气调保鲜对采后柠檬贮藏品质的影响

范雨航,李少华,许青莲,*,黄家红,张玉书,朱 丹,邢亚阁,朱丽英,廖 琪

(1.西华大学食品与生物工程学院食品生物技术重点实验室,四川成都 610039;2.杭州屹石科技有限公司,浙江杭州 310000;3.成都永胜福名果蔬农民专业合作社,四川成都 610199)

气调保鲜对采后柠檬贮藏品质的影响

范雨航1,李少华1,许青莲1,*,黄家红1,张玉书1,朱 丹1,邢亚阁1,朱丽英2,3,廖 琪1

(1.西华大学食品与生物工程学院食品生物技术重点实验室,四川成都 610039;2.杭州屹石科技有限公司,浙江杭州 310000;3.成都永胜福名果蔬农民专业合作社,四川成都 610199)

以采后“尤力克”鲜柠檬为试材,贮藏于4～8 ℃,相对湿度为85%～90%的气调实验箱中,研究不同气调处理对其品质变化的影响。结果表明,贮藏20 d后,2号气调箱(Ⅱ,O2:5%～7%,CO2:6%～9%)和3号气调箱(Ⅲ,O2:7%～9%,CO2:9%～12%)的柠檬品质都相对较好,失重率和丙二醛含量分别低于4%和0.7 μmol/g,可溶性固形物、可滴定酸、维生素C和总酚含量分别大于7.30%,4.6 g/100 g,24.0 mg/100 g,0.83 μg/g。其中,O2、CO2浓度为5%～7%、6%～9%的2号气调箱(Ⅱ)对采后柠檬保鲜品质效果最佳,失重率、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、丙二醛含量和总酚含量分别为3.34%、7.38%、4.77 g/100 g、24.84 mg/100 g、0.64 μmol/g和0.84 μg/g。

“安岳”柠檬,气调贮藏,贮藏品质

柠檬(Citruslimon)又称柠果、洋柠檬、益母果等,属芸香科柑橘属常绿小乔木,世界上许多国家都有种植,主要集中在阿根廷、美国、南非、土耳其、巴西等,我国主要柠檬产区是四川安岳、云南瑞丽。柠檬富含丰富的柠檬酸、柠檬精油、类黄酮、维生素C、维生素A、维生素P以及Ca、Fe、Mg、P、Zn等多种微量元素[1]。

目前,对于柠檬保鲜的研究主要包含物理方法和化学方法。经初步研究[2-4],气调保鲜箱克服了保鲜膜包装不易产生高CO2气体浓度的缺点,对于耐CO2的果蔬可起到很好的保鲜效果。本文采用气调保鲜的物理方式对柠檬进行保鲜研究。气调保鲜贮藏(Control Atmosphere,CA)是指通过调整和控制食品储藏环境的气体成分和比例以及环境的温度和湿度来延长果蔬的储藏寿命和货架期的一种技术[5]。

本文研究柠檬采后气调贮藏品质变化,为柠檬贮藏提供理论依据,延长柠檬保鲜贮藏时间,满足柠檬后期深加工的需求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜柠檬:平均单个重量达(150±2.0) g左右,挑选大小均一,外观完好饱满,色泽鲜亮,无机械损伤与病虫害的市售安岳“尤力克”柠檬,购买55 kg贮藏于8 ℃,相对湿度85%～90%的果蔬专用保鲜库中备用。

DHP-9052型立式压力蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂;TB-214型分析天平 北京塞多利斯天平有限公司;DHG-9075A型电热恒温鼓风干燥箱 黄石市恒丰医疗器械有限公司;HH-S4恒温水浴锅 江苏省金坛市医疗仪器厂;TDZ5-WS型离心机 上海卢湘仪;UV2800紫外可见分光光度计 舜宇恒平;WYT-4 手持式糖度仪 成都光学仪器厂。

气调箱原理:气调保鲜箱通过空气压缩机净化空气中的氮气(N2),使氮气浓度达98%以上,再通入实验箱,启动电脑程序控制气调实验箱中的氧气(O2)和二氧化碳(CO2)浓度。该仪器设备具有自动脱除乙烯和控制相对湿度的功能。

试剂:氢氧化钠、草酸、抗坏血酸、2.6-二氯靛酚(2.6-二氯靛酚吲哚酚钠盐)、碳酸氢钠、2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸、无水乙醇、冰醋酸。以上药品均为化学纯,购买于成都市科龙化工试剂厂。

