精準控溫對鮮切胡蘿卜貯藏品質和抗氧化性的影響

賓宇淇，謝佳妮，王銘宇，張鵬，李江闊，陳晨,4*，姜愛麗,4*

精準控溫對鮮切胡蘿卜貯藏品質和抗氧化性的影響

賓宇淇1，謝佳妮1，王銘宇1，張鵬2,3，李江闊2,3，陳晨1,4*，姜愛麗1,4*

（1.大連民族大學 生命科學學院，遼寧 大連 116600；2.天津市農業科學院農產品保鮮與加工技術研究所，天津 300384；3.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），天津 300384； 4.生物技術與資源利用教育部重點實驗室，遼寧 大連 116600）

針對傳統冷庫溫度波動大，易導致冷害、凍害的難題，以新鮮胡蘿卜為材料，研究在2個貯藏溫度（4、15 ℃）下精準控溫（±0.1）℃對鮮切胡蘿卜貯藏品質和抗氧化性的影響。將鮮切胡蘿卜分別置于4 ℃和15 ℃的普通冰箱和精準恒溫箱中進行為期15 d和9 d的貯藏，測定貯藏過程中鮮切胡蘿卜的外觀品質、感官品質、風味物質（鮮切胡蘿卜和熟胡蘿卜片）、白化指數、硬度、脆性、呼吸強度、總酚含量、ABTS自由基清除能力及微生物生長情況。在2種溫度條件下貯藏，與15 ℃相比，在4 ℃下貯藏具有更好的保鮮效果。與冰箱相比，采用恒溫箱貯藏能顯著（<0.05）抑制鮮切胡蘿卜的白化、呼吸強度及微生物生長，延緩其硬度和脆性的下降，并顯著（<0.05）提高了總酚含量和ABTS自由基清除能力，延緩了鮮切胡蘿卜在貯藏過程中或經高溫水煮后風味的劣變進程，保持了樣品較高的感官品質。與15 ℃相比，在4 ℃下貯藏有利于保持鮮切胡蘿卜的品質，采用精準控溫貯藏對鮮切胡蘿卜具有顯著的保鮮效果。

鮮切胡蘿卜；精準控溫；保鮮；抗氧化

胡蘿卜（L.）是日常生活中常見的根莖蔬菜之一，它含有豐富的營養物質。近年來，鮮切胡蘿卜逐漸成為即食沙拉的配菜之一[1-2]。在鮮切加工過程中產生的機械損傷會破壞胡蘿卜組織的完整性，加速呼吸代謝和蒸騰作用，從而加快營養物質的消耗，使得胡蘿卜出現了失重、腐爛等品質劣變現象[3]。此外，鮮切胡蘿卜因脫水和木質素的積累，其表面出現白化現象，從而失去明亮的橙紅色外觀，降低了消費者對產品的可接受度和購買欲望[4-5]。由此可見，需要尋找一種合適的保鮮方法來延長鮮切胡蘿卜的保質期。

低溫貯藏是保持鮮切果蔬品質的重要條件之一，也是目前國內外應用于鮮切產品中最多且保鮮效果顯著的方法[6]。傳統的冷庫低溫貯藏方式受到冷卻器強制通風、蒸發器除霜處理及貯藏過程中頻繁開關門的影響，難以精準控制果蔬貯藏環境中的溫度和濕度。溫度的波動會影響果蔬組織的呼吸、新陳代謝速率，從而影響果蔬的保質期。此外，溫度波動可能會加劇水分的凝結，加速微生物的生長和果蔬的腐爛[7]。精準溫控技術（溫度波動值≤0.1 ℃）是基于低溫冷藏提出的一種新型保鮮技術，可降低溫度波動對果蔬的影響，使果蔬在貯藏期間的品質更加穩定[8]。Pan等[9]研究發現，恒溫貯藏可有效降低桃果實的呼吸速率和多酚氧化酶活性，從而維持果實在貯藏過程中的品質。桃果實在溫度波動范圍為0.5～1 ℃的傳統冷庫中貯藏60 d后，果肉出現了褐變、毛絮狀、半透明等冷害癥狀，且腐爛率較高，通過精準控溫能顯著降低桃果實貯藏期間冷害的發生率[7]。此外，采用精準控溫（精準控溫波動條件為5 ℃±0.1 ℃）不僅可以延緩蘋果在貯藏過程中果膠多糖的溶解和解聚，延緩果實硬度的下降，還能有效提高蘋果的抗氧化能力，延緩膜脂過氧化進程，降低果實質地和營養物質的損失，從而延長蘋果的保質期[10-11]。

