采收成熟度对青皮核桃鲜贮效果的影响

布妈热娅木·艾山,潘 俨,徐 斌,孟新涛,张 婷,*

(1.新疆农业大学食品科学与药学学院,新疆乌鲁木齐 830052;2.新疆农科院农产品贮藏加工研究所,新疆乌鲁木齐 830091;3.新疆主要农副产品精深加工工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐 830091)

核桃(JuglansregiaL.)为核桃科核桃属植物,因其核仁具有很高的食用价值和保健价值而受到消费者的喜爱[1-3]。新疆作为我国核桃的主产区,其种植面积和产量居全国第二位,已成为阿克苏、喀什及和田等南疆地区城乡经济发展的主力军和农民增收的新亮点[4]。随着核桃加工产业的多元化发展,鲜核桃的市场和营养价值越来越受到人们关注。研究表明,鲜食核桃中氨基酸、VE等营养物质含量显著高于干制核桃,可见鲜食核桃有着巨大的市场潜力[5-6]。然而,鲜食核桃不耐贮藏,采后衰老快,即使是在低温或者冷藏条件下果仁的呼吸速率也大于干制核桃,褐变、腐烂及裂果等现象难以控制,从而导致其品质下降和市场供应不足等问题[7-8]。因此进行青皮核桃采后贮藏保鲜技术研究对核桃产业发展具有重要意义。

成熟度是影响果蔬贮藏寿命的主要因素之一,不同时期采收的果蔬成熟度不同,容易受到温度、湿度等环境因素的影响而具有不同的生理代谢活性和抗衰老能力[9]。研究和生产调研发现,过早、过晚采收造成鲜食核桃风味不佳、不耐贮藏、贮后品质严重下降等问题[10],可见适宜采收成熟度的确定作为鲜食核桃贮藏保鲜的第一步显得尤为重要。据报道,我国各核桃产地主要栽植早实核桃,从8月上旬至8月下旬连续采收上市、没有严格采收标准可依,使得贮藏选材具有一定的盲目性[9-11]。目前,关于青皮核桃采收成熟度的研究仅见于‘中林5号’[9]、‘辽宁4号’[9]、‘西扶1号’[11]、‘西扶2号’[10]等品种,然而,不同品种青皮核桃采后生理特性不同,适宜采收成熟度不同。‘温185’、‘新新2’、‘扎343’、‘新丰’等作为新疆核桃的主栽品种,有关其保鲜方面的研究主要见于采摘期、温度、包装等对干制核桃或新鲜核仁贮藏品质的影响[12-14],鲜见核桃青果保鲜方面的报道。因此,本研究以‘温185’青皮核桃为试材,通过研究3个不同采收成熟度对青皮核桃鲜贮效果的影响,以期为新疆核桃鲜贮实践提供原料采摘期的选择依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试核桃鲜果 品种为温185,分别于2019年8月22日(成熟度Ⅰ,花后125 d)、2019年8月27日(成熟度Ⅱ,花后130 d)、2019年9月1日(成熟度Ⅲ,花后135 d)采自阿克苏地区乌什县阿克托海10大队核桃示范园基地,挑选青皮完好、无病虫害、损伤或病斑、大小均匀的青果采摘,剪去果柄,装入套衬核桃叶及无纺布的塑料周转筐中,当天运回新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所冷库(路途约16 h);氢氧化钾、无水乙醇、乙醚、异丙醇、酚酞 天津市福晨化学试剂厂。

