李金娜，付長雪，鄭慧明，張 先，李范洙

(延邊大學農學院，吉林 延吉 133000)

?

生物質熱解液采前處理對蘋果梨貯藏品質的影響

李金娜，付長雪，鄭慧明，張 先，李范洙*

(延邊大學農學院，吉林 延吉 133000)

為研究生物質熱解液的保鮮效果，以蘋果梨為材料，在采前以不同濃度的`生物質熱解液對蘋果梨果實進行噴灑處理。結果表明：生物質熱解液采前處理能減緩蘋果梨在貯藏過程中的水分含量、硬度及可溶性固形物下降速率；抑制蘋果梨的腐敗變質及組織老化，其中，以100倍的生物質熱解液的保鮮效果最佳，且隨著貯存時間的延長保鮮效果越明顯。

生物質熱解液；蘋果梨；貯藏；品質

生物質能是以化學能形式儲存的太陽能，具有分布廣泛、可再生和無污染等特點，它的高效轉換和清潔利用受到廣泛重視[1]。但是從自然界直接獲得的生物質能量密度低,直接利用存在很多缺點,如燃燒效率低等,需要尋求更為有效的方式加以利用。通過研究發(fā)現，生物質熱解技術是生物質資源利用的重要途徑[2-3]。

生物質熱解技術是生物質在一定的氣化介質條件下,產生液體(生物油)、氣體(可燃氣)、固體(焦炭)3種產物的生物質熱解降解過程[4]。隨著時代的進步，人們對食品安全的要求越來越高，使得生物質資源成為研究熱門。隨著生物質熱解技術的發(fā)展和成熟，利用農林廢棄物如秸稈、鋸末、甘蔗渣、稻殼、雜木等大量生產生物油燃料己成為現實，是一種生物質利用的高效途徑[5]。生物質熱解液(bio-liquid)，是生物油精制過程中分離得到的水溶性提取物，其化學組成主要包括有機酸、醇、酚、醛、酮、酯、烯烴、烷類等[6]，類似于醋液。

近幾年，已有大量研究證明木醋液具有促進植物生長、防治農作物病蟲害及保鮮的作用[7-9]，相較于其他農藥殘留難祛除[10]的問題，木醋液毒性小、無殘留，廣泛應用于農業(yè)生產上。為探討生物質熱解液對果蔬的保鮮效果，以蘋果梨為試材對其進行保鮮試驗，以期為生物油的綜合利用及生物質熱解液在綠色食品生產與保鮮方面的應用提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1) 生物質熱解液：2012年廣州迪森集團提供的中溫快速熱解法制造的生物油，以1∶1與水混合，在0.1 MPa下減壓蒸餾，收集98～102 ℃時的蒸餾液，將蒸餾液在0.1 MPa下進行2次蒸餾，收集52～67 ℃的蒸餾液供試驗用[6]。

2) 木醋液：龍井市綠田農特產品開發(fā)有限公司提供。

3) 蘋果梨：來自延邊華龍集團果樹農場30～35年生梨樹，于2015年9月30日采摘。

1.2 試驗設計

蘋果梨采前1周用不同濃度生物質熱解液做噴灑處理。熱解液稀釋倍數分別為100、200、300倍，并以稀釋倍數為200倍的木醋液和噴清水做對照，每棵蘋果梨樹噴灑20 L。蘋果梨采后套網袋經預冷后，紙箱包裝，儲存于通風庫中，每隔1個月對蘋果梨的品質及生理指標進行測定。

1.3 方法

1) 腐爛率的測定 用計數法進行測定。在貯存期間，當蘋果梨表面部分或全部出現腐爛現象即視為腐爛果。

腐爛率/%=腐爛果數/總果數×100

2) 水分含量的測定 用干燥法進行。

3) 色度的測定 用臺式分光測色儀(CM-5型，木可尼卡美能達投資有限公司)進行測定。使用小孔底盤，白板校準，在蘋果梨表皮選取10個點對其色度進行測定。

4) 果實品質 硬度用質構儀(TMS-PRO，Food Technology Corporation)進行測定；可溶性固形物用手持折光儀進行測定；總酸含量用指示劑滴定法進行測定。

5) 呼吸強度的測定 用靜置法進行。

6) 丙二醛含量的測定 TCA 1 mL和蘋果梨0.5 g的混合物，均質，并加入TCA 4 mL，繼續(xù)均質，然后在4 000 r/min下離心10 min，取2 mL的上清液，與0.6 % 硫代巴分解比妥酸2 mL混合均質，用沸水加熱15 min；得到的上清液在3個不同的波長下測吸光值。按公式計算丙二醛(MDA)的濃度及含量[11]。

