普红梅,王海丹,杨芳,帅良,于丽娟,李雪瑞,李宏*
(1.云南省农业科学院农产品加工研究所,云南昆明 650000)
(2.贺州学院食品与生物工程学院,食品科学与工程技术研究院,广西贺州 542899)
芒果(Mangifera indicaL.),属于双子叶植物无患子目漆树科芒果属[1],其栽培面积和产量居世界热带水果第二,仅次于香蕉[2]。成熟的芒果果实色泽鲜艳、香气诱人,且富含可溶糖、类胡萝卜素、果胶等活性物质,有“热带果王”的美誉[3,4]。但芒果是典型的呼吸跃变型果实,呼吸跃变主要表现为果实在成熟过程中呼吸强度在某个阶段急剧上升达到峰值并随后下降[5,6],伴随呼吸跃变的发生,果实快速衰老、软化和腐烂。并且芒果在7~9月的高温期成熟,采摘之后代谢旺盛,也容易因为后熟而导致变黄、变软等,同时芒果在其生长的过程中极易受到微生物的污染,而低温贮藏又容易发生冷害,因此芒果在流通运输中的损耗较大,严重制约了芒果的现代化生产与发展。目前芒果采后较常用的方法有化学剂保鲜[7]、涂膜保鲜[8,9]、气调保鲜[10]等,不同的保鲜方式均能取得一定保鲜效果。
芒果产业是云南农业的重要支柱产业[11],近年来云南引进培育了国内外优良品种凯特、圣心、金煌、台农1号、贵妃、四季芒、帕拉英达等为主的鲜食品种,成为全国重要的芒果生产基地及加工基地。帕拉英达(Pa La Hin Tha)芒果原产于缅甸,因产量高、品质优而引进我国嫁接栽培,在云南保山地区栽培面积较大[12],由于采摘工序繁杂(先人工采摘到背篓里,然后用背篓运到小路上的周转筐,再用小的三轮摩托或者马等将周转筐运到附近的集中点处理)且耗时一般在3 h以上,加上采收时为7~9月的高温季节,因此芒果预冷技术直接影响了云南芒果的商品质量和市场竞争力。芒果前处理问题成为云南芒果产业中急需解决的问题。宣朝辉等[13]研究了芒果真空预冷,指出芒果真空预冷补水率为 8%时,芒果的失水率最小。李健等[14]研究指出使用0 ℃冷却水对芒果进行预冷不会出现冷害情况;进一步研究了芒果在0 ℃冷却水预冷10 min的效果[15],结果显示,冷水预冷能延缓芒果贮藏期间果实硬度的下降,抑制果实失水率的增加和后熟转黄,对果实可溶性固形物含量的保持也有一定作用,但冷水预冷增加了芒果贮藏期间病害的发生。探索高效且易实现和操作的芒果前处理方法对指导云南芒果的实际生产具有重要意义。本试验以保山地区种植帕拉英达芒果为原材料,以无处理(CK1)和当地农户多年来依靠套袋(CK2)减少芒果表皮的损坏和污染,促进芒果更好的转色的生产经验为对照,考虑到云南多山及经济落后的特点,设计了操作简单、成本较低的冷风处理、冷水处理、臭氧处理、1-MCP处理等不同预处理,研究预处理对芒果采后贮藏保鲜效果的影响,为芒果采后处理提供科学依据,有效减少芒果采后损失。
帕拉英达芒果:2020年8月4日清晨于保山潞江坝采摘,成熟度为7~8成熟,均为套袋栽培的芒果。
主要仪器:柯尼卡美能达CM-5色差计,柯尼卡美能达(中国)投资有限公司;ATAGO(爱拓)PR-101α型数字式糖度仪,广州市爱宕科学仪器公司;Bareiss HPE II Fff数显果蔬硬度计,德商博锐仪器公司;雷磁DDS-307型电导率仪,上海仪电科学仪器股份有限公司(原上海精科雷磁);飞立臭氧机(型号FL-803AS),深圳飞立电器科技有限公司。
主要试剂:草酸、钼酸铵、硫酸、醋酸、偏磷酸、95%乙醇,天津市风船化学试剂科技有限公司;EDTA,源叶生物。鲜博士1-MCP(有效浓度0.14%),咸阳西秦生物科技有限公司;MDA试剂盒,苏州科铭生物技术有限公司。
