區(qū)仲甜 楊淑芳 王璐 蔣儂輝 梁凱庭 楊奇平

(1 中山市海棗椰農(nóng)業(yè)科技有限公司 廣東中山 528400;2 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所 廣東廣州 510640)

印度紅瓜屬熱帶葫蘆科紅瓜屬藤本植物，在 印度廣泛種植，是一種可食用的蔬菜［1］。紅瓜果實(shí)全年可收貨，尤其是多雨的季節(jié)［2］。紅瓜果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分豐富，富含β-胡蘿卜素，VA 轉(zhuǎn)化因子，同時(shí)也富含鐵、VC、蛋白質(zhì)和纖維的最佳補(bǔ)充植物之一［3］。雖然紅瓜營(yíng)養(yǎng)豐富，但是成熟的紅瓜果實(shí)（果皮紅色）皮薄汁多柔軟，在采收或運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的輕微機(jī)械摩擦也會(huì)造成果實(shí)表皮嚴(yán)重受損，導(dǎo)致果肉很快出現(xiàn)腐爛、霉變，而且其采后的生命力仍比較旺盛，貯藏期間容易腐爛變質(zhì)，這給印度紅瓜的貯藏運(yùn)輸、拓寬市場(chǎng)、延長(zhǎng)銷(xiāo)售時(shí)間等帶來(lái)不少困難。未完全成熟的青黃色紅瓜果實(shí)（8 成熟），果實(shí)較堅(jiān)硬，運(yùn)輸途中不易損壞，在常溫下放置幾天就成熟可食，是理想的運(yùn)輸期和貯藏階段。

漿果類(lèi)保鮮方法主要有低溫貯藏、氣調(diào)包裝貯藏、保鮮劑保鮮等［4］，其中低溫貯藏和氣調(diào)包裝的使用成本較高，也不利于終端流通使用［5］，保鮮劑大多是化學(xué)合成的殺菌劑［6］，農(nóng)藥殘留問(wèn)題比較突出。目前還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)為紅瓜研發(fā)的保鮮劑，加上采后保鮮難度高，嚴(yán)重阻礙了紅瓜種植推廣，也降低了企業(yè)加工紅瓜的意愿。

隨著保鮮技術(shù)的發(fā)展，大量保鮮技術(shù)涌現(xiàn)市場(chǎng)，ClO2緩釋劑保鮮技術(shù)在果蔬保鮮中廣泛應(yīng)用［7］，ClO2被世界衛(wèi)生組織譽(yù)為 A1 級(jí)別消毒劑［8］。此外，經(jīng)濟(jì)、安全的天然保鮮劑更是成為當(dāng)前果蔬貯藏保鮮研究的熱點(diǎn)，天然的植物源化學(xué)成分如香樟葉化學(xué)成分具有較強(qiáng)的抗菌廣譜性，既能殺滅真菌又能殺滅細(xì)菌，是安全衛(wèi)生無(wú)污染的天然保鮮劑［9］。有學(xué)者研究，經(jīng)過(guò)提取驗(yàn)證香樟葉中的活性成分包含有以倍半萜、單萜類(lèi)化合物為主的揮發(fā)性成分，以及含有黃酮及其衍生類(lèi)、木質(zhì)素、生物堿類(lèi)化合物等非揮發(fā)性成分，這些揮發(fā)和非揮發(fā)性成分均具有不同程度的抗菌［10］、抗氧化［11］、抗炎［12］和殺蟲(chóng)［13］等活性。開(kāi)發(fā)安全、有效、適合紅瓜特點(diǎn)的新型保鮮劑，是突破制約紅瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的有效解決辦法之一。本研究首次將香樟葉應(yīng)用于印度紅瓜保鮮劑的研制中，研制出一種新型的生物復(fù)合緩釋型保鮮劑并應(yīng)用在已轉(zhuǎn)青黃色的印度紅瓜上，配合低溫冷藏技術(shù)，以感官檢驗(yàn)、內(nèi)含物含量變化為指標(biāo)，綜合考察該新型保鮮劑對(duì)印度紅瓜的保鮮效果，以期為印度紅瓜物流保鮮提供理論基礎(chǔ)及方法。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

