生物质热解液采前处理对苹果梨贮藏品质的影响

李金娜，付长雪，郑慧明，张 先，李范洙

(延边大学农学院，吉林 延吉 133000)



生物质热解液采前处理对苹果梨贮藏品质的影响

李金娜，付长雪，郑慧明，张 先，李范洙*

(延边大学农学院，吉林 延吉 133000)

为研究生物质热解液的保鲜效果，以苹果梨为材料，在采前以不同浓度的`生物质热解液对苹果梨果实进行喷洒处理。结果表明：生物质热解液采前处理能减缓苹果梨在贮藏过程中的水分含量、硬度及可溶性固形物下降速率；抑制苹果梨的腐败变质及组织老化，其中，以100倍的生物质热解液的保鲜效果最佳，且随着贮存时间的延长保鲜效果越明显。

生物质热解液；苹果梨；贮藏；品质

生物质能是以化学能形式储存的太阳能，具有分布广泛、可再生和无污染等特点，它的高效转换和清洁利用受到广泛重视[1]。但是从自然界直接获得的生物质能量密度低,直接利用存在很多缺点,如燃烧效率低等,需要寻求更为有效的方式加以利用。通过研究发现，生物质热解技术是生物质资源利用的重要途径[2-3]。

生物质热解技术是生物质在一定的气化介质条件下,产生液体(生物油)、气体(可燃气)、固体(焦炭)3种产物的生物质热解降解过程[4]。随着时代的进步，人们对食品安全的要求越来越高，使得生物质资源成为研究热门。随着生物质热解技术的发展和成熟，利用农林废弃物如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻壳、杂木等大量生产生物油燃料己成为现实，是一种生物质利用的高效途径[5]。生物质热解液(bio-liquid)，是生物油精制过程中分离得到的水溶性提取物，其化学组成主要包括有机酸、醇、酚、醛、酮、酯、烯烃、烷类等[6]，类似于醋液。

近几年，已有大量研究证明木醋液具有促进植物生长、防治农作物病虫害及保鲜的作用[7-9]，相较于其他农药残留难祛除[10]的问题，木醋液毒性小、无残留，广泛应用于农业生产上。为探讨生物质热解液对果蔬的保鲜效果，以苹果梨为试材对其进行保鲜试验，以期为生物油的综合利用及生物质热解液在绿色食品生产与保鲜方面的应用提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1) 生物质热解液：2012年广州迪森集团提供的中温快速热解法制造的生物油，以1∶1与水混合，在0.1 MPa下减压蒸馏，收集98～102 ℃时的蒸馏液，将蒸馏液在0.1 MPa下进行2次蒸馏，收集52～67 ℃的蒸馏液供试验用[6]。

2) 木醋液：龙井市绿田农特产品开发有限公司提供。

3) 苹果梨：来自延边华龙集团果树农场30～35年生梨树，于2015年9月30日采摘。

1.2 试验设计

苹果梨采前1周用不同浓度生物质热解液做喷洒处理。热解液稀释倍数分别为100、200、300倍，并以稀释倍数为200倍的木醋液和喷清水做对照，每棵苹果梨树喷洒20 L。苹果梨采后套网袋经预冷后，纸箱包装，储存于通风库中，每隔1个月对苹果梨的品质及生理指标进行测定。

1.3 方法

1) 腐烂率的测定 用计数法进行测定。在贮存期间，当苹果梨表面部分或全部出现腐烂现象即视为腐烂果。

腐烂率/%=腐烂果数/总果数×100

2) 水分含量的测定 用干燥法进行。

3) 色度的测定 用台式分光测色仪(CM-5型，木可尼卡美能达投资有限公司)进行测定。使用小孔底盘，白板校准，在苹果梨表皮选取10个点对其色度进行测定。

4) 果实品质 硬度用质构仪(TMS-PRO，Food Technology Corporation)进行测定；可溶性固形物用手持折光仪进行测定；总酸含量用指示剂滴定法进行测定。

5) 呼吸强度的测定 用静置法进行。

6) 丙二醛含量的测定 TCA 1 mL和苹果梨0.5 g的混合物，均质，并加入TCA 4 mL，继续均质，然后在4 000 r/min下离心10 min，取2 mL的上清液，与0.6 % 硫代巴分解比妥酸2 mL混合均质，用沸水加热15 min；得到的上清液在3个不同的波长下测吸光值。按公式计算丙二醛(MDA)的浓度及含量[11]。

