不同预冷方式结合H2O2处理对绿糖心冬枣贮藏期间品质的影响

李自芹, 陈 雅 ,李文绮,贾文婷, 郭慧静,宋方圆, 赵志永, 刘成江

(1.新疆农垦科学院,新疆石河子 832000;2.新疆农业科学院吐鲁番农业科学研究所,新疆吐鲁番 838099;3.石河子质量与计量检测所,新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意义】绿糖心冬枣在采摘和搬运期间很容易遭受机械损伤,在贮藏期间特别容易出现失水、表皮转红、腐烂、酒化等现象,致使果实商品率降低、贮藏期缩短,制约了绿糖心冬枣的产业发展[1]。拉长绿糖心冬枣的货架期,保持其商品率,是目前提高绿糖心冬枣商品价值和促进产业发展的重要因素。 果蔬贮前预冷,是使用专门的设备把采摘后的果蔬温度快速降低到其最佳贮藏温度的过程[2]。果蔬较常用的预冷方式有冰水、冷库、差压以及真空预冷[3]。【前人研究进展】刘雪梅等[4]发现预冷结合1-MCP处理,保持了贮藏期间鸭梨的硬度,减少了果实失水、皱缩。张怡等[5]研究发现,冰水预冷和强制通风预冷降低了蓝莓果实的腐烂率、失水率、POD活性和MDA含量,减缓了可滴定酸含量和硬度的降低。王璇等[6]发现,通过差压预冷处理青椒、茄子、番茄,预冷速率比冷库直冷提高了2～6倍;双氧水(H2O2),是一种强杀菌剂,也被称为化学保鲜剂,利用它的强氧化性来破坏果蔬表面细菌的蛋白质,使之死亡,防止果蔬开放性伤口中的厌氧菌。林毅雄等[7]研究表明,H2O2处理延长了龙眼的货架期。黄昭先等[8]发现H2O2处理延长了大豆浓缩磷脂的货架期,提升了其商品率。【本研究切入点】果蔬较常用的预冷方式和保鲜剂分别处理鲜食枣,各自均具有延缓鲜枣衰老,延长其贮藏期的作用,但采用预蓄冷周转箱、隧道式原位压差预冷、冷库直冷预冷和H2O2处理绿糖心冬枣,研究其对果实贮藏品质和贮期病害的影响报道较少。【拟解决的关键问题】以绿糖心冬枣为供试原料,研究冬枣贮前不同预冷方式(预蓄冷周转箱、隧道式原位压差预冷、冷库直冷)结合H2O2熏蒸处理,在冷藏环境下对其贮藏品质和生理变化的影响,为绿糖心冬枣预冷方式及保鲜剂的选择及延长其货架期提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

绿糖心冬枣:于2021年9月下旬采摘于新疆第三师图木舒克市50团,戴手套采摘,装箱快速运回实验室,挑选果实成熟度一致、大小均匀、无伤和病虫害的绿糖心冬枣。纳米聚乙烯微孔保鲜膜(B)由天津科技大学提供预蓄冷周转箱、隧道式原位压差预冷库由新疆农垦科学院农产品加工所提供;体积分数为30%过氧化氢(H2O2)、温湿度计,吸水纸、带盖保鲜筐、保鲜袋,巴斯消毒液等由新疆沃德生物科技有限责任公司提供。

1.2 方 法

1.2.1 样品处理

将绿糖心冬枣,分4组,每组40筐(100 kg)。

经过前期试验,H2O2体积分数为0.5%、1%、2%、3%,每种浓度熏蒸时间分别采用3、5、7和9 min,均能不同程度的保持绿糖心冬枣的贮藏品质,但是3%的H2O2处理熏蒸7 min,9 min使绿糖心冬枣的果皮迅速发生了褐变,筛选最佳H2O2体积浓度为1%,熏蒸时间为5 min。

