吉 寧,龍曉波,李江闊,曹 森,張 鵬,馬 超,馬立志,王 瑞,*

(1.貴陽學院食品與制藥工程學院,貴州省果品加工技術研究中心,貴州貴陽 550005;2.貴州省凱里市麻江縣藍莓辦公室,貴州凱里 556000;3.國家農產品保鮮工程技術研究中心,天津 300000)

藍莓(Sementrigonellae)又稱越橘,因果實甜酸適宜,具有防止腦神經(jīng)老化、抗癌、軟化血管、增強機體免疫及明目等保健功能,被列入世界第三代水果,亦是世界糧農組織推薦的五大健康食品之一[1]。藍莓果大多成熟于高溫、多雨的夏季,此環(huán)境下入庫貯藏過程中,往往會代入大量的微生物,貯藏期間易受微生物的侵害,腐爛軟化,導致耐貯性降低,嚴重影響其商品和經(jīng)濟價值。

1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)作為一種無毒、無殘留、高效的安全果蔬保鮮劑,其能阻斷果實貯藏期間乙烯的生物合成,從而達到延緩果實衰老的目的[2]。使用1.0 μL/L的1-MCP處理能顯著延長藍莓貯藏期、提高貨架品質[3-4];1.0 μL/L的1-MCP結合殼聚糖涂膜能顯著提高藍莓果實相關酶活性[5];而氣調結合濃度為1 μL/L的1-MCP處理低溫下貯藏,可更好地抑制藍莓果實品質的下降及呼吸強度和乙烯釋放率,還能更好地延長藍莓貯運后貨架期[6-8]。

臭氧具有極強的氧化性和殺菌能力,且使用后無污染、無殘留,目前已在葡萄、草莓、巴西果、冬棗貯藏保鮮方面有研究報道[9-12];章寧瑛等[13]使用臭氧單獨對藍莓進行處理,發(fā)現(xiàn)處理后能保持果實的貯藏品質和抗氧化酶活性。但若想要臭氧在短時間內殺滅真菌孢子,則需要高濕、高濃度才能發(fā)揮臭氧的效能[14];有研究表明,在葡萄鮮果的貯藏過程中,900 μL/L以上的臭氧濃度在高濕環(huán)境下1 h才能對綠霉、青霉和灰霉進行殺滅[15],1000 μL/L的臭氧對葡萄進行熏蒸1 h,才能殺滅真菌分生孢子,在貯藏后期減少灰霉生長,但同時研究也指出,高濃度的臭氧處理,會導致葡萄鮮果的果柄和果皮損傷,加快果實衰老、腐爛[16]。綜上,1-MCP處理能有效的延長藍莓鮮果采后貯藏期,而臭氧處理也能提高藍莓鮮果采后的貯藏品質,兩者結合處理是否能起到更佳的保鮮效果,為此,本實驗將通過不同臭氧濃度結合1-MCP處理對藍莓鮮果采后貯藏期品質進行研究,驗證兩者的疊加性,為藍莓采后保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍莓 品種:粉藍,于2017年7月21日14:00～18:00采自貴州省麻江縣宣威鎮(zhèn)光明村小橋邊藍莓種植基地(26.36 °N,107.73 °E);PET藍莓專用保鮮盒 濰坊百樂源公司,內尺寸:長105 mm,寬100 mm,高40 mm;塑料鏤空周轉框 深圳市中超塑膠有限公司,內尺寸:長585 mm,寬395 mm,高240 mm;碳酸氫鈉、磷酸鈉、氫氧化鈉、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、鉬藍胺、乙酸、濃鹽酸、偏磷酸、福林酚、乙二胺四乙酸、醋酸鈉等試劑 均為分析純,購自國藥集團化學試劑有限公司。