印度紅瓜采摘自中山市海棗椰農(nóng)業(yè)科技有限公司民眾鎮(zhèn)酷酷樂(lè)奇果叢林基地，選擇無(wú)病蟲(chóng)害、果皮無(wú)損傷的新鮮7成熟紅瓜果實(shí)。

1.1.2 試劑

新型復(fù)合緩釋型劑：通過(guò)查閱文獻(xiàn)和多次試驗(yàn)，確定該新型保鮮劑采用香樟葉提取物、高錳酸鉀、吸附載體、碳酸氫鈉、碳酸鈉、還原鐵粉、二氧化氯、有機(jī)酸、氯化鈣混合而成。其中，所述有機(jī)酸選自草酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸、酒石酸中的至少一種；所述的吸附載體選自4A 分子篩、硅藻土、硅膠、活性碳中的至少一種，優(yōu)選4A 分子篩。試劑全部為市購(gòu)的AR試劑。

1.1.3 儀器與設(shè)備

聚丙烯保鮮盒（PP）：規(guī)格43.7 cm×30.2 cm×16 cm，容量15.5 L；冷藏柜（意大利達(dá)克斯有限公司）；電子天平（天津市德安特傳感技術(shù)有限公司）；研缽；水浴鍋；組織搗碎機(jī)。

1.2 方法

1.2.1 新型保鮮劑制備方法

1.2.1.1 香樟葉緩釋劑制備

取新鮮香樟葉片在60℃左右充分烘干后粉碎；將香樟葉粉與無(wú)菌水混合，在30℃左右采用超聲波浸提1～2 h，然后真空抽濾，濾渣添加無(wú)菌水重復(fù)抽提2～3 次，合并濾液即為香樟葉提取物水溶液。將活化后的吸附載體加入到香樟葉提取物水溶液中并混合均勻，使吸附載體完全吸收香樟葉提取物水溶液，然后自然風(fēng)干，即得到香樟葉緩釋劑。香樟葉提取物水溶液與吸附載體的質(zhì)量比為1∶（1.2～2）。

1.2.1.2 乙烯吸附劑制備

乙烯吸附劑選擇高錳酸鉀，利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性能吸收乙烯氧化成無(wú)害的水和二氧化碳，進(jìn)一步營(yíng)造低氧氛圍，減少乙烯對(duì)瓜果的催熟作用。將無(wú)菌水加熱至80～90℃，加入高錳酸鉀攪拌至溶解，將活化后的吸附載體加入到高錳酸鉀水溶液中并混合均勻，然后自然風(fēng)干，即得到乙烯吸附劑。無(wú)菌水與高錳酸鉀的混合質(zhì)量比例為100∶（30～33）；高錳酸鉀水溶液與吸附載體的質(zhì)量比例為1∶（1.2～2）。

1.2.1.3 二氧化氯緩釋劑制備

二氧化氯、吸附載體、有機(jī)酸、氯化鈣的質(zhì)量比為1∶（1～2）∶（3～10）∶（1～7）。本實(shí)驗(yàn)取0.2份二氧化氯、0.3份硅藻土、1.2份草酸、0.8份氯化鈣混合均勻，得到二氧化氯緩釋劑。

1.2.1.4 二氧化碳釋放劑和吸氧劑

將碳酸氫鈉、無(wú)水碳酸鈉按照1∶1混合均勻，得到二氧化碳釋放劑。吸氧劑方面我們選擇還原鐵粉作為吸氧劑，還原鐵又稱(chēng)“雙吸劑”，不僅能夠吸收氧氣還能吸收水分，還能起到調(diào)節(jié)貯存環(huán)境的相對(duì)濕度的作用。

