巨峰葡萄采后常温贮藏水分与质构变化关系的研究

朱丹实,张巧曼,葛永红,曹雪慧,励建荣,*,孟宪军

(1.渤海大学食品科学研究院,渤海大学化学化工与食品安全学院,辽宁省食品安全重点实验室,辽宁锦州 121013；2.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866)

巨峰葡萄采后常温贮藏水分与质构变化关系的研究

朱丹实1,2,张巧曼1,葛永红1,曹雪慧1,励建荣1,*,孟宪军2,*

(1.渤海大学食品科学研究院,渤海大学化学化工与食品安全学院,辽宁省食品安全重点实验室,辽宁锦州 121013；2.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866)

以巨峰葡萄为原料,利用全质构分析(TPA)研究常温(15、30℃)贮藏时葡萄水分含量与质构特性变化的关系。结果表明:葡萄贮藏温度越高水分含量下降越快,且贮藏前期和贮藏末期水分含量下降速度较快。随着贮藏时间的延长,葡萄浆果硬度、胶黏性、弹性、凝聚性、咀嚼性均明显下降。15℃贮藏时,葡萄水分含量与硬度、凝聚性、弹性、胶黏性及黏附性极相关(p<0.01),尤其是硬度及弹性,相关性系数为0.866和0.888。30℃贮藏时水分含量与硬度、弹性显著正相关(p<0.01),与凝聚性显著负相关(p<0.01),但与咀嚼性和胶黏性的相关性并不显著。

巨峰葡萄,采后贮藏,水分含量,质构,相关性

水分是葡萄中含量最高的化学成分,因葡萄品种不同水分含量差异较大,一般来说葡萄的水分含量都在80%以上。葡萄是非呼吸跃变型果实,采后生理活性较低,但采后也经历着一系列水分散失的过程。葡萄采后水分供给中断,有效保持果实内部现存水分对维持葡萄贮藏品质非常重要[1]。葡萄中的水分影响着葡萄的嫩度、脆度、风味,并与葡萄的落粒、萎蔫、皱缩等品质劣变密切相关[2-4]。

葡萄的质地特征对于维持葡萄的商品价值非常关键,因此,在贮藏过程中有效控制葡萄质地软化非常重要。失水是导致果实采后软化最重要的因素[5-8],也是对采后水果化学组成和代谢活性影响最大的因素[9]。由于失水造成了细胞膨压的下降[1,10],进而影响到细胞壁的完整性,这种膨压的改变直接影响到果实的硬度[11],造成果实的软化。果实失水和细胞内的饱和蒸汽压(SVP)与外界的水蒸汽压(VP)之间的蒸汽压差(VPD)有关[4,12],因此葡萄失水过程与温湿度等环境因素密切相关。

目前,大量的研究集中在通过气调[13]、涂膜[14]、臭氧[15]等保鲜手段来降低葡萄失水过程。尽管许多研究都表明葡萄贮藏过程中失重明显,但是对水分损失导致葡萄感官品质及质地特性变化的规律还不够了解。本文通过研究葡萄在销售及超市货架的常温放置过程中水分含量与葡萄品质特性变化关系,可以进一步了解葡萄销售环节中的软化过程及影响因素,最终采取相应手段加以控制,进而在货架期内更好的维持葡萄品质。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜巨峰葡萄(Vitisvinifera×labruscavar. Kyoho)于2012年9月下旬采自锦州果树农场。采收后立即运回渤海大学果蔬保鲜研究中心。挑选浆果大小均一,成熟度一致,无机械损伤、无病虫害的葡萄果穗作为实验原料。

LFRA TEXTUREANALYZER型物性分析仪 BROOKFIELD公司；101B-2型电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司；FA-1004型电子天平 上海恒平科学仪器有限公司；JA21002型精密电子天平 上海舜宁恒平科学仪器有限公司；BIC-250型人工气候箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；DSL-250型恒温恒湿箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.2 实验方法

选择大小均匀、枝梗新鲜牢固、颗粒饱满的葡萄串,洗去表面污物,将葡萄分别在15、30℃条件下进行贮藏,每2～4d取样测试,考察葡萄的水分含量及全质构分析(TPA),考察浆果凝聚性(Cohesiveness)、咀嚼性(Chewiness)、弹性(Springiness)、硬度(Hardness)、黏附性(Adhesiveness)及其胶黏性(Gumminess)这些与软化相关指标的变化。将水分与质构指标进行相关性分析,研究不同温度贮藏时水分对质构特性的影响。

