不同贮藏包装方式的云南主栽蓝莓果实采后生理的影响

2021-06-07 13:35张瑜瑜用成健刘佳妮陈泽斌华金珠
农产品加工 2021年9期
关键词:主栽蓝莓硬度

张瑜瑜,用成健,刘佳妮,陈泽斌,华金珠

(昆明学院农学与生命科学学院,云南昆明 650214)

蓝莓是杜鹃花科越橘属植物,为蓝色浆果、杜鹃花科越橘属植物[1],世界粮农组织将其推荐为世界五大健康水果之一[2]。蓝莓果实属于典型的呼吸跃变型果实,采后贮藏过程中极易失水和腐烂,不耐贮藏,导致其贮藏品质降低[3]。因此,如何解决蓝莓果实采后生理及贮藏保鲜技术、延长贮藏期,是目前亟待解决的问题。

在蓝莓果实的采后处理方面,王芳等人[4]开展了贮藏温度对于蓝莓活性成分及抗氧化性的研究,结果表明0~5℃的贮藏条件能有效减缓蓝莓果实中活性成分质量分数的下降,能维持果实较高的自由基清除能力,可以有效延长其贮藏期。Hans J Rosenfeld等人[5]应用空气组、PA-PE薄膜和PE-PA-PE薄膜对蓝莓进行保鲜对比,结果表明2种薄膜内的氧气含量都降低,二氧化碳含量都增加,但相比PA-PE薄膜中的二氧化碳含量更高,其贮藏品质更优。於虹等人[6]分别用0.05 mm PVC单层袋和双层袋、0.08 mm PE单层袋和双层袋包装蓝莓,结果表明薄膜包装可以降低果实失重率、腐烂率和减少水分散失,其中0.08 mm PE袋是蓝莓贮藏4周较为合适的包装材料。郑永华[7]对枇杷、Wang C Y[8]对黄瓜和Pesis Edna[9]对青椒的研究也表明,打孔包装可以为果蔬创造并保持高湿条件,降低其水分损失。

目前,蓝莓果实常用的保鲜方法是低温贮藏,且从经济角度分析,不适合采用气调贮藏,而用薄膜小包装进行保鲜贮藏是较为经济实用的方法。目前,国内对于PE包装进行蓝莓保鲜处理的研究很少,尤其是对于PE包装条件下延缓蓝莓成熟衰老的研究还不清楚。为探索一种适合于蓝莓的采后处理方法,试验以云南主栽“夏普蓝”蓝莓为材料,研究不同贮藏包装方式对蓝莓冷藏期间贮藏品质及生理生化的影响,筛选出适合于蓝莓的采后贮藏包装方式,同时探讨低温贮藏条件下不同的贮藏包装方式对蓝莓采后贮藏品质和生理的影响,旨在为云南主栽“夏普蓝”蓝莓的贮藏保鲜提供科学的理论依据及安全高效的技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 供试蓝莓品种

蓝莓品种为“夏普蓝”,2019年10月18日上午10点采于云南澄江蓝莓种植基地,采收无病虫害、成熟度和大小一致的果实,随即运回实验室。

1.1.2 化学试剂

无水氯化钙(分析纯),天津市福晨化学试剂厂提供;2,6-二氯酚靛酚(分析纯),美国Sigam-Aldrich公司提供;蒽酮(分析纯),上海国药集团化学试剂有限公司提供;愈创木酚(分析纯),天津光复精细化工有限公司提供;福林酚(分析纯),合肥博美生物技术有限公司提供;T-AOC试剂盒,苏州科铭生物技术有限公司提供。

1.2 仪器与设备

Uv-120-02型紫外分光光度计,日本岛津有限公司产品;BluePard Cu420型电热恒温水浴锅,上海一恒科学仪器有限公司产品;Lab Tech EV311型旋转蒸发仪,北京莱伯泰科仪器股份有限公司产品;PL204型精密电子天平,成都浩宇驰仪表有限公司产品;Sigma1-14型离心机,北京科普顺科技有限公司产品;TA-XT.Plus型质构仪,英国Smsta公司产品;CR-400型色差仪,日本Konica Minolta公司产品;PR-101α型折糖仪,日本ATAGO公司产品;808智能电位滴定仪,瑞士万通公司产品。