根據NY/T 717—2003，胡蘿卜在冷庫貯藏和控溫運輸過程中，其環境溫度為0～5 ℃。經研究發現，在4 ℃條件下貯藏其保鮮效果顯著[12-14]，可以降低鮮切胡蘿卜大腸桿菌O157:H7的污染程度，并抑制其生長[15]。由于市場中鮮切果蔬通常被置于開放式冷柜中售賣，導致鮮切果蔬長期處于10～15 ℃的溫度環境中，因此有必要尋找一種安全、高效的鮮切胡蘿卜商業化貯藏保鮮方法。文中選擇4、15 °C作為貯藏溫度，研究精準控溫對真空包裝鮮切胡蘿卜在貯藏期間的感官品質、生理指標及微生物生長情況的影響，探討精準控溫對鮮切胡蘿卜的保鮮效果，旨在為鮮切胡蘿卜的商業化貯藏保鮮提供新的理論依據和技術支撐。

1 實驗

1.1 材料

1.1.1 原材料

選擇新鮮的“新黑田五寸人參”胡蘿卜，購于大連金州區果時代精品生鮮超市。選擇大小均一、無病蟲害和無機械損傷的胡蘿卜進行實驗。

1.1.2 試劑

主要試劑：次氯酸鈉、無水乙醇、碳酸鈉、過硫酸鉀，分析純，科密歐有限公司；福林酚，北京索萊寶科技有限公司；2,2′-聯氨-雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二胺鹽、生化試劑，梯希愛發展有限公司；平板計數瓊脂培養基，生物試劑，奧博星生物技術有限公司。

1.1.3 儀器設備

主要儀器設備：WS2Y-1溫濕度儀器，北京天建華儀科技發展有限公司；青葉ZK-600智能真空包裝機，益健包裝機械有限公司；IPP260低溫培養箱，德國美墨爾特（上海）貿易有限公司；PEN 3電子鼻，日本Insent 公司；F-940氣體分析儀，美國Felix公司；CR-400色差儀，日本柯尼卡美能達公司；TA.XT plus質構儀，英國SMS有限公司；TGL-20M臺式高速冷凍離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；UV-2600紫外?可見分光光度計，日本島津公司；Multiskan GO全波長酶標儀，美國Thermo Scientific有限公司；MLS -3750高壓滅菌鍋，松下電器有限公司。

1.2 樣品處理及貯藏

將新鮮胡蘿卜浸泡于200 μL/L的NaClO溶液中5 min，然后切成3 mm的薄片。將胡蘿卜薄片先浸泡于200 μL/L的NaClO溶液中1 min，然后再浸泡于去離子水中1 min，在浸泡結束后撈出，并進行脫水處理，最后用厚度為0.16 mm的聚酯真空袋（18 cm×18 cm）進行真空包裝（真空時間30 s，封口時間2.5 s，冷卻時間5 s，真空度?0.1 MPa），每包40片胡蘿卜（約200 g）。將包裝好的樣品分別置于冰箱（±1 ℃）和精準溫控箱（±0.1 ℃）中貯藏，同步放入溫濕度記錄儀進行溫度的監測。將樣品分為4-B組、4-H組、15-B組、15-H組。4-B組：將樣品置于4 ℃冰箱中。4-H組：將樣品置于4 ℃恒溫箱中。15-B組：將樣品置于15 ℃冰箱中。15-H組：將樣品置于15 ℃恒溫箱中。試驗設置3個平行樣品。

