高聰聰,紀(jì)海鵬,應(yīng)小川,董成虎,劉 斌,陳存坤,*,林 奇,*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南 昆明650000;2.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300384;3.天津市韻尼科技有限公司,天津300451;4.傲綠集團(tuán)股份有限公司,天津300300)
玫瑰香葡萄為歐亞種葡萄,是世界古老的葡萄品種之一[1],其極具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,富含糖類(lèi)、有機(jī)酸、礦物質(zhì)以及各種維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[2],同時(shí)具有獨(dú)特的香氣,深受消費(fèi)者的喜愛(ài),常用于鮮食、釀酒等。近年來(lái),玫瑰香葡萄的種植面積與需求量在不斷擴(kuò)大,人們對(duì)其品質(zhì)的要求也在不斷提高,但由于漿果類(lèi)水果極易受到病菌的侵染,在貯藏和運(yùn)輸中易發(fā)生腐爛、干梗等,嚴(yán)重影響其食用價(jià)值,因此需探尋一種綠色有效的保鮮技術(shù),以解決目前貯運(yùn)過(guò)程中亟待解決的難題。
臭氧保鮮技術(shù)被認(rèn)為是綠色、有效的保鮮新技術(shù),而臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑,具有高效安全、無(wú)殘留、廣譜可靠的特點(diǎn),可直接與水果接觸,有效殺滅水果表面致病菌且無(wú)有害物質(zhì)殘留,還可降解水果表面農(nóng)藥殘留,清除貯藏環(huán)境中的乙烯、乙醛、乙醇等有害氣體,是一種較理想的殺菌劑[3-8]。過(guò)高濃度的臭氧可導(dǎo)致葡萄果柄和果實(shí)的損傷[9]。章寧瑛等[10]研究表明,適宜濃度的臭氧氣體處理有利于藍(lán)莓果實(shí)的貯藏。于弘慧等[11]研究表明,適宜濃度的臭氧氣體處理對(duì)甜瓜和雪花梨有較好的保鮮效果。齊馨等[12]研究表明,10 mg/L臭氧處理對(duì)葡萄的貯藏防腐效果明顯。李杰等[13]研究表明,1 mg/L臭氧水可有效抑制荔枝的多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性,對(duì)荔枝有較好的護(hù)色作用。臭氧處理對(duì)香梨[14]、紅富士蘋(píng)果[15]、甜瓜[16]等均具有較好的貯藏效果??扇苄怨绦挝?、可滴定酸、硬度、果柄耐拉力等生理指標(biāo)可直接反應(yīng)果實(shí)品質(zhì)的好壞。本研究在0℃貯藏條件下利用不同濃度臭氧氣體處理玫瑰香葡萄,定期測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo),探究葡萄的貯藏效果,以期為玫瑰香葡萄貯藏保鮮篩選出適宜的臭氧濃度。
1.1.1 材料與試劑
玫瑰香葡萄于2018年8月14日采自于漢沽,挑選大小均勻、成熟度一致、無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)病蟲(chóng)害的果實(shí),于采收當(dāng)日運(yùn)至國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)。
冰醋酸、無(wú)水醋酸鈉,天津市光復(fù)發(fā)展有限公司產(chǎn)品;聚乙二醇6000、鄰苯二酚,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所產(chǎn)品;Triton X-100,天津市江天統(tǒng)一科技有限公司產(chǎn)品;純氫氧化鈉,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品;聚乙烯吡咯烷酮,天津市大茂化學(xué)試劑廠產(chǎn)品。
1.1.2 儀器與設(shè)備
SENSSUN型電子秤,上海菁海儀器有限公司產(chǎn)品;3-30K型高速冷凍離心機(jī),德國(guó)Sigma公司產(chǎn)品;TA.XT.Plus型物性?xún)x,英國(guó)SMS公司產(chǎn)品;UV-1780型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),日本島津公司產(chǎn)品;PLA-1型手持折射儀,日本愛(ài)宕公司產(chǎn)品;NK指針式推果柄耐拉力計(jì),樂(lè)清市艾德堡有限公司產(chǎn)品;臭氧機(jī),國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)自制;MIC-03便攜式臭氧氣體探測(cè)器,深圳市東日瀛能科技有限公司產(chǎn)品。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
