朱丹實，張巧曼，曹雪慧，陶 楨，孟憲軍，勵建榮,*

（1.渤海大學食品科學研究院，渤海大學化學化工與食品安全學院，遼寧省食品安全重點實驗室，遼寧 錦州 121013；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧 沈陽 110866）

濕度條件對巨峰葡萄貯藏過程中水分及質(zhì)構(gòu)變化的影響

朱丹實1,2，張巧曼1，曹雪慧1，陶 楨1，孟憲軍2，勵建榮1,*

（1.渤海大學食品科學研究院，渤海大學化學化工與食品安全學院，遼寧省食品安全重點實驗室，遼寧 錦州 121013；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧 沈陽 110866）

研究遼西地區(qū)巨峰葡萄在不同相對濕度90%、50%及環(huán)境濕度條件下貯藏時的水分變化規(guī)律，并與感官品質(zhì)、全質(zhì)構(gòu)分析各參數(shù)（硬度、黏聚性、膠黏性、咀嚼性、彈性和黏附性）建立相關性聯(lián)系。結(jié)果表明，90%相對濕度條件下葡萄貯藏效果要優(yōu)于其他兩個濕度條件。葡萄漿果總水分含量在貯藏期內(nèi)總體呈現(xiàn)下降趨勢，90%相對濕度貯藏時葡萄組織含水量相對較高，束縛水和自由水的變化也相對平穩(wěn)，因此該條件更有利于維持葡萄水分的穩(wěn)定。相關性分析結(jié)果表明，在高濕環(huán)境下（90%相對濕度）貯藏葡萄，對葡萄束縛水含量的追蹤可以更好地表征和預測葡萄的貯藏品質(zhì)；在低濕度環(huán)境下（50%相對濕度）貯藏葡萄，總水分含量是更合理的指標；環(huán)境濕度條件貯藏時，對自由水和總水分含量測定來間接表征葡萄貯藏品質(zhì)較合理。

巨峰葡萄；濕度條件；水分；質(zhì)構(gòu)；貯藏

葡萄是我國五大水果之一，產(chǎn)量連年攀升，2011年產(chǎn)量已高達到906.7萬 t[1]。然而葡萄不耐貯藏，易發(fā)生軟化、腐爛、干梗等現(xiàn)象，嚴重影響了其食用品質(zhì)。水分作為果蔬中含量最高的成分一直以來備受人們關注。果蔬中的很多物理、化學變化都與水有聯(lián)系[2-4]；水分也是食品流變學特性的重要決定因素之一，對果蔬品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)及風味都會產(chǎn)生影響[5-7]；此外，水分還是果蔬腐敗變質(zhì)的重要原因之一[8]。葡萄水分含量一般在90%以上，果實中含有豐富的水分，使?jié){果呈現(xiàn)新鮮飽滿和脆嫩狀態(tài)。采前由于水分蒸發(fā)和呼吸作用而損失的水分，可通過根系從土壤中得到補償；果實采后，雖然光合作用停止，但由于葡萄仍是活的生命體，繼續(xù)進行著新陳代謝，并且離開母體后只能以消耗自身的物質(zhì)來維持生命，呼吸作用和蒸騰作用成為新陳代謝的主導過程[9]，是造成果實失水的重要原因之一。采后的這些生化過程受環(huán)境條件的影響很大[10]，許多研究表明果蔬的品質(zhì)受環(huán)境溫度、相對濕度（relative humidity，RH）[11]和氣體組成等多種因素的影響[12-15]。

