李自芹,杨 慧,李文绮,贾文婷,刘成江
(1.新疆农垦科学院农产品加工研究所,新疆石河子 832000;2.石河子质量与计量检测所,新疆石河子 832000)
杏(Prunus armeniaca),又叫杏子,归属于李属李亚属植物,杏果实的果肉和果仁均可食用。在我国,杏主要种植在我国北方地区,新疆的杏品种资源尤其丰富,而且新疆杏产量大、品质优。新疆杏已经有2 000 多年的种植历史,栽培面积也已达200 khm2,新疆杏的年产量已超过150 万t ,目前新疆杏的种植面积、产量位居全国第1 位。新疆杏的品种有赛买提杏、小白杏、黑胡安娜、扁胡安娜、佳娜丽、大佳娜丽、冰佳娜丽等,其中小白杏、赛买提杏的种植面积比较大;比较耐贮藏的杏品种有黑胡安娜、赛买提杏、大佳娜丽、冰佳娜丽、阿克胡安娜、圆蛋杏、晚熟油杏等。
新疆杏大多以鲜食为主。新疆杏果实成熟期大多在6—8 月的高温季节,杏属于呼吸跃变型果实,杏果实在采摘后生理代谢较旺盛,呼吸强度会迅速上升,果实采后极易发生后熟软化、劣变和腐烂,杏果实不耐贮藏,一般仅为3~5 d,耐贮藏品种也只能达到4~6 d。因此,杏果实大量集中采收与货架寿命及销售期较短的矛盾非常突出,严重限制了新疆杏产业的发展。深入开展杏果实采后生理及贮运保鲜技术的研究,切实有效地提高杏的贮藏品质和延长杏的贮藏期与货架寿命具有重要意义。鉴于此,结合了近年来果蔬贮藏保鲜方面的研究进展,阐述了果蔬贮藏保鲜方面的研究现状,旨在为新疆杏的贮藏保鲜技术提供参考。
杏采收前的处理技术,从杏果实坐果时开始到采收前期,通过使用喷或涂的方法,对杏树上发育的果实喷涂化学、生物试剂进行处理,是杏果实在采摘后提高其耐贮性的一种贮藏保鲜方式[1]。赵亚婷等人[2]在杏果实坐果期、膨大期、转色期和采前期4 个阶段分别用浓度1 mmol/L 的SA 对杏果实进行喷洒处理,采摘以后的杏果实在低温下用SA 处理,该处理提高了贮藏期间杏果实的抗病性,减缓了杏果实损伤接种的发病率、减少了病斑直径的增加,提升了杏果实苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羟化酶、4 -香豆酰-辅酶A 连接酶的活性,促进了杏果实中总酚含量、木质素、黄酮的积累。杏果实在采摘前用壳寡糖喷洒处理,壳寡糖喷洒处理的杏果实,有效抑制了贮藏期间杏果实的发病率,保持了杏果实的叶绿素含量、硬度,减少了杏果实的失重率,抑制了TA、维C 含量的下降,SSC 含量的上升[3],采前壳寡糖喷洒杏果实,还能提高杏果实中PAL、几丁质酶的活性,增加杏果实中木质素的累积,进而提高杏果实对黑斑病的抗病性[4]。
果蔬自身的品质对其贮藏保鲜有重要影响,因此选择果蔬适当的采收时机与采收方式,能够获得品质较好的果蔬,从而可以从源头保证果蔬的贮藏保鲜效果。
杏采摘时期取决于杏表皮颜色的变化,一般情况杏的颜色由绿转黄就可采收,表皮颜色的变化有时会因杏品种的不同而有所差异。通常,作为贮藏的杏果实,其大小一般是达到杏果实品种固有的大小,果实表面由绿色转变成黄色,果实的向阳面呈现出该杏品种特有的颜色,杏果肉依然坚硬,充分累积了杏果实的营养,显出该品种口味,基本上到转色期时采摘较为适合。
杏果实的成热度对采收后的杏果实贮藏品质和货架期均有影响,尤其是影响杏果的软化速度和贮藏期间的生理指标[5]。杨婷婷等人[6]研究表明,对比“高熟”和“低熟”的杏果实,“中熟”的杏果实在贮藏35d 后,其果实的硬度、维C 和SSC 含量最高;此时是杏果实采摘的最适成熟度,贮藏后的杏果实在货架时期,“中熟”时期杏果实的商品率较高于“高熟”“低熟”的杏果实。胡花丽等人[7]研究得出低温贮藏过程中,低成熟度的“北寨红”杏果比高成熟度的杏果更容易腐烂。
