王麗敏,洪 凱,李倩倩,桑偉娜,趙玉梅,曹建康(中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院,北京 100083)

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不同包裝對冷藏和貨架期黑布朗李果實品質(zhì)及乙烯釋放速率的影響

王麗敏,洪 凱,李倩倩,桑偉娜,趙玉梅,曹建康*
(中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院,北京 100083)

黑布朗李分別經(jīng)PE、PVC和微孔膜包裝后在0 ℃貯藏,以無包裝為對照,研究不同材料包裝對冷藏及貨架期(25 ℃)黑布朗李果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,包裝可以顯著(p<0.05)降低果實失重率,對果實貯藏期品質(zhì)具有良好的影響;PVC包裝能顯著地降低包裝內(nèi)O2體積分數(shù)(p<0.05),提高CO2體積分數(shù),并能夠有效地延緩貨架期李果實硬度下降,維持較高的SSC;PE包裝的李果實軟化緩慢,與其他組果實相比轉(zhuǎn)色指數(shù)最高。PE、PVC和微孔膜包裝均能有效地抑制貯藏過程中李果實乙烯的釋放速率。

黑布朗李,包裝,貯藏,貨架期,乙烯,品質(zhì)

黑布朗李果實成熟期集中在夏季高溫季節(jié),在采后貯藏過程中很容易過快軟化、失水,營養(yǎng)品質(zhì)下降,且易遭受機械損傷和病菌侵染而腐爛損失[1]。研究發(fā)現(xiàn),包裝可以在一定程度上減緩李果實采后品質(zhì)的下降和損失[2]。PE薄膜包裝對青脆李果具有較好保綠和保脆作用[3],PVC氣調(diào)處理可降低‘安哥諾’李的腐爛癥狀,減緩可滴定酸(SSC)含量的下降[4]。CO2滲透率較低的包裝材料還能有效減緩貯藏過程中‘黑寶石’李果肉紅變等冷害癥狀[5]。但是,目前有關不同材料包裝影響黑布朗李果實采后貯藏及貨架期品質(zhì)的報道較少。此外,關于果實采后包裝及保鮮技術的研究多集中于貯藏過程,很少涉及冷藏后貨架期果實品質(zhì)的變化情況。但是,貨架期品質(zhì)直接影響果實流通性和商品性,進而影響經(jīng)濟效益。因此,本研究以黑布朗李果實為材料,通過研究不同材料包裝對貯藏期和貨架期李果實品質(zhì)的影響規(guī)律,旨在確定適宜李果實貯藏保鮮的包裝材料,為生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑布朗李果實 采于北京市大興區(qū),當天運回實驗室,果實采收的初始狀態(tài)為硬度(3.15±0.79) kg·cm-2,可溶性固形物含量(SSC):12.87%±0.16%,挑選大小相近,成熟度一致,無機械損傷和病蟲害的果實,裝入塑料周轉(zhuǎn)筐,于0 ℃冷庫預冷過夜;聚乙烯(PE)包裝袋(厚度0.02 mm)、聚氯乙烯(PVC)包裝袋(厚度0.04 mm)和微孔膜包裝袋(厚度0.01 mm) 均由國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術研究中心(天津)提供。

GY-3硬度計 愛德堡儀器有限公司;PAL-1數(shù)顯糖度計 日本ATAGO(愛宕)公司;TD1100-CO2分析儀、TD1198-O2分析儀 深圳市元特科技有限公司;GC7890F氣相色譜儀 上海天美科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 包裝和貯藏 將果實隨機分組,分別裝入PE、PVC和微孔膜袋中,扎口包裝,于(0±0.5) ℃,濕度(RH)90%貯藏。以不包裝為對照(CK),每組包裝7袋果實。在冷藏過程中,每隔7 d取樣測定指標,并分別從各個包裝中取出部分果實,轉(zhuǎn)到(25±0.5) ℃再放置3 d進行貨架期測定。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 氧氣和二氧化碳體積分數(shù)的測定 分別采用CO2分析儀、O2分析儀測定包裝內(nèi)CO2和O2體積分數(shù),結(jié)果以百分數(shù)表示,重復3次。

1.2.2.2 失重率 采用稱重法測定[6],入庫貯藏前隨機選取完好的李果實30個,分別標號,每周進行單果質(zhì)量的測定,按照下列公式計算失重率,計算平均值。

