张 鹏,李江阔,陈绍慧,张 平,周志江
(1.天津大学化工学院,天津 300072;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,天津 300384)
不同贮藏方式对磨盘柿贮藏品质和生理的影响
张 鹏1,2,李江阔2,陈绍慧2,张 平2,周志江1,*
(1.天津大学化工学院,天津 300072;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,天津 300384)
为了探讨磨盘柿最佳的贮藏方式,研究了不同贮藏方式对柿果品质、生理变化和褐变底物及相关酶的影响。结果表明:冰温贮藏能较好地抑制磨盘柿的采后衰老,具体表现在延缓了果实硬度下降,维持较高的维生素C、可溶性固形物和可滴定酸含量;抑制呼吸强度的增加、推迟乙烯高峰出现的时间;抑制贮藏后期丙二醛和膜相对电导率的增加、总酚含量的下降和PPO活性的增加,保持较高的SOD活性,有效控制果实褐变的发生等方面。与普通冷藏相比,冰温贮藏可将磨盘柿贮藏期延长45d以上。
磨盘柿,冰温贮藏,减压贮藏,衰老褐变
磨盘柿(Diospyros kaki L.f.cv.Mopan)是我国北方的主栽品种,是天津及周边地区主要经济型特色水果,其特点是果大汁多,鲜食,品质极优,无裂果、褐斑,抗寒抗旱性强。磨盘柿成熟期集中,采后果实大量积压,价格偏低,影响了果农的种植积极性,不利于鲜销柿果的推广。近年来,人们将采后磨盘柿进行低温贮藏来延长贮藏期,减少上市销售压力,提高果实的商品价值。但磨盘柿低温贮藏时容易产生褐心,贮藏期较短,严重影响果农的利益。寻找一种有效延长贮藏期并控制果实褐变发生的贮藏方式极为重要。冷藏是现代化果品贮藏的主要形式,在我国主要的水果蔬菜生产区已有广泛应用。随着贮藏保鲜技术的不断发展,又相继提出了减压贮藏和冰温贮藏技术。减压贮藏是气调贮藏的一种形式,是在冷藏基础上将密闭环境中的气体压力降低,以达到低氧状态,使果蔬的生理活动受到限制,获得与气调贮藏相同的效果;同时可促使果蔬组织内气体成分向外扩散,排出乙烯及其它挥发性代谢产物,有利于抑制果蔬的后熟衰老[1-6]。冰温技术是继冷藏和气调贮藏之后的第三代保鲜技术,可以抑制果蔬的新陈代谢、延长贮藏期,使果蔬色、香、味、口感和营养物质得到最大程度地保存甚至提高[7-10]。目前,国内外已有减压贮藏调控柿果生理品质方面的报道[11-13],而冰温贮藏在柿果贮藏保鲜上的应用鲜有报道。本文通过探讨普通冷藏、减压冷藏以及冰温贮藏三种不同贮藏方式对磨盘柿贮藏品质、生理变化以及引起果实褐变底物和酶系变化的影响,寻找最佳的贮藏方式,为有效提高磨盘柿贮藏商品性、开发新型贮藏保鲜技术提供理论依据。
1.1 材料与仪器
磨盘柿 于2009年10月7日采自天津蓟县盘山,采收时挑选成熟度(约为八成熟)一致、无病虫害和机械损伤的果实,采收当天将果实运回实验室;酚酞、氢氧化钠、乙醇、三氯乙酸、草酸、硫酸、偏磷酸、醋酸、硫代巴比妥酸、邻苯二酚、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、核黄素、甲硫氨酸、氮蓝四唑、EDTA-Na2、Na2CO3、甲醇、FoLin-CiocaLteu试剂、聚乙烯吡咯烷酮 以上试剂均为分析纯。
TA.XT.Plus型物性仪 英国SMS公司;CheckPoint型O2/CO2气体测定仪 丹麦丹圣公司;PAL-1型数字手持折光仪 日本Atago公司;DDS-11A型电导率仪上海雷磁公司;2010型气相色谱仪 日本岛津公司;Genesys 5型可见-紫外分光光度计 美国Thermo公司;D-37520型高速冷冻离心机 德国Heraeus公司;BP211D型十万分之一天平 德国塞多利斯公司。
1.2 实验方法
普通冷藏:将果实装入0.02mm厚度的微孔袋中在普通冷库(0±0.5)℃预冷24h后扎口存放,记作LK。减压冷藏:将果实在普通冷库(0±0.5)℃预冷24h后,装入减压罐中存放,压力值为0.06MPa,记作JYK。冰温贮藏:将果实装入0.02mm厚度的微孔袋中在冰温库预冷24h后扎口存放,环境温度为-0.5~-0.2℃,相对湿度为80%~90%,记作BWK。上述每个处理设3次重复,每次重复用果36个,分别于15、30、45、60、75d测定各项指标,感官调查持续至120d。
1.3 测定方法
