鲜切大白凤桃生理性能变化研究
2020-12-14李红艳王霞徐明磊
李红艳 王霞 徐明磊
[摘 要] 本文以鲜切大白凤桃为试验材料,研究切割伤害诱导呼吸强度、乙烯生成量、酶活性以及酶促褐变的发生及其生理生化变化。结果表明,不同温度下受切大白风桃生理变化规律不同,温度较高时受切大白风桃生理特性变化较快,温度较低时受切大白风桃生理特性变化较慢。在25 ℃温度情况下,乙烯生成量、呼吸强度、酶活性以及酶促褐变均比较强,受切大白风桃迅速转入成熟,继而进入衰变期。因此,为保证水果品质,应采用较低的保存温度。
[关键词] 大白凤桃;鲜切;生理性能
[中图分类号] S622.1 [文献标识码] B [文章编号] 1674-7909(2020)29-85-3
鲜切果蔬是指以新鲜水果与蔬菜为原材料,经分等级、清洗、修整、去果皮、切成碎块、保鲜和包装等处理,再经低温运输到终端市场进入冷柜销售的可以即拆即食的食品。鲜切果蔬具有纯天然、营养丰富、新鲜可口、方便携带及百分之百可以食用等优点,能满足人们对原生态食品的需求。因此,鲜切果蔬具有非常好的市场前景和经济效益,目前在发达国家已经占有较大的市场份额。在我国,鲜切果蔬消费起步较晚,但近年来迅速受到消费者的青睐。
然而,新鲜果蔬切割后会产生一系列生理变化,对其品质会有较大的影响[1-4]。果蔬受切割的程度较大(即果蔬受损较为严重)时,其呼吸强度较大;切割的体积比较小,产生的新鲜表面面积较大,果蔬组织水分蒸发速度较快,沿切分面流淌出的酚类物质极易氧化,并且发生褐变,影响果蔬的外观质量,同时不利于食品保存。研究表明,采用氩气、氮气[1]、银杏叶提取液[2,3]、石榴皮提取液[4]、保护膜[5-8]等保护方式对鲜切果蔬进行贮存保护,取得了显著成就。总之,切割方式不同,水果形成的创伤面积存在差别,果蔬组织中营养物质的流失量是有差别的,会影响保鲜效果。实际上果蔬切割后期各类生理活动发生了明显变化,如乙烯加速产生、呼吸速率骤增、酶促使褐变速度加快等,说明果蔬对不利环境的抵抗能力显著变弱,此类变化均会加速鲜切果蔬的老化过程,果蔬迅速成熟、老化,伴随产生异味、失重变软。其细胞组织与空气全面接触,氧化作用与蒸发加速[9],此类生理指标的变化过程均可以作为指示信号,用以衡量鲜切果蔬品质的变化过程,对于研究鲜切果蔬的生理变化、贮藏保护具有重要意义。
研究资料表明,有关鲜切大白凤桃果肉的生理变化,即切割受损后乙烯产生及其变化规律、果肉成熟和老化过程等的相关资料鲜有报道。故本研究选择新鲜大白凤桃作为试验基材,经切割机做伤害处理后,研究果蔬组织中乙烯的生成量、呼吸强度及多酚氧化酶活性(PPO)等一系列生理现象变化,研究外力伤害对大白凤桃组织生理现象的影响规律,为鲜切果蔬贮存保护提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 试验材料
大白凤桃购于河南省平顶山市车站市场,去皮后切分为直径12 mm、厚度3 mm的薄片,放入100 mL三角瓶中,分别置于7 ℃和25 ℃温度下贮藏。
1.2 生理指标测试
经切割处理的大白凤桃薄片置于7 ℃与25 ℃温度下贮藏,密封入三角瓶中,经过0、1、2、3、4、5、6 d和7 d后,测试乙烯生成量[nL/(g·h)]、呼吸强度[mg CO2/(kg·h)]、多酚氧化酶活性(U)、可溶性固形物含量(SSC/%)与外观颜色(以L*表示),测试指标与测试方法如表1所示。
