低温贮藏结合SO2保鲜剂对无核白葡萄保鲜效果研究
2016-09-16陈计峦梁丽雅闫师杰石河子大学食品学院新疆石河子83003天津农学院园艺园林学院天津300384天津农学院食品科学与生物工程学院天津300384天津市农副产品深加工技术工程中心天津300384
王 宁,邓 冰,李 珍,陈计峦,崔 艳,梁丽雅,闫师杰,*(.石河子大学食品学院,新疆石河子83003;.天津农学院园艺园林学院,天津300384;3.天津农学院食品科学与生物工程学院,天津300384;4.天津市农副产品深加工技术工程中心,天津300384)
低温贮藏结合SO2保鲜剂对无核白葡萄保鲜效果研究
王 宁1,邓 冰2,李 珍1,陈计峦1,崔 艳3,4,梁丽雅3,4,闫师杰3,4,*
(1.石河子大学食品学院,新疆石河子832003;2.天津农学院园艺园林学院,天津300384;3.天津农学院食品科学与生物工程学院,天津300384;4.天津市农副产品深加工技术工程中心,天津300384)
以新疆无核白葡萄为试材,研究了在不同贮藏温度(0、-1℃)下CT-2、CT-5保鲜剂处理的葡萄果实品质变化。结果表明:低温配合保鲜剂处理能有效抑制果穗呼吸,减少葡萄贮藏期间的腐烂率、落粒率、果穗失重率,延缓果实贮藏过程中可溶性固形物、可滴定酸含量的下降,使果梗耐拉力保持较高水平。其中-1℃结合保鲜剂贮藏能够减轻果实漂白伤害,贮藏70 d的漂白率为2.69%,好果率也显著高于其余处理,为88.15%(p<0.05),处理效果更好。综上所述,-1℃结合保鲜剂处理能够有效延长无核白葡萄贮藏期,保持果实品质。
无核白葡萄,SO2,冰温贮藏,品质
无核白葡萄(Vitis vinifera L.,Thompson seedless)是古老的葡萄栽培品种,不仅风味佳,营养成分也极为丰富,以制干为主。栽培面积广泛,其中,新疆是我国无核白葡萄栽培面积最大的地区[1]。但是由于单一的制干已不能适应市场的需求,制干向鲜食转变已成为趋势。无核白葡萄采收季节温度高、运输过程中极易落粒,造成巨大经济损失。因而,研究保鲜技术对无核白葡萄销地贮藏具有深远意义。
目前,使用SO2类保鲜剂是葡萄贮藏最主要的保鲜方法,杨春城等[2]指出SO2具有抑菌作用。其作用机理是SO2与水结合生成亚硫酸,能够阻碍好氧微生物的生理活动。Dong等[3]研究了葡萄在0℃以下贮藏,采用SO2熏蒸能降低SO2残留量。Liu等[4]提出活性包装结合SO2能够减少巨峰葡萄失重率。但因为SO2具有还原性,亚硫酸盐与有色物质结合生成的化合物不稳定,易造成果蔬漂白[5]。到目前为止,还没有一种保鲜方法能够在功能、贮藏效果上完全替代SO2类保鲜剂。所以如何正确使用SO2也是葡萄保鲜的研究方向之一。
长久以来,冰温贮藏技术在很多地区得以广泛应用,有学者称冰温贮藏能有效保持葡萄固有的营养物质和新鲜度[6]。张辉玲等[7]研究了冰温条件下,生物细胞会分泌大量的营养物质以降低冰点,从而提高果蔬风味。王颉等[8]研究了24个果品蔬菜的冰点与可溶性固形物(TSS)含量的关系,得出果实TSS含量和冰点呈高度负相关。无核白葡萄的冰点温度在-2.9~-5.15℃之间。国内外关于无核白葡萄冰温贮藏的研究较少,该葡萄最佳贮藏温度还有待进一步研究。本实验将研究不同温度结合SO2保鲜剂对新疆无核白葡萄销地贮藏品质的影响,旨在为该葡萄销地保鲜贮藏提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
无核白葡萄 于2014年8月24日采自新疆吐鲁番地区,采收后装入塑料筐内,每筐葡萄重8.0 kg左右,放入运输专用保鲜纸,每8.0 kg葡萄放1张保鲜纸;采摘当日置于0~5℃冷库中预冷,次日冷链运输(1~6℃)至天津农学院进行处理;保鲜纸(粉剂,快速释放型,释放气体以SO2为主) 新疆乌鲁木齐市格瑞德保鲜科技有限公司生产;PE葡萄保鲜膜(厚0.03 mm)、CT-2保鲜剂(片剂,缓慢释放型,释放气体以SO2为主)、CT-5保鲜剂(粉剂,快速释放型,释放气体以SO2为主) 均由国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)研制;其他试剂 均为分析纯。
CA-10 CO2分析仪 美国Sable Systems公司;TX.XT Plus物性测定仪 英国Stable Micro System公司;CM-5色差仪 日本柯尼卡美能达;PAL-1数显糖度计 日本爱拓(ATAGO);NK-10拉力测试仪 乐清市宝特仪器设备厂。
1.2 无核白葡萄的处理
无核白葡萄采用CT-2+CT-5(2包+1包/kg)保鲜剂处理,用PE葡萄保鲜膜包装,扎紧袋口后分别放入0、-1℃,90%~95%RH冷库中贮藏,以不放保鲜剂果实为对照(CK);每7 d测定一次相关指标,每次各处理随机取样3 kg。
1.3 指标测定
1.3.1 呼吸强度 每次随机选取1~2穗葡萄,设3个平行,称重后放入自制密闭保鲜盒(4500 mL),在贮藏温度下密闭4 h,然后采用一次性注射器抽取1 mL气体,采用CO2分析仪进行测定。重复三次,单位为mg CO2·kg-1·h-1。
