蔡繼業(yè),房祥軍,韓延超,丁玉庭,陳杭君,吳偉杰,郜海燕,*
(1.浙江工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 310014;2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品采后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310021)
楊梅(Sieb.et Zucc.)是我國(guó)南方的特色水果,色澤艷麗,酸甜爽口,深受消費(fèi)者喜愛(ài)。楊梅營(yíng)養(yǎng)豐富,口感酸甜,富含花色苷等抗氧化物質(zhì),具有較好的保健功能和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。楊梅采收成熟期集中在高溫多雨的夏季,果實(shí)沒(méi)有外果皮,肉柱柔嫩,采后生理代謝旺盛,致使果實(shí)衰老加速,且對(duì)病原微生物的抵抗力下降,造成采后大量的變質(zhì)損耗,因此,找到安全有效的楊梅保鮮方法至為關(guān)鍵。
目前國(guó)內(nèi)關(guān)于楊梅的采后保鮮研究方式主要有低溫保鮮、自發(fā)氣調(diào)保鮮、UV-C處理保鮮、空間電場(chǎng)處理保鮮、減壓保鮮。氣調(diào)貯藏是在低溫貯藏的前提下,通過(guò)調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境內(nèi)的氣體組成(通常是低O濃度),進(jìn)一步降低果蔬的生理代謝,延緩果蔬后熟衰老進(jìn)程,從而達(dá)到保鮮目的的一種保鮮方式。氣調(diào)保鮮方式主要有自發(fā)氣調(diào)包裝(MAP)和人工氣調(diào)(CA)。氣調(diào)在楊梅保鮮上的應(yīng)用目前多以自發(fā)氣調(diào)包裝為主,也有初始充入不同比例氣體的氣調(diào)貯藏研究,但在貯藏過(guò)程中氣體比例會(huì)發(fā)生變化從而影響保鮮效果。蔣巧俊等構(gòu)建了基于自發(fā)氣調(diào)技術(shù)的東魁楊梅保鮮冷鏈體系,試驗(yàn)結(jié)果表明,就地銷售的在產(chǎn)地氣調(diào)箱最長(zhǎng)貯藏期為19 d。Zheng等在廣口瓶通入高比例氧氣,發(fā)現(xiàn)60%以上的氧氣貯藏才對(duì)楊梅腐爛有明顯抑制效果,100%氧氣貯藏9 d腐爛率為7.78%。朱麟等將氣調(diào)箱內(nèi)預(yù)先充入15% CO與自發(fā)氣調(diào)貯藏楊梅對(duì)比發(fā)現(xiàn):好果率大于90%,外形色澤保持較好。楊梅在穩(wěn)定氣體比例環(huán)境中的貯藏的研究罕見(jiàn)報(bào)道,因此,我們研究了不同氣調(diào)處理對(duì)楊梅貯藏品質(zhì)的影響,以期為延長(zhǎng)楊梅采后保鮮期提供參考價(jià)值。
楊梅,品種為東魁,2019年6月采于浙江仙居南豐水果專業(yè)合作社。采摘標(biāo)準(zhǔn)為果實(shí)九成熟、鮮紅色、無(wú)損傷、無(wú)病蟲(chóng)害、大小一致。將新鮮楊梅在4 ℃冷庫(kù)預(yù)冷12 h,將預(yù)冷后的楊梅分為4組分裝于果籃,每籃裝3 kg,置于4個(gè)不同氣體環(huán)境條件的氣調(diào)設(shè)備箱體內(nèi)貯藏,每個(gè)氣調(diào)箱裝楊梅15 kg,共貯藏25 d,每5 d取樣1次,每次取樣1 kg,楊梅去核使用液氮速凍,研缽研磨成粉末用于測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。研究氣調(diào)箱中恒定的不同氣體成分處理對(duì)楊梅貯藏品質(zhì)的影響,每個(gè)處理重復(fù)3次。
