不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏后貨架期品質的影響

謝小燕,郭慧靜,趙志永,李自芹,宋方圓

(1.石河子大學食品學院,新疆石河子 832003;2.新疆農墾科學院農產品加工研究所,新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】蟠桃是新疆名優特果品,其果實香氣濃郁、肉質細膩、富含多種營養成分[1]。蟠桃屬于呼吸躍變型果實,且多采收于高溫高濕季節,具有生理后熟期、皮韌易剝、多汁的特點,其成熟伴隨著明顯的軟化,進而褐變、腐爛,影響蟠桃的商品價值、貨架品質及經濟效益。利用現代物流技術在果蔬保鮮中應用的三大具體措施[2],研究蟠桃的采后貯運保鮮技術是延長果實貨架品質的關鍵,選擇適宜的包裝和蓄冷劑是模擬蟠桃冷鏈物流運輸的前提,對采后果實貯運保鮮提升質量有重要意義。【前人研究進展】桃果的銷售基本以冷鏈運輸為主,但成本相對較高,在果蔬保鮮中運用蓄冷技術來完善食品的冷鏈運輸會較大程度的降低損耗。通常蓄冷劑可分為顯熱蓄熱、潛熱蓄熱和化學蓄熱3種類型[3]。目前水果貯運通常使用潛熱蓄熱的材料,使用最多的是冰袋,其成本低、簡單易操作。水果物流運輸保鮮主要是通過蓄冷劑結合不同包裝如泡沫箱、塑料氣調箱及蓄冷保溫箱[4]方法來保持果實在一定運輸時間內處于低溫環境,提高貨架品質。王夢月[5]指出周轉箱是在果蔬流通環節中降低損耗,能提高效率,節約資源。但目前將周轉箱應用到具體水果的運輸方式還鮮見報道。蓄冷劑在楊梅[6]、藍莓[7]、蟠桃[8]等水果的保鮮都已有研究,且都對果實的品質有所提高。Fadiji等[9]研究結果表明泡沫托盤防護效果優于紙漿托盤,黎春紅等[10]研究發現,珍珠棉+保鮮膜的內包裝方式保鮮效果最顯著。目前對于蟠桃保鮮技術的研究主要是低溫[1, 11]、保鮮劑[12]、涂膜[13]和氣調保鮮[14]。蟠桃果實中含有一定的有機酸含量。趙劍波等[15]研究中發現,未成熟果實中蘋果酸、奎寧酸含量很高,而成熟果實中以蘋果酸含量最高,可通過測量果實中有機酸含量來預測果實品質。【本研究切入點】新疆蟠桃目前主要采用常溫運輸,但常溫運輸的果品腐爛率較高。需通過將蟠桃在不同包裝(泡沫箱、周轉箱)結合蓄冷劑(冰袋、冰膜)處理下,結合果實貨架期品質的變化,確定最適于蟠桃的包裝和蓄冷劑。【擬解決的關鍵問題】采用不同包裝結合蓄冷劑的貯藏方法,延長果實的貨架期,保持果實的貨架品質,提高蟠桃的流通率及不耐貯水果的時效短。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 蟠 桃

八成熟英格爾蟠桃于2020年7月24日采自石河子市143團,將采摘的果實置于內襯為自制折疊防碰撞包裝的塑料框中,采后當天將一部分未預冷的蟠桃果實采用塑料周轉筐作為常溫對照運回新疆農墾科學院實驗室,另一部分運至新疆農墾科學院冷庫在0℃下預冷18 h。

蓄冷劑:生物型冰袋(南京諾唯贊生物科技有限公司、冰膜 天津冰利蓄冷科技有限公司)。周轉箱:由聚乙烯棉制成,外徑規格為80 cm×60 cm×59 cm,內徑規格為67 cm×57 cm×49 cm。泡沫箱:外徑規格為56 cm×40 cm×27 cm,內徑規格為50 cm×30 cm×25 cm。

1.1.2 儀器與設備

離心機(賽默飛世爾科技(中國)有限公司)、GY-4果實硬度計(世亞科技有限公司)、DDS-307電導率儀(上海儀電雷磁)、泰光手持折光儀、無線溫濕度記錄儀 (洲斯物聯)、DK-8D數顯恒溫水浴鍋(金壇市醫療儀器廠)、UV-1800紫外可見分光光度計(上海美譜達儀器有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