失重率(%)=(果實初始質(zhì)量-果實貯藏后的質(zhì)量)/果實初始質(zhì)量×100

1.2.2.3 硬度和SSC 硬度和SSC的測定參照Pan等[7]的方法,取李果實10個,于縫合線對面及兩側(cè)果面中部分別削去直徑15 mm,厚度0.5 mm的果皮,使用果實硬度計測定果實硬度。之后于縫合線兩側(cè)分別取近皮處約5 mm厚的果肉,擠壓出果汁,使用糖度計測定SSC。

1.2.2.4 乙烯釋放速率測定 參照曹建康等[8]的方法,取4個果實置于經(jīng)空氣平衡的1.1 L密封盒中,密閉1 h后,頂空抽取1.0 mL氣體,用氣相色譜法測定果實乙烯釋放量,重復三次。乙烯釋放速率按每小時每千克李果實在呼吸代謝過程中釋放的乙烯的微升數(shù)表示,即μL·kg-1·h-1。

氣相色譜檢測條件:氫火焰離子化檢測器(FID),不銹鋼填充柱(Porapak-100)(2 mm×2 m),載氣N2,進樣溫度120 ℃,柱溫60 ℃,檢測溫度150 ℃。

1.2.2.5 轉(zhuǎn)色指數(shù)的統(tǒng)計 參照文獻方法[9],略有修改。取20個果實,沿縫合線切開,目測果肉顏色并按如下標準進行分級:0級:原點果肉顏色;1級:果肉紅色部分不超過10%;2級:果肉紅色部分10%～25%;3級:果肉紅色部分25%～50%;4級:果肉紅色部分50%～75%,5級:果肉紅色部分75%～100%。定期統(tǒng)計,按以下公式計算轉(zhuǎn)色指數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 軟件計算、分析和繪圖,計算平均值和標準偏差,采用SPSS 16.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 黑布朗李貯藏期不同包裝內(nèi)O2和CO2體積分數(shù)變化

呼吸代謝是果實最基本的生理活動。由于果實的呼吸代謝消耗了包裝內(nèi)氣體中的O2和產(chǎn)生了CO2,改變了包裝袋內(nèi)氣體成分。PE、PVC和微孔膜包裝均具有不同程度的氣體阻隔性,能減緩包裝外O2的滲透進入和包裝內(nèi)的CO2滲透排出,從而在包裝中形成了較低O2和較高CO2氣調(diào)貯藏環(huán)境(見圖1)。其中,以PVC薄膜包裝氣調(diào)效果最好,與對照組相比，包裝袋內(nèi)O2體積分數(shù)甚至降低了一半(圖1A),而CO2體積分數(shù)增加了40倍(圖1B)。PE薄膜包裝也具有良好的氣體調(diào)節(jié)能力。相對而言,在整個黑布朗李貯藏期,微孔膜包裝內(nèi)CO2平均體積分數(shù)明顯低于另外兩種包裝(圖1B)。因為微孔膜是通過激光打孔制造的具有一定納米級孔徑和孔數(shù)的薄膜材料,對CO2具有較高透過性[10],特別適于包裝保鮮對CO2敏感的水果[11]。

圖1 黑布朗李貯藏期(0 ℃)不同包裝內(nèi)O2(A)和CO2(B)體積分數(shù)變化Fig.1 Changes of the volume fraction of O2(A)and CO2(B) in different packaging of black plums during storage(0 ℃)

2.2 不同包裝對貯藏期和貨架期黑布朗李果實乙烯釋放速率的影響

由圖2(A)可知,不同包裝的黑布朗李果實乙烯釋放速率均呈現(xiàn)先降低后增加之后再降低的趨勢,這一變化趨勢與王姣等[12]測定結(jié)果一致。貯藏期間未經(jīng)包裝的李果實乙烯釋放速率處于較高水平,PE、PVC和微孔膜包裝均有效抑制了乙烯的釋放;貯藏7 d時,包裝對乙烯的釋放速率抑制了近70%;28 d時,PE、PVC和微孔膜包裝組乙烯的釋放速率分別降低了71.1%、63.2%和52.6%。

