不同处理方式对青皮核桃保鲜效果的影响

李广胜，高 悦，马 骏，李昆仑，刘林林，路丹丹

（1. 国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384；2. 天津农学院，天津 300384；3. 天津科技大学，天津 300222）

核桃是有名的四大干果之一，具有较高的营养价值及医疗保健效果[1-2]，干制是核桃贮藏和食用的常用方法，但该方法会使核桃中的营养物质大量流失，使其品质、风味等均受到影响[3]。多种营养指标检测结果显示，新鲜核桃比干制核桃有更高的营养价值[4]。青皮核桃独特的品质与口感受到越来越多消费者的青睐，市场上对青皮核桃的需求量也越来越大[5]。由于目前青皮核桃采后保鲜处理技术相对落后，贮藏过程中极易出现表皮开裂、酸败和异味等现象，导致核桃腐烂变质[6-8]，每年由于采后对青皮核桃贮藏管理不佳造成的损失约占核桃总产量的12%[9-10]。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene, 1-MCP）可与乙烯受体相互作用，其与乙烯受体的结合能力是乙烯本身的10 倍以上，进而阻断乙烯信号传导，抑制乙烯的生成速率[11-13]，达到减缓果蔬后熟、延长贮藏时间和保持贮藏品质的目的[14-17]。二氧化氯作为目前国际上公认的性能优良的消毒剂，其杀菌效果强，使用后不存在污染现象，无致癌、致畸、致突变等成分产生，因此许多国家已经允许二氧化氯在食品行业作为消毒剂使用[18]，并可应用于果蔬的采后贮藏保鲜领域[19-22]。本研究旨在探索一种适合青皮核桃采后贮藏保鲜的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

青皮核桃以“辽核一号”作为试验原材料，在天津市蓟州区孙各庄乡隆福寺村人工采摘，采摘时使用竹竿敲打柄部的方式，采摘后当日运回国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）实验室，选取大小一致、无机械伤、无病虫害的果实备用；聚乙烯（PE）保鲜袋（厚度为50 μm），由国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）实验室自制。

1-甲基环丙烯（1-MCP），粉剂，0.5 g/包，有效成分含量3.3%，咸阳西秦生物科技有限公司产品；二氧化氯消毒剂（固体颗粒，有效成分含量40%），山东任能生物科技有限公司产品；钼酸铵、磷酸二氢钠，天津市光复科技发展有限公司产品；磷酸氢二钠、无水乙醇，天津基准化学试剂有限公司产品；草酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、抗坏血酸，天津市风船化学试剂科技有限公司产品；2-硫代巴比妥酸，上海科丰实业有限公司产品；水合茚三酮，天津市福晨化学试剂厂产品；考马斯亮蓝，天津市光复精细化工研究所产品。以上试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

HWS-250BX 恒温恒湿箱，PBI-200616-I 便携式O2/CO2测定仪，SHZ-88 台式水浴恒温振荡器，D-37520高速冷冻离心机，CW-700D 色差仪，GENESYS 5 紫外-可见分光光度计，SKY6000 便携式乙烯气体测定仪，Synergy H1 全功能微孔板检测仪，101-3AB 型电热鼓风干燥箱，DW-25W198 医用低温保存箱。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

对照（CK）：将青皮核桃装入PE50 的袋子中，不作任何处理。

1-MCP 处理：将青皮核桃装入PE50 袋中，每个袋中放入1 小包用蒸馏水浸湿的1-MCP 保鲜剂。

ClO2处理：配制母液（500 g 二氧化氯消毒剂加入到25 kg 水中即为母液）与水体积比为1∶53.3 的二氧化氯浸泡液，浸泡液二氧化氯浓度为150 mg/L，将青皮核桃在该浸泡液中浸泡20 min，捞出在自然状态下沥干，将沥干后的青皮核桃装入PE50袋中。

混合处理：对青皮核桃同时进行上述1-MCP 处理和ClO2处理，将处理后的青皮核桃装入PE50 袋中。

以上不同处理组和CK 组各装10 袋青皮核桃，每袋10 kg，敞口于-2 ℃冷库中预冷24 h，预冷结束后扎口密封，0 ℃贮藏。贮藏当天测定相关理化指标的初始值，以后每15 d 测定1 次相关理化指标。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 含水率

