空心菜(Ipomoea equatica)又名藤藤菜、蕹菜、通心菜、无心菜等，为旋花科番薯属，是一年或多年生蔓性草本植物，生长季节为夏秋两季，分布于亚热带地区[1]。空心菜含有大量维生素和微量元素，具有清热、解毒、利尿，凉血的功效[2]。空心菜叶片较薄，叶片面积较大，含水量较高，采后流通、销售过程中，品质极易下降，特别是在炎热的夏季。品质降低主要表现在叶片失水萎蔫，维生素、叶绿素等含量下降，菌落数量上升。因此需要寻找适宜的贮藏保鲜措施，延长空心菜的货架期，从而满足日益增长的生鲜商超运营要求。
通常，采后叶类蔬菜经过适宜的清洗、包装处理，然后在低温条件下冷藏可以有效地维持其品质。研究表明，用适宜浓度的臭氧水或超声波清洗空心菜，然后在10 ℃冷藏空心菜可以有效保存其品质[3]。目前气调包装工艺在果蔬的贮藏保鲜中应用较多，气调包装是一种通过控制果蔬贮藏环境中气体的组成，从而降低果蔬呼吸代谢速率、抑制有害微生物生长繁殖从而延长果蔬贮藏期的贮藏保鲜方式。研究发现，低氧高二氧化碳(5% O2+10% CO2+85% N2)气调包装保鲜鲜切生菜、鲜切杭白菜较空气包装能有效延缓这2种叶类蔬菜的衰老，延缓微生物的生长繁殖，延长货架期[4-5]；而高氧低二氧化碳(10% O2+4% CO2+84% N2)气调包装菠菜可有效延缓菠菜感官品质下降，维持维生素C、叶绿素等的含量，延缓失重率升高，从而延长菠菜保质期[6]。可见，叶类蔬菜种类不同及加工程度(如整菜、切菜)不同，合适的气调包装保鲜工艺也不同，这可能与不同种类及加工程度的叶类蔬菜采后贮藏过程中生理代谢水平高低不同，所需的气调配比不同有关。另有研究指出，10%～15%的高CO2气调包装鲜切卷心菜可有效抑制贮藏期间鲜切卷心菜上的菌落生长繁殖，延缓卷心菜衰老、腐败[7]。但也有研究指出，包装袋内氧气浓度偏低及二氧化碳浓度偏高会引起无氧酵解，积累大量醇、醛等异味物质，从而影响蔬菜的外观和风味[8]。本研究参考前人对部分叶类蔬菜气调包装保鲜的研究成果，比较采后空心菜净菜经不同配比的O2、CO2、N2的气调包装在10 ℃下的冷藏效果，旨在寻找最佳的气调包装配比，为空心菜的气调包装工艺提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
空心菜：由农户采后立即配送至实验室，要求颜色新鲜、大小均匀，无病虫害及无明显机械损伤。
抗坏血酸、NaCl、草酸、丙酮(分析纯)、碳酸钙粉、石英砂、NaHCO3、2，6-二氯靛酚盐，国药集团化学试剂有限公司；平板计数培养基(PCA)，青岛海博生物技术有限公司。
1.2 仪器与设备
VS-1300L-U型超净工作台，苏净集团安泰有限公司；CR-400型色彩色差计，日本柯尼卡美能达公司；HWS-24型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；BCD-252MHV型冰箱，苏州三星电子有限公司；UV-1102型紫外可见分光光度计，上海天美仪器有限公司；YXQ-LS-30SH型全自动压力蒸汽灭菌器，上海博讯实业有限公司；DHP-9162型电热恒温培养箱，上海一恒科技有限公司；H-2050R-1型高速冷冻离心机，长沙湘仪离心机有限公司；DBQ-360W型多功能气调包装机，上海青葩食品包装机械有限公司；DHG-9053A型电热鼓风干燥箱，上海一恒仪器有限公司；PQ 001型台式脉冲核磁共振分析仪，上海纽迈电子科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 空心菜预处理
挑选出大小均一、色泽鲜绿、清洁、无明显缺陷、无病虫害的空心菜。将挑选好的空心菜用质量浓度1.8 mg/L臭氧水清洗杀菌5 min，然后沥干，加工成净菜，然后用消过毒的不锈钢剪刀剪去茎基部，保留15～20 cm的嫩茎，再将处理好的样品装进可热封的透明保鲜袋中。
参考前人研究成果[9-12]，按照表1的不同气调包装方案包装空心菜样品。最后将包装好的样品放入10 ℃冰箱中冷藏。测定空心菜Vc、叶绿素、水分变化、丙二醛含量、菌落总数等指标，每组3次平行试验，取其平均值。
表1 不同气调包装方案
Table 1 Different modified atmosphere packaging
