UV—C預處理加真空包裝組合處理對鳳凰水蜜桃保鮮效果的影響

2013-01-01 00:00:00崔志寬李陽等

天津農業科學 2013年3期

摘要：為進一步探索紫外線及真空包裝對水蜜桃的保鮮效果和機理，尋找一種經濟有效并適合在廣大果農中推廣且符合食品安全的水蜜桃保鮮方法，用0.25 kJ·m-2·min-1的UV-C對水蜜桃進行3 min的預處理，然后用食品真空包裝袋包裝，常溫貯藏下進行保鮮試驗。結果表明，本處理對保持水蜜桃硬度，降低失重率，降低細胞膜透性和丙二醛含量效果明顯，但對于可溶性固形物的維持和PPO酶的抑制方面效果一般，而且真空包裝會導致果實有氧呼吸被抑制，處理后7 d果實的好果率在80%以上，并且能夠正常后熟。由于這種方法安全高效，所以紫外線預處理加真空包裝適合在水蜜桃貯運保鮮中推廣應用。

關鍵詞：鳳凰水蜜桃；UV-C；真空包裝；丙二醛；多酚氧化酶

中圖分類號：S609+.3 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.03.006

‘白花’鳳凰水蜜桃是江蘇省張家港市鳳凰鎮的主要種植品種，其果實汁多味美，口感細膩，商品性好，深受廣大消費者的青睞。但是，由于其果皮較薄、果汁豐富，屬于軟溶質果實，并且成熟于7，8月份高溫高濕季節，貯運銷售過程中極易受到碰撞擠壓損傷，常溫下貨架期僅2～3 d，然后就開始軟化腐爛和變色，失去商品價值。國內外有諸多的高校院所在研究水蜜桃的保鮮課題，目前大部分的研究集中在鈣制劑處理[1]，低溫貯藏[2]，乙烯吸收劑處理[3]等化學、物理和生物制劑等方面。在這些保鮮研究中，效果突出的都能夠在一定程度上延長水蜜桃的保鮮期，但經濟性差、保鮮成本高，不適合規模化工廠或者大范圍散戶使用。

短波紫外線（UV-C）由于其良好的殺菌消毒作用，應用廣泛，是近年來迅速發展起來的一種新型保鮮措施。作為無化學污染的新型保鮮方法，已被證實可以有效地誘導果實采后抗病性的提高以及抑制儲藏期間腐爛和病害的發生[4-10]。現已廣泛地應用于葡萄 [7]、梨[8]、冬棗[9]、雞腿菇[10]等果蔬，效果良好，能夠有效地降低腐爛率增加采后果品的質量，但在水蜜桃特別是鳳凰水蜜桃的保鮮方面還鮮有紫外線處理的報道。

本課題組從事水蜜桃保鮮效果研究多年，利用多種物理[11-12]、化學[13-14]、生物[15-16]的方法用于水蜜桃保鮮，并取得了良好的效果，為進一步探究短波紫外線的保鮮效果和機理，本試驗延續實驗室兩年來的研究經驗和成果[11]，采用短波紫外線（UV-C）0.25 kJ·m-2·min-1照射水蜜桃預處理3 min，然后用真空食品包裝袋包裝，來探討這種組合處理方法對水蜜桃的保鮮效果，為其尋找經濟、可行、安全、高效的保鮮方法。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與儀器

材料：試驗用桃采于江蘇省張家港市鳳凰鎮，品種為‘白花’，采摘成熟度為八成、大小相似、色澤相近、無機械損傷和病蟲害的果實編號預冷待用。

儀器：雷士照明18W UV-C 紫外燈，ZJQ-245型紫外線強度計，太力食品真空壓縮袋。

1.2 試驗設計與處理

桃果采摘后立即運回實驗室，預冷清除田間熱，清潔果實表面待用。紫外線照射處理：桃子放置于紫外燈25 cm（紫外線強度0.25 kJ·m-2·min-1）處照射處理3 min，將桃子旋轉180°照射另一面。照射處理后的桃子分為2組，一組用聚乙烯保鮮袋對每個桃子進行套袋，一組不做處理，另設不做任何處理的對照組。兩個處理組均用食品真空壓縮袋真空包裝，置于室溫（25±2） ℃下貯藏。采取隨機分組設計，每個處理組21個果實，每個處理重復3次。測定時間為7 d，每天測定1次各項指標。

