不同保温处理对泡沫箱运输甜樱桃果实品质的影响

张美雪,李长春,孙 斐,徐欣欣,傅茂润,韩 聪*

1.齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学院,山东 济南 250353;2.山东尚春农业科技有限公司,山东 济南 250300;3.山东畜牧兽医职业学院,山东 潍坊 261061

甜樱桃又称大樱桃,为蔷薇科李属樱桃亚属植物,是落叶果树中成熟较早的树种之一,素有“早春第一果的美称”[1]。甜樱桃果实色泽鲜艳,口感香甜,富含多种营养成分和生物活性物质,如有机酸、维生素、酚类化合物和黄酮类化合物,不仅具有良好的抗氧化性能,还能预防心血管、肿瘤等其他氧化应激有关的疾病[2],颇受消费者喜爱。樱桃生产具有地域性和季节性,采摘期多在温度较高的5～7月,为满足其他地区人们鲜食樱桃的需求,樱桃很大一部分要进入流通环节通过电商渠道销往全国各地。但由于樱桃本身皮薄多汁,常温运输必会影响樱桃品质,出现褐变、软化、腐烂的现象,极大限制后期流通和销售,降低商品价值[3-4]。樱桃是非呼吸跃变型果实,温度是影响其货架期的关键因素。适宜的低温会显著降低樱桃的呼吸速率和乙烯生成,减少樱桃品质劣变的发生,进而延长产品的货架期,因此从樱桃采收后到销售的整个流通过程中保持低温是十分必要的。

近年来,我国生鲜电商市场一直处于快速发展时期,但由于生鲜农产品的特殊性,现阶段冷链物流供应链还无法满足生鲜电商高速发展的要求[5]。与国外的一些国家相比,我国目前甜樱桃产业尚未形成全程冷链物流通模式,所使用的冷链运输以及储存设备也相对落后,常温运输、未预冷冷链运输、预冷后保冷常温运输等现象普遍[6]。因此,在当前生鲜电商物流模式下,如何通过有效控温措施尽可能延长甜樱桃的销售半径,是产业面对和亟需解决的问题。

本文以新鲜采摘的“先锋”樱桃为实验材料,研究了三种不同采后商品化处理方式(预冷、冰袋、预冷+加冰袋)对甜樱桃果实的可溶性固形物、呼吸强度、好果率、果实硬度等品质指标的影响,为甜樱桃在生鲜物流配送过程中的品质保持及保鲜技术研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

供试甜樱桃产自济南市长清区五峰镇纸坊村,品种为“先锋”,果实当日采摘后立即运往齐鲁工业大学食品科学与工程学院实验室。

次氯酸钠,购于天津市郁峰化工;多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性检测试剂盒,购于苏州科铭生物技术有限公司。

1.1.2 仪器与设备

WZY-1温度自记仪,北京天建华仪科技发展有限公司;YGA2100气体分析仪,北京阳光亿事达科技有限公司;PAL-1手持式折光仪,日本Atago公司;TMS-Pro质构仪,美国FTC公司;V-1100D紫外分光光度计,上海美谱达仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

挑选大小均一、果皮颜色均匀、无病虫害、无机械伤、成熟度一致的果实作为试验原料。将挑选出的樱桃果体积分数为0.02%的次氯酸钠溶液浸泡2 min消毒后彻底自然晾干。随后,将所有果实随机分为4组,依次为对照组、冰袋组、预冷组、预冷+冰袋组。

1)对照组:将清洗、晾干的樱桃直接放入泡沫箱中,泡沫箱最下部垫有两层吸水纸,每箱樱桃重2.5 kg。在放入樱桃的同时,也将温度自记仪分别放入樱桃的下层和上层,设定每隔20 min测定一次温度。将樱桃放好后,在最上部再垫2层吸水纸和充气式塑料衬垫,以防止运输过程中由于颠簸造成樱桃的机械损伤。最后,用纸箱将泡沫箱打包,用于快递运输。

2)预冷组:采用冷水预冷,将挑选的果实放入2～4 ℃装有冷水的塑料框中,浸泡20 min后取出、沥水,然后直接放入泡沫箱中。樱桃装箱、温度记录、包装过程与对照组完全一致。

3)冰袋组:将清洗、晾干的樱桃放入泡沫箱后,在樱桃上部的两层吸水纸上放置-20 ℃的冰袋300 g,其余处理过程与对照组完全相同。

4)预冷+冰袋组:将预冷组和冰袋组的处理方法结合,将挑选的果实放入2～4 ℃装有冷水的塑料框中,浸泡20 min后取出、沥水,然后直接放入泡沫箱中。在樱桃放置好后在两层吸水纸上放置-20 ℃的冰袋300 g,其余过程与对照组完全相同。

