许蕙金兰,吴培文,陈仁驰,刘永美,陈存坤,田慧琴,朱本忠,*
(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;2.国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津300192)
葡萄适应性广,栽培的经济效益相对较高,是中国栽培最广泛的果树[1]。其产量连年攀升,2016年,中国鲜食葡萄产量已高达到1 020.0万吨[2]。其中巨峰葡萄是生产中的主栽品种之一,适应性强,抗病、抗寒性能好。果实穗大,粒大,成熟时紫黑色,果皮厚,果粉多,深受广大消费者及果农的喜爱。然而巨峰葡萄不耐贮藏,易发生掉粒、腐烂、干梗等现象,严重影响商品品质。研究适宜的贮藏保鲜技术在巨峰葡萄采后产业中有着重要的意义。温度是影响葡萄贮期生理活动最重要的外界因素之一,一般认为低温能有效抑制葡萄果实的呼吸作用,延缓其衰老,减少腐烂,延长贮藏期,还可缓解因其集中上市造成的销售困难[3]。
研究在不同贮藏温度下巨峰葡萄的采后生理和贮藏品质的变化规律,以期为巨峰葡萄的贮藏保鲜提供理论和实践指导意义。
供试的巨峰葡萄于2017年7月26日采自河北省邢台市柏乡县一长势良好的果园,采收当天运回实验室,果实进行筛选分级,选取成熟度一致、无腐烂、无机械伤果穗为试材。葡萄果实经过0.5%次氯酸钠消毒处理后风干,装入葡萄贮藏专用塑料筐,内衬0.03 mm厚PE保鲜袋。将果实平均分成4组,分别置于温度为0、5、10、25℃(室温),相对湿度为85%~90%的冷库中贮藏,每个处理设置3个重复,每个重复30 kg左右。采收当天测定初值,之后每隔7天取样测定1次。生理指标取样时每个处理随机选取30个果实,去除葡萄皮及葡萄籽,将果肉迅速切成小块放入液氮中速冻,再置于-80℃冰箱保存。
PAL-1数显糖度计:日本ATAGO公司;UV-5500PC型紫外可见分光光度计:上海元析仪器有限公司;GY-3硬度计:爱德堡仪器有限公司;多功能粉碎机:浙江永康市速锋工贸有限公司;GC7890F气相色谱仪:上海天美科学仪器有限公司。
1.3.1 指标检测方法
1.3.1.1 硬度和可溶性固形物
采用曹建康等[4]的方法,稍作改变,在葡萄果实赤道附近分别取2个点,用小刀去除部分果皮后,使用GY-3硬度计测定果实硬度,结果取其平均值。取果粒中部果汁,用糖度计测定可溶性固形物含量。
1.3.1.2 失重率
失重率/%=(新鲜葡萄的质量一贮藏后葡萄的质量)/新鲜葡萄的质量×100
1.3.1.3 掉粒率
掉粒率/%=掉粒果重/总果重×100
1.3.1.4 腐烂率
腐烂率/%=腐烂果重/总果重×100
1.3.1.5 可滴定酸的测定
采用酸碱滴定法,参照曹建康等[4]的方法进行测定。
1.3.1.6 可溶性蛋白的测定
参照曹建康等[4]的方法,采用考马斯亮蓝染色法测定。
1.3.1.7 总酚、类黄酮、花青素相对含量的测定
参照曹建康[4]等的方法,利用甲醇溶液从果蔬组织中提取总酚物质、类黄酮类和花青素。根据总酚物质、类黄酮和花青素的甲醇提取液的吸收光谱特性,利用紫外可见分光光度计在特定波长下测定其吸光度值,进而计算出含量。
1.3.1.8 维生素C含量的测定
采用2,6-二氯酚靛酚滴定法。GB5009.86-2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》进行测定。
1.3.1.9 呼吸强度测定
参照曹建康等[4]的方法,每个库中取3串葡萄果实,测定其质量后分别置于经空气平衡的5 L密封盒中,密闭2 h后,用一次性注射器从密封盒顶部平衡盒内气体后顶空抽取1.0 mL气体,用气相色谱法测定二氧化碳含量,重复3次。呼吸强度以CO2释放量表示,单位为mg/(kg·h)。
气相色谱检测条件:载气N2,进样温度120℃,柱温60℃,CO2检测温度360℃,氢气气流80 mL/min。
1.3.2 数据处理方法
采用 Microsoft Excel(2007)软件分析和绘图,计算平均值和标准偏差。
鲜食葡萄的采后生理的变化包括葡萄的外观变化、掉粒、腐烂、失水情况及呼吸强度变化等。
2.1.1 不同贮藏温度下巨峰葡萄的外观变化
不同贮藏温度下巨峰葡萄的外观变化见图1。
从巨峰葡萄整体外观可以看出,0、5、10℃贮藏的葡萄在贮藏4周内基本没有变化,而25℃常温贮藏的葡萄在一周后就发生明显的掉粒,说明低温贮藏能延长巨峰葡萄的贮藏期。5、10℃贮藏的葡萄均在第5周发生明显的掉粒现象,果梗褐变严重,彻底丧失商品价值。