1.3 測定指標和方法

1.3.1 好果率直接觀察，以出現爛斑為壞果。

1.3.2 硬度利用GY-3型硬度計測定果實硬度，在每個果實中間最大橫徑處去皮，取3個點測定硬度，取其平均值[17]。

1.3.3 可溶性固形物采用手持阿貝折光儀測定[17]。

1.3.4 失重率采用稱質量法測定，處理前將每個果實稱質量，記為W1，每次測定時再次把果實稱質量，記為W2，失重率=（W1- W2）/ W1×100%

1.3.5 呼吸強度水蜜桃呼吸強度的測定采用靜置法[18]。

1.3.6 相對電導率水蜜桃細胞膜透性的測定采用DDS-11A型電導率儀測定，取果肉3 g置純水中，靜止1 h后測定初始電導率λ1，煮沸后冷卻至室溫，測定煮沸后電導率λ2，每組處理測定3次，取平均值。相對電導率=（λ1-純水電導率）/（λ2-純水電導率）×100%[17]

1.3.7 丙二醛含量用三氯乙酸（TCA）提取，然后加硫代巴比妥酸（TBA）煮沸測定[19]。

1.3.8 PPO 多酚氧化酶活性采用鄰苯二酚法測定，以0.01 mol·L-1 的鄰苯二酚作為反應底物，測定其反應體系在單位時間內產物的A410nm的增加值。加入1 mL酶提取液，反應體系總體積為3 mL。酶活性以每分鐘光密度變化0.001為一個單位U[20]。

1.4 數據處理分析

本試驗數據用Excel軟件進行統計處理和圖表制作，采用SPSS進行ANOVA單因素多重差異分析。

2 結果與分析

2.1 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃好果率的影響

水蜜桃是否完好，是影響水蜜桃銷售的關鍵環節，好的果實才能夠更好地實現它的商品價值，因此，好果率是反映水蜜桃貯藏好壞的一個最為直觀和明確的指標。由圖1可知，對照組在貯藏的第2天就開始出現爛果，處理組使爛果出現的時間推遲了1 d左右，并且降低了爛果出現的速率。整個貯藏期內2處理組的好果率均高于對照組，至貯藏期末，對照組的好果率降到50%，而處理組在78%和81%，大大地提高了好果率。經分析發現處理組和對照組之間差異明顯（P<0.05），處理組之間無明顯差異，所以兩種處理均能夠有效地殺滅貯藏環境中的有害微生物，并提供一個與外界隔絕的環境，保護果實免遭外源的傷害，有效提高果實在貯藏期間的好果率，其中以真空套袋組效果較好。

2.2 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃硬度變化的影響

水蜜桃是軟溶質果實，果肉硬度是反映果實品質和貯藏效果好壞的一個重要指標之一。桃果在貯藏一段時間后細胞壁會因為纖維素酶的水解而破壞，導致果實硬度降低。硬度的降低會增加果品的口感，但伴隨硬度降低而來的是呼吸高峰季果實迅速軟化腐爛的開始，果實對外界環境的防御力會不斷降低。如圖2中水蜜桃硬度的變化曲線，在整個貯藏過程中處理組硬度均高于對照組，7 d后CK組硬度下降了83.52%，套袋組下降了20.83%，不套袋組下降了49.07%，其中以套袋處理組效果最好。經過SPSS進行ANOVA單因素多重差異分析發現，處理組和對照組有明顯差異（P<0.05），處理組之間無明顯差異。結果表明，紫外線預處理后真空包裝可以抑制細胞膜的脂氧化作用，減少自由基的傷害，延緩果實的衰老，保持果實的硬度，其中套袋處理組效果最為明顯。

2.3 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物是指桃汁中能夠溶于水的酸、糖、維生素、礦物質等物質的含量，糖分為主要成分。結果如圖3所示，整個貯藏過程中可溶性固形物含量并不是呈單純的上升或者下降趨勢[21]，而是呈一種先上升后緩慢下降的趨勢，貯藏初期淀粉等大分子物質的降解使得可溶性固形物略微上升，但隨著貯藏時間的延長，營養物質消耗，使得可溶性固形物的含量呈下降趨勢。桃果肉中的營養物質含量的多少與可溶性固形物的含量息息相關，從曲線來看，試驗組的可溶性固形物含量在整個貯藏過程中均高于對照組，但經過SPSS單因素ANOVA分析發現，處理組和對照組無明顯差別（P>0.05），各個處理組之間也無明顯差異。表明紫外線處理后加真空包裝對水蜜桃可溶性固形物含量的保持效果有限。

