甜瓜贮藏保鲜技术研究
2016-02-19马小才廖新福
马小才,廖新福,杨 军
新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所,新疆吐鲁番 838200
甜瓜贮藏保鲜技术研究
马小才,廖新福,杨 军
新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所,新疆吐鲁番 838200
本文从甜瓜的物理、化学、生物保鲜技术等方面,阐述了甜瓜果实贮藏保鲜技术的现状。
甜瓜;贮藏保鲜;生理生化
甜瓜一年生蔓性草本植物,果实营养丰富,是一种色、香、味俱佳的重要世界性水果。我国是甜瓜重要起源地之一,生产历史悠久,种植面积和产量居世界第一位。新疆是厚皮甜瓜的主要产区,果实甘甜,清爽芳香,风味独特,营养丰富,并且具有治疗和保健等药用价值,种植效益高,因此备受广大消费者青睐[1,2]。
由于甜瓜的生产周期性和地域性等特点,造成甜瓜成熟时大量涌入市场,形成市场短期积压,新疆又地处我国西北边陲,地域辽阔,与内地及周边国家的交通运输路线较长,加上甜瓜糖度较高,水分含量大,采后处理和贮运不当,后熟过程中易发生霉变和腐烂,给贮藏运输、延长销售时间等带来巨大困难,降低了甜瓜的商品价值,造成大量的经济损失[3]。
甜瓜在贮藏和运输过程中发生腐烂和变质的原因除了病虫害、机械损伤、温湿度管理不善以及O2、CO2浓度不适外,还有一个重要的影响因素就是外源乙烯[4]。因此,研究甜瓜的贮藏保鲜,对延长其货架期具有十分重要的现实意义,而解决这一问题的关键就是开展甜瓜贮藏保鲜机理与技术的研究。
1 物理保鲜技术
1.1 低温贮藏
低温贮藏是一种常用的果实贮藏保鲜方法,但是非冻结点的低温贮藏时使得果实不能充分成熟,果实表面出现冻害症状,果肉褐变等一系列冷害症状。刘芳等[5]研究发现,低温下贮藏的甜瓜发病晚、感病轻;低温还可以延缓厚皮甜瓜呼吸高峰的出现及细胞膜完整性的破坏、减缓甜瓜可溶性固形物的消耗,从而延缓甜瓜果实的成熟衰老,具有良好的保鲜效果。在甜瓜未受冷害的温度范围内,温度越低贮藏效果越明显,可有效的延缓果实的后熟,也能有效的抑制致病微生物,但甜瓜果实对低温较敏感,易发生冷害[6]。据报道,甜瓜的冷害的临界温度在3℃,白兰瓜类对冷害更敏感,8℃就发生冷害[7]。
1.2 热处理
所谓热处理,一般是指高于果实成熟时的温度对果实进行一种采后处理技术,旨在控制果实病虫害,延缓果实衰老。张辉等[8]以新疆“早皇后”甜瓜为试验材料,用40、50、60℃的不同水温对甜瓜分别进行2、3、4 min的浸渍处理,研究了热处理对甜瓜采后品质的影响。结果表明:不同的热处理均能降低甜瓜腐烂程度,延缓呼吸高峰的出现,减缓甜瓜可溶性固形物的消耗,抑制甜瓜的软化,较好的保持甜瓜的品质,有效延长了甜瓜的贮藏期。在50℃水温下浸泡处理3 min对甜瓜品质保持的效果最为明显。
1.3 气调贮藏
气调贮藏是指通过贮藏环境的气体成分和比例及环境的温度和湿度来延缓果皮的储藏寿命和货架期的一种技术。气调贮藏按气调方式可分为自然将氧的自发气调贮藏(MA)和采用人工快速降氧的机械气调库贮藏(CA)。1999年,高丽朴等[9]研究了在 15℃条件下,不同 O2浓度(21%、10%、5%、3%)和 不同CO2浓度 (0.2%、5%、10%、15%)的气体组合贮藏网纹甜瓜对其品质的影响,结果表明:在15℃条件下网纹甜瓜气体贮藏最佳的气体条件是O2浓度3%-5%,CO2浓度0-5%;3%的低O2对保持网纹甜瓜的硬度具有重要作用。王文生等[10]研究结果表明,在 6℃贮藏条件下,CA贮藏能显著抑制甜瓜的呼吸强度,降低了失重率,延缓了果实衰老,而且有效地抑制了果肉硬度、可溶性固形物和还原糖含量的下降,降低了果实的腐烂程度,保持了较好的品质和风味。
1.4 臭氧保鲜
臭氧(O3)是一种具有特殊气味的不稳定的淡蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力且在空气和水中会逐渐分解成氧气,无任何残留、不会积累任何有毒物质,在一定程度上能够氧化分解果蔬生理代谢产生的乙烯气体,延缓果实衰老,所以被用于保鲜和加工等领域。对于臭氧的杀菌机理,Scott等[11]和 Murray[12]等认为,臭氧可以分解产生新生态原子氧,这种原子氧的氧化能力相当强,能快速穿过细菌、霉菌等病原微生物的细胞壁、细胞膜,使细胞膜成分受到损失,导致细胞膜透性增加,细胞内部物质外流,并继续渗透破坏膜内组织,使菌体蛋白质变性、酶系统破坏,直至杀死。