treatment
实验编号包装方案CK空气A5% O2+5% CO2+90% N2B5% O2+10% CO2+85% N2C5% O2+15% CO2+80% N2D10% O2+5% CO2+85% N2E10% O2+10% CO2+80% N2F10% O2+15% CO2+75% N2
1.3.2 感官质量评定
参照许娟等[13]的评定方法，略作修改，挑选10名经过培训过的评定人员对空心菜的外观、色泽、气味等方面进行评定，采用数字化评分(1～9分)：9分为颜色光鲜，质地硬挺、平整；7分为颜色较鲜艳、质地略平整、伸展；5分为颜色略微暗淡，小部分叶片发生黄化，轻微萎蔫、腐化，产生轻微异味；3分为大部分叶片发生黄化，大部分叶片萎蔫、腐化，有明显异味产生；1分为叶片严重黄化、腐败，腐味严重。
1.3.3 菌落总数测定
按GB 4789.2—2016《食品卫生微生物学检验 菌落总数测定》执行。
1.3.4 理化指标测试及方法
(1)色差变化测定：按照杨冲等[14]的方法测定。
(2)水分变化测定：按照杨冲等[3]的方法测定。
(3)叶绿素含量测定：采用分光光度计测量[15]。
(4)VC含量测定：用2，6-二氯靛酚法[16]。
(5)丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量测定：按照杨冲等[14]的硫代巴比妥酸法测定。
1.3.5 数据分析
各项指标均使用origin8.5软件进行处理及绘图，使用SPASS 19.0软件进行分析(P<0.05为显著差异)。
2 结果与分析
2.1 对空心菜净菜感官品质的影响
感官品质是直观反应样品品质变化的重要指标。由图1可知，随着空心菜贮藏时间的延长，各组样品感官评分均呈不断下降趋势。
图1 气调包装对空心菜净菜感官品质的影响
Fig.1 Effect of modified atmosphere packing on the sensory quality of clean Ipomoea aquatica
贮藏4 d内各组别感官评分均较高，均在8.5分以上，感官品质变化不大，样品较新鲜。贮藏第8天，B组样品低于5分，开始发生部分黄化、腐败。贮藏第8天，D、E组感官评分分别为5.36、5.61，而其他组别感官评分均低于5分，均发生部分黄化、酸败，样品有明显衰败迹象。可见D、E组气调包装工艺有利于保持样品的感官品质，其中E组样品感官品质保持最好，其次为D组样品。
2.2 对空心菜净菜色泽变化的影响
新鲜果蔬具有各自独特的生鲜色泽，新鲜空心菜颜色较深，呈墨绿色。蔬菜采后运输、贮藏、销售过程中色泽会发生变化，通常引起品质的劣变。通过测量2组样品叶片的亮度(L)和红绿度(a)可以了解样品在贮藏期间色泽变化情况[14]。色泽变化波动越缓慢表明样品的品质较好。由图2-A可知各组样品亮度L先变大后变小。其中A、B、C组样品贮藏8 d后，L值明显下降，尤其是B、C组在8～12d内下降显著。可见低氧(5% O2)气调包装不利于样品后期贮藏，这可能是由于样品在贮藏后期发生无氧代谢，样品衰老、颜色迅速变黑，从而引起亮度迅速下降。而CK、D、E、F组样品在第10天后，L值下降不明显，而在整个过程中，D、E、F组样品L值变化较缓慢，尤其是E组样品亮度变化最缓慢。
图2 气调包装对空心菜净菜色泽L(a)、a(b)值变化的影响
Fig.2 Effect of modified atmosphere packing on color of L(a)、a(b)of clean Ipomoea aquatica
由图2-B可知各组样品a值不断变大，其中B组样品在第6天后a值显著变大，级绿度值显著变小。第10天后，C组样品a值迅速变大，其次为A组，D、E、F组样品变化不明显，A、B、C组样品a值在后期的显著变化也可能与发生无氧代谢，导致机体衰败有关。D、E、F组样品，特别是E组样品色泽变化最缓慢，贮藏保鲜效果最佳，原因可能为E组样品适宜的高氧(10% O2)环境避免了贮藏后期明显的无氧代谢，又较CK组有较低的代谢速率，因此色泽变化不显著，品质保存较好，利于贮藏。
2.3 对空心菜净菜水分变化的影响
