不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏后货架期品质的影响

谢小燕,郭慧静,赵志永,李自芹,宋方圆

(1.石河子大学食品学院,新疆石河子 832003;2.新疆农垦科学院农产品加工研究所,新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意义】蟠桃是新疆名优特果品,其果实香气浓郁、肉质细腻、富含多种营养成分[1]。蟠桃属于呼吸跃变型果实,且多采收于高温高湿季节,具有生理后熟期、皮韧易剥、多汁的特点,其成熟伴随着明显的软化,进而褐变、腐烂,影响蟠桃的商品价值、货架品质及经济效益。利用现代物流技术在果蔬保鲜中应用的三大具体措施[2],研究蟠桃的采后贮运保鲜技术是延长果实货架品质的关键,选择适宜的包装和蓄冷剂是模拟蟠桃冷链物流运输的前提,对采后果实贮运保鲜提升质量有重要意义。【前人研究进展】桃果的销售基本以冷链运输为主,但成本相对较高,在果蔬保鲜中运用蓄冷技术来完善食品的冷链运输会较大程度的降低损耗。通常蓄冷剂可分为显热蓄热、潜热蓄热和化学蓄热3种类型[3]。目前水果贮运通常使用潜热蓄热的材料,使用最多的是冰袋,其成本低、简单易操作。水果物流运输保鲜主要是通过蓄冷剂结合不同包装如泡沫箱、塑料气调箱及蓄冷保温箱[4]方法来保持果实在一定运输时间内处于低温环境,提高货架品质。王梦月[5]指出周转箱是在果蔬流通环节中降低损耗,能提高效率,节约资源。但目前将周转箱应用到具体水果的运输方式还鲜见报道。蓄冷剂在杨梅[6]、蓝莓[7]、蟠桃[8]等水果的保鲜都已有研究,且都对果实的品质有所提高。Fadiji等[9]研究结果表明泡沫托盘防护效果优于纸浆托盘,黎春红等[10]研究发现,珍珠棉+保鲜膜的内包装方式保鲜效果最显著。目前对于蟠桃保鲜技术的研究主要是低温[1, 11]、保鲜剂[12]、涂膜[13]和气调保鲜[14]。蟠桃果实中含有一定的有机酸含量。赵剑波等[15]研究中发现,未成熟果实中苹果酸、奎宁酸含量很高,而成熟果实中以苹果酸含量最高,可通过测量果实中有机酸含量来预测果实品质。【本研究切入点】新疆蟠桃目前主要采用常温运输,但常温运输的果品腐烂率较高。需通过将蟠桃在不同包装(泡沫箱、周转箱)结合蓄冷剂(冰袋、冰膜)处理下,结合果实货架期品质的变化,确定最适于蟠桃的包装和蓄冷剂。【拟解决的关键问题】采用不同包装结合蓄冷剂的贮藏方法,延长果实的货架期,保持果实的货架品质,提高蟠桃的流通率及不耐贮水果的时效短。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 蟠 桃

八成熟英格尔蟠桃于2020年7月24日采自石河子市143团,将采摘的果实置于内衬为自制折叠防碰撞包装的塑料框中,采后当天将一部分未预冷的蟠桃果实采用塑料周转筐作为常温对照运回新疆农垦科学院实验室,另一部分运至新疆农垦科学院冷库在0℃下预冷18 h。

蓄冷剂:生物型冰袋(南京诺唯赞生物科技有限公司、冰膜 天津冰利蓄冷科技有限公司)。周转箱:由聚乙烯棉制成,外径规格为80 cm×60 cm×59 cm,内径规格为67 cm×57 cm×49 cm。泡沫箱:外径规格为56 cm×40 cm×27 cm,内径规格为50 cm×30 cm×25 cm。

1.1.2 仪器与设备

离心机(赛默飞世尔科技(中国)有限公司)、GY-4果实硬度计(世亚科技有限公司)、DDS-307电导率仪(上海仪电雷磁)、泰光手持折光仪、无线温湿度记录仪 (洲斯物联)、DK-8D数显恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂)、UV-1800紫外可见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

将经过采摘、分拣和挑选的无病虫害、色泽均一、大小适中的八成熟英格尔蟠桃果实经0℃预冷18 h后,随机分为5组,(1)对照组,不作任何处理,以下简称对照;(2)泡沫箱+4个冰袋(250 g/袋)组,以下简称泡袋组;(3)泡沫箱+2个冰膜(500 g/个)组,以下简称泡膜组;(4)周转箱+4袋生物型冰袋(250 g/袋)组,以下简称周袋组;(5)周转箱+2个冰膜(500 g/个)组,以下简称周膜组。周转箱和泡沫箱被密封后在同一时间(12∶41)下置于室外自然条件(20～32℃)贮藏24、48 h。所有处理贮藏24、48 h后为期2 d的货架期试验,每天取样1次,测定贮藏24、48 h后货架期为1、2 d的理化指标,3次重复。