表1 芒果预处理实验设计Table 1 Experiment design of mango pretreatment
1.2.1 实验处理
芒果采摘以后,在就近的遮阴蓬进行处理,除套袋处理,其余的各个处理先去除纸袋,然后进行果蒂修剪,只留2 cm长左右的果蒂,修剪完以后按照表1进行不同预处理。每种处理的芒果分为 2份,第一份30个,分为3个重复,每重复10个芒果果实,每5 d对其进行称重,并统计其腐烂个数,计算其腐烂率;第二份45个,同样分为3个重复,每个重复15个芒果,每5 d随机取3个芒果果实用于测定分析芒果在储藏期间的生理生化指标情况。处理以后的芒果放入内衬报纸的带孔塑料水果筐中,在 15.5~20 ℃之间冷库中贮藏,主要从外观品质(色差、黄化、腐烂)、营养指标(Vc、TSS、TA)、生理生化指标(硬度、质量损失率、相对电导率、MDA)验证不同预处理对芒果采后贮藏保鲜的效果,为云南芒果外销提供数据参考,达到促进果农增收,产业增效的目的。
1.2.2 指标测定
1.2.2.1 果皮颜色测定
参照唐德寅[16]的方法,用色差仪分别测定,测定点对称分布于果实横赤道面两侧,每个面测定上、中、下三个点,每果测6个点,记录每个点L*、a*、b*值,求平均值表示色差值。
1.2.2.2 转黄率
参照Kobiler等[17]、Jiang等[18]的方法评价芒果的转黄率,以全部转黄的芒果个数占调查总个数的百分比表示。
1.2.2.3 质量损失率
参照普红梅等[19]的方法,采用称重法。分别测定待测果实贮藏起始质量(M0,g)与贮藏中第n次取样测定的质量(Mn,g)。
1.2.2.4 硬度的测定
参照普红梅等[20]的方法,选择数显果蔬硬度计(0.1 cm2探针)分别测定带皮和去皮的芒果果实硬度,每个果实测定9个点,求平均值表示该果实的硬度。
1.2.2.5 营养物质的测定
每处理三个重复,每个重复取3个芒果,削下厚度均匀的果皮用于电导率测定。果肉榨取果汁,用 4层纱布过滤后,参照梁清志等[21]的方法,测定可溶性固形物(Total Soluble Solids,TSS)、可滴定酸(Titratable Acid,TA)及Vc含量的测定,平行测定三次,以平均值表示芒果营养指标。
TSS测定:直接榨取果汁,采用ATAGO(爱拓)PR-101α型数字式糖度仪进行测定。
TA测定:采用酸碱中和法,准确称取10.0 g芒果样品,加入30 mL左右的蒸馏水,使用匀浆机匀速打碎。将匀浆转移至100 mL的容量瓶中,并用蒸馏水冲洗2~3次,然后定容至100 mL,摇匀。用漏斗进行过滤以后,用移液枪准确吸取20 mL滤液于锥形瓶,加入 2滴酚酞指示剂进行滴定,滴定至溶液初显粉色并30 s不褪色为滴定终点。准备相同体积的蒸馏水,加入2滴酚酞指示剂,滴定,作为空白。
式中:
C——氢氧化钠溶液的浓度,mol/L;
W——样品体积,mL;
V——滴定时消耗氢氧化钠的体积,mL;
K——换算为适当酸之系数,由于芒果属核果类,故按苹果酸计算,K为0.067。
Vc含量:准确称取20.0 g左右样品,加入10 mL草酸-EDTA溶液,匀浆机匀速打碎。打碎的果肉倒入100 mL的棕色容量瓶中,用草酸-EDTA冲洗2~3次,并定容至100 mL,8000 r/min离心10 min。取上清液体10 mL,加入50 mL容量瓶中,再分别在容量瓶中加入1 mL的偏磷酸-醋酸溶液,2 mL的5%硫酸,4 mL 5%钼酸铵溶液,用蒸馏水定容至刻度线后摇匀。在黑暗处静置15 min,在波长705 nm出测定吸光度。