处理组1(预蓄冷周转箱+H2O2):1%H2O2熏蒸处理后,装入保鲜膜B中,扎口放入黄色带盖水果筐中,采用预蓄冷周转箱将绿糖心冬枣预冷至0℃。

处理组2(原位压差预冷+H2O2):1%H2O2熏蒸处理后,装入保鲜膜B中,扎口放入黄色带盖水果筐中,采用原位压差预冷装置将果实预冷至0℃。

处理组3(冷库直冷预冷+H2O2):1%H2O2熏蒸处理后,装入保鲜膜B中,扎口放入黄色带盖水果筐中,采用冷库直冷预冷将果实预冷至0℃。

对照(CK):绿糖心冬枣不经过任何处理,未经预冷(室温预冷),装入保鲜膜B中,扎口放入黄色带盖水果筐中。

各处理组及CK绿糖心冬枣分别置于(0±1)℃,相对湿度为80%～85%的保鲜库中贮藏。贮藏50 d,每隔10 d测定1次果实的各项指标。图1～4

图1 预蓄冷周转箱预冷

图2 原位压差预冷

图4 纳米聚乙烯微孔保鲜膜

1.2.2 指标测定

(1)转红指数

参照胡晓艳等[9]方法:0级,果皮无红色;1级,0 ～25%果皮着色;2级,25%～50%果皮着色;3级,50%～75%果皮着色;4级,75%～100%果皮着色。

转红指数(%) = Σ[(转红级别×该级别果数)/(转红最高级别×总果数)]×100。

(2)腐烂指数

腐烂级别[10]:0级,果实未见腐烂;1级,0～1/4果实腐烂;2级,1/4～2/4 果实腐烂;3 级,2/4～3/4 果实腐烂;4级,3/4～4/4 果实腐烂。

腐烂指数(%) =Σ[(腐烂级别×该级别果数)/(腐烂最高级×总果数)]×100。

(3)失重率

采用称重法测[11],失重率= (mo-m)/mo。

式中,mo、m分别代表绿糖心冬枣的初始质量(g)和贮藏一段时间后的质量(g)。

(4)呼吸强度

采用呼吸测定仪测定[11]。分4组,每组每次随机取2 kg果实,称重以后立马放入2 L的呼吸桶密闭3 h,每种处理做3次平行试验,取平均值(CO2mg/(kg·h))。

(5)硬度

用GY-4型数显水果硬度计,从绿糖心冬枣的赤道部位进行测定(kg/cm2)。

(6)可溶性固形物含量(SSC)

采用TD-45数显糖度计测定绿糖心冬枣汁中可溶性固形物的含量(%)。

(7)乙醇和乙醛含量

参照Thewes等[12]方法,利用气相色谱测定绿糖心冬枣果实中的乙醇、乙醛含量(μmol/kg)。

(8)丙酮酸含量

参照赵亚婷[13]方法测定丙酮酸含量(mg/kg)。

(9)纤维素含量

纤维素含量测定参照赵云峰等[14]方法。

1.3 数据处理

用Excel软件进行绘图,用SPSS进行统计分析,以P<0.05 作为差异显著的标准。

2 结果与分析

2.1 果实转红指数的变化

研究表明,在整个贮藏期间,绿糖心冬枣的转红指数不断上升。在贮藏前20 d,各处理组果实表皮转红指数差距不大,在贮藏40 d时,CK组果实表皮转红指数为78.9%,高于其他处理组(P<0.05),各组转红指数大小依次为CK>冷库直冷+H2O2>预蓄冷周转箱+H2O2>原位压差+H2O2,各处理组较CK均能抑制绿糖心冬枣转红,原位压差预冷结合H2O2处理,更好的延缓了果实的后熟,保持了果皮的绿色。图5

图5 果实转红指数的变化

2.2 果实腐烂指数的变化

研究表明,在整个贮藏过程中,各处理组绿糖心冬枣的腐烂指数呈升高趋势,在贮藏前10 d,CK组腐烂指数为2.5%,其他处理未发生腐烂,在贮藏第50 d,CK组果实腐烂指数为56.3%,冷库直冷结合H2O2处理组腐烂指数为40.3%,预蓄冷周转箱结合H2O2处理组为38.5%,原位压差结合H2O2处理组为30.2%,其他处理组果实腐烂指数明显低于CK(P<0.05)。各处理组较CK均有效减少了果实腐烂的发生,以原位压差结合H2O2处理更好的保持了果实的品质。图6

