李江阔,张鹏,寇文丽,张平,田世平
1(中国科学院植物研究所,资源植物研发重点实验室,北京,100093)
2(国家农产品保鲜工程技术研究中心,天津农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津,300384)
3(大连工业大学生物与食品工程学院,辽宁大连,116034)
1-MCP和真空包装对冰温贮藏磨盘柿品质的影响*
李江阔1,2,张鹏2,寇文丽3,张平2,田世平1
1(中国科学院植物研究所,资源植物研发重点实验室,北京,100093)
2(国家农产品保鲜工程技术研究中心,天津农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津,300384)
3(大连工业大学生物与食品工程学院,辽宁大连,116034)
为了探讨磨盘柿脱涩保脆新途径,研究了不同处理对柿果的贮藏品质、生理生化指标以及软化酶系的影响。结果表明:冰温(-0.5~-0.2℃)贮藏条件下,1-MCP可以有效抑制柿果硬度的下降、乙醇的积累、细胞膜透性的上升、可滴定酸的减少、PG和CX活性的增加;1-MCP结合真空包装不仅可以有效抑制柿果硬度的下降,还能促进可溶性单宁向不溶性单宁的转化,可溶性单宁在60 d下降为0.03%(完全脱涩),硬度为17.58 kg/cm2,贮藏期延长30 d。
磨盘柿,1-MCP,真空包装,冰温贮藏,脱涩保脆
磨盘柿颜色鲜艳、滋味甘美、营养丰富,是我国北方地区主栽优良涩柿品种,但由于柿果采期集中,采后果实涩不可食,脱涩后又易软化,烂耗损失严重,大大降低了柿果的商品率,涩柿脱涩保脆技术的研究对于调节市场供应,提高柿区农民收入具有重要意义。
冰温贮藏可将果实的呼吸作用降至最低限度,同时抑制有害微生物的活动和各种酶的活性,提高果实的品质并且有效延长果实的贮藏期,已在葡萄[1]、草莓[2]、荔枝[3]、青豆[4]等果蔬保鲜中得到证实。1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)通过抑制乙烯的生理作用,可延缓香蕉[5-6]、猕猴桃[7]、芒果[8]、番茄[9]等果实的软化衰老。真空包装不仅可以脱除柿果的涩味,并且在贮藏过程中可以有效延缓果实的软化[10-11]。本文以磨盘柿为试材,研究了1-MCP结合真空包装对冰温贮藏柿果的品质、生理代谢以及软化酶系的影响。
试验所用磨盘柿(Diospyros kaki L.f.cv.Mopan),于2010年10月14日采自天津蓟县,当天运回国家农产品保鲜技术研究中心(天津)。供试1-MCP粉剂、微孔袋、真空包装袋(0.08 mm聚乙烯),由国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)提供。
挑选无机械损伤、大小适中、无病虫害的果实,用剪刀剪平果柄分别进行处理。处理1:用微孔袋包装,放于普通冷库(0±1℃)贮藏,记为L-CK;处理2:用微孔袋包装,放于冰温库(-0.5~-0.2℃)贮藏,记为B-CK;处理3:置于1-MCP气体浓度为1.0 μL/L的密闭塑料帐内,常温(18~20℃)下处理18h后用微孔袋包装,放于冰温库(-0.5~-0.2℃)贮藏,记为B+1-MCP;处理4:置于1-MCP气体浓度为1.0 μL/L的密闭塑料帐内,常温下处理18 h后,将单个果实用聚乙烯袋抽真空并热合密封,放于冰温库(-0.5~-0.2℃)贮藏,记为B+1-MCP+Z。上述处理的果实每个处理3次重复,每次重复用果30个,每15 d测定1次。
果实硬度采用英国产TA.XT.plus物性仪测定,P/2探头(2 mmø),测试速度为2 mm/s,测试深度为10 mm。每个处理取6个果在胴部去皮测定,单果重复4次取平均值,单位为kg/cm2。可滴定酸(%)采用NaOH滴定法测定(以苹果酸计)。总糖(%)采用3,5-二硝基水杨酸法测定。可溶性单宁(%)采用Folin-Denis试剂比色法测定[12]。乙醇采用岛津2010型气相色谱仪法[13],单位为mg/g。细胞膜透性(%)采用上海产DDS-307型电导率仪测定。果胶酯酶(PE)活性参考Lee[14]的方法测定,以30℃、pH 7.0的条件下每小时催化底物释放1 μmol羧甲基所需要的酶量为一个酶活力单位U,单位为U/g。多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性参考Lohani[15]的方法测定,以37℃时每小时催化底物生成1 mg的半乳糖醛酸所需要的酶量为一个酶活力单位U,单位为U/g。纤维素酶(CX)活性参考Chin[16]的方法测定,以37℃时每小时催化底物生成1 mg的葡萄糖所需要的酶量为一个酶活力单位U,单位为U/g。
