气调包装对鲜切芹菜贮藏品质的影响

罗淑芬+胡花丽+李鹏霞

摘要：为探讨气调包装对鲜切芹菜贮藏品质的影响，选用芹菜为试验材料，在（10±1） ℃的模拟货架销售条件下，以包装盒中充空气为对照1（CK1），盒侧打孔的包装盒中充空气为对照2（CK2），用9组气体组分（O2%+CO2%，N2为平衡气）对鲜切芹菜进行气调包装，通过测定并分析其表型、感官得分、叶绿素含量、粗纤维含量的变化，筛选出其气体包装参数为0%～3% O2+0% CO2；在此基础上，进一步分析0%～3% O2+0% CO2气调包装处理对鲜切芹菜丙二醛（MDA）含量、细胞膜透性、总酚含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明，CK1与CK2之间无明显差异，与2组对照相比，气调包装处理可明显抑制鲜切芹菜MDA的积累及细胞膜透性增加，并维持其较高的总酚含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的活性，从而有助于延缓鲜切芹菜的衰老。

关键词：鲜切芹菜；气调包装；贮藏；品质

中图分类号： TS255.3 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）11-0315-05

芹菜（Apium graveolens）为伞形科植物，是一种耐寒性柱状叶类蔬菜，具有降压安神、保护血管、增强免疫力等功效[1]。芹菜采后极易失水萎蔫，脱绿黄化，组织纤维化，且呼吸作用产生的呼吸热会加速其黄化和腐烂，使其货架期寿命缩短[2]。更重要的是蔬菜在经过鲜切加工后组织结构受到机械性损伤，易造成微生物侵染，激活一些不良的生理反应，破坏正常的组织代谢，从而加速其衰老与腐败，甚至影响食用安全[3]。因此，采后鲜切芹菜的贮藏保鲜是生产实践中备受关注的问题[4-5]。

气调包装（modified atmosphere packaging，简称MAP）被认为是当前国际上最有效和最先进的果蔬保鲜方法之一[6-7]。气调包装主要通过调节包装內的气体组分，抑制新鲜果蔬呼吸强度，使包装内产品呼吸强度与包装膜透气率之间在贮藏过程中形成一个动态平衡，构成一种更适合产品保鲜的环境气氛，以有效抑制食品腐败和变质，从而延长果蔬保鲜期[8]。在芹菜的气调（controlled atmosphere，简称CA）保鲜中，Gómez等分别以2种不同材质的气调包装袋及高CO2 CA对鲜切芹菜进行处理，结果表明，高CO2气调处理可降低其呼吸速率和乙烯释放量，并抑制其叶绿素降解和可溶性固形物的下降，从而延缓芹菜茎的采后衰老[9-10]。李拖平等发现，在不出现低O2、高CO2伤害的情况下，气调处理既起到了低O2对叶片黄化的抑制效果，又发挥了高CO2 对衰老的抑制作用[11]。许学勤等采用硅窗袋对水芹进行气调包装，筛选出水芹在15 ℃环境下的最优工艺参数为4.48% O2、2.78% CO2[12]。Gonzalez-Buesa等采用2种不同包装材料分别以4组不同气体组分对鲜切芹菜茎进行气调包装试验，得出聚丙交酯材质结合95%O2分压能将贮藏效果发挥得最好[13]。可见快速简便、成本低廉、安全环保的保鲜方法成为当前鲜切果蔬的研究热点，但迄今对鲜切芹菜进行模拟货架销售的气调包装研究还较少。本研究采用不同气体成分的盒包装方式处理鲜切芹菜，分析不同气体组分包装处理对其表型及相关生理指标的影响，旨在探讨适合延长鲜切芹菜货架寿命的气体浓度，以期为生产中鲜切芹菜的保鲜提供理论和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与预处理

