張 茜,楊志國,張 微,王華瑞
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西太原 030031)
紅香酥梨是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院以庫爾勒香梨與鵝梨雜交育成的中晚熟型紅皮梨品種,其果皮黃綠色,向陽面呈紅色,肉質(zhì)酥脆,香甜味濃,其抗寒、抗病、抗旱、耐澇、耐鹽堿能力優(yōu)于同類型酥梨。與國內(nèi)外紅色梨品種相比,色、香、味及貯運性均優(yōu)于英國的紅巴梨和我國的庫爾勒香梨[1]。近年來,紅香酥梨在山西、河北、陜西、山東等地的栽培面積及產(chǎn)量逐年增加,除了滿足國內(nèi)需求還遠銷國外,那么紅香酥梨如何長期貯藏并保持品質(zhì)以及冷鏈運輸條件的細化探索就成了亟待解決的問題。
逐步降溫技術(shù)可延緩南果梨[2]、桃[3-5]、獼猴桃[6]、草莓[7]等水果的品質(zhì)劣變,但對于鴨梨[8]而言,需要結(jié)合具體情況做出分析。目前,國內(nèi)應(yīng)用各種包裝材料[9-11]進行初步保鮮已經(jīng)取得了很好的效果,而且成本低廉,便于推廣。紅香酥梨作為西洋梨的雜交品種在貯藏后期及貨架期果皮容易轉(zhuǎn)黃,果面出現(xiàn)褐斑[12],果心也會有褐變[13],在一定程度上影響了銷售。目前,針對該類問題的研究主要集中在栽培[14-16]、病蟲害防治[17]及采收期的控制[18]方面,而對梨果貯藏品質(zhì)影響較大的冷鏈降溫條件尚未有具體研究。本試驗研究2 種降溫方式以及在不同降溫方式下PE 打孔保鮮袋對紅香酥梨貯藏期間采后生理及貯藏品質(zhì)的影響,以期探索更適宜的降溫方式及低溫貯藏條件,延長貯藏時間,提高貯藏品質(zhì),為紅香酥梨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。
試驗用紅香酥梨于2019 年8 月28 日采自山西省運城市鹽湖區(qū)龍居鎮(zhèn)南花村一管理良好的果園,當天10:00 前采收完立即運回山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所。5 ℃預(yù)冷24 h 散去田間熱,期間剔除畸形果、損傷果和軟果,挑選顏色均勻、大小及形狀相對一致的果實進行試驗。
預(yù)冷后,將果實均分為4 等份,分組為:0CKⅠ.裸果緩慢降溫入庫;0CKⅡ.裸果急速降溫入庫;0AⅠ.緩慢降溫套PE 打孔袋;0AⅡ.急速降溫套PE 打孔袋。0CKⅠ、0AⅠ先置于5 ℃冷庫,以每2 d 降1 ℃的方式緩慢降溫至0 ℃,整個降溫過程共需10 d;0CKⅡ和0AⅡ直接進入0 ℃貯藏。試驗中的PE 打孔袋采用0.015 mm 厚PE 袋,每個袋打12 個直徑為1 cm 的孔。每個處理3 次重復(fù),每個重復(fù)12.5 kg 樣品果,套袋處理的先不扎口,冷藏24 h,待果溫與庫溫一致后扎口。庫內(nèi)溫度為(0±0.5)℃,濕度為90%,入庫后定期取樣測定紅香酥梨的硬度、失質(zhì)量率、可溶性固形物和可滴定酸含量、果皮色澤、乙烯釋放速率、呼吸速率的變化,同時統(tǒng)計腐爛率、果心褐變指數(shù)。
1.3.1 品質(zhì)指標
1.3.1.1 果實硬度 于果實陰陽面赤道部各取一點測量,取其平均值為測量值。采用質(zhì)構(gòu)儀Texture Analyser XTplus(Stable Micro Systems,UK)進行穿刺試驗,P/5 探頭,速度1 mm/s,位移12 cm,觸發(fā)力0.049 N。探頭直徑為8 mm,下壓深度為10 mm。
