張婷婷,郭慧靜,陳國剛
(1.石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000;2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,新疆石河子 832000)
冬棗(Ziziphus jujube cv.Dongzao) 是新疆特色農(nóng)產(chǎn)品之一,別名冰糖棗、雁來紅、廟上福、蘋果棗等,是無刺棗樹的一個(gè)晚熟鮮食品種[1]。新疆冬棗最宜鮮食,維生素含量是蘋果的70倍,梨的100倍,營養(yǎng)極為豐富,被譽(yù)為“活維生素丸”。因此,由于冬棗豐富的營養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的感官品質(zhì),近些年逐漸成為新疆水果市場(chǎng)上供不應(yīng)求的佳品,也被公認(rèn)為品質(zhì)最好的鮮食棗品種[2]。然而,新鮮的冬棗采后貯藏期短,品質(zhì)下降快,極易出現(xiàn)失水皺縮、酒軟霉化、病菌侵染腐爛等問題,從而嚴(yán)重制約了冬棗的貯運(yùn),極大地?fù)p害了冬棗的商品性[3-4]。因此,將貯藏保鮮技術(shù)用于冬棗貯運(yùn)成為亟待解決的問題。
目前,國內(nèi)外對(duì)采后冬棗的研究多集中在貯藏溫度及貯藏方式相關(guān)方面,而對(duì)新型涂膜保鮮劑應(yīng)用于冬棗貯藏保鮮的研究還相對(duì)較少?,F(xiàn)在棗果常用的保鮮技術(shù)主要包括低溫貯藏、氣調(diào)貯藏、減壓貯藏、化學(xué)保鮮等,均可在一定程度上延長鮮棗的貨架期,然而氣調(diào)保鮮設(shè)備費(fèi)用高,對(duì)氣體成分要求精確度較高;化學(xué)保鮮存在環(huán)境污染、殘留物有害健康等問題;減壓貯藏會(huì)使鮮棗失水、風(fēng)味減弱且成本較高[5-6]。現(xiàn)有大量研究表明,保鮮劑涂膜處理能有效延長果蔬的貯藏時(shí)間和貯藏品質(zhì),且污染小、成本低[7]。因此,利用綠色、簡約、高效的保鮮劑,研究涂膜貯藏保鮮對(duì)冬棗貨架期的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一種無毒無味的環(huán)丙烯化合物,也是一種乙烯抑制劑。1-MCP通過阻斷乙烯與受體的結(jié)合途徑,抑制果實(shí)的呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放率,從而抑制乙烯所誘導(dǎo)的后熟老化作用,因此具有良好的保鮮效果[8]。龔霄等人[9]研究發(fā)現(xiàn)0.4 μL/L 1-MCP粉劑處理黃秋葵可以延長保質(zhì)期,且具有最好的保鮮效果。胡波等人[10]研究結(jié)果表明1-MCP粉劑處理能顯著抑制鄂北冬棗的腐爛,減緩營養(yǎng)物質(zhì)的損失,且0.5 μL/L處理保鮮效果最好。然而,粉末型1-MCP揮發(fā)所產(chǎn)生的氣體性質(zhì)不穩(wěn)定、操作誤差較大。相較于粉末型1-MCP,紙片型1-MCP緩釋劑(安喜布,AnsiP-S)具有方便快捷、可精確控制使用濃度的特點(diǎn),已經(jīng)被應(yīng)用于India jujube、Younai plum等果蔬,因此在果蔬保鮮技術(shù)中具有更好的應(yīng)用前景[11]。
大量研究表明,1-MCP可應(yīng)用于不同果蔬的貯藏保鮮過程中,但目前在新疆冬棗貯運(yùn)保鮮中關(guān)于應(yīng)用紙片型1-MCP的研究還相對(duì)較少,針對(duì)新疆冬棗采后涂膜保鮮在貯藏過程中的影響及作用方式還有待研究。試驗(yàn)以新疆冬棗為原料,通過不同濃度紙片型1-MCP處理,研究不同濃度處理對(duì)新疆冬棗貯藏品質(zhì)及相關(guān)酶活性的影響,從而確定最佳的處理濃度,為新疆冬棗的貯藏保鮮提供理論依據(jù)。
1.1.1 原料與試劑
新疆冬棗,采自新疆和田果園,要求成熟度一致、色澤大小均一、無機(jī)械損傷、無病蟲害;冬棗采后于果園中直接放置周轉(zhuǎn)筐內(nèi),立即運(yùn)回石河子大學(xué)食品學(xué)院果蔬貯藏保鮮中心,于4℃下敞口預(yù)冷24 h。
紙片型1-MCP(安喜布,AnsiP-S),臺(tái)灣利統(tǒng)股份有限公司提供;聚乙烯微孔保鮮袋(厚度0.02 mm PE),濟(jì)南果品研究院提供;次氯酸鈉;所用試劑均為分析純。
1.1.2 儀器與設(shè)備
普通冷庫;KQ-200VDE型超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品;GY-2型果實(shí)硬度計(jì),浙江樂清市愛德堡儀器有限公司產(chǎn)品;WAY-Z型自動(dòng)阿貝折光儀,上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;X3R型高速冷凍離心機(jī),美國賽默飛世爾有限公司產(chǎn)品;GC-2014型氣相色譜儀、UV-2600型紫外可見分光光度計(jì),島津中國有限公司產(chǎn)品;EL3002型電子天平,梅特勒-托利多儀器有限公司產(chǎn)品;HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋,常州澳華儀器有限公司產(chǎn)品。
