葡萄冰点测定及冰温贮藏实验的研究

尚海涛 凌建刚 朱麟 康孟利 俞静芬 林旭东

(宁波市农科院农产品加工研究所 宁波 315040)

葡萄冰点测定及冰温贮藏实验的研究

尚海涛 凌建刚 朱麟 康孟利 俞静芬 林旭东

(宁波市农科院农产品加工研究所 宁波 315040)

为了研究葡萄冰温贮藏技术的适宜性和明确最佳冰温贮藏温度，测定分析了果实、果浆和果梗的冰点，研究了不同贮藏温度对腐烂率及品质的影响。结果表明:果梗的冰点最高，是贮藏温度的限制性因素；果实和果浆冰点与TSS呈现高度负相关，果浆冰点较果实冰点高约0.7℃，可通过速测TSS来估算果实果浆冰点，但果梗榨汁难度大而无法速测；贮藏温度越低，腐烂率越低，1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃，90 d腐烂率分别为9.5%、4.9%、3.3%、2.2%，但冻害风险性却越大，－1～－2℃轻微冻害，－2～－3℃严重冻害。葡萄贮藏温度的确定需首要防止果梗冻害，贮藏温度以0～－1℃为最佳，而如贮藏对果梗品质无要求，以－2～－3℃为最佳。

食品包装与储藏；冰温贮藏；冰点；葡萄；果梗；贮藏温度

葡萄，被誉为世界四大水果(苹果、柑桔和香蕉)之首，是当今世界栽培面积最大、产量最多的水果，汁多味美，含有大量的糖、有机酸、蛋白质、维生素等多种营养物质，具有较高的营养和经济价值。但葡萄果皮薄，含水量大，组织娇嫩，在收获和贮运过程中极易发生腐烂、脱粒、干梗、褐变等问题[1]。

冰温贮藏是将食品贮藏在0℃以下至各自冰点的范围内，是继机械冷藏、气调贮藏后的第三代保鲜技术[2]。冰温贮藏仅借助极限低温最大限度的抑制果品生命活动，控制果实的衰老进程，是一种安全、绿色保鲜果蔬的新技术。冰温贮藏的优点:1)不破坏细胞，不产生冻害，维持正常的新陈代谢；2)最大限度地抑制有害微生物的活动；3)最大限度地抑制呼吸作用，生理活性降到最低；4)在一定程度上提高水果、蔬菜的品质[3－5]。冰温的研究起源于二十一世纪梨的贮藏[6]，并在草莓[7]、杨梅、猕猴桃[8]、库尔勒香梨[9]、冬枣[10]等已有相关研究。但应用最广的应该是葡萄，因为葡萄最适贮藏温度普遍认为是0～－1 ℃[11－13]，本身理论上就属于冰温贮藏范畴。果品蔬菜的冰点是确定其适宜贮藏温度的主要参考条件之一[14]，王颉等[14]测定的巨峰，马奶，玫瑰香葡萄的冰点分别为－2.75℃、－3.37℃、－4.39℃，与－1℃分别相差1.75℃、2.37℃、3.39℃。葡萄冰点的不同似乎并没有影响到葡萄最适贮藏温度。导致这一结果的主要原因是葡萄果实连同果梗一起贮藏，仅通过测定葡萄果实冰点来判定冰温贮藏温度并不准确。

本文测定分析了多种不同产地、不同品种的葡萄果实果浆果梗冰点，研究分析了葡萄冰温贮藏过程中腐烂率及品质变化，以期为葡萄的冰温贮藏提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试材及处理

1)试材

冰点测定用红地球、鄞红、红富士、巨玫瑰、红玫瑰等葡萄采摘于宁波及周边各葡萄基地。贮藏实验用红地球葡萄采摘于象山晓塘葡萄基地。

2)处理

挑选无机械伤、无腐烂、无霉变、成熟度一致的葡萄，用30 μm PE袋包装，每袋5 kg，预冷后，加入5＋1红地球专用保鲜剂(国家农产品保鲜工程技术研究中心提供)，然后随机分成4组，分别贮藏于1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃四个温度库中，每15 d取样进行感官评价和指标测定。