1.3.1.2 失質(zhì)量率 每個處理固定18 個果實測定其質(zhì)量,重復(fù)3 次,取其平均值。
1.3.1.3 可溶性固形物SSC 和可滴定酸TA 采用數(shù)顯型糖度——酸度一體機PAL-BX/ACID(Atago,Japan)測定。用蒸餾水校準,從果實陰陽面兩側(cè)中部取對稱的2 塊直徑4 cm、薄厚一致的圓形果肉擠汁,分別測定后取平均值。
1.3.1.4 果皮色澤 于果皮陰面赤道部中央取一點測量。采用Minolta Chroma Meter CR-400(Minolta Konica,Japan)測量L*值、h°值、a*值和b*值。L*反映果皮的亮度,L*值從0~100 代表從黑色到白色;h°表示色調(diào)角,h°值從180°—90°—0°代表果皮顏色從綠色—黃色—紅色的轉(zhuǎn)變;a*值從負值到0 到正值代表果皮從綠色到藍紫到紅色的轉(zhuǎn)變;b*值從負值到正值代表果皮從藍色到黃橙色的轉(zhuǎn)變。
1.3.2 生理指標 在貯藏條件下,每個重復(fù)隨機取1 kg 左右果實,密封于玻璃罐中4 h,采用F-900 Portable Ethylene Analyzer(Felix,USA)測定乙烯釋放率和呼吸強度。
1.3.3 調(diào)查指標
1.3.3.1 腐爛率 統(tǒng)計腐爛果的個數(shù)。結(jié)合感官鑒定及計數(shù)法統(tǒng)計,依據(jù)梨的質(zhì)量標準,果實表面有發(fā)霉和斑點,有軟爛、腐敗的果實均為腐爛果。
1.3.3.2 果心褐變指數(shù) 根據(jù)果心褐變程度將過分褐變分為4 級(表1)。
表1 果心褐變程度分級
試驗結(jié)果采用Microsoft Excel 2007 版軟件進行整理,計算標準誤差并制圖。用SPSS 17.0 軟件進行方差分析和顯著性檢驗。
硬度是衡量果品貯藏品質(zhì)的重要指標之一。從圖1 可以看出,紅香酥梨隨著貯藏時間的延長果實硬度呈下降趨勢,貯藏120 d 后各處理硬度下降幅度均增大。其中,裸果緩降溫入庫處理(0CKⅠ)硬度下降最明顯;急速降溫套PE 打孔袋(0AⅡ)與急速降溫裸果入庫處理(0CKⅡ)相比在貯藏前期硬度下降較快,到60 d 時硬度比0CKⅡ低0.18 kg/cm2,過后0AⅡ硬度下降速度減緩,90 d 時兩者硬度大致相同,90 d 后0AⅡ硬度一直高于0CKⅡ;0AⅠ與0CKⅠ相比各階段硬度均下降緩慢,但沒有0AⅡ硬度高,0AⅠ和0AⅡ硬度差異小,未達到顯著水平(P>0.05)。
從圖2 可以看出,2 種裸果處理失質(zhì)量率均明顯高于套袋處理,到貯藏240 d 時裸果緩慢降溫處理(0CKⅠ)的失質(zhì)量率達6.08%,高出套袋緩降溫處理(0AⅠ)2 倍多,說明套PE 打孔袋對于紅香酥梨質(zhì)量的保持起重要作用。而2 種緩降溫處理的失質(zhì)量率均較急速降溫要高,但0AⅠ和0AⅡ差異未達到顯著水平(P>0.05),0CKⅠ失質(zhì)量最為嚴重。
梨中可溶性固形物主要為可溶性糖類,是最常用的呼吸底物[19],同時也是評判果實成熟度的主要指標之一。從圖3 可以看出,各處理條件下紅香酥梨果實可溶性固形物含量隨貯藏時間的延長而上下波動,緩降溫處理的0CKⅠ和0AⅠ較急速降溫處理0CKⅡ和0AⅡ可溶性固形物波動程度小;同條件下套袋處理的可溶性固形物波動程度大于裸果處理。
紅香酥梨果肉中的有機酸主要是蘋果酸[20],它是核果類水果的主要呈味物質(zhì);同時,也是呼吸代謝的第一消耗物質(zhì)[21]。從圖4 可以看出,貯藏期間,紅香酥梨的可滴定酸隨時間變化不大,各處理間未發(fā)現(xiàn)顯著差異。4 個處理的可滴定酸含量變化趨勢相似:除0AⅡ保持不變外,其他3 個處理貯藏前30 d 可滴定酸含量均有所上升,上升幅度0CKⅡ>0CKⅠ>0AⅠ;30 d 后均緩慢下降,除0CKⅡ在180 d 達到最低外,其他處理至120 d 時達到最低,隨后略有回升。
