閻一鳴 ,宋建新*,李 盧,李學(xué)進(jìn),李喜宏*,賈紅霞,姜瑜倩,王軍慧
(1.天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,天津科技大學(xué)省部共建食品營(yíng)養(yǎng)與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300457;2.天津利源捷能氣體設(shè)備股份有限公司,天津 300392;3.天津綠新低溫科技有限公司,天津 300457)
榴蓮(Durio zibethinusMurr)又名韶子、麝香貓果,屬錦葵目木棉科榴蓮屬,是著名的熱帶水果之一,其氣味濃烈,愛之者贊其香、厭之者怨其臭[1]。榴蓮果肉中富含碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)以及多種維生素和礦物質(zhì),是一種營(yíng)養(yǎng)密度高且均衡的熱帶水果,享有“水果之王”的美譽(yù)[2]。由于榴蓮生長(zhǎng)的日平均溫度需在22 ℃以上,因此,我國(guó)的種植地區(qū)很少,主要依靠從泰國(guó)、馬來(lái)西亞等國(guó)家進(jìn)口[3]。此外,榴蓮是一種呼吸躍變型果實(shí),其成熟與呼吸躍變高峰相伴。不完全成熟的榴蓮殼不易剝落,果肉肉質(zhì)偏硬、口感差;當(dāng)榴蓮?fù)耆墒旌笃焚|(zhì)顯著提高,但耐儲(chǔ)運(yùn)性大幅度降低;在進(jìn)出口運(yùn)輸過(guò)程中極易腐敗變質(zhì),對(duì)采后榴蓮進(jìn)出口貿(mào)易造成巨大的危害[4]。保鮮困難是導(dǎo)致榴蓮價(jià)格普遍高于其他水果的重要原因之一,而鮮切榴蓮的貯藏期比榴蓮整果更短,僅1~3 d[5]。
常規(guī)的榴蓮保鮮技術(shù)主要有物理保鮮和化學(xué)保鮮兩種。范春玲等[6]開展了不同包裝材料對(duì)鮮切榴蓮保鮮品質(zhì)的影響研究,結(jié)果表明:在4 ℃條件下,所有供試材料中,HDPE 薄膜袋維持鮮切榴蓮品質(zhì)方面的效果最好。Siriporn 等[7]在25 ℃下外施500 nL/L 1-MCP 熏蒸處理榴蓮整果12 h 后于15 ℃條件下貯藏,結(jié)果顯示,1-MCP 處理有助于延緩榴蓮果實(shí)成熟,能夠使其貨架期從18 d 延長(zhǎng)至30 d。然而關(guān)于榴蓮果肉的保鮮技術(shù)研究鮮有報(bào)道。過(guò)氧化氫(H2O2)具有極強(qiáng)的氧化能力,其活性氧離子(O-)利用其中的活性氧能夠破壞微生物體內(nèi)的原生質(zhì),從而達(dá)到消滅食品中微生物的目的[8]。且在完成殺菌后,過(guò)氧化氫能分解為氧氣和水,不會(huì)留下有毒物質(zhì),是一種環(huán)保型保鮮劑。熱處理是受國(guó)內(nèi)外高度關(guān)注的一種物理保鮮手段,其主要優(yōu)點(diǎn)是安全性高、簡(jiǎn)便有效、無(wú)化學(xué)殘留,近年來(lái)在果蔬采后防腐保鮮方面逐漸受到重視[9]。其中,43~54 ℃條件下熱空氣處理10~60 min 或46~55 ℃條件下熱水處理30 s~10 min 在實(shí)際中較為常用[10],該技術(shù)通過(guò)鈍化果蔬中部分酶的活性,能起到保持色澤、形狀及延長(zhǎng)貯藏期的效果;而熱處理的溫度和時(shí)間對(duì)不同果蔬的影響差異顯著。
本研究采用熱燙結(jié)合H2O2處理的方法,探究了45℃熱燙處理5 min 以及55 ℃熱燙處理5 min 結(jié)合7.5%H2O2浸泡處理10 min 對(duì)采后榴蓮果肉貯藏品質(zhì)的影響,以期為榴蓮的采后保鮮提供理論參考。
‘金枕頭’榴蓮,由泰國(guó)皇家農(nóng)場(chǎng)集團(tuán)提供,經(jīng)2 d 陸路冷鏈運(yùn)輸,于2020 年9 月7 日運(yùn)送至天津科技大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品物流保鮮與加工實(shí)驗(yàn)室。挑選大小、外殼色澤一致,七分熟、無(wú)蟲害及機(jī)械損傷的榴蓮作為試驗(yàn)材料。將榴蓮整果放于14 ℃冷庫(kù),預(yù)冷24 h 后進(jìn)行下一步試驗(yàn)。
