低溫氣調協同乙烯去除劑、臭氧組合處理對秋葵貯藏品質的影響

辛 明,李昌寶,*,孫 宇,孫 健,*,李 麗,何雪梅,盛金鳳,李杰民,唐雅園

(1.廣西壯族自治區農業科學院農產品加工研究所,廣西南寧 530007;2.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室,廣西南寧 530007)

秋葵(Abelmoschusmoschatus)又名黃秋葵、黃葵、羊豆角,為錦葵科(Malvaceae)秋葵屬(Abelmoschus)1年生草本植物,是一種菜、藥、花兼用型植物[1]。秋葵果實富含維生素C(Vitamin C,VC)、多糖、黃酮、果膠、可溶性蛋白、粗纖維、游離氨基酸以及鋅和硒等微量元素,具有抗疲勞、抗衰老、降血糖、助消化、保護肝臟等功效[2-5]。秋葵嫩莢表面積大、含水量高、皮薄,采后仍具有較強的呼吸作用,常溫下放置2～3 d便會因失水軟化、褐變、纖維化而失去商品價值[6]。這些問題極大影響了我國秋葵的消費和流通,造成巨大的經濟損失。因此,秋葵保鮮技術研究十分重要,不僅可以直接減小企業及種植農戶的經濟損失,更有利于秋葵產業的健康發展。

我國秋葵的研究主要集中在種植、加工及功能活性研究等方面[7-10]。目前,我國秋葵果實貯藏保鮮技術的研究還處于發展階段,尚需深入研究。秋葵的保鮮主要采用1-甲基環丙烯(1-methylcyclo-propene,1-MCP)、殼聚糖、低溫、氣調貯藏(CA)等方式。辛松林等[11]研究殼聚糖、氣調、1-MCP、水楊酸4種保鮮處理對黃秋葵果實活性氧代謝相關物質的變化,結果表明3種保鮮處理及氣調較對照均可明顯提高黃秋葵果實的總抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、超氧陰離子自由基清除能力、羥基自由基清除能力。李慧妍等[12]探討殼聚糖和1-MCP兩種保鮮處理對黃秋葵果實貯藏品質及生理的影響,結果表明以1.0%殼聚糖涂膜組的效果最為理想,能夠明顯地降低黃秋葵果實低溫貯藏下的呼吸強度,推遲呼吸高峰的出現,延緩葉綠素的分解及VC含量的下降。鐘國君等[13]探討5、10 ℃低溫貯藏對黃秋葵果實的保鮮效果,結果表明5 ℃低溫處理黃秋葵保鮮效果優于10 ℃及室溫貯藏處理,能減緩黃秋葵的失重,延緩還原糖、VC的降解以及抑制粗纖維含量的增加。

臭氧是一種強氧化劑,具有廣譜、高效的殺菌作用,臭氧處理技術是目前果蔬保鮮最有效的物理保鮮技術之一,在空氣中會逐漸分解為氧氣,無殘留[14]。美國對臭氧在食品工業中的作用給予“安全可靠”標識[15-16]。乙烯去除劑(EA)可以吸收果蔬成熟過程中釋放的乙烯,從而延緩果蔬的后熟及衰老,延長其貯藏期。目前臭氧技術及低溫氣調協同乙烯去除劑、臭氧組合保鮮技術對秋葵的保鮮效果還未見報道。因此,本研究以秋葵果實為試材,探討低溫氣調協同乙烯去除劑、臭氧處理對采后秋葵貯藏品質的影響,同時以常用的果蔬保鮮劑1-MCP做對比,評價低溫氣調協同乙烯去除劑、臭氧組合保鮮技術對秋葵的保鮮效果,以期為秋葵的貯藏、保鮮應用等方面提供新的技術支撐和應用指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

秋葵 品種為臺灣五福黃秋葵,采自廣西邕寧區秋葵種植基地,采摘果實長度為8～10 cm,挑選色澤均勻、無病蟲害、無腐爛損傷、無斑點的果莢;葡萄糖、乙醇、苯酚、濃硫酸、草酸、抗壞血酸、2,6-二氯酚靛酚鈉鹽、碳酸氫鈉、沒食子酸、Folin酚試劑、丙酮、碳酸鈣、碳酸鈉、牛血清蛋白質、考馬斯亮藍、蒽酮 均為分析純;水 去離子水。