图1 不同贮藏温度下巨峰葡萄的外观变化Fig.1 The appearance of Kyoho grape during different storage temperature
2.1.2 不同贮藏温度对葡萄果实失重率、掉粒率、腐烂率的影响
葡萄果实的落粒、腐烂极大地影响其商品价值,而失重率能反应葡萄在贮藏过程中的水分损失,失重率高,果实弹性低,影响果实口感。不同贮藏温度对巨峰葡萄商品价值的影响见图2。
图2 不同贮藏温度对巨峰葡萄商品价值的影响Fig.2 The effects of different storage temperature on the product value of Kyoho grape
图2A、2B、2C表明,在不同的贮藏温度下,随着贮藏时间的增加,巨峰葡萄的失重率、掉粒率、腐烂率均呈上升趋势。其中,25℃贮藏下的葡萄在7天后失重率明显上升;5℃贮藏下的葡萄在28天后失重率显著上升至13%,而0℃贮藏下的葡萄在42天后失重率维持在6%以下。说明低温贮藏有利于延缓葡萄果实的失重现象。贮藏28天后,5℃贮藏葡萄掉粒率由10.2%显著升高至59.6%,10℃贮藏葡萄掉粒率在贮藏28天后升至12.3%然后在一周内迅速掉粒至丧失测量意义,而0℃贮藏的葡萄掉粒不明显,直至42天后掉粒率维持在10%以下,说明0℃贮藏更有利于葡萄果实的贮藏。贮藏7天后,25℃贮藏葡萄腐烂率由3.3%显著上升至23.0%;贮藏28天后,5℃贮藏葡萄腐烂率由1.2%显著上升至16.1%,0℃贮藏的葡萄腐烂率相对较低,腐烂率始终维持在5%以下,说明低温贮藏有利于延缓葡萄果实的腐烂。
2.1.3 不同贮藏温度对葡萄果实呼吸强度的影响
果实的贮藏状况与它们的呼吸作用有着密切的关系[5],不同贮藏温度对巨峰葡萄呼吸强度的影响见图3。
图3 不同贮藏温度对巨峰葡萄呼吸强度的影响Fig.3 The effects of different storage temperature on respiratory rate of Kyoho grape
从图3可以看出,在贮藏过程中,葡萄呼吸强度的变化具有相同的趋势。在贮藏前期呼吸强度小幅度上升,随后降低至平缓状态,而且低温贮藏(0℃和5℃)下呼吸强度变化更缓慢,说明较低的温度能有效降低巨峰葡萄的呼吸强度,延缓其衰老速度。葡萄是一种非呼吸跃变型果实,在贮藏前期出现的呼吸强度小幅度上升可能是由于预冷过程不够迅速造成的影响。
2.1.4 不同贮藏温度对葡萄果实硬度的影响
硬度保持较好反映果肉细胞维持在较好的水平[6],显示果实抗压力的强弱,是判断果实是否软化的指标[7]。不同贮藏温度对巨峰葡萄硬度的影响见图4。
图4 不同贮藏温度对巨峰葡萄硬度的影响Fig.4 The effects of different storage temperature on firmness of Kyoho grape
从图4可以看出,在整个贮藏期间,葡萄果实的硬度变化不大。0℃下,硬度保持在0.81 kg/cm2左右;5℃下,硬度保持在0.71 kg/cm2左右;10℃下,硬度保持在0.74 kg/cm2左右;25℃下,硬度保持在0.72 kg/cm2左右。说明不同的贮藏温度对葡萄果实的硬度没有太大的影响,而且在0℃时硬度相对较高并保持良好。
2.2.1 不同贮藏温度对葡萄果实可溶性固形物的影响
可溶性固形物是由果蔬生长期间积累的糖、酸、氨基酸等多种物质组成的,对果实的口味、糖酸比、贮藏性、加工性质等都具有重要的影响[8],是评价果实品质的重要指标之一。不同贮藏温度对巨峰葡萄可溶性固形物的影响见图5。
图5 不同贮藏温度对巨峰葡萄可溶性固形物的影响Fig.5 The effects of different storage temperature on soluble solids contents of Kyoho grape
从图5可以看出,在不同的贮藏温度下,葡萄果实的可溶性固形物没有显著变化。0℃下,可溶性固形物含量基本稳定在15.5%左右;5℃下,可溶性固形物含量基本稳定在14.8%左右;10℃下,可溶性固形物含量基本稳定在14.9%左右;25℃下,可溶性固形物含量基本稳定在15.3%左右。
2.2.2 不同贮藏温度对葡萄果实可滴定酸的影响
