承性。 列宁说过，马克思主义可以是无产阶级革命者的精神武器，就在于“它并没有抛弃资产阶级时代最宝贵的成就，相反却吸收和改造了两千多年来人类思想和文化发展中一切有价值的东西”[2]299。 中华民族是具有五千年文明史的智慧民族，老祖宗为我们留下的文化遗产极为宝贵，不可再生，是中华民族的根与魂。 坚持正确的遗产保护观必须在正确认识文化遗产的前提下，协调好社会各方面的利益关系。

图1 不同贮藏环境内部温度的变化

2.2 精准控温对鲜切胡萝卜外观及感官品质的影响

果蔬经过真空包装处理后，在流通过程中极易导致产酸、产气微生物的生长繁殖，致使真空包装出现酸败胀袋现象，从而降低果蔬的理化性质、外观品质和食用价值。15-B组在贮藏至第6天时样品通过代谢活动产生了大量气体，导致真空袋完全膨胀，而15-H组样品直到第9天时才完全胀袋（图2）。在4 ℃下贮藏时，在贮藏第12天时袋内部分区域产生了少量气体，出现了轻微胀袋情况，直到贮藏结束（15 d）时仍未完全胀袋。总的来说，与冰箱贮藏相比，采用恒温箱贮藏能有效抑制鲜切胡萝卜的胀袋情况，且在4 ℃下贮藏的效果比15 ℃更好。

所有处理组鲜切样品的感官得分均随着贮藏时间的延长呈不断下降的趋势，如图3a所示。其中，15-B和15-H组鲜切样品分别在贮藏第6天和第9天时感官得分低于5分，在4 ℃下贮藏的鲜切样品的感官得分在整个贮藏期均高于5分。由图3b可知，经高温水煮后，15-H组样品在第9天的感官得分从4.33增至6.33，其余3组样品经烹饪后的感官得分均在一定程度上增加，推测原因是鲜切胡萝卜在贮藏过程中产生的部分不良风味物质的热稳定性差、不耐高温，经水煮后被分解。

2.3 精准控温对鲜切胡萝卜风味物质的影响

不同处理的鲜切样品和熟胡萝卜片的电子鼻特征向量值测定结果如图4所示。不同样品的W2W、W2S、W1W、W1S、W5S传感器响应值具有显著差异，结合感官评价结果（图3）推测这5种变化显著的物质可能是导致样品产生不良气味的物质。与15 ℃下贮藏相比，在4 ℃下贮藏能有效抑制鲜切胡萝卜不良风味的产生，且采用恒温箱贮藏的抑制效果好于冰箱。已有研究表明，精准控温（±0.1 ℃）通过抑制醇类的挥发和促进醛类等香气成分的释放来延缓兰州百合和枸杞鲜果不良气味的产生[20, 8]。样品经高温水煮后，不良风味物质的特征响应值降低，这与感官评分结果一致。鲍诗晗等[19]研究后也发现，“广红”胡萝卜经水煮后气味降低，且样品气味随着水煮时间的延长而逐渐减弱。

图2 精准控温对鲜切胡萝卜胀袋的影响

注：不同小写字母表示不同处理在相同贮藏时间存在显著性差异（P＜0.05），下同。

图4 精准控温对鲜切胡萝卜风味物质的影响

2.4 精准控温对鲜切胡萝卜白化指数的影响

表面白化是影响消费者对鲜切胡萝卜可接受度的重要因素，研究发现，受损部位组织失水及木质素积累是导致鲜切胡萝卜表面白化的主要原因[21-22]。如图5所示，除了15-B组样品的边缘WI值在第9天下降外，所有处理组样品的边缘WI值均上升（图5a）。WI值的降低可能是因15-B组样品在贮藏后期包装袋完全胀袋后呼吸代谢增强，导致样品表面出水、组织发黏（图2）。不同处理组样品的中心WI值在整个贮藏期间均随着时间的延长而上升（图5b），且在4 ℃下贮藏样品的中心WI值均显著低于在15 ℃下贮藏（<0.05）。除了15-B组在第9天外，同一贮藏温度下均是恒温箱组样品的WI值低于冰箱组样品的WI值。

