葡萄冰點(diǎn)測定及冰溫貯藏實(shí)驗(yàn)的研究

尚海濤 凌建剛 朱麟 康孟利 俞靜芬 林旭東

(寧波市農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 寧波 315040)

葡萄冰點(diǎn)測定及冰溫貯藏實(shí)驗(yàn)的研究

尚海濤 凌建剛 朱麟 康孟利 俞靜芬 林旭東

(寧波市農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 寧波 315040)

為了研究葡萄冰溫貯藏技術(shù)的適宜性和明確最佳冰溫貯藏溫度，測定分析了果實(shí)、果漿和果梗的冰點(diǎn)，研究了不同貯藏溫度對(duì)腐爛率及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:果梗的冰點(diǎn)最高，是貯藏溫度的限制性因素；果實(shí)和果漿冰點(diǎn)與TSS呈現(xiàn)高度負(fù)相關(guān)，果漿冰點(diǎn)較果實(shí)冰點(diǎn)高約0.7℃，可通過速測TSS來估算果實(shí)果漿冰點(diǎn)，但果梗榨汁難度大而無法速測；貯藏溫度越低，腐爛率越低，1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃，90 d腐爛率分別為9.5%、4.9%、3.3%、2.2%，但凍害風(fēng)險(xiǎn)性卻越大，－1～－2℃輕微凍害，－2～－3℃嚴(yán)重凍害。葡萄貯藏溫度的確定需首要防止果梗凍害，貯藏溫度以0～－1℃為最佳，而如貯藏對(duì)果梗品質(zhì)無要求，以－2～－3℃為最佳。

食品包裝與儲(chǔ)藏；冰溫貯藏；冰點(diǎn)；葡萄；果梗；貯藏溫度

葡萄，被譽(yù)為世界四大水果(蘋果、柑桔和香蕉)之首，是當(dāng)今世界栽培面積最大、產(chǎn)量最多的水果，汁多味美，含有大量的糖、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、維生素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有較高的營養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但葡萄果皮薄，含水量大，組織嬌嫩，在收獲和貯運(yùn)過程中極易發(fā)生腐爛、脫粒、干梗、褐變等問題[1]。

冰溫貯藏是將食品貯藏在0℃以下至各自冰點(diǎn)的范圍內(nèi)，是繼機(jī)械冷藏、氣調(diào)貯藏后的第三代保鮮技術(shù)[2]。冰溫貯藏僅借助極限低溫最大限度的抑制果品生命活動(dòng)，控制果實(shí)的衰老進(jìn)程，是一種安全、綠色保鮮果蔬的新技術(shù)。冰溫貯藏的優(yōu)點(diǎn):1)不破壞細(xì)胞，不產(chǎn)生凍害，維持正常的新陳代謝；2)最大限度地抑制有害微生物的活動(dòng)；3)最大限度地抑制呼吸作用，生理活性降到最低；4)在一定程度上提高水果、蔬菜的品質(zhì)[3－5]。冰溫的研究起源于二十一世紀(jì)梨的貯藏[6]，并在草莓[7]、楊梅、獼猴桃[8]、庫爾勒香梨[9]、冬棗[10]等已有相關(guān)研究。但應(yīng)用最廣的應(yīng)該是葡萄，因?yàn)槠咸炎钸m貯藏溫度普遍認(rèn)為是0～－1 ℃[11－13]，本身理論上就屬于冰溫貯藏范疇。果品蔬菜的冰點(diǎn)是確定其適宜貯藏溫度的主要參考條件之一[14]，王頡等[14]測定的巨峰，馬奶，玫瑰香葡萄的冰點(diǎn)分別為－2.75℃、－3.37℃、－4.39℃，與－1℃分別相差1.75℃、2.37℃、3.39℃。葡萄冰點(diǎn)的不同似乎并沒有影響到葡萄最適貯藏溫度。導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因是葡萄果實(shí)連同果梗一起貯藏，僅通過測定葡萄果實(shí)冰點(diǎn)來判定冰溫貯藏溫度并不準(zhǔn)確。

本文測定分析了多種不同產(chǎn)地、不同品種的葡萄果實(shí)果漿果梗冰點(diǎn)，研究分析了葡萄冰溫貯藏過程中腐爛率及品質(zhì)變化，以期為葡萄的冰溫貯藏提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試材及處理