YS-XCAB/G401-03型果蔬氣調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,杭州屹石科技有限公司;TD2102電子天平,梅特勒-托利多儀器上海有限公司;MICCRO 17R臺(tái)式離心機(jī),美國(guó)Thermo 公司;UV-9000紫外分光光度計(jì),上海元析儀器有限公司;TA.XT-Plus物性測(cè)定質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro System公司;877 Titrino plus酸堿自動(dòng)滴定儀,瑞士萬(wàn)通公司;LB20T糖度計(jì),廣州市速為電子科技有限公司。
1.3.1 腐爛率
腐爛率=腐爛果數(shù)/總測(cè)定果數(shù),腐爛果實(shí)是指果實(shí)表面發(fā)生霉變、汁液外流、質(zhì)地塌陷等現(xiàn)象,每次取楊梅50個(gè)測(cè)定,重復(fù)測(cè)定兩次。
1.3.2 硬度
采用物性儀測(cè)定硬度,力量感應(yīng)元規(guī)格為0~50 kg,探頭直徑為5 mm,下壓距離為5.0 mm,下降速度為1 mm·s,重復(fù)測(cè)定10個(gè)果實(shí),取平均值,結(jié)果以牛頓(N)表示。
1.3.3 可滴定酸含量
采用自動(dòng)電位滴定儀測(cè)定楊梅可滴定酸含量,取5個(gè)楊梅擠汁測(cè)定,結(jié)果以檸檬酸百分?jǐn)?shù)表示。
表1 不同氣調(diào)設(shè)備箱貯藏條件
1.3.4 可溶性固形物含量
數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定,取5個(gè)楊梅擠汁測(cè)定,結(jié)果以百分?jǐn)?shù)表示。
1.3.5 可溶性糖含量
蒽酮-硫酸比色法,取10個(gè)楊梅去核后液氮研磨成粉,稱取0.3 g樣品于50 mL三角瓶,加入25 mL蒸餾水,用塑料薄膜封口,沸水中提取30 min,重復(fù)提取2次,收集濾液于50 mL容量瓶,吸取0.5 mL提取液于20 mL刻度試管,依次加入1 mL蒸餾水,0.5 mL蒽酮乙酸乙酯試劑和5 mL濃硫酸,充分振蕩后放入沸水中水浴1 min,自然冷卻至室溫,以蒸餾水作空白參比,在630 nm波長(zhǎng)下測(cè)其吸光度。
1.3.6 維生素C含量
參考曹建康等方法,采用分光光度計(jì)法測(cè)定維生素C含量,略有修改。取10個(gè)楊梅去核后液氮研磨成粉,稱取0.5 g樣品,加入10 g·mL三氯乙酸溶液1 mL,4 ℃ 10 000×條件下離心5 min,移取上清液1 mL加入5 g·L的鄰菲羅啉-乙醇溶液1 mL,30℃水浴60 min,534 nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度。
1.3.7 花色苷含量
參考曹建康等方法,采用pH示差法測(cè)定花色苷含量,略加修改。取10個(gè)楊梅去核后液氮研磨成粉,稱取0.5 g樣品,加入10 mL 60%的乙醇在40 ℃條件下浸提2 h,過(guò)濾后吸取1 mL提取液分別用0.2 mol·LKCl-HCl緩沖液(pH 1.5)和1 mol·LNaAC-HAc 稀釋至5 mL,用蒸餾水做參比對(duì)照,測(cè)定510 nm處吸光度,結(jié)果以每克鮮樣所含矢車菊素-3-葡萄糖苷毫克數(shù)表示。
1.3.8 總酚含量
采用福林酚比色法,取10個(gè)楊梅去核后液氮研磨成粉,稱取1 g樣品于10 mL離心管,加入60%乙醇5 mL,超聲提取30 min,取0.5 mL提取液于20 mL具塞試管,蒸餾水定容至6 mL,搖勻,再加1 mL福林酚,搖勻1 min后加入7.5%碳酸鈉溶液1.5 mL,定容。室溫避光平衡30 min,760 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。
1.3.9 丙二醛含量
采用硫代巴比妥酸法,略加修改。取10個(gè)楊梅去核后液氮研磨成粉,稱取樣品1 g于離心管中,加入5 mL 0.1 mol·L磷酸緩沖液(pH 6.8,含1% PVP),冰浴放置,于4 ℃ 10 000×下離心30 min。取1 mL酶提取液,加入3 mL 0.5% TBA,然后在沸水中煮沸20 min,冷卻后,在450、532、600 nm下測(cè)定其吸光度。