青皮核桃去壳后取核仁，称量质量（m1），然后将核仁置于烘箱中80 ℃烘6 h，取出后再次称量质量（m2），记录烘干前和烘干后的核仁质量。每个试验组进行3 次重复测定。

1.2.2.2 核桃表皮腐烂率

采用调查法统计，每次调查，不同处理组及对照组各取1 袋核桃，将核桃从袋中逐个取出查看表皮腐败情况，统计表皮腐烂褐变严重（腐烂褐变面积占总面积1/5 及以上）的核桃数量。

1.2.2.3 核桃表皮色差

采用CM-700D 分光测色计检测，每个处理随机选取6 个核桃，在每个核桃上的两侧测定色差，每15 d 测定1 次。a*为正值表示核桃偏红色，负值表示核桃偏绿色。

1.2.2.4 O2和CO2含量

每次取样前对装有青皮核桃的密封袋使用便携式O2/CO2测定仪，测定袋中密封环境下O2和CO2含量，选取包装袋内上、中、下3 个位置进行测定。

1.2.2.5 乙烯生成速率

每次取样前对装有青皮核桃的密封袋使用乙烯测定仪测定袋中密封环境中下乙烯含量，选取包装袋上、中、下3 个位置进行测定。根据袋子中核桃的质量和静置时间计算乙烯生成速率。计算公式如下：

乙烯生成速率（μL·kg-1·h-1）=乙烯含量/（核桃质量×静置时间）

1.2.2.6 丙二醛含量

参考硫代巴比妥酸法[23]进行测定。

1.2.2.7 可溶性蛋白含量

参考考马斯亮蓝法[24]进行测定。

1.2.2.8 VC 含量

参考钼蓝比色法[25]进行测定。

1.2.3 数据处理

采用Excel 2007 软件进行数据分析与作图，利用SPSS 20.0 软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对青皮核桃仁含水率的影响

由图1 可知，不同处理组的青皮核桃仁含水率均随时间的延长呈逐渐下降的趋势，在整个贮藏期间混合处理组的含水率和其他处理组相比始终维持在较高水平，1-MCP 处理组含水率仅次于混合处理组，ClO2处理组从第60 天开始与1-MCP 处理组相比含水率差异显著（P＜0.05），CK 组在整个贮藏期间含水率最低，明显低于其他处理组。在贮藏90 d 时，1-MCP处理组、ClO2处理组、混合处理组及CK 组的含水率分别为23.46%、22.30%、24.58%和20.30%。1-MCP处理组、ClO2处理组、混合处理组与CK 组含水率差异达显著水平（P＜0.05）。

图1 不同处理方式对青皮核桃仁含水率的影响Fig.1 The effects of different treatments on water content of green walnut kernels

2.2 不同处理方式对青皮核桃表皮腐烂率的影响

由图2 可知，在整个贮藏期间各处理组和CK 组青皮核桃表皮的腐烂率均呈上升趋势，从第30 天开始，各组均有腐烂的个体出现，说明低温对核桃贮藏前期表皮腐烂有一定的抑制作用。混合处理组在整个贮藏期都保持着较低的腐烂率，ClO2处理组和1-MCP 处理组腐烂率高于混合处理组，但显著低于CK 组（P＜0.05）。1-MCP 处理组前期保持了较低的腐烂率，但后期腐烂率上升明显增加，在贮藏60～90 d时其腐烂率显著高于ClO2处理组（P＜0.05）。在贮藏90 d 时，混合处理组、1-MCP 处理组、ClO2处理组及CK 组的腐烂率分别为10.6%、32.5%、17.6%和65.8%。

图2 不同处理方式对青皮核桃表皮腐烂率的影响Fig.2 The effects of different treatments on green walnut skin decay rate

2.3 不同处理方式对青皮核桃表皮色差的影响

由图3 可知，在整个贮藏期间，各处理组和CK组的a*值均随着贮藏时间的增加呈逐渐上升的趋势。其中CK 组a*值从30 d 开始上升较快，45 d 开始显著高于其他处理组（P＜0.05）；1-MCP 处理组与ClO2处理组在整个贮藏期间a*值变化相似；混合处理组a*值上升较为缓慢，其a*值除第60 天外均显著低于其他处理组（P＜0.05）。在贮藏90 d 时，混合处理组、1-MCP 处理组、ClO2处理组和CK 组的a*值分别为0.52、1.21、1.11 和2.12。