將李果實由冷庫轉(zhuǎn)移至室溫貨架期時,溫度的巨大變化明顯地刺激了李果實乙烯代謝(圖2B)。對照組李果實在0 ℃貯藏14 d后25 ℃貯藏3 d,乙烯釋放速率顯著(p<0.01)上升后略有降低;微孔膜包裝的李果實乙烯在0 ℃貯藏7 d后25 ℃貯藏3 d出現(xiàn)了急劇上升，并在0 ℃貯藏14 d后25 ℃貯藏3 d出現(xiàn)峰值,且比對照組高出66.0%;PVC包裝的李果實乙烯釋放速率在貨架期均處于較低水平;PE包裝的李果實在貨架期0 ℃貯藏21 d后25 ℃貯藏3 d乙烯釋放速率顯著升高。

與圖2(A)相比,貨架期李果實乙烯釋放速率顯著(p<0.05)高于低溫貯藏期李果實,在貯藏14 d時,微孔膜包裝的李果實貨架期乙烯釋放速率約為貯藏期的28倍,說明解除低溫后的貨架溫度激發(fā)李果實乙烯合成速率和釋放,加速了貨架期品質(zhì)變化。

圖2 不同包裝對貯藏期(A)和貨架期(B)黑布朗李果實乙烯釋放速率的影響Fig.2 Effects of different packaging on the ethylene release rate of black plum fruits during storage(A)and shelf life(B)注:貨架期為0 ℃貯藏一定時間后25 ℃貯藏3 d;圖3～圖6同。

2.3 不同包裝對貯藏期和貨架期黑布朗李果實失重率的影響

果實采后失重一方面由于水分散失,另一方面則是由于自身呼吸消耗所致。適當?shù)陌b可以減少果實水分的散失。由圖3可知,與對照相比,不同包裝可以顯著(p<0.01)降低貯藏和貨架期李果實失重率,微孔膜包裝由于自身的透氣特點,果實失重率相對于PE和PVC包裝較高,PE和PVC包裝的李果實失重率差異不顯著。

圖3 不同包裝對貯藏期(A)和貨架期(B)黑布朗李果實失重率影響Fig.3 Effects of different packaging on the weight loss rate of black plum during storage(A)and shelf life(B)

2.4 不同包裝對貯藏期和貨架期黑布朗李果肉轉(zhuǎn)色指數(shù)的影響

由圖4(A)可知,隨著貯藏時間延長,黑布朗李果實轉(zhuǎn)色指數(shù)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。對照果實轉(zhuǎn)色指數(shù)增加程度最大,但由于沒有包裝的保護,失水嚴重,對照果實在貯藏后期發(fā)生了皺縮現(xiàn)象。比較發(fā)現(xiàn),微孔膜包裝的果實轉(zhuǎn)色指數(shù)顯著(p<0.05)高于PE和PVC兩種包裝。

圖4 不同包裝對貯藏期(A)和貨架期(B)黑布朗李果實轉(zhuǎn)色指數(shù)影響Fig.4 Effects of different packaging on the color change index of black plum during storage(A)and shelf life(B)

圖4(B)為不同貯藏期相對應的貨架期果肉的轉(zhuǎn)色指數(shù)。從圖4(B)中可以看出,貨架期果肉轉(zhuǎn)色指數(shù)高于貯藏期,這主要由于果實由低溫轉(zhuǎn)移至室溫中,代謝加快,轉(zhuǎn)色指數(shù)增加[13]。對比不同包裝影響可以看出,貯藏14 d時,PVC包裝的轉(zhuǎn)色指數(shù)高于另外兩種包裝;貯藏期延長,PE包裝的李果實貨架期的轉(zhuǎn)色指數(shù)增加最快。

2.5 不同包裝對貯藏期和貨架期黑布朗李果實硬度的影響

不同包裝對貯藏期黑布朗李果實硬度的影響如圖5A所示,在貯藏期間李果實硬度整體呈現(xiàn)下降的趨勢。微孔膜包裝中李果實硬度下降緩慢,在貯藏期7 d和28 d時分別比對照高出21.7%和10.3%。PVC包裝中李果實硬度與對照組相比變化不顯著。但是,PE包裝李果實硬度在貯藏14 d時出現(xiàn)了上升。這些結(jié)果表明,各包裝材料對果實軟化的影響機制可能存在差異。