1.2 测定方法

果实冰点测定采用杭州路格温湿度自动记录仪LGR-wsd20进行，将温度探头直接完全插入葡萄果实中，果实较小的将两果叠加并用塑料袋包紧，然后将葡萄果实连同温度探头放入－20℃冰箱中，并记录温度的变化。果浆果梗冰点测定前先打浆粉碎，用塑料袋包紧，其它测定过程同果实冰点测定；腐烂率＝(腐烂果数/总果实数)×100%；失重率＝[(贮前质量－测后质量)/贮前质量]×100%；可溶性固形物(TSS)的测定采用日本Atago PAL-1便携式数显折射计测定；可滴定酸(TA)采用氢氧化钠滴定法测定，以苹果酸计；呼吸强度采用丹麦丹圣Checkmate PS II氧气二氧化碳测试仪测定；硬度采用日本竹村FHM-1硬度计测定去皮后的果肉，下压距离5 mm。丙二醛(MDA)采用硫代巴比妥酸的方法测定[15]。感官品质的测定通过观察果实果梗的冻害、水浸状、褐变等情况，以无或正常、轻微、明显等进行简单记录。

1.3 统计分析

冰点、腐烂率和果浆TSS等指标平行测定三次，果实TSS、硬度平行测定六次，结果以平均值±标准差表示，数据统计分析采用SPSS统计软件，差异显著性检验采用邓肯多重比较法，差异显著性水平为0.05。

2 实验结果与讨论分析

2.1 葡萄冰点测定曲线

图1为温度计记录的葡萄果实果浆果梗冰点测定曲线。样品温度先随时间快速下降，降至冰点以下时，由于样品发生相变释放潜热的物理效应，汁液仍不结冰，出现过冷现象(supercooling)，随后温度回升至某一点，即冰点(freezing point)，此后样品开始结冰，温度再次缓慢下降。由图1可知，红地球果实果浆果梗的冰点分别为－3.6℃、－2.9℃、－1.7℃。果梗的冰点最高，冰温贮藏时最易发生冻害现象。也因此，葡萄冰温贮藏温度决定于果梗的冰点，而不是果实和果浆。

图1 红地球葡萄冰点测定曲线Fig.1 The freezing point measurement curve of red globe grape

2.2 葡萄冰点与TSS的关系

葡萄果实果浆果梗冰点测定结果如表1和图2所示。由图2可知，果实果浆冰点都与TSS呈高度负相关，其回归方程分别为y＝－0.325x＋1.911(r＝－0.930**)和 y＝ －0.303x＋2.236 (r＝－0.858**)，而果梗冰点与果实TSS相关性不显著(r＝－0.224，P＞0.05)。果实和果浆TSS相似(表1)，对于不同品种、不种产地的葡萄可以通过速测果实或果浆TSS并利用果实TSS与冰点之间建立的回归方程估算冰点。此方法既方便又准确，可适用于大多数的果蔬，但葡萄冰温贮藏更需要依据果梗冰点－1.5～－2.0℃。理论上，果梗冰点应与果梗TSS具有更高的相关性，但因果梗榨汁难度大，TSS难以迅速测定，回归方程未建立。

2.3 冰温贮藏对葡萄腐烂率和感官品质的影响

葡萄在贮藏过程中易受微生物的侵染而发霉腐烂，其中灰霉病－5℃下仍可生长，危害最严重。由图3可知，温度对腐烂率的影响前30 d差异不显著(P＞0.05)，之后的影响差异显著(P＜0.05)。

无论是冰温还是非冰温，贮藏温度越低，果实的腐烂率越低，贮藏90 d，1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃的腐烂率分别为9.5%、4.9%、3.3%、2.2%。由表2可知，即使－2～－3℃的低温也不会对果实感官品质产生任何影响，但会使果梗出现冻害现象，表现为水浸状，易失水变干，褐变甚至变黑。 －1～－2℃葡萄果梗仅轻微冻害，但由果梗冰点测定结果可知－1～－2℃属果梗冻害临界温度。因而由果梗判断葡萄的最适贮藏温度为0～－1℃。但同时可知，红地球葡萄贮藏过程中普遍存在果梗顶部失水以及由此导致的褐变现象，果梗保鲜难度较果实更大，如不考虑果梗保鲜，最低贮藏温度可设置为－2～－3℃。