MA30-000V3型红外水分测定仪 德国赛多利斯;TD10KA型电子计重秤、WSC-2型色差计 北京光学;TMS-Pro型质构仪 美国FTC。

1.2 实验方法

1.2.1 预处理 不同采收成熟度的青皮核桃于0 ℃冷库中预冷72 h后,挑选健康果装入厚度为0.04 mm、大小为15 cm×20 cm的聚乙烯薄膜袋(PE)中,每个采收成熟度青皮核桃果实各装20袋(其中14袋用于定期取样,另6袋用于裂果率和核仁保鲜率统计),每组3个重复,每袋20个果实,顶部留约1/10的空袋体积密封。将包装后的青皮核桃放在塑料周转筐,每筐放4袋,置于温度为(-1±1) ℃,相对湿度为75%～85%的冷库贮藏。贮藏期间,不同采收成熟度青皮核桃每隔7 d取样用于各指标的测定。每次从不同采收成熟度袋内随机取10个果实用于统计果实的褐变指数和腐烂指数,另10个果实用于测定青皮和核仁的含水量、青皮的硬度和色泽等指标,完成后剥取核仁,经液氮冷冻后存放于-80 ℃冰箱,用于酸价等品质指标的测定。此外,各采收成熟度各重复的另6袋果实,分别用于统计贮至42、70和91 d时的青皮裂果率及核仁保鲜率。

1.2.2 测定指标与方法

1.2.2.1 青皮褐变指数和腐烂指数 青皮核桃果实采后褐变指数和腐烂指数的评定和计算参考弓弼等[10,15]的方法,褐变指数分级标准:将果实根据褐变面积分为5 级,0级:果实完好无损;1级:果实表面褐斑面积0%～20%;2级:果实表面褐斑面积20%～40%;3级:果实表面褐斑面积40%～60%;4级:果实表面褐斑面积60%～80%;5级:果实表面褐斑面积80%～100%。

褐变指数(%)=(∑(褐变级别×本级核桃数)/(总核桃数×最高级别数))×100

腐烂指数分级标准:将果实根据表面腐烂面积分为5级,0级:果实完好无损;1级:病斑面积0%～20%;2级:病斑面积20%～40%;3级:病斑面积40%～60%;4级:病斑面积60%～80%;5级:病斑面积80%～100%。

褐变指数(%)=(∑(腐烂级别×本级核桃数)/(总核桃数×最高级别数))×100

1.2.2.2 青皮裂果率 青皮裂果率参考张艳丽等[16]方法统计。

1.2.2.3 青皮含水量 青皮含水量测定采用便携式红外水分测定仪测定。

1.2.2.4 青皮硬度测定 参照Muskovics等[17]的质构仪法,略有改进。测定条件为:采用Φ6 mm的圆柱形检测探头;测前速度 60 mm·min-1;测试速度 60 mm·min-1;测后上行速度60 mm·min-1;两次压缩中间停顿5 s;触发力值0.98 N;触发类型为自动。每个果沿赤道均匀测定4个点,每个处理测10个果。

1.2.2.5 青皮色泽测定 参照Mosetti等[18]方法测定。采用WSC-2型色差计测定核桃青皮色差。采用国际色差标准CIE色差系统:L*表示亮度,a*表示红度和绿度,b*表示黄度和蓝度。选取青皮核桃果实赤道面上的点进行测定,每组测定10个,3次重复。

ΔE=(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2

1.2.2.6 核仁保鲜率 核仁保鲜率参考冯文煜等[19]方法统计。

1.2.2.7 核仁含水量 核仁含水量测定采用便携式红外水分测定仪测定。

1.2.2.8 核仁酸价 参照Mexis等[20]的方法提取核仁油脂,根据GB/T 5009.229-2016测定酸价[21]。

1.3 数据处理

采用Excel 2003软件进行分析,Sigmaplot 12.0作图,并用SPSS 20.0软件进行显著性和相关性统计分析。

2 结果与分析

2.1 采收成熟度对青皮核桃贮期褐变指数和腐烂指数的影响

由图1可以看出,随着贮藏时间的延长,不同采收成熟度青皮核桃果实均发生了褐变和腐烂,但不同成熟度的果实褐变和腐烂程度不同。3个采收成熟度青皮核桃果实均在贮藏35 d时出现褐变,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的果实褐变指数依次为6.00%、3.33%、5.67%,随着贮藏时间的延长,不同采收成熟度青皮核桃果实在贮藏63 d后褐变程度加重,褐变加快,整个贮藏过程中,成熟度Ⅱ果实的褐变指数显著低于其它两个成熟度(P<0.05)。