黑布朗李果實從冷藏環(huán)境中轉(zhuǎn)到貨架期,硬度出現(xiàn)較快下降(圖5B)。PVC包裝能有效地延緩貨架期李果實硬度的下降,貨架期0 ℃貯藏14 d后25 ℃貯藏3 d和0 ℃貯藏28 d后25 ℃貯藏3 d的李果實硬度分別比對照組高26.8%和41.3%。可見,PVC包裝氣體阻隔性較好,果實在貨架期失水較少,硬度下降也相對較慢。然而,PE包裝和微孔膜包裝果實硬度與對照無顯著差異。微孔膜包裝的阻隔性相對較差,對照果實沒有包裝,這兩組果實細胞內(nèi)水分散失較快并伴隨細胞壁的降解[14-15],因此硬度下降較快。

圖5 不同包裝對貯藏期(A)和貨架期(B)黑布朗李果實硬度影響Fig.5 Effects of different packaging on the firmness of black plum fruits during storage(A)and shelf life(B)

2.6 不同包裝對貯藏期和貨架期黑布朗李果實SSC的影響

可溶性固形物是影響果實風味的重要因素[3]。不同包裝對黑布朗李果實貯藏期SSC的影響如圖6(A)所示。不經(jīng)包裝的李果實在貯藏第7 d時SSC含量出現(xiàn)顯著下降,之后上升然后緩慢下降。PE、PVC包裝果實SSC含量在貯藏7 d時分別比對照高出38.7%和25.3%,此后卻差異不顯著。微孔膜包裝的李果實SSC在貯藏7 d和28 d時分別比對照高出73.6%和34.2%,即在貯藏過程中,微孔膜包裝能非常有效地保持李果實較高的SSC含量。

不同包裝對黑布朗李果實不同低溫貯藏階段后貨架期SSC含量的影響如圖6(B)所示。盡管對照果實SSC含量下降較快,但是直到貯藏14 d后的貨架期才低于PE、PVC和微孔膜包裝的李果實SSC含量。其中,PVC包裝與對照果實SSC含量差異最為顯著(p<0.05)。在貨架期0 ℃貯藏14 d后25 ℃貯藏3 d、0 ℃貯藏21 d后25 ℃貯藏3 d、0 ℃貯藏28 d后25 ℃貯藏3 d,PVC包裝李果實SSC含量分別比對照高出48.5%、46.9%和34.9%。

圖6 不同包裝對貯藏期(A)和貨架期(B)黑布朗李果實SSC的影響Fig.6 Effects of different packaging on the SSC of black plum fruits during storage(A)and shelf life(B)

3 結(jié)論

PE、PVC和微孔膜包裝可以顯著降低黑布朗李果實的失重率和乙烯釋放速率,能有效地保持低溫貯藏過程中李果實品質(zhì)。其中,PVC包裝具有良好的氣調(diào)效果,能顯著地降低包裝內(nèi)O2體積分數(shù),提高CO2體積分數(shù),且對維持果實貨架期品質(zhì)具有良好的影響,能有效地延緩貨架期李果實硬度的下降,維持較高的SSC;PE包裝可以有效延緩李果實軟化。

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Effects of different packaging on the quality and ethylene release rate of black plum fruit during cold storage and the subsequent shelf life

WANG Li-min,HONG Kai,LI Qian-qian,SANG Wei-na,ZHAO Yu-mei,CAO Jian-kang*

(College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)

Effects of packaging with PE,PVC and microporous membrane packaging on the quality and ethylene release rate of black plum fruit at 0 ℃ and the subsequent shelf life at 25 ℃ were investigated. The experiment results showed that the weight loss rate was inhibited effectively with PE,PVC and microporous membrane packaging(p<0.05)which was good for fruit storage. Among these packaging,PVC could most effectively change air condition in package by reducing the volume fraction of O2and increasing that of CO2(p<0.05). The decline of firmness could be delayed effectively and SSC was kept at a high level. Softening was delayed with PE packaging,and the color change was higher than other plum significantly. Microporous membrane was suitable for fruits that sensitive to CO2. Ethylene release rate of plums could be inhibited effectively during storage with PE,PVC and microporous membrane packaging,compared with the control without packaging.

black plum;packaging;storage;shelf life;ethylene;quality

2016-12-12

王麗敏(1989-)，女，博士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程，E-mail：wanglm2000@126.com。

*通訊作者:曹建康(1976-)，男，博士，副教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程，E-mail：cjk@cau.edu.cn。

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目(21173034)。

TS255.3

A

1002-0306(2017)14-0272-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.053