貯運過程中失水問題是葡萄保鮮領域中的一項重要研究課題。研究水分對果蔬貯藏品質(zhì)的影響，將水分與葡萄品質(zhì)指標建立相關性聯(lián)系，可以為貯藏期內(nèi)保持果蔬的品質(zhì)提高理論借鑒。本實驗研究了遼西地區(qū)巨峰葡萄在不同RH 90%、50%及環(huán)境濕度情況下貯藏時的水分變化的規(guī)律，并與感官、全質(zhì)構(gòu)分析各參數(shù)建立相關性聯(lián)系，分析濕度對葡萄內(nèi)總水分含量、自由水及束縛水含量的影響，探究水分變化對葡萄感官品質(zhì)的影響。為深入研究葡萄保鮮機理，開發(fā)合理的、安全的葡萄貯藏技術提供理論參考，為漿果類水果貯藏保鮮研究理論研究提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮巨峰葡萄（Vitis vinifera ×V. labrusca）2013年8月下旬采自遼寧錦州果樹農(nóng)場。采收后立即運回渤海大學遼寧省食品安全重點實驗室。挑選果實大小均一，成熟度基本一致，無病蟲害、無機械損傷的葡萄果穗作為實驗原料。

1.2 儀器與設備

LFRA質(zhì)構(gòu)儀 美國BrookField公司；101B-2型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司；JA21002型精密電子天平 上海舜寧恒平科學儀器有限公司；LMS105DU型電子稱 梅特勒-托利多（上海）儀器有限公司；BIC-250型人工氣候箱、DSL-250型恒溫恒濕箱上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠。

1.3 方法

1.3.1 分組處理

選擇大小均勻、枝梗新鮮牢固、顆粒飽滿的葡萄串，洗去表面污物，分為3 個組分別置于恒溫恒濕箱中，RH分別設置為90%、50%，溫度條件均為20 ℃，每3 d取樣進行感官評價、總水分含量、束縛水、自由水及全質(zhì)構(gòu)分的測定。

1.3.2 指標檢測

1.3.2.1 感官評價體系的建立

在貯藏過程中，每3 d請10 名同學對各組葡萄樣品進行感官評分，通過總分來比較各組葡萄感官性狀的好壞，具體評分標準見表1。

表1 巨峰葡萄感官評價體系Table 1 Criteria for sensory evaluation of Kyoho grape

1.3.2.2 全質(zhì)構(gòu)分析

在上述3 組實驗樣品中，每組分別隨機抽取6 個葡萄樣品，用質(zhì)構(gòu)儀分別進行全質(zhì)構(gòu)測試（texture profile analysis，TPA）。測試類型為TPA，觸發(fā)力5 g，目標值10 mm，周期為2，測試速率2 mm/s，停留時間0 s，恢復時間2 s，探頭類型為TA4/1000。TPA參數(shù)計算方法見圖1。

圖1 葡萄TPA計算圖示Fig.1 Schematic explanation of texture profile analysis of grape berries

如圖1所示，TPA參數(shù)[16]定義為：硬度：以雙峰曲線中的第1個峰的最大值F1表示硬度/g；彈性：指與第2次壓縮達峰值時所經(jīng)歷的時間’T（ΔT =T3-T2）呈正比，與第1次壓縮達峰值時所經(jīng)歷的時間T1呈反比，即：彈性=（T3-T2）/T1；凝聚性或黏結(jié)性或黏結(jié)性：指第2次壓縮所得的峰面積A2與第1次壓縮所得的峰面積A1之比，即：凝聚性=A2/A1；膠黏性：為硬度和凝聚性的乘積，即：膠黏性/g=硬度×凝聚性；咀嚼性：為硬度、凝聚性和第2次壓縮過程中探頭運動的距離，即：咀嚼性/（g·mm）=硬度×凝聚性×第2次壓縮的距離；黏附性：指第1次壓縮曲線達到零點到第2次壓縮曲線開始之間曲線的負面積A3/（g·s）。

1.3.2.3 水分含量的測定

熱空氣干燥法，參照曹建康等[13]的方法。

1.3.2.4 自由水與束縛水含量的測定

根據(jù)張以順[17]、張靜[18]等的方法略有改進。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析，采于多重比較和相關性分析進行差異分析和顯著性檢驗；利用Originpro 8進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕度條件對巨峰葡萄感官指標變化的影響

