方宗壯,段宙位,竇志浩,何 艾,謝 輝

(海南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工設計研究所,海南省熱帶果蔬冷鏈研究重點實驗室,海南?？?571100)

菠蘿(Ananascomosus)原名鳳梨,屬鳳梨科鳳梨屬,是我國非常重要的經(jīng)濟作物。因鮮切處理去除了菠蘿外表覆蓋的堅實表皮,既保持了菠蘿的營養(yǎng)、風味和鮮度,又具有可直接食用等優(yōu)點,鮮切產(chǎn)業(yè)具有非常廣闊的發(fā)展前景[1],但是,鮮切菠蘿經(jīng)一系列鮮切處理后,會損害菠蘿的組織結(jié)構(gòu),使菠蘿失去真皮層的保護作用,容易導致微生物污染和繁殖,并導致一些營養(yǎng)物質(zhì)的流失,給鮮切菠蘿的貯藏保鮮造成了極大困難[2],這嚴重制約了鮮切菠蘿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此對鮮切菠蘿保鮮進行全面、深入的技術(shù)研究,保證鮮切菠蘿貯藏品質(zhì)并延長其貨架期至關(guān)重要。

低溫是鮮切果蔬品質(zhì)保持的重要條件之一,能有效減弱果蔬的呼吸強度,延緩代謝,并抑制病原菌等微生物的繁殖,減緩果蔬的氧化和腐敗速度,從而達到保鮮效果[34]。而真空包裝處理由于降低空氣的壓力,就等于降低空氣中氧氣的含量,從而能夠降低果蔬的呼吸強度,并抑制乙烯的生物合成,延緩果蔬的成熟和衰老,達到保鮮的目的[5]。在國外,對香蕉、桃、杏、梨、蘋果、西紅柿等進行減壓貯藏,其貯藏壽命成倍延長[6]。目前對鮮切菠蘿的貯藏保鮮研究,基本還停留于用單一的化學試劑處理、低溫保鮮處理進行保鮮,不能較好的保持鮮切菠蘿的貯藏品質(zhì),并且保質(zhì)期大多不超過9 d,真空包裝處理對鮮切菠蘿進行保鮮的研究尚未見報道。本實驗結(jié)合真空、低溫貯藏技術(shù),研究其對鮮切菠蘿貯藏期間品質(zhì)變化,為提高鮮切菠蘿品質(zhì)、延長其貨架期提供技術(shù)支撐。

表1 鮮切菠蘿感官評分標準Table 1 Standard and scores of sensory evaluation of freshcut pineapple

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菠蘿 海南省?？谑心媳彼袌?統(tǒng)一挑選八成熟,果實質(zhì)量大小一致,無病蟲害,無機械損傷的巴厘菠蘿;草酸(≥99.5%) 分析純(AR),西隴化工股份有限公司;抗壞血酸標準品(≥99.7%) 分析純(AR),廣州化學試劑廠;NaOH(≥96.0%)、石英砂、酚酞 分析純(AR),均購于廣州化學試劑廠;愈創(chuàng)木酚(≥99.0%)、鄰苯二酚(≥98.0%)、乙酸鈉溶液(≥99.0%)、2,6二氯酚靛酚(≥97.0%)、硼酸硼砂緩沖液 均為分析純,上海源葉生物科技有限公司。

TMSPRO型質(zhì)構(gòu)分析儀 北京盈盛恒泰科技有限責任公司;CPA2202S型電子分析天平 賽多利斯科學儀器有限公司;2WAJ型阿貝斯折光儀 上海精密儀器儀表公司;TU1810型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司;K3 Series型高速冷凍離心機 英國Centurion Scientific;PHS3C型酸度計 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 鮮切菠蘿保鮮處理 將菠蘿清洗干凈,晾干。用菠蘿去皮專用的鋒利不銹鋼刀將菠蘿皮和菠蘿眼去掉,沿軸心平均切成兩半,再分別切成10 mm厚的半圓形菠蘿片。切片后用200 mg/L次氯酸鈉浸泡5 min進行殺菌，瀝干后裝入250 mL的聚乙烯塑料盒內(nèi)(將大小厚度一致的半圓形菠蘿切片6片裝1盒,每盒為一個處理,質(zhì)量為(159.24±2.00)g,每個處理組做三個重復),用保鮮膜做常壓密封包裝進行不同溫度處理的貯藏感官評定實驗,即將包裝后的鮮切菠蘿置于不同貯藏溫度(1、3、5、7、9 ℃)下貯藏,進行感官評定,選出最佳貯藏溫度。

