智能嵌入式气调包装对上海青贮藏品质影响的研究

吕 偿，曹玉华，郭嘉明

（1.广东白云学院 机电工程学院，广州 510450；2.华南农业大学 工程学院，广州 510642）

0 引言

上海青（Green vegetable，Brassica rapa var.chinensis）是一种十字花科芸薹属叶菜，碧绿鲜嫩，营养价值高［1］。适宜的保鲜模式和包装方式有利于延长其贮藏周期和保存其营养价值。如何有效地延长果蔬贮藏品质是当前果蔬保鲜研究领域的研究热点。因此，国内学者开展了以温度、湿度、气体包装及包装方式等作为影响果蔬保鲜环境因素的研究并取得了一定的研究成果。对于果蔬保鲜而言，控制良好的温度、湿度环境是维持果蔬贮藏品质的基础条件，在此基础上，针对特定的果蔬采用特殊的保鲜方式能使其达到较好的耐贮性，如果蔬采摘后为减轻其机械损伤可采用涂膜保鲜法［2］。目前研究的热点集中在通过控制果蔬保鲜环境中的气体成分、包装方式及添加剂，使用不同气体比例的气调包装，抑制果蔬呼吸作用及其生理代谢，从而达到延长果蔬贮藏的目的，显著地降低了果蔬的失重率，使之有较好的贮藏品质［3］。此外，包装方式对果蔬保鲜品质亦能产生重要的影响，采用0.03 mm厚度的聚乙烯膜能较好地抑制果蔬呼吸强度，维持细胞膜透性，提高果蔬感官分值，达到较高的保鲜品质［4］。

本文旨在探讨一种既能延长上海青贮藏周期又能较好地保存上海青贮藏品质的包装方式和保鲜模式。采用一种开孔率小于5%的包装盒与无包装的上海青样品，在低温（RA）、温湿双控（RA+RH）、气调（CA）三种保鲜模式探索出适合上海青贮藏包装方式和保鲜模式，以期为上海青贮藏品质环境参数的优化提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料选自广州白云区某大棚于清晨6点采摘迅速运回实验室，挑选外观品质上佳叶片翠绿且无明显干蔫、折断、泛黄、虫口且气味清香，个体差异相近的上海青用清水洗净其根部泥土，用吸水性较强的布料擦干其外部可能沾有的水分。

仪器：CR-400型色差仪；BSA224S-CW型电子天平，精度 0.1 mg，量程 220 g；SPAD-502P LUS型叶绿素仪；试验台：智能嵌入式气调试验台，该智能嵌入式气调试验台由南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室科研团队研制，其控制原理为控制中心根据采集试验腔体内的温度、湿度、O2体积分数等信息精准调控腔体内预先设置的最佳果蔬保鲜环境参数，该气调试验台由实验箱体、制冷系统、液氮充注气调系统、超声波加湿系统、换气系统和变风量通风系统等5部分组成。该试验台的各项技术参数详见表1，能较好保证本试验所测得数据的准确性。

表1 智能嵌入式气调试验台技术参数Table 1 Technical parameters of intelligent embedded controlled atmosphere test stand

1.2 试验方法

1.2.1 试验准备

将挑选好的上海青随机分组，一共分成6组，每组含有8个试验样品，每一个试验样品含有3棵形态大小相近、品质良好的上海青即设3次重复。将其中3组分别放入带孔PET包装盒（长175 mm、宽155 mm、高80 mm），在PET包装盒上盖表面开有4个孔（25 mm×10 mm）。开孔总面积占PET包装盒上表面面积的3.6%。无包装的3组上海青样品为对照组。采集6组上海青样品的初始测试指标后将其放入智能嵌入式气调试验台，其结构示意如图1所示，在1号腔体设置低温贮藏（RA，3～5 ℃）；2号腔体设置温湿双控贮藏（RA+RH，3～5 ℃，相对湿度90%～95%）；3号腔体设置气调贮藏（CA，冷藏温度3～5 ℃，相对湿度90%～95%，O2的体积分数 8%～10%）［5］。在该试验台每个腔体内分别放入一组无包装上海青样品和一组带孔PET包装盒的上海青样品，试验平台运行14 d，每2 d取出上海青试验样品进行测试，测试指标包括：失重率、叶绿素含量的测定、颜色参数（L*、a*、b*）以及感官评定。

图1 智能嵌入式气调试验台结构示意图Fig.1 Structural diagram of intelligent embedded controlled atmosphere test stand

1.2.2 质量损失率

用电子天秤对每一组上海青样品测试其质量，上海青在贮藏过程中的质量损失率按下式进行计算：

式中 m0——贮藏前质量；

m1——贮藏后质量。

1.2.3 叶绿素测定

本试验采用手持式SPAD-502PLUS叶绿素仪测定上海青叶片中叶绿素含量，在每棵上海青叶片上选取至少5个完好无损的叶片进行测试，求其平均值。

1.2.4 颜色参数

采用手持式CR-400色差仪进行测定，在测试时优选上海青外层叶片，测试位置选择上海青叶片内侧，因上海青叶片上带有白色叶茎，在测试时避开白色叶茎，测试点选择在距离叶片顶部三分之一位置随机3个测试点如图2所示，虚线以外为测试区，测其参数L*（亮度）、a*（红度和绿度）、b*（黄度和蓝度）。

图2 上海青颜色测定位置示意图Fig.2 Schematic diagram of color test location of Brassica rapa var. chinensis