PGL精密天平 深圳市怡華新電子有限公司;CT3質構儀 博勒飛中國阿美特克商貿(上海)有限公司;氣調保鮮箱 杭州屹石科技有限公司;D-37520型高速冷凍離心機 德國賽默飛世爾有限公司;TU-1810紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;SYS-TH-L溫濕度記錄儀 登方上海電子有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 將秋葵用冰水預冷20 min后,浸泡結束后,迅速取出,在溫度為10～15 ℃環境下快速瀝干,分為3組,每組360個,分別做以下處理。空白對照組(CK組):將360個秋葵不做任何處理,放入氣調箱內貯藏。低溫氣調協同1-MCP處理組(CA+1-MCP):將0.5片安喜布和360個秋葵同時放入密閉容器中迅速密封容器,于5 ℃熏蒸24 h后,放入氣調箱內貯藏。低溫氣調協同乙烯去除劑、臭氧組合保鮮處理組(CA+EA+O3):將360個秋葵放入氣調箱內,加1包乙烯去除劑,由氣調箱每12 h自動對秋葵進行3 min的臭氧處理(臭氧處理的濃度為4.0 mg/m3)。將上述處理后的秋葵置于相對濕度(RH)85%～90%、溫度(5±1) ℃,氣體環境為CO2濃度5%、O2濃度3%的氣調箱內貯藏,共貯藏18 d,每3 d取樣1次,取秋葵果肉部位并測定相關指標,每指標重復3次。

1.2.2 貯藏品質指標測定 失重率測定:采用重量法[17];商品率測定:參考許俊齊[18]的方法測定;硬度測定:參考李慧妍[19]方法,稍作改動,TPA測試參數:探頭TA/39,夾具TA-RT-KI,測前速度2 mm/s,測定速度0.50 mm/s,測后速度1.0 mm/s,壓縮程度20%,每個處理設8個重復,結果取平均值;葉綠素含量測定:參考曹建康[20]的方法測定;可溶性糖含量測定:采用苯酚-硫酸法測定[21];總酚含量測定:參考曹建康[20]的方法測定;VC含量測定:采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[22];可溶性蛋白含量測定:參考曹建康[20]的方法測定;纖維素含量測定:采用蒽酮比色法[23]。

1.3 數據處理

指標測定數據為3次以上重復實驗的平均值±標準差;使用SPSS 19.0軟件進行統計分析,利用鄧肯多重比較法(Duncan)對數據間進行差異顯著性分析,P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同保鮮處理對秋葵失重率的影響

采收的果實仍是有生命的個體,會繼續進行一系列的代謝活動,其中水分的蒸發和營養物質消耗是果蔬采后貯藏過程中果實失重的主要原因。由于水分大量散失果蔬會出現萎蔫、失重等現象,從而失去保鮮意義[24]。由圖1可知,秋葵在貯藏過程中,各試驗組秋葵失重率呈逐漸增加的趨勢。CK組的失重率高于其它處理組,CA+1-MCP處理組高于CA+EA+O3處理組。在貯藏第18 d,CA+EA+O3處理組的失重率為0.90%,顯著低于CK組(1.42%)和CA+1-MCP處理組(1.37%)(P<0.05)。說明氣調協同乙烯脫除劑、臭氧處理可更好地防止秋葵在冷藏過程中的失水萎縮。李慧妍[12]在研究殼聚糖和1-MCP兩種保鮮處理對黃秋葵果實貯藏品質及生理的影響時,失重率也是隨貯藏時間延長逐漸上升,1-MCP處理組的保鮮效果較殼聚糖處理組差,這與本研究試驗組的失重率趨勢一致,且CA+1-MCP處理組的保鮮效果較CA+EA+O3處理組差。

圖1 不同保鮮處理對秋葵失重率的影響Fig.1 Effects of different preservative treatments on the weight loss rate of okra