1.2.2 真空包裝結(jié)合低溫處理進行保鮮處理 按1.2.1進行保鮮處理后的新切菠蘿片殺菌進行真空包裝,進行真空包裝時注意減少鮮切菠蘿片的接觸面積,并只包裝一層,避免鮮切菠蘿片的堆疊和擠壓,然后,將真空包裝好的鮮切菠蘿置于最佳貯藏溫度3 ℃下貯藏,另外對照組(用200 mg/L次氯酸鈉浸泡5 min后,常壓包裝,25 ℃室溫下貯藏),每個處理做3個重復,在鮮切菠蘿開始貯藏當天按1.2.3進行所有樣品的測定,之后每隔4 d取樣測定,20 d后進行最后一次測定。過程中刀具、托盤等所有的切分工具均用75%的乙醇消毒,避免菠蘿片被微生物污染。

1.2.3 指標測定

1.2.3.1 感官評價 參考GonzálezAguilar G A[7]的方法對腐敗度、褐變率、可接受性方面進行感官評定,可接受性指鮮切菠蘿作為商品價值的可接受性,5分是其具備商品價值的最低分。感官評分時,以三項指標的得分之和算出總評分。

1.2.3.2 失重率測定 貯藏前稱取樣品重量m0,每隔4 d取樣品稱重m1,做3次重復實驗,按下式計算失重率。

失重率(%)=(m0m1)/m0×100

1.2.3.3 褐變度測定 采用消光值法[8]測定,隨機稱取鮮切菠蘿樣品10 g與0 ℃冷藏蒸餾水按1∶10 (w∶w)混合后,于打漿機中勻漿30 s后,取出3000 r/min離心10 min,然后取上清液于25 ℃保溫5 min,在波長410 nm處測定其吸光值A(chǔ)410。結(jié)果以10×A410表示褐變度。

1.2.3.4 總可溶性固形物測定 采用阿貝斯折光儀測定,折光儀先用蒸餾水校正,之后準確稱取20.00 g鮮切菠蘿片用打漿機打漿攪勻,取一滴漿液,用折光儀觀察、讀數(shù),測定3次,取平均值,單位為%。

1.2.3.5 有機酸測定 有機酸采用酸堿中和滴定法[9]測定,準確稱取3～5 g樣品于100 mL的燒杯中,用蒸餾水稀釋至60 mL,搖勻后將燒杯放置于磁力攪拌器上加入2滴1%酚酞指示劑,用0.1 mol/L NaOH標準溶液滴定至淡粉色,持續(xù)30 s不退色,記下NaOH溶液的體積(或pH顯示8.10保持30 s不變?yōu)榻K點)。平行3次,取其平均值V。

有機酸TA(%)=(V×C×0.064)/m×100

式中:TA:總酸含量(%);V為樣品消耗NaOH溶液滴定的體積(mL);C為NaOH溶液的濃度(mol/L);m為鮮切菠蘿的質(zhì)量(g)。以檸檬酸的系數(shù)進行計算,單位為%。

1.2.3.6 維生素C測定 參考趙曉梅[10]的方法,采用2,6二氯酚靛酚滴定法測定,具體操作如下:

2,6二氯酚靛酚溶液的標定:準確吸取標準抗壞血酸溶液5 mL置于錐形瓶中,加入5 mL 2%草酸,以2,6二氯酚靛酚溶液滴定至淡紅色,并保持30 s不褪色,即達到滴定終點(平行三次)。由所用染料的體積計算出1 mL染料相當于多少毫克抗壞血酸。準確吸取10 mL 2%草酸作空白對照,按上述方法滴定。

樣品提取:稱取5 g果肉于研缽中,加入20 mL 2%草酸,研磨成勻漿。用四層紗布過濾,紗布可用少量2%草酸洗滌幾次,取其濾液,并定容至50 mL。

樣品滴定:準確吸取濾液三份,每份10 mL,分別放入3個錐形瓶內(nèi),滴定方法同上。

式中:T為1 mL染料樣相當于維生素C的量(mg/mL);c為抗壞血酸的濃度(0.2 mg/mL);v0為抗壞血酸的體積(5 mL);v1為滴定抗壞血酸所用染料的體積(mL);v2為空白滴定所用染料的體積(mL)。

維生素C含量(mg/100 g樣品)=[(VAVB)×C×T×100]/(D×W)