1.2.5 感官评定

结合文献［6-7］对叶菜感官评定的研究基础上，制定了上海青感官评定表2，根据上海青的色泽、形态、气味设置了5个等级，每项满分4分，低于2分视为零界值，不可接受。

表2 上海青感官评定表Table 2 Brassica rapa var.chinensis sensory evaluation

2 试验结果与分析

2.1 质量损失率

上海青贮藏期间丢失水分既影响上海青销售品质且其营养价值也大大降低。当果蔬质量损失率大于5%时，其新鲜程度则严重下降，而果蔬的失重主要由果蔬在采摘之后水分丢失引起［8］。在不同包装和保鲜模式下上海青的质量损失率变化如图3所示，在整个试验期间（14 d），带孔的PET包装盒组上海青样品在气调（CA）保鲜模式下上海青的质量失重率最低，其质量损失率为1.93%，能够较好维持上海青在贮藏过程中的新鲜度。而低温贮藏（RA）模式下且无包装组样品其质量失重率最高，达到了27.33%，在试验期间未能较好地防止上海青水分的丢失。表明开孔PET包装盒能一定程度上抑制上海青在贮藏过程中水分的丢失。此外，当贮藏时间在7 d之内，温湿双控（RA+RH）保鲜模式在有包装和无包装情况下其质量失重率分别为2.32%、1.48%，远低于5%，即在小于7 d的贮藏期时可优选温湿双控，可不采用包装和气调。

图3 上海青质量损失率随时间的变化Fig.3 Change of mass loss rate of brassica rapa var.chinensis over time

2.2 叶绿素质量分数

上海青样品在不同的贮藏环境下，其叶绿素质量分数变化如图4所示，在前7 d贮藏保鲜期间，无包装组上海青样品其叶绿素质量分数下降最为平缓，而有包装组上海青样品其叶绿素质量分数下降速度最快。上海青叶片中叶绿素含量的下降是叶片出现黄化和衰老的重要特征［9］。由此可见，无包装且控制腔体O2体积分数8%～10%的气调（CA）保鲜模式能有效抑制上海青自呼吸和生理代谢，延缓叶片黄化与衰老［10］。而在14 d的贮藏周期有包装组上海青样品在低温（RA）保鲜模式下能使上海青叶片中叶绿素质量分数下降最为缓慢，其叶绿素质量分数由65.76%下降至59.2%，较好地防止叶片黄化，保证了其感官品质。

图4 叶绿素质量分数随时间的变化Fig.4 Change of chlorophyll mass fraction with time

2.3 上海青叶片色差变化

包装方式在不同的保鲜模式对上海青叶片色差（L*、a*、b*）变化影响情况分别如图5-7所示。

图5 上海青叶片L*值随时间的变化Fig.5 Change of brassica rapa var.chinensis leaves L* with time

图6 上海青叶片a*值随时间的变化Fig.6 Change of brassica rapa var.chinensis leaves a* with time

L*值是表征上海青叶片亮度值，从图5中可知，L*值均缓慢上升，有包装组上海青样品在气调（CA）保鲜模式下其L*值上升最快，无包装组上海青样品在温室双控（RA+RH）保鲜模式下L*值变化相对较小。

a*值表征上海青叶片的红度和绿度，如图6所示，a*值随时间变化的曲线为逆序排列，a*值越小表明上海青叶片绿度越高，有包装组的上海青样品在温室双控与气调模式下略有优势，使上海青样品有较好的感官品质。

b*值表征了上海青叶片的黄度和蓝度，本测试结果发现，在整个贮藏期间，有包装组的上海青样品在气调（CA）保鲜模式b*值最高即黄度最高，严重影响其品质。而有包装组的上海青样品在温湿双控（RA+RH）保鲜模式下b*值最低，有利于保持上海青较好的品质。

2.4 感官评定

上海青样品随贮藏时间其感官评定值如图8所示，随着贮藏时间的增加其感官品质均逐步下降，结合本实验制定的感官评定表2，感官品质单个因素零界值为2，色泽、形态、气味三项总分临界值为6，由图8可知，在贮藏6 d时，无包装组上海青样品感官评定值低于6分，未能达到感官评定对上海青品质的要求，而有包装组在气调（CA）保鲜模式的感官评定值为10，为最优评定组。历经14 d贮藏，有包装组上海青样品在气调（RA）、温湿双控（RA+RH）保鲜模式下其感官评定值≥6，达到感官评定对上海青品质的要求，从降低贮藏成本而言，货架周期为1～2周时采用有包装温湿双控（RA+RH）保鲜模式最为合理。

图8 上海青感官评定值随时间的变化Fig.8 Change of sensory evaluation of brassica rapa var.chinensis with time

3 结论

（1）随着贮藏时间的增加，有包装组的上海青样品在气调（CA）保鲜模式下质量损失率最低为1.93%，在14 d的贮藏过程中较好地保存了上海青样品的水分，使上海青样品具有良好的感官品质和营养价值。

（2）在6 d以内贮藏时间，从感官评定、质量损失率、b*值、叶绿素质量分数发现，气调（CA）保鲜模式跟温湿双控（RA+RH）保鲜模式对比优势不大。由此可见，在短期贮藏情况下可适当考虑温湿双控保鲜模式更为经济。

（3）在气调（CA）保鲜模式下有包装组的上海青样品能有效抑制水分丢失，但是在防止叶片黄化效果不大。

课题组将逐步完善对上海青保鲜模式与贮藏时间之间的关联的研究，提高研究结论的适用性。