试验芹菜于2014年11月采自江苏省农业科学院六合动物科学基地，采后2 h内运回实验室，立即选取新鲜、颜色鲜绿、无机械损伤、大小均匀的芹菜作为材料。对挑选好的芹菜进行清洗，沥干；将芹菜基部切去（4±1） cm，剩余茎部鲜切长（17±1） cm，将所切茎部与剩余带叶部分一同装于聚丙烯（简称PP）材质食品包装盒（长21.0 cm、宽14.5 cm、高 8.0 cm）中，O2渗透系数1.12×10-7 cm3/（m2·d·Pa），CO2渗透系数4.29×10-6 cm3/（m2·d·Pa）中，每盒（320±20） g，每个处理5个平行。于气调包装机上进行包装，向盒中充入预设配比的气体。

1.2 试验采用的气体成分

本试验分为2步进行，第1步：按表1气体配比对鲜切芹菜进行气调包装，并设置2组对照：对照组1（CK1）在气调包装机上直接进行封口包装，盒内为空气，对照组2（CK2）采用带孔的包装盒（孔径2 mm）封口包装。将包装好的芹菜置于（10±1） ℃、湿度90%～95%条件下贮藏。在贮藏0、7 d时，观察表型，并取芹菜茎样品，对其进行感官评价，测定其叶绿素、粗纤维含量。

第2步：在相同条件下，以第1步筛选出的气体组分配比对鲜切芹菜进行气调包装处理，取贮藏0、6 d芹菜茎样品，用于各项指标测定。

1.3 主要仪器及设备

MAP YHH360复合气调包装机，苏州亚和保鲜科技有限公司生产；TU-1810紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器公司生产；Ika-A11 basic液氮研磨机，德国IKA公司生产；METTLER TOLEDO PL202-L 酸度计，梅特勒-托利多仪器上海有限公司生产。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 感官品质评定

感官品质评价标准参考许学勤等的研究结果[12，14]。

1.4.2 叶绿素含量测定

参考李合生的方法[15]，采用乙醇浸提法测定。称取样品5g，加入15mL丙酮充分打浆后，浸提至组织变成白色。经定容、过滤后，于649、665 nm波长处测定吸光度，计算叶绿素含量（mg/g）。

1.4.3 粗纤维含量测定

参考胡花丽等的方法[16]，略有改动。称取5 g样品，加10 mL 10%乙酸打浆，打成匀浆后分别用5 mL 10%乙酸洗3次，然后分别加5 mL丙酮浸洗3次，79 ℃ 下烘干至恒质量。滤纸质量加样品粉末质量减去滤纸质量，即为样品粉末质量。粗纤维含量=样品粉末质量/称取样质量×100%。

1.4.4 丙二醛（MDA）含量测定

参照李合生等的方法[15]略有改动。称取1 g样品，加入5%三氯乙酸10 mL，研磨后所得匀浆在3 000 r/min下离心10 min，取上清液2 mL，加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸，混合后水浴煮沸30 min，冷却后离心，分别取上清液测定在450、532、600 nm处的吸光度，计算MDA含量（μmol/g）。

1.4.5 细胞膜透性测定

以相对电导率表示[17]，取5 g切成相同长度的芹菜茎样品，两端各去掉4 cm，用去离子水洗3次，去除表面离子。用洁净滤纸吸干样品表面水分，悬浮于40 mL双蒸水中，静置10 min，测定电导度，煮沸10 min后再次测定电导度。电导率=煮沸前溶液电导度/煮沸后溶液电导度×100%。

1.4.6 总酚含量的测定

参考Ghasemnezhad等的方法[18]，略有改动。称取5 g样品，加10 mL 80%乙醇充分研磨，4 ℃、10 000 r/min 离心20 min，上清液用于总酚含量的测定。取 0.1 mL 上清液，加0.9 mL蒸馏水、1 mL Folin试剂，25 ℃反应3 min，再加入2 mL饱和Na2CO3溶液，25 ℃反应1 h，于760 nm测吸光度，以计算总酚含量（μg/g）。

1.4.7 过氧化物酶（POD）活性测定

采用愈创木酚法[19]。取5 g样品，加入10 mL 50 mmol/L磷酸缓冲液[pH值7.0，含1% 聚乙烯吡咯烷酮（简称PVP），冰浴下研磨，4 ℃、10 000 r/min 离心 20 min，上清液即为POD粗提液。取1 mL粗酶提取液，加入2 mL 0.05 mol/L愈创木酚（用0.2 mol/L pH值6.4的磷酸缓冲液配成）中，在30 ℃水浴中平衡5 min，然后加入1 mL 0.2% H2O2（用0.2 mol/L pH值6.4的磷酸缓冲液配成）混匀，以1 min内D470 nm减少0.01表示1个酶活性单位，计算POD活性（U/g）。

