唐艳,王森,颜忠鹏,邵凤侠,张萍
(中南林业科技大学林学院,湖南长沙 410004)
中秋酥脆枣(Ziziphus jujubevc.Zhongqiusucui)是‘糖枣’芽变品种[1],为鼠李科落叶乔木,该枣含糖量高、口感酥脆、皮薄肉厚、肉质细腻,受到广大消费者的青睐,在湖南省大面积种植。中秋酥脆枣采摘后,常温条件下贮藏3 d出现异味、皱缩,冷库储藏14 d出现霉变、异味与腐烂,对枣产业造成较大的经济损失。为了延长采后中秋酥脆枣的贮藏时间,增加枣农及企业的经济效益,加强对中秋酥脆枣贮藏保鲜技术研究至关重要。
热处理保鲜方式在果实贮藏方面的研究已有报道[2]。热处理可直接作用于引起果实腐烂的真菌等物质[3],控制采后病害的发生,也能通过增加果实的硬度、改变相关酶活性等方式来达到贮藏的效果[4]。Ariel R.Vicente、阎瑞香通过热处理能降低了草莓初始细菌群体数量,也减少了草莓和西红柿的腐烂率[5,6]。Chan发现热处理会导致与番木瓜果实组织的延迟软化相关的多聚半乳糖醛酸酶(PGase)活性的降低[7];Sara等发现热处理会导致猕猴桃内去甲基化的半乳糖醛酸链和内源性钙之间的交联而导致猕猴桃切片硬度增加[8],也能保持“Ryan Sun peaches”鲜切桃片、“Golden Delicious Apple”苹果的硬度的硬度[9,10],Biggs等[11]发现将果实从25 ℃转移至35 ℃或40 ℃后,发现ACC合成酶活性迅速下降,而形成乙烯形成酶(EFE)活性缓慢下降;热处理还能影响果蔬贮藏过程中的呼吸[12~14],试验证明热处理能够抑制红富士苹果、轻度加工后的巨峰葡萄的呼吸速率、乙烯释放速率等[15~17]。有关钙处理在枣等水果保鲜方面的应用亦十分常见。钙浸泡处理不仅能够降低“安哥诺”李果实的腐烂、维持“Amarillo”甜瓜鲜切片的硬度、减少微生物生长[18,19],还能保证冬枣、台湾青枣等的贮藏品质良好[20,21];肖黎斌用熏蒸处理秦宝冬枣,显著减少秦宝冬枣Vc含量下降并保持硬度,较好地抑制POD和PPO活性变化[22]。
前人的各种探究结果可作为此实验的参考条件,应用于中秋酥脆枣这种极不耐储的鲜枣的保鲜上,本研究拟通过对中秋酥脆枣鲜枣进行用不同温度蒸馏水、不同浓度CaCl2溶液浸泡处理,检测枣果在贮藏过程中的果实硬度、可溶性总糖、还原糖、Vc及MDA的含量,以探究适合中秋酥脆枣贮藏保鲜的最佳处理,为中秋酥脆枣的贮藏提供理论依据。
1.1 原料和仪器设备
中秋酥脆枣,采自湖南省衡阳市祁东县新丰果业公司紫冲实验基地。2016年9月下旬,选择采后果形端正、大小均一、无裂果与机械损伤、经过枣果分选机后的一级枣果作为试验材料。
岛津UV-1800紫外分光光度计、电热恒温水浴锅、艾德堡GY-4数显水果硬度计等。
1.2 方法
1.2.1 枣果的处理
分别用3%、4%和5% CaCl2溶液浸泡20 min,45 ℃、50 ℃、55 ℃和60 ℃蒸馏水浸泡鲜枣20 min,27 ℃蒸馏水浸泡20 min作为对照,每个处理2000 g,浸泡后捞出晾干,装入PE保鲜袋,放入预冷室24 h后放入2±1 ℃冷库保存,在贮藏的0 d、21 d、42 d、63 d和84 d取样,液氮处理后放入-80 ℃冰箱,测定相关指标。
1.2.1.1 果实硬度
去皮后鲜枣,测定枣果中部的硬度,单位为kg/cm2。
1.2.1.2 果实Vc含量
Vc含量测定采用2,6-二氯酚靛酚法,测量Vc单位为mg/100 g。
称取2 g样品放至研钵中,加入3 mL 2%草酸冰浴研磨均匀,然后将均浆倒至100 mL容量瓶中,残渣用1%草酸冲洗,洗液一并倒至容量瓶中,加入1 mL 30%硫酸锌,摇动容量瓶,再加入1 mL 15%亚铁氰化钾,1%草酸定容,摇匀。取部分液体6000 r/min、4 ℃离心后取上清液1~4 mL(不足4 mL的可用1%草酸补足至4 mL)至具塞大试管中,依次加入染料2 mL(100 mg 2,6-二氯靛酚、82 mg碳酸氢钠溶于约60 mL热水中,过滤定溶至100 mL容量瓶中,倒入棕色试剂瓶存放于冰箱内,使用时稀释4倍)、二甲苯5 mL,摇匀静置1 min,测定500 nm波长吸光度,重复三次。