在贮藏过程中,葡萄果实中可滴定酸含量的变化影响其风味及耐贮性[9]。不同贮藏温度对巨峰葡萄可滴定酸的影响见图6。
图6 不同贮藏温度对巨峰葡萄可滴定酸的影响Fig.6 The effects of different storage temperature on titratable acidof Kyoho grape
从图6可以看出,随着贮藏时间的延长,果实内部的有机酸被逐渐转化,可滴定酸呈现不同程度的下降趋势[10]。在整个贮藏过程中,0、5℃贮藏葡萄在前2周可滴定酸下降速度大,由0.46%降至0.31%,之后可滴定酸变化幅度较平缓,但均低于初始值,而10℃贮藏条件下,可滴定酸在7天后即降至0.31%,而且相比其他贮藏温度可滴定酸一直处于较低水平。
2.2.3 不同贮藏温度对葡萄果实可溶性蛋白的影响
可溶性蛋白是植物体内重要的渗透调节物质,对植物生长发育起着重要的调控和保护作用[11]。可溶性蛋白的增加和积累能够提高细胞的保水能力,对细胞生命物质和生物膜起保护作用[12]。不同贮藏温度对巨峰葡萄可溶性蛋白的影响见图7。
图7 不同贮藏温度对巨峰葡萄可溶性蛋白的影响Fig.7 The effects of different storage temperature on soluble protein contentof Kyoho grape
如图7所示,在整个贮藏过程中,5℃贮藏下可溶性蛋白含量都较0℃贮藏下水平高,10℃贮藏下可溶性蛋白在14天前较高,14天后较低,25℃贮藏下可溶性蛋白在初期处于相对较高水平。在贮藏后期,可溶性蛋白的含量显著增加,在低温下,可溶性蛋白的升高更明显,由于为应对外界不利环境,果实会产生大量可溶性蛋白保护细胞。
2.2.4 不同贮藏温度对葡萄果实花青素、总酚、类黄酮含量的影响
花青素、总酚、类黄酮是葡萄果实中特有的一些营养成分,它们与葡萄蔬的外观、品质、风味等生理指标密切相关,同时也影响着葡萄的成熟衰老过程和采后的新陈代谢。不同贮藏温度对巨峰葡萄酚类物质的影响见图8。
在贮藏过程中,类黄酮的变化较为平缓,而且贮藏温度越低,类黄酮的含量越少(图8A)。0℃下,类黄酮含量基本稳定在0.53 OD325/g左右;5℃下,类黄酮含量基本稳定在0.60 OD325/g左右;10℃下,类黄酮含量最高达到0.75 OD325/g;25℃下,类黄酮含量最高达到0.72 OD325/g。随着贮藏时间增加,总酚含量呈现上升趋势,而且低温会抑制葡萄果实的总酚含量增加(图8B)。0℃下,总酚含量最高达到0.185 OD280/g;5℃下,总酚含量最高达到0.294 OD280/g;10℃下,总酚含量最高达到0.268 OD280/g;25℃下,总酚含量最高达到0.097 OD280/g。而在贮藏过程中,葡萄果实花青素含量的整体变化趋势比较复杂,最终呈下降趋势,其中0℃下花青素含量变化相对较小(图8C)。
图8 不同贮藏温度对巨峰葡萄酚类物质的影响Fig.8 The effects of different storage temperature on the phenolic substances of Kyoho grape
2.2.5 不同贮藏温度对葡萄果实维生素C含量的影响不同贮藏温度对巨峰葡萄维生素C含量的影响见图9。
图9 不同贮藏温度对巨峰葡萄维生素C含量的影响Fig.9 The effects of different storage temperature on the VC content of Kyoho grape
如图9所示,在不同的贮藏温度下,随着贮藏时间的增加,维生素C的含量一直呈下降趋势,低温也不能很好地抑制葡萄果实中维生素C含量的下降(图9)。其中,5℃贮藏的葡萄维生素C含量下降较慢,相比其他贮藏温度处于较高水平。说明为了维持巨峰葡萄中维生素C的含量,需要增加其他的保鲜手段。
葡萄果实的物理品质主要包括掉粒率、腐烂率、失重率、硬度以及呼吸强度,通过表型观察及实验测定表明:0℃贮藏能最大限度地延长巨峰葡萄的贮藏期,使其外观状态处于一个良好的状态。果实的营养品质主要包括可溶性固形物、可滴定酸、花青素、维生素C等营养成分的含量。在低温贮藏的条件下,葡萄果实的营养物质含量得到了较好的保留,减缓了品质的劣变,而且0℃贮藏的效果要优于5℃贮藏。通过对不同贮藏温度下巨峰葡萄各个品质指标的测定及比较,发现0℃贮藏最有利于巨峰葡萄的贮藏。