將葡萄置于-2~1℃環(huán)境下預(yù)冷12 h,然后置于(0±1)℃冷庫(kù)中,用大帳進(jìn)行密封處理,每個(gè)大帳中放置33筐,每筐重約4 kg,分別用三種臭氧濃度(6.42、10.7、14.98 mg/m3)處理,每天處理30 min,使用臭氧探頭對(duì)帳內(nèi)濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)照組不通臭氧、扎口密封處理,每隔20 d測(cè)定一次指標(biāo),重復(fù)3次,結(jié)果取平均值。
1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.2.2.1 可溶性固形物含量
取適量葡萄于研缽中研碎,用紗布過(guò)濾所得汁液,然后使用PLA-1型手持折射儀測(cè)量,進(jìn)行3次重復(fù),結(jié)果取平均值,單位為%。
1.2.2.2 可滴定酸含量
參考曹建康等[17]的方法,采用堿式滴定法測(cè)定,單位為%。
1.2.2.3 還原糖含量
參考曹建康等[17]的方法,采用3,5-二硝基水楊酸法,單位為%。
1.2.2.4 硬度
使用TA.XT.Plus型物性?xún)x對(duì)葡萄進(jìn)行穿刺測(cè)試,使用P/2(直徑2 mm)探頭進(jìn)行穿刺測(cè)試。測(cè)試參數(shù):穿刺深度6 mm,測(cè)試速度2 mm/s,每個(gè)處理取相同大小的水果測(cè)試,重復(fù)10次,結(jié)果取平均值,單位為N。
1.2.2.5 果柄耐拉力
使用耐拉力計(jì)螺旋果柄測(cè)量,10次重復(fù),結(jié)果取平均值,單位為N。
1.2.2.6 脫粒率
脫粒率(%)=落果質(zhì)量/果實(shí)總質(zhì)量×100
1.2.2.7 多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性
參考曹建康等[17]的方法測(cè)定,以每分鐘吸光度變化值增加1為1個(gè)活力單位(U),PPO活性單位為U/g。
1.2.2.8 過(guò)氧化氫酶(Catalase,CAT)活性
參考曹建康等[17]的方法測(cè)定,以每分鐘吸光度變化值減少0.01為1個(gè)活力單位(U),CAT活性單位為U/g。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
采用Microsoft Office Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、繪圖;用SPSS 18.0軟件進(jìn)行顯著性分析。
如圖1所示,貯藏0~20 d,臭氧處理組果實(shí)的可溶性固形物含量均呈下降趨勢(shì),而對(duì)照組則呈現(xiàn)小幅上升趨勢(shì)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組果實(shí)可溶性固形物含量下降的趨勢(shì)增大,至貯藏80 d時(shí),可溶性固形物含量下降至最低值,為15.7%;而貯藏20 d后,10.7 mg/m3臭氧處理組則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),可能是由于在貯藏過(guò)程中葡萄的失水較快,使可溶性固形物含量增大,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),呼吸代謝增大糖分的消耗,故呈現(xiàn)下降趨勢(shì);6.42 mg/m3和14.98 mg/m3臭氧處理組則變化趨勢(shì)平緩,貯藏80 d時(shí),以14.98 mg/m3臭氧處理組果實(shí)的可溶性固形物含量最高,為18.3%。由此可知,適當(dāng)濃度的臭氧處理可延緩果實(shí)可溶性固形物的下降,有利于玫瑰香葡萄貯藏品質(zhì)的保持。
可滴定酸是衡量葡萄貯藏品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),直接影響著葡萄的風(fēng)味。葡萄果實(shí)中主要酸性成分為蘋(píng)果酸和酒石酸,其次為檸檬酸、少量琥珀酸和乳酸[18]。由圖2可知,在貯藏前60天,各組果實(shí)的可滴定酸含量均呈下降趨勢(shì),10.7 mg/m3臭氧處理組下降速度最快,說(shuō)明該臭氧濃度處理果實(shí)的呼吸增強(qiáng),有機(jī)酸消耗較快,可滴定酸含量下降,6.42 mg/m3臭氧處理的效果與對(duì)照組差別不大,效果不明顯,而14.98 mg/m3臭氧處理組果實(shí)的可滴定酸含量在整個(gè)貯藏期間下降較緩慢,貯藏80 d后該處理組果實(shí)可滴定酸含量下降到0.08%,高于對(duì)照組和其他處理組,說(shuō)明該濃度臭氧處理有利于葡萄貯藏品質(zhì)的保持。
硬度是衡量果實(shí)成熟衰老的重要指標(biāo)。由于呼吸作用,果實(shí)中果膠物質(zhì)被分解,果實(shí)變軟,造成硬度下降。由圖3可知,在整個(gè)貯藏期間,葡萄的硬度呈下降趨勢(shì)。貯藏前40天,各組果實(shí)的硬度均有不同程度的下降,而對(duì)照組在貯藏第40天后急劇下降,各臭氧處理組則在貯藏第60天開(kāi)始大幅下降,說(shuō)明臭氧處理可延緩果實(shí)的衰老。貯藏60 d后,6.42 mg/m3臭氧、10.7 mg/m3臭氧和對(duì)照組果實(shí)硬度的下降幅度較大,而14.98 mg/m3臭氧處理的果實(shí)在貯藏至80 d時(shí)仍保持較高的硬度,且顯著高于其他三組(P<0.05)。因此,適宜濃度的臭氧可延緩果實(shí)的衰老,提高葡萄的貯藏品質(zhì)。
