基于质地多面分析法评价不同处理对蓝莓鲜果模拟运输及货架品质的影响

, ,, ,, ,立志, ,*

(1.贵阳学院化学与材料工程学院,贵州贵阳 550005;2.贵州省果品加工工程技术研究中心,贵州贵阳 550005;3.贵州省麻江县果品办公室,贵州麻江 557600;4.黔东南州林业产业办公室,贵州凯里 556000)

基于质地多面分析法评价不同处理对蓝莓鲜果模拟运输及货架品质的影响

马超1,2,曹森2,龙晓波3,吉宁2,杨秀钟4,周雍1,马立志2,王瑞2,*

(1.贵阳学院化学与材料工程学院,贵州贵阳 550005;2.贵州省果品加工工程技术研究中心,贵州贵阳 550005;3.贵州省麻江县果品办公室,贵州麻江 557600;4.黔东南州林业产业办公室,贵州凯里 556000)

为探究不同处理对蓝莓采后模拟运输及货架品质的影响。以“粉蓝”蓝莓为研究对象,将蓝莓果实和保鲜剂(10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂、1 μL/L 1-MCP)装入泡沫箱,并加入蓄冷剂,以100 km/h的速度置于35 ℃外环境中模拟运输72 h后开箱,转移至生化培养箱,于4 ℃预冷4 h后进行货架实验,每隔48 h测定果实质地参数及好果率。结果表明，20 mg/g乙烯吸附剂能够更好地维持果实品质,货架结束时对照好果率仅为58.48%,而10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂、1 μL/L 1-MCP处理好果率分别比对照提高了24.01%、49.93%和42.25%;同时,20 mg/g乙烯吸附剂处理能够延缓果实硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性和好果率下降。因此,采用20 mg/g乙烯吸附剂对“粉蓝”蓝莓处理效果最好；蓝莓的好果率与果实硬度在一定范围内呈现良好的线性关系,因此,提出一个简便的拟合回归方程(y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486)，将蓝莓果实硬度和好果率进行关联,作为模拟运输及货架期间蓝莓果实质地变化的判断依据。

蓝莓,质地多面分析法,乙烯吸附剂,1-MCP,模拟运输

蓝莓(VacciniumcorymbosumL.)果实酸甜可口,含有花色苷、亚麻油酸、黄酮、维生素C等多种营养元素,具有明目、抗癌、增强心肺功能等功效,被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一[1-2]。贵州省蓝莓果实通常采收于多雨、高温的夏季,果实呼吸作用旺盛,耐贮性较差[1]。同时,运输过程中,由于震动胁迫及高温的影响,呼吸强度和乙烯释放速率加剧,从而加快果实的软化衰老,导致货架时间缩短,造成经济损失[3]。因此,寻找适宜的处理方法延长蓝莓的货架时间,对蓝莓产业的可持续发展具有重要意义。

乙烯吸附剂,主要成分为高锰酸钾(KMnO4),具有无毒害、杀灭微生物、抑制果实无氧呼吸、调节贮藏微环境CO2浓度等作用,同时还能够氧化乙烯,延长果蔬寿命[4]。目前,乙烯吸附剂已在柑橘、杨梅、桃等水果保鲜中取得良好成效[4-6]。1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)可以通过抑制纤维素酶(CX)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性及乙烯与受体的结合,从而维持蓝莓、苹果、草莓等果实硬度及相关质地参数[7-9]。

质地多面分析法(Texture Profile Analysis,TPA)是模拟人体牙齿咀嚼食物,对果实样品进行两次压缩的机械过程,通过探头对该过程力的变化进行记录,准确、客观地反映出果肉的硬度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性和回复性等质地参数,从而评价果实的质地情况[10]。目前,TPA测试在乳制品[11]、果蔬[12-14]、肉制品[15]等食品品质评价中已得到广泛利用。因此,本实验通过选择乙烯吸附剂和1-MCP作为保鲜剂,以生物冰袋为蓄冷剂,通过探究不同处理对蓝莓模拟运输及货架期间好果率、TPA质地参数的影响,研究经济、高效的物流方式,为蓝莓的电商物流提供新的途径和依据。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

“粉蓝”蓝莓鲜果 于2016年7月19日15:00～17:00采摘于贵州省麻江县宣威镇蓝莓种植基地,选取8～9成熟、大小相近、无病虫害、无机械伤、果形端正且萼片未倒伏的果实；乙烯吸附剂(主要成分KMnO4) 南京中鎏农业科技有限公司;1-甲基环丙烯(1-MCP) 美国陶氏益农公司;邮政4号泡沫箱 内尺寸为300 mm×145 mm×185 mm,上海心洁包装材料有限公司;带孔PET蓝莓保鲜盒 内尺寸为105 mm×100 mm×40 mm,潍坊百乐源公司;塑料镂空周转筐 内尺寸为585 mm×395 mm×240 mm,深圳市中超塑胶有限公司;生物冰袋 成都心海汇才生物科技有限公司。