將經過采摘、分揀和挑選的無病蟲害、色澤均一、大小適中的八成熟英格爾蟠桃果實經0℃預冷18 h后,隨機分為5組,(1)對照組,不作任何處理,以下簡稱對照;(2)泡沫箱+4個冰袋(250 g/袋)組,以下簡稱泡袋組;(3)泡沫箱+2個冰膜(500 g/個)組,以下簡稱泡膜組;(4)周轉箱+4袋生物型冰袋(250 g/袋)組,以下簡稱周袋組;(5)周轉箱+2個冰膜(500 g/個)組,以下簡稱周膜組。周轉箱和泡沫箱被密封后在同一時間(12∶41)下置于室外自然條件(20～32℃)貯藏24、48 h。所有處理貯藏24、48 h后為期2 d的貨架期試驗,每天取樣1次,測定貯藏24、48 h后貨架期為1、2 d的理化指標,3次重復。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 溫 度

采用洲斯物聯品牌的無線溫濕度記錄儀設備記錄周轉箱、泡沫箱內實時溫度。

1.2.2.2 可溶性固形物含量

采用手持糖度計測定,每次取10個果實,分別在果實的4個不同剖面取樣,用吸管取汁測定,取其平均值(%)。

1.2.2.3 可滴定酸

參考曹建康[16]方法,稱取混合均勻的蟠桃果實樣品10.0 g,置于研缽中磨碎,轉移到100 mL容量瓶中,再用蒸餾水沖洗研缽,一并轉入到容量瓶中,并定容至刻度,搖勻。靜置提取30 min后過濾。吸取20.0 mL濾液,轉入三角瓶中,加入2滴1%酚酞,用已標定的氫氧化鈉溶液進行滴定。滴定至溶液初顯粉色并在半分鐘內不退色時為終點(pH 8.1～8.3),記錄氫氧化鈉滴定液的用量,重復3次。再以蒸餾水代替濾液滴定,作為空白對照(%)。

1.2.2.4 果實硬度

硬度使用硬度計法,采用GY-4硬度計,各品種選取形狀、大小均一致的果實6個,于果實最大橫徑處(避開腔室隔),每隔120°,硬度計探針垂直指向果實并施加壓力直至探頭底部壓入果肉為止,在硬度計顯示器上讀出果實硬度并記數,求出果實的平均硬度(N)。

1.2.2.5 蔗糖含量

參考張友杰[17]方法,采用蒽酮分光光度法測定桃果實含有的蔗糖含量(μg/g)。

1.2.2.6 腐爛率

依蟠桃表面腐爛的面積分為 0～3級,0級—無腐爛,1級—腐爛面積在(0,1/4),2 級—腐爛面積在(1/4,1/2),3級—腐爛面積在(1/2,1)。

腐爛率(%)=∑(腐爛級別×該級別樣品數量)/(最高級別×樣品總數量)×100%。

1.2.2.7 丙二醛含量

采用硫代巴比妥酸法[18]。稱取0.5 g果實樣品,加入5.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液(TCA),研磨勻漿后,于4℃、12 000×g離心30 min,收集上清液,低溫保存備用。取2.0 mL上清液(對照空白管中加入2.0 mL 100 g/L TCA溶液代替提取液),加入2.0 mL 0.67% 硫代巴比妥酸(TBA),混合后在沸水浴中煮沸20 min,取出冷卻后再離心1次。分別測定上清液在450 nm、532 nm和600 nm波長處的吸光度值,重復3次。

1.3 數據處理

所有數據使用Excel 2003和Origin 9.1進行處理,利用 SPSS 16.0 軟件分析相關性,P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24和48 h期間溫度的影響

研究表明,0～10 h,常溫組的溫度在25℃上下浮動,在10～22 h,溫度緩慢下降,而在22～24 h,溫度則有所回升。經過預冷處理的對照組在0～24 h的溫度均高于其他組,其中泡沫箱組(包含泡膜組和泡袋組,統稱泡沫箱組)的溫度顯著高于周轉箱組(包含周膜組和周袋組,統稱周轉箱組)的溫度。24～48 h常溫組的溫度在24℃上下波動。對照組的溫度上升至28 h達到峰值為38.2℃,28～44 h間下降至谷值為25.8℃,在44～48 h呈上升趨勢,其溫度仍高于經過預冷處理的各組,導致該溫度上升至峰值的原因是正值晌午,箱內溫度急劇上升,而后緩緩下降的原因是太陽逐漸下落,外界環境溫度逐漸降低。經過預冷處理的周轉箱組在24～48 h呈緩慢上升,而泡沫箱組的溫度與對照組的變化趨勢一致,其中經過預冷處理的周轉箱組在24～48 h的溫度顯著(P<0.05)低于泡沫箱組,泡袋組的溫度低于泡膜組。貯藏24、48 h后貨架1～2 d的各處理組中周袋組的溫度最低,溫度由低到高依次是周膜組、泡袋組和泡膜組。果實保持在一定低溫環境,冰袋作為蓄冷劑的效果優于冰膜,周轉箱的保鮮效果優于泡沫箱。圖1

圖1 A、B分別代表不同處理下蟠桃貯藏24和48 h期間周轉箱、泡沫箱內溫度變化

2.2 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24和48 h后貨架期間果實可溶性固形物含量的影響