2 結果與分析

2.1 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨腐爛率的影響

果蔬采后易受到真菌侵染而發(fā)生腐敗。由圖1可知，蘋果梨的腐爛率隨貯藏時間的延長呈上升趨勢，且貯藏時間越長，上升速度越快。在貯藏前4個月，腐爛率增加緩慢，之后2個月腐爛率增加迅速，貯藏第5,6個月，各處理組腐爛率顯著低于空白對照組(P<0.05)，且稀釋倍數為100倍的生物質熱解液處理組腐爛率最低。在貯藏6個月后，100倍生物質熱解液處理組的腐爛率為31.42%，低于同一時期空白對照組腐爛率51.02%；且低于空白對照組貯藏5個月的腐爛率，與木醋液處理組貯藏5個月的腐爛率相接近。結果表明，一定稀釋倍數的生物質熱解液可抑制蘋果梨腐爛，且貯藏時間越長，抑制果實腐爛的效果越明顯。

圖1 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨腐爛率的影響

2.2 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨水分含量的影響

生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨水分含量的影響見圖2。

圖2 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨水分含量的影響

由圖2可知，隨貯藏時間的延長蘋果梨水分含量總體呈下降趨勢。這由于在貯藏過程中，蘋果梨失去了母體和土壤供給的水分補充，而蒸騰作用仍持續(xù)進行[12]。貯藏前4個月，水分含量下降較慢，且各處理組水分含量之間差異不大；貯藏4個月后，

各組蘋果梨水分含量下降較快，且對照組水分含量下降最快。貯藏6個月后，各組蘋果梨水分含量均下降了5個百分點左右，蘋果梨表面開始出現皺縮現象，木醋液處理組水分含量最高，為84.67%；稀釋倍數為100倍的生物質熱解液處理組的水分含量次之，為84.00%，稀釋倍數為200、300倍的生物質熱解液處理組水分含量也均顯著高于對照組。說明一定濃度的生物質熱解液處理能抑制蘋果梨采后水分的蒸發(fā)。

2.3 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨色度的影響

色澤是人們評價果實質量的一個重要因素，也是檢驗其成熟衰老的依據之一[13]。由表1可知,L*值隨貯藏時間的延長呈下降趨勢，但下降幅度不大；a*值隨貯藏時間的延長呈上升趨勢；b*值基本穩(wěn)定，即黃色度基本保持不變，說明蘋果梨在貯藏過程中顏色的變化主要是由綠色和紅色的變化而引起的。在貯藏期間可能是由于葉綠素降解而花色苷含量增加，從而使果實呈紅色[14]。貯藏6個月后，稀釋倍數為200倍的生物質熱解液處理組a*值最小，L*值最大，且與其它處理組差異顯著(P<0.05),說明此濃度的生物質熱解液處理可一定程度上抑制貯藏期間蘋果梨葉綠素的分解。

表1 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨色度的影響

注:同一列中不同字母代表差異顯著(P<0.05)。

2.4 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨品質指標的影響

2.4.1 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨硬度的影響

硬度是反映果蔬采后品質的一項重要指標，影響蘋果梨的質地及感官品質。由圖3可知，蘋果梨的硬度隨貯藏時間的延長總體呈下降趨勢,這與王軍節(jié)等[15]對早酥梨硬度的研究中變化趨勢一致。貯藏前4個月，蘋果梨硬度呈波動下降的趨勢，各處理組間無明顯差異；4個月后，空白對照組硬度低于其它處理組。稀釋倍數為100倍的生物質熱解液處理組硬度值在4個月后顯著高于其它處理組，且在整個貯藏期間下降最為緩慢，從68.24 N下降到60.72 N，下降幅度為11%；空白對照組硬度從65.85 N下降到55.40 N，下降幅度為16%；木醋液處理組硬度由64.27 N下降到59.65 N，下降幅度為8%。100倍生物質熱解液處理組在貯藏6個月后的硬度值相當于空白對照組貯藏3個月的硬度和木醋液處理組貯藏4個月的硬度，說明一定濃度的生物質熱解液處理能延緩果實的軟化。