1)試材

冰點(diǎn)測定用紅地球、鄞紅、紅富士、巨玫瑰、紅玫瑰等葡萄采摘于寧波及周邊各葡萄基地。貯藏實(shí)驗(yàn)用紅地球葡萄采摘于象山曉塘葡萄基地。

2)處理

挑選無機(jī)械傷、無腐爛、無霉變、成熟度一致的葡萄，用30 μm PE袋包裝，每袋5 kg，預(yù)冷后，加入5＋1紅地球?qū)Ｓ帽ｕr劑(國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心提供)，然后隨機(jī)分成4組，分別貯藏于1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃四個(gè)溫度庫中，每15 d取樣進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和指標(biāo)測定。

1.2 測定方法

果實(shí)冰點(diǎn)測定采用杭州路格溫濕度自動(dòng)記錄儀LGR-wsd20進(jìn)行，將溫度探頭直接完全插入葡萄果實(shí)中，果實(shí)較小的將兩果疊加并用塑料袋包緊，然后將葡萄果實(shí)連同溫度探頭放入－20℃冰箱中，并記錄溫度的變化。果漿果梗冰點(diǎn)測定前先打漿粉碎，用塑料袋包緊，其它測定過程同果實(shí)冰點(diǎn)測定；腐爛率＝(腐爛果數(shù)/總果實(shí)數(shù))×100%；失重率＝[(貯前質(zhì)量－測后質(zhì)量)/貯前質(zhì)量]×100%；可溶性固形物(TSS)的測定采用日本Atago PAL-1便攜式數(shù)顯折射計(jì)測定；可滴定酸(TA)采用氫氧化鈉滴定法測定，以蘋果酸計(jì)；呼吸強(qiáng)度采用丹麥丹圣Checkmate PS II氧氣二氧化碳測試儀測定；硬度采用日本竹村FHM-1硬度計(jì)測定去皮后的果肉，下壓距離5 mm。丙二醛(MDA)采用硫代巴比妥酸的方法測定[15]。感官品質(zhì)的測定通過觀察果實(shí)果梗的凍害、水浸狀、褐變等情況，以無或正常、輕微、明顯等進(jìn)行簡單記錄。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

冰點(diǎn)、腐爛率和果漿TSS等指標(biāo)平行測定三次，果實(shí)TSS、硬度平行測定六次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，差異顯著性檢驗(yàn)采用鄧肯多重比較法，差異顯著性水平為0.05。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論分析

2.1 葡萄冰點(diǎn)測定曲線

圖1為溫度計(jì)記錄的葡萄果實(shí)果漿果梗冰點(diǎn)測定曲線。樣品溫度先隨時(shí)間快速下降，降至冰點(diǎn)以下時(shí)，由于樣品發(fā)生相變釋放潛熱的物理效應(yīng)，汁液仍不結(jié)冰，出現(xiàn)過冷現(xiàn)象(supercooling)，隨后溫度回升至某一點(diǎn)，即冰點(diǎn)(freezing point)，此后樣品開始結(jié)冰，溫度再次緩慢下降。由圖1可知，紅地球果實(shí)果漿果梗的冰點(diǎn)分別為－3.6℃、－2.9℃、－1.7℃。果梗的冰點(diǎn)最高，冰溫貯藏時(shí)最易發(fā)生凍害現(xiàn)象。也因此，葡萄冰溫貯藏溫度決定于果梗的冰點(diǎn)，而不是果實(shí)和果漿。

圖1 紅地球葡萄冰點(diǎn)測定曲線Fig.1 The freezing point measurement curve of red globe grape