图1 采收成熟度对青皮核桃贮藏过程中褐变指数的影响

由图2可以看出,3个采收成熟度青皮核桃果实均在贮藏42 d时出现不同程度腐烂,腐烂程度最低的为成熟度Ⅱ,贮至70 d时,腐烂指数仅为15.63%,整个贮期,成熟度Ⅱ的果实腐烂指数显著低于其它两个成熟度(P<0.05)。贮藏49～70 d时,成熟度Ⅲ果实的褐变指数和腐烂指数大于采收期Ⅰ,但差异不显著(P>0.05),贮藏70～91 d,结果相反,其原因可能与不同采收成熟度青皮核桃贮藏期间乙烯峰出现的时间有关,采收越晚,成熟度越高,乙烯峰出现的越早,启动抗病机制越强,果实腐烂率增加减缓,尤其是贮藏后期青皮核桃抗腐烂能力增强,这与弓弼等[10]研究较为一致。可见,‘温185’青皮核桃贮藏期间的褐变指数和腐烂指数受采收成熟度的影响,8月27日(成熟度Ⅱ)采收的青皮核桃较耐贮。

图2 采收成熟度对青皮核桃贮藏过程中腐烂指数的影响

2.2 采收成熟度对青皮核桃贮期青皮裂果率的影响

青皮开裂也是青皮核桃保鲜中常见的问题,要延长青皮核桃的保存时间,首先要保证青皮的完整性。青皮开裂比例越低,青皮核桃保存的时间越长[16]。从表1可以看出,成熟度Ⅰ和成熟度Ⅲ的青皮核桃果实贮藏42 d时,部分青皮出现开裂,裂果率分别达到10.71%和23.52%,成熟度Ⅱ的果实贮藏42 d时青皮未开裂;贮藏至70 d时,3个采收成熟度青皮核桃果实裂果逐渐增多,裂果率依次为:成熟度Ⅱ<成熟度Ⅰ<成熟度Ⅲ,其中成熟度Ⅱ果实裂果率最低,仅为18.50%;贮藏至91 d时,成熟度Ⅰ和成熟度Ⅲ的果实裂果率分别达到62.50%和57.00%,显著高于成熟度Ⅱ(P<0.05)。可见,适宜的采收成熟度有利于延缓‘温185’核桃青皮开裂,使其青皮裂果率在贮期保持较低水平。

表1 不同采收成熟度青皮核桃果实在贮藏过程中的裂果率

2.3 采收成熟度对青皮核桃贮期青皮含水量的影响

由图3可知,不同采收成熟度核桃贮期青皮含水量表现出逐渐下降的趋势。贮藏0～28 d,不同采收期青皮含水量下降较快,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别下降了7.51%、7.13%、7.47%,不同采收成熟度青皮含水量显著差异(P<0.05),贮藏35～91 d,3个成熟度青皮含水量下降趋于平缓,均维持在77.0%～83.0%,这可能由于贮藏期间受到核仁水分补充的缘故;贮藏35～42 d和77～91 d,成熟度Ⅰ的青皮含水量显著高于其它两个成熟度(P<0.05)。表明,采收时间越早,贮藏期间青皮含水量越大。

图3 采收期对青皮核桃贮期青皮含水量的影响

2.4 采收成熟度对青皮核桃贮期硬度的影响

青皮核桃贮藏期间也存在青皮细胞壁降解的现象,硬度下降是其显著标志,与青皮抗病性有关,青皮硬度下降缓慢其腐烂延缓[11]。由图4可以看出,随着贮藏时间的延长,不同采收成熟度青皮核桃果实硬度逐渐下降。贮藏0～28 d,青皮核桃未出现褐变、开裂及腐烂等现象时,不同采收成熟度青皮核桃果实硬度变化幅度较小,基本维持在9～10 N,成熟度Ⅰ和成熟度Ⅱ的果实硬度大于成熟度Ⅲ;贮藏35～56 d,随着褐变、开裂及轻微腐烂现象的发生,不同采收成熟度青皮核桃果实硬度分别下降了21.49%、19.83%和22.86%,成熟度Ⅱ的果实硬度显著大于其它两个成熟度(P<0.05),这一规律基本维持至贮藏结束。可以看出,‘温185’青皮核桃贮藏过程中青皮硬度下降分3个时期,即缓慢下降期(0～28 d)、下降期(贮藏35～56 d)及快速下降期(63～91 d),不同成熟度青皮核桃果实发生褐变、开裂及腐烂的时间较为一致,相关性分析结果显示,青皮核桃果实硬度与其褐变指数(r0.05=-0.752)、裂果率(r0.05=-0.608)及腐烂指数(r0.05=-0.748)等存在负相关关系。