濕度條件是影響葡萄貯藏品質(zhì)的重要環(huán)境因子。在20 ℃條件下將葡萄分別貯藏在為90% RH、50% RH和環(huán)境濕度條件下，從其果皮顏色、果肉顏色、質(zhì)構(gòu)性狀、風味4 方面對巨峰葡萄進行綜合感官評價，其感官評分結(jié)果見表2?？傮w來看，葡萄的果皮顏色隨著貯藏時間的延長由有光澤的紅褐色逐漸變?yōu)榘l(fā)暗的深紅色或暗紅色。果肉由開始的晶瑩的嫩綠色，逐漸變?yōu)榘岛稚?0% RH條件下貯藏的巨峰葡萄在果皮和果肉顏色變化較其他二組緩慢，原因可能是90% RH抑制葡萄酶促或非酶褐變作用，延緩了有關色素形成的生理反應。Mduduzi等[19]對葡萄梗褐變與濕度條件關系的研究也得到了相同的結(jié)果，冷藏時在高濕條件下葡萄梗褐變的速度要比不調(diào)控濕度延緩7 d左右。

表2 不同濕度條件下巨峰葡萄感官評定得分Table 2 Sensory evaluation scores of Kyoho grape under different humidity conditions

質(zhì)構(gòu)性質(zhì)方面，葡萄采后貯藏過程中會失水皺皮，果肉軟化。在20 ℃貯藏時，各種濕度條件下的葡萄，在第3～6天基本都失去飽滿狀；在第9天左右50% RH和環(huán)境濕度狀態(tài)下葡萄失水皺縮現(xiàn)象嚴重，果皮變硬發(fā)暗，出現(xiàn)腐爛斑點，果肉開始呈暗褐色。此階段90% RH貯藏的葡萄果粒相對較飽滿，氣味正常，其他環(huán)境條件下次之。在貯藏后期，50% RH和環(huán)境濕度條件下葡萄軟化速度變快，在柄痕處、碰傷處均出現(xiàn)果肉變軟、果皮發(fā)黏，甚至發(fā)霉的現(xiàn)象。低濕條件下，葡萄果皮內(nèi)外水蒸氣壓差較大，由于水分散失等多方面因素導致葡萄氣孔通透性不斷增加，貯藏后期葡萄表皮易損傷，進而導致霉菌生長繁殖[20]。Pardo等[21]的研究表明并非環(huán)境濕度越高霉菌生長速度越快，90% RH時某些霉菌生長速度要顯著高于100% RH。90% RH果肉軟化程度等均輕于以上二組，說明較高的RH有利于維持葡萄的貯藏品質(zhì)。風味方面，剛采收的葡萄有新鮮的果香味，隨著貯藏時間延長，葡萄水分流失加劇，品質(zhì)劣變，果香逐漸變淡。貯藏后期，50% RH濕度條件下的葡萄酒精味最明顯，并伴有不良氣味；環(huán)境濕度條件下的葡萄居中；90% RH條件下的葡萄風味劣變最小。

因此可知，90% RH條件下葡萄貯藏效果要優(yōu)于其他兩個濕度條件；環(huán)境濕度條件下，短期內(nèi)可以維持較好的感官品質(zhì)，但不利于長期貯藏；50% RH條件貯藏效果最差，最易導致葡萄腐敗變質(zhì)。

2.2 不同濕度條件下巨峰葡萄的水分變化

圖2 不同濕度條件下巨峰葡萄總水分含量的變化Fig.2 Changes in total water content of Kyoho grape under different humidity conditions

濕度條件對巨峰葡萄水分狀態(tài)的變化起著重要的作用。在20 ℃條件下將葡萄分別貯藏在濕度為90% RH、50% RH和環(huán)境濕度條件下，其總水分含量的變化結(jié)果見圖2。從圖2可知，葡萄果粒總水分含量在貯藏期間總體呈現(xiàn)下降趨勢。貯藏初期，50% RH和環(huán)境濕度條件下的葡萄總水分含量明顯下降，而90% RH條件下的葡萄水分含量略有上升，這可能是由于漿果顆粒間的差異性及較高的環(huán)境濕度所致。貯藏中期，50% RH相對波動大，其他兩個條件水分含量變化相對平穩(wěn)。在貯藏末期3 個濕度條件下的葡萄水分含量下降幅度都急劇增加，這可能是由于貯藏末期，葡萄腐爛出水所致?？傮w來看，90% RH貯藏時組織含水量相對較高，更有利于葡萄總水分含量的保持。

