兰鑫哲,姜爱丽,胡文忠,*
(1.大连工业大学食品工程学院,辽宁大连116034; 2.大连民族学院生命科学学院,辽宁大连116600)
甜樱桃采后生理及贮藏保鲜技术进展
兰鑫哲1,姜爱丽2,胡文忠2,*
(1.大连工业大学食品工程学院,辽宁大连116034; 2.大连民族学院生命科学学院,辽宁大连116600)
从呼吸作用、乙烯作用、酶的变化和果肉营养成分变化等方面阐述了甜樱桃果实采后的生理特性,并从冷藏保鲜、气调保鲜、减压保鲜、辐照保鲜、热处理和化学保鲜等方面综述了甜樱桃贮藏保鲜技术,提出目前存在的问题与未来的对策。
甜樱桃,采后生理,贮藏保鲜技术
甜樱桃(Prunus avium L.)又称樱桃、大樱桃、西洋樱桃,为蔷薇科(Rosaceae)樱桃属(Cerasus)植物。其果实不仅色泽鲜艳、口感独特,而且营养价值极为丰富,每100g鲜果肉中铁含量达8mg,居水果之首[1-2]。但甜樱桃果肉软、皮薄、多汁,而且采收上市正值5~7月高温季节,属不耐贮运的易腐易烂果品,采后若在常温下贮运,极易出现枯梗、褐变、质变、腐烂和风味变淡等现象。因此研究解决其产后贮运保鲜技术具有重要的现实意义。
1.1 呼吸作用
呼吸作用是一切生命存在的显著特征,是直接影响果蔬贮藏保鲜的关键指标。甜樱桃果实属于非呼吸跃变型果实,在成熟及贮藏过程中其呼吸强度一直呈下降趋势。与其它水果相比,其呼吸强度中等,但因品种不同,贮藏条件不同,呼吸强度的差异也较大,通常早熟品种果实的呼吸强度要高于晚熟品种,因此,早熟品种较不耐贮藏[3]。影响呼吸作用的因素有品种、成熟度、温度、气体成分、机械损伤、压强等,其中贮藏温度对其影响最大。甜樱桃的呼吸强度随着贮藏温度的升高而增强,一般温度每升高10℃,其呼吸强度可提高约1.5倍,即温度系数(Q10)为2.5[4]。
1.2 乙烯作用
甜樱桃果实成熟及贮藏过程中乙烯释放量很小。即使成熟的果实,其乙烯释放量在贮藏过程中也一直维持在极低的水平,没有明显的乙烯高峰出现。姜爱丽等[5-7]研究发现,甜樱桃果实的乙烯释放量与贮藏效果之间存在一定相关性,贮藏效果较好的果肉乙烯含量比同期对照组低,表明乙烯对甜樱桃果实的采后衰老进程存在一定影响。贮藏效果越好乙烯含量越低,并且高浓度的CO2可以显著地抑制甜樱桃果实乙烯的释放,Hartmann[8]的研究也支持了这一观点。
1.3 酶的变化
甜樱桃果实在贮藏过程中,伴随着苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的升高,果肉发生褐变,并随着贮藏时间延长而加深。但是随着褐变程度的进一步加深,PAL、PPO和POD活性却又有所下降,而且当果实处在热处理条件下3种酶活性受到抑制时,果肉褐变仍在继续进行,这表明甜樱桃果实的褐变并不完全是由酶促反应引起的,可能还与其它氧化反应和衰老进程有关[6]。
Barrett等[9]的研究表明,多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)和β-半乳糖苷酶(β-Gal) 3种酶活性在果实成熟软化过程中均显著升高,并在果实成熟时达到高峰,而且这3种酶的变化与果实硬度的变化密切相关。果胶物质的降解和交联能力的下降可能引起甜樱桃果实的软化。
1.4 果肉营养成分变化
甜樱桃果实每100g可食部分中含有碳水化合物12.3~17.5g,糖分1.9~17.1g,蛋白质1.1~1.6g,脂肪0.3~0.5g,有机酸1.0g,除苹果酸外,还含有微量柠檬酸、酒石酸和琥珀酸,维生素含量也很高。甜樱桃采后及贮藏期间呈旺盛的呼吸作用及贮藏初期有机酸迅速分解,可能是导致甜樱桃贮后风味丧失的主要原因。在甜樱桃贮藏过程中果实还原糖、有机酸及维生素C都呈递减趋势,所以贮藏果实不论是风味品质还是营养价值都是逐步降低[10]。
