包裝、臭氧和保鮮劑處理對‘大紅袍’鮮花椒呼吸強度與貯藏效果的影響

景娜娜,李 華,李 珍,魏安智,2,馬艷萍,2,*

(1.西北農林科技大學林學院,陜西省經濟植物資源開發利用重點實驗室,陜西楊凌 712100;2.西北農林科技大學林學院,國家林業局花椒工程技術研究中心,陜西楊凌 712100)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim)因其具有豐富的營養和獨特的麻味在食品中被廣泛應用。我國以陜西鳳縣、韓城以及重慶江津和四川漢源等地為花椒的主要產區[1-2]。近年來,鳳縣‘大紅袍’鮮花椒由于其獨特的地域優勢,具有粒大、清香濃郁和麻味持久等特點[3],消費量逐年增加,但其常溫貯藏期僅2～4 d,低溫也僅維持18 d左右,無法滿足消費者對鮮花椒日益旺盛的需求。鮮花椒貯藏壽命的延長能顯著提高其附加值,具有非常廣闊的市場前景。目前,有關鮮花椒保鮮方面極少報道,主要集中在溫度、氣調包裝和保鮮劑對青花椒貯藏效果的影響方面[4-5]。李一卓[4]發現,鮮青花椒臭氧消毒30 min后經殼聚糖涂膜,并采用5% O2+15% CO2+80% N2氣調條件,0 ℃下保存30 d,保鮮工藝較為復雜且可操作性不強。有關‘大紅袍’鮮花椒的保鮮技術僅有蔣云華[6]關于韓城‘大紅袍’采用小環境氣調技術的報道。可見,尋求延長‘大紅袍’鮮花椒貯藏壽命的適宜保鮮技術是十分必要。

適宜自發氣調包裝能夠利用果蔬自身的呼吸作用和塑料薄膜的透氣性能,自行調節密封環境中氧氣和二氧化碳含量,延長果蔬的貯藏壽命。聚乙烯(PE)包裝具有價格低、韌性強等優點,廣泛應用于果蔬采后保鮮領域[7]。臭氧(O3)及不同種類保鮮劑處理如二氧化氯(ClO2)和雙乙酸鈉(C4H7NaO4)因其自身的優良特性,在果蔬貯藏中得到廣泛應用。O3處理能夠減弱果蔬的呼吸強度,延緩衰老[8],對采后葡萄[9]和蘋果[10]等具有良好保鮮作用,其保鮮效果隨濃度的不同存在差異[11]。不同濃度ClO2氣體處理可顯著降低青椒褐變率[12]和龍眼果皮的褐變程度[13],并對采后蘋果具有明顯保鮮效果[14]。C4H7NaO4為新型多功能、綠色、高效的防腐劑和食品添加劑,廣泛用作食品保鮮和防霉方面[15],其復合保鮮劑對保持荔枝感官品質具有積極作用[16]。目前,有關不同厚度PE包裝和不同濃度O3、ClO2和C4H7NaO4處理對‘大紅袍’鮮花椒的保鮮研究未見報道。

為此,本研究以鳳縣‘大紅袍’鮮花椒為材料,經不同厚度PE包裝(PE20(厚度20 μm)、PE30(厚度30 μm)、PE50(厚度50 μm))、不同濃度O3及保鮮劑ClO2和C4H7NaO4處理,研究鮮花椒冷藏期間呼吸強度、褐變率及感官品質的動態變化差異,旨在篩選鮮花椒的適宜包裝與保鮮處理方法,為其貯藏保鮮提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

由綠轉紅且香味形成的初熟期鳳縣‘大紅袍’鮮花椒 于2017年6月23日采摘至陜西鳳縣,采摘后挑選顆粒飽滿、色澤鮮亮的無霉爛樣品,采用塑料筐加冰運回西北農林科技大學實驗冷庫進行處理;ClO2北京華星公司;C4H7NaO4上海源葉生物科技有限公司;MA包裝袋 規格為25 cm×15 cm,種類PE20(厚度20 μm)、PE30(厚度30 μm)、PE50(厚度50 μm);包裝袋 購于天津保鮮工程中心。

XM系列臭氧發生器 青島欣美公司;TEL 7001型二氧化碳檢測儀 美國Telaire公司。

1.2 樣品處理

1.2.1 不同厚度薄膜包裝處理對鮮花椒呼吸強度和貯藏效果的影響 將鮮花椒于室內通風處攤晾3 h,散去田間熱后于(0±0.5) ℃冷庫中預冷24 h,采用PE20、PE30和PE50包裝后繼續于(0±0.5) ℃貯藏。每處理30包,每包250 g。

