李艷嬌 張月江 邢江艷 趙曉玲 林 奇 包媛媛
(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650201)
香蕉(MusananaL.)主要種植于高溫、潮濕的地區(qū),云南省河口縣是中國重要的香蕉生產(chǎn)基地之一,也是云南省香蕉主產(chǎn)區(qū)[1-2],該縣特殊地理環(huán)境為香蕉“周年種植”及生產(chǎn)綠色無公害香蕉創(chuàng)造了優(yōu)良、安全的環(huán)境條件。由于香蕉屬于典型呼吸躍變型水果[3],采后貯藏期短,在貯藏和運(yùn)輸中損耗較大,極大地制約了云南香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
目前香蕉主要采用1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)[4]、植物精油[5]、復(fù)合涂膜[6-8]、殼聚糖保鮮膜[9]進(jìn)行保鮮。1-MCP被認(rèn)為是一種最有效的乙烯抑制劑[10],通過與乙烯受體發(fā)生不可逆的結(jié)合,阻斷內(nèi)外源乙烯與乙烯受體的結(jié)合,從而抑制果蔬后熟或衰老的一系列生理生化變化[11-12],同時能有效減輕冷害[13-14]。PBI氣調(diào)保鮮袋,其專一性強(qiáng),無毒無害,在降低貯藏環(huán)境中氧氣濃度的同時能適當(dāng)提高二氧化碳的濃度[15],抑制新鮮果蔬的呼吸作用,降低果蔬新陳代謝的速度及營養(yǎng)成分的消耗,抑制乙烯合成,達(dá)到保鮮目的[16]。微孔膜是一種多孔膜氣調(diào)袋,其孔徑小且分布均勻,孔隙率大,能保持空氣流通,達(dá)到保鮮目的[17]。目前1-MCP與氣調(diào)保鮮袋的結(jié)合已被應(yīng)用于蘋果[18]、金刺梨[19]、獼猴桃[20]的貯藏保鮮,在香蕉上的結(jié)合使用還未見報道。
試驗擬探討不同濃度1-MCP及不同氣調(diào)袋對香蕉品質(zhì)的影響,以期為熱區(qū)水果保鮮技術(shù)的進(jìn)一步完善以及其他高原特色水果采后保鮮提供參考依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
香蕉:品種威廉斯,云南紅河河口;
微孔膜:85 cm×70 cm,厚度0.05~0.06 mm,孔徑15~20 μm,國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津);
PBI氣調(diào)保鮮袋:35 cm×24 cm,厚度0.15 mm,以色列PBI公司;
1-甲基環(huán)丙烯:分析純,佛山市嘉芝諾生物科技有限公司;
過氧化氫:分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;
硫酸亞鐵:分析純,天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司;
氫氧化鈉:分析純,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司;
酚酞、草酸、氯化鋇、無水乙醇:分析純,天津市福晨化學(xué)試劑廠。
1.1.2 儀器與設(shè)備
糖度計:LB90T型,廣州市速為電子科技有限公司;
數(shù)顯恒溫水浴鍋:HH-8型,國華電器有限公司;
紫外可見光光度計:A360型,上海添時科學(xué)儀器有限公司;
離心機(jī):TGL20M型,湖南湘立科學(xué)儀器有限公司;
分析天平:AR224CN型,奧豪斯儀器(常州)有限公司;
食品物性分析儀:TMS-PRO型,北京熙縝隆博環(huán)??萍加邢薰?。
1.2.1 處理方法 挑選新鮮、無腐爛,無機(jī)械損傷,大小均一的河口香蕉,經(jīng)稱量后用過氧乙酸殺菌液(濃度為0.05%)浸泡處理3 min,自然晾干后放入密閉紙箱中待處理。
(1) 對照組(CK):未經(jīng)1-MCP處理也未使用氣調(diào)袋,于15 ℃下貯藏。
(2) 處理組:按處理0.00,0.08,0.16,0.33 g/L需要分別用40 ℃的溫水配制系列濃度的1-MCP溶液,并將其均勻地涂布在香蕉表面后分別覆裹PBI氣調(diào)保鮮袋或微孔膜,于15 ℃下貯藏。
每隔2 天取樣,測其可溶性固形物、硬度、病情指數(shù)、轉(zhuǎn)黃指數(shù)、POD酶、呼吸強(qiáng)度、失重率、可滴定酸等相關(guān)生理指標(biāo),每個指標(biāo)測3次,取平均值。試驗時間:2020年4月—6月。
