冯春婷,陶永清,*,董成虎,纪海鹏,张娜,张学杰,陈存坤
(1.天津商业大学天津市食品与生物技术重点实验室,天津300134;2.国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津),农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室,天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津300384;3.天津国嘉农产品保鲜生产力促进有限公司,天津300384;4.中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京100081)
青椒果实属于植物界的茄科类浆果,肉质多汁,是人类饮食中维生素A 和维生素C、矿物质以及能量的来源之一。从明代开始,青椒由原产地中南美洲传入中国,在我国已有近300 多年种植历史。新鲜的青椒往往口感脆嫩,深受广大消费者的喜欢。然而,刚采摘的青椒含水量较高,且果实采后生理代谢通常旺盛,因而在贮运过程中,极易发生失水萎蔫、腐烂以及营养物质损失等现象[1],造成农业经济损失,因此青椒采后保鲜和贮存显得非常重要。
常用延缓采后果实成熟的保鲜剂有:乙烯抑制剂类型保鲜剂,如1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)[2],通过阻断乙烯与果蔬组织细胞上乙烯受体的正常结合,进而抑制因乙烯引起的果蔬衰老过程[3];乙烯吸收剂类型的保鲜剂,通过物理吸附和化学反应的方法去除贮藏环境中的乙烯,抑制果实乙烯的自我催化作用,达到延缓果蔬的衰老的目的[4];强还原剂类型的保鲜剂,如SO2保鲜剂,不仅能抑制微生物的生长,而且还能抑制氧化酶活性,降低呼吸速率,增强耐贮性,从而增加食物的贮藏期[5-6]。1-MCP、SO2保鲜剂、乙烯吸收剂3 种保鲜剂有不同的保鲜机理,通过两两结合使用可以发挥各自的特性,提高保鲜的总体效果。因此本研究选用1-MCP+SO2保鲜剂、1-MCP+乙烯吸收剂和SO2保鲜剂+乙烯吸收剂3 种不同的保鲜剂组合对采后青椒进行处理,检测对比常规生理指标(还原糖含量、乙烯生成速率、果实失重率、可滴定酸的含量、维生素C 含量、叶绿素含量以及果实腐烂率),为青椒的采后保鲜提供理论依据。
青椒:2019年3月8日,采购于天津市红旗农贸综合批发市场,挑选新鲜饱满、成熟度及大小较为一致,且无机械损伤、无腐烂、无霉变及无病虫害的青椒,当天运送至国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津);1-MCP:台湾利统股份有限公司;乙烯吸收剂:山西龙田保鲜技术开发有限公司;SO2保鲜剂:天津禄盛有限公司;酒石酸钾钠:天津市风船化学试剂科技有限公司;酚酞指示剂:天津市江天统一科技有限公司;草酸:天津市汇杭化工科技有限公司;2,6-二氯酚靛酚、3,5-二硝基水杨酸、亚硫酸钠:天津市光复精细化工研究所;苯酚:天津博迪化工股份有限公司。试剂均为国产分析纯。
CheckPoint O2/CO2测氧仪:东莞市谱标实验器材科技有限公司;GC-2010 气相色谱仪:日本岛津公司;UV-1780 紫外可见分光光度计:岛津仪器(苏州)有限公司;DK-98-IIA 电热恒温水浴锅:天津市泰斯特仪器有限公司;DL-1 万用电炉:北京中兴伟业仪器有限公司;FA1004 电子天平:上海精密科学仪器有限公司。
1.3.1 处理方法
将挑选的青椒随机分装到聚乙烯保鲜袋(厚度为0.05 mm)中,每个保鲜袋放入 10 个,入(9±0.5)℃冷库内前敞口预冷16 h。预冷后将青椒分成以下4 组,每个处理组各30 袋,贮藏期内,每4 d 随机取样并进行各项指标的测定,每个指标3 次重复,共测定6 次。
①空白对照组(control check),不放任何保鲜剂封口包装,记做CK;②加入1-MCP 一贴和SO2保鲜剂一袋封口包装,记做T1;③加入1-MCP 一贴和乙烯吸收剂一袋封口包装,记做T2;④加入SO2一袋和乙烯吸收剂一袋封口包装,记做T3。
袋内1-MCP 按添加量折算浓度为1 μL/L;二氧化硫保鲜剂1 g/袋;乙烯吸收剂5 g/袋(主要成分是高锰酸钾),每个保鲜袋放一袋。
1.3.2 测定指标及方法
还原糖含量:参照曹建康等的方法测定[7]。
