吉 寧,龍曉波,李江闊,曹 森,張 鵬,馬 超,馬立志,王 瑞,*
(1.貴陽學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院,貴州省果品加工技術(shù)研究中心,貴州貴陽 550005;2.貴州省凱里市麻江縣藍(lán)莓辦公室,貴州凱里 556000;3.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心,天津 300000)
藍(lán)莓(Sementrigonellae)又稱越橘,因果實(shí)甜酸適宜,具有防止腦神經(jīng)老化、抗癌、軟化血管、增強(qiáng)機(jī)體免疫及明目等保健功能,被列入世界第三代水果,亦是世界糧農(nóng)組織推薦的五大健康食品之一[1]。藍(lán)莓果大多成熟于高溫、多雨的夏季,此環(huán)境下入庫貯藏過程中,往往會(huì)代入大量的微生物,貯藏期間易受微生物的侵害,腐爛軟化,導(dǎo)致耐貯性降低,嚴(yán)重影響其商品和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)作為一種無毒、無殘留、高效的安全果蔬保鮮劑,其能阻斷果實(shí)貯藏期間乙烯的生物合成,從而達(dá)到延緩果實(shí)衰老的目的[2]。使用1.0 μL/L的1-MCP處理能顯著延長藍(lán)莓貯藏期、提高貨架品質(zhì)[3-4];1.0 μL/L的1-MCP結(jié)合殼聚糖涂膜能顯著提高藍(lán)莓果實(shí)相關(guān)酶活性[5];而氣調(diào)結(jié)合濃度為1 μL/L的1-MCP處理低溫下貯藏,可更好地抑制藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的下降及呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放率,還能更好地延長藍(lán)莓貯運(yùn)后貨架期[6-8]。
臭氧具有極強(qiáng)的氧化性和殺菌能力,且使用后無污染、無殘留,目前已在葡萄、草莓、巴西果、冬棗貯藏保鮮方面有研究報(bào)道[9-12];章寧瑛等[13]使用臭氧單獨(dú)對(duì)藍(lán)莓進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)處理后能保持果實(shí)的貯藏品質(zhì)和抗氧化酶活性。但若想要臭氧在短時(shí)間內(nèi)殺滅真菌孢子,則需要高濕、高濃度才能發(fā)揮臭氧的效能[14];有研究表明,在葡萄鮮果的貯藏過程中,900 μL/L以上的臭氧濃度在高濕環(huán)境下1 h才能對(duì)綠霉、青霉和灰霉進(jìn)行殺滅[15],1000 μL/L的臭氧對(duì)葡萄進(jìn)行熏蒸1 h,才能殺滅真菌分生孢子,在貯藏后期減少灰霉生長,但同時(shí)研究也指出,高濃度的臭氧處理,會(huì)導(dǎo)致葡萄鮮果的果柄和果皮損傷,加快果實(shí)衰老、腐爛[16]。綜上,1-MCP處理能有效的延長藍(lán)莓鮮果采后貯藏期,而臭氧處理也能提高藍(lán)莓鮮果采后的貯藏品質(zhì),兩者結(jié)合處理是否能起到更佳的保鮮效果,為此,本實(shí)驗(yàn)將通過不同臭氧濃度結(jié)合1-MCP處理對(duì)藍(lán)莓鮮果采后貯藏期品質(zhì)進(jìn)行研究,驗(yàn)證兩者的疊加性,為藍(lán)莓采后保鮮提供理論依據(jù)。
藍(lán)莓 品種:粉藍(lán),于2017年7月21日14:00~18:00采自貴州省麻江縣宣威鎮(zhèn)光明村小橋邊藍(lán)莓種植基地(26.36 °N,107.73 °E);PET藍(lán)莓專用保鮮盒 濰坊百樂源公司,內(nèi)尺寸:長105 mm,寬100 mm,高40 mm;塑料鏤空周轉(zhuǎn)框 深圳市中超塑膠有限公司,內(nèi)尺寸:長585 mm,寬395 mm,高240 mm;碳酸氫鈉、磷酸鈉、氫氧化鈉、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、鉬藍(lán)胺、乙酸、濃鹽酸、偏磷酸、福林酚、乙二胺四乙酸、醋酸鈉等試劑 均為分析純,購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
