气调贮藏对“徐香”猕猴桃采后保鲜效果影响

康慧芳1,,乔勇进,*,刘晨霞,张 怡,陈冰洁

(1.上海师范大学生命科学学院,上海 200234; 2.上海市农业科学院农产品保鲜加工研究中心,上海 201403)

猕猴桃(Actinidiachinensis)也称奇异果,属于猕猴桃科(Actinidiaceae)猕猴桃属(Actinidia),果实细嫩多汁、酸甜可口,富含矿物质、氨基酸、维生素C等多种营养组分[1]。近年来,我国猕猴桃的种植面积和产量得到了显著地提高[2]。然而猕猴桃果实采后易失水萎缩、软化腐烂、品质下降,造成了果实销售期短暂而相对集中,难以保证长期市场供应[3]。因此,如何延长猕猴桃果实贮藏期限以及保持果实贮藏品质已经成为猕猴桃产业发展壮大亟待解决的问题。

目前已有许多研究者对猕猴桃保鲜技术进行了大量研究,包括气调贮藏、涂膜贮藏、辐照杀菌贮藏、臭氧杀菌贮藏以及减压贮藏等贮藏保鲜技术[4-5]。其中气调贮藏是公认的一种先进的贮藏方法。然而,气调贮藏时,过低的O2浓度或者过高的CO2浓度都会对贮藏果实产生不利影响[6]。研究表明,适宜的气调贮藏环境能较好地保持果蔬的品质[7]。适宜浓度的气体成分贮藏柠檬果实能够有效保持果实的品质,减缓可溶性固形物、可滴定酸、维生素C含量的降低[8];气调贮藏能够延长杨梅的销售时间,扩大杨梅的销售空间,有效调节杨梅的供需矛盾[9];采后西兰花经气调冷藏,能够较好的保持水分、维生素C以及叶绿素的含量,维持较高的抗氧化性,延缓西兰花的衰老[10];另外,小白菜经气调贮藏,能有效维持蔬菜的营养成分,延缓蔬菜生理生化品质的下降,延长后熟衰老期,长时间保持小白菜的良好品质[11]。而气调贮藏对猕猴桃生理代谢及品质影响的研究极少。

本文将以“徐香”猕猴桃为原料,研究不同成分气体处理对采后猕猴桃果实中的生理品质和营养品质的影响,从而确定最佳的适宜猕猴桃贮藏保鲜的气调条件,以期为气调保鲜应用于“徐香”猕猴桃长期贮藏提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

“徐香”猕猴桃 挑选大小均匀,成熟度一致、无损伤无病虫害的果实为试验材料,采自上海市崇明区崇明岛惠杰果蔬种植基地;愈创木酚、抗坏血酸、聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl pyrrolidone,PVPP)、三氯乙酸、甲醇、硫代巴比妥酸、2,6-二氯酚靛酚、邻苯二酚、曲拉通X-100(Triton X-100) 分析纯(AR),国药集团化学试剂有限公司。

Ultro-spec 3300pro紫外分光光度计 美国安马西亚公司;HVE-50高压蒸汽灭菌锅 日本托米公司;CA-1480超净工作台 上海上净净化设备有限公司;D37520 Osterode高速冷冻离心机 德国Biofuge 公司;N1-α手持折光仪 日本Atago科学仪器有限公司;MZB 92 数字折光仪 上海米清科工业有限公司;YS-XCA气调保鲜试验箱 杭州屹石科技有限公司;BP301S电子天平 德国赛多利斯集团;DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司;GY-3 硬度计 浙江托普仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 果实处理 经过挑选的猕猴桃果实在温度为(4±1) ℃,相对湿度85%±5%条件下充分预冷24 h。样品随机分成5组,分别贮藏于气体成分为2% O2+3% CO2、2% O2+5% CO2、5% O2+3% CO2、5% O2+5% CO2的气调箱内,温度为(0±1) ℃,湿度为90%±5%,以空气作为对照组。每隔10 d取样一次,每次分别从各组中随机取15个猕猴桃,用于测定各项指标,每组设置3次重复。

1.2.2 测定指标及方法

1.2.2.1 硬度 用硬度计对果实进行测定,在猕猴桃果实的赤道部位,间隔等距离的5个位置,用果实硬度计测定各部位果实的硬度,每组重复3次,取平均值。

1.2.2.2 猕猴桃可溶性固形物含量 将猕猴桃去皮研磨成果汁,取5 g匀浆在6000 r/min、4 ℃条件下离心10 min,收集上清液,使用数字折光仪测量总可溶性固形物含量,每组重复3次,取平均值。