1.3.1 硬度、可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、维生素C测定 硬度采用物性仪测定,测试深度为10mm,P/2柱头(Ø2mm),测试速度为2.0mm/s,每次取6个果在胴部去皮测定,单果重复4次取最大值,最后取其平均值。可溶性固形物采用PAL-1数字手持折光仪测定。可滴定酸参考(GB/T12456—90)。维生素C采用钼蓝比色法测定[14]。
1.3.2 呼吸强度、乙烯生成量测定 每次将6个果实置于真空干燥器内,密闭4h后用O2/CO2测定仪测定容器内CO2浓度,并计算呼吸强度,单位为CO2mg·kg-1·h-1。再以注射器抽取罐内气体约20mL,用岛津2010气相色谱仪程序升温法测定乙烯含量,采用面积外标法计算,标样的体积分数为50μL·L-1。
1.3.3 丙二醛(MDA)、膜相对电导率测定 丙二醛采用硫代巴比妥酸比色法测定[15]。膜相对电导率用DDS-307A型电导仪测定,用擦皮器在3个果实赤道线上取均匀一致的果皮12片,并用1cm直径的打孔器切取大小一致的薄片12个,用蒸馏水冲洗2次后置小烧杯中,加30mL蒸馏水,立即测其电导率P0,放置20min后测其电导率P1,然后煮沸10min以杀死植物组织,冷却至室温加水至原始刻度并在室温下平衡10min,测其电导率P2,重复3次,取其平均值。
1.3.4 总酚、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)测定 将4个柿果对角线取样,然后去皮后切成小块用液氮冻样,置于70℃冰箱内保存。总酚采用Folin-Ciocalteu比色法测定[16]。PPO采用儿茶酚比色法测定[15]。SOD采用氮蓝四唑比色法测定[17]。
1.3.5 感官调查指标 腐烂率(%)=腐烂果数/调查果数×100。黑斑病共分4级,0级为不发病;1级为果实表面有1~5个斑点;2级为果实表面有6~10个斑点;3级为果实表面有10个以上斑点。果心、果皮褐变分级标准参见表1。
表1 果心、果皮褐变的分级标准Table 1 The grading standard of core and peel browning indexes
1.4 数据处理
所有数据均采用Excel绘图,DPS v3.01软件进行统计分析,检验差异显著性,即p>0.05为差异不显著,p<0.05为显著性差异,p<0.01为极显著性差异。
2.1 贮藏方式对果实硬度及营养品质的影响
2.1.1 贮藏方式对果实硬度的影响 由图1可以看出,随着贮藏时间的延长,各贮藏方式的果实硬度呈下降的趋势,在贮藏前30d果实硬度下降较为缓慢,30d后普通冷藏果实的硬度急剧下降,减压贮藏在45d后果实硬度下降较快,而冰温贮藏果实硬度一直呈缓慢下降的趋势。贮藏45d时,减压冷藏和冰温贮藏果实硬度分别为16.45、17.52kg·cm-2,极显著高于普通冷藏(11.03kg·cm-2),但两者差异不显著(p>0.05);随着贮藏时间的延长各贮藏方式的果实硬度差异越加明显,贮藏75d时,冰温贮藏果实硬度显著高于减压冷藏,说明减压冷藏和冰温贮藏能够有效抑制果实硬度的下降,其中冰温贮藏在贮藏后期抑制效果更为明显。
图1 不同贮藏方式对磨盘柿果肉硬度的影响Fig.1 Effect of different storage methods on flesh firmness of Mopan persimmon
2.1.2 贮藏方式对果实可溶性固形物的影响 由图2可以看出,在整个贮藏期间各贮藏方式果实TSS含量在贮藏前30d呈下降趋势,差异不明显;在贮藏30d后,普通冷藏和减压冷藏果实TSS含量继续下降,但下降趋于平缓并略有回升,两者差异不显著;而冰温贮藏果实TSS含量则小幅度上升在贮藏60d后趋于平缓。在贮藏结束75d时,冰温贮藏果实TSS含量为16.61%,明显高于普通冷藏(13.87%)和减压贮藏(13.42%),达到显著性差异水平(p<0.05),说明冰温贮藏果实在贮藏中后期可以保持较高的TSS含量。
图2 不同贮藏方式对磨盘柿果肉可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effect of different storage methods on flesh soluble total soluble solids content of Mopan persimmon
2.1.3 贮藏方式对果实可滴定酸的影响 由图3可以看出,在整个贮藏期间各贮藏方式的果实TA含量均呈整体下降的趋势,但变化规律不明显。贮藏45d时,减压冷藏和冰温贮藏果实TA含量显著高于普通冷藏,说明减压冷藏和冰温贮藏可以延缓果实TA含量的下降;贮藏期间冰温贮藏果实TA含量均高于同期其它处理,说明冰温贮藏保持了相对较高的TA含量,保持了果实原有的风味。
