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        淺析氣體調(diào)節(jié)保鮮技術(shù)在楊桃貯藏中的應(yīng)用*

        2021-11-15 02:41:38郭春陽曹玉華曾令超
        南方農(nóng)機 2021年21期
        關(guān)鍵詞:實驗

        郭春陽 , 曹玉華 , 張 立 , 曾令超

        (廣東白云學(xué)院機電工程學(xué)院,廣東 廣州 510080)

        0 前言

        楊桃是熱帶和亞熱帶地區(qū)的特產(chǎn)水果,果實皮薄,質(zhì)脆,具有5條棱,呼吸作用旺盛,營養(yǎng)成分下降快。其最佳的采收期是7月中旬,此時氣溫高、濕度大,果實采后在常溫條件下貯藏保鮮期較短,3天就會軟化腐爛,失去食用性,而如果低溫貯存保鮮方式不當(dāng),又容易造成凍傷、冷害、腐爛及病變等。同時,7月為水果成熟旺季,極易造成楊桃滯銷現(xiàn)象,若無相應(yīng)的保鮮措施,楊桃容易腐爛,造成經(jīng)濟損失??紤]到延長其貨架期的現(xiàn)實意義,需要深入進(jìn)行楊桃儲藏保鮮研究。目前,新鮮水果保鮮主要采用物理、化學(xué)和生物等方法,但與楊桃氣調(diào)保鮮相關(guān)的研究和報道較少[1-4]。

        由于楊桃的呼吸作用旺盛,降低楊桃的呼吸能力是延長楊桃貨架期的一種方法,普通的低溫貯藏可以減弱水果的呼吸作用,大約每降低10 ℃可以減弱呼吸作用的一半,這就抑制了水果的腐敗。但是不能僅從減弱呼吸作用和代謝作用的方面來選擇貯藏溫度,因為溫度過低會引起楊桃的凍傷和低溫病害,限制了水果貯藏期的進(jìn)一步延長,甚至使?fàn)I養(yǎng)成分產(chǎn)生一定程度上的損耗。而氣體調(diào)節(jié)保鮮技術(shù)在低溫貯藏的基礎(chǔ)上,通過人為改變氣體成分,降低環(huán)境氣體中的氧氣含量,改變二氧化碳和氮氣的組成比例,抑制果蔬呼吸作用,減少物質(zhì)消耗,使呼吸強度降低至僅能維持正常生命活動的最低程度,延緩楊桃成熟老化過程以達(dá)到保鮮效果[5-9]。

        本實驗通過氣體調(diào)節(jié)保鮮裝置對楊桃進(jìn)行貯藏實驗,分析楊桃在低溫貯藏下及氣體調(diào)節(jié)低溫貯藏條件下,貯藏期內(nèi)楊桃的理化指標(biāo)變化情況,為楊桃氣調(diào)貯藏研究提供可靠性依據(jù)。

        1 實驗材料與方法

        實驗選用的楊桃來自廣州市某果園,采摘時為發(fā)育豐滿、尚未充分成熟的青果,果實表面無碰傷,果實重100 g~150 g。10個楊桃為一組。楊桃在實驗前進(jìn)行10 ℃預(yù)冷處理,分為兩組進(jìn)行試驗。冷藏組套0.04 mm聚乙烯薄膜置于1號箱體中低溫貯藏(RA+RH,冷藏溫度5 ℃,相對濕度90%~95%),氣調(diào)組套0.04 mm聚乙烯薄膜置于2號箱體中氣調(diào)低溫貯藏(CA,冷藏溫度5 ℃,氧氣含量3%~5%,二氧化碳含量3%~5%,氮氣含量90%,相對濕度90%~95%)。每組均觀察好果率、失重率、外觀、硬度、可溶性固體物含量、維生素C含量。實驗平臺運行32天,每間隔4天進(jìn)行一次楊桃的理化指標(biāo)測試,直至楊桃無食用價值為止。