1.2.2.3 猕猴桃维生素C含量的测定 采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[12]。

1.2.2.4 猕猴桃总酚含量的测定 采用福林-酚比色法[13]。

1.2.2.5 猕猴桃丙二醛含量的测定采 用硫代巴比妥酸比色法[12]。

1.2.2.6 过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的测定 采用愈创木酚法[12]。

1.2.2.7 多酚氧化酶(peroxidase,PPO)活性的测定 采用邻苯二酚比色法[12]。

1.3 数据处理

各项生理生化指标测定时取3个平行样,重复3次,然后计算平均值,运用Excel 2007和Origin 8.0软件对数据进行处理分析,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著,P>0.05为差异不显著。

2 结果与分析

2.1 气调贮藏对猕猴桃果实硬度影响

猕猴桃果实在贮藏过程中会逐渐软化衰老,硬度是评价果实贮藏品质的重要指标之一。由图1可知,贮藏期间,各组猕猴桃果实的硬度均缓慢下降,其中对照组的下降速率最快,贮藏至第10 d,2% O2+5% CO2组的硬度显著高于其他组(P<0.05),且直到贮藏末期,2% O2+5% CO2组的硬度最高,而对照组的猕猴桃几乎完全软化。由此说明,气调贮藏猕猴桃能够有效能有效保持“徐香”猕猴桃果实的硬度,其中2% O2+5% CO2的效果最好。

图1 不同气调处理对猕猴桃果实硬度影响Fig.1 Effects of different controlled atmosphere treatments on hardness of kiwifruit

2.2 气调贮藏对猕猴桃果实中可溶性固形物含量影响

可溶性固形物(TSS)不仅是果实风味的重要影响因素,也是呼吸代谢的主要底物,可溶性固形物含量的变化能反映猕猴桃果实的衰老情况[14-16]。由图2可知,整个贮藏期,猕猴桃果实的可溶性固形物含量均先增加后减小;贮藏前10 d,各组之间差异比较小,第20 d开始,气调贮藏组猕猴桃的可溶性固形物含量均显著高于对照组(P<0.05),其中2% O2+5% CO2组的效果最好;贮藏至第40 d,2% O2+5% CO2组的可溶性固形物含量10.5%,显著高于其他各组(P<0.05),说明气调贮藏可以有效延缓猕猴桃果实中可溶性固形物含量的降低,其中2% O2+5% CO2气调组的效果最佳。

图2 不同气调处理对猕猴桃果实中 可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effects of different controlled atmosphere treatments on soluble solids content of kiwifruit

2.3 气调贮藏对猕猴桃果实中VC含量影响

VC又称抗坏血酸,是猕猴桃果实中含量最为丰富的营养成分,而其在贮藏过程中因受到果实自身代谢作用及周围环境的影响极易分解,从而造成大量损失[17]。由图3可知,整个贮藏期,各组猕猴桃中VC含量均缓慢下降,其中对照组的VC含量的下降速度最快,2% O2+5% CO2组的下降速率比较缓慢;贮藏至第40 d,2% O2+5% CO2组的含量为218.41 mg/100 g,显著高于对照组(P<0.05)。叶妞等[18]研究表明最佳气调贮藏条件能更好地维持了核桃青皮的抗坏血酸含量,保持果实优越品质。本试验结果证明适宜的贮藏条件能够减缓VC的分解速度,降低果实品质的下降,与此研究结果一致。由此得出2% O2+5% CO2气调条件对猕猴桃保鲜效果最佳。

2.4 气调贮藏对猕猴桃果实中总酚含量的影响

酚类物质是芳香烃中苯环上的氢原子,被羟基取代所生成的化合物,该羟基上的氢原子不稳定,很容易被猕猴桃细胞内的自由基取代,形成苯氧自由基,因此,酚类物质具有良好的抗氧化活性[19]。由图4可知,除2% O2+3% CO2和5% O2+3% CO2组外,猕猴桃中的总酚含量在贮藏期前期呈先下降后上升的趋势,贮藏第20 d,各组总酚含量下降到最低点,而2% O2+5% CO2组的总酚含量显著高于其它各组(P<0.05),贮藏至第40 d,2% O2+5% CO2组总酚含量是对照组的1.8倍。综上表明,2% O2+5% CO2气调组的总酚含量的下降速度最为缓慢,主要原因是气调贮藏有效延缓了果实的衰老进程,降低了酚类物质在抗衰老过程中的消耗。

图4 不同气调处理对猕猴桃果实中总酚含量的影响Fig.4 Effects of different controlled atmosphere treatments on phenols content of kiwifruit