精準(zhǔn)控溫保鮮庫 溫度精度±0.3 ℃、90%±5% RH,國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心監(jiān)制;FL802A型臭氧發(fā)生器 深圳市飛力電器科技有限公司;Model202型臭氧檢測(cè)儀 美國2B Technologies公司;6600 O2/CO2頂空分析儀 美國ILLINOIS公司;GC-14氣相色譜儀、UV-2550型紫外可見分光光度計(jì) 日本Shimazhu公司;TA.XT.Plus物性測(cè)定儀 英國Stable Micro Systems公司;PAL-1型迷你數(shù)顯折射計(jì) 日本ATAGO公司;DDS-11A雷磁數(shù)顯臺(tái)式數(shù)顯電導(dǎo)率儀 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;A11型分析用研磨機(jī) 德國IKA公司;Delta Trak 11036型中心電子溫度計(jì) 美國DeltaTRAK公司。
1.2.1 處理方法 采摘當(dāng)天就地選取大小一致、無機(jī)械傷、無病蟲害、色澤均勻、果形端正且萼片未倒伏、成熟度相對(duì)一致(九成熟、底部微紅)的果實(shí),使用PET藍(lán)莓專用保鮮盒進(jìn)行分裝,每盒(125±5) g藍(lán)莓,置于25 ℃空調(diào)房內(nèi),使用工業(yè)風(fēng)扇處理1 h除去田間熱(果實(shí)中心溫度由30 ℃降到25 ℃)。然后使用高阻隔PE塑料薄膜(厚度:0.08 mm),搭建四個(gè)體積相同塑料帳子(體積:1 m3/個(gè)),將裝有藍(lán)莓的PET專用保鮮盒分四組放入帳內(nèi),根據(jù)前人研究[3-5],選用1 μL/L的1-MCP濃度作為處理劑量,將稱量好的1-MCP倒入裝有蒸餾水的燒杯內(nèi),迅速置于其中四個(gè)帳內(nèi),并立即使用封口膠將開口處密封,熏蒸12 h。
1-MCP熏蒸完畢后,將帳子重新搭建,使用臭氧發(fā)生器通氣管從縫隙處插入,用封口膠將邊緣封閉,并使用臭氧監(jiān)測(cè)儀對(duì)帳內(nèi)臭氧進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),達(dá)到所需濃度后,停止通入。臭氧處理2 h后,打開塑料帳,將不同處理組的藍(lán)莓隨機(jī)分裝到PE20袋內(nèi),每個(gè)PE20袋放入20盒。實(shí)驗(yàn)分為1-MCP+50 μL/L臭氧處理組、1-MCP+100 μL/L臭氧處理組、1-MCP+150 μL/L臭氧處理組及1-MCP對(duì)照組(分別記為M1、M2、M3和CK),每個(gè)處理12袋,240盒。每隔20 d每個(gè)處理取出3袋(3平行)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定,分配完畢,將各組藍(lán)莓預(yù)冷后放置于(1±0.3) ℃進(jìn)行貯藏。
1.2.2 指標(biāo)測(cè)定方法
1.2.2.1 自發(fā)氣調(diào)袋內(nèi)微環(huán)境CO2/O2含量測(cè)量 從保鮮庫取出每個(gè)處理的3袋藍(lán)莓鮮果放置于25 ℃房間內(nèi),使用頂空分析儀測(cè)定袋內(nèi)CO2/O2含量。
1.2.2.2 呼吸強(qiáng)度 先將藍(lán)莓鮮果放于25 ℃房間內(nèi)靜置2 h,再采用靜置法經(jīng)頂空分析儀(O2測(cè)量范圍:0.001%~100%;CO2測(cè)量范圍:0.01%~100%)測(cè)定[17]。
1.2.2.3 乙烯生成速率 先將藍(lán)莓鮮果在25 ℃房間內(nèi)靜置2 h,后采用氣相色譜儀程序升溫法進(jìn)行測(cè)定[18],每次篩選8盒好果放入干燥器內(nèi)(每盒:125±5 g),密封2 h,取樣5 mL進(jìn)行測(cè)定。色譜柱條件:GC-14氣相色譜儀,DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm);檢測(cè)器:FID,溫度230 ℃;進(jìn)樣口:溫度120 ℃;升溫程序:80 ℃保持2 min;6 ℃/min升溫至230 ℃,保持1 min;載氣:N2,流速24 mL/min;尾吹氣:N2,流速30 mL/min,尾吹:30 mL/min。