HK-PK 105-2型实验室模拟运输震动台 东莞市华凯检测设备科技有限公司;TA.XT. Plus物性测定仪 英国S

Table Micro Systems公司;低温生化培养箱 上海精宏实验设备有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 果实处理 实验共有四组,分别为对照组(CK)、10 mg/g(毎1 g蓝莓果实放入10 mg乙烯吸附剂)乙烯吸附剂处理组、20 mg/g乙烯吸附剂处理组和1 μL/L 1-MCP处理组。每处理组10箱,每箱6盒蓝莓果实,每盒(125±5) g。

果实田间采摘后,使用带孔PET蓝莓保鲜盒进行分装每盒(125±5) g蓝莓,整齐码放于塑料镂空周转筐中,立即运回贵州省果品加工工程技术研究中心实验室后,使用大功率工业风扇除去田间热,使果实中心温度由25 ℃降到18 ℃。然后,将蓝莓和蓄冷剂放入泡沫箱,具体方式为:6盒蓝莓、2个装有吸水纸的PET蓝莓保鲜盒、3袋生物冰袋(袋内注入250 mL水,-18 ℃冰冻24 h,果实与蓄冷剂质量比为1∶1)及保鲜剂(按照实验方案对应添加)装入泡沫箱并立即封盖，总重量为(1500±20) g;随后将密封好的40箱泡沫箱固定在模拟运输机上,以100 km/h的速度模拟运输72 h,整个过程在温度(35±2) ℃的空调房内进行(使用暖风机辅助加热);完成模拟运输后,于低温生化培养箱中4 ℃预冷4 h后,分装至PE保鲜膜在4 ℃下进行货架实验。

货架实验中,每2 d进行一次指标测定,货架期为8 d。

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 好果率测定 采用计数法测定蓝莓好果率,其中以表面有霉菌、凹陷、破裂和流水记为腐烂。好果率计算公式如下所示。

1.2.2.2 质构参数测定 质地测定采用质构仪，用直径为75 mm的圆柱形探头P/75进行TPA测试。测试条件为测前速率2 mm/s,测试速率1 mm/s,测后上行速率2 mm/s,蓝莓果肉受压变形60%,两次压缩停顿时间5 s,触发力5 g。通过质地特征曲线得到蓝莓果肉的硬度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性和回复性,每个处理随机测定15次,结果取平均值。

1.3数据统计分析

采用Origin Lab 9.0对数据进行处理和作图,采用SPSS 19.0的Duncan氏新复极差法对数据进行差异显著性分析(p<0.05为差异显著,p<0.01为差异极显著,p>0.05为差异不显著)。

2 结果与分析

2.1不同处理对蓝莓果实质地的影响

2.1.1 硬度 由图1可知,在货架期间,蓝莓硬度总体呈下降趋势。这可能是因为随着蓝莓果实的衰老,果实细胞壁硬度下降,导致支撑力降低[16]。在运回至货架第0 d时,对照组和10 mg/g乙烯吸附剂处理组硬度由513.73 g分别下降至496.31 g和493.01 g,且二者间无显著性差异(p>0.05);而20 mg/g乙烯吸附剂和1-MCP处理组硬度略有上升。对照组硬度在整个实验期内下降幅度达到38.71%,而10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂、1 μL/L 1-MCP处理组果实硬度下降幅度分别为28.43%、21.71%和20.05%,且在货架第48、96、144、192 h时与对照组相比,均呈现显著性差异(p<0.05)。在实验期内,1-MCP处理组硬度略高于20 mg/g乙烯吸附剂处理组,但两组数据间无显著性差异(p>0.05)。由此说明,1 μL/L 1-MCP和20 mg/g乙烯吸附剂处理均能延缓模拟运输及货架期间蓝莓硬度的下降。

