文章编号：CAR130
花椰菜在不同贮藏温度下的品质变化及货架期预测
宋晨刘宝林王欣孙雅琼
（上海理工大学食品质量与安全研究所，上海 200093）
摘 要花椰菜是一种清香爽脆、营养丰富的蔬菜，试验在0℃、6℃及室温24℃下贮藏花椰菜，从感官品质、失水率及维生素C含量三方面研究温度对其品质的影响。确定了花椰菜中维生素C含量下降遵循一级动力学反应，并据此计算出反应的表观活化能Ea，进一步推算出以维生素C含量下降50%为货架期终点时，花椰菜的货架期计算公式。
关键词花椰菜动力学反应贮藏温度货架期
THE QUALITY CHANGES OF BROCCOLI STORED IN DIFFERENT TEMPERATURES AND THE PREDICTION OF ITS SHELF LIFE
Song Chen Liu Baolin Wang Xin Sun Yaqiong
(Institute of food Safety and Quanlity, University of Shanghai for Science and Technology,
Shanghai 200093)
Abstract Broccoli is nutritious and tasty. In this study, Broccoli was stored at 0℃、6℃、24℃ respectively. The nsory quality, water loss and ascorbic acid content were measured at various time intervals to study the effects of temperature on the quality of broccoli. It was found that the degradation of ascorbic acid content followed the first order reaction kinetics and the activation energy was determined. Taking 50% ascorbic acid loss as the threshold, a mathematic model for predicting the shelf life of broccoli was established.
Key words Broccoli Kinetic reaction Storage temperature Shelf life
0 引言
花椰菜，俗称花菜、菜花，属于十字花科，是一种半耐寒蔬菜。花椰菜含水比例高，粗纤维少，口感清香脆爽；含有多种营养物质，其中以维生素C的含量最为丰富。花椰菜中含有芥子油苷类物质，可以有效的抗击癌症[1]。一般高温、低湿的贮藏条件会引起松球；暴晒、低温冻害、失水都能导致花球褐变，使菜品失去食用价值[2]。目前认为，花椰菜的最适贮藏温度为0℃，相对湿度为90%-95%；低温气调贮藏时，控制O2浓度为2%-5%，CO2浓度为1%-5%，具有良好保鲜效果[3]。温度是影响花椰
基金项目：教育部新世纪优秀人才计划(07-0559), 上海高校东方学者计划，国家自然科学基金项目（30800864）.
作者简介：宋晨（1984-），女，研究生，研究方向：食品冷藏链关键问题与食品品质检测。菜品质的主要因素，由于目前冷链系统发展还不完善，花椰菜从贮藏、销售到消费者家庭食用，其温度经历较难控制，由此引起的品质下降难以预测。本文以新鲜花椰菜为材料，研究了不同储藏温度下，花椰菜感官、失水率及维生素C含量的变化，并计算维生素C含量变化的表观活化能，推导任意贮藏温度下花椰菜货架期的预测公式，为花椰菜冷藏贮运和销售提供科学参考。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
新鲜花椰菜（农贸市场购买）；调温冰箱（WAECO CF50，美固电子（深圳）有限公司）；PE 保鲜袋；电子天平（MP500B，上海精密科学仪器有限公司）。
1.2 试验设计
将新鲜花椰菜分别放置在0℃、6℃及室温24℃下贮藏，低温0℃、6℃贮藏时将花椰菜分为两组，即用PE保鲜袋简单包装和未包装。冰箱冷藏室与室温下的相对湿度保持基本相同，约为70%-75%。每三
天对花椰菜进行感官、失水率及维生素C含量的测定，每次测定进行两组平行试验，每组测定3次。
1.3 测定方法
感官评定主要从花球色泽和萎蔫程度两个方面进行评定，满分为5分；维生素C 测定采用2, 6 - 二氯靛酚滴定法[4]；失水率测定按照公式（1）计算；利用excel进行数据的显著性分析及回归分析。
失水率（%）= (G0-G)/G0（1）
其中：
G0—新鲜花椰菜起始重量，单位g；
G—实际测量时花椰菜重量，单位g。