1.2.1.3 果实MDA含量
MDA含量:硫代巴比妥酸法稍作修改[23]。
取枣样0.5 g,加入3 mL pH=7.8 PBS冰浴研磨均匀,再用4 mL pH 7.8 PBS分三次冲洗研砵,全部转入10 mL离心管,4 ℃、6000 r/min、15 min离心后取上清液2 mL于具塞试管,再加入2 mL TAB(10% TCA配置),沸水浴15 min,取出后冰浴冷却,4 ℃、6000 r/min、10 min离心取上清液测532 nm、600 nm、450 nm波长吸光度,重复三次。
1.2.1.4 果实糖含量
称取0.5 g样品放至研钵中,加入5~6 mL 80%乙醇溶液研磨,并用80%乙醇冲洗转移至大试管,80 ℃水浴30 min,期间不断搅拌。用少量80%乙醇冲洗玻璃棒,冷却,于6000 r/min、10 min离心后取上清液转入25 mL容量瓶,沉淀用80%乙醇洗涤2次,将上清液转入25 mL容量瓶中,定容。
还原糖含量:3,5-二硝基水杨酸法。
取2 mL上清液置于10 mL试管中,沸水浴蒸干酒精,加入9 mL蒸馏水,充分搅拌,6000 r/min、10 min离心,取2 mL上清液(剩余上清液用于可溶性糖测定)于试管中,加入2 mL 3,5-二硝基水杨酸,测定540 nm波长吸光度,重复三次。
可溶性总糖含量:蒽酮法稍作修改。
取上清液稀释后加入蒽酮-硫酸试剂(冰浴,并沿管壁缓缓加入),放入100 ℃水浴中准确加热10 min,取出后用自来水冷却至室温后测定620 nm波长吸光度,重复三次。
1.2.2 数据统计分析
采用 Excle 2003统计试验数据,IBM SPSS Statistics 20.0软件进行双变量相关分析及IBM SPSS Statistics 20.0软件ANOVA-Duncan(D)方法进行差异性比较。
2.1 不同处理条件对中秋酥脆枣鲜枣硬度的影响
图1 不同温度浸泡处理对中秋酥脆枣硬度的影响Fig.1 Effects of different temperatures of soaking treatment on the hardness of Z. jujubevc. Zhongqiusucui
图2 不同浓度CaCl2溶液浸泡处理对中秋酥脆枣硬度的影响Fig.2 Effects of different concentrations of CaCl2 solution soaking treatment on the hardness of Z. jujubevc.Zhongqiusucui
果实硬度是衡量中秋酥脆枣储藏品质的重要指标之一,中秋酥脆枣酥脆的口感与其果硬度密切相关。在贮藏过程中,中秋酥脆枣的果实硬度会随枣中纤维素、原果胶的水解而不断下降。由图1可知,采摘后未处理的枣果的硬度为13.84,贮藏过程中,45 ℃、50 ℃和55 ℃浸泡处理20 min的枣果皆比未处理的枣果的果实硬度更大且在贮藏过程中的硬度的变化趋势相似。60 ℃浸泡处理组,贮藏63 d的枣果的果实硬度为5.53低于对照5.86;45 ℃处理组,在贮藏21 d枣果的果实硬度为 12.98与对照差异显著,与 50 ℃、55 ℃处理组的枣果硬度相差不大,但贮藏42 d的枣果的果实硬度为12.61与对照组硬度8.78相比差异极其显著,且此温度处理的硬度下降速率最慢;50 ℃处理的枣果在贮藏21 d的果实硬度为13.98与对照的11.74差异极其显著但是与45 ℃处理无显著差异,贮藏42 d的枣果的果实硬度与其他温度处理的枣果的硬度差异显著;55 ℃浸泡20 min的中秋酥脆枣,在贮藏21 d的果实硬度为13.58,高于45 ℃与60 ℃处理的枣果,贮藏42 d的枣果的果实硬度与60 ℃处理硬度8.12差异显著。