新鲜果蔬组织中含有丰富的水分，在采后贮藏期间，水分会发生迁移，引起品质的变化。从图3中可看到，样品弛豫时间T2图谱中均有3个波峰，即样品中有3种状态的水分存在：对应的弛豫时间分别为T23(20～1 000 ms)，T22(2～20 ms)，T21(0～2 ms)，根据弛豫时间的长短分别定义为自由水，不易流动水，和结合水[17-18]。
a-贮藏第0天;b-贮藏第6天;c-贮藏第12天
图3 不同气调包装下空心菜净菜水分变化的T2图谱
Fig.3 T2 relaxation spectra about water change of different modified atmosphere packing on clean Ipomoeaaquatic
通过分析不同气调包装组样品冷藏(10 ℃)前期、中期、后期水分变化的T2图谱，可以看出样品在采后贮藏期间从鲜嫩状态、半新鲜状态到衰败状态时叶片中水分迁移情况。通过波峰面积、信号强度以及两者在样品贮藏过程中的变化可知，各组样品中的结合水、不易流动水含量均较低，自由水含量多；贮藏6 d内，各组样品中的结合水、不易流动水含量变化不明显，贮藏后期(6～12 d)，各组样品中的结合水含量下降明显，特别是B、C组样品，不易流动水含量变化仍不明显；各组样品的自由水含量下降明显，且贮藏前、中期各组样之间自由水含量变化差异不明显，贮藏后期， D、E组样品中自由水含量最高，其次为CK、F组样品中自由水含量， A组样品自由水含量稍低，而B、C组样品自由水含量最低。这可能是因为B、C、A组样品氧气含量较低，样品在贮藏后期生理代谢紊乱，发生无氧酵解，产生醇、醛等物质，对样品组织产生破坏作用，在机体衰败的同时，又可能引起菌落的快速增殖，加快样品的腐败，从而导致水分的损失，特别是样品中自由水的流失；而CK组氧气含量较高，组织呼吸代谢较旺盛，在后期衰老时，自由水含量下降也相对较快；D、E组气体比例较适宜，样品呼吸代谢水平较低的同时，也会在一定程度上避免因低氧而造成组织无氧酵解的发生，使空心菜保持良好的生理代谢活动状态从而有利于保持水分，其中E组样品贮藏期间水分迁移速度最慢，保鲜效果最佳。
2.4 对空心菜净菜维生素C含量的影响
VC，即抗坏血酸，在蔬菜中含量丰富，高达90%的膳食VC来源于果蔬等植物源食品，且具有抗氧化、衰老的能力，因此VC含量既可作为衡量果蔬营养状况的一个指标，又能作为果蔬抗衰老，抗逆能力的一个指标[19]。由图4可知，在贮藏期间，各组样品VC含量均不断下降。
图4 气调包装对空心菜净菜VC含量的影响
Fig.4 Effect of modified atmosphere packing on vitamin C content of clean Ipomoea aquatica
贮藏第6天前，各组样品VC含量差异不明显，贮藏至第12天，各组样品中VC含量接近于0，其中D、E组样品中VC的保存较好。D、E、F组样品可能生理代谢及腐败速度较慢，因此维生素C消耗较少。各组样品气调包装工艺的差异引起采后衰老程度和采后代谢进程的差异可能是导致维生素C含量存在差异的原因。
2.5 对空心菜净菜叶绿素含量的影响
叶绿素的含量可作为衡量绿色叶菜色泽品质的重要指标，叶绿素降解是叶片衰老初期最明显的特征，采后贮藏过程中，叶绿素的降解，色泽品质的劣变进而导致商品性的降低。由图5可知，在贮藏期间，各组样品叶绿素含量均呈下降趋势，贮藏8 d内，各组样品叶绿素含量差异不明显(P<0.05)，贮藏12 d时各组样品中叶绿素含量由高到低的顺序为：E>F≈D>A>CK>C>B。可知E、F、D组样品，尤其是E组样品中叶绿素含量保存较高，而B、C、CK组样品，特别是B组样品叶绿素含量保存最低。叶绿素的降解与样品衰老密切相关，前文指出，低氧气调包装会引起组织发生无氧酵解，引起样品组织衰老。这可能是因为在贮藏后期，由于B、C、D组样品低氧包装加快了样品组织衰老，从而加快叶绿素降解。对照可能因为组织生理代谢水平较高，而引起叶绿素降解速率加快。
图5 气调包装对空心菜净菜叶绿素含量的影响
Fig.5 Effect of modified atmosphere packing on chlorophyll content of clean Ipomoea aquatica
2.6 对空心菜净菜丙二醛(MDA)含量的影响