图1 蓝莓鲜果在模拟运输及货架期的硬度变化

2.1.2 黏着性 黏着性反映了牙齿在咀嚼果实时,果粒对牙齿、上颚、舌头等接触面粘着的性质,果实的黏着性和果实品质呈负相关[17-18]。由图2可见,对照组和10 mg/g乙烯吸附剂处理组黏着性在模拟运输及货架期间呈上升趋势,而20 mg/g乙烯吸附剂和1 μL/L 1-MCP处理组呈先下降再上升趋势。至货架期192 h时,对照组与10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂和1 μL/L 1-MCP处理组黏着性相比,分别上升了15.46%、42.86%、47.66%,且各处理组之间相比均呈显著性差异(p<0.05)。结果表明,1-MCP和高浓度乙烯吸附剂均能够抑制蓝莓果实模拟运输及货架期间黏着性上升,而1μL/L 1-MCP处理能够更好地抑制蓝莓果实黏着性上升。

图2 蓝莓鲜果在模拟运输及货架期的黏着性变化

2.1.3 弹性 弹性是指蓝莓果实经第一次压缩形变后,在去除变形力的条件下,所能回复的程度,其数值直接反映了蓝莓果实的新鲜度[19]。由图3所示,随着货架期的增加,各处理组弹性逐渐下降。在模拟运输期间及货架期0～48 h内,各处理组弹性下降较为快速,且各组之间差异不明显(p>0.05)。从货架期48 h开始,对照组蓝莓果实弹性迅速下降,而处理组蓝莓果实弹性下降比较缓慢,至货架期结束(192 h)时,对照组蓝莓果实弹性下降幅度为58.45%,而10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂和1 μL/L 1-MCP处理组弹性下降幅度分别为52.16%、30.83%和40.20%。其中,20 mg/g乙烯吸附剂处理组与其余各处理组相比,均呈现极显著性差异(p<0.01),表明20 mg/g乙烯吸附剂处理对蓝莓弹性保持效果更好。

图3 蓝莓鲜果在模拟运输及货架期的弹性变化

2.1.4 凝聚性 凝聚性反映的是咀嚼时,蓝莓果实抵抗牙齿咀嚼破坏时表现出的内部结合力,其值反映了果实组织细胞间结构组织的完整性及结合力大小[20]。如图4所示,在整个实验期内,所有处理组果实凝聚性均呈先升后降趋势,而对照组凝聚性则一直处于下降趋势,且在整个实验期内,处理组与对比组均呈现显著性差异(p<0.05)。在货架期0 h时,10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂、1 μL/L 1-MCP处理组无明显差异(p>0.05),而从货架期48 h开始,20 mg/g乙烯吸附剂蓝莓果实凝聚性明显高于其余两组,且呈现显著性差异(p<0.05);货架结束时10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂和1 μL/L 1-MCP处理组蓝莓果实凝聚性分别为对照组的1.12、1.33和1.24倍。表明蓝莓鲜果经1-MCP和乙烯吸附剂均能够不同程度延缓货架期间蓝莓果实凝聚性下降,其中20 mg/g乙烯吸附剂处理组效果更优异。

图4 蓝莓鲜果在模拟运输及货架期的凝聚性变化

2.1.5 咀嚼性 咀嚼性反映了果肉对咀嚼过程中所产生的外力的持续抵抗作用[21-22]。由图5可看出,在整个货架期内,4个处理组咀嚼性均呈现先上升后下降趋势,在货架期48 h时,各组蓝莓果实咀嚼性开始迅速下降,且在整个实验期内各处理组蓝莓果实咀嚼性显著(p<0.05)高于对照组,说明1-MCP和乙烯吸附剂均能够很好的抑制蓝莓果实咀嚼性下降。在货架期0 h时,1-MCP处理组蓝莓果实咀嚼性略高于20 mg/g乙烯吸附剂处理组,但差异不显著(p>0.05),而在货架48 h至货架结束时,1 μL/L 1-MCP处理组蓝莓果实咀嚼性逐渐低于20 mg/g乙烯吸附剂处理组,且两者之间差异显著(p<0.05)。因此,20 mg/g乙烯吸附剂能够更好地维持蓝莓果实货架期内的咀嚼性。

图5 蓝莓鲜果在模拟运输及货架期的咀嚼性变化

2.1.6 回复性 回复性是指蓝莓果实在第一次受到外力压缩后,快速回复形变的能力[22]。图6表明,在货架期内,蓝莓果实回复性总体呈现下降趋势。运回至货架期第0 h时,各处理组回复性快速下降,且各组之间无明显差异。从货架期第0 h开始,10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂、1 μL/L 1-MCP处理组回复性下降速率逐步减缓,而对照组仍然保持较高的下降速率,说明1-MCP和乙烯吸附剂在抑制蓝莓果实回复性下降方面具有较好的表现。至货架期192 h时,对照组和10 mg/g乙烯吸附剂回复性变化较大,分别由0.177 g下降至0.133 g和0.136 g,降低了24.86%和23.16%,而20 mg/g乙烯吸附剂、1 μL/L 1-MCP处理组的蓝莓果实回复性下降11.86%和16.95%。由此说明,高浓度的乙烯吸附剂能够更好地延缓蓝莓果实货架期回复性的下降。