由图2可知,用不同浓度CaCl2浸泡处理的中秋酥脆枣的硬度随贮藏时间的延长而下降,贮藏21 d的枣果的果实硬度都在11.60左右;贮藏42 d的枣果,CaCl2浸泡处理的枣果的果实硬度都显著高于对照组枣果的硬度8.78,但是个处理之间的硬度在42 d时分别为10.21、10.79、10.62,无显著差异;用3% CaCl2浸泡处理的枣果,在贮藏后期硬度下降速度相对于其他浓度和对照组处理的枣果较慢,且在第64 d至84 d的硬度为7.86高于其他浓度CaCl2处理的枣果。综合图 1~2,可以看出,热水浸泡处理对中秋酥脆枣的果实硬度的影响主要在贮藏前期,CaCl2溶液浸泡对枣果的果实硬度的影响主要在贮藏后期。
2.2 不同处理条件对中秋酥脆枣鲜枣Vc含量的影响
中秋酥脆枣鲜枣Vc含量高达654 mg/100 g,相对于其他的鲜食枣品种要高得多。枣中Vc的含量亦是衡量中秋酥脆枣储藏品质的重要指标之一,它不仅标志着枣果营养价值的高低,而且反映了枣果在储藏过程中的衰老程度,即Vc含量越高果实越新鲜,贮藏效果越好。由图3~4可以看出,在枣果储藏过程中,Vc含量在贮藏过程中急剧下降。
图3 不同温度浸泡对中秋酥脆枣Vc含量的影响Fig.3 Effects of different temperatures of soaking treatment on the Vc content of Z. jujubevc. Zhongqiusucui
其中,由图3可知,热水浸泡处理的枣果在贮藏21 d的Vc含量下降缓慢,45 ℃、50 ℃、55 ℃浸泡处理能降低Vc含量下降的速率,60 ℃浸泡处理的枣果,其Vc含量在贮藏过程中均低于对照;在贮藏的第21 d到第42 d的过程中,所有处理的枣果的Vc含量均急剧下降,且在第42 d之后的枣果,Vc含量均较低;45 ℃处理的枣果在贮藏的第 21 d含量为 558.07 mg/100 g,显著高于对照514.69 mg/100 g,但在第42 d、63 d和84 d其Vc含量均显著低于对照,推断此次不同温度的浸泡处理试验中,50 ℃浸泡20 min处理的枣贮藏效果相对较好。
图4 不同浓度CaCl2溶液浸泡处理对中秋酥脆枣Vc含量的影响Fig.4 Effects of different Concentration CaCl2 solution soaking treatment on the Vc content of Z. jujubevc. Zhongqiusucui
由图4可知,使用不同浓度CaCl2溶液浸泡的枣果在贮藏21 d、63 d和84 d的Vc含量差异显著且均高于对照。3% CaCl2溶液浸泡处理的枣果的Vc含量仅在贮藏的21 d高于对照,贮藏42 d及之后的枣果的Vc含量均显著低于对照组的Vc含量;4%和5% CaCl2溶液浸泡处理的枣果,其含量在贮藏过程中均高于对照组的Vc含量,且5% CaCl2溶液浸泡处理的枣果在贮藏21 d的Vc含量为651.53 mg/100 g,与贮藏前的Vc含量相差不大。综上可知,浸泡处理后的中秋酥脆枣的保存时间大一个月左右,此时的中秋酥脆枣口感硬实,糖和Vc含量高,在此时间之前食用浸泡处理的枣果,口感与营养价值俱佳。
2.3 不同处理条件对中秋酥脆枣鲜枣糖含量的影响
枣的含糖量在贮藏过程中的变化是一个动态的变化过程。糖是鲜枣组织中的重要的储能物质,也是中秋酥脆枣甜味的主要来源。中秋酥脆枣由糖枣的芽变选育而来,鲜枣含糖量高达 23.7%,相对其他枣品种较高,可溶性固形物含量28%~32%,口感更甜。在贮藏过程中,由于枣的呼吸作用会消耗分解一部分糖类;再者,枣属于木本粮食,枣内含淀粉,在储藏过程中淀粉分解会补充一部分糖类,因此,枣果中的可溶性总糖的含量会随贮藏时间的延长而上升。
图5 不同温度浸泡处理对中秋酥脆枣可溶性总糖含量的影响Fig.5 Effects of different temperatures of soaking treatment on the soluble total sugar content of Z. jujubevc. Zhongqiusucui