1.2.1 果實(shí)處理
冬棗果實(shí)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的次氯酸鈉溶液浸泡清洗,2 min后取出并用蒸餾水沖洗,于自然條件下晾干。處理后的果實(shí)隨機(jī)分為5組,將果實(shí)置于密封塑料箱中,設(shè)置1-MCP有效濃度分別為0,0.50,1.0,1.50 μL/L,根據(jù)不同質(zhì)量濃度裁剪相應(yīng)面積的紙片型1-MCP,并用少量蒸餾水將1-MCP噴濕后放入不同塑料箱中,然后在20±0.5℃條件下密閉熏蒸24 h。處理后的冬棗果實(shí)裝入微孔保鮮袋,封嚴(yán)袋口并置于塑料箱中,在溫度為0±1℃、相對(duì)濕度約90%的條件下于冷庫內(nèi)貯藏60 d。貯藏期內(nèi)間隔10 d取樣1次,測(cè)定理化指標(biāo)及相關(guān)酶的活性,所有試驗(yàn)進(jìn)行3次重復(fù)。
1.2.2 理化指標(biāo)及抗氧化酶活性的測(cè)定
腐爛率、失重率測(cè)定:隨機(jī)選取50個(gè)冬棗果實(shí),若果實(shí)出現(xiàn)菌斑、流水、霉變等均視為腐爛果實(shí)。按照下列公式計(jì)算:
硬度采用GY-2型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定,可溶性固形物(TSS) 采用阿貝折光儀測(cè)定[12],呼吸強(qiáng)度采用堿吸收法[13]測(cè)定,乙烯釋放速率采用氣相色譜法[14]測(cè)定,多酚氧化酶(PPO) 活性采用鄰苯二酚比色法[15]測(cè)定,超氧化物歧化酶(SOD) 活性采用氮藍(lán)四唑法[16]測(cè)定,過氧化物酶(POD) 活性采用愈創(chuàng)木酚法[17]測(cè)定。
試驗(yàn)結(jié)果采用3次重復(fù)平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(SE)表示,試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin 8.5軟件整理作圖,通過SPSS 19.0軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析(p<0.05)。
果實(shí)腐爛是冬棗貯藏后期造成損失的重要原因,腐爛率是衡量果實(shí)品質(zhì)和保鮮效果的最直觀指標(biāo)。
不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗果實(shí)腐爛率、失重率的影響見圖1。
從圖1(a) 可以看出,果實(shí)隨貯藏時(shí)間的延長腐爛率都逐漸增加,但是處理組的腐爛率上升較緩慢,顯著低于對(duì)照組(p<0.05)。貯藏20 d時(shí)開始出現(xiàn)腐爛;20 d后腐爛率逐漸升高;30 d后腐爛率升高速率上升;貯藏60 d時(shí),CK和0.5,1.0,1.5 μL/L 1-MCP處理的果實(shí)腐爛率分別為31.4%,25.11%,13.02%,18.07%。與CK組相比,不同濃度處理均能抑制果實(shí)腐爛,且1.0 μL/L 1-MCP處理效果最好。
圖1 不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗果實(shí)腐爛率、失重率的影響
圖2 不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗果實(shí)硬度、TSS含量的影響
從圖1(b)可以看出,果實(shí)隨貯藏時(shí)間的延長失重率均逐漸增加,但是CK組的失重率上升較迅速,顯著高于試驗(yàn)組(p<0.05)。貯藏60 d時(shí),CK和0.5,1.0,1.5 μL/L 1-MCP處理的果實(shí)失重率分別為6.11%,4.94%,2.72%,4.43%。與CK組相比,不同濃度處理均能抑制果實(shí)的失重,且1.0 μL/L 1-MCP處理效果最好。
果實(shí)硬度可以反映果實(shí)的成熟度及衰老程度,是評(píng)價(jià)果實(shí)貯藏品質(zhì)的重要依據(jù)。
不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗果實(shí)硬度、TSS含量的影響見圖2。
從圖2(a) 可以看出,在貯藏過程中,處理組果實(shí)硬度下降速率均較CK組低,其中1.0 μL/L 1-MCP處理的果實(shí)硬度下降速率最低,貯藏60 d時(shí)果實(shí)硬度為12.56 kg/cm2,顯著高于其他處理組(p<0.05)。結(jié)果表明,1-MCP可以延緩果實(shí)硬度下降,且濃度為1.0 μL/L時(shí)處理效果最佳。