经测定标准曲线公式为Y=1.745x-0.0133
式中:
A——吸光度值;
W——样品质量,g。
1.2.2.6 固酸比
用TSS含量和TA含量的相对比值表示固酸比。
1.2.2.7 果皮相对电导率
用削皮刀均匀刮取厚1.5~2 mm左右果皮,取皮时力道均匀,以保证果皮连续不断,且厚度一致;将果皮折叠,用0.5 cm的打孔器取15个果皮,用双重蒸馏水冲洗2遍,滤纸吸干表面水,放入洁净的50 mL离心管中,加入30 mL双重蒸馏水,摇动10 min以后用DDS-307型电导仪测定浸泡液电导率P0。置于沸水浴中煮10 min,冷却后测定绝对电导率PR,并计算相对电导率,以双重蒸馏水作为空白对照,每处理 3次重复,以平均值表示该处理相对电导率值。
1.2.2.8 MDA含量的测定
参照郝建军等[22]的方法,采用硫代巴比妥酸法测定。
采用Excel 2010和Origin 2017进行数据处理和绘图。
2.1.1 不同预处理对芒果采后贮藏中色差的影响
明度L*值从大(100)到小(0)由白色向黒色渐变。由图1可见,芒果贮藏中,随着贮藏时间的延长,芒果的L*值呈现逐渐下降的趋势,表明随着贮藏时间的延长,芒果果实表面的光泽度逐渐减弱,色泽变暗。贮藏到15 d时,1-MCP和套袋处理的芒果L*值显著高于(p<0.05)其他处理。从15 d贮藏到第20 d,芒果的L*值下降较快,冷水、冷风、臭氧、1-MCP、套袋和CK处理的L*值分别为62.32、63.84、65.524、70.43、70.05和 62.78,其中套袋处理的芒果L*值 70.05和1-MCP处理的芒果L*值 70.43显著高于其他处理(p<0.05),其余处理的芒果L*值均小于70,说明套袋处理和1-MCP处理有利于维持芒果果实的采后色泽。
色度 a*值表示由红色向绿色渐变,+表示偏红,-表示偏绿;色度b*值由黄色向蓝色渐变。由图2可以看出,芒果贮藏中的a*值和b*值都随着贮藏时间的延长而增加,且a*值和b*值均为正值,反映出芒果的颜色偏红和偏黄。芒果的初始a*值为4.66,贮藏25 d后冷水、冷风、臭氧处理、1-MCP、套袋和 CK处理的a*值分别上升为16.74、16.84、16.08、17.11、18.19和17.86,套袋处理的a*值18.19显著(p<0.05)高于其他处理。
由图2可见,芒果初始b*值为43.43,颜色接近橙色。贮藏25 d后冷水、冷风、臭氧、1-MCP、套袋和CK处理b*值分别上升为53.52、53.52、55.95、54.04、52.09和53.87,各个处理之间无显著差异(p<0.05)。贮藏过程中a*值和b*值不断上升,反映出芒果的颜色由黄色向橙黄色渐变,其中1-MCP处理的芒果的颜色转色较慢,说明1-MCP处理对贮藏中的芒果转色有延缓作用。
2.1.2 不同预处理对芒果转黄率的影响
贮藏中芒果的转黄率随着贮藏时间的延长而不断增加,最后达到100%。如表2所示:第5 d时,除1-MCP处理与CK处理无显著差异外,其余各处理与CK处理均有显著差异,其中冷风处理、臭氧和套袋处理显著低于 CK处理,而冷水处理则显著高于 CK处理(p<0.05)。到10 d时,臭氧和套袋处理的芒果转黄率上升较快,分别由5 d的15.35%和6.67%升高至10 d的100%;15 d时冷风、臭氧、套袋及CK处理的芒果100%转黄。与CK处理15 d 100%转黄相比,套袋处理和臭氧处理的转黄率有所提前,在10 d时转黄率已达100%,套袋处理加速转黄的结果与谈德寅[16]的套袋果果皮更加容易着色,有效提高改善了果实的外观品质结果一致;臭氧处理可能是由于加速了叶绿素降解的酶活性导致转黄率快速上升。而冷水处理和1-MCP处理的转黄率得到延缓,到20 d时转黄率才达100%。说明1-MCP处理对芒果转黄有一定的抑制作用,这与图2中b*值较低结果一致,也与Watkins[23]的研究结果一致,即1-MCP处理能有效抑制芒果果实采后转黄指数和软化衰老程度的下降。