1.3 检测方法

1.3.1 水分含量 烘箱热空气干燥法,根据曹健康的方法[16]测定。

1.3.2 全质构分析 用LFRA TEXTUREANALYZER物性分析仪测试,测试类型为TPA,测试速度2mm/s,出发点5g,探头类型TA4/1000,目标值10mm,停留时间0s,恢复时间2s,周期号2。物性数值相应计算方法见图1。由质地特征曲线得到评价葡萄状况的质地各参数。每个成熟度葡萄重复6次测试,结果取平均值。

如图1所示,TPA参数定义为:硬度(Hardness):以第一个峰的最大值F1表示硬度,单位(g)；凝聚性或黏结性(Cohesiveness):指第二次压缩所得的峰面积A2与第一次压缩所得的峰面积A1之比,即:凝聚性=A2/A1；胶黏性(Gumminess):为硬度和凝聚性的乘积,即:胶黏性(g)=硬度×凝聚性；咀嚼性(Chewiness):为硬度、凝聚性和第二次压缩过程中探头运动的距离,即:咀嚼性(g·mm)=硬度×凝聚性×第二次压缩的距离；黏附性(Adhesiveness):指第一次压缩曲线达到零点到第二次压缩曲线开始之间曲线的负面积A3,单位(gs)；弹性(Springiness):指与第二次压缩达峰值时所经历的时间ΔT(ΔT=T3-T2)成正比,与第一次压缩达峰值时所经历的时间T1成反比,即:弹性=(T3-T2)/T1。

图1 葡萄果肉TPA计算图示Fig.1 Explanation of texture profile analysis count of grapes berry

1.4 数据处理

采用SPSS 19.0进行统计分析,采用多重比较和相关性分析进行差异分析和显著性检验；利用Originpro 8 进行作图。

2 结果与讨论

2.1 不同温度下巨峰葡萄水分含量的变化

巨峰葡萄水分变化影响着葡萄质地的变化,进而影响着葡萄感官的变化。在15℃和30℃贮藏葡萄,其水分含量的变化结果见图2。从图2可以看出,采用两种温度贮藏时,巨峰葡萄的水分都呈现波动下降的趋势,温度越高下降趋势越明显。30℃贮藏时,葡萄货架期较短,放置15d后已失去食用价值。无论是15℃还是30℃贮藏时,贮藏前期和贮藏末期水分含量下降的都比较快,而贮藏中期水分含量下降速度较缓。

图2 常温条件下巨峰葡萄水分含量的变化Fig.2 Changing of water content on Kyoho grape at room temperatures

2.2 不同温度下巨峰葡萄的质构变化

果实硬度反映了果肉抗压力强弱程度,是衡量葡萄品质的主要指标之一。不同温度条件下巨峰葡萄的硬度变化情况见图3。从图3中可以看出,在两种贮藏温度条件下,随着贮藏时间的延长葡萄浆果硬度下降的趋势非常明显,由于葡萄浆果个体的差异性导致曲线有所波动。

图3 常温条件下巨峰葡萄硬度的变化Fig.3 Changing of hardness of Kyoho grape at room temperatures

表1 巨峰葡萄15℃贮藏时的全质构分析结果Table 1 The results of texture profile analysis on Kyoho grape during preservation at 15℃

注:同列数据相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著(p<0.05)。

表2 巨峰葡萄30℃贮藏时的全质构分析结果Table 2 The results of texture profile analysis on Kyoho grape during preservation at 30℃