精準控溫保鮮庫 溫度精度±0.3 ℃、90%±5% RH,國家農產品保鮮工程技術研究中心監(jiān)制;FL802A型臭氧發(fā)生器 深圳市飛力電器科技有限公司;Model202型臭氧檢測儀 美國2B Technologies公司;6600 O2/CO2頂空分析儀 美國ILLINOIS公司;GC-14氣相色譜儀、UV-2550型紫外可見分光光度計 日本Shimazhu公司;TA.XT.Plus物性測定儀 英國Stable Micro Systems公司;PAL-1型迷你數(shù)顯折射計 日本ATAGO公司;DDS-11A雷磁數(shù)顯臺式數(shù)顯電導率儀 上海儀電科學儀器股份有限公司;A11型分析用研磨機 德國IKA公司;Delta Trak 11036型中心電子溫度計 美國DeltaTRAK公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 處理方法 采摘當天就地選取大小一致、無機械傷、無病蟲害、色澤均勻、果形端正且萼片未倒伏、成熟度相對一致(九成熟、底部微紅)的果實,使用PET藍莓專用保鮮盒進行分裝,每盒(125±5) g藍莓,置于25 ℃空調房內,使用工業(yè)風扇處理1 h除去田間熱(果實中心溫度由30 ℃降到25 ℃)。然后使用高阻隔PE塑料薄膜(厚度:0.08 mm),搭建四個體積相同塑料帳子(體積:1 m3/個),將裝有藍莓的PET專用保鮮盒分四組放入帳內,根據(jù)前人研究[3-5],選用1 μL/L的1-MCP濃度作為處理劑量,將稱量好的1-MCP倒入裝有蒸餾水的燒杯內,迅速置于其中四個帳內,并立即使用封口膠將開口處密封,熏蒸12 h。

1-MCP熏蒸完畢后,將帳子重新搭建,使用臭氧發(fā)生器通氣管從縫隙處插入,用封口膠將邊緣封閉,并使用臭氧監(jiān)測儀對帳內臭氧進行實時監(jiān)測,達到所需濃度后,停止通入。臭氧處理2 h后,打開塑料帳,將不同處理組的藍莓隨機分裝到PE20袋內,每個PE20袋放入20盒。實驗分為1-MCP+50 μL/L臭氧處理組、1-MCP+100 μL/L臭氧處理組、1-MCP+150 μL/L臭氧處理組及1-MCP對照組(分別記為M1、M2、M3和CK),每個處理12袋,240盒。每隔20 d每個處理取出3袋(3平行)進行各項指標測定,分配完畢,將各組藍莓預冷后放置于(1±0.3) ℃進行貯藏。

1.2.2 指標測定方法

1.2.2.1 自發(fā)氣調袋內微環(huán)境CO2/O2含量測量 從保鮮庫取出每個處理的3袋藍莓鮮果放置于25 ℃房間內,使用頂空分析儀測定袋內CO2/O2含量。

1.2.2.2 呼吸強度 先將藍莓鮮果放于25 ℃房間內靜置2 h,再采用靜置法經(jīng)頂空分析儀(O2測量范圍:0.001%～100%;CO2測量范圍:0.01%～100%)測定[17]。

1.2.2.3 乙烯生成速率 先將藍莓鮮果在25 ℃房間內靜置2 h,后采用氣相色譜儀程序升溫法進行測定[18],每次篩選8盒好果放入干燥器內(每盒:125±5 g),密封2 h,取樣5 mL進行測定。色譜柱條件:GC-14氣相色譜儀,DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm);檢測器:FID,溫度230 ℃;進樣口:溫度120 ℃;升溫程序:80 ℃保持2 min;6 ℃/min升溫至230 ℃,保持1 min;載氣:N2,流速24 mL/min;尾吹氣:N2,流速30 mL/min,尾吹:30 mL/min。

1.2.2.4 腐爛率 以表面有霉菌、破裂、流水記為腐爛,計算公式如下:

腐爛率(%)=腐爛果數(shù)量/總果數(shù)量×100

1.2.2.5 果皮相對電導率 參照曹建康報道的方法,使用DDS-11A雷磁臺式數(shù)顯電導儀進行[19]測定。

1.2.2.6 軟果率 以表面有凹陷記為軟果,計算公式如下:

軟果率(%)=軟果數(shù)量/總果數(shù)量×100

1.2.2.7 硬度 隨機取15粒藍莓好果,使果子橫向放置在質構儀上,有萼片的一頭朝向質構儀左邊,采用P/2N探頭對其進行穿刺測試,測試參數(shù)如下:穿刺深度為6 mm,測前速度2 mm/s,測中速度1 mm/s,測后速度1 mm/s,觸發(fā)力5.0 g。

1.2.2.8 可溶性固形物含量 采用數(shù)顯折射計測定,具體為:將出庫后的藍莓果實放于室溫25 ℃環(huán)境下2 h,打漿,10000 r/min離心15 min,取上清液進行測。