從圖5~8 可以看出,總休來說在整個貯藏期內(nèi)L*和a*呈上升趨勢,h°和b*呈下降趨勢。同時期h°值0AⅡ>0CKⅡ>0AⅠ>0CKⅠ,且急速降溫的2 個處理0AⅡ和0CKⅡ的h°值顯著高于緩慢降溫,而緩慢降溫的2 個處理0AⅠ和0CKⅠ在120 d之前h°值差異不顯著(P>0.05);各處理間亮度L*值的比較,同時期0AⅠ最大,0CKⅡ最小,0CKⅠ的L*值在180 d 之前高于0AⅡ,180 d 之后略有下降小于0AⅡ;同時期a*值除了90、240 d 時0CKⅡ>0AⅠ外,其余時期都遵循0CKⅠ>0AⅠ>0CKⅡ>0AⅡ,0CKⅠ和0AⅠ除在240 d 差異顯著外,其他時間都差異不顯著(P>0.05);前期b*值遵循0AⅡ>0AⅠ>0CKⅠ>0CKⅡ,120 d 后0CKⅠ>0AⅠ,總體0AⅡ最大,0CKⅡ最小。
隨著貯藏天數(shù)的延長,果皮亮度L*值逐漸升高,色調(diào)角h°逐漸下降,表明果皮顏色逐漸油膩變亮、底色由綠逐漸轉(zhuǎn)黃,預(yù)示果實衰老。緩降溫處理促進了鴨梨L*值、a*值的升高以及h°的降低,使果皮亮度增加、底色變黃;同條件下套PE 打孔袋處理促進了鴨梨L*值、h°值、b*值的升高和a*值的降低,但緩降溫條件下套袋與否對h°值和a*值的改變差異不顯著,可能是由于色澤測定未在梨果陽面進行的原因。
對大多數(shù)果實而言,乙烯釋放量可作為判斷貯藏期間果實完熟與衰老的標志[22]。由圖9 可知,180 d之前緩降溫入庫處理的乙烯釋放速率顯著高于直接入庫處理(P<0.05);4 個處理的乙烯釋放速率均在90 d 達到峰值,90~120 d 均緩慢下降。乙烯釋放速率峰值最高的0CKⅠ為1.09 μL/(kg·h),最低的0AⅡ為0.45 μL/(kg·h)。急速降溫的2 個處理0CKⅡ和0AⅡ的乙烯釋放速率在120 d 后緩慢上升,至240 d 時分別達到0.62 μL/(kg·h)和0.61 μL/(kg·h),均高出90 d 時的峰值水平;而緩慢降溫的2 個處理0CKⅠ和0AⅠ雖然在180 d 呼吸高峰值分別比0CKⅡ和0AⅡ高出約1 倍,但之后下降明顯,在210 d 時0AⅠ的乙烯釋放速率已降至比其余4 個處理都低。
呼吸強度是衡量水果物質(zhì)消耗的重要指標之一[22]。由圖10 可知,本試驗紅香酥梨在低溫條件下各處理均未發(fā)現(xiàn)明顯的呼吸高峰。貯藏初期紅香酥梨的呼吸強度仍然很大,隨著時間的延長呼吸強度逐漸下降;2 種套袋處理的呼吸強度要高于2 種裸果處理,裸果急速降溫處理(0CKⅡ)的呼吸強度最低。180 d 之前緩降溫PE 打孔袋處理(0AⅠ)的呼吸強度高于急速降溫PE 打孔袋處理(0AⅡ),180 d之后下降至低于0AⅡ,與0CKⅠ和0CKⅡ趨同。
整體來看,低溫條件下整個貯藏期間紅香酥梨的乙烯釋放速率和呼吸強度一直處于較低水平。雖然未檢測到明顯的呼吸高峰,乙烯釋放量仍出現(xiàn)峰值。緩降溫處理前期乙烯釋放速率高,峰值后下降明顯,直至與急速降溫處理(0AⅡ)趨同甚至更低(0AⅠ);套袋處理的呼吸強度要高于裸果處理,0AⅠ最高,180 d 后下降最明顯,與0CKⅠ和0CKⅡ趨同。
紅香酥梨屬于呼吸躍變型水果,在常溫貯藏有明顯的呼吸高峰和乙烯高峰[22-23]。有研究顯示,貯藏環(huán)境中的乙烯質(zhì)量濃度與果實呼吸躍變時間呈對數(shù)關(guān)系[22];這里各處理果乙烯代謝高峰期釋放量僅為0.47~1.09 μL/(kg·h),遠低于其他梨冷藏試驗[24-25]和紅香酥梨常溫貯藏中的乙烯代謝水平[18,23],因此認為,這是造成低溫條件下未出現(xiàn)明顯呼吸高峰的主要原因。