1.2.2 不同濃度O3與保鮮劑處理對鮮花椒呼吸強度和貯藏效果的影響 將鮮花椒于(0±0.5) ℃冷庫中預冷12 h后進行保鮮處理:(a)O3處理:將2.5 kg鮮花椒采用5、15、30 mg/L O3熏蒸處理10 min,臭氧發生器的臭氧產量為15000 mg/h。(b)ClO2處理:將2.5 kg鮮花椒采用15、40、80 mg/L ClO2溶液浸泡10 min,晾干表面水分待用;(c)C4H7NaO4處理:取2.5 kg鮮花椒采用100、200、400 mg/kg C4H7NaO4浸泡10 min,晾干表面水分待用;(d)對照:未經過任何處理。O3與ClO2濃度的設定建立于金橘、蜜桃等果品上的研究結果[11,17-20];C4H7NaO4濃度設定建立在前期預試驗的基礎上。每濃度處理3個重復,處理后將樣品移入(0±0.5) ℃冷庫預冷24 h,采用PE20袋包裝后繼續于該條件下貯藏,每包150 g。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 呼吸強度 包裝處理鮮花椒于0、5、8、14、17、20、23、26、32 d,臭氧與保鮮劑處理鮮花椒于0、6、12、18、24、30、36 d時,隨機取每處理每重復樣品共3袋采用二氧化碳檢測儀于(0±0.5) ℃冷庫中測定。

1.3.2 褐變率 包裝處理鮮花椒于0、11、26、32 d,臭氧與保鮮劑處理鮮花椒于24、30、36、42、48 d時,隨機取樣3袋,記錄花椒褐變情況并計算褐變率。褐變率(%)=褐變花椒質量/鮮花椒總質量×100。

1.3.3 感官品質 包裝處理鮮花椒于0、11、26、32 d,臭氧與保鮮劑處理鮮花椒于0、24、36、48 d時隨機取每處理每重復樣品共3袋,10人評分小組分別對其色澤、香氣、霉變和褐變四項分別進行打分,每項分值取平均值,各項權重分別占綜合評分的25%。

表1 鮮花椒感官品質評分標準Table 1 Sensory quality rating criteria of fresh Zanthoxylum

1.4 數據處理

數據采用Microsoft Office Excel 2010軟件處理,用SPSS Statistics 23.0分析軟件進行統計分析。數據為三個重復的平均值±標準差,采用Duncan的新復極差法檢驗不同處理間在0.05水平上的差異。

2 結果與分析

2.1 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒呼吸強度和貯藏效果的影響

2.1.1 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒呼吸強度的影響 呼吸強度是反映果蔬貯藏性能的一個重要指標[21]。不同厚度薄膜包裝鮮花椒貯藏期間呼吸強度總體呈現下降趨勢(圖1)。貯藏初期,各處理呼吸強度均迅速下降,貯藏5 d與0 d相比,PE20、PE30和PE50包裝下降率分別為94.09%、76.51%和78.63%,以PE20包裝的下降幅度最大,低溫條件下呼吸強度的迅速降低減緩了鮮花椒內部營養物質的消耗,提供了利于其貯藏的生理條件[22];貯藏14 d內,PE20包裝的呼吸強度顯著低于其他處理(p<0.05);之后各處理的呼吸強度保持平穩狀態。

表2 不同包裝對鮮花椒感官品質的影響Table 2 Effect of different packages on sensory quality of fresh Zanthoxylum

圖1 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒呼吸強度的影響

2.1.2 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒褐變率的影響 貯藏期間,PE20包裝鮮花椒的褐變率持續顯著低于PE30與PE50包裝(p<0.05),PE30抑制褐變的效果次之(圖2);貯藏26 d時,PE20包裝的褐變率僅為24.90%,顯著低于PE30(68.85%)與PE50(78.52%)包裝(p<0.05),之后各處理鮮花椒褐變率迅速增加。表明,PE20包裝對抑制鮮花椒的褐變具有顯著的積極作用,這可能是由于PE20包裝透濕性和透氧性強,能夠較好維持鮮花椒緩慢生命代謝適宜的氣體組成,而PE30與PE50包裝抑制褐變效果較差(圖2),則可能是因其較厚而透氣性差,使鮮花椒長期處于高濕、高二氧化碳和無氧呼吸環境所致[23-24]。

圖2 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒褐變率的影響

2.1.3 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒感官品質的影響 貯藏相同時間內,不同包裝鮮花椒感官品質始終表現為PE20優于PE30,PE30優于PE50。這與孫海燕等[25]在不同保鮮包裝對天麻貯藏效果影響的研究結果一致;26 d時,PE20包裝鮮花椒顏色暗紅,香味淡,輕度褐變但無霉變,PE30與PE50包裝鮮花椒則顏色暗灰,幾乎無香味,分別呈現中度和重度褐變且均有少量霉變,三者綜合評分分別為4.17、2.56和2.38分,以PE20包裝的分值顯著高于其他包裝(p<0.05);36 d時,各包裝鮮花椒色澤暗灰,無光澤且褐變嚴重,未霉變但有霉味出現。可見,PE20包裝對保持鮮花椒的感官品質作用較好。