2 结果与分析

2.1 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨腐烂率的影响

果蔬采后易受到真菌侵染而发生腐败。由图1可知，苹果梨的腐烂率随贮藏时间的延长呈上升趋势，且贮藏时间越长，上升速度越快。在贮藏前4个月，腐烂率增加缓慢，之后2个月腐烂率增加迅速，贮藏第5,6个月，各处理组腐烂率显著低于空白对照组(P<0.05)，且稀释倍数为100倍的生物质热解液处理组腐烂率最低。在贮藏6个月后，100倍生物质热解液处理组的腐烂率为31.42%，低于同一时期空白对照组腐烂率51.02%；且低于空白对照组贮藏5个月的腐烂率，与木醋液处理组贮藏5个月的腐烂率相接近。结果表明，一定稀释倍数的生物质热解液可抑制苹果梨腐烂，且贮藏时间越长，抑制果实腐烂的效果越明显。

图1 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨腐烂率的影响

2.2 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨水分含量的影响

生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨水分含量的影响见图2。

图2 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨水分含量的影响

由图2可知，随贮藏时间的延长苹果梨水分含量总体呈下降趋势。这由于在贮藏过程中，苹果梨失去了母体和土壤供给的水分补充，而蒸腾作用仍持续进行[12]。贮藏前4个月，水分含量下降较慢，且各处理组水分含量之间差异不大；贮藏4个月后，

各组苹果梨水分含量下降较快，且对照组水分含量下降最快。贮藏6个月后，各组苹果梨水分含量均下降了5个百分点左右，苹果梨表面开始出现皱缩现象，木醋液处理组水分含量最高，为84.67%；稀释倍数为100倍的生物质热解液处理组的水分含量次之，为84.00%，稀释倍数为200、300倍的生物质热解液处理组水分含量也均显著高于对照组。说明一定浓度的生物质热解液处理能抑制苹果梨采后水分的蒸发。

2.3 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨色度的影响

色泽是人们评价果实质量的一个重要因素，也是检验其成熟衰老的依据之一[13]。由表1可知,L*值随贮藏时间的延长呈下降趋势，但下降幅度不大；a*值随贮藏时间的延长呈上升趋势；b*值基本稳定，即黄色度基本保持不变，说明苹果梨在贮藏过程中颜色的变化主要是由绿色和红色的变化而引起的。在贮藏期间可能是由于叶绿素降解而花色苷含量增加，从而使果实呈红色[14]。贮藏6个月后，稀释倍数为200倍的生物质热解液处理组a*值最小，L*值最大，且与其它处理组差异显著(P<0.05),说明此浓度的生物质热解液处理可一定程度上抑制贮藏期间苹果梨叶绿素的分解。

表1 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨色度的影响

注:同一列中不同字母代表差异显著(P<0.05)。

2.4 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨品质指标的影响

2.4.1 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨硬度的影响

硬度是反映果蔬采后品质的一项重要指标，影响苹果梨的质地及感官品质。由图3可知，苹果梨的硬度随贮藏时间的延长总体呈下降趋势,这与王军节等[15]对早酥梨硬度的研究中变化趋势一致。贮藏前4个月，苹果梨硬度呈波动下降的趋势，各处理组间无明显差异；4个月后，空白对照组硬度低于其它处理组。稀释倍数为100倍的生物质热解液处理组硬度值在4个月后显著高于其它处理组，且在整个贮藏期间下降最为缓慢，从68.24 N下降到60.72 N，下降幅度为11%；空白对照组硬度从65.85 N下降到55.40 N，下降幅度为16%；木醋液处理组硬度由64.27 N下降到59.65 N，下降幅度为8%。100倍生物质热解液处理组在贮藏6个月后的硬度值相当于空白对照组贮藏3个月的硬度和木醋液处理组贮藏4个月的硬度，说明一定浓度的生物质热解液处理能延缓果实的软化。

图3 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨硬度的影响

2.4.2 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨可溶性固形物含量的影响

生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨可溶性固形物含量的影响见图4。

图4 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨可溶性固形物含量的影响

由图4可知，苹果梨可溶性固形物含量随贮藏时间的延长呈波动下降的趋势。贮藏前期，苹果梨的呼吸作用较强，大量消耗糖类物质，使得可溶性固形物含量下降；之后由于果实的蒸腾作用导致水分流失，提高了果实的汁液浓度，使得可溶性固形物相对增加；同时果实中的淀粉等转化为糖，使可溶性固形物含量增加；后期因呼吸消耗使可溶性固形物含量呈下降趋势。这与Ommol Banin Sogvar[16],曹万万等[17]对梨的研究中可溶性固形物含量的变化趋势一致。贮藏3～4月期间，各组苹果梨可溶性固形物含量下降较快，均下降了1%左右，且空白对照组可溶性固形物含量下降最快。贮藏4个月之后，热解液处理组可溶性固形物含量显著高于空白对照组(P<0.05)，说明处理组贮藏后期可抑制果实营养物质消耗降低,使得可溶性固形物含量维持在一个平稳的水平上。

