O2/CO2气调对西兰花保鲜的后续效应

摘要：为了研究O2/CO2气调对西兰花保鲜后续效应的影响，采用40% O2+60% CO2分别处理西兰花1～3 d，然后撤去气体进行自然大气贮藏，同时以自然空气为对照组（CK），对贮藏于（15.0±0.5） ℃条件下的西兰花乙烯释放量、呼吸速率、叶绿素含量、VC含量、乙醇及乙醛含量进行定期测定。结果表明，40% O2+60% CO2处理1、2、3 d后的西兰花分别能保鲜6、7、9 d，CK中的西兰花保鲜期为4 d。同时，40% O2+60% CO2处理3 d的西兰花在后续的空气贮藏期间，能较好地控制乙烯释放量和呼吸速率，延缓其叶绿素和VC含量的下降，且乙醇、乙醛未表现出积累现象。研究表明，运输过程中对西兰花进行O2/CO2气调处理，销售货架期使之处于自然空气条件，利用O2/CO2气调的后续效应可有效延长西兰花保鲜期。

西兰花（Brassica oleracea L.）因营养丰富，富含维生素、类黄酮及多种抗氧化成分，深受消费者青睐，但西兰花极不耐贮藏，常温条件下2～3 d即出现黄化，严重影响其经济价值和食用价值[1]。鉴于此，国内外对西兰花保鲜进行了大量研究。其中，以气调保鲜最为普遍[2-4]。气调保鲜通常采用调节贮藏环境中O2和CO2的比例，降低果蔬的呼吸速率、减少其营养物质的损失，最大程度地降低其生理紊乱和腐烂，从而达到延长果蔬保鲜期的目的[5]，而且气调贮藏无毒、无污染，是目前比较先进的果蔬保鲜技术[6]。

后续效应是指产品经处理一段时间后，转到正常条件下表现出的处理效果[7-10]。气调在果蔬保鲜方面具有很好的后续效应，如Imahori等[11]研究表明，20 ℃条件下，低O2/高CO2气调处理7 d可以抑制香蕉果实的成熟和腐烂，并延长果实成熟需要的时间；0.5% O2+20% CO2处理草莓4 d后，撤去气体贮藏，可以维持草莓的硬度和色泽，降低呼吸速率，减少乙烯释放量和营养物质的损耗，对草莓保鲜有良好的后续效应[12-14]。以上研究为农产品的贮藏运输保鲜提供了有力支持。

本课题组前期研究表明，O2/CO2气调保鲜可有效降低西兰花生理生化活动，延长保鲜期[15-17]，但对O2/CO2气调的后续效应未进行深入研究。为此，本实验在前期研究的基础上，选用气体比例40% O2+60% CO2处理西兰花，研究在15 ℃条件下，O2/CO2气调对西兰花保鲜的后续效应，以期为西兰花的运输贮藏和货架保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

西兰花采自山东省寿光市高科技蔬菜示范园。采收时选取花球直径13～15 cm、花球紧密、各小花蕾尚未松开的鲜绿色花球，且保留花球下部花茎5～7 cm。采摘后，立即运回山东理工大学农业工程与食品科学学院农产品贮藏实验室冷库内，5 ℃预冷3 h后，选取形态一致、无机械损伤、无病虫害的西兰花花球进行气调处理。

95%乙醇、浓硫酸、冰醋酸、氯化钠、丙酮、偏磷酸、硫脲、碳酸氢钠、草酸、2,6-二氯靛酚、2,4-二硝基苯肼、2,6-二氯酚靛酚、VC（均为分析纯）上海伯奥生物科技有限公司。

UV-1750型紫外-可见分光光度计岛津国际贸易（上海）有限公司；Varian CP-3800型气相色谱美国安捷伦科技公司；MR-07825-00型O2/CO2测定仪美国FBI Dansensor公司；DW-FW351型低温冰箱中科美菱低温科技有限责任公司；GL-20G-2型台式多功能高速冷冻离心机上海安亭仪器制造厂；YB型电子天平上海力能电子仪器公司；XMTD-4000型电热恒温水浴锅北京市永光明医疗仪器厂。

