不同薄膜包装对采后茄果货架品质的影响

安容慧,罗淑芬,周宏胜,刘道峰,胡花丽*,李鹏霞,4*

(1.江苏省农业科学院 农产品加工研究所,江苏 南京 210014;2.沈阳农业大学 食品学院,辽宁 沈阳 110866;3.江苏省徐州丰县凯宇果蔬专业合作社,江苏 徐州 221700;4.江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室,江苏 南京 210014)

茄果(SolanummelongenaL.)亦称“落苏”、“矮瓜”、“昆仑瓜”等,是一年生草本植物,起源于热带地区[1]。根据世界粮农组织(FAO)的统计资料,我国茄果总产量呈逐年增加的趋势,2014年总产量为2499.9万t,收获面积已达到79.7万hm2。茄果不仅产量高,而且它具有较高的营养价值和保健功能，例如,茄果果肉富含多种维生素、矿物质以及生物活性成分,其中的酚和黄酮类化合物具有预防疾病、提高机体免疫力的作用[2]。Kashyap等[3]的研究结果也显示,有规律地食用茄果可降低血液中低密度蛋白的含量,有利于增强心脏的功能。因此新鲜的茄果及其鲜切产品均受到消费者的广泛喜爱。但采后的茄果在常温销售中易出现失水萎蔫、霉变、腐烂等品质劣变现象,这些问题也致使茄果在常温下的货架期仅为2～3 d[4]。在生产中,经营者常采用不卫生的水和劣质的油处理茄果,使其看起来新鲜。这些不当处理有损消费者的健康。因此,研发采后茄果的安全保鲜技术对茄果的生产、经营及加工有着重要的意义。

目前茄果的保鲜技术主要包括:物理保鲜技术、化学保鲜技术和生物保鲜技术。物理保鲜主要有冷藏和气调;化学保鲜主要是化学保鲜剂处理;生物保鲜主要是生物防治剂处理、植物提取物保鲜剂贮藏保鲜和涂膜贮藏保鲜[5]。在这些技术中,冷藏属应用最广泛的保鲜技术,但茄果属冷敏性植物,当冷藏温度不适时易发生冷害,从而使茄果失去商品价值[6];气调保鲜中CO2、O2浓度过高或过低都会影响果蔬的品质,这对设备的精度提出了较高的要求,因而也提高了生产成本。相比之下,适宜的薄膜气调包装可降低人工气调的成本,但目前制约薄膜气调包装广泛使用的一个问题是,在薄膜使用过程中内壁易产生凝结水,这会加速果蔬的腐烂变质[7];化学保鲜技术虽然操作灵活,费用不高,但存在一定的安全隐患;生物保鲜技术相比于其它保鲜技术具有绿色、安全、健康等优点[8]，例如,赖建等[9]研究发现,采用哈茨木霉发酵液对茄果进行生物保鲜，防腐效果较好,但果实会因失水较多而过度萎蔫。因此,哈茨木霉发酵液的使用需结合薄膜袋、涂膜处理，以减少果实水分的损失,从而达到最理想的防腐保鲜效果。综上可见,以上保鲜技术均有一定的局限性。

近几年，薄膜包装被广泛应用在果蔬保鲜方面。薄膜包装是通过薄膜的渗透作用与茄果的呼吸作用,在包装袋内形成高浓度的CO2和低浓度的O2,并使果蔬与外界隔离,维持较好的品质，从而达到保鲜的效果[10]。然而各种薄膜因厚度和渗透系数不同，它们对不同果蔬的保鲜效果也有一定的差异性。因而需要针对不同果蔬找出合适的薄膜。目前,尽管茄果薄膜包装的研究有数篇报道,但都是辅助低温贮藏开展的研究,有关适宜茄果货架销售的薄膜包装材料未见相关报道。因此,我们研究了不同薄膜包装对茄果采后货架品质的影响,以期为茄果的采后货架保鲜提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜茄果:采购于南京众彩物流批发市场的供货基地,采购后1 h内运至江苏省农业科学院农产品加工研究所果蔬保鲜与加工实验室,挑选无机械损伤、无病虫害、大小和成熟度基本一致的茄果为试验材料。采用的薄膜规格为36 cm长×23 cm宽,薄膜包装性能见表1,其渗透系数由国家农产品保鲜中心测定。每袋薄膜装4个鲜茄果,每处理设5个重复；同时设置相同数量的无膜包装(CK1)和食品袋包装(CK2)作为对照。茄果样品于20～25 ℃常温下贮藏,贮藏14 d后取样,进行相关指标的测定。

表1 不同包装薄膜的性能

1.2 主要仪器

UV-1102紫外可见分光光度计,上海天美科学仪器有限公司;TLP质构仪,美国FTC公司;Danbell气体分析仪,丹麦Dansensor公司;A11 Basic液氮研磨器,艾卡(广州)仪器设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 失重率的测定 用电子天平称量样品质量,重复测定3次,计算失重率:失重率(%)=[(贮藏前质量-测定时的质量)/贮藏前质量]×100%。