1.2.2 指標(biāo)測定方法
(1) 可溶性固形物:利用手持糖度計[21]測定。
(2) 硬度:利用水果硬度計[22]測定。
(3) 病情指數(shù):參照文獻(xiàn)[23],按式(1)計算病情指數(shù)。
(1)
(4) 轉(zhuǎn)黃指數(shù):參照文獻(xiàn)[24],按式(2)計算轉(zhuǎn)黃指數(shù)。
(2)
(5) 過氧化氫酶(POD):水楊酸法[25]。
(6) 呼吸強(qiáng)度:靜置堿吸收法[26]。
(7) 失重率:參照文獻(xiàn)[27],按式(3)計算失重率。
(3)
(8) 可滴定酸:采用酸堿滴定法[28]。
用Microsoft Office Excel 2010統(tǒng)計試驗結(jié)果及作圖。采用SPSS 17.0軟件的LSD法進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯著性分析,P≤0.05表示差異顯著,P≤0.01表示差異極顯著。
由表1、2可知,隨著貯藏時間的延長,香蕉的可溶性固形物含量不斷上升。貯藏第9天,CK組的可溶性固形物含量顯著高于其他4個處理組(P≤0.05),而且與其他濃度處理組的相比,0.00 g/L 1-MCP處理組的可溶性固形物含量總體較高,說明1-MCP結(jié)合氣調(diào)袋處理對香蕉具有一定的保鮮作用。兩種不同套袋處理的香蕉效果差異不顯著且均優(yōu)于CK組,與1-MCP阻止了外源乙烯與乙烯受體的結(jié)合,以及自發(fā)性氣調(diào)抑制了香蕉的成熟有關(guān)。
由表3、4可知,隨著貯藏時間的延長,香蕉硬度下降。其中,CK組硬度下降速度最快,0.16 g/L 1-MCP處理組硬度下降最慢。貯藏第12天,CK組香蕉的硬度顯著低于其他處理組(P≤0.05)。經(jīng)過PBI氣調(diào)保鮮袋包裹的香蕉其硬度下降速度略高于微孔膜包裹的。果實的軟化主要是由于果實內(nèi)的原果膠被水解酶水解所導(dǎo)致的,而氣調(diào)袋能有效抑制香蕉的蒸騰失水,還能形成氣調(diào)的微環(huán)境,抑制香蕉的呼吸作用,削弱其新陳代謝,降低香蕉與硬度有關(guān)酶的活性,從而延緩了香蕉的軟化。從不同濃度的1-MCP處理來看,0.16 g/L 1-MCP處理組的香蕉,貯藏效果優(yōu)于其他處理組;從不同氣調(diào)袋來看,采用微孔保鮮膜包裝的香蕉貯藏效果優(yōu)于PBI氣調(diào)保鮮袋包裝。綜上,0.16 g/L 1-MCP+微孔膜處理方式更能有效維持香蕉的硬度。
由表5、6可知,隨著貯藏時間的延長,各處理果實的病情指數(shù)呈現(xiàn)不斷增大的趨勢。貯藏期間,經(jīng)0.16 g/L 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋包裹的香蕉病情指數(shù)始終低于其他處理組,并且各處理組的病情指數(shù)開始急劇增加,其中CK組的病情指數(shù)上升最快,貯藏至21 d時病情指數(shù)高達(dá)100%,說明1-MCP對香蕉具有明顯抑制其病害發(fā)生的作用,而且濃度為0.16 g/L 1-MCP的效果最明顯。就不同套袋的香蕉而言,PBI氣調(diào)保鮮袋包裹的香蕉病情指數(shù)最高為40%,微孔膜包裹的香蕉病情指數(shù)最高為60%。說明PBI氣調(diào)保鮮袋的保鮮效果明顯優(yōu)于微孔膜。相對而言,0.16 g/L 1-MCP+PBI氣調(diào)保鮮袋對香蕉病情指數(shù)的抑制效果最好。
表1 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉可溶性固形物的影響?Table 1 Effect of 1-MCP combined with PBI modified atmosphere bag on soluble solids of banana %
表2 1-MCP結(jié)合微孔膜處理對香蕉可溶性固形物的影響?Table 2 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on soluble solids in banana %
表3 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉硬度變化的影響?Table 3 Effect of modified atmosphere bags treatment with 1-MCP and PBI on banana hardness kg/cm2