圖3 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨硬度的影響

2.4.2 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨可溶性固形物含量的影響

生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨可溶性固形物含量的影響見圖4。

圖4 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨可溶性固形物含量的影響

由圖4可知，蘋果梨可溶性固形物含量隨貯藏時間的延長呈波動下降的趨勢。貯藏前期，蘋果梨的呼吸作用較強，大量消耗糖類物質，使得可溶性固形物含量下降；之后由于果實的蒸騰作用導致水分流失，提高了果實的汁液濃度，使得可溶性固形物相對增加；同時果實中的淀粉等轉化為糖，使可溶性固形物含量增加；后期因呼吸消耗使可溶性固形物含量呈下降趨勢。這與Ommol Banin Sogvar[16],曹萬萬等[17]對梨的研究中可溶性固形物含量的變化趨勢一致。貯藏3～4月期間，各組蘋果梨可溶性固形物含量下降較快，均下降了1%左右，且空白對照組可溶性固形物含量下降最快。貯藏4個月之后，熱解液處理組可溶性固形物含量顯著高于空白對照組(P<0.05)，說明處理組貯藏后期可抑制果實營養(yǎng)物質消耗降低,使得可溶性固形物含量維持在一個平穩(wěn)的水平上。

2.4.3 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨總酸含量的影響

果蔬中的酸是影響蘋果梨風味的重要指標之一。由圖5可知，蘋果梨的總酸含量隨貯藏時間的延長呈下降趨勢，這與王琳[18]張雪[11]對梨的研究中總酸含量的變化趨勢基本一致。從貯藏第2個月到第4個月，各處理組總酸含量均顯著高于對照組。貯藏6個月后，蘋果梨總酸含量由0.3%左右下降到0.2%左右，下降了0.1個百分點，且各處理組蘋果梨總酸含量與對照組無顯著差異。

圖5 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨總酸含量的影響

2.5 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨呼吸強度的影響

呼吸作用是果蔬采后的重要生理活動。呼吸強度是用來衡量呼吸作用強弱的1個指標。由圖6可知,隨貯藏時間的延長，蘋果梨的呼吸強度逐漸減弱，在貯藏4個月后，呼吸強度趨于穩(wěn)定，各組蘋果梨的呼吸強度均在5 CO2mg/kg·h左右。蘋果梨的低呼吸強度很可能是其耐儲性強的原因之一[19]。貯藏前4個月，蘋果梨呼吸強度下降迅速，之后呼吸強度基本趨于穩(wěn)定。貯藏4個月后，稀釋倍數為300倍的生物質熱解液處理組呼吸強顯著高于其它組(P<0.05)；稀釋倍數為200倍的生物質熱解液處理組和木醋液處理組與空白對照組無顯著差異；稀釋倍數為100倍的生物質熱解液處理組呼吸強度最低，且與其他組差異顯著(P<0.05)，說明在此濃度下，生物質熱解液對蘋果梨呼吸強度抑制作用最明顯。

圖6 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨呼吸強度的影響

2.6 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨丙二醛含量的影響

生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨丙二醛含量的影響見圖7。

圖7 生物質熱解液處理對貯藏期間蘋果梨丙二醛含量的影響

丙二醛含量是反映蘋果梨老化程度的一項指標，能反應細胞的損傷和脂質氧化的情況[20]。由圖7可知，在整個貯藏期間，各處理組丙二醛含量總體上呈上升趨勢。說明蘋果梨在貯藏期間老化程度逐漸加劇。貯藏前5個月，各組蘋果梨丙二醛含量增加較慢，由初始值1 μmol/g左右增加到4 μmol/g左右，增加了近3 μmol/g；之后1個月丙二醛含量增加較快，由4 μmol/g增加到6.5 μmol/g，與前5個月的總增加量相近，說明在貯藏后期蘋果梨老化現象嚴重。貯藏前5個月，100倍生物質熱解液處理組丙二醛含量始終低于其它處理組，且從第2個月開始與其他處理組差異顯著(P<0.05)，說明100倍生物質熱解液可一定程度上抑制蘋果梨的老化。貯藏6個月后，除木醋液處理組外，其它處理組與空白對照組丙二醛含量無顯著差異。

3 結論

1) 生物質熱解液采前處理能延緩蘋果梨品質的下降，稀釋100倍的熱解液為最佳處理濃度，且其對蘋果梨的保鮮效果優(yōu)于稀釋200倍的木醋液。

2) 一定濃度的生物質熱解液采前處理能抑制蘋果梨貯藏過程中水分含量、硬度及可溶性固形物的下降。

3) 一定濃度的生物質熱解液采前處理能抑制蘋果梨貯藏過程中呼吸作用及果實的腐爛。

[1] 路冉冉,商輝,李軍.生物質熱解液化制備生物油技術研究進展[J].生物質化學工程,2010,44(03):54-57.