图3 不同贮藏方式对磨盘柿果肉可滴定酸含量的影响Fig.3 Effect of different storage methods on flesh titratable acidity content of Mopan persimmon
图4 不同贮藏方式对磨盘柿果肉维生素C含量的影响Fig.4 Effect of different storage methods on flesh VCcontent of Mopan persimmon
2.1.4 贮藏方式对果实维生素C的影响 由图4可以看出,各贮藏方式VC含量在贮藏15d时略有上升,此后呈下降趋势,但冰温贮藏果实VC含量贮藏45d后又略有回升,贮藏60、75d时极显著高于其它处理,说明冰温贮藏可以有效抑制贮藏后期VC含量的下降。
2.2 贮藏方式对果实呼吸强度和乙烯生成量的影响
由图5可以看出,普通冷藏和冰温贮藏果实在贮藏期间出现了两个呼吸高峰,分别出现在30、60d,普通冷藏的峰值分别比冰温贮藏高1.26和1.07倍,说明冰温贮藏可以有效抑制果实呼吸强度;而减压冷藏只在贮藏45d时出现了一个呼吸高峰,说明减压冷藏延缓了果实呼吸高峰的来临。
图5 不同贮藏方式对磨盘柿果实呼吸强度的影响Fig.5 Effect of different storage methods on fruit respiration intensity of Mopan persimmon
由图6可以看出,在贮藏期间普通冷藏果实出现了两个乙烯高峰分别在贮藏30、60d,其余两个贮藏方式出现了一个乙烯高峰,其中冰温贮藏果实在贮藏45d时出现,而减压冷藏果实乙烯高峰则出现在贮藏60d,比普通冷藏推迟了30d,且在整个贮藏期间的乙烯生成量均低于同期其它两种贮藏方式,说明减压冷藏可以延缓乙烯生成量的增加,普通冷藏和冰温贮藏的果实乙烯生成量差异不明显。
图6 不同贮藏方式对磨盘柿果实乙烯生成量的影响Fig.6 Effect of different storage methods on fruit ethylene production of Mopan persimmon
2.3 贮藏方式对果实丙二醛和膜相对电导率的影响
由图7、图8可以看出,在整个贮藏期间各贮藏方式果实的MDA含量和膜相对电导率均呈逐渐上升的趋势,在贮藏前30d上升较缓慢,不同贮藏方式间的差异不明显;随着贮藏时间的延长,MDA含量和膜相对电导率上升幅度增大,且不同贮藏方式间的差异越加明显,其中普通冷藏果实的MDA含量和膜相对电导率上升最快,其次为减压冷藏,而冰温贮藏最为缓慢。贮藏75d时,冰温贮藏果实MDA含量和膜相对电导率分别为9.76μmol·g-1和10.16%明显低于其它两个贮藏方式且差异水平极显著(p<0.01),而减压贮藏果实MDA含量低于普通冷藏果实但差异不显著(p>0.05),膜相对电导率显著低于普通冷藏果实(p<0.05)。结果说明冰温贮藏和减压冷藏可以延缓贮藏后期果实MDA含量和膜相对电导率的增加,减少细胞膜脂氧化程度的增加,保证了细胞膜的完整程度和稳定性,从而可以有效延缓果实衰老进程,冰温贮藏作用效果更为明显。
图7 不同贮藏方式对磨盘柿果肉丙二醛含量的影响Fig.7 Effect of different storage methods on flesh MDA content of Mopan persimmon
图8 不同贮藏方式对磨盘柿果皮膜相对电导率的影响Fig.8 Effect of different storage methods on peel membrance conductance of Mopan persimmon
2.4 贮藏方式对果实总酚含量、PPO和SOD活性的影响
由图9可以看出,随着贮藏时间的延长,各贮藏方式果实总酚含量而逐渐下降,贮藏前30d差异不明显,贮藏30d后普通冷藏果实总酚含量下降最为迅速,其次为减压冷藏,冰温贮藏最为缓慢。贮藏75d时,冰温贮藏果实总酚含量极显著高于其它处理(p<0.01),而减压冷藏果实总酚含量则显著高于普通冷藏(p<0.05),说明冰温贮藏能够有效控制贮藏后期果实总酚含量的降低,减压冷藏抑制效果次之。
图9 不同贮藏方式对磨盘柿果肉总酚含量的影响Fig.9 Effect of different storage methods on total phenol content of Mopan persimmon