如圖3、4所示，3 種貯藏條件下葡萄的束縛水含量波動均較大，在貯藏第9天，各種濕度條件下貯藏葡萄的束縛水含量均達到最高值，而自由水含量為最小值。雖然圖2中的總水分含量在此期間變化并不大，但是葡萄的水分狀態(tài)有了明顯的改變。這可能是由于在葡萄貯藏過程中，果膠、纖維素等多糖大分子也在不斷地降解并生成低聚糖和單糖[22-23]，水分子的結(jié)合狀態(tài)也隨著多糖降解和單糖形成而發(fā)生改變。同時，隨著貯藏時間的延長，葡萄細胞膜、液泡膜的通透性發(fā)生改變，導致水分在細胞內(nèi)的分布狀態(tài)也發(fā)生改變[19-20]。束縛水在9 d左右達到最高值，可能是因為此階段形成的分子結(jié)合了加多的水分或者細胞質(zhì)內(nèi)水分含量較高。在貯藏末期束縛水含量下降明顯，說明貯藏后期小分子糖類結(jié)合水的能力差些或者水分流失過多所致?？傮w來看，90% RH的條件下束縛水和自由水含量的變化都較其他兩個條件下平緩，說明90% RH更有利于維持水分狀態(tài)的穩(wěn)定。環(huán)境濕度條件下，束縛水和自由水的波動都是最大的，說明變化的環(huán)境濕度更容易導致葡萄果粒內(nèi)部的代謝及一系列的物理、化學變化，不利于維持水分狀態(tài)的穩(wěn)定。

圖3 不同濕度條件下巨峰葡萄束縛水含量變化Fig.3 Changes in bound water content of Kyoho grape under different humidity conditions

圖4 不同濕度條件下巨峰葡萄自由水含量變化Fig.4 Changes in free water content of Kyoho grape under different humidity conditions

2.3 不同濕度條件下巨峰葡萄的質(zhì)構(gòu)變化

圖5 不同濕度條件下巨峰葡萄硬度值變化Fig.5 Changes in hardness of Kyoho grape under different humidity conditions

圖6 不同濕度條件下巨峰葡萄凝聚性的變化Fig.6 Changes in cohesiveness of Kyoho grape under different humidity conditions

在不同的濕度條件下，利用質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式對巨峰葡萄進行全質(zhì)構(gòu)分析。硬度是衡量葡萄品質(zhì)的主要指標之一，反映為葡萄果肉發(fā)生形變所需質(zhì)構(gòu)儀施加的力大小。由圖5可知，在不同的貯藏濕度條件下貯藏，隨著貯藏期的延長，鮮葡萄都逐漸軟化[24-25]。貯藏初期和末期硬度下降較大，中間階段變化相對平緩。貯藏后期硬度值下降至700 g左右，果肉軟綿，幾乎失去食用價值[19-20]。90% RH條件下硬度下降較為緩慢并且硬度值相對較高，50% RH條件下葡萄硬度值相對較低，且在第9天時硬度值降低較大，結(jié)合圖4可知，在貯藏第9天時，自由水的含量達到一個較低的谷值，可以推測自由水含量對維持葡萄硬度的貢獻率較大。

不同濕度條件下巨峰葡萄凝聚性變化見圖6。凝聚性反映的是咀嚼葡萄時，果實抵抗牙齒咀嚼破壞而表現(xiàn)出的內(nèi)部結(jié)合力，反映了果實組織細胞間結(jié)合力的大小，使果實保持完整的性質(zhì)。由圖6可知，葡萄凝聚性總體呈下降趨勢，貯藏初期，各組均呈現(xiàn)急劇下降趨勢。3～12 d的貯藏中期，環(huán)境濕度和50% RH條件下的凝聚性平緩回升，90% RH基本保持恒定。12 d之后的貯藏末期，3 個貯藏條件下的葡萄凝聚性都有所下降，最終90% RH的凝聚性最低，環(huán)境濕度條件下的凝聚性最高，說明環(huán)境濕度條件下的葡萄內(nèi)部結(jié)合力較強。