1.3.10 過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)活性
紫外分光光度法。取10個(gè)楊梅去核后液氮研磨成粉,稱取樣品1 g,加入5 mL pH 7.8的Tris-HCl緩沖液,在4 ℃ 10 000×離心15 min,移取上清液0.2 mL,加入緩沖液3 mL,0.75%的過(guò)氧化氫溶液0.4 mL,測(cè)定240 nm處3 min內(nèi)吸光度的變化。
1.3.11 過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)活性
愈創(chuàng)木酚法測(cè)定。取10個(gè)楊梅去核后液氮研磨成粉,稱取樣品1 g,加入5 mL的0.1mol·L的磷酸緩沖液(pH 6.8),在4 ℃ 10 000×條件下離心10 min,移取0.4 mL上清液,加入0.2 mL 6 mmol·L愈創(chuàng)木酚,2.4 mL 5 mmol·L的過(guò)氧化氫于20 mL具塞試管,混勻,在470 nm處測(cè)定吸光度在3 min內(nèi)的變化。
使用Origin 9.1進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖,使用SPSS 22.0中的鄧肯多重比較進(jìn)行顯著性差異分析,<0.05表示差異顯著。
腐爛率是直接反映楊梅貯藏品質(zhì)的感官指標(biāo)。由圖1-A可知,在貯藏期間腐爛率呈上升趨勢(shì),所有處理在貯藏前5 d均未出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象,從第10天開(kāi)始,腐爛率大幅上升,在貯藏25 d時(shí),空氣對(duì)照組楊梅的腐爛率已高達(dá)20%,各氣調(diào)處理組楊梅的腐爛率始終顯著低于對(duì)照組(<0.05),而4%~6% O+8%~10% CO、4%~6% O+14%~16% CO、4%~6% O+20%~22% CO組的腐爛率分別是12%、9%和13%。氣調(diào)貯藏可有效降低楊梅采后腐爛發(fā)生,其中4%~6% O+14%~16% CO組對(duì)楊梅腐爛率抑制效果明顯優(yōu)于其他處理組,腐爛發(fā)生率最低。
硬度是反映果實(shí)耐貯性的重要指標(biāo),硬度大小與果實(shí)后熟衰老密切相關(guān)。由圖1-B可知,楊梅硬度在整個(gè)貯藏期間呈下降趨勢(shì),空氣對(duì)照組下降速率比處理組快,在5 d時(shí),4%~6% O+14%~16% CO組的硬度顯著高于其他組(<0.05),貯藏25 d時(shí),氣調(diào)處理組硬度均高于對(duì)照組,并有顯著差異(<0.05)。對(duì)照組硬度僅為初始硬度的65%。
不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。
可滴定酸與楊梅風(fēng)味密切相關(guān),在楊梅果實(shí)貯藏期間由于呼吸作用而被不斷消耗。由圖2-A可以看出,可滴定酸在整個(gè)貯藏期間呈下降趨勢(shì),空氣對(duì)照組下降最為迅速,氣調(diào)處理組緩慢下降,20 d開(kāi)始?xì)庹{(diào)處理組可滴定酸含量顯著高于對(duì)照組(<0.05),其中4%~6% O+14%~16% CO組顯著高于其他處理組(<0.05),說(shuō)明4%~6% O+14%~16% CO組可有效抑制楊梅可滴定酸的下降。
可溶性固形物主要含有糖、酸、色素等可溶性物質(zhì),可有效反映果蔬的貯藏期間品質(zhì)變化。由圖2-B可知,貯藏期間可溶性固形物含量呈下降趨勢(shì),貯藏5 d時(shí)氣調(diào)處理組可溶性固形物含量顯著高于對(duì)照組(<0.05),貯藏25 d時(shí),氣調(diào)處理組和對(duì)照組可溶性固形物含量持續(xù)下降,氣調(diào)處理組可溶性固形物含量下降緩慢,而且整體處于較高水平,4%~6% O+20%~22% CO與4%~6% O+8%~10% CO處理組之間無(wú)顯著性差異。