1.3.2 袋内O2和CO2浓度的测定 用Danbell气体分析仪测定包装袋内O2和CO2的浓度。

1.3.3 质构指标的测定 茄果的质构指标包括硬度、粘附性、内聚性、弹性、胶粘性、咀嚼性。用刀片在茄果最大直径处切取1 cm3的组织，置于质构仪P/50探头下进行TPA测定,感应元量程为250 N。每次测12个果实,去掉最大值和最小值后取平均值。试样测试参数:测试高度为20 mm,测试速度为60 mm/min,变形量为50%,起始力为0.375 N,间隔时间为10 s。

1.3.4 总酚含量的测定 参考Ghasemnezhad等[11]的方法(略有改动)，称取2 g茄果样品,加10 mL 80%乙醇充分打浆,在4 ℃下以10000 r/min离心20 min,上清液用于总酚含量的测定。取0.1 mL上清液,加0.9 mL蒸馏水和0.5 mL Folin试剂,在25 ℃下反应3 min；再加入1 mL饱和Na2CO3溶液,在25 ℃下反应1 h,最后于760 nm处测定吸光值。以没食子酸作为标准物质。

1.3.5 抗坏血酸含量的测定 参考Kampfenkel等[12]的方法(略有改动),称取3 g茄果样品,加10 mL 6%三氯乙酸(TCA,W/V)冰浴研磨成浆,定容至6 mL,再于4 ℃下以15600×g离心10 min,收集上清液。反应体系含:0.8 mL 0.2 mol/L磷酸缓冲液(pH 7.4)、0.2 mL上清液、1.0 mL 10% TCA、0.8 mL 42%磷酸、0.8 mL 2% 2,2-双吡啶、0.4 mL 3%三氯化铁。混匀后,在42 ℃下水浴1 h,冷却,于525 nm处测定吸光值。

1.3.6 DPPH自由基清除率及还原力的测定 DPPH自由基清除率测定参考胡花丽等[13]的方法;还原力的测定参考刘程惠等[14]的方法。

1.4 数据处理

所有数据为3次重复试验的平均值±标准误差,差异显著性采用SPSS 20.0软件进行分析(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同薄膜包装对采后茄果感官品质的影响

图1为20～25 ℃贮藏14 d后所有茄果感官品质的表现。可以看出,所有处理茄果的感官品质均出现了不同程度的下降,其中对照组CK1茄果的表面萎蔫最明显;对照组CK2的部分茄果腐烂严重,并伴有萼片褐变、脱落的现象。在所采用的12种薄膜包装(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12)处理中,P3、P4、P8和P12处理的部分茄果亦出现腐烂变质、萼片褐变并脱落的问题; P7处理虽然没有明显导致茄果的腐烂,但该处理茄果的萼片也开始出现褐变现象。相比之下,P1、P2、P5、P6、P9、P10、P11薄膜包装处理较好地保持了茄果的外观,无失水和腐烂现象发生。说明这7种薄膜包装处理有益于抑制采后茄果品质的劣变。

图1 不同薄膜包装处理茄果的表型

2.2 不同薄膜包装对采后茄果失重率的影响

随后,试验分析了上述7种有益薄膜对茄果生理特性的影响。失重率的结果(图2)显示,在20～25 ℃贮藏14 d后,CK1茄果的失重率高达15.92%,CK2茄果的失重率为2.43%，但P1、P2、P5、P6、P9、P10、P11处理茄果的失重率均小于1%,并且显著低于两个对照组(P<0.05)。

图2 不同薄膜包装对采后茄果失重率的影响

2.3 不同薄膜包装袋内的O2和CO2浓度

通常薄膜对果实衰老的调控与其在果实周围形成的低浓度O2和高浓度CO2微环境有关。本研究结果(图3)也显示,贮藏14 d后,相比于两个对照组,薄膜包装处理均降低了茄果微环境中的O2浓度(图3A)；但不同薄膜包装袋内O2和CO2浓度也显现出了差异,其中P1、P2、P9和P11处理间薄膜内的O2浓度无显著差异,但均显著低于P5、P6和P10的；在这后三者中P5处理的O2浓度最高,而在P6和P10之间无显著差异。

从图3B可以看出,各处理组袋内的CO2浓度均高于两个对照组的,其中P1、P2、P9和P11处理间薄膜内CO2浓度无明显差异,但均显著高于P5、P6和P10薄膜组的。可见,P1、P2、P9和P11薄膜,尤其是P1、P9和P11可较好地维持薄膜内较低的O2浓度(5.7%～8.5%)和较高的CO2浓度(4.5%～5.4%)。