2 结果与分析
2.1 花椰菜感官品质的变化
不同贮藏温度下花椰菜的感官品质变化如表1所示。购买的新鲜花椰菜花球紧密饱满，色泽鲜亮，无褐变和菜斑，为5分满分品质。常温下贮藏时，花椰菜呼吸和蒸腾作用均较强，菜品中各种生化反应
速率较快，因此褐变和萎蔫现象明显，贮藏至12天时，花球松散，成褐黄色，菜斑严重，外观纤维感强，达到感观拒绝点。0℃、6℃下，随贮藏时间的增加，无包装和有包装的花椰菜花球色泽差异不大（P>0.1），都会缓慢生成褐变点和菜斑；就萎蔫情况而言，同一温度下，PE袋包装的样品明显优于无包装样品（P<0.05），这些现象与PE袋中相对湿度较高，袋内的自发气调环境有关。但整体而言，温度越低，花椰菜的感官品质下降越慢，货架期也越长。
2.2 花椰菜失水率的变化
花椰菜中水分的散失会导致花球松动，萎蔫，褐变，严重影响菜品质量。分水的散失与环境相对湿度及温度相关。不同贮藏温度下花椰菜失水率变化如图1所示，常温24℃、6℃无包装、0℃无包装贮藏，由于相对湿度保持基本一致，花椰菜失水率的变化反映了温度对其的重要影响。对三种情况下失水率变化曲线进行线性拟合，拟合度>0.97，从曲线斜率可以看出，贮藏温度降低，失水率的变化速率也随之下降。6℃、0℃有包装贮藏时，PE袋内形成一个自发气调的环境，最初蒸腾作用会散失一些水分，但产生的水分留在袋内，形成高湿度环境，
使得之后储藏过程中花椰菜的失水率反而略有减小。相比同温度下无包装的样品，包装的花椰菜失禁烟宣传语
水率显著降低，但过于湿润的贮藏环境会引起菜品
的发霉，生成菜斑。
表1 不同贮藏条件下花椰菜感官品质变化
Tab.1 Changes in nsory quality of broccoli under
弹簧草different storage temperatures
感官评定花球色泽（褐变、菜斑）萎蔫程度
贮藏天数（d）0369 12 0 3 6912常温24℃54 3.5 3 2.5 5 4.53.53 2.5
6℃无包装5 4.54 4 3.5 5 4.54 3.53.5
6℃有包装5 4.5 4.5 4 4 5 5 4.54.54.5
0℃无包装55 4.5 4.5 4 5 4.544 3.5
研制的近义词0℃有包装555 4.5 4 5 5 5 4.54.5
注：以5分制对花椰菜感官变化进行评定，当分数下降
至2.5分时认为达到感官拒绝点。
图1 不同贮藏条件下花椰菜失水率的变化曲线
翻转课堂学习心得
项目经验是指什么Fig.1 Changes in the rate of water loss of broccoli under
different storage temperatures
2.3 花椰菜中维生素C含量变化
维生素C是花椰菜中含量最为丰富的营养物质，贮藏温度不当会导致维生素C的流失，降低食
品的营养价值。维生素C的含量测定会受到失水率
的影响，试验对测定值以失水率进行修正，得到不
同贮藏温度下花椰菜中维生素C含量（mg/100g）
的变化如表2所示。
表2 不同贮藏温度下花椰菜中维生素C含量的变化
Tab.2 The changes in contents of ascorbic acid of broccoli
under different storage temperatures
维生素C含量 (mg/100g)
贮藏天数(d)0 3 6 9 12 15 常温24℃51.5342.6641.18 35.42 29.23
6℃无包装57.3355.7854.26 52.05 49.5646.06
6℃有包装55.2854.7454.29 53.72 53.4052.87
宁德旅游必去十大景点
0℃无包装53.6152.5451.33 50.54 48.21
0℃有包装57.0156.8756.22 55.82 55.22
3 花椰菜的货架期预测
食品的品质变化（化学、物理和微生物变化）可以从动力学变化的角度进行分析[5]，国内外已有一些研究证明动力学模型能够较好的反应此类变化[6-10]。某恒定温度下，维生素C 含量的变化可用零级或一级反应进行拟合：
零级反应为：
0C C kt =− （2）
式中：C —贮藏t 天后花椰菜维生素C 的含量，
mg/100g ；
C 0—花椰菜维生素C 初始含量，mg/100g ； k —品质下降速率常数，mg ·100g -1·d -1； t —时间，d 。 一级反应为：
0ln ln C C k =−t （3）
不同储藏温度下，花椰菜中维生素C 的含量变化用零级公式（2）和一级反应公式（3）分别进行线性回归拟合，得到的决定系数R 2及对应维生素C 含量下降速率常数k 列于表3：