1.2.2.9 維生素C含量 參照李軍報道方法[20],將從保鮮庫內取出的藍莓鮮果,放于25 ℃的環(huán)境中2 h,隨機取樣使用研磨機進行研磨,取漿液5 g進行維生素C含量測定。

1.2.2.10 花色苷、總酚含量 均參照Moyer等的方法測定[21],將從保鮮庫內取出的藍莓鮮果,放于25 ℃的環(huán)境中2 h,隨機取樣使用研磨機進行研磨,取漿液5 g進行花色苷、總酚含量測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

以平均值±標準偏差表示結果;采用Origin Lab 9.0對數(shù)據(jù)進行作圖,SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行Duncan氏新復極差法進行數(shù)據(jù)差異顯著性分析(p<0.05為差異顯著,p<0.01為差異極顯著,p>0.05為差異不顯著)。

2 結果與分析

2.1 不同處理對藍莓貯藏微環(huán)境的影響

貯藏微環(huán)境是利用果實自身呼吸與薄膜的選擇透氣性產生一定的氣體比例,來調節(jié)果實的貯藏環(huán)境,達到保鮮和延長其貯藏期的目的[22]。本實驗使用PE20保鮮袋對藍莓進行封裝,從圖1中可以看出,各處理組微環(huán)境中O2濃度均呈下降趨勢,CO2濃度均呈上升趨勢,其中CK組與M3組O2濃度下降與CO2濃度上升最快。而在整個貯藏期,M2微環(huán)境中的O2與CO2濃度與CK組、M3組之間差異顯著(p<0.05),說明M2呼吸強度相對較弱,果蔬衰老速度被延緩。貯藏到第40 d時,M1與M2微環(huán)境中的O2與CO2濃度無顯著差異(p>0.05),說明此階段兩者的呼吸導致的衰老進程相似;40 d后,M2的CO2濃度明顯的比M1要低(p<0.05),O2濃度比M1組要高(p<0.05),說明此階段M2比M1的氣體微環(huán)境更加能延緩果實的呼吸。貯藏到第80 d時,M2微環(huán)境中的O2濃度為10.4%,CK組的為7.3%,含量比CK組高出了29.8%;CO2濃度為1.7%,CK組為3.7%,含量比CK組低了54.05%;而在整個貯藏期間,M3與CK組的O2與CO2濃度均無顯著差異(p>0.05)。綜上,M2處理組果實產生的微環(huán)境中O2和CO2濃度比例較適合于藍莓的采后貯藏。

圖1 不同處理對藍莓貯藏微環(huán)境的影響

2.2 不同處理對藍莓呼吸強度的影響

呼吸作用能反映果實在貯藏期間的生命活動狀態(tài),其強弱能間接反應果實的衰老進程。從圖2可以看出,各處理組在40 d時出現(xiàn)呼吸高峰,40 d之前各組的呼吸強度均呈上升趨勢,M1、M2相對較低,兩者之間差異不顯著(p>0.05)。40 d后各組呼吸強度開始下降,M2下降最為明顯,且在各個監(jiān)測期與其他組差異顯著(p<0.05)。80 d時,CK組呼吸強度為7.54 mg/kg·h,而M2組的呼吸強度為5.92 mg/kg·h,僅為CK組的78.51%,由此可見1-MCP結合臭氧處理(100 μL/L)能降低藍莓在貯藏期間的呼吸作用,延長藍莓的貯藏期。

圖2 不同處理對藍莓呼吸強度的影響

2.3 不同處理對藍莓乙烯釋放率的影響

乙烯是一種重要的植物生長調節(jié)劑,其與果蔬采后生理活動過程密切相關,常常用于表征貯藏中果實的后熟衰老過程[23]。從圖3中可以看出,在貯藏到20、40 d時,各處理組之間的乙烯釋放差異不顯著(p>0.05),到60、80 d時,M1、M2之間,M3和CK之間乙烯釋放率的差異均不顯著(p>0.05),但M1、M2乙烯釋放率顯著低于M3和CK組(p<0.05),與圖2比較,各組的呼吸強度與乙烯釋放率具有相似的變化趨勢,1-MCP為一種乙烯阻斷劑,使用同等濃度的1-MCP進行處理,過高的臭氧濃度(150 μL/L)可能損傷了果實的果皮,導致貯藏過程中乙烯釋放加快,因此,1-MCP結合較低濃度的臭氧,在貯藏后期能延緩藍莓的乙烯釋放。