2.4 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃失重率的影響

果實水分含量是反映果實品質的重要指標，失水會導致果實皺縮，直接影響果實口感和外觀，同時缺水使以水為反應介質的正常代謝難以進行，從而導致果實衰老腐爛。因此，控制失重率是水蜜桃保鮮的一個重要環節。除保鮮袋外其他保鮮措施也是控制失重率的重要途徑。由圖4可知，除了真空不套袋組7 d突然上升超過了對照組，其他時間段內處理組均低于對照組，真空套袋組在貯藏期末失重率為1.97%，而對照組和不套袋組分別為3.23%和3.45%，遠高于真空套袋組。貯藏期的3～6 d，處理組和對照組有明顯差異（P<0.05），處理組之間差異不明顯。表明UV-C預處理加真空包裝可以一定程度的抑制桃果的有氧呼吸和強烈的蒸騰作用，從而減少果實的水分散失量，抑制桃果的失重，特別是在貯藏期的3～6 d效果最好。

2.5 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃呼吸強度的影響

果蔬采摘后呼吸作用是其生命活動的重要體現，果蔬貯藏保鮮及商品價值都與呼吸作用息息相關。桃果是呼吸躍變型果實，采后直至腐爛有兩次呼吸峰值的出現，1次在采摘后1～2 d，第2次是在開始腐爛失去商品價值時，因此，呼吸強度的變化是果實保鮮好壞的重要指標之一。由圖5可知，處理組的呼吸強度遠高于對照組，在貯藏期末對照組呼吸強度為92.07 mL·kg-1·h-1，UV-C加真空不套袋組為259.16 mL·kg-1·h-1，UV-C加真空套袋組為253.81 mL·kg-1·h-1，對照組和處理組間具有顯著差異（P<0.05）。結果表明，UV-C處理加真空包裝，在貯藏期間會嚴重抑制桃果的呼吸強度，以至于桃果會產生無氧呼吸，在去掉真空包裝后呼吸猛增，因此UV-C處理加真空包裝在控制桃果的呼吸強度方面效果不佳。

2.6 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃相對電導率的影響

水蜜桃在貯存保鮮的過程中，果實的軟化、霉菌感染、腐爛均能導致細胞膜受損，細胞膜的選擇透過性作用減弱，細胞內電解質溢出，從而使果肉浸出液電導率增加，因此，測定相對電導率能夠一定程度的了解細胞的受損程度。結果如圖6所示，果肉的相對電導率在整個貯藏過程中呈逐漸上升的趨勢，在貯藏期末真空不套袋組合、真空套袋組分別上升到14.32%和12.55%，對照組上升到12.03%，經過單因素多重差異分析發現，處理組和對照組之間有明顯差異（P<0.05），說明紫外線預處理加真空套袋處理可以有效地抑制微生物的繁殖，降低后熟速度和果實軟化的速率，降低細胞膜受損的速度，從而降低果肉浸出液電導率，有效降低細胞膜透性，很好地保持了水蜜桃的新鮮程度。

2.7 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃MDA含量的影響

果實在貯藏過程中會衰老和產生腐爛，衰老和腐爛發生時會發生質膜過氧化作用，MDA是質膜過氧化作用的主要產物[22]，因此，MDA含量可以直接反映質膜過氧化作用，并間接反映果實的衰老程度。由圖7可知，在整個貯藏期內，MDA含量呈上升趨勢，直至貯藏期末套袋處理組和不套袋處理組分別上升到2.29，2.49 μ mol·L-1，對照組上升到2.74 μ mol·L-1，用SPSS進行ANOVA單因素多重分析發現，套袋處理組和對照組之間具有明顯差異（P<0.05），2處理組之間無明顯差異（P>0.05），說明紫外線加真空包裝處理可以有效地控制貯藏過程中質膜過氧化的速率，降低MDA產生的速度，其中2種處理組差異不大，效果都很好并以套袋組略優。