式中:C1:0℃密封环境下空气中CO2的浓度(mg/mL);C2:密封罐内CO2的百分含量(%);c:空气中CO2的百分含量(%);m:所测样品质量(kg);t:测定时密封时间(h)。
式中:MCO2:CO2的摩尔分子质量(g/mol);R′:测定环境下气体的比例常数(L/mol)。
1.3.2 可溶性固形物 随机选取30个果粒,压榨取汁,用数显糖度计测定,重复三次,结果取平均值。单位为%。
1.3.3 可滴定酸(TA) 采用酸碱滴定法测定[9],单位为%。
1.3.4 硬度 采用物性测定仪测定,每次随机选取20个果粒去皮后用P/75探头(探头直径为75 mm)测定。测试参数:测前速度5 mm/s,测试速度2 mm/s,测后上行速度2 mm/s,下压距离5 mm,两次压缩停顿时间为5 s,触发力为5 g力。结果取平均值,单位为g。
1.3.5 耐拉力 用拉力测试仪测定,每次随机选取20个果粒测定,结果取平均值。单位为g。
1.3.6 色差 使用色差仪测定样品的a*值和b*值。a*值表示红绿,值越小表明葡萄颜色越绿,b*值表示黄蓝,值越大果实颜色越黄。每次随机取20个果粒,选取赤道上两个部位进行测定。结果取平均值。
1.3.7 商品性指标 果穗失重率(%)=(贮前果穗质量-贮后果穗质量)/贮前果穗质量×100;果实腐烂率(%)=腐烂果质量/总果质量×100;果实落粒率(%)=落粒果质量/总果质量×100;果实漂白率(%)=漂白果质量/总果质量×100。
1.3.8 果梗褐变指数 参照朱东兴等[10]方法稍作改动,将穗轴褐变面积分为5级,没有干褐的为0级;干褐0~1/4为1级;干褐1/4~1/2为2级;干褐1/2~3/4为3级;干褐3/4以上的为4级。
果梗褐变指数=∑(干褐级别×该级别穗数)/(最高级别×总调查穗数)×100
1.3.9 好果率[11]好果率(%)=(总果质量-腐烂果质量-落粒果质量)/总果质量×100。
1.4 数据处理与分析
数据采用Excel 2007软件进行统计分析。用SPSS 11.0进行方差分析和差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄呼吸强度的影响
无核白葡萄果实为非跃变型,果梗为跃变型[15]。葡萄采后呼吸代谢等生命活动仍在进行,同样会影响贮藏效果。由图1可见,葡萄入库后呼吸强度先下降后上升,这是由于低温抑制了葡萄呼吸,使得前期呼吸较平稳。贮藏21 d后,葡萄呼吸强度不断上升,直到42 d除了-1℃结合保鲜剂处理组其余处理均出现呼吸高峰,这是由于带果梗果穗呈微弱的跃变型呼吸,又因为部分果粒腐烂导致伤呼吸峰的出现[15]。-1℃结合保鲜剂处理第49 d出现呼吸高峰,可见该处理能够延缓呼吸高峰的出现。49 d后各处理果实开始衰老,呼吸强度呈现下降趋势。贮藏末期,-1℃结合保鲜剂处理呼吸强度为5.04 mgCO2/(kg·h),显著低于两组对照(p<0.05)。整体而言,冰温贮藏结合保鲜剂能够有效抑制葡萄果梗和果穗呼吸,延缓呼吸高峰的出现。
图1 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果实呼吸强度的影响Fig.1 Effect of different temperature and preservative on respiration of Thompson Seedless grape
2.2 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄采后果实TSS和TA含量的影响
TSS是由一些可溶性的氨基酸、矿物质、糖类等组成,是评价果实品质的重要指标之一。新疆无核白葡萄中糖类含量约为18%~25%[1],但随着贮藏时间延长,由于呼吸代谢等生命活动消耗,导致TSS含量下降。由图2可以看出,整个贮藏期间,TSS含量均呈下降趋势,0℃对照组下降较快。贮藏前果实TSS含量为19.80%,贮藏70 d后,-1℃+CT、0℃+CT处理、-1℃对照以及0℃对照组果实TSS含量分别下降至18.00%、17.55%、17.05%和15.30%。-1、0℃结合保鲜剂处理组均高于对照组,各处理间差异显著(p<0.05)。说明-1、0℃结合保鲜剂处理能减少呼吸代谢所消耗TSS的量,延缓TSS含量的下降。其中,-1℃结合保鲜剂处理效果要好于单独冰温处理。
图2 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果实TSS含量的影响Fig.2 Effect of different temperature and preservative on total
可滴定酸(TA)同样作为呼吸底物会随着贮藏时间的延长被消耗,同时也是重要的呈味物质。图3显示贮藏14 d后部分处理TA含量下降趋势较明显,这可能由于贮藏前期葡萄新陈代谢较旺盛,导致TA含量下降。贮藏35 d后-1、0℃结合保鲜剂处理下降趋势不明显,这是由于保鲜剂对葡萄呼吸作用有一定的抑制作用;-1℃结合保鲜剂处理组35 d后TA含量相对稳定且略高于其余处理;0℃对照组整体波动较大,下降趋势较明显,这与其呼吸强度高于其余处理有关,导致0℃对照组TA含量下降较快;贮藏70 d时,-1℃结合保鲜剂TA含量为0.42%,0℃对照组为0.33%,-1℃结合保鲜剂TA含量显著高于0℃对照组(p<0.05)。可见,冰温贮藏结合保鲜剂可以抑制无核白葡萄新陈代谢,减少TA的消耗。