楊梅中可溶性糖主要由蔗糖、葡萄糖、果糖構(gòu)成,是楊梅甜味的主要來(lái)源物質(zhì)。由圖2-C可知,在貯藏期間可溶性糖含量呈下降趨勢(shì),25 d時(shí)氣調(diào)處理組可溶性糖含量顯著高于對(duì)照組(<0.05),4%~6% O+20%~22% CO與4%~6% O+8%~10% CO氣調(diào)處理組之間沒(méi)有顯著性差異,25 d對(duì)照組可溶性糖含量為5.53%,僅為0 d的71.08%,而氣調(diào)處理組中4%~6% O+20%~22% CO組含量最低,是0 d的74.29%。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氣調(diào)貯藏可有效延緩可溶性糖含量的下降,其中4%~6% O+14%~16% CO組效果較好。
圖2 不同氣調(diào)處理對(duì)楊梅可滴定酸、可溶性固形物和可溶性糖含量的影響
維生素C是楊梅果實(shí)重要的營(yíng)養(yǎng)成分和抗氧化物質(zhì)。由圖3-A可知,維生素C含量在貯藏期間呈下降趨勢(shì),從第15天開(kāi)始?xì)庹{(diào)處理組維生素C含量顯著高于對(duì)照組(<0.05),4%~6% O+14%~16% CO組維生素C含量始終高于其他組,到25 d時(shí)含量為初始值的70.32%。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氣調(diào)貯藏可減緩楊梅維生素C的降解速率,4%~6% O+14%~16% CO組保鮮效果較好。
花色苷是一種水溶性多酚類化合物,具有抗氧化,抗炎癥、預(yù)防肥胖等多種功效。由圖3-B可知,花色苷含量呈下降趨勢(shì),貯藏期間對(duì)照組顯著低于氣調(diào)處理組(<0.05),氣調(diào)處理組是緩慢下降的,貯藏15~25 d 4%~6% O+14%~16% CO組含量高于其他氣調(diào)處理組,至25 d貯藏結(jié)束,4%~6% O+14%~16% CO組含量是0 d的61.69%,對(duì)照組只有0 d的32.69%,本實(shí)驗(yàn)表明,氣調(diào)貯藏可以維持楊梅較高花色苷含量,保持較高的抗氧化活性,其中4%~6% O+14%~16% CO組效果較好。
酚類具有很高的抗氧化能力,能清除自由基并保持細(xì)胞內(nèi)活性氧代謝平衡,楊梅中富含酚類物質(zhì),可減少自由基對(duì)果實(shí)的氧化損傷。由圖3-C可知,貯藏期間,總酚含量呈下降趨勢(shì),貯藏10 d開(kāi)始,氣調(diào)處理組總酚含量顯著高于對(duì)照組(<0.05)。貯藏25 d時(shí),對(duì)照組總酚含量較0 d下降48.78%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氣調(diào)處理可以延緩總酚含量下降,其中4%~6% O+14%~16% CO組效果較好。
圖3 不同氣調(diào)處理對(duì)楊梅維生素C、花色苷、總酚含量的影響
丙二醛(MDA)是膜脂過(guò)氧化的主要產(chǎn)物,含量多少反映了細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的程度大小。由圖4可知,在貯藏期間MDA含量呈上升趨勢(shì),其中對(duì)照組上升幅度最大,25 d含量是2.51 nmol·g,含量較0 d上升52.43%。氣調(diào)處理組在25 d與對(duì)照組相比具有顯著性差異(<0.05),4%~6% O+8%~10% CO組、4%~6% O+14%~16% CO組、4%~6% O+20%~22%CO組含量分別是2.31 nmol·g、2.14 nmol·g、2.39 nmol·g較0 d增加40.85%、30.49%、45.73%,說(shuō)明高CO濃度可以抑制膜脂過(guò)氧化進(jìn)程。
圖4 不同氣調(diào)處理對(duì)楊梅MDA含量的影響