注:同列数据相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著(p<0.05)。

在15、30℃这两个温度条件下分别对巨峰进行TPA分析,测得了不同贮藏条件下巨峰的黏聚性、咀嚼性、弹性、硬度、胶黏性及黏附性随时间变化的数据,所有实验均重复6次以上。15℃和30℃贮藏时巨峰葡萄的全质构分析结果见表1及表2。从表1中可以看出,巨峰葡萄15℃贮藏时,除了黏附性变化不明显外,其他指标(凝聚性、弹性、胶黏性、咀嚼性)均呈现明显的下降趋势。凝聚性表示葡萄浆果内部粘合力；弹性是葡萄浆果在去除变性力后的恢复性；胶黏性与将葡萄浆果破裂成吞咽状态时所需要的作用力有关；咀嚼性可以看作是将葡萄咀嚼成吞咽时的稳定状态所需的能量,它反映了葡萄内部分子的作用力。葡萄的凝聚性在第6d之后明显下降,表面葡萄内部粘合力在此阶段明显下降；弹性在贮藏末期下降明显,葡萄的回复性在末期减少较大；胶黏性和咀嚼性在贮藏25d左右均有显著性的回升(p<0.05),说明此阶段葡萄分子内部的作用力增加,咀嚼时所需要的力和能量有所增加。

从表2中可知,巨峰葡萄30℃贮藏时,凝聚性一直维持着较高的水平,且随着贮藏时间的延迟略有升高的趋势,说明葡萄分子内部的粘合力逐渐升高。弹性、胶黏性和咀嚼性变化趋势基本一致,呈现先增高后降低的趋势,在第4d的时候达到最大。这说明30℃贮藏时,在第4d作用葡萄分子的内部作用力达到最大值。

2.3 不同温度条件下巨峰葡萄水分含量与全质构的相关性

将葡萄的水分含量与质构指标建立相关性联系,可以更好的表征水分变化对葡萄质地特性的贡献。15℃及30℃贮藏时,巨峰葡萄水分与全

表3 巨峰葡萄15℃贮藏时的水分与全质构参数的Pearson相关性分析Table 3 Pearson correlation analysis of moisture and TPA on Kyoho grape during preservation at 15℃

注:*代表p<0.05,**代表p<0.01。

表4 巨峰葡萄30℃贮藏时的水分与全质构参数的Pearson相关性分析Table 4 Pearson correlation analysis of moisture and TPA on Kyoho grape during preservation at 30℃

注:*代表p<0.05,**代表p<0.01。

质构的相关性分析结果分别见表3及表4。从表3可以看出,巨峰葡萄的水分含量与硬度、凝聚性、弹性、胶黏性及黏附性的相关性极显著(p<0.01),与咀嚼性呈显著相关(p<0.05)。15℃贮藏时,水分含量与葡萄的硬度和弹性的相关性最高,相关性系数分别达到0.866和0.888,说明该温度贮藏葡萄,水分含量变化对葡萄的硬度及弹性影响较大。

通过表4可知,巨峰葡萄在30℃贮藏时,水分含量与硬度(p<0.01)、弹性(p<0.01)和黏附性(p<0.05)呈现显著的正相关,与凝聚性呈现负相关(p<0.01),而与咀嚼性和胶黏性的相关性并不显著。这与15℃贮藏时有一定的差别,可能是由于温度较高时,大分子多糖类物质降解的较快,使得葡萄浆果内部的作用力下降,果肉松散,吞咽时所需要的能量降低,导致胶黏性和咀嚼性与水分含量的相关性降低。

3 结论

常温贮藏时巨峰葡萄的水分含量波动下降,温度越高下降趋势越明显。葡萄贮藏前期和贮藏末期水分含量下降都比较快,贮藏中期水分含量下降速度较缓。15℃贮藏时,巨峰葡萄的水分含量与硬度、凝聚性、弹性、胶黏性及黏附性极相关(p<0.01)。30℃贮藏时,水分含量与硬度、弹性显著正相关(p<0.01),与凝聚性显著负相关(p<0.01)。

[1]Cirilli M,Bellincontro A,Santis D D,etal. Temperature and water loss affect ADH activity and gene expression in grape berry during postharvest dehydration[J]. Food Chemistry,2012,132(1):447-454.

[2]Crisosto C,Smilanick J and Dokoozlian N. Table grapes suffer water loss,stem browning during cooling delays[J]. California Agriculture,2001,55(1):39-42.

[3]Hsiao T C. Plant responses to water stress[J]. Annual review of plant physiology,1973,24(1):519-570.

[4]Bellincontro A,Santis D D,Botondi R,etal. Different postharvest dehydration rates affect quality characteristics and volatile compounds of Malvasia,Trebbiano and Sangiovese grapes for wine production[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2004,84(13):1791-1800.

[5]Rizzini F M,Bonghi C ,Tonutti P. Postharvest water loss induces marked changes in transcript profiling in skins of wine grape berries[J]. Postharvest Biology and Technology,2009,52(3):247-253.