1.2 实验方法

柠檬分为五组,每组70个,气调实验四组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)直接贮藏于温度4～8 ℃,RH为85%～90%的气调实验箱,对照组不进行包装直接贮藏于4～8 ℃的果蔬保鲜库,且未进行湿度控制。实验处理组O2和CO2浓度如下表1。

表1 不同气调贮藏处理条件

1.3 测定指标与方法

采用差量法测定失重率,计算公式如下(1)。柠檬汁中的可溶性固形物含量[6](%)用WYT-4 手持式糖度仪测定,重复三次;参照GB/T 12456-2008 食品中总酸的测定(电位法)[7]食品中可滴定酸酸的含量以g/100 g表示;参照GB 6195-1986(2,6-二氯靛酚滴定法[8]测定维生素C含量;参考蒋跃明的硫代巴比妥酸法[9]测定丙二醛,计算公式如下(2);福林Folin-Ciocalteu 试剂法[10]测定总酚,计算公式如下(3)(计算结果均保留两位小数)。

式(1)

式(2)

式(3)

注：式(2)中:V1为测定时所取的体积(mL);VT为提取液的总体积(mL);W为样品的总重(g);1.55×10-1为MDA的微摩尔消光系数。

2 结果与分析

2.1 气调保鲜对失重率的影响

由图1可知,“安岳”柠檬采后贮藏的失重率随贮藏时间延长呈逐渐上升的趋势,贮藏20 d时,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ贮藏组的失重率依次为3.70%、3.34%、3.98%、3.38%和4.24%。Ⅱ、Ⅲ气调组果实失重率显著低于Ⅴ气调组(p≤0.05)。实验数据显示,气调贮藏组Ⅲ对柠檬保鲜保重效果能够满足贮藏要求。在低温气调贮藏条件下,能够抑制霉菌的侵染和繁殖,有效减少了贮藏过程中鲜果重量的损失。气调实验箱为柠檬贮藏提供了相对密闭的环境,85%～90%的相对湿度减少了果实水分的散失,降低了果实营养物质的损耗,从而有效抑制果实的失重。

图1 柠檬贮藏期间失重率变化Fig.1 Changes in loss weight ratio of lemon fruits during the storage

2.2 气调保鲜对可溶性固形物(TSS)的影响

可溶性固形物(TSS)主要是指果实的可溶性糖类,直接反映了柠檬的成熟度和品质状况[11]。如图2,随着贮藏时间的推移,柠檬的TSS含量均呈下降趋势,贮藏前柠檬果肉中的TSS含量为8.00%。对照组Ⅴ和Ⅳ气调箱贮藏前10 d之内下降幅度显著高于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ气调组,其TSS含量分别为7.26%、7.28%、7.61%、7.63%和7.75%。贮藏20 d时,其中Ⅱ组和Ⅲ组的TSS含量较高,分别为7.38%和7.34%,这两组的TSS含量变化差异不显著,与其余三组实验均差异显著(p≤0.05),对照组为6.88%。由此可以看出,Ⅱ组和Ⅲ组气调环境使柠檬果肉中的TSS含量与贮藏前相比,仅降低了0.62%和0.66%。

图2 柠檬贮藏期间可溶性固形物含量的变化Fig.2 Changes of soluble solid content of lemon fruits during the storage

2.3 气调保鲜对可滴定酸(TA)含量的影响

果实中有机酸的含量对果实的口味、风味、贮藏性、加工性质具有重要的影响[12]。由于柠檬中主要存在的有机酸为柠檬酸,根据酸碱滴定法测定的可滴定酸含量换算为柠檬酸含量。结果如图3,在贮藏过程中由于呼吸作用消耗TA,还有部分被转化为糖类,柠檬中可滴定酸含量随着贮藏时间的延长呈现逐渐下降趋势。而贮藏5～10 d时,由于气调贮藏对柠檬果实呼吸作用的抑制使得Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组的TA含量缓慢下降。贮藏20 d时,五组气调的柠檬TA含量分别为4.26、4.77、4.64、4.30、4.09 g/100 g。

图3 柠檬贮藏期间可滴定酸的变化Fig.3 Changes of titratable acidity content of lemon fruits during the storage

2.4 气调保鲜对维生素C(VC)含量的影响

维生素C(以下简称VC)是水溶性的维生素,具有很强的还原性。柠檬果实含有大量的水分和抗坏血酸酶,使VC极易氧化分解,因而在贮藏过程中柠檬果肉中的VC含量会逐渐减少[13]。柠檬中的VC含量随着贮藏时间的延长呈下降趋势,如图4所示。Ⅰ组、Ⅲ组和Ⅳ组贮藏5 d到10 d时,VC含量变化缓慢,从第10 d开始极速下降。当贮藏时间为10 d时,Ⅱ组和Ⅲ组的VC含量比其他组较高,分别为27.35 mg/100 g和27.01 mg/100 g,这两组柠檬中VC损失较少,由此可以看出Ⅱ组和Ⅲ组的贮藏环境相对于其他组来说是贮藏柠檬的最适环境。贮藏20 d后这两组中Ⅱ组VC含量更高,为24.84 mg/100 g。

