李京春,王立仙,郭衍銀*
(1.山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院,山東淄博 255049;2.濱州市沾化區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,山東濱州 256800)
油桃(Prunus persicavar.nectarina)又稱桃駁李,薔薇科、桃屬植物,是果實(shí)帶絨毛普通桃的變異品種,表皮光滑無毛,色澤鮮艷,香氣濃郁,果皮薄而汁液豐富,口感極佳[1]。油桃不僅富含糖類、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、果膠、胡蘿卜素、維生素C 及各種微量元素,還蘊(yùn)藏著17 種人體所需的氨基酸,具有止咳化痰、補(bǔ)氣益血、養(yǎng)陰生津、調(diào)節(jié)血壓等功效,深受消費(fèi)者青睞[2]。油桃采后呼吸代謝強(qiáng)烈,采摘時間又正值高溫季節(jié),受炎熱氣溫影響,常溫下存放3~5 d 便容易出現(xiàn)軟化甚至爛果,造成極大的經(jīng)濟(jì)損失,限制了油桃產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展[3]。因此,油桃的保鮮研究尤為重要。
氣調(diào)保鮮研究能夠提高果蔬的貯藏品質(zhì),延長貨架期。氣調(diào)分為自發(fā)氣調(diào)(modified atmosphere packaging,MAP)和控制氣調(diào)(controlled atmosphere,CA),但CA 保鮮不能移動且成本較高,而MAP 受包裝材料影響,二者在物流運(yùn)輸中的保鮮效果均比較有限。主動自發(fā)氣調(diào)(active modified atmosphere packaging,AMAP)是指在密閉環(huán)境中,果蔬依靠充入包裝材料內(nèi)的初始?xì)怏w進(jìn)行生命活動,通過呼吸作用達(dá)到某一階段的氣體平衡以維持基礎(chǔ)代謝的一種氣調(diào)方式,非常適合果蔬的物流保鮮[4-5]。AMAP 已在蒜薹[6]、西蘭花[7]、平菇[8]、香菇[9]上應(yīng)用,保鮮效果顯著。同時,主動自發(fā)氣調(diào)對枝孢霉[10]、桃吉爾霉[11]具有很好的抑制作用,體現(xiàn)出其作為物流保鮮技術(shù)的極大潛力。
目前,主動自發(fā)氣調(diào)保鮮的相關(guān)報(bào)道在油桃中研究較少。為改善油桃的物流保鮮效果,本文采用主動自發(fā)氣調(diào)方法,研究不同初始比例氣體在常溫下對油桃保鮮效果的影響,以期為油桃的常溫物流保鮮提供技術(shù)參考。
油桃采自山東省德州市武城縣李家戶鎮(zhèn)西店村油桃大棚種植基地,采摘當(dāng)日平均氣溫16 ℃,采后3 h 內(nèi)運(yùn)至山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏實(shí)驗(yàn)室,在(0±0.5)℃下預(yù)冷12 h 后,精選大小相似、顏色趨近、中等成熟度、無蟲害及機(jī)械損傷的完整油桃果實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。
Varian CP-3800 氣相色譜儀,美國Agilent 公司;GQ-300 氣調(diào)箱,廣州標(biāo)際包裝設(shè)備有限公司;SC-80 便攜式色差儀,北京康光儀器有限公司;TA·XTC-16 果蔬物性測試儀,上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司;UV-1750 紫外可見分光光度計(jì),日本島津國際貿(mào)易有限公司;MR-07825-00 O2/CO2測定儀,美國FBI Dansensor 公司;GL-20G-2 臺式高速冷凍離心機(jī),上海安亭儀器制造廠;DDS-320 型電導(dǎo)率儀,河南精邁儀器儀表有限公司。
三氯乙酸,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;硫代巴比妥酸,山東中科睿譜技術(shù)有限公司;鄰苯二酚,武漢卡米克科技有限公司;磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉,蘇州華航化工科技有限公司;氫氧化鈉,天津佰瑪科技有限公司;蒽酮試劑,廣東翁江化學(xué)試劑有限公司。所有試劑均為分析純。