1.3 測定方法

1.3.1 感官評價

分別對Martínez-Hernández等[16]和Bao等[17]的方法進行修改后，對鮮切胡蘿卜和熟胡蘿卜片（在100 ℃沸水中烹飪2 min）進行感官評價，具體評分標準如表1、表2所示。將5分設定為消費者對樣品可接受的最低分值。

表1 鮮切胡蘿卜感官評價標準

Tab.1 Standard for sensory evaluation of fresh-cut carrot

表2 熟胡蘿卜片感官評價標準

Tab.2 Standard for sensory evaluation of cooked carrot slices

1.3.2 風味物質

利用電子鼻技術對鮮切胡蘿卜和熟胡蘿卜片進行風味物質的測定。

1.3.3 白化指數

在各處理組中隨機抽取10片鮮切胡蘿卜，使用CR-400色彩色差計記錄*、*、*，計算白化指數（Whiteness index,w），見式（1）[3]。

1.3.4 硬度和脆性

鮮切胡蘿卜的硬度參照謝佳妮等[12]的方法測定。通過TPA試驗測定鮮切胡蘿卜的脆性，使用質構儀中配備的P/5圓柱形探頭測定樣品的脆性。質構儀參數設置：測前速度為2 mm/s，測后速度為2 mm/s，2次壓縮之間停留的時間為5 s，位移為2 mm，觸發力為10 N。硬度的單位為N。

1.3.5 呼吸強度

參考衛賽超[18]的方法對鮮切胡蘿卜進行呼吸強度的測定。

1.3.6 總酚含量

采用福林酚比色法測定鮮切樣品中的總酚含量[19]。

1.3.7 ABTS自由基清除能力

參照Chen等[4]的方法測定鮮切胡蘿卜的ABTS自由基清除能力，測定結果以每克鮮切胡蘿卜（鮮質量）相當于Trolox的物質的量（μmol）表示。

1.3.8 菌落總數

菌落總數參照GB 4789.2—2016測定。

1.3.9 數據處理

采用Excel 2019進行數據統計，并計算標準偏差，數據用平均值±標準偏差（+3）表示。采用SPSS 22.0軟件的單因素方差分析方法（ANOVA）中的Duncan檢驗對實驗數據進行差異顯著性分析（0.05）。用Origin 2018制圖。

2 結果與討論

2.1 不同貯藏環境下溫度的變化

溫濕度傳感器可以實時監測鮮切胡蘿卜在不同貯藏條件下隨環境溫度的變化情況，在一定程度上反映樣品貯藏環境的溫度波動情況。由圖1可知，普通冰箱和精準恒溫箱的溫度呈不規律波動，波動范圍分別為±1、±0.1 ℃。波動頻率從基本溫度（4、15 °C）分別到最高溫度(5、4.1 ℃或15、15.1 ℃）及最低溫度（3.1、3.9 ℃或14.3、14.9 ℃），再回到基本溫度（4、15 °C）。

一個社會的文明，無論是物質文明還是精神文明，都不是憑空制造，而是以人類歷史發展過程中積累下來的文明成果為前提，與過去文明存在某種繼承性。 列寧說過，馬克思主義可以是無產階級革命者的精神武器，就在于“它并沒有拋棄資產階級時代最寶貴的成就，相反卻吸收和改造了兩千多年來人類思想和文化發展中一切有價值的東西”[2]299。 中華民族是具有五千年文明史的智慧民族，老祖宗為我們留下的文化遺產極為寶貴，不可再生，是中華民族的根與魂。 堅持正確的遺產保護觀必須在正確認識文化遺產的前提下，協調好社會各方面的利益關系。

