紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏保鲜效果的影响

张 红,李晴晴,许庆龙,鲁珊珊,肖家欣

(安徽师范大学生命科学学院,安徽省重要生物资源保护与利用研究重点实验室,安徽芜湖 241000)

紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏保鲜效果的影响

张 红,李晴晴,许庆龙,鲁珊珊,肖家欣*

(安徽师范大学生命科学学院,安徽省重要生物资源保护与利用研究重点实验室,安徽芜湖 241000)

研究了紫外线照射、保鲜膜挽口包装、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理对2个不同南高丛蓝莓品种‘薄雾’和‘奥尼尔’果实在4 ℃冷藏条件下的腐烂率、可溶性固形物(TSS)、花青素、VC、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)水平的变化,比较3种处理方式的贮藏效果。结果表明:随着冷藏期延长,2个蓝莓品种果实腐烂率不断升高,VC含量逐步降低,TSS、花青素、MDA、POD和SOD水平均呈先升后降的趋势;与对照相比,紫外线照射、保鲜膜挽口包装、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理降低了腐烂率,延缓了TSS、花青素(‘奥尼尔’除外)和VC水平的下降,降低了MDA、POD及SOD的峰值;在贮藏后期,紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理的POD和SOD活性显著高于其他处理,‘薄雾’果实腐烂率显著低于‘奥尼尔’,前者贮藏期长于后者。可见,紫外线照射结合保鲜膜挽口包装能较好地保持蓝莓果实冷藏期间的品质,尤以‘薄雾’蓝莓果实明显。

蓝莓,紫外线照射,保鲜膜挽口包装,冷藏,果实品质

蓝莓(Vacciniumspp),学名越橘,杜鹃花科越橘属植物,果实含有丰富的营养物质,并具有抗衰老、预防癌症、预防心脑疾病及增进视力等功效,因此被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一[1-5]。目前我国人工栽培的蓝莓主要有高丛蓝莓(南高丛、北高丛和半高丛蓝莓)、矮丛蓝莓和兔眼蓝莓[6]。我国长江流域蓝莓产区以兔眼蓝莓和南高丛蓝莓品种为主,也有少量北高丛蓝莓,成熟期主要集中在5月中旬-8月中旬高温多雨季节,因果实柔软多汁,易感染真菌而腐烂,不利于贮存,一般采后20～30 ℃条件下仅可存放5～7 d[7-8]。因此,研究蓝莓的贮藏保鲜技术对于整个蓝莓产业的发展具有重要意义。

短波紫外线(280～180 nm,简称UV-C)对食品及水果的表面杀菌效果良好,Perkins-Veazie等[9]研究发现适当强度紫外线照射可以降低蓝莓果实贮藏期腐烂率;对采后蓝莓果实进行适当时长的UV-C照射,在控制病变、延长贮藏期及保持品质等方面具有良好的效果[10]。Xu等[11]的研究认为,4 kJ/m2UV-C辐射结合2 mg/L ClO2处理能有效抑制蓝莓冷藏期间的呼吸、失重、腐烂和MDA的积累,延缓果实硬度、色泽和可溶性固形物变化,并提高了SOD等抗氧化酶活性。另一方面,保鲜膜包装是家庭中经常使用的保鲜方法。陈杭军等[12]研究发现,不同包装方式对蓝莓贮藏品质的影响存在明显差异,其效果优劣依次为:不打孔聚乙烯塑料袋(PE)包装>打孔PE包装>无膜包装。刘萌等[13]的研究结果显示,自发气调保鲜袋冷藏‘蓝丰’蓝莓的效果优于普通冷藏和挽口冷藏。而蓝莓品种较多,我国南方栽培的南高丛蓝莓成熟期正值高温多雨季节,其贮藏性能以及不同处理方法对其有何影响,尚需要深入探讨。因此,本研究拟设计紫外线照射、保鲜膜挽口包装、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理2个南高丛蓝莓品种‘薄雾’和‘奥尼尔’果实,研究其在4 ℃(冷藏)条件下的保鲜效果,旨在为蓝莓采后的贮藏保鲜方法的深入探讨及应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