于（15.0±0.5） ℃条件下，将西兰花分别放入3 个0.5 m3的气调箱中，然后通入40% O2+60% CO2分别处理1（T1）、2（T2）、3 d（T3），然后分别放在空气中贮藏，自然空气处理为对照（CK）。通入气体用O2/CO2测定仪定期进行气体校正。为了保证气调箱内湿度，气调箱底部盛放少量蒸馏水，以维持气调过程中相对湿度在98%以上[18]。每个处理选用20 个西兰花，3 次重复。每天取样进行西兰花相应指标的测定。当30%西兰花出现黄化时，即终止贮藏[19-20]。

叶绿素含量参照邹琦[21]介绍的方法测定；VC含量采用2,4-二硝基苯肼比色法[22]测定；乙醇和乙醛含量用静态顶空气相色谱法测定[23]。色谱条件：色谱柱：DM-FFAP（30 m×0.53 mm，1.5 µm）；升温程序：40 ℃保持2 min，以1.5 ℃/min升至50 ℃，然后以3 ℃/min升至100 ℃，保持2 min；载气为He；流速1.2 mL/min，压力2.4 kPa，进样量0.7 mL；分流比：10∶1；进样口温度：180 ℃；检测器温度：220 ℃。各指标分别从每个处理的每个重复中各取1 个西兰花花球剪碎混合后进行测定，每个指标重复3 次。

乙烯释放量和呼吸速率采用气相色谱测定。具体测定方法如下：每个处理的每个重复各取1 个西兰花花球，在15 ℃的空气中放置20～30 min以利于处理气体的挥发，然后分别将单个花球放入2.8 L的塑料桶内封口，15 ℃条件下放置45 min后进行CO2和乙烯含量的测定。测定时，色谱柱使用Porapak Q（7.62 m×3.175 mm，125～149 µm），进样温度、柱温、热导检测器和氢火焰检测器温度分别设置为180、50、130 ℃和150 ℃，每个处理重复3 次。

2 结果与分析

由图1A可见，O2/CO2气调处理期间，除T1处理组，西兰花乙烯释放量基本呈下降趋势，均低于CK组，表明O2/CO2气调能够抑制乙烯释放量。在随后撤去O2/CO2的贮藏期间，各处理组的乙烯释放量均有一个高峰出现，但高峰出现时间有很大不同。CK组的高峰出现在第1天，T1、T2和T3处理组的高峰分别出现在第3、5、7天，表明前期的O2/CO2气调处理具有推迟乙烯释放高峰到来的作用。同时可以看出，随着O2/CO2气调处理时间的延长，各处理峰值呈下降趋势，如T2和T3处理组的峰值分别为22.5、20.3 μL/（kg·h）。

图1 O2/CO2气调对西兰花乙烯释放量（A）和呼吸速率（B）的后续效应
Fig. 1 Residual effect of O2/CO2modified atmosphere on ethylene production (A) and respiration rate (B) of broccoli

由图1B可见，O2/CO2气调贮藏期间，各处理西兰花的呼吸速率呈现下降趋势，并且低于CK组，表明O2/CO2气调对呼吸速率有一定抑制作用。在随后撤去O2/CO2的贮藏期间，各处理呼吸速率均有一个高峰出现，但高峰出现的时间有很大不同。CK组的高峰出现在第2天，T1、T2和T3处理组的高峰分别出现在第3、6、8天，表明O2/CO2气调的前期处理有效推迟了西兰花呼吸高峰的到来。同时，随着O2/CO2气调处理时间的延长，各处理峰值呈下降趋势，T2和T3处理组的峰值分别为149、123 mg/（kg·h）。

由图2A可见，整个贮藏期间，各处理西兰花的叶绿素含量均呈下降趋势，但O2/CO2气调处理延缓了叶绿素的下降速率，即使O2/CO2气调处理后置于空气中，也表现出有效的抑制效果。CK组叶绿素含量下降最快，贮藏4 d下降了67.2%，而第4天时，T1、T2和T3处理组仅分别下降了35.94%、13.75%和10.94%。在气调贮藏后的空气贮藏期间，T1处理组在第2～4天即下降了30.51%，平均日下降10.17%；而T3处理组在第4～9 天仅下降了38.94%，平均日下降6.49%。说明O2/CO2气调处理时间越长，其对后续空气贮藏期间叶绿素降解的延缓作用越明显。

由图2B可见，整个贮藏期间，各处理组中西兰花VC含量均呈下降趋势。CK组下降最快，4 d下降了74.8%。气调贮藏期间，VC含量下降较缓慢，T3处理组下降了4.5%。气调后的空气贮藏期间，VC含量下降明显加快，T1、T2和T3处理组日均下降量各为12.7%、9.7%、6.5%。可见，O2/CO2气调处理时间越长，VC含量的下降越慢。