圖1 不同貯藏環境內部溫度的變化

2.2 精準控溫對鮮切胡蘿卜外觀及感官品質的影響

果蔬經過真空包裝處理后，在流通過程中極易導致產酸、產氣微生物的生長繁殖，致使真空包裝出現酸敗脹袋現象，從而降低果蔬的理化性質、外觀品質和食用價值。15-B組在貯藏至第6天時樣品通過代謝活動產生了大量氣體，導致真空袋完全膨脹，而15-H組樣品直到第9天時才完全脹袋（圖2）。在4 ℃下貯藏時，在貯藏第12天時袋內部分區域產生了少量氣體，出現了輕微脹袋情況，直到貯藏結束（15 d）時仍未完全脹袋?？偟膩碚f，與冰箱貯藏相比，采用恒溫箱貯藏能有效抑制鮮切胡蘿卜的脹袋情況，且在4 ℃下貯藏的效果比15 ℃更好。

所有處理組鮮切樣品的感官得分均隨著貯藏時間的延長呈不斷下降的趨勢，如圖3a所示。其中，15-B和15-H組鮮切樣品分別在貯藏第6天和第9天時感官得分低于5分，在4 ℃下貯藏的鮮切樣品的感官得分在整個貯藏期均高于5分。由圖3b可知，經高溫水煮后，15-H組樣品在第9天的感官得分從4.33增至6.33，其余3組樣品經烹飪后的感官得分均在一定程度上增加，推測原因是鮮切胡蘿卜在貯藏過程中產生的部分不良風味物質的熱穩定性差、不耐高溫，經水煮后被分解。

2.3 精準控溫對鮮切胡蘿卜風味物質的影響

不同處理的鮮切樣品和熟胡蘿卜片的電子鼻特征向量值測定結果如圖4所示。不同樣品的W2W、W2S、W1W、W1S、W5S傳感器響應值具有顯著差異，結合感官評價結果（圖3）推測這5種變化顯著的物質可能是導致樣品產生不良氣味的物質。與15 ℃下貯藏相比，在4 ℃下貯藏能有效抑制鮮切胡蘿卜不良風味的產生，且采用恒溫箱貯藏的抑制效果好于冰箱。已有研究表明，精準控溫（±0.1 ℃）通過抑制醇類的揮發和促進醛類等香氣成分的釋放來延緩蘭州百合和枸杞鮮果不良氣味的產生[20, 8]。樣品經高溫水煮后，不良風味物質的特征響應值降低，這與感官評分結果一致。鮑詩晗等[19]研究后也發現，“廣紅”胡蘿卜經水煮后氣味降低，且樣品氣味隨著水煮時間的延長而逐漸減弱。

圖2 精準控溫對鮮切胡蘿卜脹袋的影響

注：不同小寫字母表示不同處理在相同貯藏時間存在顯著性差異（P＜0.05），下同。

圖4 精準控溫對鮮切胡蘿卜風味物質的影響

2.4 精準控溫對鮮切胡蘿卜白化指數的影響

表面白化是影響消費者對鮮切胡蘿卜可接受度的重要因素，研究發現，受損部位組織失水及木質素積累是導致鮮切胡蘿卜表面白化的主要原因[21-22]。如圖5所示，除了15-B組樣品的邊緣WI值在第9天下降外，所有處理組樣品的邊緣WI值均上升（圖5a）。WI值的降低可能是因15-B組樣品在貯藏后期包裝袋完全脹袋后呼吸代謝增強，導致樣品表面出水、組織發黏（圖2）。不同處理組樣品的中心WI值在整個貯藏期間均隨著時間的延長而上升（圖5b），且在4 ℃下貯藏樣品的中心WI值均顯著低于在15 ℃下貯藏（<0.05）。除了15-B組在第9天外，同一貯藏溫度下均是恒溫箱組樣品的WI值低于冰箱組樣品的WI值。

2.5 精準控溫對鮮切胡蘿卜硬度和脆性的影響

硬度和脆性是評價鮮切胡蘿卜質構的關鍵指標[23]。由圖6可知，在整個貯藏期間，4-H組樣品的硬度和脆性均隨著貯藏時間的延長而不斷增加，其余3組樣品的硬度和脆性均呈先上升后下降的趨勢。硬度和脆性的增加可能是由樣品在貯藏過程中失水導致組織硬化所致，在貯藏后期樣品硬度和脆性降低可能是由呼吸代謝增加，導致真空包裝袋內氣體成分組成改變，出現脹袋情況，樣品組織出水、發黏及軟化所致。4-H組樣品的硬度和脆性未下降，可能是因其脹袋情況較輕，還未出現品質劣變現象。