图3 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果实TA含量的影响Fig.3 Effect of different temperature and preservative on total titratable acidity in Thompson Seedless grape
2.3 不同贮藏温度结合保鲜剂对无核白葡萄采后果实硬度、果柄耐拉力的影响
对于大多数果蔬而言,质地软化是果实成熟衰老的特征之一。随着贮藏时间延长,大部分果实硬度不断下降[12]。如图4所示,无核白葡萄贮藏期间果实硬度同样随着贮藏时间延长呈下降趋势。其中0℃对照组的果实硬度下降较快,硬度较低。贮藏前期,-1℃对照组硬度下降趋势不明显,其余处理组下降较快,冰温贮藏抑制了贮藏初期果实的软化;贮藏35 d后,冰温贮藏结合保鲜剂处理的果实硬度下降缓慢,延缓了果实硬度的下降;贮藏70 d时,各处理果实硬度由大到小依次为:-1℃+CT>0℃+CT>-1℃+CK>0℃+CK,-1℃贮藏结合保鲜剂处理组硬度最高(为755.67 g),0℃对照组果实硬度为645.21 g,且显著低于-1℃保鲜剂组(p<0.05)。可见-1℃贮藏结合保鲜剂处理能够有效延缓无核白葡萄果实硬度的下降,抑制果实质地软化。
图4 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果实硬度的影响Fig.4 Effect of different temperature and preservative on hardness of Thompson Seedless grape
无核白葡萄由于果柄细、果刷短等特点导致葡萄贮藏期间易发生落粒现象。果柄耐拉力是果粒从果柄部位脱落所需要的力的大小,能够直观的反映葡萄的落粒情况。由图5可见,整个贮藏期间,果柄耐拉力呈下降趋势,这主要是由于随着贮藏时间的延长,果实中产生脱落酸和乙烯,打破了果粒中原有的激素平衡,导致离层的形成[13]。离层的形成间接造成耐拉力的下降,这也是葡萄落粒率不断升高的原因之一。贮藏21 d后,-1℃贮藏结合保鲜剂处理能有效延缓果柄耐拉力的下降,耐拉力普遍高于其余处理组。贮藏70 d时,-1℃结合保鲜剂处理耐拉力为288.30 g,显著高于0℃对照组(p<0.05),对照组耐拉力为232.30 g。冰温处理组耐拉力明显高于低温处理组,这是由于冰温处理能够抑制果实中脱落酸和乙烯的生成[13],保持果柄耐拉力。整体而言,-1℃结合保鲜剂对果柄耐拉力的保持效果最佳。
图5 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果柄耐拉力的影响Fig.5 Effect of different temperature and preservative on pulling resistance of Thompson Seedless grape
2.4 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄采后果实色差的影响
无核白葡萄果实所呈现出的色泽同样是衡量鲜食葡萄外观好坏的一项重要指标,且能够直观的反映出果实成熟衰老的程度。无核白葡萄外观呈绿色,会随着贮藏时间延长逐渐转黄。由图6可以看出,a*值在整个贮藏期间逐渐上升,表明葡萄表皮颜色呈现出由绿转黄的趋势;保鲜剂处理组a*值均高于对照组,这是由于SO2破坏了葡萄表皮蜡质层,并与花青素结合[14],导致葡萄表皮绿色渐渐褪去;冰温处理组a*值普遍低于低温处理组,是因为冰温贮藏能够抑制SO2对葡萄的漂白伤害[14],延缓葡萄表皮绿色褪去。b*值表示黄蓝,值越大果实颜色越黄。如图7所示,b*值随着贮藏时间的延长呈上升趋势,各处理间差异不显著,波动范围较大。贮藏70 d时,冰温处理组b*值均小于低温处理组。整体而言,冰温贮藏可有效保持果皮绿色,有护绿作用。
图6 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄a*值的影响Fig.6 Effect of different temperature and preservative on a*value of Thompson Seedless grape
图7 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄b*值的影响Fig.7 Effect of different temperature and preservative on b*value of Thompson Seedless grape
2.5 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄贮藏后期果实漂白率的影响