1.3 试验设计

将采收的蓝莓随机分成3组,每组约1 000 g,分别以打孔PE保鲜袋(厚度为0.08 mm)和封口PE保鲜袋(厚度为0.08 mm)进行包装,以完全裸露放置为对照组,置于(4±1)℃的冷库内贮藏。每5 d取样1次,测定贮藏品质及各项生理生化指标,0 d的测定结果为当天处理后1 h的测定值。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 腐烂率的测定每个处理取25颗蓝莓测定腐烂率,果实表面存在一处及以上肉眼可见的腐烂斑即认定为烂果,计算公式为:

1.4.2 失重率和果实硬度的测定

失重率的测定:

果实硬度的测定:采用TA-XT.Plus型质构仪测定,探头直径为2 mm,测试深度为3 mm,测试速度为2 mm/s;每次测定随机取20个蓝莓果实在中部带皮测定,3次重复,取平均值,单位为kg/cm2。

1.4.3 可溶性固形物和可滴定酸的测定

可滴定酸含量用酸碱滴定法,采用808智能电位滴定仪测定;可溶性固形物含量采用PR-101α折糖仪测定,3次重复,取平均值,单位为%。

1.4.4 维C含量的测定

采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[10],3次重复试验,取平均值,单位为mg/g。

1.4.5 呼吸强度和乙烯释放量的测定

呼吸强度采用GXH-3051H型果蔬呼吸测定仪测定,结果以CO2计,单位为mgCO2/(kg·h);乙烯释放量参照李艳娇等人[11]的方法测定并有所改进,每个处理重复3次取平均值,单位为μL/(kg·h)。

1.4.6 SOD、POD、CAT、PPO和PAL活性的测定

超氧化物歧化酶(SOD)含量采用亚硝酸还原法测定[12];过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法测定[13];过氧化氢酶(CAT)含量采用氧气计量法测定[12];多酚氧化酶(PPO)活性采用邻苯二酚法测定[13]。PAL活性的测定参照吴芳芳等人[14]的方法,将蓝莓果肉冰浴研磨,称取1 g用0.05 mol/L pH值8.8的硼酸缓冲液提取,于波长290 nm处测OD值,每分钟改变0.01为1个酶活单位U,单位为U/g·FW,重复3次。

1.4.7 MDA含量的测定

丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸比色法测定[13]。

1.5 数据分析

采用Excel和SPSS20.0软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实采后贮藏品质的影响

2.1.1 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实果实腐烂率的影响

不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实腐烂率的影响见图1。

图1 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实腐烂率的影响

腐烂率是衡量果蔬采后贮藏品质的重要因素。由图1可知,在整个低温贮藏期间,CK和2个PE包装的腐烂率呈逐渐上升趋势,它们之间的差异显著(p<0.05)。贮藏25 d,2个PE包装处理蓝莓果实的腐烂率分别达到10.5%和9.8%,CK的腐烂率则达到21.4%,分别是2个PE包装处理的2.03倍和2.18倍,说明PE包装处理可以有效减少蓝莓果实的采后腐烂,其中以封口PE保鲜包装的效果最优。

2.1.2 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实果实硬度和失重率的影响

果肉硬度是衡量鲜果果实品质和贮藏性状的重要指标。随着果实的不断成熟,果实硬度随之下降。

不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实硬度的影响见图2,不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实失重率的影响见图3。

图2 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实硬度的影响

由图2可知,整个贮藏期间,CK及2个PE包装蓝莓果实的硬度处于逐渐下降趋势,且差异显著(p<0.05)。第5天后,CK的果实硬度下降幅度加快,2个PE包装蓝莓的果实硬度下降幅度平缓,贮藏25 d,打孔PE保鲜袋的果实硬度为426 kg/cm2,是CK的1.51倍,封口PE保鲜袋的果实硬度为447 kg/cm2,是CK的1.59倍。试验表明,PE包装处理能延缓蓝莓果实的软化,其中以封口PE保鲜袋处理的效果最佳。