腐爛率高一直是紅香酥梨貯藏后期的一個嚴重問題。從圖11 可以看出,除120、180 d 的0CKⅡ和0AⅡ外,各處理腐爛率差異顯著(P<0.05):2 種急速降溫處理(0CKⅡ和0AⅡ)從貯藏30 d 就開始有腐爛果;而裸果緩降溫處理(0CKⅠ)60 d 出現(xiàn)腐爛果,緩降溫PE 打孔袋處理(0AⅠ)在120 d 時出現(xiàn)腐爛果。貯藏至210 d 時,0CKⅡ處理腐爛率最高,達到6.64%;0AⅡ、0CKⅠ、0AⅠ處理腐爛率分別是3.92%、2.85%和2.28%。緩降溫PE 打孔袋處理(0AⅠ)的腐爛率顯著低于其他3 個處理。
從圖12 可以看出,各處理120 d 前均未發(fā)現(xiàn)果心褐變。裸果急速降溫處理(0CKⅡ)的果心褐變指數(shù)顯著高于其他3 個處理,緩降溫PE 打孔袋處理(0AⅠ)果心褐變指數(shù)最低,在240 d 時27.78%;急速降溫裸果處理(0CKⅠ)180 d 時果心褐變指數(shù)低于0AⅡ,后快速增長,在210 d 時超過了0AⅡ,達到25.56%。
本研究表明,緩降溫處理顯著降低了紅香酥梨的腐爛率和果心褐變指數(shù),同條件下套PE 打孔袋處理也可有效延緩梨果的腐爛和果心褐變。
本試驗以紅香酥梨為試材,研究了不同降溫方式和套PE 打孔袋對紅香酥梨貯藏期生理及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,低溫貯藏條件下降溫方式和套PE打孔袋對紅香酥梨的硬度和可滴定酸含量沒有顯著影響;緩降溫處理較急速降溫處理對可溶性固形物含量的影響小,且貯藏前期乙烯釋放速率較急速降溫處理高,但會使果皮亮度增加、底色變黃。180 d之后緩降溫套PE 打孔袋處理(0AⅠ)的乙烯釋放速率下降至低于其他3 個處理;套PE 打孔袋處理可有效降低紅香酥梨的失質(zhì)量率,其貯藏前期(180 d)的呼吸強度較裸果處理高,180 d 后0AⅠ的呼吸強度下降至與其他處理趨同;緩降溫和套PE 打孔袋都可有效降低紅香酥梨的腐爛率和果心褐變指數(shù)。
采用低溫套袋貯藏的果實失重率較裸果處理明顯降低,這可能與袋內(nèi)微環(huán)境相對穩(wěn)定結(jié)合低溫共同抑制了果實的呼吸作用,且與外界的氣體交換減少,果實水分損失減少有關(guān)。
細胞膜的穩(wěn)定性與果實褐變密切相關(guān),膜結(jié)構(gòu)的破壞是果實酶促褐變的前提。有研究表明,細胞膜結(jié)構(gòu)的破壞程度與梨果心褐變呈正相關(guān)[26],而能量的缺乏可能導(dǎo)致膜破壞無法恢復(fù),加重了褐變的發(fā)生[27]。本試驗發(fā)現(xiàn)緩降溫處理顯著降低了紅香酥梨的腐爛和果心褐變程度,與鞠志國等[28]的研究結(jié)果一致。
本試驗中緩降溫套PE 打孔袋處理(0AⅠ)雖然由于緩降溫的關(guān)系使果皮變亮變黃,且在貯藏前期(180 d 前)其乙烯釋放速率和呼吸強度也相對較高,但在貯藏后期(180 d 之后)乙烯和呼吸都降到了平均值及以下。0AⅠ處理對失質(zhì)量率、腐爛率和果心褐變指數(shù)的降低更明顯,在240 d 時與急速降溫裸果處理(0CKⅡ)相比,0AⅠ處理的失質(zhì)量率、腐爛率、果心褐變指數(shù)分別降低64%、66.7%和34.2%。緩降溫套PE 打孔袋處理能有效降低紅香酥梨的果心褐變及腐爛率,延長其長期貯存的果品品質(zhì)。關(guān)于降溫方式對紅香酥梨果心褐變的影響機理有待進一步研究。