式中:VA為滴定樣品所耗用的染料的平均毫升數(shù);VB為滴定空白對照所耗用的染料的平均毫升數(shù);C為樣品提取液的總毫升數(shù);D為滴定時所取的樣品提取液毫升數(shù);T為1 mL染料樣相當于維生素C的量(mg/mL);W為待測樣品的重量(g)。

1.2.3.7 硬度測定 采用CT34500質(zhì)構(gòu)分析儀測定,將菠蘿切片置于探頭正下方中心位置,選取測試參數(shù):預壓速率2.0 mm/s,下壓速率0.5 mm/s,壓后上行速率0.5 mm/s,觸發(fā)點負載6.8 g,探頭測試距離4.0 mm,然后點擊進行測定。

1.2.3.8 多酚氧化酶(PPO)活性測定 采用消光值法測定[8],隨機取樣品2 g,加入磷酸緩沖液(PBS:pH6.4)5 mL,冰浴研磨,低溫離心(6000 r/min,4 ℃)30 min,取上清液得PPO粗酶液。在比色皿中順序加入pH5.4的醋酸緩沖液2.0 mL,1.0 mL的0.04 mol/L兒茶酚溶液為底物,再加入0.05 mL粗酶液,迅速搖勻并測定,每隔30 s記錄吸光值A(chǔ)410,連續(xù)記錄3 min,一個活力單位(U)定義為在測定條件下每分鐘引起吸光值改變0.001所需的酶量,結(jié)果以U·min-1·g-1FW表示。

1.2.3.9 過氧化物酶(POD)活性測定 采用愈創(chuàng)木酚氧化法測定[8],隨機取樣品2 g,硼酸硼砂緩沖液(pH8.7)6 mL,冰浴研磨,低溫離心(6000 r/min,4 ℃)30 min,取上清液得POD粗酶液。在比色皿中順次加入pH5.4的醋酸緩沖液2.0 mL,1.0 mL愈創(chuàng)木酚溶液(0.25%)溶液、0.01 mL上述粗酶液、0.1 mL H2O2(0.75%)溶液,搖勻后迅速測定并記錄A460值,每30 s記錄一次,連續(xù)記錄3 min,一個活力單位(U)定義為在測定條件下每分鐘引起吸光值改變0.01所需的酶量,結(jié)果以U·min-1·g-1FW表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)以Microsoft Office Excel 2007軟件進行處理,以Origin 7.5作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏溫度對鮮切菠蘿感官評定的影響

感官評分是反映鮮切菠蘿品質(zhì)最直觀的指標,當鮮切菠蘿的腐敗度和褐變度的感官評定得分在4以上,并且可接受度評定得分和總評分分別在5和15以上時,鮮切菠蘿還有較好的品質(zhì),可判定為具有商品價值,否則品質(zhì)較差,已不具備商品價值。由表2可以看出,鮮切菠蘿常壓包裝貯藏至4 d時,1、3、5 ℃下貯藏的鮮切菠蘿商品價值較好。貯藏至8 d時，只有3 ℃下貯藏的鮮切菠蘿具有商品價值。3 ℃下貯藏的鮮切菠蘿品質(zhì)最好,貯藏至8 d時,鮮切菠蘿的腐敗度、褐變率、可接受性得分和總評分分別為4.66、4.00、7.00和15.67,鮮切菠蘿依然具有較好的商品品質(zhì)。貯藏至12 d時,所有實驗溫度下的樣品皆已不具備商品價值,3 ℃下貯藏對于保持鮮切菠蘿的感官品質(zhì)最好,1 ℃下貯藏,可能鮮切菠蘿產(chǎn)生了冷害,保存效果比3 ℃下的保存效果差。

表2 不同溫度下鮮切菠蘿感官評定得分Table 2 Score of the sensory evaluation of freshcut pineapple at different treatments

2.2 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿失重率的影響

如圖1所示,在貯藏的過程中,鮮切菠蘿的失重率均呈現(xiàn)不斷上升的趨勢,這是因為鮮切處理造成的機械損傷會極大的促進鮮切菠蘿的呼吸作用,加速其生命代謝活動,使鮮切菠蘿很快的衰老與腐敗,同時使水分大量溢出,失重率不斷的上升[11],真空包裝結(jié)合低溫處理可將鮮切菠蘿與外界空氣隔絕,避免鮮切菠蘿受微生物的污染,3 ℃的低溫亦有效的抑制其新陳代謝活動,減少其表面微生物的生命活動,進而減少因新陳代謝活動造成的水分流失,相比對照組,處理組整個貯藏期間鮮切菠蘿的失重率減少了4.31%～7.22%,明顯的抑制鮮切菠蘿失重率的上升。