图6 果实腐烂指数的变化

2.3 果实失重率的变化

研究表明,各处理组及CK绿糖心冬枣的失重率变化不是很大,均低于10%,从贮藏20 d到贮藏后期,各处理组果实的失重率明显低于CK。在贮藏第50 d时,冷库直冷结合H2O2处理组,预蓄冷周转箱结合H2O2处理组,原位压差结合H2O2处理组的果实失重率较CK分别低了3%、5.7%、7%。各处理组均较好的保持了果实的水分含量,延缓了果实重量的降低,保持了果实的贮藏品质。图7

图7 果实失重率的变化

2.4 果实呼吸强度的变化

研究表明,在整个贮藏期间,绿糖心冬枣的呼吸强度变化趋势相似,CK组绿糖心冬枣的呼吸强度始终高于其他处理,在贮藏40 d时,各组(CK、冷库直冷+H2O2、预蓄冷周转箱+H2O2、原位压差+H2O2)的呼吸强度分别为32.2%,29.1%,25.4%,20.6%。各处理组较CK,抑制了绿糖心冬枣的呼吸强度,延缓了果实的代谢衰老进程。图8

图8 果实呼吸强度的变化

2.5 果实硬度的变化

研究表明,各处理及CK组果实的硬度整体呈下降趋势,其中CK组果实硬度由最初的3.5 kg/cm2降到0.8 kg/cm2,下降幅度最大,在贮藏第40 d时,3组处理果实硬度与CK差异显著(P<0.05)。3种预冷结合H2O2处理较CK,均抑制了果实在贮藏期间硬度的下降,保持了绿糖心冬枣的口感和品质,原位压差预冷结合H2O2处理对其硬度的下降具明显的延缓作用。 图9

图9 果实硬度的变化

2.6 果实可溶性固形物含量(SSC)的变化

研究表明,在贮藏前期,各处理组及CK组SSC的含量变化不大,在贮藏后期,各处理组SSC含量明显高于CK组(P<0.05),在整个贮藏期间,各处理组绿糖心冬枣SSC含量均高于CK。各处理组较CK,延缓了SSC含量下降,抑制了冬枣的生理代谢活动,提高了果实贮藏品质。图10

图10 果实可溶性固形物含量的变化

2.7 果实乙醇含量的变化

研究表明,随着贮藏时间的延长,果实中的乙醇含量在不断的积累,在贮藏前20 d,各处理组及CK,乙醇含量缓慢升高,从30 d以后果实中的乙醇含量快速产生。在整个贮藏期,各处理组乙醇含量均低于CK,原位压差结合H2O2处理的冬枣果实中乙醇含量最低。各处理组均有效抑制了果实中乙醇含量的上升,较好的保持了果实的贮藏品质,其中以原位压差结合H2O2处理效果最好。图11

图11 果实乙醇含量的变化

2.8 果实乙醛含量的变化

研究表明,贮藏20 d,各处理组及CK果实中的乙醛含量达到最高值。在整个贮藏期间,CK组乙醛含量最高,且以原位压差预冷结合H2O2处理的冬枣果实中乙醛含量最低(P<0.05)。各处理组较CK显著抑制了绿糖心冬枣在贮藏期间乙醛含量的积累,保持了果实贮藏品质。图12