1.2.1.5 新型保鮮劑成品

將二氧化氯緩釋劑裝入到透氣透水袋中，成為二氧化氯緩釋包，單獨(dú)成為內(nèi)包。內(nèi)包置于外包中，在外包中再裝入二氧化碳釋放劑、還原鐵吸氧劑、乙烯吸附劑和香樟葉提取物緩釋劑，混合均勻，最終得到新型生物復(fù)合緩釋型保鮮劑，即本文所述的新型保鮮劑。整包新型保鮮劑的重量在10 g 左右，內(nèi)包包裝材料為原生木漿紙或竹纖維紙或復(fù)合紙或無(wú)紡布，外，包裝材料為無(wú)紡布或愛(ài)華紙或乳白臘紙。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別稱(chēng)取印度紅瓜1 500.0 g（精確到0.1），裝入保鮮盒內(nèi)。每個(gè)保鮮盒裝一包新型保鮮劑，設(shè)置3組不同添加量的香樟葉緩釋劑：

處理1：二氧化氯緩釋劑∶二氧化碳釋放劑∶還原鐵粉∶乙烯吸附劑∶香樟葉緩釋劑=1∶18∶9∶18∶18；

處理2：二氧化氯緩釋劑∶二氧化碳釋放劑∶還原鐵粉∶乙烯吸附劑∶香樟葉緩釋劑=1∶18∶9∶18∶27；

處理3：二氧化氯緩釋劑∶二氧化碳釋放劑∶還原鐵粉∶乙烯吸附劑∶香樟葉緩釋劑=1∶18∶9∶18∶36。

CK1：不添加任何試劑。

CK2：不添加香樟葉提取物，二氧化氯緩釋劑∶CO2釋放劑∶還原鐵粉∶乙烯吸附劑＝1∶18∶9∶18。

所有處理在4℃、相對(duì)濕度60%下保存，定期進(jìn)行測(cè)定。

在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇處理3（二氧化氯緩釋劑∶二氧化碳釋放劑∶還原鐵粉∶乙烯吸附劑∶香樟葉緩釋劑=1∶18∶9∶18∶27）作為基礎(chǔ)，以3 個(gè)因素：環(huán)境溫度（0、4 和10℃），相對(duì)濕度（40%、60%、80%），吸附劑（還原鐵粉∶乙烯吸附劑）的比例（1∶1、1∶2、2∶1）為影響因素，以好果率為指標(biāo)，設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)（表1），并分析各因素對(duì)保鮮效果的影響。

表1 正交試驗(yàn)因素和水平

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

失重率［14］：質(zhì)差法。

失重率＝（初始質(zhì)量－測(cè)定質(zhì)量）÷初始質(zhì)量×100%

果實(shí)等級(jí)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［15］：

1 級(jí)果：新鮮完好，無(wú)褐斑或水漬斑，或斑點(diǎn)面積小于1/4，果肉色澤，風(fēng)味正常，未長(zhǎng)霉；

2 級(jí)果：褐斑或水漬斑的面積占果實(shí)面積的1/4～1/2，果肉色澤，風(fēng)味正常，未長(zhǎng)霉；

3 級(jí)果：褐斑或水漬斑面積占果實(shí)面積1/2 以上，果肉色澤，風(fēng)味較差，已經(jīng)長(zhǎng)霉；

4級(jí)果：果實(shí)完全腐爛變質(zhì)。

好果率＝（1級(jí)果＋2級(jí)果）/總果實(shí)數(shù)×100%

可溶性固形物含量：采用手持折光儀測(cè)定。

維生素 C 的測(cè)定［16］：按照 GB 5009.86—2016測(cè)定。

總酸的測(cè)定［17］：按照 GB/T 12456—2008 測(cè)定，以檸檬酸計(jì)。

呼吸強(qiáng)度的測(cè)定［18］：靜止堿吸收法。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)每組3 個(gè)平行，并用SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 保鮮劑處理對(duì)印度紅瓜低溫冷藏過(guò)程感官指標(biāo)的影響