图4 柠檬贮藏期间维生素C含量的变化Fig. 4 Changes of vitamin C content of lemon fruits during the storage

2.5 气调保鲜对丙二醛(MDA)含量的影响

如图5所示,柠檬果实的丙二醛含量呈逐渐上升的变化趋势。当贮藏时间为20 d时,Ⅴ组的丙二醛含量最高,为0.88 μmol/g,说明Ⅴ组柠檬的膜脂过氧化程度加剧,细胞膜被破坏,细胞的衰老死亡速度增快;而Ⅱ组和Ⅲ组的丙二醛含量较低,与Ⅰ组、Ⅳ组差异显著(p≤0.05),其含量分别为0.64、0.67 μmol/g,而Ⅰ组和Ⅳ组MDA含量分别为0.73、0.78 μmol/g。由此得出柠檬在Ⅱ组、Ⅲ组的气体浓度下的果皮细胞膜具有较好的完整性,使该环境下的柠檬更耐储存。

图5 柠檬贮藏期间丙二醛含量的变化Fig. 5 Changes of MDA content of lemon fruits during the storage

2.6 气调保鲜对总酚(TP)含量的影响

柠檬总酚标准曲线如图6所示,y=97.06x-0.001,R2=0.995。

图6 总酚标准曲线Fig.6 The standard curve of total phenol

注：*.在0.05水平(双侧)上显著相关;**.在0.01水平(双侧)上显著相关。柠檬气调贮藏过程中总酚含量变化如图7所示,由图可得,TP含量在贮藏过程中呈先上升后下降的趋势。Ⅰ组、Ⅳ组和Ⅴ组贮藏5 d后,TP含量上升到峰值,分别为1.01、0.96、0.97 μg/g,而Ⅱ组和Ⅲ组TP峰值为贮藏到10 d时,其含量为1.07、1.05 μg/g。贮藏后期(10 d到20 d),五组气调的柠檬TP含量均下降。贮藏20 d时,Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅴ组之间的TP含量差异显著(p≤0.05),Ⅱ组、Ⅲ组的TP含量为0.84、0.83 μg/g,Ⅴ组的TP含量为0.71 μg/g。

图7 柠檬贮藏期间气调组总酚含量的变化Fig.7 Changes of total phenol content of lemon fruits during the storage

2.7 贮藏品质各因素相关性分析

采后柠檬贮藏品质各因素相关性分析如表2所示。本实验贮藏条件下,“尤力克”柠檬可溶性固形物与可滴定酸、维生素C呈极显著的正相关性(p≤0.01),与总酚呈显著正相关(p≤0.05),由可溶性固形物、可滴定酸和维生素C以及酚含量决定的柠檬糖、酸、营养物质的指标之间具有正相关性;可滴定酸与维生素C呈极显著正相关(p≤0.01);而丙二醛与可滴定酸、维生素C和总酚均呈显著负相关(p≤0.05),与可溶性固形物成极显著负相关(p≤0.01)。

3 结论与讨论

在气调实验箱内设计了四组实验组和一组对照实验组,研究其气调浓度对采后柠檬贮藏中各项生理指标的影响。实验结果表明,2号气调组(Ⅱ)能够有效减少果实失重、延缓TSS含量下降、保持TA含量,使贮藏期间柠檬维持较好的香气和色泽;VC含量明显优于其它处理组;有效抑制MDA含量的上升,保持果实的果皮细胞膜完整性,减少营养物质损失和避免病菌的侵染;保持较高的TP含量。贮藏20 d时,失重率和TSS含量维持在3.34%和7.38%,与对照组4.24%、6.88%相比,说明稳定的气调贮藏的气体浓度和相对湿度有利于减少失重和TSS含量的消耗,维生素C(VC)在柠檬中占据重要的地位,不仅主导了柠檬的风味,也与柠檬贮藏过程中的酶促褐变相关,VC是一种天然的抗氧化剂,同时柠檬中还存在大量的柠檬酸,两种酸的协同增效作用使得柠檬pH低于2.5,成为抗氧化的天然屏障。柠檬被广泛应用于医药[14-15]和美容[16-17],同时在科学研究[18-19]中柠檬也是主要的水果之一。实验组中2号气调箱(Ⅱ)和3号气调箱(Ⅲ)的气体浓度对维生素C和可滴定酸含量的减少起到了抑制效果,其中Ⅱ的效果更佳,贮藏20 d后,柠檬中为维生素C和可滴定酸含量分别为24.84 mg/100 g、4.77 g/100 g。丙二醛(MDA)是膜脂过氧化作用的主要产物,是衡量细胞膜脂过氧化程度和植物逆境条件反应强弱的重要指标,也是果实衰老的重要指标[20],随着MDA含量的增加,膜脂过氧化程度加剧,细胞结构被破坏,细胞的衰老死亡速度增快。果蔬组织中存在着的酚类物质是植物次生代谢产物,它们与果蔬的色泽、品质、风味形成以及组织褐变、成熟衰老等过程相关,总酚含量与果实中酶活性密切相关,也与抗氧化性相关[21]。