图12 果实乙醛含量的变化

2.9 果实丙酮酸含量的变化

研究表明,绿糖心冬枣在贮藏过程中,各处理及CK组果实中的丙酮酸含量呈现先升高后降低的变化趋势。CK组果实中的丙酮酸含量在第30 d达到峰值,之后逐渐下降。冷库直冷预冷结合H2O2处理组丙酮酸含量在第40 d达到峰值,在整个贮藏过程中,CK组果实中的丙酮酸含量始终处于最高值(P<0.05)。以原位压差预冷结合H2O2处理的冬枣果实中的丙酮酸含量最低(P<0.05)。各处理组较CK均抑制了绿糖心冬枣在贮藏期间丙酮酸含量的积累,抑制了丙酮酸形成乙醛转化为乙醇,防止了果实的软化及酒化,保持了果实的贮藏品质。图13

图13 果实丙酮酸含量的变化

2.10 果实纤维素含量的变化

研究表明,各处理组及CK,绿糖心冬枣中纤维素含量整体呈下降趋势,以CK组下降趋势最显著(P<0.05),在贮藏第40 d,各组(CK、冷库直冷+H2O2、预蓄冷周转箱+H2O2、原位压差+H2O2)的纤维素含量分别为0.38%,0.4%,0.42%,0.5%。各处理组均较好的保持了绿糖心冬枣中纤维素的含量。图14

图14 果实纤维素含量的变化

3 讨 论

3.1绿糖心冬枣在贮藏过程中,表皮变红是制约其贮藏时间和商业价值的主要原因,绿糖心冬枣表皮颜色变化是判断果实成熟度和销售者用于分级的重要依据[15]。果实的呼吸代谢及微生物的侵染等因素会引起果实腐烂变质[16]。绿糖心冬枣在贮藏期间会产生失重现象,主要原因是果实中含水量的减少[17]。果实中含水量的多少直接关系到绿糖心冬枣的脆度,对果实商品价值及品质具有重要的影响[18]。硬度是指果实的抗压力大小,其直观的影响着果实的口感和商品价值[19]。可溶性固形物(SSC)可以反映绿糖心冬枣的成熟度和品质,是判断果实是否耐贮藏的重要指标[20]。在贮藏前期,各处理组及CK果实SSC呈升高趋势,在第20 d达到最高值,随后开始下降,可能是因为在贮藏初期,果实细胞中的淀粉水解为了可溶性的糖[21],使SSC的含量升高,在贮藏的整个过程中,又因为果实自身呼吸代谢需要消耗细胞内的糖分[22],导致SSC的含量又缓慢降低。绿糖心冬枣在贮藏期间很容易出现“酒软”现象,使冬枣的贮藏期缩短,品质下降。细胞中乙醛含量的升高会导致绿糖心冬枣果实的生理代谢紊乱,降低冬枣的口感和品质。丙酮酸是冬枣果实中糖类发酵水解的产物,也是乙醇发酵的反应底物[13]。在贮藏过程中,果实中的纤维素酶影响着纤维素的含量,绿糖心冬枣在贮藏过程中很容易出现“软化”、“酒化”导致其商品率降低,可能是果实中的原果胶酶将原果胶水解成了果胶,和纤维素分离的原因[23]。绿糖心冬枣在贮藏过程中很容易产生转红、失水、皱缩、软化、酒化、褐变、腐烂等现象[24]。

3.2温度是影响绿糖心冬枣货架期的重要因素,低温贮藏可明显抑制果实的软化、衰老,降低其呼吸作用,拉长货架期[25]。低温贮藏、生物保鲜剂、化学保鲜药剂以及气调、减压、浸泡等保鲜技术的使用[26],一定程度上延长了冬枣的货架期,提高了冬枣的商品价值

4 结 论

3种预冷结合H2O2熏蒸处理,均减缓了绿糖心冬枣的转红指数、腐烂率、失重率、呼吸强度、乙醇、乙醛、丙酮酸含量的上升,抑制了硬度、SSC、纤维素含量的下降,维持了绿糖心冬枣贮藏过程中的品质和脆度,有效阻止了果实的软化、酒化以及腐烂变质,不同处理较CK,对冬枣的贮藏品质都有较大的提高,原位压差结合H2O2熏蒸处理优于其他处理和CK。贮前不同预冷装备结合过氧化氢处理技术是一种新的简易、有效、低成本的保鲜措施。