杏作为鲜果销售和长期贮藏2 种形式,最佳采收方式是人工采收(非人工棍棒敲打),虽增加了成本,但减少了机械损伤。采摘的杏果实要轻拿轻放,最好连同果柄一起采摘,避免杏果实间互相碰撞或果实机械受损。
预冷作为鲜杏贮藏前贮运过程中的首要环节,可以快速散除杏果实采摘时期的田间热,可较快地抑制杏果实的呼吸强度,维持杏果实在贮藏期间的品质。果蔬预冷方式通常包括空气预冷、水预冷和真空预冷,水预冷分为冷水预冷和冰水预冷,空气预冷又包括差压预冷、原位差压预冷和冷库预冷[8]。
差压预冷就是利用气体的压力梯度,强制冷气流从果蔬包装箱的空隙中通过,使果蔬快速降温。果蔬在冷库里预冷时,库内冷空气只能接触果蔬包装箱的外侧,难以到达果蔬内部间隙。因此,对果蔬的冷却速度较慢,而且较容易发生预冷死角,导致果蔬的预冷效果不充分。差压预冷弥补了果蔬在冷库贮藏期间预冷的这些缺陷,进而产生出的一种果蔬预冷方式,差压预冷对果蔬的预冷成本和冷库预冷成本相近,包装进库之后的果蔬预冷方法最好使用差压预冷。差压预冷时,通过果蔬的风速远超过冷库预冷,因此一般差压预冷的库温要比冷库预冷高1~2 ℃。差压预冷对果蔬的遇冷效果比普通预冷方式高2~6 倍。张文利等人[9]对比了自然预冷与差压预冷对杏果实在低温贮藏下不同品质的影响分析。研究表明,差压预冷能快速降低杏果的表皮和果心温度,在对杏果实的降温速度上,差压预冷是自然预冷的2 倍,差压预冷还能较好地保持杏子的硬度、水分含量、SSC 和TA 等。
果蔬的贮藏保鲜技术主要有物理法、化学法和生物法三类,3 种保鲜方法均立足于不同的保鲜原理。目前,贮藏保鲜采后杏果实的技术主要分为冷库贮藏、气调库贮藏、采后1-MCP 处理、钙离子保鲜处理、水杨酸涂膜处理、壳聚糖涂膜处理、臭氧处理、纳米雾化处理等,其中冷库贮藏、气调贮藏、采后水杨酸处理技术、采后1-MCP处理等的研究最为广泛。以上杏果实的贮藏保鲜技术主要是从果实的采前处理、适时采摘、采后处理、贮前预冷、活性包装,以及贮藏期间温度、湿度、气体环境等几个方面进行控制实现的,以达到减缓杏果实衰老、提升贮藏品质、延长货架期的目的。
2.1.1 1-MCP 处理
1-MCP(1-methylcyclopropene,1-甲基环丙烷),是一种新型乙烯抑制剂,1-MCP通过阻断乙烯与受体的结合,导致乙烯的生理作用无法正常完成,从而抑制乙烯对果蔬的催熟作用,较好地保持果蔬的硬度和营养成分,从而达到果蔬贮藏保鲜的目的。许多研究表明,1-MCP对呼吸跃变型果实,如苹果[10-11]、猕猴桃[12]等的成熟和衰老具有明显的贮藏保鲜效果。
Egea I 等人[13]研究发现,1 mL/L 1-MCP处理品种为Bulida 鲜杏,在2 ℃下放置24 h,在温度2 ℃,湿度90%的冷库里贮藏20 d,提高了鲜杏的SOD 和POX 的活性,保持了果实较高的维C 和胡萝卜素的含量及抗氧化能力。Cao J K 等人[14]以体积浓度为1 μL/L 和5 μL/L 1-MCP处理品种为Shanhuang 鲜杏6 h 和24 h,在0 ℃,湿度85%~95%下贮藏6 d,1-MCP 处理均抑制了乙烯的生成,降低了贮藏期间杏果实的腐烂率,抑制了杏果实中水溶性果胶的上升和维C 含量的下降,提高了果实中总酚、黄酮的含量。Fan X 等人[15]研究表明,采用体积浓度为1 uL/L 1-MCP在20 ℃处理品种为Perfection 的鲜杏4 h,在0 ℃下贮藏14 d,抑制了乙烯的生成和呼吸强度,保持了果实硬度和TA 含量,延缓了杏果实表皮色泽的转变。Wu B 等人[16]以体积浓度1 μL/L 1-MCP,在20 ℃下处理小白杏24 h,在温度20 ℃,湿度90%的环境下贮藏10 d,抑制了果实的呼吸强度和MDA的积累,延缓了果实的软化,降低了腐烂率,保持了SSC,PPO,PG,PME,SOD,CAT 和POD 的活性。