1.2.2.4 腐爛率 以表面有霉菌、破裂、流水記為腐爛,計(jì)算公式如下:
腐爛率(%)=腐爛果數(shù)量/總果數(shù)量×100
1.2.2.5 果皮相對(duì)電導(dǎo)率 參照曹建康報(bào)道的方法,使用DDS-11A雷磁臺(tái)式數(shù)顯電導(dǎo)儀進(jìn)行[19]測(cè)定。
1.2.2.6 軟果率 以表面有凹陷記為軟果,計(jì)算公式如下:
軟果率(%)=軟果數(shù)量/總果數(shù)量×100
1.2.2.7 硬度 隨機(jī)取15粒藍(lán)莓好果,使果子橫向放置在質(zhì)構(gòu)儀上,有萼片的一頭朝向質(zhì)構(gòu)儀左邊,采用P/2N探頭對(duì)其進(jìn)行穿刺測(cè)試,測(cè)試參數(shù)如下:穿刺深度為6 mm,測(cè)前速度2 mm/s,測(cè)中速度1 mm/s,測(cè)后速度1 mm/s,觸發(fā)力5.0 g。
1.2.2.8 可溶性固形物含量 采用數(shù)顯折射計(jì)測(cè)定,具體為:將出庫后的藍(lán)莓果實(shí)放于室溫25 ℃環(huán)境下2 h,打漿,10000 r/min離心15 min,取上清液進(jìn)行測(cè)。
1.2.2.9 維生素C含量 參照李軍報(bào)道方法[20],將從保鮮庫內(nèi)取出的藍(lán)莓鮮果,放于25 ℃的環(huán)境中2 h,隨機(jī)取樣使用研磨機(jī)進(jìn)行研磨,取漿液5 g進(jìn)行維生素C含量測(cè)定。
1.2.2.10 花色苷、總酚含量 均參照Moyer等的方法測(cè)定[21],將從保鮮庫內(nèi)取出的藍(lán)莓鮮果,放于25 ℃的環(huán)境中2 h,隨機(jī)取樣使用研磨機(jī)進(jìn)行研磨,取漿液5 g進(jìn)行花色苷、總酚含量測(cè)定。
以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示結(jié)果;采用Origin Lab 9.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖,SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析(p<0.05為差異顯著,p<0.01為差異極顯著,p>0.05為差異不顯著)。
貯藏微環(huán)境是利用果實(shí)自身呼吸與薄膜的選擇透氣性產(chǎn)生一定的氣體比例,來調(diào)節(jié)果實(shí)的貯藏環(huán)境,達(dá)到保鮮和延長其貯藏期的目的[22]。本實(shí)驗(yàn)使用PE20保鮮袋對(duì)藍(lán)莓進(jìn)行封裝,從圖1中可以看出,各處理組微環(huán)境中O2濃度均呈下降趨勢(shì),CO2濃度均呈上升趨勢(shì),其中CK組與M3組O2濃度下降與CO2濃度上升最快。而在整個(gè)貯藏期,M2微環(huán)境中的O2與CO2濃度與CK組、M3組之間差異顯著(p<0.05),說明M2呼吸強(qiáng)度相對(duì)較弱,果蔬衰老速度被延緩。貯藏到第40 d時(shí),M1與M2微環(huán)境中的O2與CO2濃度無顯著差異(p>0.05),說明此階段兩者的呼吸導(dǎo)致的衰老進(jìn)程相似;40 d后,M2的CO2濃度明顯的比M1要低(p<0.05),O2濃度比M1組要高(p<0.05),說明此階段M2比M1的氣體微環(huán)境更加能延緩果實(shí)的呼吸。貯藏到第80 d時(shí),M2微環(huán)境中的O2濃度為10.4%,CK組的為7.3%,含量比CK組高出了29.8%;CO2濃度為1.7%,CK組為3.7%,含量比CK組低了54.05%;而在整個(gè)貯藏期間,M3與CK組的O2與CO2濃度均無顯著差異(p>0.05)。綜上,M2處理組果實(shí)產(chǎn)生的微環(huán)境中O2和CO2濃度比例較適合于藍(lán)莓的采后貯藏。