2.5 气调贮藏对猕猴桃果实中丙二醛含量的影响

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化作用的产物,丙二醛积累过多会破坏猕猴桃细胞膜结构的完整性,进而造成果实衰老,因此,贮藏过程中,检测猕猴桃果实中丙二醛含量的变化,对研究果实的抗氧化能力很有必要性[20-21]。由图5可知,各组果实中的丙二醛含量均呈逐渐增加的趋势,气调贮藏的猕猴桃果实丙二醛含量均低于对照组,而且2% O2+5% CO2气体成分贮藏的猕猴桃丙二醛含量低于其他3种气体成分,贮藏至第40 d,2% O2+5% CO2气体成分贮藏的猕猴桃丙二醛含量仅为0.047 μmol/g·Fw,显著低于其他处理组(P<0.05),说明气调贮藏可以降低猕猴桃果实内丙二醛的积累,有效降低了膜脂过氧化程度,防止了细胞膜结构的损伤,其中2% O2+5% CO2气调组的保鲜效果最为理想。

图5 不同气调处理对猕猴桃果实中MDA含量的影响Fig.5 Effects of different controlled atmosphere treatments on MDA content of kiwifruit

2.6 气调贮藏对猕猴桃果实中过氧化物酶(POD)活性影响

过氧化物酶(POD)是猕猴桃在逆境条件下酶促防御系统的关键酶,也是细胞内清除活性氧的保护酶,可避免活性氧在植物体内的产生和积累,使猕猴桃体内自由基维持在一个正常的动态水平[22]。由图6可知,各组POD活性在整个贮藏期均呈先上升后下降的趋势,其中对照组和5% O2+3% CO2气调组在贮藏期第10 d达到峰值,而其他3个气调组在贮藏期第20 d才出现峰值;贮藏至第20 d,2% O2+5% CO2组的POD活性值显著高于其他各组(P<0.05);贮藏至第40 d,2% O2+5% CO2组的活性依然稳居首位。由此可见,气调贮藏能够有效提高和维持果实的POD活性,其中5% O2+3% CO2的气调组的POD活性显著高于其他各组(P<0.05)。

图6 不同气调处理对猕猴桃果实中POD活性的影响Fig.6 Effects of different controlled atmosphere treatments on POD activity of kiwifruit

2.7 气调贮藏对猕猴桃果实中多酚氧化酶(PPO)活性影响

多酚氧化酶(PPO)是猕猴桃中广泛存在的催化酚类物质氧化的酶类,在有氧情况下作用于酚类物质,使酚类物质形成醌,再进行一系列脱水-聚合反应,最后形成黑褐色物质产生酶促褐变[23-24]。由图7可知,在整个贮藏期,猕猴桃果实中的PPO活性均呈先上升后下降的趋势,其中对照组和5% O2+5% CO2组的PPO活性在贮藏期第10 d达到峰值,而其他3组在贮藏期第20 d才达到峰值,且2% O2+5% CO2组PPO的活性值显著低于其他各组(P<0.05);贮藏至第40 d,2% O2+5% CO2组的PPO活性依然最低。Wang等[25]研究认为气调贮藏金针菇能有效维持其过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶等组成的抗氧化系统,扬琪等[26]试验得出得出在香梨在适宜气调冷藏条件下活性氧代谢减慢,比普通冷藏保鲜效果更好。本实验研究结果证明,适宜的气调贮藏条件能有效抑制POD活性下降,维持低PPO活性和MDA含量,促使果实组织抗氧化系统保持完善,降低果实衰老程度。

图7 不同气调处理对猕猴桃果实PPO活性的影响Fig.7 Effects of different controlled atmosphere treatments on PPO activity of kiwifruit

3 结论

本研究使用不同浓度的气体成分贮藏“徐香”猕猴桃,通过相关生理指标的测定与分析,气体成分为2% O2+3% CO2时,猕猴桃随着贮藏期的延长,衰老程度依然比较严重;气体成分为5% O2+3% CO2、5% O2+5% CO2以及2% O2+5% CO2时,贮藏期间猕猴桃能得到较好的保鲜效果,其中以气体成分为2% O2+5% CO2时,猕猴桃果实的各项指标都反应了最佳的贮藏效果,其有效控制了MDA含量的上升和抑制了PPO活性的增加,并保持较高的POD活性,还有效地保持了果实的硬度,维持了较高的可溶性固形物含量和维生素C含量。综合表明,适宜的气调贮藏条件能够有效延缓猕猴桃果实的衰老程度,保持果实的最佳品质,延长果实市场供应期,在猕猴桃果实保鲜具有较好的应用前景。