赵迎丽等人[17]研究发现,体积浓度为1 μL/L 1-MCP在2 ℃下处理凯特鲜杏16 h,分别在2 ℃和8 ℃下贮藏15 d,1-MCP 处理均抑制了果实乙烯的生成、抑制了果实的呼吸强度、延缓了果实的软化、色泽转变和TA 含量的下降,8 ℃下贮藏可达15 d,2 ℃下贮藏可达10 d。Botondi R 等人[18]用体积浓度1 μL/L 1-MCP,在20 ℃处理下San Castrese 杏果实12 h,在温度20 ℃,湿度85%的环境下贮藏6 d,抑制了乙烯的生成和果实软化,抑制了内酯类物质的合成,促进了贴类化合物的合成。Nguyen L P L 等人[19]发现,体积浓度为0.6 μL/L 1-MCP 在1 ℃处理Zebra 杏24 h,在温度1 ℃,湿度90%~95%下贮藏42 d,抑制了乙烯生成、呼吸强度和果实软化,延长货架期。李述刚等人[20]用1 μL/L 1-MCP 复合1%的OHAA 和0.18%的肉桂处理小白杏,在温度0 ℃,湿度80%~90%下贮藏56 d,1-MCP / 肉桂/OHAA 复合处理降低了失重率和腐烂率,保持了硬度、SSC和维C 含量。
2.1.2 水杨酸处理
水杨酸(Salicylic acid,SA),拉丁名Salicin,化学名为邻羟基苯甲酸[C6H4(OH)CO2H],是一种普遍存在的植物内源小分子酚类化合物[21]。近年来,水杨酸作为一种新型高效、无毒、价廉和无残留的天然果蔬贮藏保鲜剂,目前较为广泛地用于果蔬的贮藏保鲜方面[22-23]。
Ezzat A 等人[24]以浓度为2 mmol/L 的SA 浸泡Bergarouge 鲜杏15 min,在温度1 ℃,相对湿度95%的环境下贮藏21 d,减少了果实的失重率,抑制了果实的软化,较好地保持了果实的SSC 和TA,延长了杏果实的贮藏期和货架期。Moradinezhad F 等人[25]研究发现,浓度为0.5 mmol/L SA,在22 ℃下浸泡Shahroudi 鲜杏3 min,在温度0.5 ℃,湿度80%的条件下贮藏21 d,保持了贮藏过程中杏果实的硬度,提高了感官品质,延长了货架期。Wang Z 等人[26]用2 mmol/L SA 负压渗透处理大黄鲜杏2 min,在2 ℃,湿度85%~90%下贮藏25 d,抑制了鲜杏采后成熟进程,减少了失重率,增加了鲜杏的亲水性、总抗氧化能力,提高了PAL 的活性,抑制了CAT 和APX 的活性。赵亚婷等人[2]采前用1 mmol/L SA 喷洒赛买提杏果实,采后杏果实在温度4 ℃,湿度90%~95%下贮藏42 d,采前SA 处理的杏果实较对照,减少了损伤接种杏果实的发病率和果实的病斑直径,增加了杏果实的PAL 的活性,促进了杏果实中木质素、总酚和黄酮的积累。
2.1.3 壳聚糖处理
壳聚糖(Chitosan) 是由氨基葡萄糖和少量N-乙酰葡萄糖通过β-1,4 -糖苷键连接起来的多糖,是一种直链多糖,一般是从虾、蟹、昆虫的外壳或者真菌细胞壁中提取甲壳素,经过脱乙酰化反应而得到。20 世纪80 年代开始,加拿大、美国等就对壳聚糖在果蔬中的应用进行了研究,研究发现壳聚糖对果蔬贮藏保鲜具有一定的效果。
江英等人[27]用质量浓度0.75 g/L CTS 涂抹梅杏,在温度0 ℃,湿度80%下贮藏20 d,0.75 g/L CTS 处理抑制了梅杏的腐烂和软化,保持了较高的POD,SOD,CAT 活性,降低了PPO 活性,抑制了超氧阴离子的产生,保护了梅杏的细胞结构和功能。赵亚捧等人[4]研究发现,用质量分数0.05%CTS 采前喷洒赛买提杏果实,采摘后在温度4 ℃,湿度90%~95%下,贮藏49 d,采前0.05% CTS 处理赛买提杏果实,提高了杏果实中的PAL,GLU 和CHT 的活性,促进了果实中HRGP 和木质素的积累,提高了杏果实的黑斑病抗病性[3]。