由图10可以看出,在整个贮藏期间各贮藏方式果实PPO活性总体呈下降趋势,但普通冷藏和减压冷藏果实的PPO活性在贮藏45和60d后有所回升;而冰温贮藏果实PPO活性一直处于较低的水平,贮藏75d时果实PPO活性大小次序为普通冷藏、减压贮藏和冰温贮藏,处理间差异不显著(p>0.05)。说明减压冷藏可以延缓贮藏后期果实PPO活性的增加,相比而言,冰温贮藏延缓贮藏后期果实PPO活性效果更为明显。
图10 不同贮藏方式对磨盘柿果肉PPO活性的影响Fig.10 Effect of different storage methods on flesh PPO activity of Mopan persimmon
由图11可以看出,在整个贮藏期间各贮藏方式果实SOD活性总体呈下降趋势,普通冷藏和减压冷藏果实SOD活性贮藏前期迅速下降,在贮藏45d后开始减缓,在60d后略有所回升,在贮藏后期减压冷藏果实SOD活性高于普通冷藏,说明减压冷藏抑制果实SOD活性的降低;冰温贮藏也在贮藏45d后果实SOD活性下降幅度趋于平缓,且整个贮期冰温贮藏果实SOD活性均高于其它处理,说明冰温贮藏可以有效延缓果实SOD活性的下降,利于清除超氧阴离子(O2-·),减少自由基的积累。
图11 不同贮藏方式对磨盘柿果肉SOD活性的影响Fig.11 Effect of different storage methods on flesh SOD activity of Mopan persimmon
2.5 贮藏方式对果实感官品质的影响
褐变是柿果实贮藏过程中容易出现的一种生理病害,果实发生褐变时,首先表现在果心局部变褐,然后逐步发展,使整个果心、果肉都变褐,并常常伴有黑褐斑和果皮褐变的出现,这是柿果贮藏过程较为棘手的问题。由表2可以看出,随着贮藏时间的延长,普通冷藏果实在贮藏45d时,表现了轻微的果心褐变和黑斑病病害,随着贮期延长,果实的病害程度也逐渐增加,贮藏60d时,果皮也出现褐变,贮藏后期柿果出现了严重的腐烂现象。减压冷藏果实在贮藏45d出现了轻微黑斑病,此时果实未出现褐变现象,在贮藏75d时果心出现了褐变现象,随着贮期延长,果实进入衰老阶段,贮藏90d时果皮也发生了褐变并伴有果实腐烂的出现,贮藏后期病害更加严重。冰温贮藏在整个贮藏过程中均未出现果实腐烂和果皮褐变,仅在贮藏后期果实出现了轻微的黑斑病害,说明冰温贮藏能够有效地延缓果实病害的出现,较好地抑制果实褐变的发生,其次是减压贮藏。因此,从感官品质调查来看,普通冷藏处理的磨盘柿贮藏期为30d,减压冷藏处理的贮藏期为45~60d,冰温贮藏处理的贮藏期为75~90d。
表2 磨盘柿感官品质的调查结果(%)Table 2 The organoleptic quality survey result of Mopan persimmon fruit(%)
生物体液细胞中溶解了糖、有机酸、盐类、多糖、氨基酸、肽类和可溶性蛋白等许多成分,因而细胞液不同于纯水,冰点一般在-0.5~-3.5℃之间,这是冰温贮藏的基础。果蔬在0℃与冻结点之间的狭小温度带内仍能保持细胞活性,降低果蔬采后的呼吸强度,提高果蔬品质,减少果蔬营养成分流失,有效抑制有害微生物的活动,延长其保鲜期。从本文对磨盘柿保鲜研究结果来看,冰温贮藏在贮藏期内处于生理的休眠状态,有效减缓了果实硬度的下降,具有极佳的保脆作用,同样保留了果实自身的营养成分如VC、可溶性固形物、可滴定酸的流失。从果实感官调查中发现,冰温贮藏果实在贮藏120d内均未出现果皮褐变和果实腐烂,在贮藏后期有轻微黑斑病的发生,冰温贮藏有效地抑制了贮藏后期果实生理病变的发生。与普通冷藏相比,冰温贮藏可将磨盘柿贮藏期延长45d以上,是较为有效的贮藏方式。
细胞膜结构的破坏程度与柿果褐变密切相关。由于衰老所致,果实相对膜透性增加导致了膜结构的破坏,使区域化分布的酚类物质与酶接触而产生了褐变。从本文的研究结果看,在普通冷藏下采后磨盘柿果实活性氧清除酶SOD的活性下降,和膜脂过氧化产物MDA含量和膜相对电导率的提高相关,果实走向衰老;随着贮藏时间的延长,膜脂过氧化程度的增加,果实产生的自由基发生了积累,果实活性氧消除酶SOD能够消除O2-·和H2O2的积累,减轻对细胞膜的毒害;随着果实衰老程度的加深,果实内活性氧不断积累和清除能力逐渐下降,膜脂过氧化作用加重,使PPO与酚类物质在细胞中的区域化分布结构被破坏,贮藏后期果实PPO活性升高,总酚含量的下降,发生酶促反应而加剧果实褐变。本文研究表明,冰温贮藏有效地抑制了贮藏后期果实的MDA含量、膜相对电导率的增加,维持了细胞膜的完整性;提高了贮藏后期果实SOD活性,保持细胞内有较高的活性氧清除能力,减少活性氧积累,减轻膜脂过氧化作用,同时有效延缓了贮藏后期PPO活性的增加和总酚含量的降低,说明冰温贮藏正是通过保护果实膜的完整从而使褐变底物与酶区域化隔断达到预防果实褐变发生的目的,因此可以认为果实褐变可能是细胞活性氧代谢失调、膜脂过氧化作用急剧、PPO与酚类物质接触使酚类物质氧化的结果。