2.2 葡萄冰點(diǎn)與TSS的關(guān)系

葡萄果實(shí)果漿果梗冰點(diǎn)測定結(jié)果如表1和圖2所示。由圖2可知，果實(shí)果漿冰點(diǎn)都與TSS呈高度負(fù)相關(guān)，其回歸方程分別為y＝－0.325x＋1.911(r＝－0.930**)和 y＝ －0.303x＋2.236 (r＝－0.858**)，而果梗冰點(diǎn)與果實(shí)TSS相關(guān)性不顯著(r＝－0.224，P＞0.05)。果實(shí)和果漿TSS相似(表1)，對(duì)于不同品種、不種產(chǎn)地的葡萄可以通過速測果實(shí)或果漿TSS并利用果實(shí)TSS與冰點(diǎn)之間建立的回歸方程估算冰點(diǎn)。此方法既方便又準(zhǔn)確，可適用于大多數(shù)的果蔬，但葡萄冰溫貯藏更需要依據(jù)果梗冰點(diǎn)－1.5～－2.0℃。理論上，果梗冰點(diǎn)應(yīng)與果梗TSS具有更高的相關(guān)性，但因果梗榨汁難度大，TSS難以迅速測定，回歸方程未建立。

2.3 冰溫貯藏對(duì)葡萄腐爛率和感官品質(zhì)的影響

葡萄在貯藏過程中易受微生物的侵染而發(fā)霉腐爛，其中灰霉病－5℃下仍可生長，危害最嚴(yán)重。由圖3可知，溫度對(duì)腐爛率的影響前30 d差異不顯著(P＞0.05)，之后的影響差異顯著(P＜0.05)。

無論是冰溫還是非冰溫，貯藏溫度越低，果實(shí)的腐爛率越低，貯藏90 d，1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃的腐爛率分別為9.5%、4.9%、3.3%、2.2%。由表2可知，即使－2～－3℃的低溫也不會(huì)對(duì)果實(shí)感官品質(zhì)產(chǎn)生任何影響，但會(huì)使果梗出現(xiàn)凍害現(xiàn)象，表現(xiàn)為水浸狀，易失水變干，褐變甚至變黑。 －1～－2℃葡萄果梗僅輕微凍害，但由果梗冰點(diǎn)測定結(jié)果可知－1～－2℃屬果梗凍害臨界溫度。因而由果梗判斷葡萄的最適貯藏溫度為0～－1℃。但同時(shí)可知，紅地球葡萄貯藏過程中普遍存在果梗頂部失水以及由此導(dǎo)致的褐變現(xiàn)象，果梗保鮮難度較果實(shí)更大，如不考慮果梗保鮮，最低貯藏溫度可設(shè)置為－2～－3℃。

表1 不同品種不同產(chǎn)地葡萄冰點(diǎn)測定結(jié)果Tab.1 The freezing points of different cultivars and regions of grape

圖2 葡萄冰點(diǎn)與TSS的關(guān)系Fig.2 The relationship between the freezing point and TSS in grape

2.4 冰溫貯藏對(duì)葡萄貯藏品質(zhì)的影響

由表3可知，貯藏溫度越低，TSS、TA、硬度越高，果實(shí)MDA含量越低，低溫有助于保持品質(zhì)，延緩衰老；－2～－3℃的失重率是其它組的3倍多，與果梗受凍易變干相一致；貯藏溫度越低，果實(shí)呼吸強(qiáng)度和果梗呼吸強(qiáng)度越高，但－2～－3℃的果實(shí)呼吸強(qiáng)度較高，果梗呼吸強(qiáng)度卻最低，可能是由于果實(shí)未凍害而果梗受凍組織死亡所致，同時(shí)由表可知，葡萄的果梗呼吸強(qiáng)度約10倍于果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，果梗較果實(shí)更易衰老。

圖3 冰溫貯藏對(duì)葡萄果實(shí)腐爛率的影響Fig.3 Effect of ice temperature storage on the rate of decay of grape

