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臭氧水处理结合气调包装对鲜切生菜保鲜效果的影响

2015-12-20余江涛

食品与机械 2015年1期
关键词:气调生菜果蔬

余江涛 谢 晶

(上海海洋大学食品学院,上海 201306)

叶用莴苣,俗称“生菜”,是菊科莴苣属绿叶菜类蔬菜,具有丰富的营养及食疗保健作用[1]。伴随着健康营养简便的鲜切果蔬餐饮文化的发展,消费者对鲜切生菜的需求量也越来越大。然而,作为一种简单加工蔬菜,相比于完整蔬菜,人为的切割加速了生菜品质的下降,导致其货架期大大缩短[2]。这就需要鲜切果蔬保鲜技术来维持商品品质,延长其货架期。

目前,国内外对鲜切生菜保鲜技术的研究主要有:真空预冷保鲜、合适材料的包装、气调包装、热处理、辐照处理、光照处理、高压处理、消毒剂清洗处理、保鲜剂处理等[3],其中,对消毒剂及保鲜剂处理、气调包装的研究较为广泛。臭氧是一种强氧化消毒剂,在水中的氧化还原电位为2.07V,因此具有很强的氧化、杀菌功能,相对于传统的消毒剂具有更广谱的杀菌效果[4]。臭氧水在清洗处理时,在将果蔬表面杂质清除的同时还可以杀灭有害微生物,降解农药残留,降低营养物质的损失,从而维持鲜切蔬菜的品质[5,6]。国内外对臭氧水在鲜切果蔬防腐保鲜效果上都给予了积极的评价,合理使用臭氧可以有效地提升鲜切果蔬的商业价值[7-9]。

气调贮藏根据气体的控制方法不同,可分为控制气调贮藏(controlled atmosphere,CA)和自发性气调(modified atmosphere,MA)。但CA技术对设备要求高且成本较高,因此国内外均看好小包装气调即MAP技术[10]。而在气调包装中注气气调包装在保鲜效果上比单纯的空气自发气调包装要出色。Carlin等[11]研究显示含10%CO2/10%O2的注气气调包装相比于空气气调包装能够更有效地维持鲜切生菜的感官品质,且在贮藏过程中需氧微生物或李斯特菌无显著的增长。

目前国内外有关臭氧水清洗及注气气调包装应用在鲜切果蔬上的报道日益增多,但两者联合的研究却未有报道。本研究依据相关文献[7-12]采用在臭氧水处理基础上结合气调包装的方法研究对鲜切生菜的保鲜效果,以期探求一种更加有效地延长鲜切生菜货架期的方法。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

生菜:购自上海市临港古棕路菜市场。挑选无病虫害,新鲜、大小基本一致的生菜作为试验材料;

NaCl、营养琼脂、草酸、2,6-二氯靛酚盐、NaHCO3、抗坏血酸、石英砂、碳酸钙粉、丙酮、Na2HPO4·12H2O、KH2PO4、邻苯二酚、95%乙醇:分析纯,国药集团化学有限公司;

试验用水:蒸馏水。

1.2 仪器与设备

全自动压力蒸汽灭菌器:YXQ-LS-30SH型,上海博迅实业有限公司;

超净工作台:VS-1300L-U型,苏净集团安泰有限公司;

电热鼓风干燥箱:DHG-9053A型,上海一恒仪器有限公司;

冰箱:BCD-252MHV型,苏州三星电子有限公司;

电热恒温培养箱:DHP-9162型,上海一恒科技有限公司;

紫外可见分光光度计:UV-1102型,上海天美仪器有限公司;

活氧水机:OZ-6000型,昆山芳成金属科技有限公司;

高速冷冻离心机:H-2050R-1型,长沙湘仪离心机有限公司;

手持式折光仪:WYT-32型,泉州光学仪器厂;