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 温 度

采用洲斯物联品牌的无线温湿度记录仪设备记录周转箱、泡沫箱内实时温度。

1.2.2.2 可溶性固形物含量

采用手持糖度计测定,每次取10个果实,分别在果实的4个不同剖面取样,用吸管取汁测定,取其平均值(%)。

1.2.2.3 可滴定酸

参考曹建康[16]方法,称取混合均匀的蟠桃果实样品10.0 g,置于研钵中磨碎,转移到100 mL容量瓶中,再用蒸馏水冲洗研钵,一并转入到容量瓶中,并定容至刻度,摇匀。静置提取30 min后过滤。吸取20.0 mL滤液,转入三角瓶中,加入2滴1%酚酞,用已标定的氢氧化钠溶液进行滴定。滴定至溶液初显粉色并在半分钟内不退色时为终点(pH 8.1～8.3),记录氢氧化钠滴定液的用量,重复3次。再以蒸馏水代替滤液滴定,作为空白对照(%)。

1.2.2.4 果实硬度

硬度使用硬度计法,采用GY-4硬度计,各品种选取形状、大小均一致的果实6个,于果实最大横径处(避开腔室隔),每隔120°,硬度计探针垂直指向果实并施加压力直至探头底部压入果肉为止,在硬度计显示器上读出果实硬度并记数,求出果实的平均硬度(N)。

1.2.2.5 蔗糖含量

参考张友杰[17]方法,采用蒽酮分光光度法测定桃果实含有的蔗糖含量(μg/g)。

1.2.2.6 腐烂率

依蟠桃表面腐烂的面积分为 0～3级,0级—无腐烂,1级—腐烂面积在(0,1/4),2 级—腐烂面积在(1/4,1/2),3级—腐烂面积在(1/2,1)。

腐烂率(%)=∑(腐烂级别×该级别样品数量)/(最高级别×样品总数量)×100%。

1.2.2.7 丙二醛含量

采用硫代巴比妥酸法[18]。称取0.5 g果实样品,加入5.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液(TCA),研磨匀浆后,于4℃、12 000×g离心30 min,收集上清液,低温保存备用。取2.0 mL上清液(对照空白管中加入2.0 mL 100 g/L TCA溶液代替提取液),加入2.0 mL 0.67% 硫代巴比妥酸(TBA),混合后在沸水浴中煮沸20 min,取出冷却后再离心1次。分别测定上清液在450 nm、532 nm和600 nm波长处的吸光度值,重复3次。

1.3 数据处理

所有数据使用Excel 2003和Origin 9.1进行处理,利用 SPSS 16.0 软件分析相关性,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24和48 h期间温度的影响

研究表明,0～10 h,常温组的温度在25℃上下浮动,在10～22 h,温度缓慢下降,而在22～24 h,温度则有所回升。经过预冷处理的对照组在0～24 h的温度均高于其他组,其中泡沫箱组(包含泡膜组和泡袋组,统称泡沫箱组)的温度显著高于周转箱组(包含周膜组和周袋组,统称周转箱组)的温度。24～48 h常温组的温度在24℃上下波动。对照组的温度上升至28 h达到峰值为38.2℃,28～44 h间下降至谷值为25.8℃,在44～48 h呈上升趋势,其温度仍高于经过预冷处理的各组,导致该温度上升至峰值的原因是正值晌午,箱内温度急剧上升,而后缓缓下降的原因是太阳逐渐下落,外界环境温度逐渐降低。经过预冷处理的周转箱组在24～48 h呈缓慢上升,而泡沫箱组的温度与对照组的变化趋势一致,其中经过预冷处理的周转箱组在24～48 h的温度显著(P<0.05)低于泡沫箱组,泡袋组的温度低于泡膜组。贮藏24、48 h后货架1～2 d的各处理组中周袋组的温度最低,温度由低到高依次是周膜组、泡袋组和泡膜组。果实保持在一定低温环境,冰袋作为蓄冷剂的效果优于冰膜,周转箱的保鲜效果优于泡沫箱。图1

图1 A、B分别代表不同处理下蟠桃贮藏24和48 h期间周转箱、泡沫箱内温度变化

2.2 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24和48 h后货架期间果实可溶性固形物含量的影响

