高氧处理对采后桑椹呼吸强度及其保鲜效果的影响

殷 浩,佟万红,刘 刚,*,王振江,李 勇,黄盖群,危 玲

(1.四川省农业科学院蚕业研究所，四川南充 637000；2.四川省蚕业科技开发总公司，四川南充 637000；3.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东广州 510610；4.湖北省农业科学院经济作物研究所，湖北武汉 430064)



高氧处理对采后桑椹呼吸强度及其保鲜效果的影响

殷 浩1,2,佟万红1,刘 刚1,*,王振江3,李 勇4,黄盖群1,危 玲1

(1.四川省农业科学院蚕业研究所，四川南充 637000；2.四川省蚕业科技开发总公司，四川南充 637000；3.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东广州 510610；4.湖北省农业科学院经济作物研究所，湖北武汉 430064)

为探索高氧气调处理对采后桑椹的保鲜效果,以果桑品种“蜀椹1号(Mours alba L)”为材料,研究了成熟桑椹在空气、25%、50% O2、75%和100% O2条件下贮存10d过程中呼吸强度和品质的变化。结果表明,高氧处理可以显著降低桑椹的呼吸强度、腐烂指数和失重率,并显著提高其硬度、可滴定酸、可溶性固形物、总酚物质和黄酮类化合物,且随着氧气浓度的增大,其效果愈发显著。本文为高氧气调贮藏技术在桑椹保鲜中的应用提供依据。

桑椹,高氧处理,呼吸强度,保鲜

近十年,我国果桑产业发展迅猛,大量桑椹相关产品也已上市流通,并深受消费者喜爱,但桑椹作为一种浆果,其成熟期短,上市较集中,加之果实柔软多汁、果皮无保护层,易受病害侵染,易霉变,极不耐贮藏和运输,造成采后损失非常严重,严重制约了桑椹相关产业的发展。现阶段,关于桑椹贮存方面的研究较多,基本以低温、气调、防腐杀菌剂为主[1]。在生产上基本以冷冻作为贮存手段,但冷冻方法不仅耗能大,而且容易发生“冻害”现象,较严重的影响了桑椹的品质。

气调保鲜,在一定的封闭体系内,通过各种调节方式得到不同于正常大气组分的调节气体,抑制导致食品变败的生理生化过程及微生物的活动,达到储藏保鲜的目的。但是,由于新鲜水果的呼吸性质,传统气调易造成有害的厌氧条件(O2小于2%和CO2大于20%)。O2浓度过低导致水果无氧呼吸增强,过多地消耗了体内养分,影响了水果的品质和营养价值。同时,无氧呼吸所生成的乙醛和乙醇等异味物质还会影响水果的风味[2]。

高氧处理是近年来提出的一种新型果蔬防腐保鲜技术,可弥补传统气调在果蔬贮藏过程中易发生低O2和高CO2伤害的缺点,在一定程度上减少了对采后果蔬品质的不利影响。自从英国学者Day等[3]于1996年提出采后果实的自发气调贮藏包装(MAP)技术以来,国内外有关高氧对园艺产品采后的生理影响的研究逐渐增多。研究结果表明,高氧处理对不同的果蔬的保鲜效果不同,它对葡萄柚、柠檬、鲜切蘑菇、荔枝、香蕉等的保鲜效果较差,甚至会起到反作用；而对桃、苹果片、鲜切梨、枇杷、草莓等却表现出极好的保鲜效果[4-11]。

本文研究了高氧处理对桑椹采后品质的影响,以探索高氧对桑椹保鲜的作用,为高氧气调贮藏技术在桑椹保鲜中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料 果桑品种为“蜀椹1号”成熟果实,2014年5月8日采摘于四川省农业科学院蚕业研究所果桑基地。采摘时选择标准果型、无机械损伤、无腐烂、无病虫害和成熟度一致的果实置于3kg冷藏箱中,及时运回实验室处理。

1.1.2 仪器 FT-011型果实硬度计 探头直径为8mm,意大利 Fruit TestTM；WYT型手持折光仪 上海科晓科学仪器有限公司；LI-6262 CO2/H2O分析仪 北京市华云分析仪器研究所有限公司。

1.2 实验方法

预冷至5℃后放入宽底玻璃瓶中,每层1kg,共放3层,层间以轻便的塑料网隔离,密封后在(5±1)℃下分别用空气(CK)、25% O2、50% O2、75% O2、100% O2气流连续处理10d,气流先通过蒸馏水瓶加湿,流速为40mL/min,每个处理重复3次。贮藏期间从各处理重复中定期随机取样200g(约50个)测定指标,并从中随机取样20个桑果,测定其呼吸强度、硬度、腐烂指数、失重率,其平均值为1个数据；剩余桑果混合后测定可滴定酸、可溶性固形物、VC、总酚和黄酮类化合物含量。