乙烯生成速率:使用岛津GC-2010 型气相色谱仪,采用面积外标法计算,在贮藏温度条件下密封静置青椒3 h,再用20 mL 取样针抽取罐内20 mL 待测气样,采用气相色谱仪程序升温法测定[8],气谱条件:氢火焰离子检测器,检测器温度160 ℃,DB-5 毛细管柱,程序升温范围46 ℃~60 ℃,进样口温度150 ℃,载气为N2,流速 14 mL/min。
失重率:采用称重法测定,用以下公式计算:
式中:M0为青椒初始质量,g;M1为青椒失水后质量,g。
可滴定酸(titratable acid,TA)含量:采用氢氧化钠滴定法,重复3 次取平均值,以质量分数(%)表示。
VC含量:采用2,6-二氯酚靛酚钠法[9]测定青椒VC含量重复3 次取平均值,单位为mg/100 g。
叶绿素含量:参考曹建康[7]等的方法。
腐烂率:每个处理各5 袋,编号区分,共20 袋,采用以下公式计算:
式中:F1为青椒果实腐烂个数(带有霉点和腐烂的);F0为青椒果实初始总个数。
不同保鲜剂组合处理对青椒还原糖含量的影响见图1。
图1 不同保鲜剂组合处理对青椒还原糖含量的影响Fig.1 Effects of different preservative combination treatment on reducing sugar content of green pepper
还原糖的含量是衡量青椒营养价值的指标之一。由图1 可以看出,贮藏过程中,随着贮藏时间增加,各组青椒果实的还原糖含量整体呈下降趋势,这与果实成熟衰老过程中还原糖的消耗有关;贮藏8 d 时,CK组还原糖的含量下降了45.17%,T1、T2、T3 处理组较初始还原糖含量分别下降了21.95%、17.42%、37.46%;贮藏20 d 时,各处理组的还原糖含量始终高于CK 组,可见各处理组都能有效抑制青椒果实还原糖含量的下降;整体来看,T1 组在整个贮藏过程中还原糖含量较其他处理组较高,故处理效果较好。
不同保鲜剂组合处理对青椒乙烯生成速率的影响见图2。
图2 不同保鲜剂组合处理对青椒乙烯生成速率的影响Fig.2 Effects of different preservative combination treatments on Ethylene production rate of green pepper
青椒属于呼吸跃变型果蔬,乙烯可诱导或促进其果实的成熟,但是在贮运过程中,环境中过高的乙烯浓度会加强其呼吸作用,进而使其果实过早成熟,使其衰老过程提前,因而在贮藏期间有效控制贮藏环境中的乙烯生成可以延长果蔬的贮存期。由图2 可以看出,贮藏过程中,青椒乙烯的释放量整体呈先上升后下降的趋势,第4 天时,T3 组和CK 组乙烯生成速率迅速加快,分别增加了0.028 4、0.020 0 μL/(kg·h);在贮藏8 d~16 d 内,T3 组乙烯生成速率呈下降趋势,其他两个处理组和对照组则呈持续上升趋势;T3 组前期乙烯生产速率较快,后期下降,其原因可能是前期果实逐渐成熟,释放到微环境中的乙烯积累较多,从而促进果实的乙烯生成速率的升高,后期由于乙烯吸附剂的作用,微环境中的乙烯含量下降,从而使得果实乙烯生成速率降低;到第20 天时,3 种保鲜剂组合处理的乙烯生成速率均明显低于对照组,说明3 种保鲜剂组合处理,均能有效抑制青椒果实的乙烯生成速率,是因为1-MCP 可阻断ACC 合成酶和ACC 氧化酶对乙烯合成的调节作用,因此可抑制乙烯的释放,延缓果实衰老[10]。总体来看,T1 组较能稳定的抑制乙烯的生成速率,且抑制效果较好。
不同保鲜剂组合处理对青椒失重率的影响见图3。
图3 不同保鲜剂组合处理对青椒失重率的影响Fig.3 Effects of different preservative combination treatment on weight loss rate of green pepper
在保存过程中,当水果和蔬菜的重量下降超过5%时,它们可能会收缩和枯萎[11]。青椒在贮存期间,往往难以避免其果实的失重,而影响果实失重的因素很多,其中果实水分的减少是最重要的原因之一。通常青椒含水量高,采后如若不采取保鲜措施,极易导致失水萎蔫等不良现象,从而减低其商品价值[12]。由图3可以看出,在20 d 的贮藏期间中,随着时间的增加,青椒果实的失重率呈明显上升趋势,且在不同保鲜剂组合处理下,果实失重率存在较明显的差异:其中前4 d内,各组青椒的失重率变化不是很明显;而4 d 后,对照组失重率迅速增加,且大于其它各处理组;当贮藏20 d 时,CK、T1、T2、T3 组的果实失重率分别为 0.57%、0.21%、0.34%、0.25%,可见保鲜剂组合各处理组均能减少青椒果实的失重,其中T1 组青椒果实的失重率是各组中最小的。