2.2 不同保鮮處理對秋葵商品率的影響

商品率是反映果蔬品質的直觀指標。由圖2可知,在貯藏前3 d,3組試驗組均為未出現萎縮、褐變、霉變、斑點等現象,秋葵色澤鮮綠;貯藏3 d后,CK組商品率開始逐漸下降。在貯藏第6 d,2個保鮮處理組商品率仍為100%,CK組商品率為96.67%。CA+1-MCP處理組的商品率在第6 d開始下降,CA+EA+O3處理組的商品率在第9 d開始下降。貯藏至18 d,CA+EA+O3處理組商品率顯著高于CK組(P<0.05),與CA+1-MCP處理組無顯著性差異(P>0.05),說明CA+EA+O3處理組和CA+1-MCP處理組均能有效維持秋葵的商品率。何國菊[25]開展了海藻糖與過氧乙酸對黃秋葵保鮮效果研究,結果表明加入保鮮劑有助于黃秋葵保鮮,能延緩黃秋葵商品率的降低,空白組黃秋葵在第4 d商品率已降至80%,保鮮組在第15 d商品率仍超過85%,這與本試驗的研究結論相似。

圖2 不同保鮮處理對秋葵商品率的影響Fig.2 Effects of different preservative treatments on the commodity rate of okra

2.3 不同保鮮處理對秋葵硬度的影響

硬度是指果肉在外力作用下使其發生變形所需的力,反映在質地特征曲線上為第一次壓縮中的最大值[26]。由圖3可知,在貯藏期間,水分開始流失,導致CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組的硬度值均呈下降趨勢,其中CK組下降的較快。在貯藏6 d后,1-MCP處理組的硬度值比CA+EA+O3處理組下降快。在貯藏18 d時,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組的硬度值分別為317.96、421.53、498.75 g,CA+EA+O3處理組顯著高于CK組、1-MCP處理組(P<0.05)。這與前人研究秋葵[19]、蕨菜[27]、番茄[28]、青椒[29]等的趨勢相似。

圖3 不同保鮮處理對秋葵硬度的影響Fig.3 Effects of different preservative treatments on the hardness of okra

2.4 不同保鮮處理對秋葵葉綠素含量的影響

葉綠素是植物進行光合作用的重要色素物質。秋葵貯藏過程中由于生理代謝失常或衰老,會導致果實黃化,因此其表皮內所含的葉綠素含量可以反映果實在貯藏期間的品質變化,是衡量其貯藏品質的重要指標[12]。由圖4可知,在貯藏期間內,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組的葉綠素含量隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢,CK組葉綠素含量下降較快,CA+EA+O3處理組下降較慢。貯藏第18 d,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組的下降幅度分別為52.83%、20.13%、9.43%,CA+EA+O3處理組葉綠素含量顯著高于CK組、CA+1-MCP處理組(P<0.05),說明CA+EA+O3處理組能更有效的保持葉綠素含量,降低秋葵葉綠素的分解速度,從而保持秋葵的商品價值。李慧妍[12]在研究殼聚糖和1-MCP兩種保鮮處理對黃秋葵果實貯藏品質及生理的影響時,葉綠素含量也是隨貯藏時間延長逐漸降低,這與本研究試驗組趨勢一致,且CA+1-MCP處理組的保鮮效果較CA+EA+O3處理組差。

圖4 不同保鮮處理對秋葵葉綠素含量的影響Fig.4 Effects of different preservative treatments on the chlorophyll content of okra

2.5 不同保鮮處理對秋葵可溶性糖含量的影響

不同保鮮處理對秋葵可溶性糖含量的見圖5。由圖5可知,在貯藏期間內,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組的可溶性糖隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢。貯藏第18 d,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組可溶性糖含量下降幅度分別為25.43%、14.14%、11.76%,CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組可溶性糖含量顯著高于CK組(P<0.05),CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組之間無顯著性差異(P>0.05),說明CA+1-MCP、CA+EA+O3保鮮處理均能有效減緩秋葵可溶性糖含量的降解。何國菊[25]在研究海藻糖與過氧乙酸對黃秋葵的保鮮效果時發現,不同保鮮處理的秋葵在貯藏過程中,可溶性糖含量逐漸降低,這與本試驗的研究結果一致。

圖5 不同保鮮處理對秋葵可溶性糖含量的影響Fig.5 Effects of different preservative treatments on the soluble sugar content of okra

2.6 不同保鮮處理對秋葵總酚含量的影響

由圖6可知,在貯藏期間內,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組的總酚含量隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢,其中CK組下降趨勢最快。貯藏第18 d,CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組總酚含量分別為0.12%、0.14%,比CK組分別高29.03%、50.54%,CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組總酚含量顯著高于CK組(P<0.05),CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組之間無顯著性差異(P>0.05),說明CA+1-MCP、CA+EA+O3保鮮處理均能有效保持總酚含量。