所有数据均由EXCEL软件计算制作图表和DPS9.50软件分析。
从图1可以看出,柿果的硬度在整个贮藏过程中均呈现下降趋势,其中L-CK组柿果的硬度下降最快,在贮藏45 d时从采收时的22.29 kg/cm2下降为11.58 kg/cm2。B-CK组和B+1-MCP+Z组的柿果硬度差异不明显,贮藏75 d时硬度分别为17.93 kg/cm2和17.45 kg/cm2。而B+1-MCP组柿果在贮藏期间硬度均高于同期其他3组处理,与B-CK组相比,贮藏90 d两者达显著性差异水平(P<0.05)。说明B-CK有效延缓了柿果硬度的下降,而B+1-MCP具有增效作用,B+1-MCP+Z柿果硬度与B-CK相当。
图1 不同处理对低温贮藏柿果肉硬度的影响
可滴定酸是影响果实风味品质的重要因素之一,从图2可以看出L-CK组和B+1-MCP+Z组的柿果可滴定酸含量均是在贮藏前期下降迅速,后期变化平缓且略有回升。B-CK组和B+1-MCP组柿果的可滴定酸含量在整个贮藏期间呈小幅下降后逐渐上升再下降的趋势,贮藏后期保持了较高的可滴定酸含量;在贮藏90d时B+1-MCP组可滴定酸含量显著高于B-CK组。说明B-CK可以延缓柿果可滴定酸的减少,较好的维持果实的风味,B+1-MCP抑制效果更为明显,而B+1-MCP+Z对可滴定酸的减少没有抑制作用。
图2 不同处理对低温贮藏柿果肉可滴定酸含量的影响
柿果味道甜美,含糖量是影响其风味变化的重要指标。从图3可以看出,在整个贮藏过程中,各处理柿果的总糖含量变化趋势基本相似,即贮藏前期迅速上升,中、后期有所下降。B+1-MCP+Z组柿果总糖含量在中、后期下降较快,可能是由于无氧呼吸消耗了较多底物,而B-CK和B+1-MCP可能是抑制柿果的呼吸,从而总糖含量下降较少。
图3 不同处理对低温贮藏柿果肉总糖含量的影响
柿果是单宁含量较多的水果,柿果的涩味是由可溶性单宁引起的。从图4可以看出,各处理柿果的可溶性单宁含量在贮藏期间呈下降趋势,B+1-MCP+Z组的柿果可溶性单宁下降最快,60 d时达到0.03%,低于柿果的涩味阈值0.06%,柿果完全脱涩。L-CK组柿果的可溶性单宁下降也较快,45 d为0.56%,柿果仍有涩味。B-CK组和B+1-MCP组柿果的可溶性单宁含量下降缓慢,90 d时分别为0.56%、0.61%,分别减少了29%、22%。B+1-MCP+Z对柿果脱涩有显著效果,B-CK和B+1-MCP对可溶性单宁向不溶性单宁的转化有抑制作用。
图4 不同处理对低温贮藏柿果肉可溶性单宁含量的影响
乙醇是柿果无氧呼吸的产物,从图5可以看出,在整个贮藏过程中,随着贮藏时间的延长各处理的乙醇含量不断增加,L-CK组柿果的乙醇含量在贮藏45 d达到最大值0.071 mg/g。B-CK和B-1-MCP组柿果的乙醇含量整个贮期都处于较低的水平,说明B-CK处理和B+1-MCP可以抑制柿果乙醇的产生,使柿果保持较好的品质。B+1-MCP+Z组柿果由于无氧呼吸作用,乙醇含量显著高于其他3组,在75 d时达到最大值1.203 mg/g,比初值增加了52倍。
图5 不同处理对低温贮藏柿果肉乙醇含量的影响
从图6可以看出,在整个贮藏期间,L-CK组和B+1-MCP+Z组的柿果细胞膜透性上升迅速,在贮藏45d时两组处理细胞膜透性高于其他2组处理,达显著差异水平(P<0.05),其中B+1-MCP+Z组在贮藏45d后上升更为迅速,可能是由于果实长期处理厌氧环境使得细胞膜透性增加。B-CK组和B+1-MCP组柿果的细胞膜透性呈缓慢上升的趋势,B+1-MCP组在贮藏后期细胞膜透性低于B-CK组,但二者差异不显著。说明B-CK和B+1-MCP可以有效减缓贮藏后期果实细胞膜透性的增加,较好的保持了细胞膜的完整程度和稳定性。
图6 不同处理对低温贮藏柿果皮细胞膜透性的影响