每个处理组设置6个平行,共24箱樱桃,处理完当天从济南市长清区发送快递到南京市玄武区南京农业大学。快递次日下午到达,实验人员取到快递后第2 d一早打开取出温度计(装箱到开箱共40 h)。对于每个处理组,其中3箱立即进行取样和相关指标的测定,另外3箱则放置在25 ℃的恒温箱中继续存放1 d,然后再取样和测定相关指标。

1.2.2 测定项目与方法

1)温度的测定

通过温度自记仪数据读取软件记录数据,并用于温度变化曲线的绘制。

2)好果率的测定

参考田竹希等[7]的方法进行测定,好的樱桃果实应该是没有机械损伤、不软烂、无腐坏斑点,仍然具有商品性和可食用性。随机抽取一定数量的樱桃果实,记录樱桃总果数和好果数,重复测定3次,取其平均值。按下面公式计算好果率:

好果率=(好果数÷总果数)×100%。

3)可溶性固形物(TSS)含量的测定

随机取5个樱桃果实研磨成浆后,用3层纱布过滤浆液,用PAL-1手持式折光仪测定可溶性固形物含量,每个处理重复测定3次,取其平均值。

4)呼吸强度的测定

先将500 g果实放在密闭的干燥器中静置1 h,然后用气体分析仪测定密闭环境中CO2含量,从而推算出CO2的释放速率即为呼吸速率。重复测定3次,取其平均值。

5)樱桃果实硬度的测定

樱桃果实去皮硬度(kg/cm2)采用硬度计测定。每颗樱桃取相同位置测定对称的2个点,共测定12个点取平均值[7]。

6)多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的测定

参考前人研究方法[8],PG活性采用DNS比色法测定,以40 ℃、pH 6.0条件下,每mg样品蛋白质每小时分解果胶酸产生1 mg半乳糖醛酸为一个酶活力单位。重复测定3次。

1.2.3 数据处理

所有数据采用Excel 2007进行处理,采用Origin 2017进行图表绘制,采用SAS©9.1进行统计分析,采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行差异性分析,采用最小显著性差异法(LSD)进行多重比较,差异显著性水平取P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对樱桃果实运输过程中温度的影响

采后贮运过程中的温度控制对于保持樱桃品质至关重要。本研究为更好地了解不同处理方式下樱桃的温度变化规律,通过温度自记仪持续记录了整个运输过程中泡沫箱的上下层温度。如图1所示,对照组温度一直在26 ℃以上,并在整个运输过程中温度始终高于其他3个组。冰袋组在运输前期温度持续下降,且上层温度明显低于下层温度,这可能是由于上层离冰袋更近造成的,在8 h后达到最低值18 ℃左右且上下层温度趋于一致,随后温度快速上升,在28 h后趋于稳定。预冷组初始温度较低,但在运输前期温度快速上升,在6 h后达到22 ℃左右并超过冰袋组,说明目前市面上采用的泡沫箱保温效果较差。预冷+冰袋组前20 h上层温度一直低于下层温度,之后上下层温度趋于一致,在整个物流过程中温度升高较慢且一直低于其它三组。这些结果表明,预冷+冰袋处理的保温效果最好,冰袋和预冷处理虽然能在一定程度上控制温度,但保温效果有限。

图1 不同处理对樱桃果实运输过程中温度的影响

2.2 不同处理对樱桃果实好果率的影响

好果率可以是反映果实商品性和食用价值的重要指标。由图2可知,经过不同处理方式的甜樱桃果实运输后的好果率有所差异。与对照组相比,三种处理方式都不同程度的提高了好果率,开箱时好果率均高于80%,开箱后存放1 d好果率均高于60%。物流40 h后,预冷+冰袋组好果率最高,为92.5%,冰袋组次之,预冷组稍低于冰袋组,对照组最低,为74.4%;继续存放1 d后,预冷+冰袋组好果率仍在80%左右,冰袋和预冷组均低于预冷+冰袋组且无明显差别,对照组好果率最低,只有50%左右。这说明,预冷+冰袋处理的对于果实品质的维持效果最好,能基本保证2～3 d的樱桃品质。