2.8 UV-C預處理加真空包裝對水蜜桃PPO酶活性的影響

桃果在貯藏期間，內部因素引起組織褐變是酚類物質酶促反應的結果，果肉組織中酚類物質的含量、多酚氧化酶的活性和氧氣的供應是組織產生褐變的三大基礎條件[23]。因此，控制多酚氧化酶的活性可以在一定程度上抑制褐變的發生，保持果實的商品價值。由圖8可知，整個貯藏過程中，PPO酶的變化趨勢整體呈上升趨勢，但局部出現下降后再上升的趨勢，在整個貯藏試驗結束時，套袋和不套袋兩處理組和對照組分別上升到557.49，645.57，645.57 U·g-1，數據結果經過ANOVA單因素多重差異分析表明，處理組與對照組無明顯差異，處理組之間也無明顯差異，說明此處理對控制桃果多酚氧化酶的活性方面效果不佳。與陳奕兆等[11]用紫外線處理桃果后，水蜜桃PPO酶活性保持在較低水平有明顯不同，原因可能是處理的條件有所不同，水蜜桃的品種、成熟度等有所差異。

3 結論與討論

UV-C預處理加真空包裝套袋組和不套袋組都能夠很好地保持果實的硬度，抑制果實的失重率、維持果肉細胞細胞膜的穩定和降低果肉細胞膜的質膜過氧化作用，且與對照組有顯著差異。經過多年的保鮮試驗得知，桃果實的腐爛主要由外源真菌侵染引起，紫外線具有很強的殺菌消毒作用，紫外線預處理可以有效殺死桃果實表面攜帶的外源細菌，真空包裝可以提供一個與外界隔絕的環境并能抑制微生物的生長和繁殖，從感染的源頭和媒介2個方面杜絕了桃果實被感染的可能性，有效地為桃果實的保鮮貯運提供了條件。

UV-C處理加真空包裝經濟、可行，在現有條件下無論是工廠化大規模地生產應用，還是散戶種植者的使用，都是簡單易行、可操作的，這為推廣應用提供了前提條件。第一，根據要求普通的短波紫外燈就可以勝任殺菌消毒作用，市場上品種繁多，價格低廉；食品真空壓縮袋，有專門的企業再生產，無論是規模化應用還是散戶種植者的使用都有很好的前景，價格合理，包裝材料可回收重復利用。第二，紫外燈靠能量的傳遞和積累滅活微生物，并能破壞微生物的DNA和RNA，使微生物喪失繁殖生存的能力，是餐具、公共場所消毒最常用的手段，安全可靠，不會對桃果實產生不良的影響；真空包裝材料的生產符合食品包裝材料的規定，隔氧、隔絕水蒸氣，并有一定的保鮮效果。

（1）真空包裝材料可以隔絕空氣和水分，能夠有效抑制果實的有氧呼吸，防止果實的衰老和軟化；另外，其對水分的隔絕可以很好降低水分的喪失，保持果實的含水量，降低失重率，增加果品品相。

（2）UV-C照射預處理加真空包裝處理桃果后，其失重率、相對電導率、MDA含量有了明顯的降低，硬度得到了相當好的保持，對PPO酶活性地控制和可溶性固形物含量的保持上雖好于對照組，但效果不明顯。由于紫外線的殺菌消毒作用及真空包裝的與外界環境的隔絕性，有效抑制了外界因素對水蜜桃的影響，水蜜桃的保鮮期由自然存放的2～3 d延長到了6～7 d，好果率增加到80%，有效延長了貨架期。

（3）真空包裝在貯藏過程中會導致果實發生無氧呼吸，導致呼吸值的測定結果偏大，遠遠高于對照組。在真空包裝袋內應用干燥劑，用以吸收呼吸過程中產生的水分，以防果實接觸水而腐爛。

（4）水果保鮮的影響因素多而復雜，像果實的品種、采摘期、成熟度、完好度以及貯藏環境的溫度、濕度等，所以必須綜合考慮各個因素及其相互作用，方可設計最佳的保鮮處理方案。

總之，UV-C預處理加真空包裝是經濟、有效、安全、易操作的水蜜桃保鮮方法，適宜在工廠化生產和廣大的散戶種植者中推廣應用。

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