[6]Ramos I N,Silva C L,Sereno A M,etal. Quantification of microstructural changes during first stage air drying of grape tissue[J]. Journal of Food Engineering,2004,62(2):159-164.

[7]Bolin H, Huxsoll C. Scanning electron microscope/image analyzer determination of dimensional postharvest changes in fruit cells[J]. Journal of Food Science,1987,52(6):1649-1650.

[8]Paniagua A,East A,Hindmarsh J,etal. Moisture loss is the major cause of firmness change during postharvest storage of blueberry[J]. Postharvest Biology and Technology,2013,79:13-19.

[9]Lee L,Arul J,Lencki R,etal. A review on modified atmosphere packaging and preservation of fresh fruits and vegetables:Physiological basis and practical aspects—Part I[J]. Packaging Technology and Science,1995,8(6):315-331.

[10]Centeno D C,Osorio S,Nesi A N,etal. Malate plays a crucial role in starch metabolism,ripening,and soluble solidcontent of tomato fruit and affects postharvest softening[J]. The Plant Cell Online,2011,23(1):162-184.

[11]Panarese V,Laghi L,Pisi A,etal. Effect of osmotic dehydration on Actinidia deliciosa kiwifruit:A combined NMR and ultrastructural study[J]. Food chemistry,2012,132(4):1706-1712.

[12]Costantini V,Bellincontro A,Santis D D,etal. Metabolic changes of Malvasia grapes for wine production during postharvest drying[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006,54(9):3334-3340.

[13]Costa C,Lucera A,Conte A,etal. Effects of passive and active modified atmosphere packaging conditions on ready-to-eat table grape[J]. Journal of Food Engineering,2011,102(2):115-121.

[14]Meng X,Li B,Liu J,etal. Physiological responses and quality attributes of table grape fruit to chitosan preharvest spray and postharvest coating during storage[J]. Food Chemistry,2008,106(2):501-508.

[15]Palou L,Crisosto C H,Smilanick J L,etal. Effects of continuous 0.3 ppm ozone exposure on decay development and physiological responses of peaches and table grapes in cold storage[J]. Postharvest Biology and Technology,2002,24(1):39-48.

[16]曹健康,姜微波,赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:中国轻工业出版社,2007.

Study on the correlation analysis of moisture and textureof Kyoho grape during storage at room temperature

ZHU Dan-shi1,2,ZHANG Qiao-man1,GE Yong-hong1,CAO Xue-hui1,LI Jian-rong1,*,MENG Xian-jun2,*

(1.Research Institute of Food Science,Bohai University. College of Chemistry,Chemical Engineering andFood Safety,Bohai University. Food Safety Key Lab of Liaoning Province,Jinzhou 121013,China;2.College of Food Science,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China)

Kyoho grape was used as the material to study the correlation of water content and texture property during storage at room temperature(15,30℃)using texture profile analysis(TPA). The results showed that,the higher storage temperature the faster decrease of water content,and water content decreased faster at initial and final stage than at the middle stage of storage. With the extension of storage time,texture properties,including hardness,gumminess,springiness,cohesiveness and chewiness all decreased distinctly. Water content significantly correlated(p<0.01)with fruit hardness,cohesiveness,springiness,gumminess and adhesiveness during storage at 15℃,and especially for hardness and springiness,the correlation indexes was 0.866 and 0.888. However,when storage at 30℃,water content was significantly positive correlated(p<0.01)with fruit hardness and was springiness,and was significantly negative correlated(p<0.01)with cohesiveness,but there was no significant correlation between water changing with chewiness and gumminess.

Kyoho grape;postharvest storage;water content;texture;correlation

2014-04-21

朱丹实(1978-)，女，博士，副教授，研究方向：农、水产品贮藏加工。

*通讯作者:励建荣(1964-)，男，博士，教授，主要从事果蔬、水产品贮藏加工与质量安全控制方面的研究。 孟宪军(1960-)，男，博士，教授，研究方向为食品制造与保藏。

辽宁省食品安全重点实验室开放课题(LNSAKF2011026)；辽宁省食品质量与安全优秀教学团队项目(SPCX12)。

TS255.3

A

1002-0306(2015)03-0349-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.066