從圖2(b)可以看出,冬棗TSS含量在貯藏過程中隨著貯藏期的延長呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì);CK組果實(shí)TSS含量貯藏30 d后開始下降,0.5 μL/L 1-MCP處理組果實(shí)貯藏40 d后開始下降,1.0,1.5 μL/L 1-MCP處理組果實(shí)貯藏50 d后開始下降;與CK組相比,處理組TSS含量高峰均推遲出現(xiàn),但處理組果實(shí)TSS峰值與CK峰值無顯著差異(p>0.05)。貯藏60 d時(shí),CK和0.5,1.0,1.5 μL/L 1-MCP處理組果實(shí)的TSS含量分別為31.9%,31.74%,32.42%,32.49%。結(jié)果表明,1.5 μL/L 1-MCP處理可以較好地保持果實(shí)TSS含量。
呼吸作用是果蔬采后最重要的代謝活動(dòng),也是影響果蔬貯藏品質(zhì)的重要原因。
不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗果實(shí)呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放速率的影響見圖3。
從圖3(a)可以看出,呼吸強(qiáng)度在貯藏期間呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì),表明冬棗為非呼吸躍變型果實(shí)。在整個(gè)貯藏期內(nèi),1-MCP處理的冬棗呼吸強(qiáng)度始終低于CK組,貯藏 60 d時(shí),CK和 0.5,1.0,1.5 μL/L 1-MCP處理組果實(shí)的呼吸強(qiáng)度分別為16.38,12.75,11.02,13.66 mg/kg·h,說明1-MCP處理可以有效抑制冬棗的呼吸速率,且濃度為1.0 μL/L時(shí)效果最佳。
從圖3(b)可以看出,乙烯釋放速率和呼吸強(qiáng)度的變化趨勢(shì)相似,均沒有出現(xiàn)最高峰,且隨著貯藏時(shí)間的延長呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)。在貯藏過程中,1-MCP處理的冬棗乙烯釋放速率顯著低于CK組(p<0.05),貯藏 60 d 時(shí),CK 和 0.5,1.0,1.5 μL/L 1-MCP處理組果實(shí)的乙烯釋放速率分別為0.008 4,0.007 2,0.004 3,0.005 1 μL/kg·h,表明 1-MCP 處理可以有效抑制冬棗乙烯的釋放,且濃度為1.0,1.5 μL/L時(shí)處理效果較好。
圖3 不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗果實(shí)呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放速率的影響
圖4 不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗SOD、POD活性的影響
SOD、POD是果實(shí)中重要的抗氧化酶,可以清除自由基、防御活性氧對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害,從而延緩果實(shí)后熟衰老進(jìn)程[18]。
不同濃度1-MCP處理對(duì)冬棗SOD、POD活性的影響見圖4。
從圖4(a)可以看出,處理組和對(duì)照組SOD活性在貯藏過程中均呈現(xiàn)先下降后上升再下降趨勢(shì)。不同處理組貯藏20 d時(shí)SOD活性達(dá)到最小值,貯藏40 d時(shí)CK,1.0,1.5 μL/L 1-MCP達(dá)到最大值,0.5 μL/L 1-MCP處理組在貯藏50 d時(shí)達(dá)到最大值。此外,3個(gè)處理組SOD活性均顯著提高了峰值水平,且0.5 μL/L 1-MCP處理效果較好。
從圖4(b)可以看出,處理組和對(duì)照組POD活性在貯藏過程中均呈現(xiàn)先上升后下降再上升趨勢(shì),不同濃度1-MCP處理并未改變POD活性曲線的變化趨勢(shì)。貯藏10 d時(shí)CK組POD活性達(dá)到最大值;貯藏20 d時(shí)處理組POD活性達(dá)到最大值;貯藏30 d時(shí)CK、1.0 μL/L 1-MCP組POD活性達(dá)到最小值;貯藏40 d時(shí)0.5,1.5 μL/L1-MCP達(dá)到最小值;然后隨著貯藏時(shí)間的延長POD活性逐漸增加。此外,0.5 μL/L 1-MCP處理效果較好,其次為1.0 μL/L 1-MCP處理。
試驗(yàn)通過比較不同濃度1-MCP處理與未經(jīng)處理的冬棗的貯藏品質(zhì),探究1-MCP的保鮮效果及最佳的處理濃度,結(jié)果表明不同濃度1-MCP處理均能有效降低冬棗在貯藏過程中的腐爛率、失重率;延緩硬度的下降,提高可溶性固形物的含量;降低果實(shí)的呼吸強(qiáng)度及乙烯釋放速率,保持其SOD、POD活性。1-MCP熏蒸操作簡單、污染性低,且可以同時(shí)處理大批量產(chǎn)品,已被廣泛應(yīng)用于多種果蔬的保鮮中,試驗(yàn)為1-MCP應(yīng)用于冬棗貯藏保鮮提供了一定的理論依據(jù)。