1.4.8 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定

用氮蓝四唑法[19]。取5 g样品，加入0.1 mol/L磷酸缓冲液（pH值7.2）10 mL，离心（10 000 r/min，20 min，4 ℃）。反应在透明度好、质地相同的试管中进行。反应体系包括130 mmol/L甲硫氨酸、750 μmol/L氮蓝四唑、20 μmol/L核黄素、100 μmol/L EDTA、1 mL粗提液。混匀后，将对照管完全遮光，与样品管同时置于光照培养箱内反应60 min。反应结束后，用黑布罩盖上试管终止反应。以遮光的对照管作为空白调零，在 560 nm 波长处测定吸光度，计算SOD活性（U/g）。

1.4.9 过氧化氢酶（CAT）活性测定

采用过氧化氢法[19]。取5 g样品，加入10 mL 50 mmol/L磷酸缓冲液（pH值7.0，含1%PVP），冰浴下研磨，4 ℃、10 000 r/min离心 20 min，上清液即为CAT粗提液。取1 mL粗酶液，加入2 mL 0.05 mol/L 磷酸缓冲液（pH值7.8），在25 ℃水浴下预热 5 min，加入1 mL 0.2% H2O2，以1 min内D240 nm减少0.1个单位为1个酶活性单位，计算CAT活性（U/g）。

1.5 数据统计

所有数据均平行测定3次，数据采用“平均值±标准偏差”表示，显著性采用SPSS18.0软件进行分析（α<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同气体组分对鲜切芹菜表型及感官得分、叶绿素及粗纤维含量的影响

2.1.1 表型得分

芹菜在贮藏过程中感官变化主要体现为黄化和腐烂，图1为气调包装鲜切芹菜当天及贮藏后 7 d 时的感官表現，可以看出，对照组黄化较严重，而MAP1、MAP4处理的芹菜感官效果较好，MAP2、MAP3、MAP5、MAP7处理的芹菜叶片有少许腐烂，但茎部未出现腐烂点，MAP6、MAP8、MAP9处理的芹菜不仅叶片大部分腐烂，茎部也有腐烂点出现，已不可食用。同时可看出，与O2（比例分别为0%、3%、6%）配比处理时，3%、6% CO2处理的芹菜感官品质较0% CO2处理差；与CO2（比例分别为0%、3%、6%）配比处理时，6% O2处理的芹菜感官品质较0%、3% O2处理差；可见 0%～3% O2+0% CO2配比处理可有效维持鲜切芹菜较好的感官品质。

2.1.2 感官得分 图2为气调包装鲜切芹菜当天及贮藏后7 d的感官得分，MAP4、MAP1处理的芹菜在贮藏后7 d仍保持较高的感官得分，明显高于其他处理及CK1、CK2；其次为MAP2、MAP3、MAP5、MAP7，明显高于CK1、CK2；而此时MAP8、MAP9及CK1、CK2处理的芹菜已不可食用，感官得分低于6。

2.1.3 叶绿素含量

芹菜在贮藏过程中极易黄化，叶绿素逐渐降解。从图3可以看出，与贮藏当天相比，不同处理组叶绿素含量在贮藏后7 d均有所下降，其中MAP1处理、MAP4处理下降幅度分别为15.56%、10.36%，含量明显高于其他处理及CK1（降幅为43.11%）、CK2（降幅为49.78%）；其次为MAP3（降幅为22.84%）、MAP5（降幅为24.49%）、MAP2（降幅为26.31%）。分析结果与CO2（比例分别为0%、3%、6%）配比处理时，6% O2处理的芹菜叶绿素降解程度较0%、3% O2处理高；与O2（比例分别为0%、3%、6%）配比处理时，3%、6% CO2处理的芹菜叶绿素降解程度较0% CO2处理高。表明0%～3% O2+0% CO2配比处理最有利于抑制鲜切芹菜叶绿素降解。