图4 采收成熟度对青皮核桃果实贮期硬度的影响

2.5 采收成熟度对青皮核桃贮期色泽的影响

色泽是影响果实外观品质的重要指标之一,能直接反映果实成熟度和新鲜度的变化。通常用L*、a*、b*来表示,青皮亮度L值越小说明其亮度越低,红绿值度a越小说明绿度越高,黄蓝度b越小说明黄度越大。由图5可以看出,不同采收成熟度青皮核桃贮期L*值逐渐降低,贮藏0～28 d,各采收成熟度青皮的L*值变化较小,其值基本维持在32～36;贮藏35～91 d,成熟度Ⅱ的L*值显著大于成熟度Ⅰ和成熟度度Ⅲ(P<0.05),表明成熟度Ⅱ采收有利于维持青皮核桃贮藏过程中的亮度L*值。

图5 采收成熟度对青皮核桃果实贮期色泽L*值的影响

由图6可以看出,整个贮期,青皮核桃a*值呈逐渐上升趋势,贮藏0～28 d,不同采收成熟度a*值差异变化不明显,贮藏35～91 d,随着3个采收成熟度青皮核桃褐变和腐烂不同程度的发生,成熟度Ⅱ的a*值显著低于其它两个成熟度(P<0.05),但后两者间差异不明显(P>0.05)。表明成熟度Ⅱ采收可使青皮核桃贮藏过程中的a*值保持较低的水平。

图6 采收成熟度对青皮核桃果实贮期色泽a*值的影响

图7反映了不同采收期青皮核桃贮期b*值的变化。可以看出,入贮时,3个采收成熟度青皮核桃的b*值较为接近,分别为28.54、28.41、28.30,随着贮藏时间的延长,不同采收期青皮核桃b*值不断减小,贮至28 d,3个成熟度青皮核桃的b*值分别下降了16.96%、15.33%和19.64%,降幅较小;贮藏35～91 d,3个成熟度b*值快速下降,至贮藏结束时,降幅分别为44.13%、31.95%和38.27%,下降速度约为前期的2倍,成熟度Ⅱ的b*值显著低于其它两个成熟度(P<0.05),表明成熟度Ⅱ青皮核桃在贮藏期间转黄较少。

图7 采收成熟度对青皮核桃果实贮期色泽b*值的影响

ΔE值为L*、a*、b*值与收获值之间的差值。由图8可以看出,整个贮期,不同采收成熟度青皮核桃ΔE值呈上升趋势,贮藏0～35 d,3个采收成熟度青皮核桃的ΔE值0.8～2.7浮动,三者ΔE值无显著差异(P>0.05);贮藏42～91 d,成熟度Ⅱ的ΔE值维持较低的水平,显著低于成熟度Ⅰ和成熟度Ⅲ(P<0.05)。表明,成熟度Ⅱ青皮核桃贮藏期间的色泽与收获时较为接近,成熟度Ⅱ有利于维持青皮核桃贮期的色泽。

图8 采收成熟度对青皮核桃果实贮期色泽ΔE值的影响

2.6 采收成熟度对青皮核桃贮期核仁保鲜率的影响

表2显示,不同采收成熟度青皮核桃果实贮藏42 d时,核仁保鲜率均达到100%,随着贮藏时间的延长,核仁保鲜率因采收成熟度不同而表现出较大差异,贮至70 d时,成熟度Ⅲ的核仁保鲜率为86.67%,成熟度Ⅰ的核仁保鲜率为93.33%,成熟度Ⅱ的核仁保鲜率为100%,显著高于其它两个成熟度(P<0.05);贮至91 d时,成熟度Ⅱ的核仁保鲜率为83%,仍显著高于其它两个成熟度(P<0.05)。可以看出,成熟度Ⅱ采收的青皮核桃可使其贮期的核仁保鲜率维持在较高的水平。