        2 儀器設(shè)備

        硬度計(GY5A,精度±0.01 kg/cm2,量程0.2 kg/cm2~15 kg/cm2),折光計(J157,精度0.000 01 RI,波長589.3 nm),電子天平(BAS 224S-CW,精度0.1 mg,量程220 g),智能嵌入式氣調(diào)試驗臺(試驗箱體、制冷系統(tǒng)、液氮沖注氣調(diào)系統(tǒng)、超聲波加濕系統(tǒng)、換氣系統(tǒng)和變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng):制冷系統(tǒng)包含制冷機組、前置溫度傳感器,液氮沖注氣調(diào)系統(tǒng)包含液氮氣化裝置、氧氣體積分?jǐn)?shù)傳感器,超聲波加濕系統(tǒng)包含加濕水箱、超聲波霧化振子、水霧導(dǎo)流裝置,換氣系統(tǒng)包含吸氣電磁閥、排氣電磁閥,變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)包含變頻風(fēng)機、風(fēng)速調(diào)節(jié)器等)。

        3 理化指標(biāo)測試方法

        好果率:感官測試法,通過肉眼觀測果實外貌,并與初始試驗果實外貌進(jìn)行對比。

        失重率:稱重法,楊桃在貯藏過程中的失重率(Δm)按公式(1)進(jìn)行計算

        其中:m0表示楊桃的初始質(zhì)量(g),mi表示第i天楊桃的質(zhì)量(g)。

        果實硬度:利用硬度計直接測定,讀取表盤上的數(shù)值,單位為kg/cm2。

        可溶性固體物(TSS):折射儀法,在20 ℃時用折光計測定待測樣液的折光率,直接在折光計上讀出。

        維生素C含量:微量熒光法[10],取10.0 g楊桃果肉,加入2 g酸洗活性炭,劇烈搖動后取5 mL移至裝有5 mL含50%的NaOAc和約27 mL鈣的水溶液中,加入鄰苯二胺水溶液,用渦流混合器振蕩,測定熒光強度。

        4 結(jié)果與討論

        4.1 楊桃好果率的變化

        如圖1所示,實驗中氣調(diào)組的楊桃保鮮程度優(yōu)于冷藏組。在第16天時,冷藏組的好果率為88%,氣調(diào)組的好果率為94%;在第32天實驗結(jié)束時,冷藏組的好果率為80%,氣調(diào)組好果率為88%,氣調(diào)組的好果率比冷藏組高約8%。氣調(diào)組在貯藏第16天時樣品中出現(xiàn)壞果,冷藏組在貯藏第8天時樣品中出現(xiàn)壞果。可見,氣調(diào)保鮮具有提高果實品質(zhì)的能力。從樹上采摘下來的水果仍然保持著生物活性,普通的低溫貯藏可以減弱水果的呼吸作用,抑制水果的腐敗,但楊桃處于氧氣濃度較高的環(huán)境中時,呼吸作用依舊旺盛。而采用氣體調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)低溫貯藏環(huán)境中的氣體組成,改為低氧氣、高二氧化碳濃度,能夠控制果蔬的呼吸和蒸發(fā),抑制微生物的生長,使水果獲得更好的保鮮,達(dá)到延期貯藏的目的。

        圖1 貯藏期內(nèi)楊桃好果率的變化

        4.2 楊桃失重率的變化

        如圖2所示,實驗中氣調(diào)組的楊桃保鮮程度優(yōu)于冷藏組。在第16天時,冷藏組的失重率為34%,氣調(diào)組失重率為14%;在第32天實驗結(jié)束時,冷藏組失重率為64%,氣調(diào)組失重率為22%。冷藏組從第8天開始失重曲線呈明顯上升趨勢,氣調(diào)組失重曲線較為平緩且失重率較低。楊桃水分的蒸發(fā)和營養(yǎng)物質(zhì)消耗是采后貯藏過程中果實失重的主要原因,失重?fù)p失會導(dǎo)致果實萎蔫、變質(zhì)及腐爛。氣調(diào)貯藏使楊桃在低氧、高二氧化碳的人工控制的空氣中進(jìn)行密閉冷藏,缺少氧氣的情況下楊桃的新陳代謝受到抑制,減少呼吸作用中底物的消耗,從而減少楊桃內(nèi)營養(yǎng)成分的損失,同時抑制貯存期間楊桃水分蒸發(fā)而發(fā)生的蒸騰現(xiàn)象,有效維持楊桃的質(zhì)量。