多功能气调包装机:DQB-360W型,上海青葩食品包装机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 臭氧水的制备 采用活氧机制备出的臭氧水来处理鲜切生菜。根据GB/T 5770.11—2006中的碘量法测定臭氧水的浓度。测量结果:臭氧水浓度为1.8mg/L。

1.3.2 生菜前处理 将生菜叶切割成宽3cm左右后用臭氧水浸泡处理5min,捞出沥干后装入PE袋中,每袋大约80 g,分成5组,按表1包装方案处理(气体比例参考Fernández-León等[11,12]的研究结果,采用低浓度的 O2和 CO2比例),在4℃条件下贮藏,每次试验对每个样品组随机取样,每次每个样品组随机取样3袋,隔天对各指标进行测定。

1.3.3 感官指标的评定 根据色泽、气味、质地、外型几个方面按数字化计分法[13]进行评分。评分标准如下:9分:品质完好,鲜绿脆嫩,无褐变腐烂;7分:品质较好,叶片较脆嫩,切面出现轻微暗淡,无褐变腐败;5分:感官接受临界,切口出现轻微褐变,叶片轻微黄化变软,无腐败变质;3分:品质较坏,叶片黄化较严重,切口局部褐变,稍有腐烂,不可食用;1分:完全变坏,严重萎蔫,腐烂变臭,不可食用。

表1 鲜切生菜包装方案Table 1 Packaging method

式中:

Φ——含水量,%;mf——鲜重,g;md——干重,g。

1.3.6 营养品质的测定

(1)Vc含量的测定:参照GB 6195—1986进行。

(2)叶绿素含量的测定:分光光度法[15]。

(3)可溶性固形物的测定:折光仪法,用手持式折光仪测定。

(4)多酚氧化酶活性的测定:参考Zhan等[16]的方法,修改如下:① 酶液制备。称取5.0g组织样品,置于研钵中,加入5.0mL磷酸盐缓冲液(50mmol/L,pH 7.0),在冰浴条件下研磨成匀浆,倒入离心管中,再加15mL磷酸盐缓冲液,于4℃、20 000r/min离心20min,收集上清液即酶提取液,低温保存备用。② 酶活测定。取一个比色皿加入2.85mL 2.5mmol/L邻苯二酚溶液(以50mmol/L,pH 7.0的磷酸盐缓冲液配制,预先25℃水浴30min)再加入0.15mL酶提取液,置于分光光度计样品室中。以蒸馏水为参比,在反应15 s时开始记录反应体系在波长480nm处的吸光度值,作为初始值,然后每隔15s记录一次,连续测定,至少获取6个点的数据,重复2次。一单位的多酚氧化酶活性值定义为酶提取液每分钟引起邻苯二酚溶液吸光值升高0.01。

1.3.7 数据处理 各指标数据均使用SPSS Statistics 19软件进行差异性显著分析,利用origin 8.5软件进行数据处理及绘图。

1.3.4 细菌总数的测定 参照GB 4789.2—2010进行。

1.3.5 含水量的测定 采用电烘箱法[14]。按式(1)计算含水量:

2 结果与分析

2.1 鲜切生菜的感官品质变化

由表2可知,对照组样品品质衰退相对迅速,在贮藏的第10天就接近感官临界,之后便失去商品价值,而气调包装的4组除了A组在贮藏第14天到达临界接受点外,其它各组均大于5分,在感官上依旧具有商品价值。

表2 鲜切生菜感官品质评定Table 2 Evaluation of sensory quality of fresh-cut lettuce(n=3)