3,5-二硝基水楊酸、結(jié)晶酚,購(gòu)自上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司;乙酸、乙酸鈉、H2O2和乙醇,購(gòu)自霍尼韋爾(中國(guó))有限公司;酒石酸鉀鈉、多聚半乳糖醛酸、羧甲基纖維素鈉、水楊苷、愈創(chuàng)木酚和檸檬酸鈉,購(gòu)自湖北草之源醫(yī)藥科技有限公司;亞硫酸鈉、聚乙二醇6000,購(gòu)自天津市江天化工技術(shù)有限公司;聚乙烯吡咯烷酮,購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;Triton X-100,購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司;檸檬酸、鄰苯二酚、葡萄糖,購(gòu)自上海麥克林生化科技有限公司;以上試劑均為分析純;蒸煮袋,購(gòu)自石家莊市興隆包裝彩印廠。
WR-18 型色差儀,深圳市威福光電科技有限公司;TGL-16 型高速冷凍離心機(jī),四川蜀科儀器有限公司;AUY120 型電子分析天平,深圳力達(dá)信儀器有限公司;HH-6 型數(shù)顯恒溫水浴鍋,邦西儀器科技(上海)有限公司;BioTek Epoch 酶標(biāo)儀,美國(guó)伯騰儀器有限公司。
隨機(jī)選取大小、顏色一致的榴蓮果肉,試驗(yàn)組分別在45 ℃和55 ℃條件下熱燙處理5 min,對(duì)照組未經(jīng)過(guò)熱燙處理,而后將上述3 組榴蓮果肉在7.5%過(guò)氧化氫溶液中浸泡10 min。經(jīng)處理后的榴蓮果肉均采用0.015 mm 厚的透明蒸煮袋熱封包裝,包裝袋事先已用7.5%H2O2浸泡處理10 min。上述操作均在無(wú)菌實(shí)驗(yàn)臺(tái)中進(jìn)行。而后將榴蓮果肉貯藏于4 ℃條件下,每隔3 d 測(cè)定1 次相關(guān)指標(biāo)。
1.3.1 色差
用色差儀記錄榴蓮果肉表面色值。其中,L*值為亮度,L*值越大則亮度越大;a*值為紅綠色差,正值為紅色,負(fù)值為綠色,絕對(duì)值越大代表越紅或越綠;b*值為黃藍(lán)色差,正值為黃色,負(fù)值為藍(lán)色,絕對(duì)值越大代表越黃或越藍(lán)[11]。
1.3.2 可溶性固形物含量
參考Jirutthitikan 等[12]的方法,并稍作修改。稱取5.0 g樣品置于研缽中,向其中加入10 mL 蒸餾水。研磨至勻漿后,全部轉(zhuǎn)移至離心管中,在8 000 r/min 條件下離心5 min。取上清液滴在手持糖度儀的檢測(cè)鏡上,記錄數(shù)據(jù),單位用%表示。
1.3.3 細(xì)胞壁降解酶及氧化還原酶活性
纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶活性的測(cè)定參照曹建康等[13]的方法。
所有試驗(yàn)至少設(shè)3 組重復(fù),數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差,分別采用SPSS 13.0 和Origin 8.0 進(jìn)行方差分析和數(shù)據(jù)作圖。
如圖1 所示,在榴蓮果肉貯藏第15 天時(shí),對(duì)照組的榴蓮果肉組織產(chǎn)生明顯的塌陷和腐爛,且有大量汁液流出,打開包裝有發(fā)酵的酒味,已無(wú)食用價(jià)值。而經(jīng)過(guò)熱燙處理的試驗(yàn)組,果肉組織完好且堅(jiān)挺,僅在包裝內(nèi)壁附著少量的水滴,這可能是由于榴蓮果肉呼吸產(chǎn)生的熱量所致[14]。與對(duì)照組相比,經(jīng)熱燙處理的試驗(yàn)組榴蓮果肉仍保持良好的感官品質(zhì)和食用價(jià)值。由此可知,熱燙處理能夠彌補(bǔ)單純使用過(guò)氧化氫浸泡處理的不足,保持采后榴蓮果肉的品質(zhì)。
圖1 貯藏后期不同處理榴蓮果肉的外觀品質(zhì)Fig.1 The organoleptic quality of durian pulps with different treatments in later storage