研究表明,常溫組的SSC隨時間增加而變化不顯著,預冷處理后的各組在貯藏24 h后貨架1～2 d均呈上升趨勢。貯藏48 h后貨架1～2 d的周轉箱組的SSC緩慢增加,而泡沫箱組和對照組的SSC則下降,貯藏24、48 h后貨架1～2 d的周轉箱組的SSC呈上升趨勢,而泡沫箱組和對照組呈先升后降趨勢。圖2

2.3 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24、48 h后貨架期間果實可滴定酸的影響

研究表明,常溫組的可滴定酸(TA)含量隨時間增加而逐漸降低,而經過預冷處理的各組呈下降趨勢,與SSC含量趨勢相反。周轉箱組的TA含量與泡沫箱組的TA含量差異顯著(P<0.05),對照組的TA含量最低。貯藏24 h后貨架1～2 d的周轉箱組的TA含量緩慢下降,而在貯藏48 h后貨架1～2 d,其TA含量下降迅速。貯藏24、48 h后貨架1～2 d的泡沫箱組的TA含量下降速率緩慢。圖3

圖2 不同處理下蟠桃貯藏24、48 h可溶性固形物含量變化

2.4 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24、48 h后貨架期間果實固酸比值的影響

研究表明,常溫組的SSC/TA值呈緩慢上升趨勢,對照組的SSC/TA值均大于經過預冷處理的其他各組,且具有顯著性的差異(P<0.05),常溫組的果實后熟較快,經過預冷處理的各組能延緩蟠桃果實的后熟和衰老。對照組在貯藏24 h后貨架1～2 d的SSC/TA與常溫組無明顯差異,而貯藏48 h后貨架1～2 d的對照組的SSC/TA含量逐漸高于常溫組,常溫組貯藏48 h后貨架1～2 d 的SSC/TA增長速率較對照組快。貯藏24 h后貨架1～2 d的周轉箱組的SSC/TA明顯低于泡沫箱組,其中周袋組的SSC/TA最低,周袋組的果實后熟速度明顯減緩。圖4

圖3 不同處理下蟠桃貯藏24、48 h可滴定酸變化

圖4 不同處理下蟠桃貯藏24、48 h固酸比值變化

2.5 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24、48 h后貨架期間果實硬度的影響

研究表明,常溫組的硬度呈緩慢下降趨勢,而預冷處理的各組的硬度下降速率較常溫組快,其中經過預冷處理的對照組的硬度最低。貯藏24、48 h后貨架1～2 d的各組硬度均呈下降趨勢,而周轉箱組的硬度大于泡沫箱組的硬度,周袋組在貯藏24 h后貨架2 d能保持果實硬度適中,貯藏48 h后貨架2 d的周袋組的硬度相較于其他組仍保持得最好,且與剩余各組之間差異顯著(P<0.05),周袋組可延緩蟠桃果實硬度下降,保持果實良好的貨架品質。圖5

圖5 不同處理下蟠桃貯藏24、48 h硬度變化

2.6 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24、48 h后貨架期間果實蔗糖含量的影響

研究表明,周轉箱組的蔗糖含量低于泡沫箱組。常溫組的蔗糖含量呈略微上升后急劇上升的趨勢,且該趨勢與對照組一致,但比對照組的蔗糖含量低。貯藏24 h后貨架1 d的泡沫箱組的蔗糖含量高于周轉箱組,但無明顯差異;貯藏24 h后貨架2 d的泡沫箱組的蔗糖含量高于周轉箱組,但差異顯著(P<0.05)。泡沫箱組隨貨架期天數的增加可溶性糖分解成以蔗糖的積累形式比周轉箱組快,泡沫箱組的后熟程度比周轉箱組的后熟速率快。果實貯藏48 h后的各組的蔗糖含量均呈快速上升趨勢,其中泡袋組在48 h后貨架1 d的蔗糖含量與周膜組相差較低,周轉箱組在48 h 后貨架2 d 的蔗糖含量的變化趨勢與泡沫箱組一致。圖6

圖6 不同處理下蟠桃貯藏24、48 h 蔗糖含量變化

2.7 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24、48 h后貨架期間果實腐爛率的影響

常溫下貯藏的蟠桃果實貨架期較短。對照組的腐爛率最高。泡沫箱組在貯藏24 h后貨架1～2 d的腐爛率低于貯藏48 h后貨架1～2 d的腐爛率。貯藏24、48 h后貨架1～2 d周膜組和周袋組的腐爛率呈增加趨勢。周袋組的蟠桃果實腐爛率最低,使其延長貨架期。圖7