圖5 精準控溫對鮮切胡蘿卜WI值的影響

圖6 精準控溫對鮮切胡蘿卜硬度和脆性的影響

2.6 精準控溫對鮮切胡蘿卜呼吸強度的影響

呼吸強度的變化在一定程度上能夠反映采后貯藏環境或鮮切加工對果蔬組織代謝活動的影響[1]。如圖7所示，鮮切胡蘿卜的呼吸強度在貯藏前3 d急劇上升，在貯藏3 d后15-B組鮮切樣品的呼吸強度開始下降，而其余3組樣品的呼吸強度則呈先下降后上升的趨勢。有研究表明，溫度波動會加速綠番茄呼吸峰和乙烯峰值的出現，±5 ℃波動組果實的峰值顯著高于±0 °C恒溫組果實，推測溫度波動加快了綠番茄的成熟[24]。與±4、±3、±2 ℃相比，較小的溫度波動幅度（4 ℃±1 ℃）能夠降低獼猴桃呼吸強度的峰值，延緩其呼吸進程[25]。文中得出了類似結果，與普通冰箱貯藏相比，采用精準恒溫箱可顯著（0.05）抑制鮮切胡蘿卜貯藏過程中的呼吸強度。

圖7 精準控溫對鮮切胡蘿卜呼吸強度的影響

2.7 精準控溫對鮮切胡蘿卜抗氧化能力的影響

如圖8所示，在整個貯藏期間，采用4 ℃條件貯藏的樣品的總酚含量整體呈先下降后上升的趨勢，而在15 ℃下貯藏則逐漸下降。在貯藏6 d時，貯藏于精準恒溫條件下的樣品的總酚含量均顯著高于貯藏在溫度波動條件下的樣品的總酚含量（<0.05）。這與已有研究結果一致，與（15±5）℃和（15±1）℃下貯藏相比，在（15±0）℃下貯藏可顯著抑制綠番茄總酚含量的損失，延緩綠番茄的成熟和衰老進程[24]。在貯藏前3 d，由于真空包裝隔絕了氧氣與樣品的接觸，從而抑制了樣品總酚的積累，隨著貯藏時間的延長，樣品自身新陳代謝的進行及活性氧的積累激活了鮮切胡蘿卜的防御機制，從而誘導了酚類物質的積累，提高了抗氧化和抗菌能力[26]。在15 ℃下貯藏的2組樣品的總酚含量在貯藏3 d后仍持續下降，這可能是因樣品經真空包裝處理后在較高溫度下的無氧呼吸程度過高，導致樣品組織松弛，使其膜結構、液泡等細胞器受損，從而影響酚類物質的合成和積累[24]。與15-B組樣品相比，15-H組樣品的品質劣變程度較低，這可能是其總酚含量下降相對較慢的原因。

圖8 精準控溫對鮮切胡蘿卜總酚含量的影響

圖9 精準控溫對鮮切胡蘿卜ABTS自由基清除能力的影響

2.8 精準控溫對鮮切胡蘿卜菌落總數的影響

微生物安全性對于鮮切果蔬的品質和保質期非常重要。Rediers等[29]研究發現，在鮮切菊苣的供應鏈中，溫度大幅度波動會顯著增加總大腸桿菌和腸桿菌科細菌數量，因此抑制鮮切果蔬在流通或貯藏過程中的溫度波動顯得至關重要。文中的研究結果顯示，在不同貯藏條件下鮮切胡蘿卜的菌落總數均逐漸上升（圖10），且與15 ℃下貯藏相比，在4 ℃下貯藏可顯著（0.05）抑制鮮切胡蘿卜菌落總數的增加；與普通冰箱貯藏相比，采用精準恒溫箱能夠顯著（0.05）抑制樣品菌落總數的增加。

