李艳杰,何新平,张玉,张昌朋,文红,赵学平
(浙江省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所,浙江 杭州 310021)
近年来,随着生活质量的提高,人们对葡萄的外观、口味、安全提出了更高的要求,巨峰等常见葡萄品种已无法满足消费者对葡萄多样化、高品质的需求,阳光玫瑰以无核、产量大、含糖量高、独特的玫瑰香风味及较高的经济效益而深受消费者和果农的喜爱[1]。与国外不同,我国的葡萄大部分仍以鲜食为主,随着种植面积的迅速扩大,阳光玫瑰的产量急剧上升,其贮藏保鲜问题日益突出[2]。阳光玫瑰的贮藏存在3个突出问题:易漂白、易软化、后期失去香味[3]。目前葡萄贮藏最有效、最经济的方式是使用SO2类保鲜剂,其可抑制真菌类的生长和葡萄的衰老,降低营养物质的消耗,且对葡萄的口感、风味影响较小。随着人们对食品安全品质的要求不断提高,SO2残留问题成为葡萄贮藏的关键问题[4-5]。
UVASYS(优卫士)是世界上较先进的葡萄缓释保鲜纸品牌,目前南非和澳大利亚超过80%的出口葡萄使用优卫士SO2缓释保鲜纸[3]。优卫士二段释放保鲜纸(UVASYS DUAL RELEASE)将焦亚硫酸钠(Na2S2O5)等化学成分蜡封在极微小的胶囊内,均匀分布在两层塑料薄膜间的蜡格内[6]。SO2释放分为两个阶段:第一阶段(快速释放阶段)通过化学反应,快速释放高浓度SO2气体,对葡萄表面进行杀菌;第二阶段(缓慢释放阶段)持续、稳定、低浓度释放SO2气体,长久抑制微生物的生长、繁殖,同时避免浓度过高、果实被漂白[7]。因而,二段释放的原理使其具有显著的保鲜效果、超低残留和安全可靠的特性。
关于优卫士保鲜纸在水果保鲜中的应用已有少量报道,但其对阳光玫瑰葡萄的保鲜研究鲜见报道。李建挥等[8]考察了其对蓝莓的保鲜效果,表明其保鲜效果较好,但同时也产生SO2药害;Domingues等[7]进行将3种优卫士保鲜纸用于BRS Vitoria无核葡萄贮藏的研究,表明二段释放型的保鲜纸具有最佳的保鲜效果。基于我国阳光玫瑰葡萄近年来种植面积快速扩大、贮藏需求急剧暴发的产业现状,笔者开展了优卫士二段释放保鲜纸不同用量对阳光玫瑰葡萄贮藏品质影响的研究,探索保鲜纸用于阳光玫瑰贮藏时的最佳用量,为阳光玫瑰葡萄贮藏保鲜提供技术支持。
试验使用的阳光玫瑰葡萄采自浙江金华,选择无机械损伤、无病虫害且色泽均一的葡萄样品,采后立即运回勾庄冷库,并于5 ℃预冷处理24 h。试验用保鲜纸(UVASYS DUAL RELEASE,356 mm×260 mm)购于山东华旭包装制品有限公司,保鲜纸中焦亚硫酸钠含量为37.55%。
ALC-3100.2型电子天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司];LTZ-5型管型测力计弹簧秤管形拉力计(上海垒固仪器有限公司);WYT-4型便携式手持折光仪(泉州中友仪器有限公司);K355型蒸馏仪(瑞士BUCHI试验仪器公司);氢氧化钠、酚酞、2.6-二氯靛酚、硫代硫酸钠、乙酸铅、碘、可溶性淀粉均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
挑选色泽和大小相近的葡萄样品,剔除伤、残、病果粒后,装入内衬PE袋的纸箱,PE袋底部放入1张吸水纸,每箱装入阳光玫瑰葡萄5 kg,在葡萄上面覆盖1张吸水纸,在吸水纸上面分别放半张(1/2推荐用量)、1张(推荐用量)保鲜纸,将袋扎口,于(0±0.5)℃下贮藏。对照组除不放置保鲜纸外,其余同上。于入库当天及31、61、91、123、154 d取样1次,用于品质、生理生化及SO2残留量等指标测定。上述样品均设3次重复,即每个采样时间对9箱葡萄进行分析测定。
腐烂率测定。葡萄果实出现组织凹陷、软腐、生长灰霉菌时,即为腐烂果。腐烂率即为腐烂果质量占调查总质量的比例。
掉粒率测定。掉粒果质量占检测总质量的比例。
果柄耐拉力测量。参考王鹏等[9]的方法,用LTZ-5型管型测力计弹簧秤管形拉力计测定不同贮藏天数的阳光玫瑰的果柄耐拉力,测定时用夹具固定好果粒的两端,测定模式为瞬时最大值模式,顺时针转动手摇装置直至果柄与果粒脱离,记录瞬时最大值为果柄耐拉力。