過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)和過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)是清除自由基的主要抗氧化酶,可降低活性氧代謝水平。CAT廣泛存在于植物細(xì)胞,可催化過(guò)氧化氫(HO)分解為HO和O,防止或減輕HO的直接或間接損害,POD是植物對(duì)膜脂過(guò)氧化的酶促防御系統(tǒng)中一種重要保護(hù)酶,可以降低果蔬體內(nèi)自由基的積累。由圖5-A可知,CAT活性在貯藏過(guò)程中呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),各組均在15 d達(dá)到活性高峰,此時(shí)對(duì)照組與氣調(diào)處理組差異顯著(<0.05),處理組之間無(wú)顯著差異,至25 d貯藏結(jié)束,氣調(diào)處理組均有較高的酶活性,其中4%~6% O+14%~16% CO組高于其他處理組,較0 d上升了6.05%,對(duì)照組在25 d較0 d上升了0.86%。由圖5-B可知,在整個(gè)貯藏期間,POD活性呈先上升后下降的趨勢(shì),對(duì)照組在10 d達(dá)到活性高峰,氣調(diào)處理組在20 d達(dá)到活性高峰,15 d對(duì)照組與氣調(diào)處理組之間具有顯著差異(<0.05),達(dá)到活性高峰后,開(kāi)始下降,25 d時(shí)4%~6% O+14%~16% CO組POD活性顯著高于其他組(<0.05),POD活性是初始活性的182.37%,而對(duì)照組則降為初始值的89.91%。
圖5 不同氣調(diào)處理對(duì)楊梅CAT、POD活性的影響
楊梅采后由于呼吸作用劇烈,導(dǎo)致果實(shí)快速衰敗,通過(guò)氣調(diào)方式降低呼吸消耗強(qiáng)度是延長(zhǎng)貯藏時(shí)間的有效途徑。O含量在3.8%~7.9%范圍內(nèi)可以有效降低呼吸強(qiáng)度,抑制霉變發(fā)生,過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致無(wú)氧呼吸,產(chǎn)生乙醇味。楊梅在氣調(diào)貯藏時(shí)環(huán)境中CO含量不宜超過(guò)25%,否則會(huì)導(dǎo)致氧氣比例下降過(guò)大,造成果實(shí)厭氧發(fā)酵,產(chǎn)生乙醇和乙醛,影響風(fēng)味和口感。朱麟等研究發(fā)現(xiàn),楊梅(荸薺種)在人工氣調(diào)條件下,相比10%和20%的CO濃度,具有更好的保鮮效果。戚行江等同樣以東魁楊梅為試材,對(duì)自發(fā)氣調(diào)和充氮?dú)庹{(diào)對(duì)楊梅貯藏品質(zhì)影響進(jìn)行研究,貯藏16 d發(fā)現(xiàn)低O高CO可有效抑制乙烯釋放,提高好果率。
氣調(diào)貯藏可減緩楊梅抗氧化物質(zhì)(維生素C、花色苷和酚類)的降解速率,4%~6% O+14%~16% CO組保鮮效果較好。李秀環(huán)采用預(yù)充入氣體的方式貯藏楊梅,在2℃條件下往已裝好楊梅的聚氯乙烯盒內(nèi)充入8% O、8% CO、84% N密封后貯藏,結(jié)果表明,氣調(diào)可以維持較高的維生素C和花色苷含量,且能更好的保持抗氧化能力和色澤。楊梅在氣調(diào)貯藏過(guò)程中,維生素C、花色苷與總酚含量始終高于對(duì)照組的原因可能是:隨著活性氧的積累,MDA含量上升,誘導(dǎo)了抗氧化物質(zhì)的合成,從而提高楊梅的抗氧化能力。另外,在其他水果上也發(fā)現(xiàn),氣調(diào)保鮮可延緩維生素C的降解,如哈密瓜、獼猴桃等。
東魁楊梅果肉嬌嫩,采后品質(zhì)容易發(fā)生劣變,本研究發(fā)現(xiàn)適宜的氣體配比可以減緩維生素C、花色苷、總酚、TA、TSS含量下降,并且維持較高的CAT與POD活性。東魁楊梅在楊梅在0~2℃,相對(duì)濕度80%~90%,氣體組分(4%~6% O+14%~16% CO)條件下貯藏25 d,貯藏品質(zhì)較好,腐爛率僅為9%。楊梅作為南方山區(qū)農(nóng)民增收的作物,延長(zhǎng)其貯藏時(shí)間,可以極大減少損失,氣調(diào)貯藏在這方面具有廣闊的應(yīng)用前景。