图3 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实失重率的影响

由图3可知,在整个低温贮藏期间,CK及2个PE包装蓝莓果实的失重率逐渐上升,贮藏第5天前,所有处理的失重均不高,它们之间的差异不显著,贮藏第10天开始,CK的失重显著上升,2个PE包装失重率也出现不同程度的增加,3个处理间的差异显著(p<0.05)。试验表明,PE包装处理能有效降低蓝莓果实采后的失重率,其中以封口PE保鲜袋处理的上升趋势较缓。

2.1.3 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实TSS和TA含量的影响

不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实TSS的影响见图4,不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实TA含量的影响见图5。

可溶性固形物(TSS)含量是衡量蓝莓品质和贮藏性状的重要指标。由图4可知,蓝莓果实低温贮藏过程中可溶性固形物含量整体呈缓慢下降,这主要是由于贮藏过程中的呼吸作用导致果实营养物质不断被分解代谢所引起。CK的TSS含量下降幅度最大,整个贮藏期间始终低于其余2个PE包装处理。在贮藏第25天,2个PE包装处理的TSS含量分别为6.24%和9.87%,是CK的6.43倍和10.18倍。试验表明,PE包装处理能减缓蓝莓果实采后TSS含量的下降速度。

果蔬中的有机酸含量是影响果蔬口感、风味和贮藏品质的重要因素[15]。由图5可知,整个贮藏期间,CK和2个PE处理的TA含量处于逐渐下降趋势,但它们之间的差异不明显,贮藏25 d时,打孔PE保鲜袋和封口PE保鲜袋的TA含量分别为1.01%和1.28%,CK的TA含量为0.78%。

2.2 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实抗氧化能力的影响

2.2.1 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实SOD和POD、CAT活性的影响

不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实SOD活性的影响见图6,不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实POD活性的影响见图7,不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实CAT活性的影响见图8。

图6 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实SOD活性的影响

超氧化物歧化酶(SOD)具有较强的抗氧化性,能清除果实采后生理代谢过程产生的有害物质,活性越高,表明其果实耐贮运性能越差[16]。同时,也是果实采后衰老的重要体现。由图6可知,CK和2个PE包装处理的SOD活性呈先上升后下降的趋势,CK处理在第10天达到高峰,其余2个PE包装处理均在贮藏第15天到达高峰,此后逐渐下降,它们之间的差异显著(p<0.05)。打孔PE保鲜袋处理和封口PE保鲜袋处理的SOD活性在第25天达到122.87 U/g·FW和115.38 U/g·FW,CK的SOD活性在第25天仍为131.47 U/g·FW,分别是2个PE包装处理的1.07倍和1.14倍。说明PE包装处理能延缓果实SOD活性上升,其中以封口PE包装的效果更好。

图7 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实POD活性的影响

图8 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实CAT活性的影响

POD植物体内普遍存在的一种重要的氧化还原酶类,与植物的生理生化代谢密切相关,也是植物后熟和衰老的重要生理指标[16]。由图7可知,整个低温贮藏期间,CK和2个PE包装处理的POD活性整体呈先上升后下降的趋势,它们之间的差异显著(p<0.05)。其中,CK的POD活性在第10天达到最大值,2个PE包装处理的POD活性在第15天达到最大值。说明PE包装处理能抑制果实POD活性上升,使蓝莓果实细胞免受过氧化氢伤害。

CAT能有效清除过氧化氢的毒害,使果实呈现自我防卫机能,CAT活性越高,表明果实衰老速度越慢。因此,CAT活性也是判断果实衰老的标志之一[17]。由图8可知,CK和2个PE包装处理的CAT活性呈逐渐下降趋势,它们之间的差异显著(p<0.05),打孔PE包装处理和封口PE包装处理的CAT活性始终高于CK,说明PE包装处理能延缓果实采后衰老,延长贮藏时间。

2.2.2 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实PPO和PAL活性的影响

不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实PPO活性的影响见图9,不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实PAL活性的影响见图10。