图6 不同浓度CaCl2溶液浸泡处理对中秋酥脆枣可溶性总糖含量的影响Fig.6 Effects of different concentration of CaCl2 solution soaking treatment on the soluble total sugar content of Z.jujubevc. Zhongqiusucui
由图5~6可知,所有的枣果在储藏过程中的可溶性总糖含量均呈先下降后上升趋势,蒸馏水浸泡 20 min的对照组的枣果在贮藏的第84 d的可溶性总糖高达39.64%,还原糖的含量在此时也最高,且此时的枣果,转红指数达 100%,果实肉质疏松,口感极差,闻之有酒味,呈现“酒化”现象,不宜食用。由图5可知,45 ℃处理的枣果,贮藏前期的可溶性总糖含量相对其他处理较低,在贮藏63 d及84 d的糖含量比其他热处理的糖含量相对较高;50 ℃和55 ℃处理的枣果贮藏前期可溶性总糖含量下降缓慢,贮藏84 d的糖含量与新鲜枣果含量相似,贮藏效果相对较好。图6可知,热处理对枣还原糖含量的影响较大,各个热处理之间的枣的还原糖含量与对照相比均差异显著。
图7~8可知,各浓度的CaCl2溶液浸泡处理的枣果在贮藏的第63 d和84 d的总糖含量的差异均极其显著;CaCl2溶液浸泡处理的枣果,还原糖变化不大,3%与4% CaCl2溶液浸泡处理的枣果在贮藏的63 d之前还原糖含量差异不显著,贮藏的第63 d,CaCl2溶液浸泡处理的枣果的还原糖均比新鲜的枣果含量低。此外,试验发现,热处理、CaCl2溶液浸泡处理中秋酥脆枣均能的推迟或减少早在冷库中储藏到贮藏后期“酒化现象”。
图7 不同温度浸泡处理对中秋酥脆枣还原糖含量的影响Fig.7 Effects of different temperatures of soaking treatment on the reducing sugar content of Z. jujubevc. Zhongqiusucui
图8 不同浓度CaCl2溶液浸泡处理对中秋酥脆枣还原糖含量的影响Fig.8 Effects of different concentration of CaCl2 solution soaking treatment on the reducing sugar content of Z. jujubevc.Zhongqiusucui
2.4 不同处理条件对中秋酥脆枣鲜枣MDA含量的影响
MDA是细胞膜脂质过氧化产物,MDA的含量可反映枣膜质氧化的程度。肖黎斌等研究表明,抑制MDA的生成,能提高鲜枣的储藏效果[19]。中秋酥脆枣鲜枣的MDA含量为0.09 μmol/g。由图9可知,热处理的枣果的MDA含量在前期上升缓慢,后期上升较快,45 ℃与60 ℃热处理的枣果,在贮藏的第21 d的MDA含量显著低于其他温度处理;55 ℃热处理的枣果在贮藏的第42 d、63 d及84 d的MDA的含量与其他温度热处理的结果相比,MDA含量最低且MDA含量的差异极其显著,由此亦可推测55 ℃处理的枣果贮藏效果最好;60 ℃处理的枣果贮藏84 d的MDA含量为1.19 μmol/g,显著高于其他温度处理。
图9 不同温度浸泡处理对中秋酥脆枣MDA含量的影响Fig.9 Effects of different temperatures of soaking treatment on the MDA content of Z. jujubevc. Zhongqiusucui
图10 不同浓度CaCl2溶液浸泡处理对中秋酥脆枣MDA含量的影响Fig.10 Effects of different concentrations of CaCl2 solution soaking treatment on the MDA content of Z. jujubevc.Zhongqiusucui