圖10 精準控溫對鮮切胡蘿卜菌落總數的影響

3 結論

貯藏溫度的穩定是保持果蔬采后品質的重要因素之一。與恒溫貯藏相比，溫度連續波動是一種環境脅迫，會導致鮮切胡蘿卜的品質在貯藏過程中快速劣變。相比之下，采用2種恒溫貯藏方式均能顯著（<0.05）降低鮮切胡蘿卜的呼吸強度，抑制樣品在真空包裝貯藏下的脹袋速度，從而維持鮮切胡蘿卜較高的硬度和脆性，延緩鮮切胡蘿卜在貯藏過程中及高溫水煮后風味的劣變進程，抑制微生物的生長繁殖，延緩鮮切胡蘿卜在貯藏期間品質劣變的速度。此外，采用精準恒溫箱貯藏均顯著提高了鮮切胡蘿卜的總酚含量和ABTS自由基清除能力，延緩了鮮切胡蘿卜的白化進程，維持了較高的感官得分。與15 ℃下貯藏相比，在4 ℃下貯藏更有利于延緩鮮切胡蘿卜品質的劣變進程，其中4-B組的保鮮效果優于15-H組，說明低溫更有利于鮮切胡蘿卜的保鮮。

綜上所述，采用精準控溫貯藏均能夠顯著（<0.05）抑制鮮切胡蘿卜的白化、呼吸強度及微生物的生長，延緩硬度和脆性的下降，顯著（<0.05）提高總酚含量和ABTS自由基清除能力，從而延緩鮮切胡蘿卜在貯藏過程中風味的劣變進程，保持樣品較高的感官得分。與15 ℃相比，在4 ℃下貯藏具有更好的保鮮效果，其中恒溫箱貯藏的保鮮效果優于冰箱貯藏。

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Effect of Precise Temperature Control on Storage Quality and Antioxidant Activity of Fresh-cut Carrots

BIN Yuqi1, XIE Jiani1, WANG Mingyu1, ZHANG Peng2,3, LI Jiangkuo2,3, CHEN Chen1,4*, JIANG Aili1,4*

(1. College of Life Science, Dalian Minzu University, Liaoning Dalian 116600, China; 2. Institute of Agricultural Products Preservation and Processing Technology, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300384, China; 3. National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin), Tianjin 300384, China; 4. Key Laboratory of Biotechnology and Bioresources Utilization, Ministry of Education, Liaoning Dalian 116600, China)

The work aims to investigate the effect of precise temperature control (±0.1 ℃) on storage quality and antioxidant activity of fresh-cut carrots under 2 storage temperature (4 ℃ and 15 ℃), so as to solve the difficulties of large temperature fluctuation, cold damage and freeze injury in traditional cold stores. Fresh-cut carrots were stored at 4 ℃ and 15 ℃ for 15 d and 9 d in a normal refrigerator and a precise thermostat, respectively, and the appearance, sensory quality, flavor (fresh-cut carrots and cooked carrot slices), whitening index (WI), firmness, brittleness, respiratory rate, total phenolic content (TPC), ABTS radical scavenging ability and microbial growth were determined during the storage process. During the storage at two temperature, 4 ℃ storage provided better freshness preservation compared with 15 ℃. Compared with the refrigerator, thermostat significantly (<0.05) inhibited the WI, respiratory rate and microbial growth of fresh-cut carrots, slowed down the decrease of firmness and brittleness, and significantly (<0.05) increased the TPC and ABTS radical scavenging capacity, slowed down the deterioration of the flavor of the fresh-cut carrots in the process of storage and after boiling at high temperature, and maintained a higher sensory quality of the samples. Compared with 15 ℃, 4 ℃ storage has better preservation effect, in which precise temperature control has significant preservation effect on fresh-cut carrots.

fresh-cut carrots; precise temperature control; preservation; antioxidant

TS255.3；TB482

A

1001-3563(2024)05-0046-10

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.006

2023-10-13

甘肅省科技重大項目（21ZD4NA016-02）；遼寧省教育廳科學研究經費項目（LJKZ0017）；大連民族大學研究生創新項目（0103-100002）