[2] Alibeyli R,Karaduman A,Yeniova H,et al.Development of a polyfunctional catalyst for benzene production from pyrolysis gasoline[J].Applied CatalysisA:General,2003,238:279-287.

[3] Garcial L,French R,Czemik S,et al.Catalytic steam reforming of bio-oils for the production of hydrogen:Effects of catalyst composition[J].Applied Catalysis A:General,2000,201:225-239.

[4] 劉康,賈青竹,王昶.生物質熱解技術研究進展[J].化學工業(yè)與工程,2008,25(05):459-463

[5] 張先,李范洙,李鉉軍,等. 生物質熱解液的精制及其理化特性研究[J].延邊大學農學學報,2013,35(02):156-159.

[6] 周建斌,遲菲,秦恒飛.稻殼醋液的成分分析及抑菌、殺菌性能研究[J].林產化學與工業(yè),2011,31(02):63-68.

[7] 李忠輝,王旭東.灌施木醋液對土壤性質和植物生長的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2014,20(02):510-516.

[8] 李維蛟,李強,胡先奇.木醋液的殺線活性及對根結線蟲病的防治效果研究[J].中國農業(yè)科學,2009,42(11):4120-4126.

[9] 胡春花,達布希拉圖.木醋液和炭醋肥對設施蔬菜土壤肥力及蔬菜產量的影響[J].中國農學通報,2011,27(10):218-223.

[10] 馬夢晴,朱鳳妹,高海生.不同處理方法對蔬菜中殘留農藥的去除效果[J].河北科技師范學院學報,2015,29(01):29-33.

[11] 張雪,金永杰,李范洙,等.蘋果梨在F-MAP貯藏保鮮過程中品質的變化[J].延邊大學農學學報,2015,37(01):13-17.

[12] 李學文,張輝,逄煥明,等.庫爾勒香梨采后特征品質的研究[J].中國農學通報,2010，26(15)：100-102.

[13] 陳守江,張慜.單果真空袋包裝處理對冷藏酥梨品質的影響[J].農業(yè)工程學報,2010,26(06):363-366.

[14] 關軍鋒.果實品質生理[M].北京:科學出版社,2008.

[15] 王軍節(jié),畢陽,范存雯,等.采后水楊酸處理對早酥梨果實色澤和質地的影響[J].現代食品科技,2010,26(10):1047-1051.

[16] Ommol Banin Sogvar,Mahmoud Koushesh Saba,Aryou Emamifar.Aloeveraand ascorbic acid coatings maintain postharvest quality and reduce microbial load of Strawberry fruit[J].Postharvest Biology and Technology,2016,114:29-35.

[17] 曹萬萬,姜旭,樸一龍,等.延邊地區(qū)常見梨貯藏中生理特性變化[J].安徽農業(yè)科學,2014,42(27):9537-9539.

[18] 王琳.耐貯性不同的梨貯藏中細胞壁成分和果膠分解酶活性變化[D].延吉：延邊大學,2010.

[19] 王軍虹,劉武林.蘋果梨貯藏期生理生化變化[J].東北農業(yè)大學學報,1999,30(01):79-83.

[20] 李靜,張子德,張曉娜,等.CO2高傳導保鮮膜處理對雪青梨貯藏品質及生理的影響[J].食品科學,2011,32(10):252-255.

Effect of pre-harvest treatments with biomass pyrolysis liquid on storage quality of Pingguoli with pre-harvest treatment

LI Jinna, FU Changxue, ZHENG Huiming, ZHANG Xian, LI Fanzhu*

(AgriculturalCollegeofYanbianUniversity,YanjiJilin133002,China)

In order to explore fresh keeping effects of biomass pyrolysis liquid, 1 week before harvest, Pingguoli was sprayed biomass pyrolysis liquid with different concentrations. The results showed that spraying biomass pyrolysis liquid before harvest slowed down the decrease of moisture content, hardness and soluble solids content of Pingguoli during the storage, and prohibited spoilage and tissue aging of Pingguoli. The fresh-keeping effect was more obvious with the elongation of storage time, and the optimum fresh-keeping was obtained with biomass pyrolysis liquied diluted 100 times.

biomass pyrolysis liquid; Pingguoli; storage; quality

2016-06-20 基金項目：吉林省科技發(fā)展計劃項目(20130204045NY)；延邊大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(ydbksky2016334)

李金娜(1993-),女,甘肅白銀人,在讀學士,研究方向為農產品貯藏與加工。李范洙為通信作者,

E-mail:fzli@ybu.edu.cn

1004-7999(2016)03-0214-06

10.13478/j.cnki.jasyu.2016.03.006

S661.2

A