2.1.4 茉莉酸甲酯处理
茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,Mej A) 是从紫馨花香精油中分离而得到的,茉莉酸起初是从真菌培养液中得到的,茉莉酸是羟脂代谢的产物。茉莉酸是通过茉莉酸羟基甲基酶催化得到的茉莉酸甲酯,从而激活植物的防御反应。
江英等人[27]用浓度0.2 mmol/L 茉莉酸甲酯浸泡Beiiarouge 鲜杏15 min,在温度1 ℃,湿度95%的冷库里贮藏21 d,降低了鲜杏的失重率,延缓了果实的软化,保持了较高的SSC 和TA,延长了果实的贮藏期和货架期。朱镟等人[28]研究发现,用浓度为1 μmol/L的茉莉酸甲酯在20 ℃下熏蒸赛买提鲜杏24 h,在温度0 ℃,湿度90%~95%下贮藏35 d,茉莉酸甲酯处理延缓了杏果实的冷害症状,促使了果实正常后熟,提高了杏果实的贮藏品质。
2.1.5 钙处理
Ca2+是果蔬细胞内的构成成分,具有维持果蔬细胞壁和结构的功能,还具有抑制果蔬细胞壁降解酶的活性,保持果蔬细胞膜的完整性,维持果实硬度的特性。陈留勇等人[29]用质量分数2% CaCl2浸泡黄桃后,处理后分别在室温、冷库包装贮藏30 d,结果表明,低温下质量分数2% CaCl2处理可以较好地保持黄桃品质。Moradin-ezhad F 等人[25]用质量分数2%的氯化钙在22 ℃下浸泡Shah-rondi 杏果实3 min,在温度0.5 ℃,湿度80%下贮藏21 d,保持了贮藏过程中杏果实的硬度,提高了感官品质。Saba M K 等人[30]研究发现,用质量分数1%和3%的氯化钙分别处理Bagheri 和Asgarabadi 杏果实,在温度1 ℃,湿度90%下贮藏21 d,降低了杏果实的冷害症状,抑制了杏果实的呼吸强度、果实软化和色泽的转变速度。Liu H 等人[31-32]研究发现,用质量分数1%和3%的氯化钙分别浸泡京红杏果2 min,分别在温度5,10 ℃下贮藏36 d,均延缓了果胶和纤维素成分的降解,抑制螯合型果胶的解聚,1%氯化钙处理效果最佳[33]。
2.2.1 低温贮藏保鲜
不同温度是指在果蔬贮藏温度0 ℃或高于0 ℃或者略高于果蔬冰点的适宜低温条件下,对果蔬进行保鲜贮藏的一种方法,不同温度对果蔬贮藏保鲜具有效果好、安全、可操作性等优点[33-35]。
果蔬在不同的贮藏温度下的贮藏效果有所不同。杏果实对贮藏温度比较敏感,贮藏温度过低容易导致杏果实发生冷害。轻则果皮表面出现局部褐变,重则果心严重褐变不能正常后熟,风味色泽异常[33-35]。
Liu H 等人[32]研究发现,在5 ℃和10 ℃下贮藏品种为京红的鲜杏,贮藏36 d,5 ℃下低温贮藏可以较好地延缓杏果实的硬度下降,保持SSC 和TA 含量。Stanley J 等人[5]研究发现,在温度0 ℃,湿度85%的低温环境下贮藏Larclyd 鲜杏40 d,采后成熟度影响杏果实的贮藏品质,尤其是影响果实的软化速率和生理紊乱状态。张文涛等人[36]把树上干杏果实分别在-2,0,5 ,10 ℃下贮藏45 d,在0 ℃下贮藏的杏果实腐烂率最低,综合评价最好。北寨红在-0.5,0.5,1.5 ℃贮藏45 d,与1.5 ℃贮藏相比,-0.5 ℃和0.5 ℃贮藏抑制了果实的硬度和SSC 的下降,0.5 ℃下贮藏效果最佳[7]。
2.2.2 气调贮藏
气调保鲜就是通过调节空气中气体成分的比例,来对果蔬进行贮藏保鲜,以延长果蔬的货架期和贮藏期的一种贮藏保鲜技术。