MDA是植物氧化衰败产生的一种中间产物，与组织的衰老及病害有关，植物在病害及衰老时，细胞中产生超氧阴离子自由基和羟基自由基，能诱导膜脂中不饱和脂肪酸过氧化作用产生脂质自由基，促进脂膜的过氧化作用，从而破坏植物细胞膜结构。MDA含量反映了脂膜过氧化程度，是衡量果蔬品质的重要指标[20-22]。由图6可知，在贮藏期间，各组样品中MDA含量均呈不断上升趋势，可见，样品组织细胞脂膜不断被氧化。贮藏6 d内，各组样品MDA的含量缓慢升高且各组间含量差异不明显(P>0.05)，贮藏6 d后，B、C组样品中MDA含量呈显著上升趋势，而CK、A组样品中MDA含量上升速度低于B、C组，D、E、F组样品中MDA积累速度较低，特别是E组。可见D、E、F组样品的气调包装工艺有利于抑制贮藏过程中空心菜样品中MDA含量的积累，有利于保持样品中组织细胞膜的完整性，利于贮藏保鲜。A、B、C、CK组生理代谢较快，样品组织中容易积累MDA[22]。
图6 气调包装对空心菜净菜MDA含量的影响
Fig.6 Effect of modified atmosphere packing on MDA content of clean Ipomoea aquatica
2.7 对空心菜净菜菌落总数的影响
菌落总数是衡量果蔬安全性的重要指标，直接决定果蔬的可食用性，根据张立奎等[23]的研究结果，菌落总数低于6 lg CFU/g，叶菜组织不会发生腐败。由图7可知，各组样品在贮藏过程中菌落总数均呈不断上升的趋势，贮藏初期，菌落总数为4.43 lg CFU/g，贮藏4 d内各组样品菌落总数差异不大。CK、A、B、C、F组样品在贮藏第5天菌落总数均超过6 lg CFU/g，且显著高于D、E组样品(P<0.05)，失去可食用性。D、E组样品菌落总数在第7天后才超过6 lg CFU/g，开始发生腐败；可见D、E组样品的气调包装工艺有利于抑制菌落的生长。样品中菌落增殖的能力可能与样品自身的抗逆能力以及包装袋中的气体环境有关。O2浓度偏低及CO2浓度偏高均容易引起组织呼吸代谢失调，易发生无氧酵解，组织衰老加快，抗逆能力减弱，容易滋生细菌；而D、E组样品的气调工艺既避免了较高水平的呼吸代谢速率，又可以抑制组织的无氧酵解，增强了机体对外界菌落抵抗能力，因此菌落增殖能力较低；另外，研究发现，高二氧化碳(10% CO2)气调包装工艺能抑制卷心菜切丝上的细菌生长[7]，因此本试验10%的二氧化碳气调包装可能具有同样效果。
图7 气调包装对空心菜净菜菌落总数的影响
Fig.7 Effect of modified atmosphere packing on total bacteria count of clean Ipomoea aquatica
3 结论
本试验通过不同气调包装工艺对采后经1.8 mg/L臭氧水清洗过的空心菜净菜包装处理，在10 ℃温度下冷藏保鲜，结果表明：空气包装以及低氧(5% O2、10%～15% CO2)气调包装贮藏均不利于采后空心菜净菜的保鲜，而适宜的高氧(10% O2、5%～10% CO2)气调包装有利于空心菜净菜的贮藏保鲜，其中10% O2+10% CO2的气调组合保鲜效果最好，其次为10% O2+5% CO2的气调组合。通过相关理化指标的测定结果可知：10% O2+10% CO2的气调包装工艺可显著维持空心菜净菜贮藏期间的感官品质，维持叶绿素、维生素C的含量，延缓水分迁移速率，抑制丙二醛含量的积累，延缓空心菜组织细胞膜的过氧化作用，保持细胞膜的完整性，延缓组织老化，并能有效抑制菌落生长繁殖，与空气包装对照组相比，菌落总数延迟2 d达到6 lg CFU/g，延缓空心菜叶片组织的腐败变质，货架期达到了7 d。
[1] ZHANG Qiuzhuo, ACHAL V, XU Yatong,Tet al. Aquaculture wastewater quality improvement by water spinach (Ipomoea aquatica Forsskal) floating bed and ecological benefit assessment in ecological agriculture district[J]. Aquacultural Engineering, 2014, 60(3): 48-55.