PE在果实的软化过程中没有直接作用,而是通过提供PG的作用底物与PG协同作用影响果实的软化。从图7可以看出,整个贮藏期间各处理柿果的PE活性均呈先上升后下降的趋势。L-CK组PE活性在30d达到最大值11.94 μmolCH3O-/(h·g)。BCK组和B+1-MCP组柿果的PE活性分别在15 d和45 d达到最大值16.55 μmolCH3O-/(h·g)和16.76 μmolCH3O-/(h·g),可见B+1-MCP不能推迟PE活性峰的出现时间也不能降低峰值。B+1-MCP+Z组PE活性在30d达到最大值12.28 μmolCH3O-/(h·g),PE活性比B-CK和B+1-MCP低,但B+1-MCP+Z整个贮期间PE活性变化幅度较小,对PE活性也没有明显的抑制作用。
从图8可以看出,随着果实的成熟软化,PG活性呈现先上升后下降的趋势,各处理的柿果均在15 d出现PG活性峰,峰值大小顺序为:L-CK>B-CK>B+1-MCP+Z>B+1-MCP。在整个贮藏过程中,各处理果实PG活性变化幅度不大,L-CK组柿果的PG活性高于其他3组处理,B-CK组次之,表明B-CK可以抑制柿果PG活性的增加;而B+1-MCP和B+1-MCP+Z柿果的PG活性相对较低,其中B+1-MCP抑制效果最为明显,贮期PG活性均低于其他3组处理。
从图9可以看出,在整个贮藏期间,B-CK组在贮藏前期柿果的CX活性较低,贮藏60 d后迅速上升,CX活性变化幅度较大,而其他处理整体呈先上升后下降的趋势。贮藏15 d时B-CK、B+1-MCP和B+1-MCP+Z对柿果CX活性起到了抑制作用,B+1-MCP组CX活性贮藏过程中变化较为平缓,在贮藏75 d、90 d时CX活性显著低于B-CK组,说明B+1-MCP可以有效抑制贮藏后期柿果CX活性的上升,而B+1-MCP+Z在贮藏15 d后CX活性高于其他3组处理,无法抑制贮藏中后期果实CX活性的下降。
图9 不同处理对低温贮藏柿果肉CX活性的影响
乙醇是柿果无氧呼吸的结果,乙醇含量与柿果实衰老有密切的关系,乙醇积累到一定程度会引起果实中毒,使贮藏品质变劣。冰温贮藏和1-MCP抑制了柿果乙醇的积累,从而一定程度上延缓了柿果的软化和衰老,冰温结合1-MCP真空包装的柿果由于环境中氧气的缺乏,无氧呼吸产生了大量的乙醇,乙醇的不断积累导致柿果75 d后品质开始变劣。细胞膜透性的高低反映了细胞膜的完整程度,本文研究表明冰温和1-MCP均可抑制细胞膜透性的上升,对保护细胞膜的完整性有显著效果,但1-MCP结合真空包装对冰温贮藏柿果的细胞膜透性没有起到抑制作用。
硬度是果实软化最直观的体现,有研究表明冰温、1-MCP和真空包装都能延缓果实硬度的下降[1,8,10],在本文研究中也得到证实,普通冷库对照组柿果硬度下降迅速,90 d时冰温结合1-MCP组柿果硬度最大,冰温对照组和冰温结合1-MCP真空包装组次之。果实软化与降解胞壁物质的各种酶的活性变化密切相关,本文研究发现冰温贮藏和冰温结合1-MCP真空包装对PE、PG、CX的活性没有明显的抑制作用,冰温结合1-MCP可以有效的抑制PG和纤维素酶的活性,对PE没有抑制作用,这与罗自生[17]的研究结论稍有不同。
冰温贮藏和冰温结合1-MCP处理对可滴定酸含量的下降有一定的抑制作用,能够较好的维持果实的风味,1-MCP结合真空包装对可滴定酸的变化没有显著作用。总糖含量前期呈上升趋势,后期有所下降,其中冷库对照组上升下降趋势明显,冰温贮藏和冰温结合1-MCP处理贮藏后期保持了较高的总糖含量,1-MCP处理结合真空包装在后期含糖量较低,可能是因为后期无氧呼吸消耗了较多的底物。冷库对照组可溶性单宁下降较快,贮藏寿命仅为45 d;冰温对照组和冰温结合1-MCP组可溶性单宁下降较少,贮藏后期果实仍保持了较大的硬度,贮藏寿命约为90 d;冰温结合1-MCP真空包装组可溶性单宁在60 d时达到0.03%,柿果已完全脱涩,柿果硬度为17.58 kg/cm2,说明冰温结合1-MCP真空包装组可以促进可溶性单宁向不溶性单宁的转化同时使柿果保持较高的硬度,贮藏寿命为75 d。虽然冰温结合1-MCP真空包装可以在一定时间内保证优质甜脆磨盘柿的品质,但真空包装果实若长期处于低温厌氧环境,会加速果实的生理代谢,能否将冰温结合1-MCP处理后的果实进行真空包装,延长优质甜脆磨盘柿的销售期,有待于进一步研究。
(1)冰温贮藏极大的保留柿果的原有营养成分,可有效保持柿果的品质,抑制果实软化,贮藏效果均好于普通冷库对照,贮藏寿命延长45d。