圖1 不同處理對(duì)藍(lán)莓貯藏微環(huán)境的影響
呼吸作用能反映果實(shí)在貯藏期間的生命活動(dòng)狀態(tài),其強(qiáng)弱能間接反應(yīng)果實(shí)的衰老進(jìn)程。從圖2可以看出,各處理組在40 d時(shí)出現(xiàn)呼吸高峰,40 d之前各組的呼吸強(qiáng)度均呈上升趨勢(shì),M1、M2相對(duì)較低,兩者之間差異不顯著(p>0.05)。40 d后各組呼吸強(qiáng)度開始下降,M2下降最為明顯,且在各個(gè)監(jiān)測(cè)期與其他組差異顯著(p<0.05)。80 d時(shí),CK組呼吸強(qiáng)度為7.54 mg/kg·h,而M2組的呼吸強(qiáng)度為5.92 mg/kg·h,僅為CK組的78.51%,由此可見1-MCP結(jié)合臭氧處理(100 μL/L)能降低藍(lán)莓在貯藏期間的呼吸作用,延長藍(lán)莓的貯藏期。

圖2 不同處理對(duì)藍(lán)莓呼吸強(qiáng)度的影響
乙烯是一種重要的植物生長調(diào)節(jié)劑,其與果蔬采后生理活動(dòng)過程密切相關(guān),常常用于表征貯藏中果實(shí)的后熟衰老過程[23]。從圖3中可以看出,在貯藏到20、40 d時(shí),各處理組之間的乙烯釋放差異不顯著(p>0.05),到60、80 d時(shí),M1、M2之間,M3和CK之間乙烯釋放率的差異均不顯著(p>0.05),但M1、M2乙烯釋放率顯著低于M3和CK組(p<0.05),與圖2比較,各組的呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放率具有相似的變化趨勢(shì),1-MCP為一種乙烯阻斷劑,使用同等濃度的1-MCP進(jìn)行處理,過高的臭氧濃度(150 μL/L)可能損傷了果實(shí)的果皮,導(dǎo)致貯藏過程中乙烯釋放加快,因此,1-MCP結(jié)合較低濃度的臭氧,在貯藏后期能延緩藍(lán)莓的乙烯釋放。