图2 O2/CO2气调对西兰花叶绿素含量（A）和VC含量（B）的后续效应
Fig. 2 Residual effect of O2/CO2modified atmosphere on chlorophyll content (A) and ascorbic acid content (B) of broccoli

贮藏过程中，如果CO2过高或O2过低，果蔬容易产生无氧呼吸现象，进而积累乙醇、乙醛并产生异味[24]。由图3可见，整个贮藏期间，CK组的乙醇、乙醛含量稍有上升，4 d仅上升了11.7%（图3A）和15%（图3B）。气调贮藏期间，T1、T2和T3处理组的乙醇、乙醛含量上升明显，分别上升了3%、49%、96%（图3A）和2.5%、62.5%、97.5%（图3B）。但气调贮藏后的空气贮藏期间，各处理组乙醇、乙醛含量迅速减少，T3处理组减少最明显，仅2 d（从第4天到第6天）便减少了16.5%（图3A）和31.6%（图3B），最后达到与CK组持平的水平，说明后续的空气贮藏可有效解决气调贮藏的乙醇、乙醛积累现象。

图3 O2/CO2气调对西兰花乙醇含量（A）和乙醛含量（B）的后续效应
Fig. 3 Residual effect of O2/CO2modified atmosphere on ethanol content (A) and aldehyde content (B) of broccoli

3 讨论

一般气调均是通过低O2/高CO2来进行，虽然能在一定程度上保鲜果蔬，但是容易产生异味、造成CO2伤害等不利影响。O2/CO2气调一方面利用CO2抑制果蔬的呼吸作用，另一方面利用O2来缓解CO2伤害，其保鲜效果已经在火龙果[25]、西兰花[26]和生姜[27]上面得到了很好的验证。

由于冰温贮藏可以延缓西兰花VC含量和叶绿素含量的下降，抑制西兰花呼吸强度和乙烯生成速率，降低多酚氧化酶活性[28-29]，所以在我国内地，为了较好地保持西兰花的鲜度，往往采用在田间装箱时添加碎冰的方法进行西兰花的保鲜和运输方式[30]，该方法虽然能提供一定的低温环境，但存在西兰花浸水腐烂及增加运输质量的弊端。本实验采用的O2/CO2气调保鲜，既避免了上述弊端，又为西兰花贮运途中及后续货架期保鲜提供了理论参考。

总之，西兰花先用40% O2+60% CO2处理，然后撤去气体，贮藏于自然空气中，O2/CO2气调处理表现出很好的后续效应，其可降低整个贮藏期间西兰花的乙烯释放量和呼吸速率，延缓叶绿素和VC含量的下降；虽然气调处理期间，乙醇、乙醛含量上升，但空气贮藏时乙醇、乙醛含量下降迅速，可以有效避免乙醇、乙醛的积累。其中以40% O2+60% CO2处理3 d的保鲜最佳，其保鲜期达9 d；处理1、2 d保鲜期分别为6、7 d；CK组的保鲜期仅有4 d。结果表明，运输过程中对西兰花进行O2/CO2气调处理，销售货架期使之处于自然空气条件，利用O2/CO2气调的后续效应，可有效延长西兰花保鲜期。

[1] 郭衍银, 张楠, 朱艳红, 等. 赤霉素处理对青花菜花球矿质元素含量及保鲜效果的影响[J]. 农业工程学报, 2008, 24(1): 274-278.DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2008.01.054.

[2] JONES R B, FARAHGER J D, WINKLER S. A review of the influence of postharvest treatments on quality and glucosinolate content in broccoli (Brassica oleracea var. italica) heads[J].Postharvest Biology and Technology, 2006, 41(1): 1-8. DOI:10.1016/j.postharvbio.2006.03.003.

[3] HIDEMII I, ALLEY E W, WILLARD D. Optimum O2or CO2atmospheres for storing broccoli florets at various temperatures[J]. Journal of America Society of Horticulture Science, 1996, 121(1): 127-131.

[4] PARADIS C, CASTAIGNE F, DESROSIERS T, et al. Sensory,nutrient and chlorophyll changes in broccoli florets during controlled atmosphere storage[J]. Journal of Food Quality, 1996, 19(4): 303-316.DOI:10.1111/j.1745-4557.1996.tb00425.x.