由圖4可知,在整個(gè)貯藏期間,各臭氧處理組果實(shí)的果柄耐拉力均比對(duì)照組高,其中10.7 mg/m3臭氧處理與14.98 mg/m3臭氧處理的效果較好,貯藏第80天時(shí)分別比對(duì)照組提高了0.3 N與0.4 N。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),6.42 mg/m3臭氧處理的效果并不顯著,不利于葡萄的貯藏。
由圖5可知,14.98 mg/m3臭氧處理的果實(shí)還原糖含量在貯藏前期緩慢上升,并在貯藏第60天達(dá)到峰值,為23.6%,隨后快速下降,第80天時(shí)僅比對(duì)照組高0.7%。貯藏前40天,對(duì)照組、6.42 mg/m3臭氧處理與10.7 mg/m3臭氧處理均處于下降趨勢(shì),6.42 mg/m3臭氧組在整個(gè)貯藏期間一直處于較低水平,而10.7 mg/m3在貯藏第60天達(dá)到峰值,為23.2%,隨后在第80天下降到18.5%,較對(duì)照組高,而14.98 mg/m3臭氧處理組在貯藏前期一直處于較高水平,在貯藏第60天后下降速度較快,貯藏80 d時(shí),還原糖含量下降到14.18%,這可能是葡萄在貯藏期間內(nèi)部有機(jī)物轉(zhuǎn)化為還原糖,使還原糖含量增加。6.42 mg/m3臭氧處理組還原糖含量后期上升,可能是由于水分蒸騰,使還原糖含量上升。
貯藏過(guò)程中葡萄的萎蔫、褐變和腐爛始于果柄。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),葡萄落粒率呈上升趨勢(shì)(圖6)。三種臭氧處理均有不同程度的落粒,貯藏第60天時(shí),14.98 mg/m3臭氧處理組與對(duì)照組之間呈顯著差異(P<0.05)。貯藏80 d時(shí),6.42 mg/m3和10.7 mg/m3臭氧處理組的脫粒率分別達(dá)20%和28%,高于對(duì)照組,而14.98 mg/m3臭氧處理組脫粒率在80 d時(shí)低于對(duì)照組。葡萄是一種非呼吸躍變型果實(shí),而果實(shí)莖和穗軸具有較高的呼吸峰值。試驗(yàn)結(jié)果表明,14.98 mg/m3臭氧處理可以抑制葡萄果粒的脫落。
PPO可催化果實(shí)內(nèi)部酚類(lèi)和花青素氧化成醌,醌因?yàn)榫酆献饔卯a(chǎn)生褐色物質(zhì),從而導(dǎo)致果實(shí)褐變,PPO酶活性越強(qiáng),其褐變?cè)娇靃19]。由圖7可知,貯藏20 d時(shí),三種處理均處均處于上升趨勢(shì),且10.7 mg/m3臭氧處理在貯藏第40天達(dá)到峰值0.38 U/g,而6.42 mg/m3臭氧處理在貯藏第40天后則呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì),在貯藏第80天時(shí)PPO活性為0.30 U/g,與14.98 mg/m3臭氧處理組之間差異顯著(P<0.05)。其中,14.98 mg/m3臭氧較其他處理效果較好,在整個(gè)貯藏期間一直處于較低水平,貯藏至80 d時(shí),其活性為0.20 U/g,在整個(gè)貯藏期間可有效抑制果實(shí)的褐變。
植物組織在衰老過(guò)程中,膜脂的過(guò)氧化作用不斷加強(qiáng)[20-21],CAT可催化葡萄果實(shí)內(nèi)部的過(guò)氧化氫分解為水和分子氧,從而減輕過(guò)氧化氫對(duì)組織的傷害。如圖8所示,三種處理均高于對(duì)照組,不同濃度的臭氧處理對(duì)延緩CAT活性的下降均有效果。其中,10.7 mg/m3臭氧處理在貯藏第40天時(shí)開(kāi)始緩慢下降,貯藏至第80天時(shí)下降到542.11 U/g,低于其他兩組處理,而6.42 mg/m3與14.98 mg/m3臭氧處理組在整個(gè)貯藏期間變化較平緩,貯藏至第80天14.98 mg/m3處理的CAT活性最高,為735.98 U/g,與對(duì)照組之間差異顯著(P<0.05),而6.42 mg/m3臭氧處理組僅次于14.98 mg/m3臭氧處理組,為542.11 U/g,說(shuō)明14.98 mg/m3與6.42 mg/m3臭氧處理均可有效保持CAT活性,提高貯藏品質(zhì)。
本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)三種濃度臭氧處理的玫瑰香葡萄的可溶性固形物、可滴定酸含量和硬度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)。貯藏80 d時(shí),14.98 mg/m3臭氧處理的葡萄可溶性固形物含量、還原糖含量、可滴定酸含量和硬度均比對(duì)照組高,葡萄脫粒率低于對(duì)照組,說(shuō)明14.98 mg/m3臭氧處理對(duì)抑制葡萄品質(zhì)的下降有較好的效果;同時(shí)與對(duì)照組相比,14.98 mg/m3臭氧處理可以保持CAT活性,在貯藏過(guò)程中抑制PPO活性的上升。綜上所述,14.98 mg/m3臭氧處理對(duì)玫瑰香葡萄的貯藏效果最好,可延緩葡萄的衰老,提高貯藏品質(zhì)。