表4 1-MCP處理結(jié)合微孔膜處理對香蕉硬度變化的影響?Table 4 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on banana hardness kg/cm2
由表7、8可知,隨著貯藏時間的延長,香蕉的轉(zhuǎn)黃指數(shù)呈不斷上升的趨勢。經(jīng)0.16 g/L 1-MCP處理香蕉的轉(zhuǎn)黃指數(shù)上升趨勢明顯小于其他處理組。經(jīng)過PBI氣調(diào)保鮮袋包裹的香蕉基本都在第18天完全轉(zhuǎn)黃,而經(jīng)過微孔膜包裹的香蕉基本都在第15天完全轉(zhuǎn)黃。0.16 g/L 1-MCP+PBI氣調(diào)保鮮袋處理的香蕉,對比CK組能延遲10 d轉(zhuǎn)黃,而0.16 g/L 1-MCP+微孔膜處理的香蕉僅能延遲5 d轉(zhuǎn)黃??傮w來看,PBI氣調(diào)保鮮袋的貯藏效果要優(yōu)于微孔膜。
由表9、10可知,整個貯藏期,不同處理組香蕉的POD活性呈現(xiàn)波動的變化趨勢。貯藏第6天,0.00,0.08,0.16 g/L 1-MCP處理組POD酶活性呈上漲趨勢,可能是由于初期機(jī)械傷導(dǎo)致香蕉細(xì)胞系統(tǒng)完整性受到破壞,細(xì)胞內(nèi)的酶釋放,增加POD酶活性。貯藏第12天,除0.00 g/L 1-MCP+PBI氣調(diào)保鮮袋處理組外,其余處理組POD酶活性達(dá)到峰值,隨后呈現(xiàn)下降趨勢。使用PBI氣調(diào)保鮮袋包裹時,濃度為0.16 g/L和0.32 g/L 1-MCP處理的香蕉POD酶活性的波動程度最??;而用微孔膜包裹時,各處理組香蕉的POD酶活性波動較大。POD酶具有抗氧化的作用,因此果蔬為避免自身細(xì)胞受到傷害,其酶活會增強(qiáng)以消除自由基,而1-MCP與氣調(diào)袋的結(jié)合有利于香蕉保持較高的POD酶活性??傮w來看,0.08 g/L 1-MCP結(jié)合微孔膜更能較好地維持抗氧化酶系統(tǒng),延緩香蕉的衰老。
表5 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉病情指數(shù)的影響?Table 5 Effect of modified atmosphere bags treatment with 1-MCP and PBI on banana disease index %
表6 1-MCP結(jié)合微孔膜處理對香蕉病情指數(shù)的影響?Table 6 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane on disease index of banana %
表7 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉轉(zhuǎn)黃指數(shù)的影響?Table 7 Effect of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana turning yellow index %
表8 1-MCP結(jié)合微孔膜處理對香蕉轉(zhuǎn)黃指數(shù)的影響?Table 8 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane on yellowing index of banana %
表9 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉POD酶活性的影響?Table 9 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags on banana POD enzyme activity U/g
表10 1-MCP結(jié)合微孔膜處理對香蕉POD酶活性的影響?Table 10 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane on POD activity of banana U/g
由表11、12可知,貯藏期間,香蕉失重率整體呈上升趨勢。貯藏過程中,各處理組之間失重率差異不顯著(P>0.05)。未經(jīng)處理的香蕉失重率最高為95.74%,最低為91.57%;用1-MCP處理且覆裹PBI氣調(diào)保鮮袋的香蕉失重率最高為97.83%,最低為84.71%;用1-MCP處理套微孔膜的香蕉失重率最高為98.7%,最低為83.78%,兩種不同氣調(diào)袋和不同濃度1-MCP處理的香蕉失重率的變化趨勢區(qū)分不明顯,說明1-MCP處理和氣調(diào)袋對香蕉失重率影響不大。