由图10可知,3% CaCl2处理的枣果,MDA含量上升最慢,且在贮藏后期与其他处理的差异亦极其显著。由图9~10,热处理和CaCl2溶液浸泡处理均能减少MDA的产生,55 ℃浸泡20 min与3% CaCl2浸泡的效果最好。
2.5 相关性分析
用IBM SPSS Statistics 20.0软件进行双变量相关分析,T检验结果如下表。
由表1可知,采后浸泡处理之后的枣果,在贮藏过程中的果实硬度、Vc含量、可溶性总糖含量、还原糖含量、MDA含量之间具有相关性。其中,还原糖含量与可溶性总糖含量的Pearson相关系数为0.64,枣的果实硬度与Vc含量、还原糖含量与MDA含量呈极显著正相关,Pearson相关性系数分别为0.80和0.39;中秋酥脆枣贮藏过程中的果实硬度MDA含量、Vc含量MDA含量呈极显著负相关,Pearson相关性系数为-0.72和-0.81;枣的可溶性与枣的硬度和Vc含 量无显著相关性。
表1 不同处理的枣果在贮藏过程中枣果品质指标的相关系数Table 1 Correlation coefficient of quality index of Z. jujubevc. Zhongqiusucui by different treatments during storage
3.1 本试验研究表明:50 ℃或55 ℃热水和3% CaCl2溶液浸泡处理 20 min对中秋酥脆枣的贮藏保鲜的影响显著,热处理抑制了枣果Vc、可溶性总糖、还原糖含量的下降,与柑橘贮藏中热处理的结果相同,但与Kumah在“Keitt”芒果试验的结果存在差异[24,25];钙浸泡处理结果与钟曼茜、G. Lysiak等发现2%钙处理有效提高水果贮藏性能相符[26,27];中秋酥脆枣在冷库贮藏后期会出现由真菌引起的霉变,试验还发现入冷库贮藏前用50 ℃或55 ℃热处理的中秋酥脆枣,能减少枣果在贮藏过程中的腐烂率,这与王雷之前在甜樱桃上的应用结果相一致,都较好的保持了果实品质、显著减缓了果实硬度和Vc的下降速率[28]。此次本试验中所用的3个浓度的CaCl2溶液中,最低浓度CaCl2溶液浸泡处理的枣果比其他两种较高浓度处理后的贮藏保鲜效果更好,即本试验探究得到的最适CaCl2溶液浸泡处理浓度为3%,对更低浓度的CaCl2溶液浸泡对中秋酥脆枣保鲜效果的影响仍需进一步进行研究。前人都证明了贮藏过程中的呼吸速率与贮藏效果显著相关,大部分果蔬进行适当温度的热处理能降低果实的呼吸,如果在今后要继续对中秋酥脆枣的贮藏保鲜试验进行探究,可对贮藏期间的枣果的呼吸作用和细胞壁结构的完整性进行检测,才能使该实验结果的更具可靠性[29,30]。另外,本试验结果还证明了用热水浸泡处理和CaCl2溶液浸泡处理都能减轻中秋酥脆枣贮藏后期的糖化现象,延长该枣保鲜时间。
3.2 目前热处理这种物理保鲜方法在水果的应用越来越多,热处理的方式不仅包括热水浸泡处理,还包括热空气、微波加热等方式,如热空气处理,操作更加方便,实用性高,但不适的高温与处理时间会造成水果的损伤,缩短水果的保鲜时间。针对钙盐在保鲜方面的研究也越来越多,有关植物Cl-离子通道的研究越来越深入,许多试验都考虑用Ca(NO3)2代替CaCl2在果蔬保鲜中的应用,且不适浓度的Ca2+离子在枣保鲜的应用,会造成果实变苦,影响枣的风味。此次试验的两种方法在中秋酥脆枣的保鲜上初见成效,大概能延迟鲜枣的贮藏时间约7~14 d左右,但还不能满足企业需要延长大量鲜枣保鲜时间的要求。因此,后期的探究方向应该放在热处理和更适当的 Ca(NO3)2浓度和浸泡时间上面,同时可以考虑用热的 Ca(NO3)2溶液等浸泡处理,考虑到当今社会对食品安全却来越重视,可以考虑Ca(NO3)2等保鲜剂与植物提取液如松针提取液等天然、绿色的保鲜剂共同使用,以期找到最合适、最安全的保鲜剂和保鲜方式、达到最好的保鲜效果,把枣产业的经济损失减少到更低,也为其他果蔬的保鲜提供更好的借鉴。
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