可溶性固形物含量的测定。采用WYT-4 型便携式手持折光仪测定,取打浆后4层纱布过滤,滤液直接测定,重复3次,取其平均值。
可滴定酸含量的测定。参考GB/T 12456—2008中酸碱滴定方法测定[10]。
VC含量的测定。参照GB 5009.86—2016中的2,6-二氯靛酚滴定法测定[11]。
SO2残留量的测定。参考GB 5009.34—2016《食品中亚硫酸盐的测定》中蒸馏法进行测定[12]。
采用GraphPad Prism 8软件进行制图,采用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行差异显著性分析(P<0.05),并通过Tukey's多重检验分析差异显著性。所有数据均表示为平均值±标准差。
外观品质往往直接反映果实品质的好坏,相对于生理生化指标,顾客直接依据外观品质判断果实的好坏。由图1所示,31 d时,1/2推荐用量和推荐用量组的果梗呈翠绿色,而对照组的果梗呈现一定的褐色。61 d时,推荐用量组的果梗仍呈翠绿色,而1/2推荐用量组的果梗呈现一定褐色,对照组的果梗则褐色明显加重。91 d时,对照组已出现较多腐烂果,而1/2推荐用量组、推荐用量组的表现良好;123 d时,对照组腐烂更加严重,1/2推荐用量组也开始出现一定数量的腐烂,而推荐用量组仍表现良好。究其原因,可能是SO2作为强还原剂,可降低植物体内活性氧的含量,抑制氧化酶的活性和微生物的生长繁殖,从而减缓果实变色和腐烂变质[13]。由上述结果可知,该保鲜纸不同用量均可显著改善阳光玫瑰葡萄的外观品质。
图1 不同处理和贮藏期对阳光玫瑰葡萄外观品质的影响
腐烂率作为感官品质直接反映果实贮藏质量的好坏,常作为评价的第一指标,在科研或者实际生产中,往往用腐烂率作为直接反映果实整体贮藏质量的指标。如图2所示,随着贮藏期的延长,阳光玫瑰葡萄腐烂率总体均呈上升趋势。前61 d,不同处理的腐烂率均较低;91 d时,对照组的腐烂率明显上升,1/2推荐剂量、推荐剂量处理组腐烂率与61 d比变化不大。显著性差异分析表明,0、31、61 d三组之间没有显著性差异;91、123、154 d时,1/2推荐剂量组和推荐剂量组显著好于对照组,而1/2推荐剂量组和推荐剂量组间不存在显著性差异。特别是123 d时,1/2推荐用量组、推荐用量组的腐烂率均比对照组低。至贮藏末期,对照组、1/2推荐用量组、推荐用量组的腐烂率分别为29.01%、10.71%、2.93%。由此可见,保鲜纸不同用量均可显著降低阳光玫瑰葡萄的腐烂率。
同贮藏时间无相同大小写字母分别表示组间差异极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)。图3同。
葡萄掉粒是葡萄贮藏期常见问题,掉粒严重会直接影响葡萄的商业价值。如图3所示,随着贮藏时间的延长,掉粒率在一定的范围内波动,整体呈上升趋势。统计学分析表明,123 d时,1/2推荐用量的掉粒率与对照组相比存在显著性差异,推荐用量的掉粒率与对照组相比存在极显著差异。至贮藏末期,对照组、1/2推荐用量组、推荐用量组的掉粒率分别为9.15%、5.66%、1.18%。由此可见,保鲜纸不同用量均可有效降低阳光玫瑰葡萄的掉粒率。
图3 不同处理对阳光玫瑰掉粒率的影响
果柄耐拉力是衡量葡萄贮藏品质的重要指标,表示果粒与果柄分离时的力值,耐拉力强则不容易掉粒、耐贮藏[9]。由图4可知,随着贮藏时间的延长,不同处理组果柄耐拉力在一定的范围内波动。与对照组相比,1/2推荐剂量和推荐剂量处理组的果柄耐拉力较好,但各组间差异不显著。至贮藏末期,对照组、1/2推荐用量组、推荐用量组的果柄耐拉力分别为5.07 N、5.67 N、6.20 N。由此可见,保鲜纸不同用量均可一定程度增加阳光玫瑰葡萄的果柄耐拉力。
图4 不同处理对阳光玫瑰果柄耐拉力的影响
可溶性固形物在贮藏期间存在一定的变化,是判断果实耐贮藏性的一个重要指标[14]。由图5可知,随着贮藏时间的延长,可溶性固形物的含量总体呈下降趋势,这可能与果实的呼吸代谢、微生物生长及矿物质、维生素、酸等流失有关[15]。统计学分析表明,各组间可溶性固形物的含量并无显著性差异。至贮藏末期,对照组、1/2推荐用量组、推荐用量组的可溶性固形物含量分别为18.60%、18.23%、18.53%。由此可见,保鲜纸不同用量对阳光玫瑰葡萄可溶性固形物含量的影响不大。