由表13、14可知,隨著貯藏時間的增加,香蕉的呼吸強(qiáng)度不斷上升。貯藏6 d后,CK組的呼吸強(qiáng)度顯著高于其余4組(P≤0.05),說明1-MCP可有效抑制香蕉的呼吸代謝,延遲其呼吸躍變。PBI包裹的香蕉中,0.16 g/L 1-MCP處理組的呼吸強(qiáng)度始終保持最低,而微孔膜包裹的香蕉貯藏9 d后,0.16 g/L 1-MCP處理組的呼吸強(qiáng)度顯著低于其余4組(P≤0.05)。說明1-MCP能夠降低貯藏期間香蕉的呼吸強(qiáng)度,且不同濃度間的作用效果差異不明顯,這是因為氣調(diào)袋為香蕉提供了氣調(diào)微環(huán)境,延緩了香蕉的呼吸代謝及呼吸高峰的到來,從而起到了延長貯藏期的作用。由表13、14還可知,兩種不同氣調(diào)袋對香蕉呼吸強(qiáng)度的影響差異不明顯,相對而言0.16 g/L1-MCP 結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋對香蕉貯藏過程中呼吸強(qiáng)度抑制效果較好。
表11 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉失重率的影響?Table 11 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana weightlessness rate %
表12 1-MCP結(jié)合微孔膜處理對香蕉失重率的影響?Table 12 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on weight loss rate of banana %
表13 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉呼吸強(qiáng)度的影響?Table 13 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana respiration intensity mg CO2/(kg·h)
表14 1-MCP結(jié)合微孔膜處理對香蕉呼吸強(qiáng)度的影響?Table 14 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on respiration rate of banana mg CO2/(kg·h)
由表15、16可知,香蕉的可滴定酸隨著貯藏的時間延長呈下降趨勢,其中CK組的可滴定酸含量下降得最快,說明1-MCP處理抑制了香蕉可滴定酸含量的降低,在一定程度上減緩了香蕉品質(zhì)的變化。貯藏第6天,0.16 g/L 1-MCP結(jié)合微孔膜包裹的香蕉中的可滴定酸含量顯著高于空白組(P≤0.05),但PBI氣調(diào)保鮮袋顯著性并沒有微孔膜的高,說明在可滴定酸上微孔膜的保鮮效果優(yōu)于PBI氣調(diào)保鮮袋。
表15 1-MCP結(jié)合PBI氣調(diào)保鮮袋處理對香蕉可滴定酸的影響?Table 15 Effects of 1-MCP combined with PBI air conditioning bags treatment on banana titratable acid %
表16 1-MCP結(jié)合微孔膜處理對香蕉可滴定酸的影響?Table 16 Effect of 1-MCP combined with microporous membrane treatment on titratable acid of banana %
采用1-甲基環(huán)丙烯結(jié)合PBI保鮮膜氣調(diào)處理香蕉,除了硬度和可滴定酸指標(biāo)外,香蕉貯藏效果均比其他處理組效果好,可有效延緩可溶性固形物的上升,抑制病情指數(shù)及轉(zhuǎn)黃指數(shù)的增加,保持較低的POD酶活性。這是因為1-甲基環(huán)丙烯競爭性與乙烯受體結(jié)合,抑制了乙烯對香蕉的作用,再加上低溫條件下氣調(diào)袋自主調(diào)節(jié)O2與CO2的濃度,從而有效地延緩了香蕉在貯藏過程中對營養(yǎng)物質(zhì)的消耗,維持了香蕉較好的貯藏品質(zhì)。后續(xù)可從1-甲基環(huán)丙烯結(jié)合氣調(diào)袋對香蕉代謝的影響方面揭示其保鮮機(jī)理。