表2 不同采收期青皮核桃果实在贮藏过程中的核仁保鲜率

2.7 采收成熟度对核仁含水量的影响

水分含量是反映青皮核桃新鲜度的重要指标之一,核仁含水量越高,口感更加脆嫩,更适于鲜食。由图9可知,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ青皮核桃入贮时,核仁含水量分别为34.50%、29.34%和22.97%,贮藏49 d前,不同采收成熟度核仁含水量差异显著(P<0.05),成熟度Ⅰ核仁含水量最高,其次为成熟度Ⅱ,成熟度Ⅲ核仁含水量最低;贮藏56～63 d,采收期Ⅱ核仁含水量显著高于其它两个采收期(P<0.05)。表明,适宜采收成熟度的核仁含水量有利于青皮核桃保鲜,这一结果已被虎云青[22]等研究证实,是否将成熟度Ⅱ的核仁含水量指标作为‘温185’核桃适宜采收期判断的一项指标,仍有待于进一步验证。

图9 采收成熟度对青皮核桃贮期核仁含水量的影响

2.8 采收成熟度对青皮核桃贮期酸价的影响

酸价是评价青皮核桃核仁新鲜度的可靠指标,酸价上升是核仁衰老和品质劣变的标志[11]。研究表明,核桃含仁有丰富的不饱和脂肪酸,在贮藏过程中极易发生酸败,导致低分子脂肪酸氧化产生有机酸,进而使酸价升高,核桃品质下降[23-24]。图10为不同采收成熟度青皮核桃核仁的酸价变化。可以看出,酸价表现出整体升高的趋势。采收后,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的酸价分别为1.13、1.69、1.87 mg/g,贮藏0～28 d,成熟度Ⅰ核仁酸价显著低于成熟度Ⅱ和成熟度Ⅲ(P<0.05),贮至49 d后,不同采收成熟度青皮核桃核仁酸价快速升高,贮至70 d时,成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的酸价分别达到4.28、3.04、4.37 mg/g,成熟度Ⅱ的核仁酸价显著低于其它两个成熟度(P<0.05),与GB 2716-2018《食品安全国家标准 植物油》规定食用植物油酸价不得大于4 mg/g对比,采收期Ⅱ核仁酸价达到食用油标准,这一结果与冯文煜等[19]研究结果一致。表明,成熟度Ⅱ可显著抑制青皮核桃贮藏后期核仁的氧化酸败,使其在贮藏末期一直维持安全水平。

图10 采收成熟度对青皮核桃贮期酸价的影响

3 结论

一般情况下,成熟度关系到果实的品质和贮藏性能[25]。对于鲜食核桃而言,早采导致收获果实的核仁发育不全,涩味浓、含水量高,品质不足,易于腐烂;晚采导致收获果实的核仁发育老化,提前进入衰老,抗病性下降,不耐贮藏[10,26],因此,选择青皮核桃适宜的采收成熟度至关重要。本研究通过对3个成熟度的‘温185’青皮核桃的鲜贮效果进行比较分析,结果发现,成熟度对其采后耐贮性有一定的影响,成熟度Ⅰ(8月22日)采收的青皮核桃贮藏期间青皮褐变、腐烂严重,含水量高,硬度下降快,对青皮色泽影响较大,且核仁保鲜率低;熟度Ⅲ(9月1日)采收的贮藏期间青皮褐变、裂果严重,鲜贮效果较差;成熟度Ⅱ(8月27日)采收的青皮核桃显著降低了青皮贮期褐变、腐烂及裂果等现象的发生,使其贮至70 d时,核仁保鲜率仍为100%。因此,生产上建议以8月27日(花后130 d)作为‘温185’青皮核桃鲜贮实践原料采收的时间。

本研究仅对3个采收成熟度青皮核桃的鲜贮效果及相关品质指标进行了分析,对青皮的研究分析较多,对核仁指标的筛选较少,并未对其过氧化值、碘价、游离脂肪酸、可溶性蛋白、维生素VE等指标进行详细研究,‘温185’青皮核桃鲜贮适宜采收成熟度量化指标的筛选和确定是今后工作研究的重点。