從表2 中可知，在低溫下（4℃）貯藏，對(duì)照組第5 天果皮顏色開(kāi)始發(fā)生變化，第10 天大部分已經(jīng)成熟，第15～20 天發(fā)霉至全部腐爛。處理組的試驗(yàn)效果明顯高于對(duì)照組，處理3效果最佳，貯藏的第25 天果實(shí)才開(kāi)始發(fā)霉腐爛，說(shuō)明該新型保鮮劑可以減緩果實(shí)呼吸速率，并抑制霉菌生長(zhǎng)。

表2 印度紅瓜保鮮過(guò)程感官指標(biāo)的變化

續(xù)表2 印度紅瓜保鮮過(guò)程感官指標(biāo)的變化

2.2 低溫貯藏過(guò)程中VC和總酸含量的變化

VC 是果實(shí)重要的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)之一，隨著果實(shí)生長(zhǎng)，成熟至后熟而被酶所氧化，發(fā)生變化。由圖1可知，在貯藏期間印度紅瓜果實(shí)VC 含量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。所有處理的果實(shí)都在第6～9 天達(dá)到峰值，之后開(kāi)始快速下降。所有用新型保鮮劑處理過(guò)的果實(shí)，下降趨勢(shì)低于對(duì)照組，尤其是處理3，隨著貯藏時(shí)間的變化，果實(shí)中VC含量明顯高于其他處理和對(duì)照組，各處理間差異極顯著（p＜0.01）。表明增加香樟葉提取物可以有效提高果實(shí)的抗氧化能力，減緩印度紅瓜果實(shí)氧化，抑制酶對(duì)VC的破壞。

圖1 印度紅瓜貯藏過(guò)程中VC含量的變化

總酸是果實(shí)重要的風(fēng)味指標(biāo)之一，如圖2 所示，印度紅瓜果實(shí)總酸的變化趨勢(shì)是一致的，都是先升高后降低的變化趨勢(shì)，在貯藏的第3～6天，果實(shí)總酸含量急劇上升，第6～9 天又快速下降，之后緩慢降低，而處理3總酸保有量明顯高于其他（p＜0.05），表明香樟葉提取物在延長(zhǎng)保存期的同時(shí)可以減少總酸的轉(zhuǎn)化量。

2.3 低溫貯藏過(guò)程中可溶性固形物含量和呼吸速率的變化

圖2 印度紅瓜貯藏過(guò)程中總酸含量的變化

可溶性固形物直接反映果實(shí)的成熟度和品質(zhì)狀況。從圖3可知，每組可溶性固形物含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，分別在貯藏的第6天達(dá)到最大值后，開(kāi)始下降。下降趨勢(shì)不同，CK 組急劇下降，明顯快于處理組，處理1、2 基本處于同一變化中，處理3下降速率則要遲于處理1、2，明顯慢于對(duì)照組，各處理間差異極顯著（p＜0.01），表明高濃度香樟葉提取物的保鮮劑對(duì)果實(shí)可溶性固形物積累的效果最好。

圖3 印度紅瓜貯藏過(guò)程中可溶性固形物含量變化

光合作用和呼吸作用是果實(shí)主要的代謝途徑，果實(shí)采摘后只進(jìn)行呼吸作用，其果實(shí)中的糖和有機(jī)酸等成分被氧化消耗，果實(shí)品質(zhì)逐漸下降。呼吸速率是反應(yīng)印度紅瓜在貯藏期間品質(zhì)變化的主要生理指標(biāo)。由圖4 可知，在貯藏的第6 天以前，果實(shí)幾乎處于同一呼吸速率，沒(méi)有顯著差異；第6天以后，果實(shí)呼吸速率開(kāi)始下降，對(duì)照組下降較慢，營(yíng)養(yǎng)消耗高；處理組，呼吸速率下降較快，營(yíng)養(yǎng)成分消耗低，果實(shí)中營(yíng)養(yǎng)充足，果實(shí)貯藏期長(zhǎng)（p＜0.01）。因此，通過(guò)呼吸速率變化的測(cè)定表明，新型保鮮劑可以一定程度抑制印度紅瓜的呼吸作用，維持印度紅瓜果實(shí)的有機(jī)質(zhì)。