研究表明,常温组的SSC随时间增加而变化不显著,预冷处理后的各组在贮藏24 h后货架1～2 d均呈上升趋势。贮藏48 h后货架1～2 d的周转箱组的SSC缓慢增加,而泡沫箱组和对照组的SSC则下降,贮藏24、48 h后货架1～2 d的周转箱组的SSC呈上升趋势,而泡沫箱组和对照组呈先升后降趋势。图2

2.3 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24、48 h后货架期间果实可滴定酸的影响

研究表明,常温组的可滴定酸(TA)含量随时间增加而逐渐降低,而经过预冷处理的各组呈下降趋势,与SSC含量趋势相反。周转箱组的TA含量与泡沫箱组的TA含量差异显著(P<0.05),对照组的TA含量最低。贮藏24 h后货架1～2 d的周转箱组的TA含量缓慢下降,而在贮藏48 h后货架1～2 d,其TA含量下降迅速。贮藏24、48 h后货架1～2 d的泡沫箱组的TA含量下降速率缓慢。图3

图2 不同处理下蟠桃贮藏24、48 h可溶性固形物含量变化

2.4 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24、48 h后货架期间果实固酸比值的影响

研究表明,常温组的SSC/TA值呈缓慢上升趋势,对照组的SSC/TA值均大于经过预冷处理的其他各组,且具有显著性的差异(P<0.05),常温组的果实后熟较快,经过预冷处理的各组能延缓蟠桃果实的后熟和衰老。对照组在贮藏24 h后货架1～2 d的SSC/TA与常温组无明显差异,而贮藏48 h后货架1～2 d的对照组的SSC/TA含量逐渐高于常温组,常温组贮藏48 h后货架1～2 d 的SSC/TA增长速率较对照组快。贮藏24 h后货架1～2 d的周转箱组的SSC/TA明显低于泡沫箱组,其中周袋组的SSC/TA最低,周袋组的果实后熟速度明显减缓。图4

图3 不同处理下蟠桃贮藏24、48 h可滴定酸变化

图4 不同处理下蟠桃贮藏24、48 h固酸比值变化

2.5 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24、48 h后货架期间果实硬度的影响

研究表明,常温组的硬度呈缓慢下降趋势,而预冷处理的各组的硬度下降速率较常温组快,其中经过预冷处理的对照组的硬度最低。贮藏24、48 h后货架1～2 d的各组硬度均呈下降趋势,而周转箱组的硬度大于泡沫箱组的硬度,周袋组在贮藏24 h后货架2 d能保持果实硬度适中,贮藏48 h后货架2 d的周袋组的硬度相较于其他组仍保持得最好,且与剩余各组之间差异显著(P<0.05),周袋组可延缓蟠桃果实硬度下降,保持果实良好的货架品质。图5

图5 不同处理下蟠桃贮藏24、48 h硬度变化

2.6 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24、48 h后货架期间果实蔗糖含量的影响

研究表明,周转箱组的蔗糖含量低于泡沫箱组。常温组的蔗糖含量呈略微上升后急剧上升的趋势,且该趋势与对照组一致,但比对照组的蔗糖含量低。贮藏24 h后货架1 d的泡沫箱组的蔗糖含量高于周转箱组,但无明显差异;贮藏24 h后货架2 d的泡沫箱组的蔗糖含量高于周转箱组,但差异显著(P<0.05)。泡沫箱组随货架期天数的增加可溶性糖分解成以蔗糖的积累形式比周转箱组快,泡沫箱组的后熟程度比周转箱组的后熟速率快。果实贮藏48 h后的各组的蔗糖含量均呈快速上升趋势,其中泡袋组在48 h后货架1 d的蔗糖含量与周膜组相差较低,周转箱组在48 h 后货架2 d 的蔗糖含量的变化趋势与泡沫箱组一致。图6

图6 不同处理下蟠桃贮藏24、48 h 蔗糖含量变化

2.7 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24、48 h后货架期间果实腐烂率的影响

常温下贮藏的蟠桃果实货架期较短。对照组的腐烂率最高。泡沫箱组在贮藏24 h后货架1～2 d的腐烂率低于贮藏48 h后货架1～2 d的腐烂率。贮藏24、48 h后货架1～2 d周膜组和周袋组的腐烂率呈增加趋势。周袋组的蟠桃果实腐烂率最低,使其延长货架期。图7

2.8 常温及不同包装结合蓄冷剂处理对蟠桃贮藏24、48 h后货架期间果实丙二醛含量的影响

研究表明,各组的MDA均呈急剧增加而后缓慢增加趋势,常温组的MDA含量贮藏24 h后货架1～2 d最高,而后略微上升。贮藏24、48 h后货架1～2 d的周转箱组与泡沫箱组中的 MDA含量差异显著(P<0.05)。图8