蓝莓 南高丛蓝莓品种‘薄雾’(Misty)与‘奥尼尔’(O′ Neal),采自安徽省南陵县藉山镇林场(安徽徽王农业有限公司蓝莓基地),八成熟的果实采收后首先放置在预冷室(21 ℃)预冷2 h,之后放置泡沫盒内(内置冰袋)运回实验室。挑选无果柄、表面干爽、果粉完整、大小及成熟度基本一致的果实并装入低密度聚乙烯塑料食品包装盒备用(每个品种果实数约2000颗)。2-硫代巴比妥酸(BR)，抗坏血酸(AR) 上海展云有限公司；核黄素 BR,中国慧兴生化试剂有限公司(上海)；乙二胺四乙酸二钠 AR，无锡市苏强化工有限公司；食品用妙洁PE保鲜膜 脱普日用化学品(中国)有限公司。

PAL-1型电子数显糖度计 日本爱宕公司;WFZ-2000型紫外可见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司;TGL-16R型冷冻高速离心机 珠海黑马医学仪器有限公司;SW-CJ-1Bu型单人单面净化工作台 苏州净化设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 将预冷后的每个品种蓝莓果实随机放入规格为109 mm×109 mm×42 mm的低密度聚乙烯塑料食品包装盒内(约100颗/盒),将其平分为4组。第1组:对照组,不作任何处理(CK);第2组:紫外线照射组(UV),即将装有蓝莓果实的塑料食品包装盒放置于超净工作台内并用20 W辐射强度28 μW/cm2的紫外灯距蓝莓果实60 cm照射30 min;第3组:保鲜膜挽口包装(PW),即将装有蓝莓果实的塑料食品包装盒用厚度为0.02 mm的PE保鲜膜包裹完全;第4组:紫外线照射30 min结合保鲜膜挽口包装(UV+PW)。上述4组果实均放置于4 ℃冷藏条件下贮藏,贮藏期间每隔5 d取样测定。

1.2.2 指标测定 腐烂率以果实表面出现明显的破溃流汁或腐烂为准,腐烂率(%)=(腐烂果数/总果数)×100;可溶性固形物采用数显糖度计测定;花青素含量采取甲醇提取比色法测定[14];VC含量采用2,4-二硝基苯肼比色法测定(以鲜质量计)[15];丙二醛采用硫代巴比妥酸比色法;过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均按照李合生[16]的方法。

1.3 数据统计分析

采用Microsoft Excel软件进行数据统计,所有数据为3次重复的平均值±标准差。并运用IBM SPSS Statistics 20统计软件进行数据多重比较。

2 结果与分析

2.1 对腐烂率的影响

如图1所示,与对照相比,3个处理组的2个蓝莓品种果实腐烂率均显著下降(p<0.05),尤以紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理的‘薄雾’蓝莓果实腐烂率下降最为明显;2个蓝莓品种果实腐烂率均随贮藏时间的延长而升高,且同一处理同一天的腐烂率‘薄雾’明显低于‘奥尼尔’,且‘薄雾’贮藏期长于‘奥尼尔’。

图1 紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏期间腐烂率的影响Fig.1 Effect of ultraviolet and plastic film on decay incidence of blueberry fruit during cold storage注:同一品种不同处理间不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。图2～图7同。

2.2 对可溶性固形物含量的影响

由图2可得，在4 ℃贮藏条件下,‘薄雾’与‘奥尼尔’蓝莓果实的可溶性固形物(TSS)含量随贮藏期的延长呈先升后降的趋势;紫外线照射处理、保鲜膜挽口包装、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装均能延缓TSS含量的下降,尤以‘薄雾’蓝莓果实明显。

图2 紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏期间可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effect of ultraviolet and plastic film on soluble solid content of blueberry fruit during cold storage

2.3 对花青素含量的影响

由图3可以看出,在贮藏过程中，蓝莓的花青素含量变化的总体呈先升后降趋势。保鲜膜挽口、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理对‘薄雾’蓝莓果实花青素含量的降低有明显的延缓作用,第20 d及25 d时达显著水平(p<0.05);紫外线照射、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理降低了‘奥尼尔’蓝莓果实在20 d时的花青素含量,而保鲜膜挽口包装处理对‘奥尼尔’蓝莓果实在20 d时的花青素含量的影响较小。