圖1 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿失重率的影響Fig.1 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on weightloss ratio of freshcut pineapple

2.3 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿褐變度的影響

在果蔬貯藏過程中,果蔬組織中的酚類物質(zhì)在酚酶的催化下,會被不斷氧化產(chǎn)生黑色色素,使果蔬發(fā)生褐變,使其色澤外觀變差,這不僅會影響其風味和營養(yǎng)價值,而且會嚴重的降低其商品價值[12]。如圖2所示,鮮切菠蘿在貯藏期間,剛開始貯藏時,可能由于鮮切菠蘿酚酶的活性較高,并且其組織中氧氣殘留量較高,使其褐變度呈直線性上升,后呈緩慢上升的趨勢。相比對照組,采用真空包裝結(jié)合低溫貯藏,因可降低酚酶的活性并將鮮切菠蘿與氧氣隔絕開,貯藏期間褐變度降低了1.4～2.6,明顯的減少鮮切菠蘿的褐變,是一種能有效的防止鮮切菠蘿產(chǎn)生褐變的手段。

圖2 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿褐變度的影響Fig.2 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on browning degree of freshcut pineapple

2.4 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿可溶性固形物的影響

可溶性固形物主要是指可溶性糖類。如圖3所示,鮮切菠蘿在貯藏期間因進行新陳代謝消耗糖分,可溶性固形物的含量隨貯藏時間的延長而下降,相比對照組,真空包裝結(jié)合低溫貯藏可減少鮮切菠蘿的有氧代謝反應,抑制其生命代謝活動,降低糖分物質(zhì)的消耗速率,從而減少可溶性固形物的下降幅度,可保持鮮切菠蘿的可溶性固形物在9.65%的一個較高的含量,20 d時處理組的總可溶性固定物比對照組高1.48倍。

圖3 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿可溶性固形物的影響Fig.3 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on soluble solids of freshcut pineapple

2.5 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿有機酸的影響

如圖4所示,在鮮切菠蘿的貯藏期間,對照組的有機酸呈現(xiàn)不斷升高的趨勢,而處理組先升高,后下降,然后再升高后一直下降的趨勢,這可能是由于對照組在貯藏的過程中,受雜菌污染,由于雜菌的代謝產(chǎn)酸而導致了其酸度不斷升高。相比對照組,在真空包裝處理過程中,鮮切菠蘿的有機酸呈現(xiàn)上下浮動的趨勢,但維持在0.56～0.66的較穩(wěn)定的范圍內(nèi),這可能是由于鮮切菠蘿在真空包裝的狀態(tài)下,避免了微生物的污染并和氧氣隔絕開,3 ℃的低溫亦有效的抑制了鮮切菠蘿本身和微生物代謝產(chǎn)酸的活動,所以在貯藏的過程中有機酸雖有產(chǎn)酸上升的趨勢,但幅度比較小。另外,由于鮮切菠蘿在貯藏過程中有機酸會溶于水分,隨水分的流失而降低,故有機酸會有下降的波動。

圖4 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿有機酸的影響Fig.4 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on organic acid of freshcut pineapple

2.6 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿維生素C含量的影響

如圖5所示,在鮮切菠蘿貯藏過程中,維生素C呈下降的趨勢,這是因為維生素C是一種水溶性維生素,菠蘿因鮮切處理導致組織結(jié)構(gòu)被破壞,失去了真皮層的保護,維生素C就容易被氧化和隨水分流失而不斷下降。經(jīng)真空包裝處理后,因?qū)Ⅴr切菠蘿和氧氣隔絕開,抑制菠蘿的各種生理生化反應,減少了維生素C的氧化和流失,故真空包裝相對對照組可顯著的保持鮮切菠蘿的維生素C含量,16 d時只減少了29.61%,而對照組16 d時維生素C已減少了56.93%;20 d時處理組維生素C的含量比對照組高8.44 mg/100 g。

圖5 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿維生素C含量的影響Fig.5 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on vitamin C of freshcut pineapple

2.7 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿硬度的影響

如圖6所示,相比對照組,采用真空包裝貯藏,雖然鮮切菠蘿在貯藏期間的硬度一直呈現(xiàn)下降的趨勢,但還是較好的保持了其硬度,這是由于真空包裝結(jié)合低溫處理有效的抑制了鮮切菠蘿組織進行的有氧代謝活動,延緩其衰老和腐敗,保持鮮切菠蘿所含有的營養(yǎng)物質(zhì)和水分流失,從而減緩其硬度的下降,在整個貯藏期間,處理組相比對照組,果實硬度提高了4.07～7.51 N。