2.1 采收
供贮藏的果实必须在成熟期达到充分发育时进行采收,早采不能充分达到该品种应有的品质;晚采常降低耐贮性。甜樱桃应在清晨露干后或傍晚下露前采收,果实应带果柄,避免在中午或一天内温度高、光照强的时候采收。多雨季节成熟的甜樱桃,采前易发生裂果。采前喷石灰水可以减轻裂果,从而降低损失。采收方法可采用机械采收和人工采收,而以人工采收的果实耐贮性好。
2.2 贮前处理
甜樱桃采下后立即通风快速预冷,但不宜采用水冷却,因为此法常导致裂果和果面斑点病。选择果实质量好、无破损、无病虫的果,用扁形容器或果盘包装,装量不宜过多,以免压伤。包装容器外可用薄膜包裹,以减少水分蒸发。甜樱桃在贮运过程中果梗极易脱落,造成伤口而腐烂。为防止果梗脱落,可以在采后用钙盐浸果,阻止果梗与果体间形成离层[11]。徐凌等[12]研究表明,采前喷施不同质量分数的钙和钾处理能够抑制PG和POD的活性,减缓膜质过氧化物(MDA)在细胞中的积累,延缓在贮藏期间品质劣变速度,有效提高甜樱桃果实的品质和耐贮性能。其中,1.5%Ca(NO3)2+0.3%KH2PO4处理对减缓果实衰老、减少果实腐烂和保持甜樱桃果实品质的效果最好。
2.3 贮藏保鲜技术
2.3.1 冷藏法 通过降低环境温度来抑制果蔬新陈代谢和致腐微生物的活动,使之在一定时间内保持其新鲜度、颜色、风味。综合国内外有关报道,甜樱桃冷藏适宜温度为-1~1℃,湿度为90%~95%,在此条件下,甜樱桃贮藏期可达30~40d[13-14]。为提高贮藏效果,甜樱桃在入库前要先预冷,采后要及时处理。任杰等[15]研究了‘拉宾斯’(Prunus avium L.cv. Lapins)经冰水预冷、0℃强制通风预冷以及15%CO2短时处理后在近生物冰点(-1.0±0.5)℃贮藏条件下果实的风味品质、腐烂率和贮藏过程中的果汁冰点变化,贮藏60d,其中以强制通风预冷+CO2短时处理+聚乙烯袋效果最佳,在贮藏过程中未出现果实腐烂现象,说明近生物冰点贮藏技术能最大程度的延长甜樱桃的贮藏期。牛建斌[16]提出甜樱桃果实较小,通气性差,为防止出现捂热现象,预冷时厚度要小于10cm。
2.3.2 气调贮藏法 快速降氧法(CA贮藏):是通过控制环境的O2和CO2浓度来减缓果实的代谢强度,从而实现保鲜目的。环境中的O2浓度对甜樱桃呼吸强度有明显影响,当O2浓度低于10%时,果实呼吸速率急剧降低。0℃,相对湿度90%~95%,10% CO2、11%的O2,过多的CO2常用二氧化碳脱除机除去。利用此法一般可贮藏40d左右。甜樱桃对CO2不敏感,但品种间差异较大,Burlat樱桃在12%的CO2条件下很快变味。Remen等[17]研究表明,在0℃条件下,将库内CO2浓度提高到17%,对萨米托樱桃处理7d,果实品质几乎未受影响,可延长保鲜期和降低腐烂率。高浓度CO2处理不仅可抑制内源乙烯的产生,而且还可抑制POD和PPO活性以及降低MDA含量。气调保鲜的CO2浓度一般在10%~15%,个别报道可达25%,甚至30%。这主要是品种不同所致。甜樱桃在含有15%CO2和6%O2的空气中贮藏时,果实会因CO2过多而软化,但在高浓度CO2(15%~20%)和温度为15℃条件下进行短期贮藏6~7d,则仍能使樱桃保持较好的品质,标准果的出库率达95%,而对照标准果则为7.1%,说明该法可用于樱桃的短期贮藏[11]。
自然降氧法(MA贮藏):甜樱桃在常温下能存放3~5d,而用简易气调法可贮藏40~60d。用塑料薄膜做成硅窗大帐,每帐贮藏250~1500kg。硅窗大帐内做成多层架式结构,每层贮藏果厚5~10cm,在-1~0℃、相对湿度90%~95%和10%CO2、11%O2的环境条件下贮藏。MA保鲜尽管效果不如CA好,但成本低、易操作。MA保鲜甜樱桃的薄膜袋以厚0.02~0.04mm的聚乙烯袋为佳,装果量在5kg/袋较好。孙蕾等[18]认为在(-1±0.5)℃的条件下,用0.02mm聚乙烯袋保鲜甜樱桃的效果最佳。