2.2 鲜切生菜的细菌总数变化

由图1可知,随着贮藏时间的延长,细菌总数均呈上升趋势。贮藏过程中,对照组细菌总数增长较其它组快。在贮藏第6天开始到贮藏末期,对照组细菌总数均显著(P<0.05)高于其它组。根据张立奎等[17]的研究结果,细菌总数≤6lg CFU/g,鲜切生菜组织不会发生腐败,从图1可知,对照组在贮藏10d后,细菌总数超过了6lg CFU/g,而其它组的样品均未超过腐败界限。在贮藏的第14天,B组样品菌落总数依旧在6lg CFU/g以内,极显著(P<0.01)低于细菌总数最高的对照组。相似的研究中,Waghmare R B等[18]利用5%O2/10%CO2/85%N2的气调包装对鲜切木瓜保鲜效果研究中发现此气调包装对鲜切木瓜贮藏期间微生物生长有明显的抑制效果,在贮藏第5天,菌落总数比对照组少了1个数量级。这表明低浓度O2和CO2的气调包装可能对鲜切果蔬贮藏期间微生物的生长有抑制作用。

2.3 鲜切生菜的含水量变化

图1 鲜切生菜贮藏过程的细菌总数Figure 1 Aerobic bacterial count during fresh-cut lettuce storage(n=3)

生菜是一种含水量非常高的蔬菜,其初始含水量在97%以上,由图2可知,各组样品在贮藏开始的2d内含水量下降较快,可能是生菜经过鲜切处理产生的机械损伤短期内大大增加了生菜的蒸腾作用。对照组的样品在贮藏期间含水量下降较明显,而气调组的样品在贮藏期间含水量的下降较缓慢,这可能是对照组样品未做封口包装,样品与环境空气的接触加速了其含水量的下降。在贮藏后期(8d之后)气调组含水量均显著(P<0.05)高于对照组,其中试验组B包装持水性最佳。

图2 鲜切生菜贮藏过程的含水量Figure 2 Water content during fresh-cut lettuce storage(n=3)

2.4 鲜切生菜营养品质的变化

2.4.1 鲜切生菜Vc含量变化 Vc是衡量果蔬营养的重要指标,但它是一种不稳定的物质,具有很强的还原性,容易被空气中的氧气还原。由图3可知,各组样品在贮藏前期其Vc含量均出现大幅度的下降,D组下降的幅度较其它组缓慢,可能是由于该组包装中氧气含量较少只有5%,而其它试验组包装中氧气含量均为10%,对照组甚至达到了20%以上,充足的氧气加速了样品Vc含量的下降;在贮藏过程的前6d,试验组D的Vc含量最高,显著(P<0.05)高于对照组,但在贮藏末期,Vc含量逐渐稳定,各气调组样品与对照组样品无显著(P>0.05)的差异。张引成等[19]在研究CO2气调包装对鲜切结球莴苣贮藏品质的影响中用10%O2/10%CO2/80%N2的气调包装在贮藏的前3d对鲜切结球莴苣Vc的降解有显著的抑制作用,而随贮藏时间的延长其抑制效果逐渐减弱。这表明适宜的气调包装可能在短期内(6d内)对鲜切蔬菜Vc的氧化分解有显著抑制作用,而在长时间贮藏下(6d以上),则没有明显的效果。

2.4.2 鲜切生菜叶绿素含量变化 由图4可知,贮藏期间各组样品叶绿素含量均呈下降趋势,其中B组护绿效果较好,其样品叶绿素含量在贮藏第6天开始显著(P<0.05)高于对照组,对照组样品叶绿素含量下降较气调组快,而气调组样品叶绿素含量下降均比较缓慢,到贮藏的末期各气调组叶绿素含量均显著高于对照组。张引成等[19]在CO2气调包装对鲜切结球莴苣保鲜效果研究中也发现O2和CO2相对体积分数较低的各组气调包装对鲜切结球莴苣均有一定的护绿效果,但是CO2相对体积分数较高(50%)的气调包装其样品的叶绿素含量下降反而加快。这说明适宜气体比例的气调包装对鲜切生菜有一定的护绿作用,对感官品质的维持有明显效果。