[2] 陈清平. 早春大棚空心菜高产栽培技术[J]. 乡村科技, 2017(4): 41-42.
[3] 杨冲, 谢晶. 清洗方式对空心菜采后保鲜效果的影响[J]. 食品与发酵工业,2019,45(2):179-184.
[4] 乔永祥, 谢晶,雷昊,等. 酸性电解水联合气调包装对鲜切生菜品质的影响[J]. 食品与机械, 2017, 33(2): 111-115.
[5] 雷昊, 谢晶,乔永祥,等. 臭氧水清洗结合气调包装对鲜切杭白菜保鲜效果的研究[J]. 食品与机械, 2017, 33(6): 110-113.
[6] 张乙博, 刘建新,周婧,等. 不同气调包装对菠菜冷藏保鲜效果的影响[J]. 食品工业科技, 2018, 39(7): 276-279；285.
[7] MOOSEKIAN S R, JEONG S, RYSER E T. Inactivation of sanitizer-injured Escherichia coli, O157:H7 on baby spinach using X-ray irradiation[J]. Food Control, 2014, 36(1): 243-247.
[8] 王惠惠, 陈于陇,徐玉娟,等. 高氧气调包装对鲜切菜心品质的影响[J]. 中国食品学报, 2014, 14(2): 161-170.
[9] 余江涛, 谢晶. 臭氧水处理结合气调包装对鲜切生菜保鲜效果的影响[J]. 食品与机械, 2015(1): 111-115.
[10] PAILLART M J M, LEVIN E, LOMMEN E, et al. Bacterial population dynamics and sensorial quality loss in modified atmosphere packed fresh-cut iceberg lettuce[J]. Postharvest Biology & Technology, 2017, 124: 91-99.
[11] 张琪, 陈湘宁,杜斌. 冷藏条件下气调包装对油菜生理生化特性的影响[J]. 包装工程, 2016(13): 86-91.
[12] IZUMI H, INOUE A. Viability of sublethally injured coliform bacteria on fresh-cut cabbage stored in high CO2 atmospheres following rinsing with electrolyzed water[J]. International Journal of Food Microbiology, 2018, 266(2): 207-212.
[13] 许娟妮. 不同贮藏温度对番茄感官及品质的影响[J]. 农产品加工, 2016(6): 52-53.
[14] 杨冲, 谢晶. 贮藏温度对空心菜保鲜效果的影响[J]. 食品与机械, 2018, 34(2): 138-142.
[15] 曹建康, 姜微波,赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京:中国轻工业出版社, 2007: 31.
[16] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京:高等教育出版社, 2001: 164-248.
[17] KEBITSAMANG J M, MIN Z, ARUN S M, et al. Effects of ultrasound and microwave pretreatments of apple before spouted bed drying on rate of dehydration and physical properties[J]. Drying Technology, 2014, 32(15): 1 848-1 856.
[18] XU Congcong, LI Yunfei, HUANG Yu. Effect of far-infrared drying on the water state and glass transition temperature in carrots[J]. Journal of Food Engineering, 2014, 136(6): 42-47.
[19] MYERS R A. Packing considerations of minimally processed fruits and vegetables[J]. Food Technology, 1989, 43(2): 129-131.
[20] 王丹, 李雪,马越,等. 不同清洗剂对鲜切西兰花贮藏期间品质的影响[J]. 食品与机械, 2013(5): 190-193.
[21] 陈贵, 胡文玉,谢甫绨,等. 提取植物体内MDA的溶剂及MDA作为衰老指标的探讨[J]. 植物生理学通讯, 1991(1): 44-46.
[22] 李新楠, 王洪斌,严守雷,等. 臭氧水对鲜切藕片保鲜效果的影响[J]. 食品研究与开发, 2016, 37(8): 178-184.
[23] 张立奎, 陆兆新,郁志芳. 臭氧水处理鲜切生菜贮藏期间的品质变化[J]. 食品与发酵工业, 2004, 30(3): 128-131.