沈阳农业大学食品学院李国锋研究员等：真空预冷过程中喷雾补水处理对上海青低温流通及货架期品质的影响

2023-06-12 21:18:59

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上海青（Brassica chinensis L.）属于十字花科芸薹属，是江浙地区常见的叶菜品种之一，其组织碧绿脆嫩、味甜、口感好且富含多种维生素和矿物元素等营养物质。上海青具有叶表面积大、含水量高和生理代谢旺盛等特点，采后极易出现失水萎蔫、黄化腐烂的现象，导致其营养物质严重流失，从而失去商品价值，严重缩短采后的货架期。预冷可有效维持果蔬流通及贮藏品质，减少果蔬采后损耗。真空预冷是叶菜中最常用的一种预冷技术。

沈阳农业大学食品学院的王馨渝、李国锋*和江苏省农业科学院江苏省农业科学院的安容慧等人通过实验室现有的喷雾型真空预冷装备，研究真空预冷与喷雾补水同步完成这种方式对上海青在低温流通及货架期间品质变化的影响，以期为采后上海青产地“最先一公里”的预冷处理提供理论与技术支持，促进真空预冷技术工艺的发展。

1、真空预冷过程中温度和压力的变化

由图1可以看出，真空预冷过程中上海青从初温25℃降到4℃，单独真空预冷组所需的预冷时间约为40 min，而真空预冷过程中联合喷雾补水组预冷时间仅为13 min，可见，真空预冷过程中与喷雾补水的联合使预冷效率提高了约68%。在预冷前8 min，两处理组温度下降速率无明显差异；9 min之后，真空预冷结合喷雾补水组上海青的温度急速下降，在4 min内到达预冷终温（图1A）。单独真空预冷及其与喷雾补水共处理组在整个预冷过程中对真空室内压力变化的影响无明显差异（图1B）。综上，与单独真空预冷相比，真空预冷过程中联合喷雾补水可有效缩短预冷时间。

2、真空预冷后失水率以及低温流通和货架期间质量损失率变化

由图2A可知，由初温25℃预冷至终温4℃后，虽然单独真空预冷组及其与喷雾补水共处理组均出现失水，但真空预冷联合喷雾补水组样品的失水率仅为1.21%，远低于单独真空预冷组的失水率（4.54%），降低了73.29%，表明单独真空预冷会促使上海青组织出现较为严重的失水现象，相比之下，真空预冷期间联合喷雾补水处理可有效降低单独真空预冷引起的失水，有利于维持组织直挺鲜活的状态。

图2B显示了单独真空预冷、真空预冷结合喷雾补水处理对低温流通及货架期上海青质量损失率的影响。可以看出，随着货架时间的延长，上海青组织的质量损失率逐渐上升，但对照和单独真空预冷组上海青的质量损失率均显著高于真空预冷结合喷雾补水组。在货架期第5天时，真空预冷结合喷雾补水处理上海青组织的质量损失率较对照组和单独真空预冷组分别降低了31.3%和15.6%。可见，真空预冷与喷雾补水共处理能显著减缓上海青的质量损失率上升，维持上海青较好的品质。

3、低温流通和货架期间表型变化

从图3中可以看出，对照组的上海青在货架期第3天出现轻微黄化，货架期第5天时黄化明显。相比之下，单独真空预冷组在货架期第5天时出现轻微黄化现象，但是在整个低温流通及货架期间，此组上海青的叶片失去了原有的饱满状态。然而，相较于对照组及单独真空预冷组，真空预冷过程中联合喷雾补水组的样品在货架期第5天时仍能保持较好的外观品质。可见，真空预冷虽然能够延缓上海青叶片黄化衰老，但会造成其失水，而真空预冷结合喷雾补水不仅可有效解决失水的问题，还能显著延缓上海青的黄化进程，有利于延长其货架期。