图6 蓝莓鲜果在模拟运输及货架期的回复性变化

2.2好果率与硬度关系

2.2.1 不同处理对蓝莓果实好果率影响 好果率是判断果实保鲜效果的最直观标准之一,是果实商品价值的直接体现。如图7所示,在运回至货架期0 h内,对照组好果率逐渐下降,而其余处理组均保持较高的好果率。货架期第0 h起,对照组及10 mg/g乙烯吸附剂处理组的好果率下降速率增快,但20 mg/g乙烯吸附剂和1 μL/L 1-MCP处理组仍保持较高的好果率,说明高浓度1-MCP和乙烯吸附剂均能在一定程度上延缓蓝莓果实的腐烂。在货架第96 h时,对照组好果率为77.33%,而10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂和1 μL/L 1-MCP处理组好果率分别为85.28%、95.41%和93.64%,且与对照组相比均有显著性差异(p<0.05)。在货架结束时(货架192 h),对照组好果率仅为58.48%,而10 mg/g乙烯吸附剂、20 mg/g乙烯吸附剂和1 μL/L 1-MCP处理组好果率分别比对照组提高了24.01%、49.93%和42.25%,且各处理组之间均具有显著性差异(p<0.05)。由此可见,高浓度乙烯吸附剂能够更好地维持模拟运输及货架期间蓝莓果实好果率。

图7 蓝莓鲜果在模拟运输及货架期的好果率变化

2.2.2 模拟运输及货架期间蓝莓果实好果率与硬度的关系拟合 由图7可知,在整个模拟运输及货架期间,随着时间的延长,各处理组蓝莓果实好果率均呈现不同程度下降趋势,图1表明,蓝莓果实的硬度随时间延长也呈现出下降趋势。因此,基于两者变化趋势,提出一个一元二次方程将蓝莓果实硬度与蓝莓软果率进行二次多项式拟合,结果如图8所示,拟合回归方程为y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486。因此,只需要通过简单地测定模拟运输及货架期间蓝莓果实的好果率,即可间接推导蓝莓果实硬度变化,从而为模拟运输及货架期间的蓝莓果实质地变化提供一种简便、快捷的评价依据,除此之外,还能够帮助电商企业制定适宜的销售方案及销售半径,提高商业竞争力。

图8 蓝莓模拟运输及货架期间硬度与好果率拟合曲线

3 讨论

3.1蓝莓果实各项质地参数与模拟运输过程之间的关系

采后软化是绝大部分果蔬成熟衰老的特征[23]。随着采后时间的延长,蓝莓果实逐渐软化,硬度逐渐降低且各项质地特性参数也会随之发生变化。与低温贮藏相比较,模拟运输过程中,由于震动胁迫及高温的影响,蓝莓果实会加速衰老,即硬度及相关质地参数会迅速发生变化,原因主要在于震动损伤和高温容易引起果实产生伤乙烯和伤呼吸,而大量乙烯的产生及呼吸作用的加强都会对蓝莓果实的软化起到促进作用[24-25]。研究表明,乙烯吸附剂可以通过吸收乙烯气体、改善贮藏微环境从而抑制柑橘、杨梅、桃等果实软化[4-6],而1-MCP可以通过抑制纤维素酶(CX)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性及乙烯与受体的结合,从而维持蓝莓、苹果、草莓等果实硬度及相关质地参数[7-9]。由本实验可以看出,与对照组相比,乙烯吸附剂和1-MCP均能抑制蓝莓果实在模拟运输及货架期间硬度和相关质地参数变化。其中1 μL/L 1-MCP 处理能够有效地抑制果实硬度下降和黏着性上升,但与20 mg/g乙烯吸附剂处理相比在果实硬度上无显著性差异(p>0.05),而20 mg/g乙烯吸附剂处理能够显著地(p<0.05)延缓果实弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性和好果率的下降。2015年我国中央1号文件提出农药零增长的目标[26],因此,在保鲜效果相近的前提下,与化学农药1-MCP相比,乙烯吸附剂处理更符合国家政策导向。

3.2蓝莓果实各项质地参数选择

质地多面评价法能够同时、客观、准确地提供果实硬度、脆度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性、胶黏性等表征质地特性参数[12]。然而使用质地多面评价法分析果实质地参数时,并不是要对得到的所有参数进行分析,而是需要根据实际情况来选择。在本实验中,未对脆度和胶黏性进行分析,原因在于脆度主要针对在压缩中出现明显裂痕的果实[27],胶黏性则多用于评价半固体样品[3],而蓝莓果实属于固体,且在实验中未出现明显裂痕。因此,采用硬度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性及回复性用于评价模拟运输及货架期间蓝莓果实质地参数变化。