可滴定酸是反映果实贮藏质量的重要指标,葡萄贮藏过程中有机酸的降低可引起多酚氧化酶(PPO)活性增加,导致葡萄果肉的褐变[16]。由图6可知,不同处理的可滴定酸含量在一定范围内上下波动,在贮藏时间相同的情况下,各组可滴定酸含量并不存在显著性差异。至贮藏末期,对照组、1/2推荐用量组、推荐用量组的可滴定酸含量分别为2.57、2.52、2.54 g·kg-1。由此可见,保鲜纸对阳光玫瑰葡萄可滴定酸的含量影响不大。
图6 不同处理对阳光玫瑰可滴定酸含量的影响
VC不仅是葡萄的重要营养组成成分,其本身也是抗氧化剂,对于降低超氧自由基、羟自由基有一定的作用,可对果实中一些活性自由基进行抑制。因此,VC含量不仅能反映果实的品质,也能反映贮藏过程中果实的氧化程度。由图7可知,随着贮藏时间的延长,VC含量均呈下降趋势。前61 d,各组的VC含量均随着贮藏时间的增加而迅速降低;61 d之后,VC含量变化较为平稳,各组间VC含量并无显著性差异。至贮藏末期,对照组、1/2推荐用量组、推荐用量组的100 g中VC含量分别为1.82、1.91、1.90 mg。由此可见,保鲜纸对阳光玫瑰葡萄VC含量影响并不大。
图7 不同处理对阳光玫瑰VC含量的影响
SO2残留问题直接影响葡萄的品质,过量的SO2残留不仅使葡萄带有亚硫酸的酸性口感,也可能对消费者产生潜在的健康威胁[17]。SO2的残留量主要与果实的种类和食用方式有关。
由图8可知,1/2推荐用量组与推荐用量组的SO2残留量均随着贮藏时间的增加而增加,随后降低,均在31~61 d维持较高水平,这与Donald[18]的试验报道一致,即使用SO2熏蒸葡萄以后,在贮藏初期,葡萄吸收的SO2首先被转化成为亚硫酸盐;至贮藏后期,亚硫酸盐转移到细胞内,进而氧化成为硫酸盐,而SO2残留量最高的时期是在葡萄贮藏的第30~60天。得益于优卫士SO2缓释保鲜纸独特的二段释放工艺,整个贮藏期间,SO2最大残留值为0.006 1 g·kg-1,远低于国家限量标准规定的0.05 g·kg-1。至贮藏末期,1/2推荐用量组、推荐用量组的SO2残留量均低于检出限0.003 g·kg-1。由此可见,保鲜纸作为贮藏方法安全可靠。
图8 不同处理对阳光玫瑰二氧化硫残留量的影响
SO2保鲜是非常古老传统的葡萄保鲜技术,过去常采用硫磺熏蒸结合低温来贮藏葡萄,其原理是气态SO2与水结合生成亚硫酸盐,可与真菌中蛋白结合,使其变性以抑制真菌的生长繁殖。除此之外,亚硫酸盐还具有抑制呼吸和酶促褐变等一系列生理代谢反应的作用[19]。目前,SO2保鲜仍是葡萄保鲜不可替代的技术。但SO2保鲜技术也存在明显的缺陷,如葡萄对SO2浓度敏感,抑菌浓度与致损害浓度十分接近;长期存放在较高浓度的SO2条件下会使葡萄变酸,影响葡萄的口感;贮藏中SO2残留严重,残留的SO2不仅会腐蚀仪器设备,还会对亚硫酸盐敏感的人群产生健康危害。1986年美国FDA已将SO2从公认的安全化合物清单中移除[20]。因此,在没有产生新的可替代保鲜技术前,应用稳定、缓慢的亚硫酸盐类保鲜剂是当下切实可行的方法。优卫士保鲜纸特有的二段释放技术具有操作简便、成本低、安全性高的特点。
该试验研究表明,不同保鲜纸用量均显著提升阳光玫瑰葡萄的外观、腐烂率、掉粒率、果柄耐拉力等品质指标,但其可溶性固形物、可滴定酸和VC含量等生化指标与对照组间无显著差异,这可能是由于保鲜纸释放的SO2对引起腐烂的真菌尤其是灰霉病菌产生不可逆的杀灭作用,而灰霉病菌被认为是葡萄最有害的病原菌之一[21]。在整个贮藏期中,SO2最大残留浓度为0.006 1 g·kg-1,远低于国家限量标准规定的0.05 g·kg-1,表明优卫士SO2缓释保鲜纸作为阳光玫瑰葡萄的保鲜剂安全可靠。综合试验数据分析,建议如短时间贮藏阳光玫瑰葡萄(3个月以内),建议使用1/2推荐用量UVASYS SO2缓释保鲜纸,相比推荐用量并无显著性差异;长时间贮藏(大于3个月)则建议使用推荐用量UVASYS SO2缓释保鲜纸,以最大程度保证阳光玫瑰葡萄的品质。