將選取的360 個油桃分為4 組,每組設(shè)3 次重復(fù),每個重復(fù)30 個油桃,分別置于規(guī)格為48 cm×38 cm×24 cm氣調(diào)箱內(nèi)。每組處理的氣調(diào)箱分別充入氣體比例為10% O2+5% CO2(記為10% O2)、5% O2+5% CO2(記為5% O2)和3% O2+5% CO2(記為3% O2)的混合氣體,以自然空氣為對照(CK)。充氣后立即用不透氣蓋子密封氣調(diào)箱,置于(20±1)℃的溫度下貯藏,貯藏期間每2 d 取樣一次,進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。
1.4.1 氣調(diào)箱內(nèi)O2、CO2含量和呼吸強(qiáng)度
采用O2/CO2測定儀測得。取樣之前用O2/CO2測定儀測量氣調(diào)箱頂空O2和CO2含量,呼吸強(qiáng)度采用一定時間間隔內(nèi)CO2含量的增加進(jìn)行計(jì)算。
1.4.2 色度L*值和a*值
使用色差儀測定。每組選取5 個油桃,沿油桃赤道位置選取5 個等距位置進(jìn)行測定,記錄L*值、a*值。
1.4.3 硬度
采用果蔬物性測試儀進(jìn)行測定。每個處理組隨機(jī)選取6 個油桃,測定中心部位的硬度值。參數(shù)設(shè)定如下:5 cm 直徑的圓柱形平板探頭,壓縮程度30%,下壓、上行速度同為2.0 mm/s,測試速率1.0 mm/s,2 次下壓間隔預(yù)留時間為5 s,觸發(fā)力為0.3 N。
1.4.4 相對電導(dǎo)率和丙二醛(MDA)含量
相對電導(dǎo)率參照Li 等[12]的方法。用直徑6 mm 的打孔器隨機(jī)取油桃果肉,加入25 mL 蒸餾水,用電導(dǎo)率儀測其電導(dǎo)率,記為P0;25 ℃保溫1 h 后測其電導(dǎo)率P1;沸水浴30 min,再冷卻至25 ℃后測其電導(dǎo)率P2。計(jì)算公式見式(1)。
MDA 含量參照Hu 等[13]的方法,取1 g 油桃果肉,用5 mL TCA 研磨,5000 r/min 離心15 min 后,吸取2 mL 上清液,置于10 mL 離心管中,再加入2 mL TBA 和2 mL蒸餾水,沸水浴15 min 顯色,自然冷卻后5000 r/min 離心10 min,并在600、532、450 nm 波長下測定其吸光值。
1.4.5 可滴定酸和總糖含量
可滴定酸采用NaOH 滴定法測定[14],含量以檸檬酸計(jì)算??偺呛坎捎幂焱壬y定[15]。
1.4.6 乙醇、乙醛含量
參照黃艷鳳等[16]的靜態(tài)頂空氣相色譜法進(jìn)行測定。
數(shù)據(jù)采用IBMSPSS 22.0 軟件進(jìn)行LSD 差異顯著性分析(P<0.05),圖表采用Excel 2016 進(jìn)行制作。
圖1A 可以看出,各處理O2含量在0~2 d 內(nèi)急劇下降,但至第4 天尚未完全耗盡,第4 天時CK、10% O2、5% O2和3% O2處理組的O2含量分別為1.21%、1.13%、0.83%和0.74%,之后均趨近低于1%的水平,但未消耗殆盡。由圖1B 可知,所有處理CO2含量在貯藏0~2 d 快速升高,之后趨于平穩(wěn)水平,第10 天時CK、10% O2、5% O2和3% O2處理的CO2含量分別為20.6%、14.9%、9.9%和7.9%。這種變化是基于油桃的呼吸作用導(dǎo)致的。呼吸強(qiáng)度表明(圖1C),各處理除第2 天稍有上升外,基本呈下降趨勢,貯藏前6 d 各處理的呼吸強(qiáng)度下降速度較快,6 d 后下降速度逐漸減緩。其中第6 天時,CK、10% O2、5% O2和3% O2的呼吸強(qiáng)度分別降低了37%、48.8%、48.8%和50.4%。貯藏第10 天,3% O2的呼吸強(qiáng)度最低,僅為CK 處理的60%。這說明主動自發(fā)氣調(diào)造成的高CO2、低O2環(huán)境抑制了油桃的呼吸強(qiáng)度,在第2 天達(dá)到高峰后逐漸下降,致使貯藏后期再未出現(xiàn)明顯的呼吸高峰,有效地延長了果實(shí)的貯藏期和貨架期。