图3 不同处理方式对青皮核桃表皮色差的影响Fig.3 The effects of different treatments on color difference of green walnut skin

2.4 不同处理方式对青皮核桃贮藏密封袋内O2 和CO2 含量的影响

青皮核桃贮藏密封袋内O2和CO2含量的变化能够间接显示核桃生理代谢活动的强弱和微生物繁殖速度。核桃自身的呼吸作用会消耗O2产生CO2，同时核桃表皮微生物的繁殖也会消耗O2并积累CO2。由此可见：CO2含量越高，表明核桃受到自身呼吸作用和微生物代谢的影响越大，反之O2含量下降缓慢，表明相关处理对核桃呼吸作用和表皮微生物的繁殖产生了有效抑制作用。

由图4 可知，在整个贮藏期间，所有试验组贮藏密封袋内O2含量随贮藏时间的延长呈逐渐下降的趋势，在贮藏第15 天时下降较快，此时1-MCP 处理组、ClO2处理组和CK 组的O2含量分别为14.2%、12.1%和9.8%，而混合处理组的O2含量则维持在17.9%。在整个贮藏期间，混合处理组的O2含量均显著高于其他处理组（P＜0.05），1-MCP 处理组和ClO2处理组的O2含量介于混合处理组与CK 组之间，且前者的O2含量显著高于后者（P＜0.05）。CK 组在贮藏30 d 时其袋内O2含量已经接近整个贮藏期的最低值，在后期的贮藏过程中O2含量保持较为平稳。在贮藏90 d 时CK 组、1-MCP 处理组、ClO2处理组和混合处理组袋内O2含量分别为5.5%、9.8%、7.1%和16.2%。

图4 不同处理方式对青皮核桃贮藏密封袋内O2 含量的影响Fig.4 The effects of different treatments on O2 content in fresh-keeping bags

由图5 可知，在整个贮藏期间内，各试验组的CO2含量呈递增趋势，CK 组CO2含量显著高于其他处理组（P＜0.05），在30 d 时接近贮藏期间CO2含量最高值，45 d 时小幅下降，贮藏末期CO2含量为7.9%。混合处理组在贮藏期间CO2含量一直较低，从第60天开始，混合处理组的CO2含量显著低于1-MCP处理组和ClO2处理组（P＜0.05），各处理组CO2含量大小为：混合处理组＜1-MCP 处理组＜ClO2处理组，且相互间差异均达显著水平（P＜0.05）。与CK 相比，1-MCP 处理组能够阻止乙烯与受体结合，延缓果实后熟，降低自身代谢活动，ClO2处理组能效抑制核桃中微生物的繁殖速度。

图5 不同处理方式对青皮核桃贮藏密封袋内CO2 含量的影响Fig.5 The effects of different treatments on CO2 content in fresh-keeping bags

2.5 不同处理方式对青皮核桃乙烯生成速率的影响

由图6 可知，各试验组乙烯生成速率均随贮藏时间的延长呈下降趋势，贮藏15 d 时下降较快，此时CK组、1-MCP 处理组、ClO2处理组和混合处理组的乙烯生成速率分别为1.13、0.32、0.92、0.43 μL·kg-1·h-1，这可能是由于贮藏前期受到低温的影响，抑制了乙烯的生成速率。后期乙烯生成速率呈缓慢下降趋势，1-MCP处理组与混合处理组在整个贮藏期间的乙烯生成速率差异不大。ClO2处理组在贮藏前期的乙烯生成速率显著低于CK 组（P＜0.05），但从45 d 开始差异不显著。在整个贮藏期内，1-MCP 处理组与混合处理组的乙烯生成速率均显著低于CK 组（P＜0.05）。贮藏90 d 时CK 组、1-MCP 处理组、ClO2处理组和混合处理组的乙烯生成速率分别为0.49、0.27、0.52、0.22 μL·kg-1·h-1。