丁宏亮[16]指出葡萄果实发生漂白现象部分原因是由于SO2缓释保鲜剂释放不稳定,会造成细胞膜破裂,使得SO2进入细胞质与有色物质结合发生漂白。由图8可以看出,无核白葡萄贮藏42 d时果实开始出现漂白,后期漂白现象加重。0℃下保鲜剂处理组漂白率明显高于-1℃下保鲜剂处理组。贮藏70 d时,0℃+CT、-1℃+CT处理组漂白率分别为4.29%、2.69%,0℃+CT处理显著高于-1℃+CT处理(p<0.05)。可见冰温贮藏能使SO2均匀释放,降低漂白率,减少漂白伤害。
图8 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄贮藏后期果粒漂白率的影响Fig.8 Effect of different temperature and preservative on fruit bleaching rate of Thompson Seedless grape during the end of storage
2.6 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄采后果实落粒率、腐烂率的影响
由于无核白葡萄果柄细、果刷短等特点导致葡萄在贮藏期间落粒现象较为严重。陈发河等[17]提出无核白葡萄果实采后落粒分为干落、湿落和果柄断落三种类型,以干落为主。果柄采后失水干萎速度较快,因此,防止葡萄落粒的关键在于控制果柄的衰老。如图9所示,贮藏时间越长,各处理果实落粒率越高,且各个处理之间存在差异性。保鲜剂处理组落粒率均低于对照处理,贮藏70 d时,-1℃+CT组、-1℃对照组、0℃对照组落粒率分别为4.92%、7.98%、8.99%,-1℃+CT显著低于两组对照(p<0.05)。这是由于SO2保鲜剂能抑制脱落酸的生成[16],从而降低葡萄落粒率。冰温处理组落粒率均低于低温处理组,说明冰温贮藏结合保鲜剂处理对防止葡萄落粒有一定作用。
图9 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果实落粒率的影响Fig.9 Effect of different temperature and preservative on thresh rate of Thompson Seedless grape
无核白葡萄在冷藏期间受伤部位易受霉菌侵染,分解组织中的养分,产生有害物质造成果梗、果粒腐烂霉变。由图10可见,冷藏期间,两组对照腐烂果迅速增加,贮藏后期腐烂情况明显重于落粒现象;贮藏70 d时,0℃对照组腐烂率高达14.48%,显著高于-1℃对照组和保鲜剂处理组(p<0.05);由于SO2本身具有杀菌、抑菌等作用,保鲜剂处理组在贮藏前期腐烂现象并不严重;贮藏42 d后,保鲜剂处理组腐烂果开始增多,但也明显低于对照组。贮藏70 d时,-1℃+CT组腐烂率最低,为5.24%;整体而言,冰温处理结合保鲜剂能够有效防止葡萄腐烂霉变。
图10 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄腐烂率的影响Fig.1 0 Effect of different temperature and preservative on decay rate of Thompson Seedless grape
2.7 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄采后果实失重率、果梗褐变指数的影响
无核白葡萄贮藏期间由于水分蒸腾作用以及呼吸消耗部分营养物质会导致果穗质量损失。如图11所示,贮藏期间,各处理果穗失重率呈上升趋势,冷藏前期各处理失重率均不明显,可见,冷藏条件下PE葡萄专用膜对果实有很好的保水作用;贮藏42 d后,两组对照果穗失重率开始出现明显的上升趋势,这与42 d出现呼吸高峰相吻合;保鲜剂处理组整体上升趋势不明显,且果穗失重率均在0.05%以下,冰温结合保鲜剂处理能够保持果穗水分,减少质量损失。
图11 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果穗失重率的影响Fig.1 1 Effect of different temperature and preservative on weight loss rate of Thompson Seedless grape
由于无核白葡萄果梗为跃变型呼吸,呼吸代谢较为旺盛,冷藏期间,果梗会逐渐转黄,发生褐变现象。由图12可见,随着贮藏时间延长,各个处理组果梗褐变指数均呈上升趋势。但是,整个贮藏期间,-1℃+CT组褐变程度均小于其余处理组。贮藏42 d后,各处理褐变程度上升较快,褐变指数均高于50,70 d时0℃对照组褐变指数高达100,显著高于其余处理组(p<0.05),严重影响了产品商品价值。
图12 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄果梗褐变指数的影响Fig.1 2 Effect of different temperature and preservative on stem browning index of Thompson Seedless grape
2.8 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄贮藏末期果实好果率的影响