王炜等人[37]研究发现,用O25%,CO23%气调贮藏金太阳鲜杏,在温度0.5 ℃,湿度95%下贮藏50 d,气调贮藏抑制杏果实的腐烂率和褐变速度,保持了果实的TA,SSC、可溶性糖和抗坏血酸含量,降低了可溶性果胶含量。刘红锦等人[38]研究发现,用O23%、CO24%或O23%,CO22%气调贮藏银白杏,苹果白鲜杏,在温度0 ℃,湿度85%~90%下贮藏45 d,O23%,CO24%的气调状态延缓了“银白杏”果实硬度和TA 含量的下降,保持SSC 和维C 含量,O23%,CO22%的气体组成对“苹果白杏”的贮藏效果最佳。Mu Ftuoglu F 等人[39]研究发现,用O25%,CO210%聚丙烯活性包装Kabaas1 鲜杏,在温度4 ℃,湿度75%下贮藏42 d,减少了贮藏过程中杏果实的失重率,保持了杏果实的感官品质,延长了杏果实的贮藏期和货架期。王英等人[40]用硅窗面积4×10-4m2气调包装赛买提鲜杏,在0 ℃下贮藏30 d,硅窗气调包装减缓了杏果实的呼吸强度,维持了果实的硬度和维C 含量,提高了杏果实的贮藏品质。
2.2.3 电离子束处理
Egea M I 等人[41]研究发现,电离子束能量分别为0.5,1.0 kGy 处理Bu lida 鲜杏,在2 ℃下贮藏13 d,电离子束处理杏果实抑制了乙烯的生成,降低了ACC 合成酶和ACC 氧化酶的活性,保持了杏果实的硬度。
生物保鲜就是选用具有拮抗作用的微生物菌,如酵母菌、乳酸菌、霉菌等对果蔬进行保鲜,这些微生物自身能够产生溶菌酶、细菌素、抗生素、蛋白酶等次生代谢产物,分泌出的次生代谢产物对果蔬中的有害微生物具有抑制或杀死的作用,并能延缓果蔬在贮藏期间维C、SOD 活性和糖含量的下降,达到果蔬贮藏保鲜的效果。
辛松林等人[42]用质量浓度为0.04 mg/g 的乳酸链球菌素(Nisin) 处理鲜切生菜,抑制了鲜切生菜表层的微小创口被微生物的侵染,延长了生菜的货架期。吴汶飞等人[43]研究发现,在冰温贮藏前提下,溶菌酶和Nisin 这2 种生物保鲜剂单独处理和复配处理对鲜切荔枝果肉冰温贮藏品质的影响。复配处理对鲜切荔枝果肉的保鲜效果优于单独处理,复合处理在抑菌、保持果肉色泽上的效果均优于单独处理。
王英等人[44]用聚乙烯网套、瓦楞纸箱包装赛买提鲜杏,在0 ℃下贮藏60 d,较好地保持了杏果实的硬度、SSC,减少了果实的失重率和发病率,延长了杏果实的货架期。胡花丽等人[45]分别用0.03 mm 聚氯乙烯、0.04 mm 聚氯乙烯、0.03 mm 聚乙烯包装银白鲜杏,在0 ℃下贮藏45 d,相比于0.04 mm 的聚氯乙烯袋和0.03 mm 的聚乙袋,0.03 mm 聚氯乙烯袋延缓了杏果实硬度、维C 和TA 含量的下降。
贮藏的果蔬在出售前应逐渐升温回暖,在一定温度下完成后熟。例如,出库后的杏果实应该在18~24 ℃下进行后熟,能较好地显示出杏果实良好的风味。
果蔬贮藏保鲜技术主要研究果蔬在贮藏期间的乙烯释放情况、酶代谢变化、果蔬酶的活性变化对果蔬在贮藏过程中的品质、营养成分变化的影响。我国现今的果蔬贮藏保鲜技术与发达国家还普遍存在一定的差距。加强果蔬贮藏保鲜方面的技术,从源头上提高我国果蔬行业的竞争力,是目前我国急需要解决的技术难题。我国的果蔬贮藏保鲜产业的持续发展要充分利用科技的力量,进一步发展我国果蔬贮藏保鲜技术,这是实现我国果蔬保鲜产业化转型升级的重要途径。
近年来,随着果蔬生鲜电子商务的出现和快速发展,顾客对果蔬的品质需求不断增加,使得市场上对果蔬贮藏保鲜的性能要求更高,进而促使了果蔬贮藏保鲜业展现出了多元化的发展态势。随着现代科学技术的极速发展,传统的杏果实贮藏保鲜技术已经无法满足当前杏果实的保鲜需要,在杏果实贮藏保鲜中,需要巧妙地运用差压贮藏、加压保鲜、减压保鲜、气调贮藏、辐射贮藏、保鲜剂等技术进行保鲜,通过先进的科技提高杏果实贮藏保鲜品质。在未来的果蔬贮藏中,仍然需要注意杏果实贮藏保鲜科学技术研究的重要意义,积极研究各类果蔬保鲜先进技术,推动新疆杏产业的生长与发展。