西番莲采后品质及其保鲜技术研究进展
2019-12-04杨翠凤
滕 峥,杨翠凤
(百色学院农业与食品工程学院,广西百色 533000)
西番莲(Passifloraspp.)是西番莲科(Passifloraceae) 西番莲属 (Passiflora innaeus) 木质藤本植物,其果实营养保健价值高,富含135种以上芳香物,风味独特,几乎涵盖了热带、亚热带绝大部分水果的香型,又故名“百香果”,素有“果汁之王”的美誉[1-4]。随着国内外市场对西番莲需求的大幅增长,西番莲产业拥有广阔的市场发展前景[5-7],同时西番莲也是我国近年来南方地区农村脱贫致富重点开发的经济作物之一。西番莲属于典型热带呼吸跃变型水果且成熟于高温季节,采后放置短时间就会出现失水皱缩软化,易受病菌感染而加速腐烂,缩短果实贮藏寿命,不易贮运。因此,研究西番莲果实采后品质及贮藏保鲜对发展西番莲产业具有重要意义[8-11]。综述了西番莲采后品质和国内外贮藏保鲜技术的研究进展,并结合我国西番莲的产业前景,展望了西番莲贮藏保鲜技术的发展方向,以期为我国西番莲产业的可持续发展提供理论指导。
1 西番莲果实采后品质变化
1.1 果实色泽的变化
色泽是评价果实品质和判断成熟度的一项重要外观指标[12]。西番莲果实采后会进一步成熟和衰老,而果皮褐变是许多果实采后发生的一种常见的生理失调现象,根本原因是产生细胞膜脂过氧化反应,细胞膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)积累过多,增大了细胞膜的通透性,破坏了褐变底物与多酚氧化酶(PPO)的分布区域,使得底物和酶结合并发生反应,最终生成黑褐色物质[13-14]。
1.2 果实营养活性物质的变化
西番莲富含多种氨基酸、蛋白质、维生素等营养活性物质,在采后贮藏过程中,由于营养物质消耗、呼吸作用、氧化酶催化和次生代谢等原因,这些营养活性物质含量将不断降低[15]。徐雪莹等人[16]研究结果表明,西番莲果实在常温贮藏过程中的可溶性固形物、维C和总酚含量均表现出不同程度的降低。此外,总黄酮、总类胡萝卜素等活性物质也会随着贮藏时间的推移而逐渐降解。
1.3 果实褶皱度及失重率变化
果实褶皱度是衡量果实外观品质的直观指标,其变化与果实的营养品质密切相关。西番莲采后贮藏,果实中的水分会不断蒸发,果实质量变小,影响西番莲鲜度,造成果实代谢机能紊乱。随着西番莲果实贮藏期的延长,尤其是当西番莲果实呼吸跃变后,果实硬度会大幅度降低,果肉液化且果实失重率及皱缩程度将呈现出急剧升高的规律[8,17]。
1.4 果实香味变化
西番莲果汁香味的成分繁多复杂,前人研究发现,西番莲黄果种香气成分约有165种,紫果种有70多种,其中各种酯类和醇类是构成果实香味的主要成分。其中丁酸乙酯、己酸乙酯、丁酸己酯、己酸己酯等4种酯类是西番莲果实的主要挥发化合物,且西番莲的香味化学成分中有很多都是含硫芳香成分[18-21]。在成熟与贮藏过程中,由于温度、光照、酶解等作用都能使得西番莲果实中的香味化学成分发生变化,引起西番莲果实香气的改变。尤其是呼吸跃变后的西番莲容易失水皱缩软化,果肉汁液浸出产生酸臭,不易贮运[22-23]。
2 西番莲物理保鲜技术
2.1 低温贮藏
低温可以降低采后西番莲果实的新陈代谢,抑制果皮上致腐败及病原微生物的活动、降低呼吸速率,使其在贮藏期内维持较好的贮藏品质。Ptuth J S[24]的研究指出,西番莲果实贮藏温度低于6.5℃时易受冷害,有异味、易腐烂,果皮褐变现斑,会导致果汁品质下降。前人通过研究温度、贮藏时间与果实品质相关指标证明,西番莲果实贮藏的最佳温度为7~10℃,已有70%~80%转色的西番莲果实在此温度范围内可贮藏 3~5 周[8,11,16]。
2.2 气调贮藏
气调贮藏是一种简便且性价比极高的贮藏保鲜方法,常与低温贮藏相结合,广泛应用于国内外各类新鲜水果。气调贮藏一方面可以延缓西番莲果实的新陈代谢及呼吸速率、推迟呼吸跃变的到来,抑制果实内源乙烯生物合成和果实病原菌的繁殖生长,减少营养物质的损耗,推迟氧化衰老;另一方面能够在特定的空间内CO2和O2的混合比例,产生高湿环境,减少果实水分流失,保持果实物理化学品质,延长果实的贮藏寿命[25-27]。目前,主要应用于西番莲果实的气调包装材料及其贮藏保鲜效果。