2.3.3 减压保鲜 减压贮藏又称为低压贮藏(LPS)、半气压贮藏、真空贮藏等。不仅具备保鲜特点,还利于果实内源乙烯的扩散,从而减轻乙烯的生理作用。它是将产品放置于密闭的贮藏室内,抽气减压,使其在低于大气压力的环境条件下贮藏,并维持低温的贮藏方法,用减压贮藏可以保持新鲜果蔬品质、硬度、色泽等。在相同贮藏环境下,减压贮藏明显要比冷藏效果好。宗绪和等[19]研究指出,(0±0.5)℃条件下,减压机压力控制在0.06~0.08MPa,每隔4h启动换气1次,每次3min左右,贮藏60d好果率达96%。因减压保鲜成本较高,操作繁琐,且果实风味物质容易损失,难以在短期内大范围推广。
2.3.4 辐射保鲜 γ-射线可以抑制果蔬的新陈代谢、延缓衰老,并有杀菌作用,被广泛地用来控制果蔬的采后病害。Neven和Drake[20]用300 Gy γ-射线处理甜樱桃果实,0℃条件下贮藏14d后,照射组甜樱桃果实的腐烂率低于对照组、热处理组及溴化甲烷处理组,果实质量也比其它处理组表现良好。
果蔬采后经一定剂量的紫外线(UV)照射,也可以降低腐烂率,延长贮藏期。低剂量的UV-C不仅可以直接杀死病菌,而且可以诱导寄主产生抗病机制,增强抗病性[21-22]。
2.3.5 热处理 适当时间的热处理可保持果实品质,抑制果实腐烂,延长货架期。引起果实腐烂的病原菌最适生长温度范围在21~25℃,通常热处理的有效温度为46~60℃。刘尊英等[23]采用0.1%VC+热水42℃10min对新鲜大樱桃进行热处理,明显抑制了甜樱桃果实褐变和腐烂率的上升及可滴定酸和VC含量的下降。静玮[24]等采用热水喷淋结合拮抗菌来保鲜大樱桃,果实的腐烂率显著降低。
2.3.6 生物保鲜 利用微生物或动植物提取物来减少病原微生物数量或控制病害发展,可代替化学杀菌剂有效地控制采后病害,达到贮藏保鲜的目的。洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)、季也蒙假丝酵母(Candida guiliermondii)、柠檬形克勒克酵母 (Kloeckera apiculata)、汉 逊 德 巴 利 酵 母(Debaryomyces hansenii)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)B-912等5种拮抗菌对甜樱桃褐腐病均表现出显著的抑制效果,其中枯草芽孢杆菌和季也蒙假丝酵母可完全抑制病害的发生[25]。
王建清等[26]研究表明,采用0.1%的八角茴香提取物结合1%的壳聚糖在常温(23~25℃)下可以明显保持甜樱桃的外观品质;降低甜樱桃的腐烂率、失重率和呼吸强度;减缓甜樱桃硬度;降低VC的含量。
2.3.7 化学保鲜 钙处理在延缓果实采后衰老方面的作用已有很多报道,果实中的钙可以维持细胞壁和细胞膜的结构与功能,调节果实呼吸代谢和乙烯生成,降低果实水分散失,提高果实组织对病原菌的抗性等[27]。甜樱桃果实采后用Ca2+螯合剂处理可以促进果胶质的溶解,而补钙可以使之发生逆转,这说明Ca2+对于维持和加强甜樱桃果实细胞壁结构,保持果实硬度具有重要作用。甜樱桃果实中的钙含量与贮藏后期维生素的含量呈显著正相关,Ca2+能够抑制果实贮藏过程中POD、PPO活性的上升,并降低果实腐烂率与褐变率。