圖7 不同濕度條件下巨峰葡萄彈性的變化Fig.7 Changes in springiness of Kyoho grape under different humidity conditions

彈性反映的是葡萄果肉經(jīng)第1次壓縮變形后，在去除變形力的條件下所能恢復的程度。如圖7所示，在整個貯藏期間，3 種濕度條件下的葡萄果肉彈性隨貯期延長總體均呈現(xiàn)降低趨勢，但是規(guī)律性并不是很強。50% RH條件下貯藏葡萄果肉彈性波動幅度較大；90% RH變化平緩；環(huán)境濕度條件下彈性指數(shù)平緩升高而后下降，但穩(wěn)定程度不如90% RH。

圖8 不同濕度條件下巨峰葡萄膠黏性的變化Fig.8 Changes in gumminess of Kyoho grape under different humidity conditions

圖9 不同濕度條件下巨峰葡萄咀嚼性的變化Fig.9 Changes in chewiness of Kyoho grape at different humidity conditions

如圖8和圖9所示，在整個貯藏期間，3 種濕度條件下葡萄果肉膠黏性和咀嚼性隨貯期的延長總體均呈降低趨勢，且在貯藏前期下降趨勢更為明顯。貯藏中期6～12 d時，咀嚼性的各組分波動相對較大，膠黏性相對變化平緩。在貯藏中期和貯藏末期90% RH條件下的葡萄的膠黏性和咀嚼性都處于三者中較低的水平。這可能是由于高濕度環(huán)境下貯藏葡萄，果肉水分含量較高，導致咀嚼吞咽葡萄所需的能量較少，因而膠黏性和咀嚼性較低。

圖10 不同濕度條件下巨峰葡萄黏附性的變化Fig.10 Changes in adhesiveness of Kyoho grape under different humidity conditions

由圖10可以看出，巨峰葡萄黏附性變化的結(jié)果規(guī)律性并不是很強，但是在貯藏末期50% RH和環(huán)境濕度條件下的葡萄的黏附性絕對值明顯增加。這可能是由于貯藏末期，50% RH和環(huán)境濕度條件下的葡萄品質(zhì)劣變嚴重，大分子多糖降解為小分子的低聚糖和單糖并且水分含量降低，因此提供了較大的黏附性。90% RH的葡萄品質(zhì)劣變及水分含量降低較少，因此黏附性的絕對值也較小。

2.4 相關性分析

在不同濕度條件下，將巨峰葡萄的感官評分、水分狀態(tài)和TPA的指標進行相關性分析，可以找出不同貯藏條件下各指標之間的聯(lián)系，從而為快速評價及預測葡萄的貯藏品質(zhì)提供理論借鑒。90% RH時巨峰葡萄各指標的相關性分析結(jié)果見表3。

從表3可以看出，在90% RH的環(huán)境濕度貯藏下，感官評分與總水分含量、束縛水含量、硬度、膠黏性、凝聚性、咀嚼性和彈性高度相關（P＜0.01），尤其是與咀嚼性的相關性系數(shù)高達0.903；總水分含量與束縛水含量的極顯著相關，相關性系數(shù)達到0.844；束縛水含量與多項指標的相關性都較強，其與硬度值極顯著相關（P＜0.01）；而自由水與與總水分含量顯著性相關外（P＜0.05），與其他指標的相關性都不強?？梢钥闯觯诟邼癍h(huán)境下貯藏葡萄，束縛水含量可以更好地表征和預測葡萄的貯藏品質(zhì)。注：* .相關性顯著（P＜0.05）；**.相關性極顯著（P＜0.01）。下同。

表3 濕度條件為90 RH時巨峰葡萄感官、水分及質(zhì)構(gòu)的Pearson相關性Table 3 Pearson correlation among sensory evaluation score, water contents and TPA parameters of Kyoho grape stored at 90 RH

表4 濕度條件為50 RH時巨峰葡萄感官、水分及質(zhì)構(gòu)的Pearson相關性Table 4 Pearson correlation among sensory evaluation score, water contents and TPA parameters of Kyoho grape stored at 50 RH