2.2 不同濃度O3及保鮮劑處理對鮮花椒呼吸強度和貯藏效果的影響

2.2.1 不同濃度O3及保鮮劑處理對鮮花椒呼吸強度的影響 貯藏期間,各處理鮮花椒呼吸強度均呈現雙峰變化,但不同處理對其影響存在差異(圖3)。對照鮮花椒的呼吸高峰分別于12和24 d出現,O3、ClO2和C4H7NaO4處理均提前了第一個高峰的出現且峰值顯著高于對照(p<0.05),應是常溫處理條件或處理本身加速其短期呼吸代謝所致。5、15 mg/L O3及15 mg/kg ClO2處理在12 d時呼吸降至最低后再次迅速升高,可能是由于果實需呼吸作用提供能量以滿足正常的生理活動[26];40與 80 mg/kg ClO2處理在貯藏后期顯著低于對照(p<0.05);C4H7NaO4處理貯藏初期(0～6 d)呼吸強度顯著上升且均高于對照(p<0.05),12 d后卻持續顯著低于對照(p<0.05),24 d時呼吸強度再次上升,其原因可能是此時花椒開始衰老,且多數已發生褐變,打破了花椒內部的平衡,導致呼吸強度上升[27-28]。

圖3 不同濃度O3、ClO2、C4H7NaO4處理對鮮花椒呼吸強度的影響

三種適宜濃度處理中,以15 mg/L O3處理鮮花椒的呼吸強度變化波動幅度最大,這對其長期貯藏不利[29];40 mg/kg ClO2和100 mg/kg C4H7NaO4處理在貯藏18 d后的呼吸強度均顯著低于對照(p<0.05),30～36 d時以40 mg/kg ClO2處理顯著低于對照和其他處理(p<0.05),利于延長鮮花椒的貯藏壽命[21]。

表3 不同濃度O3、ClO2、C4H7NaO4處理對鮮花椒感官品質的影響Table 3 Effect of different concentrations of O3,ClO2 and C4H7NaO4 treatments on sensory quality of fresh Zanthoxylum

2.2.2 不同濃度臭氧及保鮮劑處理對鮮花椒褐變率的影響 不同濃度O3與保鮮劑處理鮮花椒的褐變率均隨貯藏時間的延長呈上升趨勢,48 d時均完全褐變(圖4)。貯藏30 d時,對照和400 mg/kg C4H7NaO4處理的褐變率分別為100%和80%,其他處理的褐變率均顯著低于對照(p<0.05);400 mg/kg C4H7NaO4和30 mg/L O3處理鮮花椒分別在36、42 d時完全褐變。100和200 mg/kg C4H7NaO4處理在24 d時的褐變率僅為3%和2%,30 d時上升至10%和11%,之后褐變率迅速上升,表明C4H7NaO4處理對鮮花椒短期的保鮮具有良好效果。三種適宜濃度保鮮處理中,以40 mg/kg ClO2處理對鮮花椒褐變的抑制效果最優,42 d時褐變率保持最低(42%),這與謝國芳等[23]在藍莓中的研究結果相似;80 mg/kg ClO2處理的保鮮效果明顯削弱,可能是高濃度的ClO2處理對其造成氧化損傷所致[30]。

圖4 不同濃度O3、ClO2、C4H7NaO4處理對鮮花椒褐變率的影響

2.2.3 不同濃度臭氧及保鮮劑處理對鮮花椒感官品質的影響 不同濃度臭氧及保鮮劑處理對‘大紅袍’鮮花椒的感官品質的影響存在顯著差異(p<0.05)。貯藏36 d時,對照鮮花椒色澤變暗,香氣消失,完全褐變且發生霉變,各保鮮處理的保鮮效果仍然較好,分別以15 mg/L O3、40 mg/kg ClO2和100 mg/kg C4H7NaO4處理鮮花椒的色澤、氣味較好,褐變和霉變程度較低;貯藏48 d時,三種處理的綜合評分仍顯著高于對照和相同保鮮處理的其它濃度(p<0.05)。貯藏相同時間內,三種適宜濃度保鮮劑處理的感官品質綜合評分始終保持40 mg/kg ClO2>15 mg/L O3>100 mg/kg C4H7NaO4,以40 mg/kg ClO2處理的鮮花椒感官品質最好。

3 結論與展望

鮮花椒(0±0.5) ℃貯藏期間,PE20、PE30和PE50三種包裝中,以PE20包裝顯著延緩了鮮花椒的褐變和呼吸代謝,感官品質最優,26 d時褐變率為24.90%;經不同濃度O3、ClO2和C4H7NaO4處理后,以ClO240 mg/kg處理貯藏效果較佳,42 d時褐變率為42%。因鮮花椒采收期呼吸代謝旺盛、水分含量高,采收不當油胞極易破壞變質,針對鮮花椒貯藏期間褐變與感官品質迅速劣變的首要問題,研究以各處理鮮花椒的貯藏效果為重點,目前結果對延長其貯藏壽命具有一定作用,但保鮮效果仍不夠理想。與前人研究相比補充測定了呼吸強度,其他生理指標與營養指標暫未涉及,后續將從生理與營養品質方面對保鮮技術對鮮花椒品質的影響進行全面的評價。