3 結(jié)論

冰溫貯藏的原理是果蔬等活體內(nèi)含有糖、酸、醇類、鹽類、多糖、氨基酸、肽類、可溶性蛋白質(zhì)等許多成分，而各種天然高分子物質(zhì)及其復(fù)合物以空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)存在，使水分子的移動(dòng)和接近受到一定阻礙而產(chǎn)生凍結(jié)回避，因而細(xì)胞液不同于純水，冰點(diǎn)一般在－0.5～－3.5℃[16]。葡萄冰點(diǎn)測試結(jié)果證實(shí)了以上兩點(diǎn)。TSS為果實(shí)中能溶于水的糖、有機(jī)酸等具有折光性的物質(zhì)占果實(shí)總質(zhì)量的百分率，冰點(diǎn)與TSS呈高度負(fù)相關(guān)。對(duì)于不同品種、不種產(chǎn)地的葡萄可以通過速測果實(shí)TSS并利用回歸方程迅速估算冰點(diǎn)，與相關(guān)研究一致[14，17－18]。同時(shí)研究表明，葡萄果實(shí)冰點(diǎn)較果漿冰點(diǎn)低約0.7℃，表明果實(shí)高分子物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的破壞，水分子的移動(dòng)和接近的阻力減弱，冰點(diǎn)上升。這一結(jié)果也與相關(guān)研究一致，王頡等[14]報(bào)告認(rèn)為馬奶葡萄冰點(diǎn)比果汁的冰點(diǎn)低1.20℃；鴨梨果實(shí)的冰點(diǎn)比果汁的冰點(diǎn)低0.26℃；但番茄和番茄汁的冰點(diǎn)溫度均為－1.07℃，認(rèn)為可能與番茄果實(shí)TSS含量較低有關(guān)。申春苗等[17]研究發(fā)現(xiàn)活體梨果實(shí)的冰點(diǎn)溫度低于果實(shí)汁液的冰點(diǎn)溫度，認(rèn)為活組織結(jié)冰時(shí)首先在細(xì)胞間隙形成冰晶，活體細(xì)胞會(huì)阻礙冰晶的擴(kuò)大，所以結(jié)冰較為困難，因而造成活體果實(shí)的冰點(diǎn)溫度低于果實(shí)汁液的冰點(diǎn)溫度。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這一差值的原因并不一定是活組織和死組織，即便同為活組織，只要組織結(jié)構(gòu)被破壞其冰點(diǎn)溫度也會(huì)改變，如果實(shí)和果漿，更確切的說是空間結(jié)構(gòu)影響果實(shí)的冰點(diǎn)。

表2 冰溫貯藏對(duì)葡萄感官品質(zhì)的影響Tab.2 Effect of ice temperature storage on sensory quality of grape

表3 冰溫貯藏對(duì)葡萄貯藏90 d品質(zhì)的影響Tab.3 Effect of ice temperature storage on storage quality or grape at 90 d

冰點(diǎn)高低順序?yàn)楣＃竟麧{＞果實(shí)，果梗冰點(diǎn)溫度最高，是限制葡萄貯藏溫度的決定性因素。如紅地球葡萄果實(shí)果漿果梗的冰點(diǎn)分別為－3.6℃、－2.9℃、－1.7℃(如圖1)。果實(shí)在－3.6℃ ～0℃不會(huì)結(jié)冰，果梗在－1.7～0℃不會(huì)結(jié)冰，但果梗在－2.9～－1.7℃范圍內(nèi)就會(huì)結(jié)冰，出現(xiàn)凍害。紅地球果梗冰溫帶為－1.7～0℃，為防止冷庫波動(dòng)導(dǎo)致凍害，貯藏溫度下限一般比冰點(diǎn)溫度高，如高出0.5℃，如－1.2～－0.2℃。與公認(rèn)的葡萄貯藏最適溫度0～－1℃或相關(guān)葡萄冰溫貯藏溫度－0.3±0.3℃[19]和－0.5～－0.2℃[20]基本一致。

無論是冰溫還是非冰溫，貯藏溫度越低，果實(shí)腐爛率越低，冰溫貯藏簡單的說就是低溫貯藏在0℃以下的延續(xù)。－2～－3℃更有利于保持果實(shí)品質(zhì)，延緩衰老，未見果實(shí)凍害現(xiàn)象發(fā)生，但卻會(huì)使果梗受凍、水浸狀、易變干、褐變甚至變黑。 －1～－2℃輕微凍害，且由冰點(diǎn)測定結(jié)果可知－1～－2℃屬凍害臨界溫度，此溫度下貯藏存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。葡萄冰溫貯藏溫度受限于果梗，而果梗的呼吸強(qiáng)度又約為果實(shí)呼吸強(qiáng)度的10倍，普遍存在失水褐變現(xiàn)象，保鮮難度更大。因而，對(duì)于普通冷藏庫，冰溫貯藏溫度仍以0～－1℃最為適宜，這一結(jié)果雖然與吾爾尼沙·卡得爾等[21]的研究結(jié)果一致，但原因并不完全相同，他們報(bào)告認(rèn)為－1℃能夠較好的保持紅地球葡萄果實(shí)在貯藏期間果肉細(xì)胞的完整性，而并未提及果梗凍害現(xiàn)象。對(duì)于冰溫庫貯藏，空庫時(shí)庫內(nèi)溫度波動(dòng)在±0.3℃，滿載時(shí)庫內(nèi)波動(dòng)只有±0.05℃[22]，因而下限溫度和溫度范圍都可適當(dāng)下調(diào)。而對(duì)于果梗保鮮要求低或加工用葡萄貯藏，可進(jìn)行“干梗貯藏”，最低可設(shè)置為－2～－3℃，這種情況下，果梗將受凍，果實(shí)不會(huì)受凍。