圖3 不同處理對(duì)藍(lán)莓乙烯釋放率的影響
腐爛率能直觀的反映貯藏期間果實(shí)的品質(zhì),通常作為評(píng)判貯藏效果的重要指標(biāo)。從圖4中可以看出,貯藏到第40 d時(shí),各組的腐爛率均處于較低水平,且各組之間差異不顯著(p>0.05)。到第60 d時(shí),經(jīng)過臭氧處理后的藍(lán)莓腐爛率均低于CK組(p<0.05),而臭氧處理組之間差異不顯著(p>0.05)。貯藏到第80 d時(shí),各組腐爛率急劇上升,其中M3和CK上升最快,M2腐爛率為12.84%,而CK組的為18.92%,對(duì)比圖2、圖3發(fā)現(xiàn),高呼吸強(qiáng)度和高乙烯釋放率導(dǎo)致了較高的腐爛率,說明1-MCP結(jié)合100 μL/L臭氧濃度處理能在貯藏后期降低藍(lán)莓鮮果的腐爛率。

圖4 不同處理對(duì)藍(lán)莓腐爛率的影響
果皮相對(duì)電導(dǎo)率表示細(xì)胞膜滲透率以及細(xì)胞膜受到傷害的程度。通過測(cè)定果蔬組織浸提液或外滲液的電導(dǎo)率,可以了解果蔬細(xì)胞膜通透性的變化,反映果蔬抗逆性的強(qiáng)弱或受到傷害的程度[19]。由圖5可以看出,整個(gè)貯藏期間,藍(lán)莓果皮電導(dǎo)率呈上升趨勢(shì),貯藏到20 d時(shí),M3果皮電導(dǎo)率最高,而其余組果皮電導(dǎo)率均比M3組低,且差異顯著(p<0.05)。到40 d時(shí),各組間的果皮電導(dǎo)率差異不顯著(p>0.05)。第60 d,M2表現(xiàn)出最低的果皮電導(dǎo)率,且與其余各組差異顯著(p<0.05)。第80 d,M3組果皮電導(dǎo)率又升為最高,且與其他處理組差異顯著(p<0.05),由此可見,較高濃度的臭氧處理損傷了果皮,導(dǎo)致果皮電導(dǎo)率升高。

圖5 不同處理對(duì)藍(lán)莓果皮相對(duì)電導(dǎo)率的影響
藍(lán)莓在貯藏期表面會(huì)出現(xiàn)凹陷,整個(gè)果實(shí)軟化,不僅品質(zhì)下降,外觀商品性也降低,因此,軟果率也是評(píng)價(jià)藍(lán)莓貯藏效果的指標(biāo)之一。從圖6可以看出,各組藍(lán)莓軟果率呈上升趨勢(shì),貯藏到第40 d時(shí),M2軟果率均低于其它組,且差異顯著(p<0.05),而M1、M3、CK之間差異不顯著(p>0.05)。到60 d時(shí),M1、M2、M3軟果率均極顯著低于CK組(p<0.01),此時(shí)CK組的軟果率達(dá)到了18.67%,而M2的最低,僅為10.31%,比CK組低了8.36%。第80 d,M1、M3和CK之間的軟果率差異不顯著(p>0.05),而M2與其余各組之間差異顯著(p<0.05),由此可以看出,M2處理能在整個(gè)貯藏期保持較低的軟果率。

圖6 不同處理對(duì)藍(lán)莓軟果率的影響
藍(lán)莓果實(shí)在貯藏過程中會(huì)逐漸衰老,果實(shí)硬度也會(huì)逐漸降低,因此硬度變化可以反應(yīng)果實(shí)的衰老程度。如圖7所示,各處理藍(lán)莓的硬度均呈下降趨勢(shì),在40 d之前,各組之間硬度變化差異不顯著(p>0.05),在60、80 d時(shí),M1、M3、CK之間差異均不顯著(p>0.05),而M2與其余各組之間差異顯著(p<0.05),對(duì)比圖6發(fā)現(xiàn),軟果率與硬度具有相關(guān)性,不同處理的軟果率越高,硬度也越低,說明過高或過低濃度的臭氧結(jié)合1-MCP處理,在貯藏后期均不利于延緩藍(lán)莓硬度的下降,相比于其他組,使用100 μL/L臭氧處理效果最好。

圖7 不同處理對(duì)藍(lán)莓硬度的影響
從圖8可以看出,可溶性固形物呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢(shì),貯藏到20 d時(shí),M2的可溶性固形物含量最高,且與其他組差異顯著(p<0.05)。貯藏到第40 d時(shí),各組間的可溶性固形物差異不顯著(p>0.05),且各組均達(dá)到檢測(cè)點(diǎn)的最大值。第60 d,M1與M2之間,M3與CK之間差異不顯著(p>0.05),但M1、M2的可溶性固形物含量均顯著高于M3與CK組(p<0.05)。貯藏到第80 d,各組可溶性固形物均下降到貯藏期最低,但M2在各組之間仍保持含量最高,且與各組之間差異顯著(p<0.05)。