西番莲果实气调包装材料的类型、性能及贮藏保鲜效果[28-33]见表1。
表1 西番莲果实气调包装材料的类型、性能及贮藏保鲜效果
3 西番莲化学保鲜技术
3.1 热处理与氯化钙溶液处理
热处理通过抑制病原菌生长和呼吸强度,调节果蔬生理代谢规律,从而降低果蔬后熟衰老的发展速率,以达到保鲜效果;氯化钙溶液处理则可以有效稳定果实色泽,维持果实营养成分,防止果实品质大幅度下降[34]。Venancio J B等人[35]研究了35℃热处理1 h结合2%氯化钙溶液处理对黄果西番莲的保鲜效果,以35℃热处理1 h和2%氯化钙溶液处理为参照,结果表明,热处理结合氯化钙溶液处理西番莲未成熟果实后可以较好地贮藏14 d,但未能有效地延缓西番莲的衰老。
3.2 1-甲基环丙烯(1-MCP) 处理
1-MCP是一种新型乙烯受体抑制剂,不仅能抑制呼吸跃变型果蔬中乙烯的释放,还具有一定的护色作用,具有无毒、稳定、高效的优点。研究表明,1-MCP至少可通过2种机制来延缓果蔬衰老,一是通过与植物组织中乙烯受体蛋白的金属离子强烈结合,从而抑制乙烯的作用;二是通过对乙烯生物合成途径中ACS基因和ACO基因的表达来调节或阻断乙烯的合成,从而延缓果蔬发育及成熟过程[36-37]。Dussan S等人[38]研究表明600 mg/L质量浓度1-MCP处理60 s可维持较好的果实品质。Yumbya P[39]研究了1-MCP对不同成熟度紫果西番莲的贮藏品质,结果表明,2 mg/L 1-MCP熏蒸24 h和4 mg/L 1-MCP熏蒸 12 h这2个处理均能抑制果实的乙烯释放量,延长货架期2~3 d。姜翠翠等人[40]采用0.50 μL/L和1.0 μL/L的1-MCP结合PE袋对西番莲进行了保鲜处理,结果显示1.0 μL/L的1-MCP结合PE袋处理能有效延缓果实的后熟衰老,确保货架期西番莲果实品质。
3.3 涂膜处理
涂膜处理是指使用适当的生物或化学保鲜剂(如海藻酸钠、壳聚糖、果腊、橡胶乳等)涂布、浸泡或喷洒在西番莲果实表层,从而形成一层透明均匀且有弹性的膜[41]。Silva J B D等人[42]分别用巴西棕榈蜡、橡胶乳、2%木薯淀粉溶液对黄果西番莲进行涂膜处理,结果表明,橡胶乳可以降低西番莲质量损失和皱缩指数,能够增加西番莲货架寿命3~4 d。徐雪莹[8]使用不同浓度的橘皮提取物+单甘酯混合溶液处理西番莲果实。研究表明,5.0%橘皮提取物+1.5%单甘酯混合溶液能够有效维持西番莲的外观及内在品质,延缓果实的呼吸速率,推迟果实成熟与衰老。帅良等人[15]使用1%,2%,3%海藻酸钠涂膜处理西番莲果实,发现在贮藏过程中,2%海藻酸钠涂膜西番莲果实后,能够具有较低的果实失重率和皱缩指数,能较好地维持百香果的TSS、维C、总酸和总糖含量,从而维持百香果的贮藏品质。以上研究结果表明,涂膜处理可以有效地阻隔果实内外环境,延缓其采后的生理活动,延长西番莲的保鲜期。
4 结语
前人的研究主要侧重于测定采后西番莲外观、品质,以及与衰老有关的生理生化指标,通过各种物理、化学和生物保鲜等方法来调控这些指标,但围绕这些指标变化的细胞、分子水平等方面的研究还未开展,对如何有效延缓采后西番莲果实的本质机理尚不清楚。建议今后可从以下方向进行开展或研究:①研发以大宗农产品废弃物为主要原料,生产纯天然、无残留、无毒环保的生物保鲜剂或可食性保鲜包装材料。②开展采后西番莲果实低温贮藏、气调贮藏、低强度辐射处理和生物化学保鲜剂等技术的综合运用研究,探索出高效的西番莲果实综合保鲜技术。③围绕采后西番莲果实后熟衰老开展细胞、分子水平的研究,例如研究采后西番莲果实品质生理生化指标变化的蛋白或基因差异表达,研究衰老有关基因(SAG)中的蛋白酶、核酸酶及酯酶等基因,研究乙烯合成相关的ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)基因,从而探明西番莲果实成熟衰老的机制本质,以研发出从源头上延缓西番莲果实采后衰老进程的高效、实用、安全的保鲜技术。