失重率:失重率(%)=[(贮前果实质量一贮期测定果实质量)/贮前果实质量]×100

腐烂指数:以桑椹果实表面出现水渍状病斑作为果实腐烂的判别依据。按果实腐烂面积大小将果实划分为4级:0级,无腐烂；1级,果面有1～3个小腐烂斑点；2级,腐烂面积占果实面积的25%～50%；3级,腐烂面积大于果实面积的50%。

果实硬度:用果实硬度计测定,每次取10个果实,每果取两个对称部位测定。

可溶性固形物含量用手持折光仪测定；可滴定酸含量用碱滴定法,结果以柠檬酸百分数表示[12]；维生素C含量用2,6-二氯靛酚法[13]；总酚含量采用Folin-Ciocalteu试剂法测定[14]；黄酮类化合物含量:采用比色法测定[15]；呼吸强度:参照刘亭等[16]的方法将500g桑椹在真空干燥器中密封2d,CO2初始浓度和最后浓度的差值即为这段时间内桑椹的交换量(μmol·mol-1),换算后得出呼吸强度(mg·g-1·h-1)。

1.3 数据统计分析

采用EXCEL2010和SAS9.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 高氧处理对桑椹呼吸强度、腐烂指数、失重率及硬度的影响

随着贮存天数的增加,在CK条件下桑椹的呼吸强度呈现先降低后升高的趋势,而在高氧条件下(25% O2、50% O2、75% O2、100% O2)则呈现缓慢降低的趋势,且随着氧气浓度的增高,其呼吸强度也呈显著性(p<0.05)递减。在第2d时,CK的呼吸强度显著性低于高氧处理；在第4d时,CK与50%和75%间没有显著性差异,但显著高于100%,且显著低于25%；从第6d开始,CK显著高于高氧处理。在贮存第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹的呼吸强度分别为71.10、47.83、43.23、36.97、32.67mg·g-1·h-1。Barker等[17]认为高氧抑制了三羧酸(TCA)循环中顺乌头酸酶的活性,导致柠檬酸无法转化成酮戊二酸；但Srilaong等[18]等认为高氧可能抑制了TCA循环中琥珀酸脱氢酶(SDH)活性,抑制琥珀酸向延胡索酸的转化,进而对呼吸起抑制作用；Yip等[19]还认为当氧浓度超过呼吸链末端氧化酶饱和浓度时,O2对呼吸速率起负反馈抑制作用。高氧处理对桑椹呼吸强度的抑制机理还需进一步研究。

随着贮存天数的增加,各贮存条件下桑椹的腐烂指数呈现逐渐增加的趋势。第2d时,高氧处理的桑椹的腐烂指数显著高于CK,100%条件下与75%没有显著差异,但显著低于25%和50%；在第4d时,CK、75%和25%、50%间没有显著差异,但前者显著低于后者,且均显著低于100%；从第6d开始,CK显著高于高氧处理,且随着氧气浓度的增高,其腐烂指数也显著性降低,但在第6d和第8d时,25%和50%间没有显著差异。在贮存第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹的腐烂指数分别为33.73%、25.33%、21.07%、17.93%和14.60%。这应该与高氧处理导致病原微生物体内活性氧产生增加,促进膜脂的过氧化作用,抑制了果蔬中腐败微生物的离体生长[20-21],或与高氧诱导果实本身抗病相关酶活性的提高和抗病相关物质的积累,从而提高果实的抗病性有关。

随着贮存天数的增加,各贮存条件下桑椹的失重率也呈逐渐增大的趋势,且随着氧气浓度的增大,其失重率也基本显著性递减。在第2d时,高氧处理显著高于CK,但25%和50%间没有显著差异；在第4d时,CK和25%间没有显著差异,但均显著高于其它各处理；从第6d开始,高氧处理显著低于CK。在贮存第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹的失重率分别为9.62%、6.54%、5.54%、4.91%和4.54%。这应该是高氧处理降低了桑椹的呼吸强度,间接降低了桑椹水分的消耗。

随着贮存天数的增加,各贮存条件下桑椹的硬度呈现逐渐降低的趋势,且随着氧气浓度的增大,其硬度也呈增高趋势。在第2d时,CK显著高于高氧处理,25%、50%和75%、100%间没有显著差异,但前者显著低于后者；在第4d时,25%、50%和CK、50%间没有显著差异,但CK仍显著高于25%；从第6d开始,CK显著低于高氧处理,25%和50%间没有显著差异。在贮存第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹的硬度分别为8.07、8.69、8.70、9.33、9.48N·cm-2。

这可能是高氧处理能降低桑椹的呼吸强度,抑制果皮软化。

2.2 高氧处理对桑椹中可滴定酸、可溶性固形物和VC含量的影响

随着贮存天数的增加,在CK条件下桑椹的可滴定酸含量呈现先上升后降低的趋势,而高氧处理则主要呈现降低的趋势。在第2d时,高氧处理间没有显著差异,但均显著低于CK；在第4d时,CK仍显著高于高氧处理,50%、75%和100%间没有显著差异,但显著高于25%；从第6d开始,75%和100%间没有显著差异,但基本显著高于其它各处理。在贮存第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹的可滴定酸含量分别为0.34%、0.37%、0.41%、0.44%和0.47%。