图3 不同薄膜包装袋内的O2(A)和CO2(B)浓度

2.4 不同薄膜包装对采后茄果质地参数的影响

茄果的硬度与其失水和新鲜程度相关。由图4A可看出,在所有薄膜处理中,P1、P9和P11处理组茄果的硬度显著高于两组对照和其它薄膜处理的。粘附性表示克服食物表面同其它物质表面接触之间的吸引力所需的能量[15]。由图4B可看出,两对照组的茄果粘附性较高,显著高于P1、P9、P10和P11薄膜处理的。由图4C可看出,薄膜处理组茄果的内聚性略高于对照组,但不同薄膜处理之间无明显差异。茄果弹性的变化结果(图4D)显示,薄膜包装茄果的弹性普遍高于两组对照,尤其是P1和P9薄膜处理。

2.5 不同薄膜包装对采后茄果总酚及抗坏血酸含量的影响

由图5A可见,除P6薄膜处理外,其它薄膜包装处理均维持了茄果中较高的总酚含量,尤其是P9薄膜包装。茄果抗坏血酸含量的测定结果(图5B)显示,与两组对照相比,薄膜包装处理均维持了茄果中较高的抗坏血酸含量,尤其是P1、P9和P11薄膜。

2.6 不同薄膜包装对采后茄果DPPH自由基清除率及还原力的影响

由图6A可看出,与两组对照相比,P1、P9和P11薄膜处理维持了茄果组织较高的DPPH自由基清除率,反映了这些处理有利于维持组织内较高的抗氧化能力。相应还原力的结果(图6B)也显示,P1、P9和P11薄膜处理茄果具有较高的还原力。

2.7 不同薄膜包装茄果品质指标的聚类分析

采用聚类分析方法进一步综合比较了不同薄膜包装对茄果采后品质的影响,结果(图7)表明：总体上,9个处理分为三大类,其中P1、P9和P11聚为第一类；P2、P5、P6和P10聚为第二类；CK1和CK2聚为第三类。可见,相比于两个对照,薄膜包装对茄果的品质产生了影响,其中作用最大的是P1和P11。

图4 不同薄膜包装对茄果硬度(A)、粘附性(B)、内聚性(C)、弹性(D)和咀嚼性(E)的影响

图5 不同薄膜包装对采后茄果总酚(A)和抗坏血酸(B)含量的影响

3 讨论与结论

由失重引起的皱缩是茄果失去新鲜度的一个最明显的症状[16,17]。本研究结果显示：贮藏14 d后,CK1茄果出现了明显的皱缩,而所有薄膜包装茄果未见此症状的发生；贮藏结束时，CK1茄果的失重率高达16%,而所有薄膜包装茄果的失重率均未超过5%,因此未展现出可见的皱缩症状。茄果萼片的褐变/腐烂症状也会直接影响消费者购买茄果的意愿[18]。本研究结果显示,CK2和一些不适宜包装(P3、P8和P12)处理茄果均出现了明显的萼片褐变腐烂现象，而P1、P6、P9和P11薄膜包装茄果的萼片未出现上述症状。说明适宜的薄膜包装处理有利于控制采后茄果萼片的衰败。李春媛等[19]对9 ℃贮藏的高唐紫上的研究发现,PVC膜包装可延长茄果的贮藏期限。

图6 不同薄膜包装对采后茄果DPPH自由基清除率(A)和还原力(B)的影响

图7 不同薄膜包装对采后茄果品质影响的热图

随着茄果衰老的发生,果肉硬度呈下降趋势[20,21]。本研究结果显示,在所有薄膜处理中,P1、P9和P11处理组茄果的硬度显著高于两组对照和其它薄膜处理的,说明这3个薄膜处理可减缓采后茄果的衰老进程。通常伴随着果蔬衰老的发生,其组织内氧化还原稳态会被打破[13,22]。Ogunlade等[23]研究证实了蔬菜的抗氧化活性与其总酚含量密切相关。在各种蔬菜中,茄果是总酚含量较高的一种,它具有清除自由基的能力[24]。在茄果的衰老过程中,总酚和抗坏血酸含量不断下降[25]。本试验观察到,P1、P9和P11薄膜除了可减缓茄果硬度的下降外,也维持了茄果较高的总酚及抗坏血酸含量。茄果DPPH清除率及还原力的测定结果也显示,P1、P9和P11薄膜处理维持了组织较高的抗氧化活性。这些结果暗示,P1、P9和P11薄膜对茄果衰老的调控与其维持组织的抗氧化活性有关。

聚类分析结果也表明，P1、P9和P11薄膜包装所形成的低浓度O2(5.7%～8.5%)和高浓度CO2(4.5%～5.4%)有利于维持采后茄果的品质,尤其是P1和P11。可见,适宜的薄膜包装可有效延长茄果的货架期,提升其商品价值。本试验可为采后茄果的保鲜提供技术支持,对茄果产业的发展有着积极的指导意义。