3.3乙烯吸附剂浓度对蓝莓果实各项质地参数的影响

在模拟运输及货架期间,经乙烯吸附剂处理的实验组蓝莓果实均能够表现出较好的品质。然而,在货架期结束时,经20 mg/g乙烯吸附剂处理的蓝莓果实质地参数均优于10 mg/g乙烯吸附剂处理的果实,且两者之间呈现显著性差异(p<0.05),原因可能在于低浓度的乙烯吸附剂被迅速消耗完毕所导致。因此,高浓度乙烯吸附剂更有利于抑制蓝莓果实质地指标的下降。

4 结论

20 mg/g乙烯吸附剂、1 μL/L 1-MCP处理均能够延缓蓝莓果实在模拟运输及货架期间质地变化,其中20 mg/g乙烯吸附剂处理的效果更好。

蓝莓的硬度与好果率在一定范围内呈现一定相关性,因此,提出一个简便的拟合回归方程y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486(其中,y为TPA测试蓝莓果实硬度,x为20 mg/g乙烯吸附剂处理蓝莓果实模拟运输及货架期间好果率)，将蓝莓果实硬度和好果率进行关联,作为模拟运输及货架期间蓝莓果实质地变化的判断依据。

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Effectofdifferenttreatmentsonthesimulatedtransportationandshelfqualityofblueberrybasedontextureprofileanalysis

MAChao1,2,CAOSen2,LONGXiao-bo3,JINing2,YANGXiu-zhong4,ZHOUYong1,MALi-zhi2,WANGRui2,*

(1.School of Chemistry and Materials Engineering,Guiyang College,Guiyang 550005,China;2.Guizhou Engineering Research Center for Fruit Processing,Guiyang 550005,China;3.Guizhou Majiang Fruit of Fruit Office,Majiang 557600,China;4.Guizhou Qiandongnan Forestry Industry Office,Kaili 556000,China)

Effect of different treatments on the simulated transportation and shelf quality after the postharvest of the blueberry was studied. With the Powderblue blueberry as the research object,blueberry and antistaling agent(the ethylene adsorbent of 10 mg/g and 20 mg/g,1-MCP of 1 μL/L)were put into a foam box,with coolants added. After the simulated transportation for 72 h with the speed of 100 km/h at the external environment of 35 ℃,the box was opened and the blueberry was transferred into the biochemical culture box. After pre-cooling at the temperature of 4 ℃ for 4 h,the samples were transferred to shelf experiment. The texture parameters and good fruit rate of blueberry were detected every 48 h. The results showed that the fruit quality with 20 mg/g ethylene absorbent could maintained better than others. After the arrangement of shelf,the good fruit rate of CK was only 58.48%. However,with ethylene adsorbent of 10 mg/g,ethylene adsorbent of 20 mg/g as well as 1-MCP of 1 μL/L,the good fruit rates were increased by 24.01%,49.93% and 42.25% respectively. However,with the treatment of 20 mg/g ethylene adsorbent,decreased rate of hardness,springiness,cohesiveness,chewiness and resilience of blueberry could be delayed. Therefore,the effect of using 20 mg/g ethylene adsorbent for the Powderblue blueberry treatment was the best. There was a good linear relationship between the rate of good fruit of blueberry and hardness within certain range. Therefore,a simple regression equation was put forward(y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486)to build the relationship between the blueberry fruit hardness and good fruit rate,which would a judgment basis of change of the blueberry fruit texture in simulated transportation and shelf period.

blueberry;texture profile analysis;ethylene adsorbent;1-MCP;simulated transportation

2017-03-16

马超(1988-)，男，硕士，讲师，主要从事农产品贮藏与保鲜方面的研究，E-mail：chaomagyu@126.com。

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王瑞(1979-)，男，博士，教授，主要从事农产品贮藏与保鲜方面的研究，E-mail：wangrui060729@126.com。

黔东南州蓝莓产业科技合作专项计划项目(黔东南州蓝莓鲜果保鲜、贮运关键技术研究、示范、[2014]02号)；2015年度贵州省“千”层次创新型人才培养对象项目；贵州省教育厅2011协同创新中心建设项目(贵州省果品加工、贮藏与安全控制协同创新中心、黔教合协同中心[201306])。

TS255.3

A

1002-0306(2017)22-0286-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.055