表3 零级和一级反应的决定系数R2及对应下降速率k 值 Tab.3 Coefficients and rate constants of zero and first order linear regression respectively 零级反应 一级反应 决定系数 R 2速率常数 k 决定系数 R 2
速率常数k 常温24℃
0.9653 1.7279 0.9639 0.044 6℃无包装
0.9734 0.7354 0.9622 0.0142 6℃有包装 0.9964 0.1586 0.9967 0.0029 0℃无包装 0.9648 0.4265 0.959 0.0084 0℃有包装 0.971 0.1546 0.9703 0.0028 ∑
4.8709 4.8521 表中，零级反应的决定系数和为4.8709，略大
于一级反应的决定系数和4.8521，两种拟合方式无显著性差异，考虑后续货架期计算的简便性，本文利用一级反应对花椰菜中维生素C 含量变化进行拟
合。从品质下降速率常数k 分析，常温24℃、6℃和0℃无包装条件下，维生素C 含量下降速率随温度的降低而减慢，但6℃时对花椰菜进行简单PE 袋装后贮藏，其维生素C 下降速率甚至小于0℃无包装时的下降速率，可见在中低温下对菜品包袋贮藏，可以达到延长货架期、节约能源的作用。
Arrhenius 方程常用来描述反应中温度依赖性反应速率[11]，则花椰菜维生素C 含量的下降速率k 与贮藏温度T 的关系可用该方程表示：
0exp(/)k k Ea RT =− （4）
式中：k 0—指前因子，mg ·100g -1·d -1；
R —气体常数，J ·mol -1·K -1； Ea —表观活化能，J ·mol -1； T —绝对温度，K 。 对数形式为：RT Ea k k /ln ln −0=− （5） 由公式（5）知ln k 与1/T 间存在线性关系，对表3中无包装花椰菜维生素C 含量下降速率数k 值与对应温度T 分进行线性拟合，得图2及如下方程：
无包装：458.15/5.5517ln +−=T k （6） 将公式（4）先取对数微分，再积分得到公式（7）：
122
211ln T T k
Ea R T T k ⎡⎤⎛⎞
=⎜⎢⎥−⎟⎣⎦⎝⎠
（7） 对有包装花椰菜两个温度点实验值，利用公式（7）计算活化能Ea 为3 707.63 J ·mol -1，同R =8.314带入公式（5）得到下式：
有包装：2455.4/95.445ln −−=T k （8）
由式（6）、R =8.314，无包装时，表观活化能Ea 为45872.50 J ·mol -1，有包装条件下为3707.63
J ·mol -1。表观活化能的差异说明，无包装时，温度对花椰菜中维生素C 流失速率的影响较有包装时
大，简单的PE 包装能有效减小温度的这种影响。在试验温度范围内（24℃-0℃无包装/6℃-0℃有包装），任一贮藏温度下，花椰菜中维生素C 含量下降速率k 可用（6）（8）计算。 以花椰菜中维生素C 含量下降到初始含量的50%为货架期终点，结合公式（3），则在试验温度范围内任一贮藏温度下，花椰菜的货架期Θ可以这样计算： 无包装：Θ×+−=)458.15/5.5517exp(2ln T
（9） 有包装：Θ×−−=)2455.4/95.445exp(2ln T
（10）
图2 花椰菜维生素C含量下降速率数k值与
对应温度T的关系
Fig.2 The relation between decline rate constants and
storage temperatures
用式（9）计算常温24℃无袋包装的花椰菜货架期为15.5天，但感官评定及失水率数据表明花椰菜在24℃下贮藏11-12天时，外观、脆嫩程度明显降低。因此，花椰菜中营养物质含量是评定品质必需考虑的，本试验公式给出了直接预测，但仍要结合菜品实际的感官质量，全面衡量。
4 结论
在不同储藏温度条件下，对花椰菜的感官品质、失水率及维生素C含量进行了测定。实验结果表明：1）未包装的花椰菜样品，在各贮藏温度条件下，其感官品质、维生素C含量随贮藏时间的延长而降低，失水率增大；贮藏温度越低，品质变化速率越慢。2）有包装的花椰菜样品，在各贮藏温度下，随贮藏时间的延长，感官品质、维生素C含量缓慢下降，速率明显低于同温度下未包装样品；而失水率在储藏初期有少许改变后，基本维持平衡不变。3）确定了不同贮藏温度下，花椰菜中维生素C含量随贮藏时间变化符合一级反应动力学模型，并计算反应活化能Ea。4）根据动力学关系，推导出以维生素C含量下降50%为货架期终点时，花椰菜的货架期计算公式。无包装花椰菜的货架期预测公式使用温度范围是24℃-0℃，有包装的使用温度范围为6℃-0℃。超出温度范围进行预测，会产生较大的误差，但对实际贮藏、销售中推测菜品中营养物质含量，从而进行全面货架期预测具有一定参考意义。
参考文献
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