2.4.3 鲜切生菜可溶性固形物含量变化 可溶性固形物主要是可溶性的糖类物质,其含量及变化一定程度上反映了果蔬的成熟度和代谢速度。由图5可知,鲜切生菜的可溶性固形物含量在贮藏过程中有轻微的波动,但总体呈现逐渐下降的趋势。根据显著性分析显示,在贮藏过程中,各组样品可溶性固形物含量无显著(P>0.05)差异,试验组的气调包装对降低鲜切生菜可溶性固形物含量的消耗并无显著作用。Gomes M H等[20]在研究气调包装中氧气浓度对鲜切梨品质变化的影响中也有类似的结果,研究中各组气调包装中鲜切梨可溶性固形物的变化没有显著的差异。研究中气调组与对照组样品可溶性固形物含量没有显著差异,可能是研究所采用的气调比例对降低鲜切果蔬的代谢作用没有显著的效果,而是更多依靠抑制微生物生长繁殖等其它方式维持鲜切果蔬的品质。

图3 鲜切生菜贮藏过程的VC含量Figure 3 Vc cotent during fresh-cut lettuce storage(n=3)

图4 鲜切生菜贮藏过程的叶绿素含量Figure 4 Chlorophyll content during fresh-cut lettuce storage(n=3)

图5 鲜切生菜贮藏过程的可溶性固形物含量Figure 5 Soluble solids content during fresh-cut lettuce storage(n=3)

2.5 鲜切生菜的多酚氧化酶(PPO)活性变化

由图6可知,鲜切生菜的PPO活性在贮藏前期迅速升高,除了A组,其它各组样品均在贮藏的第2~4天其PPO活性达到了最高峰,随后均逐渐降低并维持在一个相对较稳定的水平。对照组样品PPO活性在第4天达到最高,显著(P<0.05)高于其它各组,试验组A样品PPO活性在第6和8天也显著(P<0.05)高于其它各组。这可能是导致对照组和试验组A样品较快发生褐变从而使感官品质下降的原因之一。相似的,Xing Y G等[21]在研究中采用的气调包装对鲜切莲藕PPO活性抑制有明显效果,从而有效延缓鲜切莲藕发生褐变。这表明气调包装对鲜切蔬菜PPO活性有一定的抑制作用,从研究结果看,低CO2和低O2的气调包装对鲜切生菜PPO活性抑制效果更好。

3 讨论与结论

图6 鲜切生菜贮藏过程的PPO活性Figure 6 PPO activity during fresh-cut lettuce storage(n=3)

研究结果表明,在臭氧水清洗处理基础上结合气调包装可以有效延长鲜切生菜的货架期,从10d延长到14d。气调包装,尤其是充入固定比例气体的方式,在鲜切生菜贮藏期间有效延缓了其品质的衰退,其感官评分在第14天依然在可接受范围之内,而对照组在贮藏10d后失去食用价值;有效抑制了微生物的生长繁殖,细菌总数在贮藏期间相比对照组下降了0.5~1.0个数量级;有效维持了鲜切生菜的水分,维持其脆嫩饱满的新鲜状态;在贮藏的前6d,相比对照组有效抑制了PPO的活性,延缓了鲜切生菜的褐变;同时,也有效抑制了鲜切生菜中VC和叶绿素的分解,一定程度上维持了鲜切生菜的营养品质。另外,充气包装的3个试验组在各项指标上差异并不明显,这说明气调在适当低浓度(5%~10%)的O2和CO2比例范围内,不同气调比例对鲜切生菜品质的影响可能没有显著的差异。此外,在本研究中遗留两个问题:① 气调包装是通过降低鲜切生菜代谢速度来维持其品质起主导作用还是通过抑制微生物生长来维持鲜切生菜品质起主导作用;② 气调比例与鲜切生菜PPO活性之间的关系,在保证鲜切生菜呼吸代谢的同时能否最大限度的抑制其PPO活性。这需要在以后的工作中进一步研究,以找到最佳的气调比例来达到各影响因素的平衡点,更大限度发挥气调包装在鲜切果蔬保鲜贮藏中的作用。

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