4、低温流通和货架期间色泽变化

由图4可知，在货架期间，上海青的L*、a*和b*值均呈上升趋势。单独真空预冷组及真空预冷结合喷雾补水处理组上海青的L*值（图4A）、a*值（图4B）和b*值（图4C）在货架期3～5 d均显著低于对照组，其中在货架期第5天时，真空预冷结合喷雾补水处理后上海青的L*、a*和b*值分别比单独真空预冷组低8.51%、3.60%和11.83%。

h值表示颜色饱和度，h值越小说明叶片黄化越明显。随着低温流通及货架时间的延长，上海青的h值呈逐渐下降的趋势（图4D），说明叶片黄化逐渐加重。在货架期第5天时，对照组、单独真空预冷组和真空预冷结合喷雾补水处理组上海青的h值与第0天相比分别下降了11.06%、8.06%和2.90%。综上，真空预冷与喷雾补水共处理可以延缓上海青L*、a*和b*值的上升，并抑制h值的下降，有效地维持上海青的色泽。

5、低温流通和货架期间叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量变化

在低温流通及货架期间，对照组上海青的叶绿素a（图5A）、叶绿素b（图5B）和总叶绿素（图5C）含量均逐渐减少；而经真空预冷处理及其与喷雾补水结合共处理后，上海青的叶绿素含量在低温流通1 d时基本维持稳定，在货架期间呈明显的下降趋势，但整体仍高于对照组。相比之下，在货架期第5天时，经过真空预冷与喷雾补水联合处理的上海青总叶绿素含量为0.56 g/kg，分别是对照组和单独真空预冷组总叶绿素含量的2.22 倍和1.57 倍。由此可知，真空预冷结合喷雾补水可有效减缓上海青中叶绿素含量的下降，延缓叶片的黄化衰老。

6、低温流通和货架期间类胡萝卜素和叶黄素含量变化

在低温流通和货架期间，单独真空预冷组上海青的类胡萝卜素含量显著高于对照组（图6A），其叶黄素含量在货架期第5天时显著高于对照组（图6B）。相比之下，真空预冷过程中喷雾补水共处理组上海青的类胡萝卜素和叶黄素含量在货架期3～5 d均显著高于单独真空预冷组。在货架期结束时，真空预冷结合喷雾补水组上海青的类胡萝卜素和叶黄素含量分别为0.21 g/kg和0.12 g/kg，分别是单独真空预冷组的1.27 倍和1.54 倍。可见，真空预冷及其结合喷雾补水处理，尤其是后者能显著减缓类胡萝卜素和叶黄素的损失。

7、低温流通和货架期间抗坏血酸和叶酸含量变化

如图7A所示，在低温流通及货架期间，3组上海青的抗坏血酸含量均呈下降趋势，在低温流通期间，单独真空预冷组上海青的抗坏血酸含量与对照组无显著差异，而在货架期间，单独真空预冷组上海青的抗坏血酸含量显著高于对照组。另外还可看出，真空预冷与喷雾补水共处理组上海青的抗坏血酸含量在低温流通期间和货架期第3、5天时分别高出单独真空预冷组11.45%、53.92%、218.75%。由此可知，真空预冷结合喷雾补水可有效减缓上海青中抗坏血酸的损失。
如图7B所示，在低温流通及货架期间，3 组上海青的叶酸含量均呈下降趋势。单独真空预冷组上海青的叶酸含量在低温流通期间和货架期第5天时显著高于对照组。相比之下，经真空预冷结合喷雾补水组上海青的叶酸含量在整个低温流通及货架期间均显著高于单独真空预冷组。在货架期第1、3、5天时，真空预冷结合喷雾补水组上海青中叶酸含量分别比单独真空预冷组高出44.24%、37.79%、13.31%。由此可知，真空预冷与喷雾补水共处理可以延缓上海青中叶酸含量的下降。
8、低温流通和货架期间可滴定酸、可溶性糖和可溶性蛋白水平的变化