刘晋联等[13]研究了不同温度、不同浓度臭氧和保鲜剂溶液处理对哈密瓜呼吸强度及贮藏效果的影响,结果表明,浓度为 1.0 mg/L、2.5 mg/ L、5.0 mg/L的臭氧溶液处理哈密瓜可以有效地降低其贮藏期间的呼吸强度;低温有利于降低哈密瓜的呼吸强度,其中4℃是最佳的贮藏温度,2℃会使哈密瓜发生冷害;500 mg/L、750 mg/L、1 000 mg/L浓度的伊麦唑与伊源果蜡复合使用能够降低哈密瓜呼吸强度,但3个处理组之间对瓜呼吸起到影响的差异不大。
2 化学保鲜技术
2.1 1-MCP处理
1-甲基环丙烯 (1-methylcyclopropene,1-MCP)是一种环丙烯类化合物,液体状态下很不稳定,但在常温下无异味并以气体状态存在,为近年来发现的一种新型乙烯受体抑制剂,它可以阻断乙烯受体与乙烯的正常结合,从而延缓果实衰老。刘忠德[14]证实了1-MCP对甜瓜采后的保险作用,其延缓了甜瓜硬度下降的速度,减慢了可溶性固形物的生产速度,有效延长了甜瓜的货架期,保持了甜瓜的鲜食品质与风味。
韩育梅等[15]研究了1-MCP对河套蜜瓜冷藏后货架期品质的影响,结果表明:300 nL/L浓度的1-MCP处理后的河套蜜瓜,在8℃下贮藏后,货架期河套蜜瓜的乙烯释放量减少,呼吸跃变高峰和乙烯高峰的出现时间得以延迟,硬度和营养品种下降减慢,转黄和腐烂速度明显抑制。用300 nL/L浓度的1-MCP处理河套蜜瓜的货架期可以比对照延长约6 d-8 d,达到14 d-16 d,而且冷藏时间越短1-MCP作用效果越明显。
2.2 钙处理
钙是细胞壁的重要组成部分,Ca2+与细胞壁果胶多糖形成络合物,增强细胞壁强度,保护细胞壁不受降解酶影响,从而稳定细胞壁结构[16]。而且,钙还参与调节果实的许多生理生化代谢过程[17]。
果实的补钙方式有2种:采前补钙和采后补钙。采用采后浸钙的方式对甜瓜果实进行补钙,甜瓜的贮藏时间比对照组比较延长了24%,成为一种含有高钙的营养瓜。Ben Hardin等[18]通过对采后甜瓜进行钙处理发现,经过处理的甜瓜果实变软的速度慢了,货架期明显延长了。
2.3 草酸
草酸 (OA)是作为一种植物体存在的有机酸,具有良好的溶解性,无残留,对人体无毒、无污染。邓建军等[19]研究了草酸处理对“银帝”甜瓜采后病害及果实品质的影响。结果表明:在25 mmol/L至200 mmol/L的处理浓度范围内,以50 mmol/L处理对损伤接种Trichothecium roseum的抑制效果最好,更高浓度(100、200 mmol/L)处理并未进一步提高抑制效果,也未对果实产生伤害。
3 生物保鲜技术研究
3.1 壳聚糖
壳聚糖是α-氨基-D-葡胺糖通过β-1,4-苷键连结成多糖类生物大分子,是当今国际正兴起的一种高效、无毒、低成本、操作容易且具有极显著效果的天然保鲜剂。壳聚糖溶解后处理果实,在果实表面形成一种半透膜,该膜具有抑制果实的呼吸强度、防止果实失水、阻止微生物的侵染等作用[20]。
谢东锋等[21]研究表明,采前壳聚糖处理可有效降低甜瓜果实采后病害的真菌侵染率、Alternaria alternata和Fusarium spp.的潜伏侵染率。随着处理次数的增加,潜伏侵染率依次降低,其中以4次处理效果最好。此外,采前壳聚糖3次和4次处理还可以有效抑制采后果实损伤接种A.alternata和F.semitectum病斑面积的扩大。
3.2 涂膜保鲜
果蜡作为果蔬涂膜保鲜剂,涂在果蔬表面形成一层蜡状薄膜,能起到隔离、杀菌和防止水分蒸发,延缓果实衰老,延长果实保质期的作用。陈存坤等[22]用果蜡涂膜保鲜剂对甜瓜进行处理,其研究表明,在2℃贮藏条件下伽师瓜采用果蜡涂膜处理可明显地抑制果肉硬度、可溶性固形物的下降,显著地抑制伽师瓜的呼吸强度,降低果实衰老速度,并能较好地保持伽师瓜的品质与风味,延长保质期,提高伽师瓜的商品价值。王兰菊等[23]采用魔芋精粉涂膜甜瓜,可显著减少甜瓜常温贮藏过程中水分的蒸发,抑制呼吸速率,延缓果实衰老进程。
近年来,随着人们生活水平的提高,“有机产品”日益兴起,为广大消费者提供新鲜、营养、无污染的优质甜瓜成为甜瓜产业化发展的新趋势。虽然国内外在甜瓜果实采后生理和贮藏保鲜方面取得了新的进展,但是许多技术都是单一的,单一的贮藏保鲜技术已不能满足当前贮藏保鲜技术发展的需求,而且这些技术在实施上存在很大的差距。因此,我们应加强甜瓜贮藏保鲜技术的研究,提高甜瓜贮藏保鲜科技产业的创新能力。
[1]陈存坤,王文生,高元惠,等.新疆厚皮甜瓜采后病害及主要病原真菌的分离与鉴定]J].保鲜与加工,2008(6): 54-56.