2.5 精准控温对鲜切胡萝卜硬度和脆性的影响

硬度和脆性是评价鲜切胡萝卜质构的关键指标[23]。由图6可知，在整个贮藏期间，4-H组样品的硬度和脆性均随着贮藏时间的延长而不断增加，其余3组样品的硬度和脆性均呈先上升后下降的趋势。硬度和脆性的增加可能是由样品在贮藏过程中失水导致组织硬化所致，在贮藏后期样品硬度和脆性降低可能是由呼吸代谢增加，导致真空包装袋内气体成分组成改变，出现胀袋情况，样品组织出水、发黏及软化所致。4-H组样品的硬度和脆性未下降，可能是因其胀袋情况较轻，还未出现品质劣变现象。

图5 精准控温对鲜切胡萝卜WI值的影响

图6 精准控温对鲜切胡萝卜硬度和脆性的影响

2.6 精准控温对鲜切胡萝卜呼吸强度的影响

呼吸强度的变化在一定程度上能够反映采后贮藏环境或鲜切加工对果蔬组织代谢活动的影响[1]。如图7所示，鲜切胡萝卜的呼吸强度在贮藏前3 d急剧上升，在贮藏3 d后15-B组鲜切样品的呼吸强度开始下降，而其余3组样品的呼吸强度则呈先下降后上升的趋势。有研究表明，温度波动会加速绿番茄呼吸峰和乙烯峰值的出现，±5 ℃波动组果实的峰值显著高于±0 °C恒温组果实，推测温度波动加快了绿番茄的成熟[24]。与±4、±3、±2 ℃相比，较小的温度波动幅度（4 ℃±1 ℃）能够降低猕猴桃呼吸强度的峰值，延缓其呼吸进程[25]。文中得出了类似结果，与普通冰箱贮藏相比，采用精准恒温箱可显著（0.05）抑制鲜切胡萝卜贮藏过程中的呼吸强度。

图7 精准控温对鲜切胡萝卜呼吸强度的影响

2.7 精准控温对鲜切胡萝卜抗氧化能力的影响

如图8所示，在整个贮藏期间，采用4 ℃条件贮藏的样品的总酚含量整体呈先下降后上升的趋势，而在15 ℃下贮藏则逐渐下降。在贮藏6 d时，贮藏于精准恒温条件下的样品的总酚含量均显著高于贮藏在温度波动条件下的样品的总酚含量（<0.05）。这与已有研究结果一致，与（15±5）℃和（15±1）℃下贮藏相比，在（15±0）℃下贮藏可显著抑制绿番茄总酚含量的损失，延缓绿番茄的成熟和衰老进程[24]。在贮藏前3 d，由于真空包装隔绝了氧气与样品的接触，从而抑制了样品总酚的积累，随着贮藏时间的延长，样品自身新陈代谢的进行及活性氧的积累激活了鲜切胡萝卜的防御机制，从而诱导了酚类物质的积累，提高了抗氧化和抗菌能力[26]。在15 ℃下贮藏的2组样品的总酚含量在贮藏3 d后仍持续下降，这可能是因样品经真空包装处理后在较高温度下的无氧呼吸程度过高，导致样品组织松弛，使其膜结构、液泡等细胞器受损，从而影响酚类物质的合成和积累[24]。与15-B组样品相比，15-H组样品的品质劣变程度较低，这可能是其总酚含量下降相对较慢的原因。

图8 精准控温对鲜切胡萝卜总酚含量的影响

图9 精准控温对鲜切胡萝卜ABTS自由基清除能力的影响

2.8 精准控温对鲜切胡萝卜菌落总数的影响

微生物安全性对于鲜切果蔬的品质和保质期非常重要。Rediers等[29]研究发现，在鲜切菊苣的供应链中，温度大幅度波动会显著增加总大肠杆菌和肠杆菌科细菌数量，因此抑制鲜切果蔬在流通或贮藏过程中的温度波动显得至关重要。文中的研究结果显示，在不同贮藏条件下鲜切胡萝卜的菌落总数均逐渐上升（图10），且与15 ℃下贮藏相比，在4 ℃下贮藏可显著（0.05）抑制鲜切胡萝卜菌落总数的增加；与普通冰箱贮藏相比，采用精准恒温箱能够显著（0.05）抑制样品菌落总数的增加。