图6 不同处理方式对青皮核桃乙烯生成速率的影响Fig.6 The effects of different treatments on ethylene production rate of green walnuts

2.6 不同处理方式对青皮核桃仁丙二醛含量的影响

由图7 可知，所有试验组核桃仁MDA 含量均随贮藏时间的延长呈不同程度的上升趋势，1-MCP 处理组与ClO2处理组上升趋势相同，同一贮藏时间MDA 含量差异不显著。和其他试验组相比，混合处理组在同一贮藏时间下的MDA 含量最低，且显著低于1-MCP 与ClO2处理组（P＜0.05）。CK 组整个贮藏期内MDA 含量均显著高于各处理组（P＜0.05）。贮藏90 d 时，CK 组、1-MCP 处理组、ClO2处理组和混合处理组的MDA 含量分别为3.52、2.14、2.29、1.25 μmol/g。

图7 不同处理方式对青皮核桃仁丙二醛含量的影响Fig.7 The effects of different treatments on MDA content in green walnut kernels

2.7 不同处理方式对青皮核桃仁可溶性蛋白含量的影响

由图8 可知，随着贮藏时间的延长，各试验组核桃仁可溶性蛋白含量呈逐渐下降的趋势，整个贮藏期间内，混合处理组可溶性蛋白含量一直维持在一个较高水平，显著高于其他试验组（P＜0.05）。在45 d 和60 d 时，1-MCP 处理组可溶性蛋白含量显著高于ClO2处理组（P＜0.05），但在贮藏后期可溶性蛋白含量相近。CK 组在贮藏期间可溶性蛋白含量显著低于其他3 个处理组（P＜0.05）。贮藏90 d 时，CK 组、1-MCP 处理组、ClO2处理组和混合处理组的可溶性蛋白含量分别为0.88、1.92、2.18、2.99 mg/g。

图8 不同处理方式对青皮核桃仁可溶性蛋白含量的影响Fig.8 The effects of different treatments on soluble protein content in green walnut kernels

2.8 不同处理方式对青皮核桃仁VC 含量的影响

由图9 可知，在贮藏过程中各处理组核桃仁VC含量均呈不同程度的下降趋势，混合处理组VC 含量从30 d 开始显著高于其他试验组（P＜0.05），1-MCP处理组VC 含量在贮藏前期高于ClO2处理组，但在贮藏后期两者核桃仁VC 含量相近。CK 组VC含量在贮藏期间含量最低，从第45 天开始显著低于各处理组（P＜0.05）。贮藏90 d 时，CK 组、1-MCP 处理组、ClO2处理组和混合处理组的VC 含量分别为0.013、0.018、0.019、0.027 mg/g。

图9 不同处理方式对青皮核桃仁VC 含量的影响Fig.9 The effects of different treatments on VC content in green walnut kernels

3 讨论与结论

影响果蔬贮藏保鲜效果的因素包括内、外两个方面。内部因素指的是果蔬采后仍持续进行的生理代谢活动，外部因素指的是不良环境对果蔬贮藏产生的影响。采后果蔬的保鲜与贮藏首要影响因素为温度，其中贮藏环境温度的影响非常重要，低温对于果蔬自身的生理代谢活动有很大的抑制作用，从而延缓内部营养物质的流失；同时低温还能在一定程度上抑制贮藏环境与果蔬表面的微生物繁殖速度，减少病菌对果蔬自身的侵害，可维持果蔬的贮藏品质。研究证明，低温配合一定的保鲜处理能够获得理想的保鲜效果[26]。本研究从影响果蔬贮藏的内、外两个方面入手，对青皮核桃的贮藏保鲜进行研究。结果表明：单独使用1-MCP或ClO2处理青皮核桃较CK 而言能在一定程度上提升青皮核桃的贮藏品质，而综合使用1-MCP 处理和ClO2处理较单独使用一种处理方式对青皮核桃的保鲜效果更好。本研究发现混合使用两种处理方式能够有效保持核桃仁水分、可溶性蛋白和VC 等营养成分含量，同时能够很好地抑制青皮核桃腐烂及乙烯和MDA 的积累速度，有效延长了青皮核桃的贮藏时间。