榴蓮整果的成熟度較難判斷,一般需要依據(jù)生長(zhǎng)期、顏色、風(fēng)味、聲音和果刺等因素綜合判定[15]。而鮮切榴蓮果肉的色澤可以作為判斷其成熟度的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[16]。如表1(見上頁(yè))所示,在貯藏過(guò)程中,熱燙結(jié)合H2O2處理組榴蓮果肉的L*值均高于對(duì)照組;與45 ℃熱燙處理5 min 相比,55 ℃熱燙處理5 min 組的L*值更高且相對(duì)穩(wěn)定。就a*值而言,不同組的榴蓮果肉均在第12 天出現(xiàn)最小值,其中對(duì)照組a*值下降速度最快。在榴蓮果肉的整個(gè)貯藏過(guò)程中,熱燙結(jié)合H2O2處理能夠顯著減小貯藏期間榴蓮果肉L*值的波動(dòng),加速b*值的下降,且55 ℃熱燙的處理效果優(yōu)于45 ℃熱燙處理。
表1 熱燙結(jié)合H2O2 處理對(duì)榴蓮果肉色澤的影響Table 1 Effect of blanching combined with H2O2 treatment on the color of durian pulp
可溶性固形物是指液體或流體食品中所有溶解于水的化合物的總稱,包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等,其含量的變化可以反映果實(shí)的成熟度、品質(zhì)波動(dòng)及其代謝活動(dòng)[17]。如圖2 所示,H2O2處理組榴蓮果肉的可溶性固形物含量在貯藏期間呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),并在第6 天達(dá)到最大值,為24.30%。熱燙結(jié)合H2O2處理組的榴蓮果肉的可溶性固形物含量均在貯藏第3 天降至最小值,分別為7.95%(45 ℃、5 min)和10.14%(55 ℃、5 min);而在第12 天達(dá)到最大值,分別為12.30%(45 ℃、5 min)和19.60%(55 ℃、5 min)。由此可知,熱燙處理有助于推遲并降低榴蓮果肉中可溶性固形物含量的峰值,進(jìn)而起到延緩榴蓮果肉軟化和腐爛的作用。
圖2 熱燙結(jié)合H2O2 處理對(duì)榴蓮果肉可溶性固形物含量影響Fig.2 Effect of blanching combined with H2O2 treatment on the soluble solid content of durian pulp
植物細(xì)胞壁中的骨架結(jié)構(gòu)物質(zhì)纖維素,可在纖維素酶的作用下水解,生成β-葡萄糖,使細(xì)胞壁解體和果實(shí)軟化[18]。如圖3 所示,榴蓮果肉在貯藏前3 d 時(shí),H2O2處理的對(duì)照組中榴蓮果肉的纖維素酶活性高于熱燙處理組,且在第3 天達(dá)到最大值,為1 218.45 μg/(h·g);而熱燙結(jié)合H2O2處理組的纖維素酶活性均在貯藏第6 天時(shí)達(dá)到峰值,分別為910.41 μg/(h·g)(45 ℃、5 min)和1 245.73 μg/(h·g)(55 ℃、5 min)。在貯藏第12 天時(shí),三個(gè)處理組的纖維素酶活性均降至最小。由此可見,熱燙結(jié)合H2O2處理對(duì)榴蓮果肉貯藏前期纖維素酶活性的抑制效果較好,而在貯藏后期(6~15 d)效果不明顯。
圖3 熱燙結(jié)合H2O2 處理對(duì)榴蓮果肉纖維素酶活性的影響Fig.3 Effect of blanching combined with H2O2treatment on the cellulase activities of durian pulp
β-葡萄糖苷酶是纖維素酶的重要組成部分,與植物細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁的松弛或加固密切相關(guān)[13]。如圖4 所示,H2O2處理組榴蓮果肉的β-葡萄糖苷酶在貯藏第3 天活性最大,在第12 天的活性降到最小。而熱燙結(jié)合H2O2處理組的榴蓮果肉的β-葡萄糖苷酶活性變化較小,且在貯藏的前12 d,55 ℃熱燙處理組的β-葡萄糖苷酶活性始終低于45 ℃處理組。由此可見,55 ℃熱燙結(jié)合H2O2處理對(duì)貯藏期間榴蓮果肉的β-葡萄糖苷酶活性抑制效果最好。