2.1.4 粗纤维含量 从图4可以看出，MAP1～MAP8处理粗纤维含量均显著低于CK1、CK2，其中MAP1、MAP4、MAP5处理明显低于其他处理组。经分析，三者间无显著差异。与相同比例O2（比例分别为0%、3%、6%）配比处理时，CO2比例越高，粗纤维含量增加速度越快；与相同比例CO2（比例分别为0%、3%、6%）配比处理时，6% O2处理粗纤维含量增加较0%、3% O2处理快。表明0%～3% O2+0%～3% CO2处理对抑制鲜切芹菜粗纤维生成效果最好。

综上所述，气调包装可有效维持鲜切芹菜较好的感官品质，并抑制叶绿素降解和粗纤维生成，MAP1、MAP4处理对芹菜的感官品质、抑制叶绿素降解、粗纤维生成效果最好。笔者筛选出MAP1、MAP4处理，即气体组分0%～3% O2+0% CO2对鲜切芹菜进行气调包装贮藏。

2.2 气调包装处理对鲜切芹菜丙二醛含量的影响

MDA是膜脂过氧化作用的主要产物之一，MDA含量可以反映植物细胞膜衰老和破坏的程度。从图5可以看出，贮藏后6 d，处理组MDA积累速度缓慢，二者间无明显差异，而CK1、CK2 MDA含量迅速增加，明显高于处理组，原因可能为CK1、CK2中O2含量高，芹菜呼吸作用较强，生理代谢旺盛，细胞衰老快，从而导致其膜脂过氧化反应速度快。表明气体组分 0%～3% O2+0% CO2处理可抑制鲜切芹菜MDA的积累。

2.3 气调包装处理对鲜切芹菜细胞膜透性的影响

细胞膜透性的变化表明芹菜细胞膜完整性遭到破坏的程度。从图6可以看出，贮藏后6 d，处理组及对照组芹菜细胞膜透性都有所增加，其中气体组分0% O2+0% CO2及3% O2+0% CO2处理分别增加35.23%、27.94%，二者间无明显差异，均明显低于CK1（增幅54.76%）、CK2（增幅67.41%）。

表明气体组分0%～3% O2+0% CO2处理可有效保持鲜切芹菜细胞膜完整性。

2.4 气调包装处理对鲜切芹菜总酚含量的影响

酚类物质是植物体内分布最广泛的次生代谢物质，它不仅是参与褐变反应必要的酶促底物，还是植物防御体系的重要组分。从图7可以看出，贮藏后6 d，处理组芹菜总酚含量分别下降了8.88%（0% O2+0% CO2）、8.78%（3% O2+0% CO2），二者间无明显差异，但均明显高于CK1（降幅21.56%）、CK2（降幅29.74%）。结果表明，气体组分0%～3% O2+0% CO2处理对保持鲜切芹菜总酚含量具有良好的效果。

2.5 气调包装处理对鲜切芹菜POD活性的影响

从图8可以看出，贮藏后6 d，处理组及对照组芹菜POD活性均有不同幅度的升高，气体组分0% O2+0% CO2处理、3% O2+0% CO2处理升高幅度分别为40.61%、43.35%，且二者POD活性分别明显高于CK（增幅20.29%）、CK2（增幅17.55%）。2个处理组鲜切芹菜POD活性无明显差异，表明气体组分0%～3% O2+0% CO2处理可有效维持鲜切芹菜较高的POD活性。

2.6 气调包装处理对鲜切芹菜SOD活性的影响

SOD是活性氧清除过程中的重要酶，能够有效清除超氧阴离子自由基。从图9可以看出，贮藏后6 d，2个处理组鲜切芹菜SOD活性均明显高于CK1、CK2，且气体组分3% O2+0% CO2处理明显高于0% O2+0% CO2处理。表明气调包装处理对保持鲜切芹菜SOD活性具有良好的效果，且3% O2+0% CO2处理优于0% O2+0% CO2处理。