圖1 AMAP 對氣調(diào)箱內(nèi)O2(A)、CO2 濃度含量(B)和呼吸強(qiáng)度(C)的影響Fig.1 Effect of AMAP(A)on O2(B)and CO2(C)in contents containers and respiratory rate in a controlled atmosphere chamber
L*值表示果皮明亮度,其值為正數(shù)時果皮偏亮,負(fù)數(shù)時果皮偏暗;a*值表示果皮紅綠度,其值為正數(shù)時果皮偏紅,負(fù)數(shù)時果皮偏綠,其絕對值的大小決定了紅綠兩色的深淺[17]。圖2A 所示,整個貯藏期間,所有處理L*值均呈下降趨勢,表明貯藏時間越長,果皮光澤度越小,但CK 下降最快,而3% O2處理下降最慢。a*值均呈上升趨勢(圖2B),其中CK 明顯高于其他處理,表明AMAP 延緩了油桃變紅的速率,3% O2處理的延緩效果最為顯著。貯藏第10 天時,3% O2、5% O2和10% O2處理的a*值分別為CK 的92%、81%和78%,表明初始低O2濃度可有效抑制油桃果肉由綠變紅,延緩果實(shí)成熟和衰老的速率。
圖2 AMAP 對油桃色度L*值(A)和a*值(B)的影響Fig.2 Effect of AMAP on L*value(A)and a*value(B)of nectarine
果實(shí)硬度在一定程度上可以反映果實(shí)的耐貯性。如圖3 所示,整個貯藏期間,果實(shí)硬度均呈下降趨勢。其中,CK 下降最為明顯,整個貯藏期間下降了81%;3% O2下降速率最慢,貯藏期間下降了66%。第10 天時,3% O2、5% O2和10% O2處理的硬度分別為CK 的1.77、1.68 和1.5 倍,各處理間無顯著差異。表明隨著O2濃度的降低,細(xì)胞間牽引力的降速逐漸減緩,細(xì)胞間的黏性增強(qiáng),延緩了果實(shí)的軟化速率。
圖3 AMAP 對油桃硬度的影響Fig.3 Effect of AMAP on the hardness of nectarine
相對電導(dǎo)率是判斷細(xì)胞膜透性的關(guān)鍵指標(biāo),數(shù)值越高,細(xì)胞膜透性越大,細(xì)胞受損程度越嚴(yán)重。整個貯藏期間,所有處理基本呈上升趨勢(圖4A),但各處理間表現(xiàn)出差異。CK 的相對電導(dǎo)率最高,第4 天時為3% O2處理的1.49 倍,且第4 天之后一直處于最高水平。相比而言,3% O2和5% O2處理上升較慢,且整個貯藏期間二者未表現(xiàn)出差異。貯藏第10 天時,3% O2、5% O2和10% O2處理的相對電導(dǎo)率分別為CK 的90%、73%和70%。MDA含量通常作為判斷果實(shí)受逆境傷害程度的指標(biāo),同時也是反映果實(shí)抗氧化潛在能力的重要指標(biāo)[18]。與相對電導(dǎo)率變化趨勢類似,所有處理的MDA 含量基本呈上升趨勢,且CK 上升最快,而3% O2處理上升最慢,10% O2處理對機(jī)體內(nèi)MDA 含量的增長速率影響不大(圖4B)。表明隨著O2濃度的降低,果實(shí)產(chǎn)生的膜脂過氧化反應(yīng)被削弱,MDA 含量的積累受到抑制,3% O2和5% O2處理增強(qiáng)了果實(shí)的抗氧化能力,延緩了果實(shí)的成熟與衰老,有利于果蔬的長期貯藏。
圖4 AMAP 對油桃相對電導(dǎo)率(A)和丙二醛含量(B)的影響Fig.4 Effect of AMAP on relative conductivity(A)and MDA content(B)of nectarine
可滴定酸和總糖含量影響果實(shí)的口感和風(fēng)味,可以直觀地反映水果的品質(zhì)。由圖5A 可知,整個貯藏期間所有處理的可滴定酸含量變化基本一致,均呈下降趨勢,這是由于果實(shí)通過呼吸作用在不斷消耗組織內(nèi)的有機(jī)酸。其中,貯藏前2 d 內(nèi)快速下降,第2~10 天基本呈緩慢下降趨勢。第8~10 天時,CK 處理的可滴定酸含量急劇下降,其他三組處理下降速度較為緩慢,其中3% O2處理的可滴定酸含量最高,約為CK 處理的1.6 倍。
圖5 AMAP 對油桃可滴定酸(A)和總糖含量(B)的影響Fig.5 Effect of AMAP on titrable acidity(A)and total sugar content(B)of nectarine