如图8A所示，上海青中可滴定酸含量较低，但其对改善口感风味也起到了重要的作用。在低温流通及货架期间，上海青中可滴定酸质量分数整体呈波动下降的趋势。在货架期第5天时，单独真空预冷组上海青的可滴定酸质量分数显著高于对照组。真空预冷结合喷雾补水组上海青的可滴定酸质量分数在低温流通（1 d）和货架期（1、3、5 d）间分别比单独真空预冷组高16.55%、16.03%、13.56%和28.57%。可见，真空预冷结合喷雾补水处理能有效延缓上海青中可滴定酸的损失。
如图8B所示，对照组上海青的可溶性糖含量在货架期1～3 d时处于较低水平，在货架期3～5 d时基本维持稳定。而经真空预冷及其与喷雾补水共处理组上海青的可溶性糖含量均在低温流通期间有所上升，在货架期呈下降的趋势。在低温流通1 d和货架期1 d时，单独真空预冷组上海青的可溶性糖含量显著高于对照组。相比之下，真空预冷结合喷雾补水组上海青的可溶性糖含量始终显著高于单独真空预冷组，在货架期1、3、5 d时，分别是单独真空预冷组的1.18、1.34倍和1.31倍。综上，真空预冷结合喷雾补水可有效延缓上海青可溶性糖含量的下降。
在低温流通及货架期间，对照组上海青的可溶性蛋白含量逐渐下降（图8C），单独真空预冷组和真空预冷结合喷雾补水组上海青的可溶性蛋白含量始终显著高于对照组，而真空预冷结合喷雾补水组上海青中可溶性蛋白含量虽在低温流通期间和货架期1 d时与单独真空预冷组无显著差异，但在货架期3～5 d时显著高于单独真空预冷组，在货架期第3、5天时，分别是单独真空预冷组的1.17 倍和1.16 倍。综上，真空预冷与喷雾补水共处理可以维持较高的可溶性蛋白含量，保持上海青品质。
9、低温流通和货架期间亚硝酸盐和MDA含量变化

从图9A可看出，在低温流通及货架期间，上海青中亚硝酸盐含量呈现上升趋势。在货架期第5天时，单独真空预冷处理组的亚硝酸盐含量显著低于对照组；真空预冷与喷雾补水共处理的亚硝酸盐含量在货架期3～5 d时显著低于单独真空预冷组。在货架期第3、5天时，真空预冷结合喷雾补水组上海青的亚硝酸盐含量分别为2.77 mg/kg和4.03 mg/kg，比单独真空预冷组上海青中亚硝酸盐含量分别降低23.00%和13.70%。可见，真空预冷结合喷雾补水能有效抑制组织中亚硝酸盐含量的积累。
所有上海青样品中的MDA含量均随着时间的延长呈上升趋势（图9B）。单独真空预冷组上海青的MDA含量在货架期第5天时显著低于对照组。而真空预冷结合喷雾补水组上海青的MDA含量在货架期3～5 d时显著低于单独真空预冷组，在货架期第3天和第5天时分别比单独真空预冷组低15.76%和14.82%。可见，真空预冷与喷雾补水共处理能有效减缓上海青中MDA的积累。
10、相关性分析结果

从图10可以看出，上海青在低温流通及货架期间质量损失率和色泽a*、b*值，亚硝酸盐及MDA含量呈极显著正相关，和色泽h值，叶绿素、抗坏血酸含量及可滴定酸质量分数等呈极显著负相关，该结果表明真空预冷结合喷雾补水可减缓上海青的生理代谢活动，减少其水分的流失，从而增加组织的抗氧化性，延缓叶片的黄化衰老和营养物质的消耗，并有效抑制有害物质亚硝酸盐的积累，维持采后上海青组织较好的品质，达到延长其货架期的目的。

结论
真空预冷可以快速去除田间热，但易造成失水问题。本实验结果表明，与单独真空预冷相比，真空预冷结合喷雾补水不仅使预冷时间缩短了68%，而且使预冷后上海青的失水率降低了73.29%，货架结束后质量损失率降低了15.6%。另外，真空预冷结合喷雾补水亦显著延缓了上海青的黄化进程，减缓了抗氧化物质类胡萝卜素、叶黄素、抗坏血酸和叶酸含量的下降，维持了较高的可滴定酸、可溶性糖和可溶性蛋白等营养物质含量，同时在货架期结束时，真空预冷结合喷雾补水组的亚硝酸盐和丙二醛含量比单独真空预冷组分别低13.70%和14.82%。综上所述，真空预冷与喷雾补水共处理既能够防止单独真空预冷造成的失水问题、缩短预冷时间，又可以延缓上海青的衰老、保持组织较好的品质。

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