图10 精准控温对鲜切胡萝卜菌落总数的影响

3 结论

贮藏温度的稳定是保持果蔬采后品质的重要因素之一。与恒温贮藏相比，温度连续波动是一种环境胁迫，会导致鲜切胡萝卜的品质在贮藏过程中快速劣变。相比之下，采用2种恒温贮藏方式均能显著（<0.05）降低鲜切胡萝卜的呼吸强度，抑制样品在真空包装贮藏下的胀袋速度，从而维持鲜切胡萝卜较高的硬度和脆性，延缓鲜切胡萝卜在贮藏过程中及高温水煮后风味的劣变进程，抑制微生物的生长繁殖，延缓鲜切胡萝卜在贮藏期间品质劣变的速度。此外，采用精准恒温箱贮藏均显著提高了鲜切胡萝卜的总酚含量和ABTS自由基清除能力，延缓了鲜切胡萝卜的白化进程，维持了较高的感官得分。与15 ℃下贮藏相比，在4 ℃下贮藏更有利于延缓鲜切胡萝卜品质的劣变进程，其中4-B组的保鲜效果优于15-H组，说明低温更有利于鲜切胡萝卜的保鲜。

综上所述，采用精准控温贮藏均能够显著（<0.05）抑制鲜切胡萝卜的白化、呼吸强度及微生物的生长，延缓硬度和脆性的下降，显著（<0.05）提高总酚含量和ABTS自由基清除能力，从而延缓鲜切胡萝卜在贮藏过程中风味的劣变进程，保持样品较高的感官得分。与15 ℃相比，在4 ℃下贮藏具有更好的保鲜效果，其中恒温箱贮藏的保鲜效果优于冰箱贮藏。

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Effect of Precise Temperature Control on Storage Quality and Antioxidant Activity of Fresh-cut Carrots

BIN Yuqi1, XIE Jiani1, WANG Mingyu1, ZHANG Peng2,3, LI Jiangkuo2,3, CHEN Chen1,4*, JIANG Aili1,4*

(1. College of Life Science, Dalian Minzu University, Liaoning Dalian 116600, China; 2. Institute of Agricultural Products Preservation and Processing Technology, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300384, China; 3. National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin), Tianjin 300384, China; 4. Key Laboratory of Biotechnology and Bioresources Utilization, Ministry of Education, Liaoning Dalian 116600, China)

The work aims to investigate the effect of precise temperature control (±0.1 ℃) on storage quality and antioxidant activity of fresh-cut carrots under 2 storage temperature (4 ℃ and 15 ℃), so as to solve the difficulties of large temperature fluctuation, cold damage and freeze injury in traditional cold stores. Fresh-cut carrots were stored at 4 ℃ and 15 ℃ for 15 d and 9 d in a normal refrigerator and a precise thermostat, respectively, and the appearance, sensory quality, flavor (fresh-cut carrots and cooked carrot slices), whitening index (WI), firmness, brittleness, respiratory rate, total phenolic content (TPC), ABTS radical scavenging ability and microbial growth were determined during the storage process. During the storage at two temperature, 4 ℃ storage provided better freshness preservation compared with 15 ℃. Compared with the refrigerator, thermostat significantly (<0.05) inhibited the WI, respiratory rate and microbial growth of fresh-cut carrots, slowed down the decrease of firmness and brittleness, and significantly (<0.05) increased the TPC and ABTS radical scavenging capacity, slowed down the deterioration of the flavor of the fresh-cut carrots in the process of storage and after boiling at high temperature, and maintained a higher sensory quality of the samples. Compared with 15 ℃, 4 ℃ storage has better preservation effect, in which precise temperature control has significant preservation effect on fresh-cut carrots.

fresh-cut carrots; precise temperature control; preservation; antioxidant

TS255.3；TB482

A

1001-3563(2024)05-0046-10

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.006

2023-10-13

甘肃省科技重大项目（21ZD4NA016-02）；辽宁省教育厅科学研究经费项目（LJKZ0017）；大连民族大学研究生创新项目（0103-100002）