[2]刘鑫海,王祺,周洪友.甜瓜采后病害生防细菌的鉴定及生理生化特性测定[J].华北农学报,2008,23(3):185-189.
[3]中国园艺学会西甜瓜协会.中国西瓜甜瓜[M].北京:中国农业出版社,2000.
[4]刘道宏.果蔬采后生理 [M].北京:中国农业出版社, 1993.
[5]刘芳,董生俊,陈年来.贮藏温度对甜瓜果实采后病害和胜利代谢的影响[J].食品科技,2005(1):84-87.
[6]王坚.中国西瓜甜瓜[M].北京:中国农业出版社,2000.
[7]陈年来,王霞霞,张玉鑫,等.采后不同处理对甜瓜果实温度变化的影响[J].中国西瓜甜瓜,2003,(3):4-6.
[8]张辉,耿守东,王静.热处理对采后甜瓜品质的影响[J].北方园艺,2008(2):20-22.
[9]高丽朴,山下市二.气调贮藏不同气体成分对网纹甜瓜品种的影响[J].中国西瓜甜瓜,1999(4):18-21.
[10]王文生,陈存坤,冯炯琦,等.气调贮藏对新疆厚皮甜瓜采后生理及贮藏效果的影响[J].农产品加工,2008(4): 67-69.
[11]ScottD B M,Lesher E C.Effectofozone on survivaland permeability ofEscherichia coli[J].J Bacteriol,1963(85):567-576.
[12]Murray R G,Pamela S,Elson H E.Location of mucopeptide of selection of the cell of E.coli and other gramnegative bacteria[J].Can J Microbiol,1965 (11):547-560.
[13]刘晋联,郝玲英.臭氧、保鲜剂及温度对哈密瓜呼吸强度及贮藏效果的影响[J].山西气象,2007(3):18-20.
[14]刘忠德.甜瓜采后1-MCP处理常温贮藏的效果[J].长江蔬菜,2007(8):43-44.
[15]韩育梅,张少英,徐莉莉,等.1-甲基环丙烯(10MCP)对河套蜜瓜冷藏后货架期品质的影响[J].食品研究与开发,2007,128(10):157-159.
[16]White P J,Broadley M R.Calcium in plants[J].Ann Bot,2003,92:487-511.
[17]肖静,杨洪强.钙延缓果实衰老软化的生理机制[J].植物生理学通报,2003,39(4):380-384.
[18]Ben Hardin,Jill Lee,徐永阳.美国甜瓜的钙处理研究[J].中国西瓜甜瓜,2000(4):36-37.
[19]邓建军,毕阳,谢东锋,等.草酸处理对厚皮甜瓜采后病害及果实品质的影响[J].甘肃农业大学学报,2008,43 (1):82-86.
[20]彭苏梅,刘刚.壳聚糖对低温贮藏草莓果实品质的影响[J].江西园艺,2004(4):12-13.
[21]谢东锋,毕阳,邓建军,等.采前壳聚糖对厚皮甜瓜果实潜伏侵染及其采后主要病害的控制[J].甘肃农业大学学报,2008,43(2):96-99.
[22]陈存坤,王文生,蔺全善,等.涂膜冷藏对新疆伽师瓜保鲜效果的影响[J].保鲜与加工,2009(5):38-40.
[23]王兰菊,胡青霞,李靖.甜瓜涂膜常温保鲜效果研究[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2003,18(4):68-70.
马小才(1975年10月—)本科学历,农艺师,主要从事西、甜瓜栽培等研究工作。
杨军,本科学历,推广研究员,现主要从事西、甜瓜栽培等研究工作。
国家西甜瓜产业技术体系专项资金(CARS-26-43)
2016-11-29