[5] 杨艳芬, 王则金. 我国果蔬气调贮藏保鲜技术的研究进展[J]. 福建农机, 2003(2): 18-19. DOI:10.3969/j.issn.1004-3969.2003.02.015.

[6] 梁洁玉, 朱丹实, 冯叙桥, 等. 果蔬气调贮藏保鲜技术研究现状与展望[J]. 食品安全质量检测学报, 2013, 4(6): 1617-1625.

[7] CLARK D S, LENTZ C P. Use of mixtures of carbon dioxide and oxygen for extending shelf-life of prepackaged fresh beef[J].Institute Canadian Science Technology Aliment, 1973, 6(3): 194-196.DOI:10.1016/S0315-5463(73)74012-8.

[8] SILLIKER J H, WOODRUFF R E, LUGG J R, et al. Preservation of refrigerated meats with controlled atmospheres: treatment and posttreatment effects of carbon dioxideon pork and beef[J]. Meat Science,1977, 1(3): 195-204. DOI:10.1016/0309-1740(77)90037-7.

[9] ENFORS S O, MOLIN G, TERNSTROM A. Effect of packaging under carbon dioxide, nitrogen or air on the microbial flora of pork stored at 4 degree C[J]. Journal of Applied Bacteriology, 1979, 47(2):197-208. DOI:10.1111/j.1365-2672.1979.tb01746.x.

[10] WANG M Y, OGRYDZIAK D M. Residual effect of storage in an elevated carbon dioxide atmosphere on the microbial flora of rock cod(Sebastes spp.)[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1986,52(4): 727-732.

[11] IMAHORI Y, YAMAMOTO K, TANAKA H, et al. Residual effects of low oxygen storage of mature green fruit on ripening processes and ester biosynthesis during ripening in bananas[J]. Postharvest Biology and Technology, 2013, 77(3): 19-27. DOI:10.1016/j.postharvbio.2012.11.004.

[12] LI C, KADER A A. Residual effects of controlled atmospheres on postharvest physiology and quality of strawberries[J]. Journal of the American Society for Horticultur Science, 1989, 114(4): 629-634.

[13] ELKAZZAZ M K, SOMMER N F, FORTLAGE R J. Effect of different atmospheres on postharvest decay and quality of fresh strawberries[J]. Phytopathology, 1983, 73(2): 282-285. DOI:10.1094/Phyto-73-282.

[14] PRASAD K. Effect of acetaldehyde vapor on postharvest decay and market quality of fresh strawberries[J]. Phytopathology, 1974, 64(7):948-951.

[15] 郭衍银, 李玲, 陈东, 等. O2联合CO2气调对西兰花活性氧代谢及保鲜效果的影响[J]. 食品科学, 2013, 34(24): 304-308. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201324063.

[16] LI L, LÜ F Y, GUO Y Y, et al. Respiratiory pathway metabolism and energy metabolism associated with senescence in postharvest broccoli(Brassica oleracea L. var. italica) florets in response to O2/CO2controlled atmospheres[J]. Postharvest Biology and Technology, 2016,111: 330-336. DOI:10.1016/j.postharvbio.2015.09.032.

[17] GUO Y Y, GAO Z Y, LI L, et al. Effect of controlled atmospheres with varying CO2/O2levels on the postharvest senescence and quality of broccoli (Brassica oleracea L. var. italica) florets[J]. European Food Research and Technology, 2013, 237(6): 943-950. DOI:10.1007/s00217-013-2064-0.

[18] 李玲, 陈东, 郭衍银, 等. 10 ℃下O2联合CO2气调对西兰花生理生化及保鲜效果的影响[J]. 西北农业学报, 2013, 22(9): 146-152.DOI:10.7606/j.issn.1004-1389.2013.09.024.

[19] YUAN G F, SUN B, YUAN J, et al. Effect of 1-methylcyclopropene on shelf life, visual quality, antioxidant enzymes and health-promoting compounds in broccoli florets[J]. Food Chemistry, 2000, 118(3): 774-781.DOI:10.1016/j.foodchem.2009.05.062.

[20] PARADIS C, CASTAIGNE F, DESROSIERS T, et al. Sensory,nutrient and chlorophyll changes in broccoli florets during controlled atmosphere storge[J]. Journal of Food Quality, 1996, 19(4): 303-316.DOI:10.1111/j.1745-4557.1996.tb00425.x.