图2 高氧处理对桑椹中可滴定酸、可溶性固形物和维生素C含量的影响Fig.2 Effect of high oxygen treatment on the contents of titraTableacidity,soluble solids and vitamin C in mulberry

随着贮存天数的增加,在各贮存条件下桑椹的可溶性固形物含量呈现先上升后降低的趋势。在第2d时,CK显著高于高氧处理；从第4d开始,CK显著低于高氧处理,且基本随着氧气浓度的增大,其可溶性固形物含量也随之显著增高。在贮存第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹的可溶性固形物含量分别为6.30%、7.47%、8.23%、8.67%和9.37%。

随着贮存天数的增加,桑椹中VC含量呈现先升高后降低的趋势。在第2d时,CK的VC含量显著高高氧处理；第4d时,CK、75%和100%间没有显著差异,且均显著高于25%和50%；第6d以后,CK显著低于高氧处理,且随着氧气浓度的增大,其VC含量也基本随之显著增高。第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹中VC含量分别为13.13、18.07、20.20、22.10、24.37mg·100g-1。

由于碳水化合物和有机酸是果实的主要呼吸基质,而且果实的蒸腾失水和呼吸消耗是桑椹贮藏期间失重的主要原因,而高氧处理能抑制桑椹的呼吸强度,所以保持桑椹的可滴定酸和可溶性固形物含量。

2.3 高氧处理对桑椹中总酚和黄酮类化合物含量的影响

随着贮存天数的增加,桑椹中总酚含量呈现先升高后降低的趋势,均在第4d时达到最大,且随着氧气浓度的增大,其总酚含量也随着显著增高,第4d以后尤为明显。第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹中总酚含量分别为309.80、351.23、385.93、400.30、432.03mg·100g-1。

图3 高氧处理对桑椹中总酚和黄酮类化合物含量的影响Fig.3 Effect of high oxygen treatment on the contents of total phenolics and flavonoid in mulberry

随着贮存天数的增加,桑椹中黄酮类化合物含量呈现先升高后降低的趋势,且均在第2d时达到最大。在第2d和第4d时,CK均显著高于高氧处理；在第6d时,各处理间没有显著差异；第8d和第10d时,CK显著低于高氧处理,75%和100%间没有显著差异,且高于25%和50%；第10d时,100%显著高于50%和CK,且50%也显著高于CK。第10d时,CK、25%、50%、75%和100%处理条件下,桑椹中总酚含量分别为0.17%、0.19%、0.21%、0.25%和0.26%。

高氧处理可能是通过提高桑椹中保护酶活性,达到保护桑椹品质的结果,也降低了利用桑椹中的抗氧化物质,如黄酮类物质、多酚、VC等物质的消耗。

3 结论

高氧处理对采后的桑椹的品质具有显著的保护作用,且随着氧气浓度的增大,其保护效果愈发显著。高氧处理可以显著降低桑椹的呼吸强度、腐烂指数和失重率,并显著提高其硬度、可滴定酸、可溶性固形物、总酚物质和黄酮类化合物,且100% O2处理效果最佳。

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Effect of high oxygen treatment on the respiratory rate and preservation of mulberry

YIN Hao1,2,TONG Wan-hong1,LIU Gang1,*,WANG Zhen-jiang3,LI Yong4,HUANG Gai-qun1,WEI Ling1

(1.The Sericultural Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Nanchong 637000,China;2.Sericulture Technology Development Corporation in Sichuan Province,Nachong 637000,China;3.The Sericulture and Farm Products Processing Research Institute of Guangdong,Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou 510610,China;4.Institute of Economic Crops,Hubei Academy of Agricultural Science,Wuhan 430064,China)

In this paper,the effect of high oxygen treatment on respiratory rate and quality of mulberry during storage time were discussed.Freshly harvested mulberry(Mours alba L)were placed in jars respectively with air,25% O2,50% O2,75% O2and 100% O2at 5℃ for 10d,and its respiratory rate and main qualities were detected.The results indicated that high oxygen treatments could significantly reduce the respiratory rate,the decay index,weight loss,while significantly improved its hardness and the contents of titraTableacidity,soluble solids,vitamin C,total phenolic substances and flavonoids,of mulberry in the storage time. The effect were increasingly significant with the oxygen concentration increases.

mulberry;high oxygen treatment;respiratory rate;preservation

2014-07-10

殷浩(1980-),男,硕士,副研究员,主要从事蚕桑综合利用方面的研究。

*通讯作者:刘刚(1974-),男,博士,研究员,主要从事桑树栽培育种及综合利用方面的研究。

四川省财政创新能力提升工程青年基金项目(2014QNJJ-015);四川省创新能力提升工程专项资金项目(2014CGPY-012)；四川省创新能力提升工程专项资金项目(2013XXXK-016)；四川省技术创新项目计划(2013019)。

TS255.3

A

:1002-0306(2015)09-0306-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.09.058