總糖的含量是衡量果實(shí)品質(zhì)和成熟度的重要指標(biāo),果實(shí)內(nèi)各種可溶性糖含量的多少對果實(shí)口感有極大的影響。整個貯藏期間,所有處理總糖含量呈先上升后下降的趨勢(圖5B),但高峰出現(xiàn)的時間不同,CK 和10% O2處理的峰值出現(xiàn)在第4 天,而3% O2和5% O2處理的峰值出現(xiàn)在第6 天。同時可以看出,第4 天后,3% O2和5% O2處理的總糖含量顯著高于CK,約為CK 處理的1.5倍(P<0.05)。
乙醇、乙醛含量是采后果實(shí)發(fā)生無氧呼吸的重要體現(xiàn)[19]。圖6 所示,整個貯藏期間油桃的乙醇、乙醛含量基本呈上升趨勢。其中,CK 上升速率最快,而3% O2處理上升最慢。同時可以看出,3% O2和5% O2處理的乙醇、乙醛含量在0~6 d 上升緩慢,之后才迅速增加,而10% O2處理的走勢與CK 處理相似,未能較好地控制乙醇和乙醛的生成,表明初始低O2濃度可以有效抑制油桃的無氧呼吸,減少乙醇和乙醛的積累,延緩果實(shí)軟化及腐爛變質(zhì)的速率,防止產(chǎn)生異味,延長油桃貯藏期和貨架期。
圖6 AMAP 對油桃乙醇(A)和乙醛含量(B)的影響Fig.6 Effect of AMAP on the content of ethanol(A)and acetaldehyde(B)in nectarine
氣調(diào)過程中,O2和CO2比例對果蔬保鮮至關(guān)重要,適當(dāng)?shù)牡蚈2和高CO2含量有利于控制果蔬呼吸強(qiáng)度,進(jìn)而延長貯藏品質(zhì)[20]。較低的O2含量能夠抑制果蔬的呼吸作用,減少營養(yǎng)物質(zhì)的消耗,較好地保持果實(shí)的品質(zhì)和風(fēng)味;同時不利于微生物的生長,能夠防止腐敗現(xiàn)象的發(fā)生[21]。高氧貯藏是將貯藏環(huán)境中O2的含量控制在21%~100%的一種氣調(diào)方法,在保持采后果蔬貯藏品質(zhì)、抑制果蔬呼吸作用及微生物生長等方面表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢[22],在雙孢蘑菇[23]、草莓[24]等得到了很好的應(yīng)用。但不同果蔬反應(yīng)不同,如Zhang 等[25]指出,高氧促進(jìn)了黃化進(jìn)程,不利于西蘭花保鮮。本研究中,隨著O2含量的提高,油桃的呼吸強(qiáng)度逐次升高,但貯藏品質(zhì)下降,說明油桃不適于較高的O2貯藏環(huán)境。
超低氧(ultralow oxygen,ULO)貯藏是指將貯藏環(huán)境中O2的含量控制在2%或以下,延長果蔬貯藏期的一種氣調(diào)方法。Wrighti 等[26]和徐康等[27]對蘋果的研究中發(fā)現(xiàn)超低氧可以降低其呼吸強(qiáng)度,減少維生素C、可滴定酸、可溶性固形物含量的流失,同時保持較高的硬度;Elmir等[28]和Tian 等[29]在對鱷梨、油桃上也有類似結(jié)果。在AMAP 貯藏過程中,O2因油桃呼吸作用而不斷消耗,最后接近超低氧狀態(tài)。在固定初始CO2含量在5%前提下,3% O2處理對油桃的保鮮效果最好,乙醇和乙醛含量較低,其次為5% O2和10% O2處理。其中,初始?xì)怏w中包含5% CO2,主要作用是抑制油桃的初始呼吸強(qiáng)度,進(jìn)而利于保持適當(dāng)?shù)腛2含量,最終有效避免或減緩無氧呼吸的產(chǎn)生,3% O2處理的乙醇、乙醛含量顯著低于CK 也說明了這一點(diǎn)。
AMAP 是采用密封的方式進(jìn)行保鮮,不存在保鮮容器與外界的氣體交換,不會因密集碼垛放置而產(chǎn)生相互影響,進(jìn)而降低保鮮效果,非常適于物流運(yùn)輸中進(jìn)行保鮮。本研究采用的貯藏溫度為(20±1)℃,基本處于常溫狀態(tài),因而本研究適于油桃的常溫物流保鮮。本試驗(yàn)研究表明,初始比例的3% O2+5% CO2主動自發(fā)氣調(diào)處理能顯著降低油桃的呼吸強(qiáng)度,更好地維持硬度和色澤,延緩營養(yǎng)物質(zhì)消耗,且有效抑制乙醇、乙醛的積累,可作為油桃常溫物流運(yùn)輸保鮮的技術(shù)參考。