2 结果与分析
2.1 乙烯生成量
鮮切大白凤桃组织中乙烯生成量的变化情况见表2。从测试数据可以看出,无论是在低温7 ℃环境下,还是在室温25 ℃环境下,乙烯生成量均呈先逐渐增加,快速达到峰值后逐渐下降的趋势。仅仅是在不同温度情况下,其增加与下降的速度不同,贮藏环境温度较高,乙烯生成量变化速率较快;温度较低时,乙烯生成量变化速率较慢。例如,在25 ℃环境中,试验第1天乙烯生成量急速上升,从98 nL/(g·h)升至277 nL/(g·h),后续几天乙烯生成量又下降至193 nL/(g·h);在7 ℃环境中,乙烯生成量增加比较缓慢,切割后其含量为98 nL/(g·h),第2天其含量上升至147 nL/(g·h),达到了高峰,再逐渐下降,缓慢恢复到初始水平。研究表明,鲜切苹果果实中1-氨基环丙烷-1-梭酸(ACC)氧化酶活性较低,几乎不会生成乙烯,但是受到外力损伤之后,ACC氧化酶活性迅速升高,经过24 h后达到高大值,而且导致乙烯生成量随之快速升高,之后伴随ACC氧化酶活性逐渐降低,乙烯生成量也逐渐下降至初始水平[10]。在本试验中,鲜切水蜜桃表现出来同样的特征,最初组织受到损伤后,乙烯的产生与释放速度显著上升,迅速促进水蜜桃成熟,果实变软,而且显现出老化特征。实际上,不同的水果品种受到损伤后产生乙烯的时间是不同的,部分水果非常迅速,本研究仅仅1 d乙烯生产速度即达到最大值,之后逐渐降低。
2.2 呼吸强度变化
表3为鲜切大白凤桃呼吸强度的变化。从测试数据可以看出,在低温7 ℃环境下与室温25 ℃环境下,鲜切大白凤桃呼吸强度的变化量与乙烯生成量的变化呈现相同的规律,即呼吸强度先逐渐增加,快速达到峰值后逐渐下降。仍旧是在不同温度情况下,其增加与下降的速度不同,贮藏环境温度较高,呼吸强度增加速率较快;温度较低时,呼吸强度降低速率较慢。例如,在25 ℃环境条件下,试验第2天,经历48 h,鲜切大白凤桃呼吸强度量从48 mg CO2/(kg·h)急速上升至163 mg CO2/(kg·h),后续几天呼吸强度量又下降至119 mg CO2/(kg·h);在7 ℃环境条件下,鲜切大白凤桃呼吸强度增加缓慢,由切割后的48 mg CO2/(kg·h)上升至第4天的83 mg CO2/(kg·h)的高峰,之后缓慢下降,并恢复到原来的水平。而且在试验第3天,果实散发出浓郁的甘甜气味;第4天甘甜气味更加浓郁;第5天甘甜气味中夹杂着一种异味,果实开始腐败;第6天异味加重;第7天异味非常严重,果实腐败加重。
资料表明,果实受到机械损伤后,呼吸强度的变化与乙烯产生速度具有相同的规律,外力损伤导致果实组织中乙烯的产生速度及呼吸速率明显增加,且伴随时间延长,先达到最大值,再逐渐减弱[10]。实际上,这一过程伴随果实逐渐成熟,继而进入衰老过程。从生理角度看,随着乙烯的增加而刺激果实呼吸强度增加,消耗O2并产生CO2,并且会释放一定的热量。另外,由于受到机械损伤,果实表面的气孔被异物阻塞,气体扩散速率急剧下降,CO2与O2的比值在局部区域上升,容易引起无氧呼吸,乙醇和乙醛大量产生并积累,致使产品产生异味,果实品质不易保证。
由以上分析可以看出,在一定的温度范围内,温度越低,果实呼吸强度明显较弱,能量消耗比较慢,果实贮藏时间较长,因此果实贮藏应尽量选择低温。对于鲜切水果,只要果实未冷冻损坏,维持较低的温度更显重要。
2.3 多酚氧化酶活性