圖4 印度紅瓜貯藏過(guò)程中呼吸速率的變化

2.4 低溫冷藏過(guò)程中好果率和失重率的變化

好果率和失重率是衡量果蔬貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖5 可知，CK1 在貯藏的第12 天果實(shí)就開(kāi)始出現(xiàn)腐爛發(fā)霉，而處理組的果實(shí)在第18～21 天時(shí)才發(fā)生變化，處理3 效果最好，各處理和CK 之間差異顯著（p＜0.05），說(shuō)明新型保鮮劑可以有效延緩果實(shí)衰老、腐敗，且高濃度香樟葉提取物的殺菌效果更好。

圖5 印度紅瓜貯藏過(guò)程中好果率的變化

失重率變化越小，表明印度紅瓜在貯藏過(guò)程中，營(yíng)養(yǎng)成分和水分等損失最小，保藏效果最好。由圖6 可以看出，對(duì)照組在貯藏的第6 天，失重率開(kāi)始急速上升，第12 天時(shí)，失重率超過(guò)了6%；而處理組失重率變化趨于平緩，各組之間差異并不明顯（p＞0.05），在整個(gè)貯存期內(nèi)失重率變化幅度較小，最高也沒(méi)有超過(guò)2%。表明添加一定濃度香樟葉提取物就可以達(dá)到較好的保鮮效果，高濃度香樟葉提取物不一定能減少印度紅瓜的重量損失。

圖6 印度紅瓜貯藏過(guò)程中失重率的變化

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

由表3 可以看出，對(duì)所有優(yōu)化試驗(yàn)測(cè)定了第15、20 和25 天的好果率，好果率逐漸降低，由于每個(gè)試驗(yàn)條件不同，每個(gè)因素之間交互作用不同。因此，降低程度不一樣。對(duì)第15 天好果率來(lái)說(shuō)，極差最大的是環(huán)境溫度，其次是相對(duì)濕度，二者對(duì)二氧化氯、二氧化碳和香樟葉化學(xué)成分釋放都產(chǎn)生影響，吸附劑的比例極差最小，其對(duì)緩釋劑的釋放速率影響不大；對(duì)第20 天好果率的測(cè)定結(jié)果表明，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，環(huán)境溫度不再是最主要的影響因素，相對(duì)濕度極差值最大，相對(duì)濕度是最主要的影響因素，環(huán)境溫度次之；同樣，在第25天測(cè)定結(jié)果也表明，相對(duì)濕度極差值最大。這可能說(shuō)明在貯藏前期，環(huán)境溫度較大程度影響著緩釋劑的釋放速率，從而間接影響著果實(shí)品質(zhì)；隨著時(shí)間延長(zhǎng)的影響趨于平穩(wěn)，相對(duì)濕度的變化開(kāi)始顯現(xiàn)，從而影響緩釋劑釋放速率。吸附劑的比例在整個(gè)過(guò)程對(duì)緩釋劑影響作用都不是很大。從整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，較優(yōu)的組合是第8 組A2B1C2，即貯藏溫度4°C、相對(duì)濕度40%、吸附劑鐵與高錳酸鉀的比例為1∶2。吸附劑的比例，從經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇1∶1即可，因此，最優(yōu)組合是A2B1C1。

2.6 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述正交試驗(yàn)所確定的較優(yōu)貯藏條件，以正交試驗(yàn)結(jié)果，即：環(huán)境溫度4℃，相對(duì)濕度40%和吸附劑的比例1∶1，為保鮮效果做驗(yàn)證，試驗(yàn)設(shè)3組平行，取平均值，結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 正交試驗(yàn)安排及結(jié)果