圖3 不同處理對藍莓乙烯釋放率的影響

2.4 不同處理對藍莓腐爛率的影響

腐爛率能直觀的反映貯藏期間果實的品質,通常作為評判貯藏效果的重要指標。從圖4中可以看出,貯藏到第40 d時,各組的腐爛率均處于較低水平,且各組之間差異不顯著(p>0.05)。到第60 d時,經(jīng)過臭氧處理后的藍莓腐爛率均低于CK組(p<0.05),而臭氧處理組之間差異不顯著(p>0.05)。貯藏到第80 d時,各組腐爛率急劇上升,其中M3和CK上升最快,M2腐爛率為12.84%,而CK組的為18.92%,對比圖2、圖3發(fā)現(xiàn),高呼吸強度和高乙烯釋放率導致了較高的腐爛率,說明1-MCP結合100 μL/L臭氧濃度處理能在貯藏后期降低藍莓鮮果的腐爛率。

圖4 不同處理對藍莓腐爛率的影響

2.5 不同處理對藍莓果皮相對電導率的影響

果皮相對電導率表示細胞膜滲透率以及細胞膜受到傷害的程度。通過測定果蔬組織浸提液或外滲液的電導率,可以了解果蔬細胞膜通透性的變化,反映果蔬抗逆性的強弱或受到傷害的程度[19]。由圖5可以看出,整個貯藏期間,藍莓果皮電導率呈上升趨勢,貯藏到20 d時,M3果皮電導率最高,而其余組果皮電導率均比M3組低,且差異顯著(p<0.05)。到40 d時,各組間的果皮電導率差異不顯著(p>0.05)。第60 d,M2表現(xiàn)出最低的果皮電導率,且與其余各組差異顯著(p<0.05)。第80 d,M3組果皮電導率又升為最高,且與其他處理組差異顯著(p<0.05),由此可見,較高濃度的臭氧處理損傷了果皮,導致果皮電導率升高。

圖5 不同處理對藍莓果皮相對電導率的影響

2.6 不同處理對藍莓軟果率的影響

藍莓在貯藏期表面會出現(xiàn)凹陷,整個果實軟化,不僅品質下降,外觀商品性也降低,因此,軟果率也是評價藍莓貯藏效果的指標之一。從圖6可以看出,各組藍莓軟果率呈上升趨勢,貯藏到第40 d時,M2軟果率均低于其它組,且差異顯著(p<0.05),而M1、M3、CK之間差異不顯著(p>0.05)。到60 d時,M1、M2、M3軟果率均極顯著低于CK組(p<0.01),此時CK組的軟果率達到了18.67%,而M2的最低,僅為10.31%,比CK組低了8.36%。第80 d,M1、M3和CK之間的軟果率差異不顯著(p>0.05),而M2與其余各組之間差異顯著(p<0.05),由此可以看出,M2處理能在整個貯藏期保持較低的軟果率。

圖6 不同處理對藍莓軟果率的影響

2.7 不同處理對藍莓硬度的影響

藍莓果實在貯藏過程中會逐漸衰老,果實硬度也會逐漸降低,因此硬度變化可以反應果實的衰老程度。如圖7所示,各處理藍莓的硬度均呈下降趨勢,在40 d之前,各組之間硬度變化差異不顯著(p>0.05),在60、80 d時,M1、M3、CK之間差異均不顯著(p>0.05),而M2與其余各組之間差異顯著(p<0.05),對比圖6發(fā)現(xiàn),軟果率與硬度具有相關性,不同處理的軟果率越高,硬度也越低,說明過高或過低濃度的臭氧結合1-MCP處理,在貯藏后期均不利于延緩藍莓硬度的下降,相比于其他組,使用100 μL/L臭氧處理效果最好。