表2 不同预处理对芒果转黄率的影响Table 2 Effect of different pretreatments on yellowing rate of mango
果蔬采后脱离了母体,水分和养分得不到补给,同时通过呼吸作用消耗自身的有机物质来提供生命活动所需要的能量,因此,会导致果蔬质量损失。李健[14]等研究表明,在整个冷藏链中,不经预冷的果蔬在流通中损失约为25%至30%,而经过预冷之后,损失可降至5%至10%。因此,芒果采后的预处理显得格外重要。本研究中由图 3可见,随着贮藏时间的延长,芒果的质量损失率逐渐增大,除25 d时,套袋处理的质量损失率始终较高,其次分别为是CK、冷水、冷风、臭氧和1-MCP处理。20~25 d之间各个处理质量损失率增加加快,其中冷水处理的芒果质量损失率增加66.29%,其次为风冷和臭氧处理的55.16%和57.68%,1-MCP处理的37.02%最慢。25 d时冷水、冷风、臭氧、1-MCP、套袋和CK处理的质量损失率分别为9.15%、6.27%、5.97%、4.27%、7.95%和 7.52%,各个处理的质量损失率之间无显著差异(p<0.05)。李健等[14]研究指出,0 ℃冷却水对芒果进行预冷不会出现冷害情况,反而有助于芒果品质的保持。本研究中,贮藏到25 d,冷水处理的 9.15%和套袋处理 7.95%的质量损失率高于CK处理的7.52%,冷水处理的质量损失率最高,可能原因是冷水处理较大的温差引起果皮表面较大的收缩,导致贮藏中失水较大;而套袋处理的质量损失率较高,可能原因是袋子吸收了水果实水分的原因;说明冷水处理和套袋处理不能延缓芒果的采后损失率,而冷风(6.27%)、臭氧(5.97%)和1-MCP(4.27%)处理相较 CK处理能减少芒果采后质量损失,其中1-MCP处理的芒果采后贮藏中质量损失率最低,即1-MCP处理效果最好。
果实硬度作为果实商品性的重要衡量指标之一,与果实的储运期和供应期的长短有密切的关系。果实成熟过程中,细胞胞间层的不溶性果胶质转化为可溶性果胶酸,果肉细胞彼此分离,于是果肉变软,细胞中淀粉的分解也是果实变软的部分原因。
由图 4可见,随着贮藏时间的延长,带皮和去皮的芒果果肉硬度均呈现逐渐下降的趋势,并且贮藏时间的延长,各个处理之间的差异逐渐增大。从图 4可以看出,贮藏中带皮和去皮的芒果果肉的硬度变化趋势基本相同,在贮藏的前5 d硬度下降较缓慢,5 d到10 d之间快速下降,10 d之后缓慢下降。贮藏25 d时,1-MCP和套袋处理的芒果果实的带皮硬度分别为52.47 m和49.85 m,与CK处理的48.72 m无显著差异(p<0.05)。而臭氧处理的芒果带皮果肉硬度39.91 m,显著低于其余处理(p<0.05)。
去皮的芒果果实硬度较带皮的略低,由图4可见,贮藏到25 d时,去皮的芒果果肉硬度均降到30 m以下,其中套袋处理最高为28.33 m,其次是1-MCP处理的26.70 m,二者之间无显著差异,但显著高于(p<0.05)CK处理的9.90 m;冷风、冷水和套袋处理分别为15.76 m、16.86 m和12.06 m,三者之间无显著差异(p<0.05)。