圖8 不同處理對(duì)藍(lán)莓可溶性固形物含量的影響
果實(shí)維生素C是衡量果實(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)和貯藏效果的指標(biāo)之一。如圖9所示,貯藏期間維生素C含量呈下降趨勢(shì)。貯藏到第20 d時(shí),經(jīng)過臭氧處理的藍(lán)莓果實(shí)維生素C含量均比對(duì)照組高,且差異顯著(p<0.05)。隨著貯藏時(shí)間的增加,在40、60 d時(shí),M1和M3的維生素C含量與CK組差異不顯著(p>0.05),而M2的維生素C含量比其余各組都高,且差異極其顯著(p<0.01),貯藏到第80 d,M1、M2、M3的維生素C含量分別為15.82、16.83和15.86 mg/100 g,而CK組的僅為13.67 mg/100 g,M2比CK組高出18.78%,說明M2處理的藍(lán)莓在貯藏期維持了較高的維生素C含量。

圖9 不同處理對(duì)藍(lán)莓維生素C含量的影響
藍(lán)莓果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值在于其較高的花色苷含量,因此,貯藏期間花色苷含量的變化,直接反映了貯藏效果。由圖10可以看出,貯藏到20、40 d時(shí),各組間的花色苷含量均不顯著(p>0.05)。到第60 d時(shí),臭氧處理的各組之間花色苷含量仍不顯著(p>0.05),但CK組比其余各組花色苷含量低,且差異顯著(p<0.05)。到第80 d時(shí),M2保持了最高的花色苷含量,由此說明,臭氧處理后,能保持貯藏期間藍(lán)莓果的花色苷含量,其中,以M2效果最佳,對(duì)比圖9發(fā)現(xiàn),VC含量與花色苷含量有相似的變化趨勢(shì),說明此類抗氧化物質(zhì)在貯藏過程中均不斷地消耗、降解。

圖10 不同處理對(duì)藍(lán)莓花色苷含量的影響
由圖11可以看出,貯藏期間,各組藍(lán)莓多酚含量呈下降趨勢(shì),到第40 d時(shí),經(jīng)臭氧處理的藍(lán)莓多酚含量差異不顯著(p>0.05),但其含量均比CK組高。第60 d,M1與M2差異不顯著(p>0.05),M3與CK差異不顯著(p>0.05),但與M1、M2均差異顯著(p<0.05)。貯藏到80 d,M2多酚含量為11.57 mg/100 g,而CK組為9.26 mg/100 g,說明M2處理在貯藏期間能維持藍(lán)莓較高的多酚含量。較高的多酚含量,可能是由于臭氧處理后延緩了果實(shí)的衰老進(jìn)程,降低了多酚在抗衰老過程中的消耗,而多酚含量的變化趨勢(shì)與VC、花色苷的變化趨勢(shì)相似,整個(gè)貯藏期均逐漸下降,可能是由于果實(shí)內(nèi)的抗氧化物質(zhì)隨著貯藏時(shí)間的增加,均不斷地消耗和降解,以維持果實(shí)的正常生命活動(dòng)。

圖11 不同處理對(duì)藍(lán)莓多酚含量的影響
本研究中,相對(duì)較低或較高濃度處理均不利于藍(lán)莓貯藏,整個(gè)貯藏期間M1與CK變化相近,說明較低濃度可能是由于殺菌效果不佳,M3處理始終保持較高的果皮電導(dǎo)率,說明較高濃度可能損傷了果皮導(dǎo)致衰老加快。此外,由于臭氧處理濃度不同,貯藏期間果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放不同,果實(shí)的衰老進(jìn)程也不經(jīng)相同,導(dǎo)致貯藏微環(huán)境出現(xiàn)差異,所以,微環(huán)境的改變可能也是導(dǎo)致貯藏效果差異的原因之一。1-MCP結(jié)合臭氧處理相比于單獨(dú)使用1-MCP處理,更能減少藍(lán)莓貯藏期間的腐爛率,降低呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放率,延緩軟化,維持較高的維生素C、花色苷、多酚含量,而以臭氧濃度為100 μL/L的處理效果最好。