表4 貯藏條件驗(yàn)證試驗(yàn)及其結(jié)果

由表4可知，以較優(yōu)條件下貯藏15、20和25 d后，好果率分別達(dá)到100%、100%和99.0%。與正交試驗(yàn)最佳組合各項(xiàng)指標(biāo)相比，其相對(duì)誤差值分別為0，0 和1.48%，平行試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)誤差在5%以?xún)?nèi)，與優(yōu)化結(jié)果相符。綜合分析說(shuō)明，優(yōu)化的貯藏條件，具有穩(wěn)定性和可靠性。

3 討論與結(jié)論

根據(jù)GB-2760，ClO2被作為食品添加劑中的防腐劑，主要應(yīng)用于果蔬保鮮［19］。果蔬貯藏期間，殺菌非常重要，ClO2是一種可以有效殺死致病微生物和食品腐敗微生物的強(qiáng)氧化劑［20］。天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院研制的ClO2保鮮劑，明確表明可以有效抑制采后葡萄灰霉病致病菌的產(chǎn)生［21］；Chatuev 等［22］的研究表明，ClO2可以使西紅柿種子上的沙門(mén)氏菌數(shù)量減少了10 倍；Wu 等［23］做了ClO2對(duì)藍(lán)莓上的5種細(xì)菌，酵母和霉菌的對(duì)比研究，結(jié)果表明ClO2對(duì)李斯特菌，綠膿桿菌，沙門(mén)氏菌，金黃色葡萄球菌和耶爾森氏菌的殺滅效果最為顯著；香樟葉提取劑是天然的植物源殺菌劑，其成分具有不同程度的殺菌和抑菌等效果，且兼具抗氧化的效果［24］。段丹萍等［25］用香樟葉提取物對(duì)草莓灰霉病菌進(jìn)行抑制試驗(yàn)，結(jié)果表明其有效抑制灰霉病的發(fā)病率和對(duì)果實(shí)中多種酶起到保護(hù)作用；全沁果等［26］研究表明，香樟葉提取物在鹽水體系中對(duì)液態(tài)食品中金黃色葡萄球菌抑制效果最好；孫崇魯?shù)龋?7］對(duì)不同香樟葉提取物的抗氧化能力進(jìn)行研究，結(jié)果表明均具有較好的抗氧化效果。

本研究選取ClO2和香樟葉提取物作為保鮮劑中的殺菌成分，與對(duì)照相比，有效地抑制了印度紅瓜霉菌產(chǎn)生，減緩氧化進(jìn)程，延長(zhǎng)貨架期；緩釋劑組間對(duì)比表明，提高香樟葉提取物的占比，能進(jìn)一步提高緩釋劑的殺菌和抗氧化能力，從而提高印度紅瓜的保鮮效果。對(duì)于果蔬保鮮，除了殺菌，控制果蔬呼吸作用也是非常必要的，低溫貯藏本身就降低印度紅瓜的呼吸熱和呼吸速率，再結(jié)合二氧化碳釋放劑和還原鐵吸氧劑的作用，營(yíng)造一種低氧高CO2的環(huán)境，從氣調(diào)上達(dá)到貯藏效果。

乙烯吸附劑可以有效吸收果蔬產(chǎn)生的乙烯，延長(zhǎng)果蔬壽命。本研究將以上條件有力結(jié)合，對(duì)多種條件進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，將是否添加或添加不同劑量香樟葉提取物的保鮮劑進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果表明，添加香樟葉提取物可以更好地保持采后印度紅瓜果實(shí)顏色和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保鮮期延長(zhǎng)至20 天以上。另一方面，選取環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和吸附劑的比例作為影響新型保鮮劑保鮮效果的條件，通過(guò)正交試驗(yàn)，確定溫度4℃、相對(duì)濕度40%，吸附劑比例為1∶1 為較好的貯藏條件，能保留更多的營(yíng)養(yǎng)成分，可能是由于此條件下，緩釋劑釋放速率更加穩(wěn)定，從而延長(zhǎng)保鮮劑的效果，因此提高了保存效果。后期，可以通過(guò)進(jìn)一步細(xì)化確定更優(yōu)的貯藏條件，從而發(fā)揮新型保鮮劑的最大效果。