(2)在冰温贮藏下,1-MCP延缓了果实硬度的下降,乙醇的积累,细胞膜透性的上升、可滴定酸的减少以及PG、CX活性的增加,延缓果实的成熟衰老进程,提高了果实的商品性。
(3)冰温结合1-MCP真空包装具有脱涩保脆双重作用,在保持柿果硬度的同时,贮藏60 d时可以达到完全脱涩,贮藏寿命也可延长30 d,但贮期超过75 d后,乙醇积累过多,导致果实出现中毒现象,从而降低商品价值。
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ABSTRACTIn order to explore a new de-astringent and crisp of Mopan persimmon,the effect of different treatments on storage quality,physiological and biochemical index and softening enzyme of persimmon fruits were studied.Results showed that 1-MCP effectively inhibited the decline of fruit firmness,the rise of ethanol and cell membrane permeability,the decrease of titratable acidity content,and the increase of PG and CX activity during controlled freezing point(–0.5~–0.2℃)storage.1-MCP combined with vacuum packaging effectively controlled the decline of fruit firmness,increased soluble tannin change to insoluble tannin,and the soluble tannin content had dropped to 0.03%at 60d when fruits were de-astringent completely.The firmness was 17.58 kg/cm-2,and storage time was extended to 30d.
Key wordsMopan persimmon,1-MCP,vacuum packaging,controlled freezing point storage,de-astringency and crispness-keeping
Effect of 1-Methylcyclopropene and Vacuum Packaging on Physiology and Quality of Mopan persimmon During Controlled Freezing Point Storage
Li Jiang-kuo1,2,Zhang Peng2,Kou Wen-li3,Zhang Ping2,Tian Shi-ping1
1(Key Laboratory of Resource Plants Research and Development,Institute of Botang,Chinese Academy of Science,Beijing 100093,China)
2(National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products,Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products,Tianjin 300384,China)
3(College of Food Science and Biotechnology,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China)
在读博士后,副研究员(田世平研究员为通讯作者,E-mail:tsp@ibcas.ac.cn)。
*国家科技支撑计划资助项目(2012BAD38B01);国家973项目(12728B1001);天津市自然科学基金资助项目(11JCYBJC08500)
2012-04-08,改回日期:2012-06-05