图3 紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏期间花青素含量的影响Fig.3 Effect of ultraviolet and plastic film on anthocyanin content of blueberry fruit during cold storage

2.4 对抗坏血酸含量的影响

各组蓝莓果实的VC含量均随着贮藏时间的延长而下降,紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理延缓了蓝莓果实VC含量下降,尤以‘奥尼尔’明显。‘薄雾’VC含量的初始值高于‘奥尼尔’,贮藏20 d后‘薄雾’VC含量反而低于‘奥尼尔’VC含量(图4)。

图4 紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏期间VC含量的影响Fig.4 Effect of ultraviolet and plastic film on VC content of blueberry fruit during cold storage

2.5 对丙二醛含量的影响

如图5所示,在4 ℃贮藏条件下,2个蓝莓品种果实的MDA含量均呈先升高后降低的变化趋势,其高峰均出现在15 d。保鲜膜挽口、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理的‘薄雾’(第15 d)及3个处理的‘奥尼尔’(第15 d)MDA含量均显著低于对照组。3个处理组的‘薄雾’及‘奥尼尔’MDA含量变化均缓于对照组,且紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理的2品种蓝莓果实MDA含量的变幅最小(图5)。

图5 紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏期间丙二醛含量的影响Fig.5 Effect of ultraviolet and plastic film on MDA content of blueberry fruit during cold storage

2.6 对过氧化物酶(POD)活性的影响

由图6可知,在贮藏期间各组蓝莓果实的POD活性均呈先升后降的变化趋势;3个处理组的‘薄雾’及保鲜膜挽口、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理的‘奥尼尔’果实POD峰值均明显降低,在贮藏后期,紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理的2个蓝莓品种果实POD的活性显著高于(p<0.05)其他处理组和对照组,且‘奥尼尔’果实的初始POD活性及最终POD活性均高于‘薄雾’。

图6 紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏期间POD活性的影响Fig.6 Effect of ultraviolet and plastic film on POD activity of blueberry fruit during cold storage

2.7 对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

4组蓝莓果实SOD活性变化相似,均呈现先升高后下降趋势,对照组SOD峰值均出现在第5 d,而3个处理明显延迟了(p<0.05)SOD峰值的出现时间,‘薄雾’和‘奥尼尔’SOD峰值分别出现在20 d和15 d;在贮藏后期,SOD活性由小到大的顺序为:对照组<紫外线照射处理<保鲜膜挽口包装处理<紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理,且‘奥尼尔’果实的初始SOD活性及最终SOD活性均稍高于‘薄雾’(图7)。

图7 紫外线与保鲜膜对蓝莓冷藏期间SOD活性的影响Fig.7 Effect of ultraviolet and plastic film on SOD activity of blueberry fruit during cold storage

3 讨论与结论

蓝莓商品性的丧失,一方面表现在果实发生腐烂,这主要是由真菌感染和生理变化引起[17]。二是蓝莓采后极易失水萎蔫,果实皱缩且失去光泽[18]。有研究表明,采后果实经过UV-C辐射处理,能够杀死或抑制病原菌生长繁殖,从而减少果实腐烂。如4.5 mW/cm2的剂量UV-C对鲜切菠萝辐射15 s以上即可杀死大肠菌群,辐射90 s后,霉菌数显著低于对照[19]。不同剂量UV-C辐射处理生菜均能减少病原菌数量,进而延长货架期[20]。对采后蓝莓果实进行适当强度和时长的UV-C照射,在控制病变、降低腐烂率,延长贮藏期及保持品质等方面具有良好的效果[9-11]。本研究结果也表明,‘薄雾’和‘奥尼尔’蓝莓果实经过紫外线照射30 min后,其果实腐烂率显著降低,其TSS、花青素和VC下降趋势得到明显延缓。