2.8 常溫及不同包裝結合蓄冷劑處理對蟠桃貯藏24、48 h后貨架期間果實丙二醛含量的影響

研究表明,各組的MDA均呈急劇增加而后緩慢增加趨勢,常溫組的MDA含量貯藏24 h后貨架1～2 d最高,而后略微上升。貯藏24、48 h后貨架1～2 d的周轉箱組與泡沫箱組中的 MDA含量差異顯著(P<0.05)。圖8

圖7 不同處理下蟠桃貯藏24、48 h腐爛率變化

圖8 不同處理下蟠桃貯藏24、48 h 丙二醛含量變化

3 討 論

含有蓄冷劑的各處理組都能在不同程度上延緩果實硬度降低,保持果實品質,延長貨架期[8]。幼果時期的桃的蔗糖含量很少,可溶性碳水化合物主要是果糖和葡萄糖,而在果實發育后期,蔗糖積累是可溶性糖中的主要積累形式[19]。周袋組能保持果實處于低溫環境,延緩果實呼吸作用,從而延緩果實軟化,減少腐爛[1]。丙二醛(MDA)是由脂質中不飽和脂肪酸發生膜脂過氧化而產生的最終分解產物,其積累量可能導致膜結構被破壞,果蔬逐漸衰老[20,21]以及影響一系列生理生化反應的正常進行。果蔬采后貯運品質的影響因素有溫度、濕度、氣體環境、振動擠壓以及機械傷等。溫度是抑制果蔬呼吸強度的重要因素之一[22]。盧立新等[23]、周然等[24]、黎春紅等[10]分別對水晶梨、黃花梨和水蜜桃的內包裝方式進行了研究,果實在運輸過程中,不同內包裝在不同程度上抑制果實的機械損傷,也反映了物流運輸的包裝方式極為重要。蟠桃在貯藏24 h的試驗中,周袋組的最高溫度低于10℃;貯藏48 h后貨架1～2 d的各組溫度均在15℃以上,其中泡膜組、泡袋組和對照組的溫度均在24℃以上,不利于保持果實品質,而影響采后果實品質的主要因素是溫度,在預冷18 h后的貯藏時間為24 h,或者增加冰袋的數量來保持果實始終處于15℃以下,使其果實口感好、品質佳,與前人的研究報道[6,7]一致。研究在貯藏24 h的周袋組更有利于保持蟠桃品質和延長貨架期。

蟠桃果實屬于冷敏感型、呼吸躍變型果實,前人采用常溫預貯處理法延緩桃果實衰老,低溫貯藏中減少冷害產生[25,26],但由于常溫處理顯著促進了果實的后熟軟化,導致果實失去市場價值。果實硬度、SSC、TA和SSC/TA是評價果實品質的基本指標。周轉箱組的果實的SSC呈增加趨勢,而泡沫箱組和對照組的果實可能由于受到溫度[27]、光照[28,29]等因素的影響使得呼吸作用加強,部分大分子物質降解、果實積累的一些有機物質被消耗,其SSC降低。周袋組能在生產實踐中可通過調控外界環境因素來保持果實硬度,增加蟠桃的SSC,延緩TA降低,增強果實風味,進而延緩果實后熟。MDA是評價膜脂過氧化程度的指標,可反映細胞膜損傷程度。研究中周袋組的MDA含量積累最低,有助于延緩果實衰老,進而保持蟠桃果實硬度。與周袋組維持果實硬度最高的結果相對應。

蟠桃采后常溫運輸腐爛率高,每年給果農造成很大的經濟損失,腐爛率是能直觀反映果實貯藏效果好壞的重要指標。腐爛率在貯藏48 h后貨架2 d由低到高的順序依次是周袋組、周膜組、常溫組、泡袋組、泡膜組和對照組。冰膜的成本較冰袋高;周轉箱的成本較泡沫箱高,但周轉箱的可重復使用性優于泡沫箱。根據不同包裝與蓄冷劑結合對蟠桃貯藏24、48 h后貨架1～2 d的果實品質的結果,綜合分析篩選出能保持果實品質較好的由高到低的組合依次是周袋組、周膜組、泡袋組和泡膜組。研究的最佳組合是周袋組。周轉箱的時效性、可重復利用性和環保方面都可顯示貯藏果實效果優于泡沫箱,且可應用于果蔬的包裝或運輸。

4 結 論

周轉箱保鮮效果優于泡沫箱;冰袋保鮮效果優于冰膜。蟠桃在周袋組處理下貯藏24 h后的果實貨架品質最佳,可延緩果實腐爛率的發生,抑制MDA含量的積累,保持蟠桃的果實硬度和可溶性固形物含量。尤其是腐爛率、果實硬度和MDA指標,可直觀反映出周袋組的果實品質最佳,其次是周膜組,泡袋組和泡膜組。最佳貯藏組合方式是周袋組。蟠桃在貯藏48 h后貨架1～2 d的果實品質較24 h的品質差。