[21] 邹琦. 植物生理生化试验指导[M]. 北京: 中国农业出版社, 1995: 30-32.

[22] 金邦荃. 营养学实验指导[M]. 南京: 东南大学出版社, 2008: 9-11.

[23] 黄艳凤, 王永婵, 张平, 等. 静态顶空气相色谱法快速测定葡萄中乙醇和乙醛含量的研究[J]. 保鲜与加工, 2009, 9(6): 28-30.DOI:10.3969/j.issn.1009-6221.2009.06.008.

[24] 王亮, 赵迎丽, 张晓宇, 等. 气调贮藏对冬枣采后生理及有害物质积累的影响[J]. 中国农学通报, 2008, 24(9): 78-83.

[25] 王生有, 陈于陇, 徐玉娟, 等. 高O2与高CO2气调包装对鲜切火龙果品质的影响[J]. 热带作物学报, 2014, 35(6): 1221-1227.DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2014.06.031.

[26] 年彬彬, 李盼, 郭衍银. O2/CO2气调对生姜贮藏品质的影响[J].食品研究与开发, 2016, 37(6): 186-189; 311. DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.06.044.

[27] 林本芳, 鲁晓翔, 李江阔, 等. 冰温结合1-MCP贮藏对西兰花品质及生理的影响[J]. 食品工业科技, 2013, 34(12): 304-307.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.12.009.

[28] 林本芳, 鲁晓翔, 李江阔, 等. 低温驯化结合冰温贮藏对西兰花品质的影响[J]. 食品科学, 2012, 33(20): 299-303.

[29] 高雪, 杨绍兰, 王然, 等. 近冰温贮藏对鲜切西兰花保鲜效果的影响[J]. 中国食品学报, 2013, 13(8): 140-146. DOI:10.16429/j.1009-7848.2013.08.043.

[30] 何玉池, 李云, 焦颜成, 等. 西兰花出口的现状及产业化安全生产研究初探[J]. 现代农业科技, 2007(14): 12-13. DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2007.14.005.

Residual Effect of O2/CO2Modified Atmosphere on Quality Preservation of Broccoli during Storage

LÜ Fengyan, WANG Liang, GUO Yanyin*, ZHANG Dongliang, LI Yanjie
(School of Agricultural Engineering and Food Science, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China)

Abstract:The objective of this manuscript was to research the residual effect of O2/CO2modified atmospheres on quality preservation of broccoli during storage at (15.0 ± 0.5) ℃. Broccoli heads were treated with 40% O2+ 60% CO2for 1, 2 and 3 days, respectively before storage in air. Air storage without pretreatment was used as control. The ethylene production and respiration rates, and chlorophyll, ascorbic acid, ethanol and acetaldehyde contents in broccoli were periodically measured during storage. The results showed that the shelf life of broccoli heads treated with 40% O2+ 60% CO2for 1, 2 and 3 days was 6, 7 and 9 days, while the shelf life of the control group was only 4 days. At the same time, 40% O2+ 60% CO2treatment for 3 days could inhibit ethylene production and respiration rate, and delay the decrease of chlorophyll and ascorbic acid contents,and completely block the accumulation of ethanol and acetaldehyde. This study indicated that O2/CO2modified atmosphere packaging during transportation could effectively prolong the shelf life of broccoli during subsequent storage in air.

Key words:broccoli; modified atmosphere; storage; residual effects; off-flavor

引文格式：吕凤艳, 王亮, 郭衍银, 等. O2/CO2气调对西兰花保鲜的后续效应[J]. 食品科学, 2017, 38(21): 241-244.

LÜ Fengyan, WANG Liang, GUO Yanyin, et al. Residual effect of O2/CO2modified atmosphere on quality preservation of broccoli during storage[J]. Food Science, 2017, 38(21): 241-244. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201721038. http://www.spkx.net.cn

基金项目：国家自然科学基金面上项目（31671900）；山东理工大学青年教师发展支持计划项目（4072-115008）

作者简介：吕凤艳（1991—），女，硕士，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：923332790@qq.com

*通信作者：郭衍银（1976—），男，副教授，博士，研究方向为农产品贮藏与加工技术。E-mail：guoyy@sdut.edu.cn

O2/CO2气调对西兰花保鲜的后续效应

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨 论

3 讨论