综上所述,与CK处理相比较,1-MCP处理有利于维持芒果的硬度。邵志远等人[24]研究了不同浓度1-MCP处理对“台农”芒果贮藏品质及采后生理的影响,结果表明,果实硬度随着贮藏时间的延长呈下降的趋势,1-MCP处理果实硬度下降速度极显著低于对照果实(p<0.01),较好地防止了果实的软化,与本研究的研究结果一致。但Zald等[25]指出,“Manila”芒果果实采后外观枯萎现象是果实质量、硬度降低的主要原因,采用1-MCP处理对于延缓果实硬度降低的效果并不理想,说明1-MCP处理对芒果硬度的影响还与芒果的品种有关。
2.4.1 不同预处理对芒果维生素C(Vc)含量的影响
维生素C含量是评价果蔬新鲜度和品质的重要指标,由图5可以看出,在贮藏中芒果的维生素C含量总体呈现下降趋势,即芒果的维生素C含量随着贮藏时间的延长逐渐下降。在贮藏前20 d,风冷处理的芒果始终保持较高的Vc含量,可能原因是Vc受温度影响较大,风冷处理通过缓慢降温的方式达到预冷的效果,因此前期Vc含量保持较高。贮藏到25 d,臭氧处理的芒果Vc含量为92.14 mg/100 g·FW,显著高于其他处理(p<0.05);其次是风冷的81.67 mg/100 g·FW,套袋、水冷和1-MCP分别为74.60 mg/100 g·FW、71.68 mg/100 g·FW和75.81 mg/100 g·FW,各个处理的Vc含量值在p<0.05情况下均显著高于CK处理的66.28 mg/100 g·FW。说明不同的芒果预处理,均有利于芒果采后Vc含量的维持。刘德兵等[26]的试验结果则表明,生产中套袋使得Tommy芒果的维生素C含量明显上升,本研究中采后套袋处理25 d的芒果Vc含量为74.60 mg/100 g·FW,高于冷水处理和CK处理,对延缓芒果采后Vc含量下降的作用并不明显。
2.4.2 不同预处理对芒果可溶性固形物(TSS)及可滴定酸(TA)含量的影响
TSS和TA含量可以反映果实的口感,TSS越高,口感越甜,TA含量越高,口感越酸。由图6可见,芒果采后的 TSS含量在贮藏中呈现先上升后下降的趋势。在芒果贮藏前10 d由于后熟过程中淀粉转化为糖,导致TSS含量升高,在随后的贮藏中,由于代谢消耗糖分导致TSS含量下降。贮藏第10 d,芒果的TSS含量达最高,冷水、冷风、臭氧、1-MCP、套袋和CK处理的TSS含量分别为15.15%、15.8%、14.25%、15.25%、14.75%和15%,之后TSS含量逐渐下降。到第25 d,冷水、冷风、臭氧、1-MCP、套袋和 CK处理的 TSS含量分别 13.65%、13.65%、13.95%、13.15%、12.1%和14.25%,除臭氧处理的13.95%与CK处理的14.25%之间无显著差异外,其余各个处理与CK处理之间均无显著差异(p<0.05)。
芒果的TA在贮藏中呈现下降趋势,5 d至15 d之间下降趋势较快,15 d以后的下降趋势变缓慢,贮藏到 25 d时,除 1-MCP处理的 0.1842%与 CK处理(0.1842%)和套袋处理(0.1782%)无显著差异,冷风(0.1545%)、冷水(0.1604%)和臭氧处理(0.1458%)的芒果TA含量均显著低于CK处理(p<0.05)。滕建文等[27]发现,可滴定酸在芒果贮藏过程中呈现下降趋势,臭氧水处理可以延缓可滴定酸的下降速率。本研究中,相较于冷风和套袋处理,臭氧处理对延缓采后帕拉英达芒果TA含量下降也有一定效果。