图9 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实PPO活性的影响

图10 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实PAL活性的影响

果蔬采后贮藏过程过程中,PPO会迅速升高,且会与底物接触,来延缓成熟衰老和果肉组织褐变[18]。由图9可知,CK和2个PE包装处理蓝莓果实的PPO活性呈上升趋势,它们之间的差异显著(p<0.05)。其中,CK的上升速度最快,在贮藏第25天达到61.48 U/g·FW,打孔PE包装处理和封口PE包装处理的PPO活性在第25天分别达到54.67 U/g·FW和43.74 U/g·FW,分别为CK的88.9%和71.1%。说明PE包装处理能延缓果实PPO活性上升,延缓衰老和抑制组织褐变。

PAL是植物苯丙烷代谢的重要工具酶,它对植物抗病性产生直接影响,在果蔬采后成熟衰老过程中非常重要[19]。由图10可知,CK和2个PE包装处理蓝莓果实的PAL活性呈逐渐上升趋势,它们之间的差异显著(p<0.05)。贮藏第25天,封口PE包装处理的PAL活性达到51.32 U/g·FW,是CK的1.74倍;打孔PE包装处理的PAL活性达到44.53 U/g·FW,是CK的1.51倍。试验表明,PE包装处理能有效提升采后果实的PAL活性,提高其抗逆境能力,其中以封口PE保鲜包装的效果最优。

2.3 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实MDA含量的影响

不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实MDA含量的影响见图11。

图11 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实MDA含量的影响

MDA是果实膜脂质过氧化的重要产物。它的多少是膜脂遭受自由基伤害和膜脂过氧化程度的重要体现。由图11可知,在整个低温贮藏期间,蓝莓果实的MDA含量呈逐渐上升趋势,CK的上升幅度较快,其余2个PE包装处理MDA含量的上升幅度稍缓,但始终都低于CK,它们之间的差异显著(p<0.05)。

2.4 不同贮藏包装方式对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实贮藏品质及生理代谢的主成分分析

主成分分析是指通过统计分析方法将多个指标简化为少数几个综合指标的方法[20]。为探讨不同贮藏包装方式处理对云南主栽“夏普蓝”蓝莓果实贮藏品质及生理代谢的影响,进一步进行主成分分析,得出蓝莓果实主成分原始数据相关的特征值、方差贡献率及累计方差贡献率和主成分载荷矩阵。

主成分的初始特征值、方差贡献率及累计方差贡献率见表1,各指标的主成分载荷矩阵见表2。

表1 主成分的初始特征值、方差贡献率及累计方差贡献率

表2 各指标的主成分载荷矩阵

由表1可知,主成分分析提取出特征值大于1的3个主成分,其贡献率分别为69.247%,20.051%,8.661%,累计方差贡献率为97.959%。由此可知,这3个主成分可以代表所测的全部生理指标的绝大部分信息,可以说明变化信息。

由表2可知,腐烂率、失重率、POD活性、PPO活性和MDA含量在第一主成分有较高的正向载荷,果实硬度、TSS含量、TA含量和CAT活性在第一主成分有较高的负向载荷,表明第一主成分会随着腐烂率、失重率、POD活性、PPO活性和MDA含量的增加而增大,随着果实硬度、TSS含量、TA含量和CAT活性的增加而减小。SOD活性在第二主成分有较高的正向载荷,表明第二主成分会随着SOD活性的增加而增大。PAL活性在第三主成分有较高的正向载荷,说明第三主成分会随着PAL活性的增加而增大。

3 结论

PE包装贮藏方式可以显著抑制果实硬度、TSS含量、TA含量的下降,减缓蓝莓果实的采后失重,能有效抑制PPO活性、POD活性和MDA含量的升高,增强SOD、CAT和PAL活性,对“夏普蓝”蓝莓的采后贮藏品质具有较好的保持作用。通过主成分分析结果表明,提取出的3个主成分可以较好地代表果实硬度、腐烂率、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等生理指标。通过试验结果分析可知,PE包装贮藏方式对蓝莓果实采后品质和生理代谢的调节有显著影响,但是试验仅从蓝莓果实采后的生理代谢指标进行了分析研究,而对于采后果实内部的代谢酶及基因差异表达的研究还未进行,这将作为下一步的研究目标。

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