鲜切大白凤桃组织中多酚氧化酶的活性变化情况见表4。从测试数据可以看出,在低温7 ℃环境下与室温25 ℃环境下,多酚氧化酶活性的变化、呼吸强度的变化量与乙烯生成量变化规律是一致的。无论是低温7 ℃环境下还是高温25 ℃环境下,多酚氧化酶活性均是1 d后达到最大值,只是二者最大值是不同的,低温7 ℃环境下多酚氧化酶活性最大值为105 U,而高温25 ℃环境下多酚氧化酶活性最大值为130 U。之后随着试验时间逐渐延长,多酚氧化酶活性逐渐减小,试验结束时,低温7 ℃环境下其酶活性下降至43 U,而高温25 ℃环境下其活性较大,约为78 U。
实际上,果实受到损伤之前,果实多酚氧化酶虽存在但活性较差,一旦果实受到机械损伤,随着乙烯生成量、呼吸强度增加,多酚氧化酶活性急剧增加,且在较短时间内达到了最大值。但是也可以看出,在温度比较低的环境下,其强度增加不是很明显,说明低温环境可以抑制多酚氧化酶的活性。受到机械损伤后,短时间内果实乙烯生成速率、呼吸强度与多酚氧化酶活性均明显升高,果实迅速进入成熟、衰老阶段,外观表现出果实迅速软化,继而出现黑斑,果实气味则是先呈甘甜,后甘甜中夹杂着异味。一系列数据均说明果实果皮的重要作用,果皮一旦受到破坏,果实失去了最重要的保护,内部各种生理过程均会加速,继而加速其果实成熟,同样加速果实老化。
2.4 可溶性固形物
鲜切大白凤桃可溶性固形物的含量变化见表5。无论是在较高温度还是温度较低的环境下,鲜切大白凤桃可溶性固形物含量全部呈现缓慢降低的趋势。贮藏在7 ℃环境中果实可溶性固形物含量下降较少,7 d后果实可溶性固形物含量为33%;贮藏在25 ℃环境中果实可溶性固形物含量下降较多,7 d后果实可溶性固形物含量30%。结果显示,新鲜的大白凤桃切割后,由于生理活性迅速增强,呼吸迅速加强,生理代谢迅速地增强,导致鲜切大白凤桃果肉组织中的可溶固形物含量减少,特别在温度较高情况下这一过程反应较快,鲜切大白凤桃品质迅速降低。
2.5 外观颜色
鲜切大白凤桃的色泽变化如表6所示。从测试结果可以看出,在低温7 ℃环境下与室温25 ℃环境下,酶促褐变表征值L*均逐渐减小,鲜切水果的色泽逐渐变差。但是,在7 ℃环境下,L*减小速率较小,所以其水果品质较优;在25 ℃环境下,水果色泽迅速变差,在同一时间内水果品质较差。实质上,试验第2天,果实已经开始呈现出成熟的色泽,这与以上试验结果一致,在试验过程中乙烯生成速率、果实呼吸强度、多酚氧化酶活性均显著增强,一系列生理变化特征均能促进果实快速成熟。随着试验时间的持续推进,果实乙烯生成速率、果实呼吸强度与多酚氧化酶活性均逐渐减弱,即果实生理活性逐渐变弱,所以果实逐渐进入衰变过程,在后续试验过程中果实色泽越来越差。
3 结语
大白凤桃经切割处理后,受到机械损伤,果实发生了乙烯生成量增加较快、呼吸强度明显增强、酶活性的大幅提高等一系列生理变化过程,而且果实褐变速度加快,在温度较高的情况下一系列生理变化明显加速,之后逐渐恢复到原始水平或降至原始水平以下。随着一系列的生理变化,鲜切果蔬迅速进入成熟期并进入衰变期,正是由于鲜切果蔬的加速成熟与衰变,致使果实品质不易保持,果实受到机械损伤后2 d内果实色泽发暗,鲜切水蜜桃品质迅速降低。因此,保持适宜的低温对于保持鲜切大白凤桃的品质尤为重要。
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