表1 不同品种不同产地葡萄冰点测定结果Tab.1 The freezing points of different cultivars and regions of grape

图2 葡萄冰点与TSS的关系Fig.2 The relationship between the freezing point and TSS in grape

2.4 冰温贮藏对葡萄贮藏品质的影响

由表3可知，贮藏温度越低，TSS、TA、硬度越高，果实MDA含量越低，低温有助于保持品质，延缓衰老；－2～－3℃的失重率是其它组的3倍多，与果梗受冻易变干相一致；贮藏温度越低，果实呼吸强度和果梗呼吸强度越高，但－2～－3℃的果实呼吸强度较高，果梗呼吸强度却最低，可能是由于果实未冻害而果梗受冻组织死亡所致，同时由表可知，葡萄的果梗呼吸强度约10倍于果实的呼吸强度，果梗较果实更易衰老。

图3 冰温贮藏对葡萄果实腐烂率的影响Fig.3 Effect of ice temperature storage on the rate of decay of grape

3 结论

冰温贮藏的原理是果蔬等活体内含有糖、酸、醇类、盐类、多糖、氨基酸、肽类、可溶性蛋白质等许多成分，而各种天然高分子物质及其复合物以空间网状结构存在，使水分子的移动和接近受到一定阻碍而产生冻结回避，因而细胞液不同于纯水，冰点一般在－0.5～－3.5℃[16]。葡萄冰点测试结果证实了以上两点。TSS为果实中能溶于水的糖、有机酸等具有折光性的物质占果实总质量的百分率，冰点与TSS呈高度负相关。对于不同品种、不种产地的葡萄可以通过速测果实TSS并利用回归方程迅速估算冰点，与相关研究一致[14，17－18]。同时研究表明，葡萄果实冰点较果浆冰点低约0.7℃，表明果实高分子物质空间结构的破坏，水分子的移动和接近的阻力减弱，冰点上升。这一结果也与相关研究一致，王颉等[14]报告认为马奶葡萄冰点比果汁的冰点低1.20℃；鸭梨果实的冰点比果汁的冰点低0.26℃；但番茄和番茄汁的冰点温度均为－1.07℃，认为可能与番茄果实TSS含量较低有关。申春苗等[17]研究发现活体梨果实的冰点温度低于果实汁液的冰点温度，认为活组织结冰时首先在细胞间隙形成冰晶，活体细胞会阻碍冰晶的扩大，所以结冰较为困难，因而造成活体果实的冰点温度低于果实汁液的冰点温度。但实验发现导致这一差值的原因并不一定是活组织和死组织，即便同为活组织，只要组织结构被破坏其冰点温度也会改变，如果实和果浆，更确切的说是空间结构影响果实的冰点。

表2 冰温贮藏对葡萄感官品质的影响Tab.2 Effect of ice temperature storage on sensory quality of grape

表3 冰温贮藏对葡萄贮藏90 d品质的影响Tab.3 Effect of ice temperature storage on storage quality or grape at 90 d

冰点高低顺序为果梗＞果浆＞果实，果梗冰点温度最高，是限制葡萄贮藏温度的决定性因素。如红地球葡萄果实果浆果梗的冰点分别为－3.6℃、－2.9℃、－1.7℃(如图1)。果实在－3.6℃ ～0℃不会结冰，果梗在－1.7～0℃不会结冰，但果梗在－2.9～－1.7℃范围内就会结冰，出现冻害。红地球果梗冰温带为－1.7～0℃，为防止冷库波动导致冻害，贮藏温度下限一般比冰点温度高，如高出0.5℃，如－1.2～－0.2℃。与公认的葡萄贮藏最适温度0～－1℃或相关葡萄冰温贮藏温度－0.3±0.3℃[19]和－0.5～－0.2℃[20]基本一致。