武红霞等[28]对套袋Irwin芒果的研究表明,套袋可提高内含物中可溶性总糖及可溶性固形物含量,显著改善果实可食率,却使得可滴定酸含量明显降低。本研究中,如图 6所示采后套袋处理后的帕拉英达芒果贮藏中TSS含量和TA含量均维持较低,说明其不能较好维持采后帕拉英达芒果的TSS含量和TA含量。
综上所述,1-MCP处理以后芒果维持了较低的TSS和较高TA含量,说明1-MCP有效延缓了芒果的衰老。
2.4.3 不同预处理对芒果贮藏中固酸比的影响
固酸比反映果实的酸甜口感,是人们购买水果的重要因素之一,固酸比越高说明口感越甜,反之则越酸。由图7可见,新鲜芒果的固酸比为5.39%,随着贮藏时间的延长,芒果的固酸比逐渐上升,15 d之前上升较快,到15 d时,冷水、冷风、臭氧、1-MCP、套袋和 CK处理的固酸比分别为 64.56%、69.08%、57.11%、45.84%、80.09%和44.56。15 d之后上升趋势变慢,到第25 d时分别为85.10%、88.37%、93.93%、71.41%、87.85%和77.38%。由图7可以看出,贮藏过程中,1-MCP处理的芒果固酸比始终维持较低,说明1-MCP处理延缓了芒果采后衰老。
贮藏过程中随着贮藏时间的延长,果皮细胞膜的完整性被破坏,电解质外渗,导致电导率值增大,因此可以用相对电导率反映果皮细胞膜的完整程度。由图8可以看出,芒果贮藏中的相对电导率值不断增加;不同预处理中,除第10 d外,CK的相对电导率值始终最高,说明不同预处理对延缓芒果采后衰老有一定作用。贮藏到25 d时,CK处理的相对电导率值65.70%显著高于其余处理(p<0.05),其次是套袋处理(58.15%)和1-MCP处理(56.53%),二者处理之间无显著差异(p<0.05),而冷风处理的芒果相对电导率值47.57%显著低于(p<0.05)其余处理,说明风冷处理对芒果细胞的破坏性最小,细胞膜完整性最好。
丙二醛(MDA)是膜脂过氧化作用的产物,能够与蛋白质、核酸等生命大分子发生交联聚合,且具有细胞毒性,使膜结构遭到破坏,膜透性增加,故其值的大小反应细胞膜系统受到伤害的程度。由图9可见,芒果贮藏中MDA含量不断增加,贮藏到25 d时,冷水、冷风、臭氧、1-MCP、套袋和CK处理的MDA含量分别为 33.43 μmol/(g·FW)、31.43 μmol/(g·FW)、29.99 μmol/(g·FW)、28.93 μmol/(g·FW)、31.48 μmol/(g·FW)和36.60 μmol/(g·FW),其中CK处理的MDA含量[36.60 μmol/(g·FW)]显著高于其余处理(p<0.05),说明不同预处理能减少贮藏中MDA的积累,对延缓芒果衰老有一定效果。而 1-MCP处理的 MDA含量 28.93 μmol/(g·FW)显著低于 CK 处理的 36.60 μmol/(g·FW)(p<0.05),但与冷风[31.43 μmol/(g·FW)]、臭氧[29.99 μmol/(g·FW)]和套袋处理[31.48 μmol/(g·FW)]之间无显著差异(p<0.05),说明1-MCP处理能减轻贮藏中芒果膜细胞的伤害。
不同预处理对贮藏中芒果品质维持有一定作用,1-MCP处理的芒果贮藏 25 d时始终保持较高 L*值(70.43)、果肉硬度(带皮和不带皮分别为52.46 m和26.70 m),较低a*值(17.11)、b*值(54.04)、质量损失率(4.27%)、固酸比(71.41%)、果实转黄率以及MDA [29.93 μmol/(g·FW)]含量,说明 1-MCP 处理保持了较好的色泽,可有效延缓芒果采后转黄,是几种预处理中最好的芒果预处理方法。