圖6 不同保鮮處理對秋葵總酚含量的影響Fig.6 Effects of different preservative treatments on the total phenols content of okra

2.7 不同保鮮處理對秋葵VC含量的影響

VC是一種抗氧化物質,廣泛地存在于新鮮水果和蔬菜的植物組織中,在果蔬營養品質分析方面具有重要位置,常作為評價果蔬貯藏,流通、加工等方面的重要指標,有研究顯示,VC的損失導致植物清除活性氧損傷能力的降低,容易造成新鮮果蔬發生銹斑[30]。由圖7可知,隨著貯藏時間的延長,秋葵VC含量呈現下降趨勢,CA+EA+O3保鮮處理組下降速度最慢,CK組下降最快。采后秋葵VC含量為34.54 mg/100 g,貯藏18 d時,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組VC含量分別下降至10.78、16.04、20.90 mg/100 g,CA+EA+O3處理組顯著高于高于CK組和CA+1-MCP處理組(P<0.05)。由此可見,CA+EA+O3處理可延緩秋葵VC含量的降解。這與許俊齊[18]、王成鳳[31]在秋葵的研究結果一致。

圖7 不同保鮮處理對秋葵VC含量的影響Fig.7 Effects of different preservative treatments on the VC content of okra

2.8 不同保鮮處理對秋葵可溶性蛋白含量的影響

由圖8可知,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組秋葵的可溶性蛋白含量在貯藏過程中不斷下降。在貯藏第18 d,與CK組相比較,CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組可以顯著提高黃秋葵果實的可溶性蛋白含量(P<0.05)。兩個保鮮處理組的可溶性蛋白含量分別達到2.54、2.75 mg/g,較CK組分別提高了12.99%、23.98%。說明保鮮處理有利于延緩秋葵可溶性蛋白的損失。這與韓聰[32]的研究結果一致。

圖8 不同保鮮處理對秋葵可溶性蛋白含量的影響Fig.8 Effects of different preservative treatments on the soluble protein content of okra

2.9 不同保鮮處理對秋葵纖維素含量的影響

果蔬中纖維素的含量對果蔬品質和貯藏性變化有重要影響。秋葵成熟衰老時,往往伴隨著纖維化程度的增加,使果莢組織變得堅硬粗糙,從而影響其食用品質及質量。因此纖維素的含量可以作為鑒定秋葵品質好壞的重要指標之一[33]。由圖9可知,CK組與不同保鮮處理的秋葵的纖維素含量在貯藏過程中的變化趨勢一致,均隨著貯藏時間的延長而不斷上升,其中CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組纖維素的含量在整個貯藏過程中始終低于CK組。貯藏至第18 d,CK組、CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組纖維素含量分別升高到2.21%、1.67%、1.29%,CA+EA+O3處理組纖維素含量顯著低于CK組、CA+1-MCP處理組(P<0.05),說明CA+EA+O3處理組效果最好,能夠明顯減緩貯藏期間秋葵纖維素含量的增加,有效維持了秋葵的商品及食用價值。

圖9 不同保鮮處理對秋葵纖維素含量的影響Fig.9 Effects of different preservative treatments on the cellulose content of okra

3 結論

研究結果表明,與CK組相比,在貯藏18 d后,CA+1-MCP處理組、CA+EA+O3處理組均在一定程度上起到保鮮作用,能延緩秋葵采后成熟衰老進程。CA+EA+O3處理組較CK組、CA+1-MCP處理組更為顯著的降低秋葵采后的失重率,提高秋葵的商品率,維持較高的硬度、葉綠素及VC含量(P<0.05);而可溶性糖含量、總酚含量和可溶性蛋白則與CA+1-MCP處理組無顯著性差異(P>0.05),但顯著高于CK組(P<0.05)。這說明在秋葵貯藏中,與常規的保鮮劑1-MCP相比,低溫氣調協同乙烯去除劑、臭氧組合保鮮技術的保鮮效果更佳,可有效延長秋葵的貨架期,為秋葵商業生產中的貯藏保鮮提供新技術。