不同保鲜剂组合处理对青椒TA 含量的影响见图4。
图4 不同保鲜剂组合处理对青椒TA 含量的影响Fig.4 Effects of different preservative combination treatments on TA content of green pepper
果蔬成熟期会产生苹果酸、柠檬酸以及酒石酸等有机酸,这些有机酸参与光呼吸作用,对果蔬的自身代谢起着重要作用,也参与合成酚类、氨基酸、酯质和芳香物质,同时这些有机酸本身也是重要的风味物质,因此有机酸含量影响果蔬的品质和风味,是评价果蔬优劣的重要指标[13]。由图4 可以看出,在贮藏前4 d,各组的可滴定酸呈增加的趋势,这可能是由于采后的青椒还未完全成熟,仍在进行有机酸的合成,且3个处理组TA 含量均高于对照组,说明3 种处理能有效抑制青椒果实TA 含量的降低;4 d 后,各组TA 含量逐渐下降,且各处理组TA 含量均高于CK 组,且T1 处理组TA 含量始终高于其他2 个处理组;第20 天时,CK 组与其他 3 个处理组 T1、T2、T3 的 TA 含量分别是5.33%、6.2%、5.86%、5.64%,可知 3 个处理组可有效抑制青椒果实中TA 含量的降低,且T1 处理效果较好。
不同保鲜剂组合处理对青椒VC含量的影响见图5。
图5 不同保鲜剂组合处理对青椒VC 含量的影响Fig.5 Effects of different preservative combination treatment on VC content of green pepper
维生素C 含量也是衡量蔬菜果实营养价值的指标之一[14]。由图5 可以看出,青椒果实采后的VC含量可达85.28 mg/100 g,在贮藏期间,各组青椒果实的VC含量整体呈下降趋势,在青椒果实后熟的过程中,果实组织的VC发生氧化分解,使VC含量急剧下降[15];贮藏期间的前 4 d,VC含量下降较快;贮藏 4 d~12 d,除了CK 组仍在快速下降,其他三个处理组VC的含量较平稳;第 20 天时,CK、T1、T2、T3 的 VC含量分别损失了34.71%、21.42%、27.57%、25.74%,表明 3 种处理均能抑制青椒果实VC含量的降低,且T1 处理组的抑制效果较好。
不同保鲜剂组合处理对青椒叶绿素含量的影响见图6。
图6 不同保鲜剂组合处理对青椒叶绿素含量的影响Fig.6 Effects of different preservative combination treatment on chlorophyll content of green pepper
叶绿素含量可直接影响青椒果实的外观性状,也是衡量蔬菜感官品质的因素之一[16]。由图6 可以看出,在整个贮藏过程中,各组青椒果实的叶绿素含量整体呈下降趋势。贮藏4 d 后,青椒果实的叶绿素开始下降;贮藏 16 d 时,CK、T1、T2、T3 组叶绿素含量分别下降了20.82%、6.02%、14.29%、17.91%,可以看出与CK 组相比,各处理组均能抑制叶绿素的降解,且T1处理组的抑制效果较好。
不同保鲜剂组合处理对青椒腐烂率的影响见图7。
图7 不同保鲜剂组合处理对青椒腐烂率的影响Fig.7 Effects of different preservative combination treatment on the decay rate of green pepper
在青椒贮藏过程中,由于青椒含水量高,所以防止其腐烂是保鲜的首要任务[17]。由图7 可以看出,随着贮藏时间的增加,各组青椒果实的腐烂率也都是逐渐增加的,贮藏8 d 时,各组青椒果实腐烂率缓慢增加,各组差异不大;8 d~20 d 贮藏期间各组腐烂率差异逐渐拉开,且各处理组的腐烂率始终低于CK 组的腐烂率,说明各处理组均能有效抑制青椒果实的腐烂,提高青椒果实的品质,总体来看,T1 处理组抑制效果较好。
用3 种保鲜剂组合对青椒果实的以上生理指标的测定结果分析后可得出,与CK 组相比,各处理组均能不同程度的抑制青椒果实的还原糖含量、可滴定酸含量、VC含量和叶绿素含量的降低,有效降低青椒果实的果实失重率、果实腐烂率和乙烯生成速率的升高,且用1-MCP+SO2保鲜剂组合对青椒果实进行保鲜处理的效果最佳,可在一定程度上保持青椒果实的生理指标,具有一定的参考价值。