图2 不同处理对樱桃果实好果率的影响

2.3 不同处理对樱桃果实可溶性固形物的影响

可溶性固形物(TSS)是衡量果实成熟的重要指标[9],其质量分数的变化可反应果实内在品质的变化。由图3可知,物流前4组甜樱桃TSS质量分数无显著性差异,在物流40 h后和开箱1 d后,可溶性固形物质量分数均有不同程度的下降:物流40 h后,对照组、预冷组和冰袋组可溶性固形物质量分数无显著性差异,而预冷+冰袋组TSS损失最小,仍高于对照组和预冷组;开箱1 d后,对照组、冰袋组和预冷组之间TSS质量分数都在16.0%左右且无显著性差异,而预冷+冰袋组TSS质量分数为16.6%,显著高于其他三个组(P<0.05)。总体而言,樱桃的TSS质量分数在短时间内变化不大,预冷+冰袋处理能较好地抑制TSS的下降。

图3 不同处理对樱桃果实可溶性固形物的影响

2.4 不同处理对樱桃果实呼吸强度的影响

呼吸强度是衡量果实采后呼吸作用强弱的关键指标,能反映果实的生理代谢强弱和耐藏性[10]。由图4可知,物流前经过预冷处理的果实(预冷组和预冷+冰袋组)呼吸强度大幅度降低,明显低于未经过预冷处理的对照组和冰袋组。物流40 h后,4组果实的呼吸强度较之前都有不同程度的上升,对照组、冰袋组和预冷组的呼吸强度差别不大,而预冷+冰袋组则明显低于这3个组。开箱1 d后,对照组果实的呼吸强度仍在上升,这可能是由于腐烂造成的。与之相比,冰袋组和预冷组的呼吸强度有所下降,这可能与贮藏温度低于物流结束时的温度有关。预冷+冰袋组的呼吸强度虽然有所上升,但仍低于其他3个组。这些结果表明,预冷+冰袋处理抑制樱桃呼吸作用的效果最好,其呼吸强度一直处于较低水平。

图4 不同处理对樱桃果实呼吸强度的影响

2.5 不同处理对樱桃果实硬度的影响

果实软化直接表现为硬度下降,果实的硬度变化会直接影响其食用口感和商品性。由图5可知,物流40 h后,对照组的硬度下降幅度最大,而3个处理组樱桃的硬度无显著差异,这可能是由于高温加速了樱桃软化造成的。开箱1 d后,对照组硬度继续大幅下降,冰袋组和预冷组的硬度也出现较大下降,但都高于对照组。在整个过程中,预冷+冰袋组硬度值均保持在较高水平,这说明预冷+冰袋处理方式能更好的延缓樱桃果实采摘后硬度的下降,更利于樱桃果实的运输、贮藏。

图5 不同处理对樱桃果实硬度的影响

2.6 不同处理对樱桃果实PG活性的影响

PG是果胶降解的主导酶[11],可促进果胶降解,与许多果实如苹果[12]、桃[13]、蓝莓[14]等的软化过程关系密切。如图6所示,物流40 h后,对照组PG活性最高,上升最明显,这也与樱桃果实硬度下降的现象相一致。与之相比,经过保温处理的3个处理组甜樱桃的PG活性均低于对照组,说明低温能抑制PG的上升,进而延缓果实的软化过程;开箱1 d后,对照组、冰袋组和预冷组PG活性无显著性差异,均高于预冷+冰袋组。由此可见,预冷+冰袋处理对PG活性的抑制效果最好,使PG始终保持在较低活性,进而更好的保持樱桃果实的硬度。

图6 不同处理对樱桃果实PG活性的影响

3 结论

甜樱桃采摘后,通过快递的方式运送到消费者手中是目前商家采用的主要配送方式。但采摘后樱桃果实的生理代谢旺盛,呼吸强度较高,如果物流过程中温度太高,果实很容易发生软化和腐烂变质的现象,商品性和食用性都很难保证。低温可以抑制樱桃的呼吸作用,降低樱桃果实的生理代谢速率。因此,尽可能的维持贮运过程的低温环境,对于保持良好的樱桃品质、延长樱桃的存放时间至关重要[15]。本研究发现,与对照相比,采用冰袋、预冷和预冷+冰袋的处理方式都能不同程度的提高樱桃的好果率。其中,预冷+冰袋的处理方式最佳,在40 h物流后仍能将樱桃的好果率保持在90%以上,开箱后存放1 d,好果率能保持在80%左右。此外,预冷+冰袋处理还能明显降低樱桃的呼吸速率和PG活性,维持较高的硬度和TSS质量分数,这些效果可能与其能维持物流期间的较低温度有关。