圖7 不同處理對藍莓硬度的影響

2.8 不同處理對藍莓可溶性固形物含量的影響

從圖8可以看出,可溶性固形物呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢,貯藏到20 d時,M2的可溶性固形物含量最高,且與其他組差異顯著(p<0.05)。貯藏到第40 d時,各組間的可溶性固形物差異不顯著(p>0.05),且各組均達到檢測點的最大值。第60 d,M1與M2之間,M3與CK之間差異不顯著(p>0.05),但M1、M2的可溶性固形物含量均顯著高于M3與CK組(p<0.05)。貯藏到第80 d,各組可溶性固形物均下降到貯藏期最低,但M2在各組之間仍保持含量最高,且與各組之間差異顯著(p<0.05)。

圖8 不同處理對藍莓可溶性固形物含量的影響

2.9 不同處理對藍莓維生素C含量的影響

果實維生素C是衡量果實的營養(yǎng)品質和貯藏效果的指標之一。如圖9所示,貯藏期間維生素C含量呈下降趨勢。貯藏到第20 d時,經(jīng)過臭氧處理的藍莓果實維生素C含量均比對照組高,且差異顯著(p<0.05)。隨著貯藏時間的增加,在40、60 d時,M1和M3的維生素C含量與CK組差異不顯著(p>0.05),而M2的維生素C含量比其余各組都高,且差異極其顯著(p<0.01),貯藏到第80 d,M1、M2、M3的維生素C含量分別為15.82、16.83和15.86 mg/100 g,而CK組的僅為13.67 mg/100 g,M2比CK組高出18.78%,說明M2處理的藍莓在貯藏期維持了較高的維生素C含量。

圖9 不同處理對藍莓維生素C含量的影響

2.10 不同處理對藍莓花色苷含量的影響

藍莓果實的營養(yǎng)價值在于其較高的花色苷含量,因此,貯藏期間花色苷含量的變化,直接反映了貯藏效果。由圖10可以看出,貯藏到20、40 d時,各組間的花色苷含量均不顯著(p>0.05)。到第60 d時,臭氧處理的各組之間花色苷含量仍不顯著(p>0.05),但CK組比其余各組花色苷含量低,且差異顯著(p<0.05)。到第80 d時,M2保持了最高的花色苷含量,由此說明,臭氧處理后,能保持貯藏期間藍莓果的花色苷含量,其中,以M2效果最佳,對比圖9發(fā)現(xiàn),VC含量與花色苷含量有相似的變化趨勢,說明此類抗氧化物質在貯藏過程中均不斷地消耗、降解。

圖10 不同處理對藍莓花色苷含量的影響

2.11 不同處理對藍莓多酚含量的影響

由圖11可以看出,貯藏期間,各組藍莓多酚含量呈下降趨勢,到第40 d時,經(jīng)臭氧處理的藍莓多酚含量差異不顯著(p>0.05),但其含量均比CK組高。第60 d,M1與M2差異不顯著(p>0.05),M3與CK差異不顯著(p>0.05),但與M1、M2均差異顯著(p<0.05)。貯藏到80 d,M2多酚含量為11.57 mg/100 g,而CK組為9.26 mg/100 g,說明M2處理在貯藏期間能維持藍莓較高的多酚含量。較高的多酚含量,可能是由于臭氧處理后延緩了果實的衰老進程,降低了多酚在抗衰老過程中的消耗,而多酚含量的變化趨勢與VC、花色苷的變化趨勢相似,整個貯藏期均逐漸下降,可能是由于果實內的抗氧化物質隨著貯藏時間的增加,均不斷地消耗和降解,以維持果實的正常生命活動。

圖11 不同處理對藍莓多酚含量的影響

3 結論

本研究中,相對較低或較高濃度處理均不利于藍莓貯藏,整個貯藏期間M1與CK變化相近,說明較低濃度可能是由于殺菌效果不佳,M3處理始終保持較高的果皮電導率,說明較高濃度可能損傷了果皮導致衰老加快。此外,由于臭氧處理濃度不同,貯藏期間果實呼吸強度和乙烯釋放不同,果實的衰老進程也不經(jīng)相同,導致貯藏微環(huán)境出現(xiàn)差異,所以,微環(huán)境的改變可能也是導致貯藏效果差異的原因之一。1-MCP結合臭氧處理相比于單獨使用1-MCP處理,更能減少藍莓貯藏期間的腐爛率,降低呼吸強度和乙烯釋放率,延緩軟化,維持較高的維生素C、花色苷、多酚含量,而以臭氧濃度為100 μL/L的處理效果最好。