表5 環(huán)境濕度時巨峰葡萄感官、水分及質(zhì)構(gòu)的Pearson相關性Table 5 Pearson correlation among sensory evaluation score, water contents and TPA parameters of Kyoho grape stored at ambient humidity

50% RH貯藏時，巨峰葡萄感官、水分和質(zhì)構(gòu)的相關性分析結(jié)果見表4。總水分含量除了與自由水含量相關性較低外，與其他指標均為極顯著相關（P＜0.01）；葡萄的自由水含量與硬度和黏附性極顯著相關（P＜0.01）；而束縛水含量與膠黏性極顯著相關（P＜0.01）。因此在低濕度環(huán)境下，總水分含量的檢測應該是更合理的指標。

環(huán)境濕度條件貯藏時，巨峰葡萄感官、水分和質(zhì)構(gòu)的相關性分析結(jié)果見表5。總水分含量與其他指標都是極顯著相關（P＜0.01）；自由水含量與其他指標的相關性較高，與感官品質(zhì)和硬度都是極顯著相關的（P＜0.01）；而束縛水含量與其他指標的相關性總體來看較差。因此在環(huán)境濕度條件下，采用自由水和總水分含量來表征葡萄的品質(zhì)更為合理。

3 結(jié) 論

感官品質(zhì)上看，90% RH條件下葡萄貯藏效果要優(yōu)于其他兩個濕度條件，說明較高的RH有利于維持葡萄的貯藏品質(zhì)。葡萄果?？偹趾吭谫A藏期間總體呈現(xiàn)下降趨勢，90% RH貯藏時葡萄組織含水量相對較高，束縛水和自由水的變化也相對平穩(wěn)，因此該條件更有利于維持葡萄的水分含量及水分狀態(tài)的穩(wěn)定。在高濕環(huán)境下（90% RH）貯藏葡萄，對葡萄束縛水含量的追蹤，可以更好地表征和預測葡萄的貯藏品質(zhì)；在低濕度環(huán)境下（50% RH）貯藏葡萄，對總水分含量的測定應該是更合理的指標；環(huán)境濕度條件下貯藏葡萄，自由水和總水分含量的變化與葡萄的貯藏品質(zhì)相關性都比較高。

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Effect of Relative Humidity on the Changes in Water and Texture of Kyoho Grape during Storage

ZHU Dan-shi1,2, ZHANG Qiao-man1, CAO Xue-hui1, TAO Zhen1, MENG Xian-jun2, LI Jian-rong1,*
(1. Food Safety Key Laboratory of Liaoning Province, College of Chemistry, Chemical Engineering and Food Safety, Research Institute of Food Science, Bohai University, Jinzhou 121013, China; 2. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

Changes in water content and water status of Kyoho grape from western Liaoning province during storage under different humidity conditions (90% RH, 50% RH, and ambient humidity) were studied and correlated with sensory traits and texture profile analysis (TPA) parameters such as hardness, cohesiveness, gumminess, chewiness, springiness and adhesiveness. Results showed that grapes stored at 90% RH were better than those stored at two other levels. Overall total water content of grape berries displayed a decreasing trend during storage, which was relatively higher at 90% RH with more stable changes in bound water and free water. Therefore, this condition was more conducive to maintain the stability of water in grapes. Correlation analysis showed that the storage quality of grapes at 90% RH could be better characterized and predicted by tracking the bound water content, whereas the total water content was a better indicator to indirectly characterize the storage quality of grapes at ambient humidity conditions.

Kyoho grape; humidity condition; water; texture; storage

TS255.3

A

1002-6630（2014）22-0340-06

10.7506/spkx1002-6630-201422066

2014-03-26

遼寧省食品安全重點實驗室開放課題（LNSAKF2011026）；遼寧省食品質(zhì)量與安全優(yōu)秀教學團隊項目（SPCX12）

朱丹實（1978—），女，副教授，博士，研究方向為農(nóng)水產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：tjzds@sina.com

*通信作者：勵建榮（1964—），男，教授，博士，研究方向為果蔬、水產(chǎn)品貯藏加工與質(zhì)量安全控制。E-mail：lijr6491@163.com