无论是冰温还是非冰温，贮藏温度越低，果实腐烂率越低，冰温贮藏简单的说就是低温贮藏在0℃以下的延续。－2～－3℃更有利于保持果实品质，延缓衰老，未见果实冻害现象发生，但却会使果梗受冻、水浸状、易变干、褐变甚至变黑。 －1～－2℃轻微冻害，且由冰点测定结果可知－1～－2℃属冻害临界温度，此温度下贮藏存在极大的风险。葡萄冰温贮藏温度受限于果梗，而果梗的呼吸强度又约为果实呼吸强度的10倍，普遍存在失水褐变现象，保鲜难度更大。因而，对于普通冷藏库，冰温贮藏温度仍以0～－1℃最为适宜，这一结果虽然与吾尔尼沙·卡得尔等[21]的研究结果一致，但原因并不完全相同，他们报告认为－1℃能够较好的保持红地球葡萄果实在贮藏期间果肉细胞的完整性，而并未提及果梗冻害现象。对于冰温库贮藏，空库时库内温度波动在±0.3℃，满载时库内波动只有±0.05℃[22]，因而下限温度和温度范围都可适当下调。而对于果梗保鲜要求低或加工用葡萄贮藏，可进行“干梗贮藏”，最低可设置为－2～－3℃，这种情况下，果梗将受冻，果实不会受冻。

综合以上所述，可得出以下结论:1)葡萄果实果浆冰点都与TSS高度负相关，只要速测出TSS，即可推算出冰点温度，葡萄果实冰点比果浆冰点约低0.7℃，TSS和空间结构是影响冰点的两个主要因素；2)葡萄冰点高低顺序为:果梗＞果浆＞果实，果梗的冰点温度最高，为－1.5～－2.0℃，是限制葡萄贮藏温度的决定性因素；3)简单的说，冰温贮藏是低温贮藏在0℃以下的延续，贮藏温度越低，果实腐烂率越低，贮藏品质越好。 －2～－3℃贮藏腐烂率最低，但果梗却明显冻害，贮藏温度的设置需先防止果梗冻害的发生；4)对于普通冷藏库，冰温贮藏温度以0～－1℃最为适宜，对于控温精度较高的冰温库下限温度和温度波动范围都可适当下调，而对于果梗保鲜要求低或加工用葡萄，最低可设置为－2～－3℃。

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Study on the Freezing Points and Ice Temperature Storage of Grape

Shang Haitao Ling Jiangang Zhu Lin Kang Mengli Yu Jingfen Lin Xudong

(Institute of Agricultural Products Processing，Ningbo Academy of Agricultural Sciences，Ningbo，315040，China)

To study on the suitability of ice temperature storage in grape and define the optimal storage temperature，the freezing points of fruit grain，fruit pulp and fruit stem were measured and the changes of the decay rate and storage quality of grape stored at different storage temperatures were investigated.The results showed that the stem freezing point was the highest，which was the decisive factor to limit storage temperature；both grain and pulp freezing points were highly negatively correlated with TSS，and the pulp freezing point was higher than that of grain about 0.7℃，their freezing points could be estimated quickly by measuring TSS，except stem，which was difficulty to squeeze juice；the lower the temperature，the lower the decay rate，which was 9.5%，4.9%，3.3%，2.2%respectively at 1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃ for 90d，but the greater risk to freeze，at－1～－2℃ slightly freezed and at－2℃ ～－3℃ severely freezed.In order to decide the grape storage temperature，It was critical to prevent stem being freezed.The optimal storage temperature was 0～－1℃，if there was no stem quality requirements，the optimal storage temperature could be－2～－3℃.

package and preservation of food；ice temperature storage；freezing point；grape；fruit stem；storage temperature

TS255.3；S609＋.3

A

0253－4339(2014)05－0055－06

10.3969/j.issn.0253－4339.2014.05.055

尚海涛，男(1982－)，博士/农艺师，宁波市农科院农产品加工研究所，(0574)87933027，E-mail:shanghaitao163＠163.com。研究方向:农产品贮藏与加工。现在进行的研究项目有:国家科技支撑计划项目(2012BAD38B01)。

2013年12月23日

About the corresponding author

Shang Haitao(1982－)，male，Ph.D./agronomist，Institute of Agricultural Products Processing，Ningbo Academy of Agricultural Sciences，(0574)87933027，E-mail:shanghaitao163＠163.com. Research fields:storage and processing of agricultural products. The project was supported by the Key Technologies R＆D Program of China(No.2012BAD38B01).