綜合以上所述，可得出以下結(jié)論:1)葡萄果實(shí)果漿冰點(diǎn)都與TSS高度負(fù)相關(guān)，只要速測出TSS，即可推算出冰點(diǎn)溫度，葡萄果實(shí)冰點(diǎn)比果漿冰點(diǎn)約低0.7℃，TSS和空間結(jié)構(gòu)是影響冰點(diǎn)的兩個(gè)主要因素；2)葡萄冰點(diǎn)高低順序?yàn)?果梗＞果漿＞果實(shí)，果梗的冰點(diǎn)溫度最高，為－1.5～－2.0℃，是限制葡萄貯藏溫度的決定性因素；3)簡單的說，冰溫貯藏是低溫貯藏在0℃以下的延續(xù)，貯藏溫度越低，果實(shí)腐爛率越低，貯藏品質(zhì)越好。 －2～－3℃貯藏腐爛率最低，但果梗卻明顯凍害，貯藏溫度的設(shè)置需先防止果梗凍害的發(fā)生；4)對(duì)于普通冷藏庫，冰溫貯藏溫度以0～－1℃最為適宜，對(duì)于控溫精度較高的冰溫庫下限溫度和溫度波動(dòng)范圍都可適當(dāng)下調(diào)，而對(duì)于果梗保鮮要求低或加工用葡萄，最低可設(shè)置為－2～－3℃。

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Study on the Freezing Points and Ice Temperature Storage of Grape

Shang Haitao Ling Jiangang Zhu Lin Kang Mengli Yu Jingfen Lin Xudong

(Institute of Agricultural Products Processing，Ningbo Academy of Agricultural Sciences，Ningbo，315040，China)

To study on the suitability of ice temperature storage in grape and define the optimal storage temperature，the freezing points of fruit grain，fruit pulp and fruit stem were measured and the changes of the decay rate and storage quality of grape stored at different storage temperatures were investigated.The results showed that the stem freezing point was the highest，which was the decisive factor to limit storage temperature；both grain and pulp freezing points were highly negatively correlated with TSS，and the pulp freezing point was higher than that of grain about 0.7℃，their freezing points could be estimated quickly by measuring TSS，except stem，which was difficulty to squeeze juice；the lower the temperature，the lower the decay rate，which was 9.5%，4.9%，3.3%，2.2%respectively at 1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃ for 90d，but the greater risk to freeze，at－1～－2℃ slightly freezed and at－2℃ ～－3℃ severely freezed.In order to decide the grape storage temperature，It was critical to prevent stem being freezed.The optimal storage temperature was 0～－1℃，if there was no stem quality requirements，the optimal storage temperature could be－2～－3℃.

package and preservation of food；ice temperature storage；freezing point；grape；fruit stem；storage temperature

TS255.3；S609＋.3

A

0253－4339(2014)05－0055－06

10.3969/j.issn.0253－4339.2014.05.055

尚海濤，男(1982－)，博士/農(nóng)藝師，寧波市農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，(0574)87933027，E-mail:shanghaitao163＠163.com。研究方向:農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。現(xiàn)在進(jìn)行的研究項(xiàng)目有:國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD38B01)。

2013年12月23日

About the corresponding author

Shang Haitao(1982－)，male，Ph.D./agronomist，Institute of Agricultural Products Processing，Ningbo Academy of Agricultural Sciences，(0574)87933027，E-mail:shanghaitao163＠163.com. Research fields:storage and processing of agricultural products. The project was supported by the Key Technologies R＆D Program of China(No.2012BAD38B01).