目前在我国对于柠檬的气调贮藏保鲜研究较少,在甜樱桃[22]、蒲菜[23]、茶薪菇[24]、青椒[25]等果蔬的贮藏中,气调都具有良好的保鲜效果。国内外都有一些对于柑橘的气调研究,据Dubodel等[26]报道,气调贮藏(3%～6% O2,1% CO2,93%～96% N2)温州蜜柑,2个月后与对照组相比品质较佳。李喜宏等[27]研究表明,柠檬贮藏期出现萎焉、褐变等伤害现象时的O2浓度低于5%,而O2浓度为5%～9%的贮藏品质更佳。本研究并未对贮藏期间柠檬好果率进行测定,主要是贮藏周期较短,贮藏期间果实尚未出现腐败变质的现象,同时对于柠檬长时间贮藏保鲜之后的品质变化对加工产品的影响还有待进行下一步的研究。

综上所述,实验得出的气调处理组Ⅱ能较好的保持柠檬采后贮藏的品质,处理组的O2和CO2的比例范围分别为5%～7%,6%～9%,相对湿度为85%～90%。

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Effect of controlled atmosphere on the storage quality of post-harvested Lemon

FAN Yu-hang1,LI Shao-hua1,XU Qing-lian1，*,HUANG Jia-hong1,ZHANG Yu-shu1,ZHU Dan1,XING Ya-ge1,ZHU Li-ying2,3,LIAO Qi1

(1.Key Laboratory of Food Bio-technology,College of Food and Bioengineering,Xihua University,Chengdu 610039,China;2.Hangzhou Yishi Science and Technology Co. Ltd.,Hangzhou 310000,China;3.Chengdu Fuming Yongsheng Fruit and vegetable Farmers Professional Cooperatives,Chengdu 610199,China)

Effects of different controlled atmosphere treatments on the quality changes of lemon were investigated. In this investigation,theEurekalemon fruits were used as the raw materials and stored in the controlled atmosphere boxes with the conditions of the temperature 4～8 ℃ and relative humidity 85%～90%. Results indicated that Lemon fruits stored in atmosphere-controlled box of NO.2 and NO.3 exhibited the better quality(Ⅱ,O2:5%～7%,CO2:6%～9% and Ⅲ,O2:7%～9%,CO2:9%～12%)for 20 days. The rate of weight loss and MDA content of lemon fruits were below 4% and 0.7 μmol/g,respectively. However,the contents of total soluble solid,titratable acid,vitamin C and total phenolic were above 7.30%,4.6 g/100 g,24.0 mg/100 g and 0.83 μg/g,respectively. Among them,the best storage quality of lemon fruits was observed in the treatment of NO.2 CA box. For the best treatment,the oxygen and carbon dioxide concentration were 5%～7% and 6%～9%,respectively. For the fruit quality in the best treatment,the rate of weight,content of total soluble solid,titratable acid,vitamin C,MDA and total phenolic were 3.34%,7.38%,4.77 g/100 g,24.84 mg/100 g,0.64 μmol/g and 0.84 μg/g,respectively.

AnYue lemon;controlled atmosphere;storage quality

2016-08-25

范雨航(1996-)，女，大学本科，研究方向：食品质量与安全，E-mail:1528140214@qq.com。

*通讯作者:许青莲(1981-)，女，硕士研究生，助理实验师，研究方向：食品保鲜技术,E-mail:775938414@qq.com。

四川省教育厅高校科研创新团队建设计划项目(15TD0017)；四川省科技计划项目(2016FZ0019)；成都市科技惠民技术研发项目(2015-HM01-00454-SF)；西华大学青年学者培养计划(01201413)。

TS255.3

B

1002-0306(2017)05-0324-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.05.053