为减缓果实采后贮藏过程中失水萎蔫,适当的包装及低温条件是必要的。保鲜膜包装结合冷藏是家庭中经常使用的保鲜方法。包装材料的种类、厚度等不同是透气透湿性差异的主要原因,本实验所选PE保鲜膜(0.02 mm)为市面常用的保鲜材料,其膜通透性相对较好[21]。有研究表明,不打孔聚乙烯塑料袋(PE)包装蓝莓的贮藏保鲜效果明显好于打孔PE包装或无膜包装[12]。本实验的结果表明,保鲜膜挽口包装、紫外线照射、紫外线照射结合保鲜膜挽口包装三个处理均降低了‘薄雾’和‘奥尼尔’蓝莓果实采后冷藏期间的腐烂率;还延缓了TSS水平的下降,降低了MDA、POD及SOD的峰值,保鲜膜挽口包装比紫外线照射更能延缓花青素和VC水平的下降;在贮藏后期,紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理的POD和SOD活性显著高于其他处理。MDA是植物组织衰老时发生膜脂过氧化的中间产物,可使蛋白质上的氨基酸发生结构变化,产生氧化自由基,从而损伤细胞膜的结构,干扰植物组织正常的生理功能。因此,各处理的果实MDA峰值降低,说明各处理可降低膜脂过氧化程度及果实衰老的程度。SOD是植物体内抗氧化防御体系的关键酶,能特异地清除超氧阴离子自由基[12]。POD能够清除因果实衰老产生的自由基,减轻对果实的伤害。因此,在贮藏后期,紫外线照射结合保鲜膜挽口包装处理果实的保鲜效果与较高的抗氧化酶(如POD和SOD)活性有一定的相关性。

本实验中,随着冷藏期的延长,2个蓝莓品种果实腐烂率不断升高,VC含量逐步降低,TSS、花青素、MDA、POD和SOD水平均呈先升后降的趋势;‘薄雾’果实腐烂率显著低于‘奥尼尔’,前者贮藏期长于后者。综合来看,紫外线照射结合保鲜膜挽口包装能较好地保持蓝莓果实冷藏期间的品质,尤以‘薄雾’蓝莓果实明显。

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Effects of ultraviolet and plastic film on preservation of blueberry during cold storage

ZHANG Hong,LI Qing-qing,XU Qing-long,LU Shan-shan,XIAO Jia-xin*

(Key Laboratory for the Conservation and Utilization of Important Biological Resources in Anhui Province,College of Life Sciences,Anhui Normal University,Wuhu 241000,China)

The effects of ultravioletradiation,plastic wrap packaging,and ultravioletradiation combined with plastic wrap packaging on changes in rot rate,the levels of total soluble solids(TSS),vitamin C(VC),malondialdehyde(MDA),peroxidase(POD)and superoxide dismutase(SOD)were investigated in the two southern blueberry cultivars i.e‘Misty’ and ‘O’Neal’at 4 ℃ storage condition,aiming to compare the effectiveness of the three treatment methods for preserving blueberries.The results showed that,with increase of cold storage days,the rot rate of the two blueberry cultivars gradually increased,VCgradually decreased,the levels of TSS,anthocyanin,MDA,SOD and POD trended to increase first,and decrease later. Compared with the control,the three treatments i.e ultravioletradiation,plastic wrap packaging,and ultraviolet radiation combined with plastic wrap packaging,decreased the decay incidence,and delayed the decreases of TSS,anthocyanin(except for ‘O’Neal’),and VCconcentrations,reduced the peak values of MDA,POD and SOD. During the later storage,the activities of POD and SOD were higher in fruits treated by ultravioletradiation combined with plastic wrap packaging than by other treatments. The decay incidence was lower in ‘Misty’ fruits than in ‘O’Neal’ ones,and the storage time was longer in the former than in the later. Thus,ultravioletradiation combined with plastic wrap packaging can preferably keep the quality of the two blueberry cultivars,especially ‘Misty’,during the cold storage.

blueberry;ultravioletradiation;plastic wrappackaging;cold storage;fruit quality

2016-09-29

张红(1991-),女,硕士生,研究方向:蓝莓采后生物学,E-mail:1102926220@qq.com。

*通讯作者:肖家欣(1970-),男,博士,教授,研究方向:蓝莓生物学,E-mail:xjx0930@163.com。

国家自然科学基金(31372014);安徽省高等学校自然科学研究项目(KJ2016SD24)。

TS255.3

A

1002-0306(2017)09-0314-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.052