图7 不同处理下蟠桃贮藏24、48 h腐烂率变化

图8 不同处理下蟠桃贮藏24、48 h 丙二醛含量变化

3 讨 论

含有蓄冷剂的各处理组都能在不同程度上延缓果实硬度降低,保持果实品质,延长货架期[8]。幼果时期的桃的蔗糖含量很少,可溶性碳水化合物主要是果糖和葡萄糖,而在果实发育后期,蔗糖积累是可溶性糖中的主要积累形式[19]。周袋组能保持果实处于低温环境,延缓果实呼吸作用,从而延缓果实软化,减少腐烂[1]。丙二醛(MDA)是由脂质中不饱和脂肪酸发生膜脂过氧化而产生的最终分解产物,其积累量可能导致膜结构被破坏,果蔬逐渐衰老[20,21]以及影响一系列生理生化反应的正常进行。果蔬采后贮运品质的影响因素有温度、湿度、气体环境、振动挤压以及机械伤等。温度是抑制果蔬呼吸强度的重要因素之一[22]。卢立新等[23]、周然等[24]、黎春红等[10]分别对水晶梨、黄花梨和水蜜桃的内包装方式进行了研究,果实在运输过程中,不同内包装在不同程度上抑制果实的机械损伤,也反映了物流运输的包装方式极为重要。蟠桃在贮藏24 h的试验中,周袋组的最高温度低于10℃;贮藏48 h后货架1～2 d的各组温度均在15℃以上,其中泡膜组、泡袋组和对照组的温度均在24℃以上,不利于保持果实品质,而影响采后果实品质的主要因素是温度,在预冷18 h后的贮藏时间为24 h,或者增加冰袋的数量来保持果实始终处于15℃以下,使其果实口感好、品质佳,与前人的研究报道[6,7]一致。研究在贮藏24 h的周袋组更有利于保持蟠桃品质和延长货架期。

蟠桃果实属于冷敏感型、呼吸跃变型果实,前人采用常温预贮处理法延缓桃果实衰老,低温贮藏中减少冷害产生[25,26],但由于常温处理显著促进了果实的后熟软化,导致果实失去市场价值。果实硬度、SSC、TA和SSC/TA是评价果实品质的基本指标。周转箱组的果实的SSC呈增加趋势,而泡沫箱组和对照组的果实可能由于受到温度[27]、光照[28,29]等因素的影响使得呼吸作用加强,部分大分子物质降解、果实积累的一些有机物质被消耗,其SSC降低。周袋组能在生产实践中可通过调控外界环境因素来保持果实硬度,增加蟠桃的SSC,延缓TA降低,增强果实风味,进而延缓果实后熟。MDA是评价膜脂过氧化程度的指标,可反映细胞膜损伤程度。研究中周袋组的MDA含量积累最低,有助于延缓果实衰老,进而保持蟠桃果实硬度。与周袋组维持果实硬度最高的结果相对应。

蟠桃采后常温运输腐烂率高,每年给果农造成很大的经济损失,腐烂率是能直观反映果实贮藏效果好坏的重要指标。腐烂率在贮藏48 h后货架2 d由低到高的顺序依次是周袋组、周膜组、常温组、泡袋组、泡膜组和对照组。冰膜的成本较冰袋高;周转箱的成本较泡沫箱高,但周转箱的可重复使用性优于泡沫箱。根据不同包装与蓄冷剂结合对蟠桃贮藏24、48 h后货架1～2 d的果实品质的结果,综合分析筛选出能保持果实品质较好的由高到低的组合依次是周袋组、周膜组、泡袋组和泡膜组。研究的最佳组合是周袋组。周转箱的时效性、可重复利用性和环保方面都可显示贮藏果实效果优于泡沫箱,且可应用于果蔬的包装或运输。

4 结 论

周转箱保鲜效果优于泡沫箱;冰袋保鲜效果优于冰膜。蟠桃在周袋组处理下贮藏24 h后的果实货架品质最佳,可延缓果实腐烂率的发生,抑制MDA含量的积累,保持蟠桃的果实硬度和可溶性固形物含量。尤其是腐烂率、果实硬度和MDA指标,可直观反映出周袋组的果实品质最佳,其次是周膜组,泡袋组和泡膜组。最佳贮藏组合方式是周袋组。蟠桃在贮藏48 h后货架1～2 d的果实品质较24 h的品质差。