2.4.3 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨总酸含量的影响

果蔬中的酸是影响苹果梨风味的重要指标之一。由图5可知，苹果梨的总酸含量随贮藏时间的延长呈下降趋势，这与王琳[18]张雪[11]对梨的研究中总酸含量的变化趋势基本一致。从贮藏第2个月到第4个月，各处理组总酸含量均显著高于对照组。贮藏6个月后，苹果梨总酸含量由0.3%左右下降到0.2%左右，下降了0.1个百分点，且各处理组苹果梨总酸含量与对照组无显著差异。

图5 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨总酸含量的影响

2.5 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨呼吸强度的影响

呼吸作用是果蔬采后的重要生理活动。呼吸强度是用来衡量呼吸作用强弱的1个指标。由图6可知,随贮藏时间的延长，苹果梨的呼吸强度逐渐减弱，在贮藏4个月后，呼吸强度趋于稳定，各组苹果梨的呼吸强度均在5 CO2mg/kg·h左右。苹果梨的低呼吸强度很可能是其耐储性强的原因之一[19]。贮藏前4个月，苹果梨呼吸强度下降迅速，之后呼吸强度基本趋于稳定。贮藏4个月后，稀释倍数为300倍的生物质热解液处理组呼吸强显著高于其它组(P<0.05)；稀释倍数为200倍的生物质热解液处理组和木醋液处理组与空白对照组无显著差异；稀释倍数为100倍的生物质热解液处理组呼吸强度最低，且与其他组差异显著(P<0.05)，说明在此浓度下，生物质热解液对苹果梨呼吸强度抑制作用最明显。

图6 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨呼吸强度的影响

2.6 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨丙二醛含量的影响

生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨丙二醛含量的影响见图7。

图7 生物质热解液处理对贮藏期间苹果梨丙二醛含量的影响

丙二醛含量是反映苹果梨老化程度的一项指标，能反应细胞的损伤和脂质氧化的情况[20]。由图7可知，在整个贮藏期间，各处理组丙二醛含量总体上呈上升趋势。说明苹果梨在贮藏期间老化程度逐渐加剧。贮藏前5个月，各组苹果梨丙二醛含量增加较慢，由初始值1 μmol/g左右增加到4 μmol/g左右，增加了近3 μmol/g；之后1个月丙二醛含量增加较快，由4 μmol/g增加到6.5 μmol/g，与前5个月的总增加量相近，说明在贮藏后期苹果梨老化现象严重。贮藏前5个月，100倍生物质热解液处理组丙二醛含量始终低于其它处理组，且从第2个月开始与其他处理组差异显著(P<0.05)，说明100倍生物质热解液可一定程度上抑制苹果梨的老化。贮藏6个月后，除木醋液处理组外，其它处理组与空白对照组丙二醛含量无显著差异。

3 结论

1) 生物质热解液采前处理能延缓苹果梨品质的下降，稀释100倍的热解液为最佳处理浓度，且其对苹果梨的保鲜效果优于稀释200倍的木醋液。

2) 一定浓度的生物质热解液采前处理能抑制苹果梨贮藏过程中水分含量、硬度及可溶性固形物的下降。

3) 一定浓度的生物质热解液采前处理能抑制苹果梨贮藏过程中呼吸作用及果实的腐烂。

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Effect of pre-harvest treatments with biomass pyrolysis liquid on storage quality of Pingguoli with pre-harvest treatment

LI Jinna, FU Changxue, ZHENG Huiming, ZHANG Xian, LI Fanzhu*

(AgriculturalCollegeofYanbianUniversity,YanjiJilin133002,China)

In order to explore fresh keeping effects of biomass pyrolysis liquid, 1 week before harvest, Pingguoli was sprayed biomass pyrolysis liquid with different concentrations. The results showed that spraying biomass pyrolysis liquid before harvest slowed down the decrease of moisture content, hardness and soluble solids content of Pingguoli during the storage, and prohibited spoilage and tissue aging of Pingguoli. The fresh-keeping effect was more obvious with the elongation of storage time, and the optimum fresh-keeping was obtained with biomass pyrolysis liquied diluted 100 times.

biomass pyrolysis liquid; Pingguoli; storage; quality

2016-06-20 基金项目：吉林省科技发展计划项目(20130204045NY)；延边大学大学生创新创业训练计划项目(ydbksky2016334)

李金娜(1993-),女,甘肃白银人,在读学士,研究方向为农产品贮藏与加工。李范洙为通信作者,

E-mail:fzli@ybu.edu.cn

1004-7999(2016)03-0214-06

10.13478/j.cnki.jasyu.2016.03.006

S661.2

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