l-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是近年来推荐的一种新型乙烯受体抑制剂,可与细胞膜上乙烯受体优先发生不可逆的结合,致使乙烯信号传导受阻,达到延缓后熟、延长贮藏期和提高贮藏品质的目的。刘尊英等[28]研究证明,在0℃条件下用1μL/L,1-MCP处理的甜樱桃果实贮藏18d后,不仅其色泽和综合评分优于对照果实,而且该浓度的1-MCP处理可明显地抑制PAL、PPO和POD活性的上升。宋要强等[29]研究,甜樱桃品种艳阳果实在预冷过程中分别用0.5μL/L和1μL/L 1-MCP处理24h,然后分别用复合气调包装(MAP,5%O2+10%CO2+ 85%N2)和空气包装在厚度0.03mm的聚乙烯塑料袋中冷藏20d,以1μL/L 1-MCP和MAP的复合处理保鲜效果最好。
用于甜樱桃保鲜的化学药剂有SO2、脱氧乙酸、抑霉唑等杀菌剂[30],被处理的果实贮藏效果也好于对照果实,用这些杀菌剂处理可显著地减少果实表面的霉菌和酵母菌数量,抑制真菌腐败,从而起到较好的保鲜作用。王建清等[31]采用固体SO2缓释保鲜剂对樱桃进行保鲜实验,研究结果表明,当保鲜剂与甜樱桃的质量比为1∶36时,SO2缓释保鲜剂对樱桃的保鲜效果最好,它对可溶性固形物(总糖)的变化和延缓果实腐烂速度都起到了较好的作用。
近些年来,关于甜樱桃贮藏保鲜的研究很多,但是研究成果并没有有效地运用到实际生产中,气调贮藏法投资较大,化学保鲜会有一定的毒性残留而不利于人体健康。目前实际生产中应用最多的还是普通的冷藏法,但出库后果皮易发生褐变,果实光泽度下降。因此,不仅需要改进贮藏技术,而且还要建立完善的气调保鲜系统,也可以利用生物技术培育出新的耐贮品种,这样才能从根本上解决问题。
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Sweet cherry postharvest physiology and storage technology progress
LAN Xin-zhe1,JIANG Ai-li2,HU Wen-zhong2,*
(1.College of Food Engineering,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China; 2.College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)
From respiration,ethylene action,enzyme changes and changes in nutritional aspects of pulp,the sweet cherry postharvest physiological characteristics were described.And from cold storage,modified atmosphere,vacuum preservation,irradiation preservation,heat and chemical preservation,etc.The technology of storage and made the current problems and future countermeasures were summarized.
sweet cherry;postharvest physiology;storage technology
TS255.3
A
1002-0306(2011)11-0535-04
2010-12-03 *通讯联系人
兰鑫哲(1986-),男,硕士研究生,研究方向:果蔬贮藏加工与保鲜。
辽宁省科学技术计划项目;国家人力资源和社会保障部留学人员科技活动项目;辽宁省教育厅科研项目(2009S023)。