圖4 熱燙結(jié)合H2O2 處理對(duì)榴蓮果肉β-葡萄糖苷酶活性的影響Fig.4 Effect of blanching combined with H2O2 treatment on the β-glucosidase activities of durian pulp
過(guò)氧化物酶是果實(shí)中普遍存在的氧化還原酶之一,在果實(shí)正常的生長(zhǎng)發(fā)育、成熟衰老,或是抗病、抗氧化、抗逆境脅迫過(guò)程中,該酶活性不斷地發(fā)生變化,對(duì)不同的變化做出相應(yīng)的應(yīng)答反應(yīng)[19]。如圖5 所示,在整個(gè)貯藏過(guò)程中(0~15 d),熱燙結(jié)合H2O2處理組的過(guò)氧化氫酶活性低于H2O2處理組,45 ℃熱燙組的過(guò)氧化物酶活性最大值僅為1.20 U/(g·min),而55 ℃熱燙組僅為0.71 U/(g·min)。其中,H2O2處理組和45 ℃熱燙結(jié)合H2O2處理組的過(guò)氧化物酶活性均在貯藏第3 天達(dá)到最大值,此時(shí),H2O2處理組的過(guò)氧化物酶活性分別是45 ℃和55 ℃熱燙結(jié)合H2O2處理組的1.88 和4.26 倍。隨著貯藏時(shí)間的延續(xù)(3~15 d),H2O2處理組中榴蓮果肉的過(guò)氧化物酶活性不斷降低,而熱燙結(jié)合H2O2處理組的榴蓮果肉的氧化物酶活性變化較小。由此可見,熱燙結(jié)合H2O2處理能夠有效鈍化榴蓮果肉中過(guò)氧化物酶的活性,進(jìn)而保持貯藏過(guò)程中榴蓮果肉較好的品質(zhì),且55 ℃熱燙處理鈍化過(guò)氧化物酶活性的效果優(yōu)于45 ℃熱燙處理的。
圖5 熱燙結(jié)合H2O2 處理對(duì)榴蓮果肉過(guò)氧化物酶活性的影響Fig.5 Effect of blanching combined with H2O2 treatment on the peroxidase activities of durian pulp
果實(shí)在后熟衰老或采后貯藏加工過(guò)程中,果肉組織出現(xiàn)的褐變與所含的多酚氧化酶活性密切相關(guān)[20]。如圖6 所示,H2O2處理組中榴蓮果肉的多酚氧化酶活性在貯藏期內(nèi)先升高后降低,在第6 天時(shí)達(dá)到最大值,為4.83 U/(g·min);而45 ℃熱燙結(jié)合H2O2處理組在榴蓮果肉貯藏前6 d 時(shí),多酚氧化酶的活性較低,在6~15 d 多酚氧化酶活性不斷增加,并在第15 天時(shí)達(dá)到最高值,為4.36 U/(g·min)。55 ℃熱燙結(jié)合H2O2處理組的榴蓮果肉的多酚氧化酶活性在貯藏第6 天時(shí)達(dá)到最大值,為2.56 U/(g·min),之后不斷降低。這說(shuō)明45 ℃熱燙結(jié)合H2O2處理對(duì)貯藏期榴蓮果肉中多酚氧化酶活性的抑制僅能維持6 d,而55 ℃熱燙結(jié)合H2O2處理則對(duì)榴蓮果肉的整個(gè)貯藏過(guò)程中(0~15 d)的多酚氧化酶活性具有較好的抑制效果。
圖6 熱燙結(jié)合H2O2 處理對(duì)榴蓮果肉多酚氧化酶活性的影響Fig.6 Effect of blanching combined with H2O2 treatment on the polyphenol oxidase activities of durian pulp
熱燙結(jié)合H2O2處理能夠有效改善榴蓮果肉的貯藏品質(zhì)。在榴蓮果肉的貯藏期間(0~15 d),熱燙結(jié)合H2O2處理保持了榴蓮果肉的色澤,尤其是顯著地延緩了榴蓮果肉L*值(77.76~78.04)的下降速率;同時(shí),熱燙結(jié)合H2O2處理抑制了貯藏期間(0~15 d)榴蓮果肉的β-葡萄糖苷酶、過(guò)氧化物酶以及多酚氧化酶的活性。結(jié)果表明,55 ℃熱燙5 min 結(jié)合7.5%H2O2處理對(duì)榴蓮果肉的保鮮效果最佳,本實(shí)驗(yàn)為采后榴蓮果肉短期內(nèi)不耐貯藏問(wèn)題的解決提供了方案。