        4.3 楊桃硬度的變化

        如圖3所示,實驗中氣調(diào)組的楊桃硬度優(yōu)于冷藏組。在第16天時,冷藏組楊桃硬度0.75 kg/cm2,氣調(diào)組楊桃硬度0.95 kg/cm2;在第32天實驗結(jié)束時,冷藏組楊桃硬度0.55 kg/cm2,氣調(diào)組楊桃硬度0.8 kg/cm2。冷藏組從第4天開始硬度曲線呈明顯下降趨勢,氣調(diào)組硬度曲線下降平緩。楊桃在呼吸代謝過程中蛋白質(zhì)和脂肪等作為呼吸底物,經(jīng)過一系列氧化還原反應(yīng)被逐步降解氧化成二氧化碳和水,降解都是在特定酶的催化下發(fā)生的。氣調(diào)貯藏采用低氧、高二氧化碳的條件,酶類的活性遭到抑制,延緩了有機物的分解,降低維持楊桃硬度的果膠物質(zhì)的減少速度,減少揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生和果膠物質(zhì)的分解,阻礙楊桃脆硬度的降低,減慢衰老速度。

        圖3 貯藏期內(nèi)楊桃硬度的變化

        4.4 楊桃可溶性固體物(TSS)含量的變化

        如圖4所示,實驗中氣調(diào)組可溶性固體物含量優(yōu)于冷藏組。在第16天時,冷藏組可溶性固體物含量8.5%,氣調(diào)組可溶性固體物含量8.3%;在第32天實驗結(jié)束時,冷藏組可溶性固體物含量8.6%,氣調(diào)組可溶性固體物含量8.8%。冷藏組在第24天出現(xiàn)呼吸高峰,氣調(diào)組第28天出現(xiàn)呼吸高峰。楊桃在呼吸代謝過程中,其中的可溶性糖類會被降解成二氧化碳和水,但是代謝的速度不均勻的,達(dá)到呼吸高峰會迅速衰老,可溶性固體物含量會迅速下降。氣調(diào)貯藏采用低氧、高二氧化碳的條件,推遲呼吸作用高峰的到來,并能降低呼吸高峰頂點時的呼吸強度,可以有效控制楊桃品質(zhì),延長貨架期。

        圖4 貯藏期內(nèi)楊桃可溶性固體物含量的變化

        4.5 楊桃維生素C含量的變化

        如圖5所示,實驗中氣調(diào)組的楊桃維生素C含量優(yōu)于冷藏組。在第16天時,冷藏組楊桃維生素C含量24 mg/L,氣調(diào)組楊桃維生素C含量31 mg/L;在第32天實驗結(jié)束時,冷藏組楊桃維生素C含量16 mg/L,氣調(diào)組楊桃維生素C含量22 mg/L。維生素C含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,冷藏組從第8天開始維生素C含量呈明顯下降趨勢,氣調(diào)組在第16天開始維生素C含量下降,但趨勢較為平緩。維生素C是維持楊桃生命活動的有機物質(zhì),會被呼吸作用代謝為二氧化碳和水。通過降低氧氣濃度和提高二氧化碳濃度,能夠降低果蔬的呼吸強度,但是氧氣對呼吸強度的抑制必須降到7%以下才能起作用,但不應(yīng)低于2%,否則容易出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。氣調(diào)保鮮可以保持楊桃中維生素C的含量緩慢下降,以達(dá)到保鮮效果。

        圖5 貯藏期內(nèi)楊桃維生素C含量的變化

        5 結(jié)論

        造成楊桃變質(zhì)的原因是呼吸、蒸發(fā)、微生物增長及成分氧化的作用,這些作用與楊桃貯藏的環(huán)境氣體組成如氧氣、二氧化碳、水分以及溫度等有密切的關(guān)系。在5 ℃下采用兩種不同貯藏方式,低溫貯藏及氣體調(diào)節(jié)貯藏。通過對楊桃的理化指標(biāo)進(jìn)行分析,氣體調(diào)節(jié)組能夠控制楊桃貯藏環(huán)境的氣體成分,從而控制楊桃的呼吸及蒸發(fā)作用,抑制新陳代謝,控制氧化,最低限度地消耗自身營養(yǎng),維持其正常生命活動,保證其色澤、硬度、風(fēng)味及營養(yǎng)成分。實驗結(jié)果表明,氣體調(diào)節(jié)貯藏保鮮效果優(yōu)于低溫貯藏,氣體調(diào)節(jié)貯藏下楊桃可保鮮30~32天。

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