2.7 气调包装处理对鲜切芹菜CAT活性的影响

CAT能有效延缓植物体内过氧化氢对细胞的氧化作用，是保护自身免受活性氧自由基毒害的重要酶类。从图10可以看出，在贮藏后6 d，处理组芹菜CAT活性下降程度小于对照组，且气体组分0% O2+0% CO2处理分别为CK1、CK2的1.59、1.55倍，3% O2+0% CO2处理分别为CK1、CK2的1.66、1.62倍，2个处理组间无明显差异，但均明显高于CK1、CK2。表明气体组分0%～3% O2+0% CO2處理可延缓鲜切芹菜CAT活性下降。

3 讨论

不同气体组分对鲜切芹菜表型、感官得分、叶绿素和粗纤维含量均有一定的影响。鲜切芹菜在贮藏过程中极易出现颜色变暗、黄化和组织纤维化等现象，气调包装是鲜切芹菜保鲜非常有效的一种手段，而选择合适的气调比例是使包装方法发挥最大作用的重要因素[14]。相关研究表明，在（15±1） ℃条件下以硅窗袋对芹菜进行气调包装，适宜的初始气体组分可更有效地抑制芹菜的黄化、腐烂现象及其粗纤维的生

成[20]；Rizzo等研究表明，气调包装可使鲜切芹菜保持较高的感官值，可有效抑制在贮藏过程中的黄化现象[21]。本研究在（10±1） ℃条件下对鲜切芹菜进行气调包装，发现在贮藏后6 d，CK1、CK2已严重黄化，不可食用，二者间差异不明显，而除MAP8、MAP9处理外的所有处理组芹菜茎仍可食用，且气体组分为0%～3% O2+0% CO2的处理感官效果最好，不仅可有效维持芹菜较好的感官品质，且可抑制其叶绿素降解和粗纤维生成。黄光荣等对芦笋的研究也表明，气调包装可有效维持其较好的感官品质，并抑制叶绿素降解和粗纤维生成[22]，研究最适宜初始气体组分为5% O2+5% CO2和10% O2+10% CO2，这可能与果蔬的品种有关[8]。

气调包装对鲜切芹菜MDA含量、细胞膜透性、总酚、抗氧化酶活性均有一定的影响。正常生长的果蔬细胞内自由基处于产生与清除的动态平衡中，贮藏过程中的逆境胁迫破坏了自由基的代谢平衡，导致自由基积累，诱发膜脂过氧化反应，促使该反应的产物MDA含量上升，MDA破坏细胞膜系统，导致细胞膜透性增加，细胞内物质外渗，引起果蔬衰老[23-24]。刘晓蓉以黄藤笋为试材，发现气调包装可有效抑制其MDA含量及细胞膜透性上升[25]。本试验中气体组分为0%～3% O2+0% CO2的气调包装处理对抑制鲜切芹菜MDA积累、细胞膜透性增加具有明显效果，与陈杭君等以气调包装处理芦笋的细胞膜透性及MDA含量变化结果[26]相似。

总酚作为果蔬中主要的抗氧化物质，在果蔬体内清除自由基以抑制细胞膜脂过氧化反应，从而在维持自由基的平衡中发挥重要作用。保护酶系在阻止此反应中也起到关键作用，其中POD可清除线粒体或胞浆中产生的 H2O2，SOD是植物体内消除 O-2· 的关键酶[27-28]，而CAT主要分布在过氧化物酶体中，可及时清除植物体内的 H2O2。Li等发现气调包装可保持茶树菇较高的POD、SOD、CAT等活性，并可有效抑制其机体内MDA的积累[29]；此外，Starzynska等通过研究也得出，对西兰花进行包装可同时保持其较高的POD、SOD、CAT等的活性及总酚含量[30]。本研究结果，与对照组相比，气体组分 0%～3% O2+0% CO2气调包装处理有效地保持了鲜切芹菜的总酚含量和POD、SOD、CAT等的活性，表明气调包装可维持鲜切芹菜机体内自由基水平的稳态，这可被MDA及细胞膜透性的结果证实。

综上所述，气体组分0%～3% O2+0% CO2气调包装可保持鲜切芹菜较好的感官品质，抑制其叶绿素降解、粗纤维含量增加，同时延缓其MDA积累和细胞膜透性的增加，并使其保持较高的总酚含量及抗氧化酶POD、SOD、CAT等的活性。本试验结果可为鲜切芹菜的气调保鲜提供技术支持。

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