圖6 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿硬度的影響Fig.6 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on hardness of freshcut pineapple

2.8 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿多酚氧化酶(PPO)活性的影響

多酚氧化酶(PPO)是植物中廣泛存在的一種酶,該酶催化內(nèi)源性多酚酶物質(zhì)氧化成醌,再聚合成黑色素[13],是引起果蔬產(chǎn)品褐變的重要原因之一,。如圖7所示,在鮮切菠蘿貯藏期間,PPO活性在前12 d呈直線上升的趨勢,12 d后,活性略微有所下降。和對照組相比,真空包裝結(jié)合3 ℃低溫處理可防止多酚酶物質(zhì)接觸氧氣被氧化,低溫條件也可降低多酚氧化酶的活性,對鮮切菠蘿的PPO活性有明顯的抑制作用,經(jīng)處理組處理后,相比對照組PPO活性降低了10.33～44.52 U·min-1·g-1FW,有效的降低PPO的活性,減緩鮮切菠蘿褐變的發(fā)生。

圖7 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿多酚氧化酶(PPO)活性的影響Fig.7 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on PPO activity of freshcut pineapple

2.9 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿過氧化物酶(POD)活性的影響

過氧化物酶(POD)是與果蔬組織褐變密切相關(guān)的酶類。如圖8所示,POD活性在貯藏前期有直線下降趨勢,12 d后,真空包裝處理組POD活性有明顯的上升,而對照組在16 d之后才有明顯的上升。這可能是菠蘿在鮮切處理時,菠蘿的組織被破壞,導致了POD的活性在一個比較高的狀態(tài),而在進行貯藏處理后,隔絕氧氣和低溫條件使鮮切菠蘿的生命活動下降,迅速的降低了POD的活性,而后期由于在貯藏過程中,鮮切菠蘿不斷的在進行代謝活動,組織敗壞嚴重,又使POD活性上升,褐變加重。真空包裝處理相比對照組,POD活性前8 d降低了19.36～27.25 U·min-1·g-1FW,有效的降低了POD酶活性。

圖8 真空包裝結(jié)合低溫處理對鮮切菠蘿過氧化物酶(POD)活性的影響Fig.8 Effect of vacuum packaging treatment with low temperature on POD activity of freshcut pineapple

3 結(jié)論與討論

現(xiàn)有文獻中,運用諾福水[14]、抗壞血酸[1516]、臭氧水[17]、殼聚糖及其他涂膜劑和褐變抑制劑[1822]處理對鮮切菠蘿進行貯藏保鮮,這些處理方法雖對鮮切菠蘿起到減少褐變和保持其品質(zhì)的作用,但效果有限,貯藏期都未超過9 d。

低溫貯藏能有效的減緩鮮切菠蘿營養(yǎng)物質(zhì)的流失,綜合感官評定分析得出常壓密封包裝時，3 ℃下貯藏保鮮效果最好,3 ℃下貯藏至8 d時,鮮切菠蘿具有商品品質(zhì),但貯藏至12 d時,也已完全失去了商品價值。

用真空包裝貯藏的方式,有效的減少了微生物污染造成的腐敗和隔絕氧氣,抑制有氧代謝而達到保存鮮切菠蘿良好品質(zhì)的效果。但鮮切菠蘿本質(zhì)上是一個活體,單純通過真空包裝處理的方式,鮮切菠蘿后期在缺氧的情況下,會進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精,而真空包裝結(jié)合低溫貯藏的方式,因低溫有效的抑制了鮮切菠蘿的無氧呼吸等生命代謝活動,將酒精產(chǎn)生的時間點延后,達到保存品質(zhì),延長鮮切菠蘿保質(zhì)期的目的。

本實驗研究運用真空包裝結(jié)合3 ℃低溫貯藏的方法對鮮切菠蘿進行貯藏研究發(fā)現(xiàn),貯藏至11 d時,進行感官評定得出,此時菠蘿的腐敗度和褐變度的感官評定得分在4以上,可接受度評定得分和總評分分別在5和15以上,鮮切菠蘿具有較好的商品價值,貯藏至12 d時,鮮切菠蘿還依然具有商品品質(zhì),但品質(zhì)已相對較差,可將真空包裝結(jié)合3 ℃低溫貯藏下鮮切菠蘿的保質(zhì)期確定為11 d。和對照組相比,真空包裝結(jié)合3 ℃低溫貯藏能將鮮切菠蘿的保質(zhì)期從4 d延長到11 d。

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