由表1可见,贮藏至70 d时,冰温条件下保鲜剂处理组好果率高达88%,显著高于其余处理组(p<0.05)。0℃对照组腐烂、落粒现象较为严重,好果率最低,为77%,严重影响了贮藏末期葡萄的商品性价值。说明冰温条件下保鲜剂处理能够很好地保持商品品质,减少葡萄腐烂、落粒。
3 结论
本实验以新疆无核白葡萄为实验材料,研究了不同贮藏温度结合SO2保鲜剂对葡萄生理代谢调控和品质的影响。结果表明:SO2保鲜剂处理对果实硬度、耐拉力有很好的保持效果,减少了贮藏期间葡萄果实的腐烂率、落粒率、失重率以及果梗褐变指数,葡萄好果率较高,果品品质较好。冰温贮藏能够减少葡萄漂白伤害,抑制果穗呼吸,减少葡萄果穗失重率,好果率均高于低温处理组。综上所述,冰温贮藏结合保鲜剂处理能够有效保持无核白葡萄冷藏期间果实品质,延缓果实成熟衰老。
表1 不同温度结合保鲜剂对无核白葡萄贮藏末期(70 d)好果率的影响Table1 Effect of different temperature and preservative on healthy fruit rate of Thompson Seedless grape during the end of storage(70 d)
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Study on low temperature storage and SO2preservative on preservation of Thompson Seedless grape
WANG Ning1,DENG Bing2,LI Zhen1,CHEN Ji-luan1,CUI Yan3,4,LIANG Li-ya3,4,YAN Shi-jie3,4,*
(1.Food Institute Shihezi University,Shihezi 832003,China;2.College of Horticulture and Landscape,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;3.College of Food Science and Biotechnology,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;4.Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing,Tianjin 300384,China)
Thompson Seedless grape was used to investigate the effect of 0℃ and-1℃ storage temperature with CT-2 and CT-5 preservative treatments on the grapes quality.The results showed that low(ice)temperature combined with preservative could inhibit the respiration of fruit,decreased the decay rate,thresh rate and weight loss rate,alleviated the decline of total soluble solids and titratable acidity during the storage,kept the stem pulling resistance at high level.-1℃ combined with preservative could reduce the damage of fruit bleaching,the preservation was better,after 70 d,bleaching rates were 2.69%,healthy fruit rates(88.15%)were significantly(p<0.05)higher than other treatments.In conclusion,-1℃combined with preservative could extend the storage period of Thompson Seedless,kept the quality of fruit.
Thompson seedless grape;SO2;ice-temperature storage;quality
TS255.36
A
1002-0306(2016)06-0330-06
10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.058
2015-05-26
王宁(1990-),女,硕士研究生,研究方向:农产品加工与贮藏,E-mail:1436549708@qq.com。
闫师杰(1971-),男,博士,教授,研究方向:果蔬贮藏保鲜、食品质量与安全,E-mail:yanshijie@126.com。
农业部公益性行业(农业)科研专项(201303075)。