综上所述,减压冷藏延缓了果实营养成分的损失,减缓了果实衰老与褐变进程,贮藏寿命延长15~30d。冰温贮藏延缓了果实硬度下降,维持较高的维生素C、可溶性固形物和可滴定酸含量;抑制呼吸强度的增加、推迟乙烯高峰出现的时间;抑制贮藏后期丙二醛和膜相对电导率的增加、总酚含量的下降和PPO活性的增加,保持较高的SOD活性,有效控制果实褐变的发生等方面,使果实一直处于采摘后高品质状态,极大地保留果实原有的营养成分,有效地控制贮藏后期果实的生理代谢,保持了细胞膜的完整性,抑制了果实的衰老褐变,贮藏寿命延长45d以上。
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Effect of different storage methods on storage quality and physiology of Mopan persimmon
ZHANG Peng1,2,LI Jiang-kuo2,CHEN Shao-hui2,ZHANG Ping2,ZHOU Zhi-jiang1,*
(1.School of Chemical Engineering and Technology of Tianjin University,Tianjin 300072,China;2.National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products,Tianjin Key Laboratory of Post-harvest Physiology and Storage of Agricultural Products,Tianjin 300384,China)
In order to explore optimal storage method of Mopan persimmon,effect of different storage methods on persimmon fruit storage quality,physiology,browning substance and enzyme was studied.Results showed that controlled freezing point storage controlled the decrease of fruit firmness,kept higher VC,total soluble solids and titratable acidity,maintained original nutrition constituent,restrained the rise of fruit respiration intensity,postponed the emerging time of ethylene peak,controlled the increase of fruit MDA and membrance relative conductance,the decline of total phenol and the rise of PPO activity during later storage,maintained higher SOD activity,effectively delayed the occurrence of fruit browning.Controlled freezing point storage could extend fresh-keeping period of Mopan persimmon above 45d compared with common cold storage.
Mopan persimmon;controlled freezing point storage;hypobaric storage;browning
TS255.3
A
1002-0306(2012)14-0339-06
2011-11-02 *通讯联系人
张鹏(1981-),女,博士后,助理研究员,主要从事果蔬采后保鲜及无损预测研究。
国家科技支撑项目(2012BAD38B01);天津市农业科技成果转化与推广项目(201002020);天津市自然科学基金项目(11JCYBJC08500)。