张四普,杨 锐,崔 巍,张 柯,尹喜恩,郭超峰,解远明,牛佳佳
(1.河南省农业科学院 园艺研究所,河南 郑州 450002;2.河南农业大学 园艺学院,河南 郑州 450002;3.鄢陵县甘罗养生养老有限公司,河南 鄢陵 461200;4.宁陵县农业农村局,河南 宁陵 476700;5.宁陵果源贡食品有限公司/河南省酥梨产业深加工工程技术研究中心,河南 宁陵 476700)
我国梨种类繁多,品种资源丰富,栽培历史悠久。酥梨是我国栽培面积和产量最大的梨品种[1],在河南省商丘市宁陵县广泛种植,果实硕大、皮薄质嫩、甘甜酥脆、丰产优质,且耐贮藏[2]。通风库是一种低成本、低能耗、高效益的果蔬产地贮藏设施[3]。在河南省酥梨产区,半地下通风库贮藏是酥梨的主要贮藏方式,一般果农多采用木框裸果敞口贮藏[4]。与冷库相比,通风库贮藏温度较高,且温度随气温波动较大,极易造成果实失水皱缩,口感和品质下降较快,甚至出现烂窖的现象,使经济效益大幅降低[5]。酥梨若长期贮藏,需要寻求其他方式。
低温贮藏可以有效延缓果实衰老,保持较高的抗氧化酶活力[6],梨采后保鲜研究也多采用低温贮藏的方式。目前,酥梨保鲜研究多集中在保鲜剂[7]、保鲜袋[8]处理,以保持果实品质、抑制黑皮和褐变[9]、延长贮藏期限[10]。生产中存在酥梨低温贮藏后果皮仍呈绿色不转黄的问题。果皮黄化是由乙烯启动的典型后熟所导致[11],是果实走向衰老的标志之一。但从市场角度看,消费者偏好色泽金黄的酥梨,认为果实呈金黄色是酥梨固有的特征。因此,研究一种组合贮藏保鲜的方式,既能满足消费者对酥梨果实外观色泽呈现金黄色的要求,又能保证酥梨具有较好风味和品质是相当必要的。
为此,以金顶谢花酥梨为试材,采用半地下通风库结合低温冷库贮藏的方式,探索建立一种既能保持酥梨贮藏品质,又符合消费者消费偏好的保鲜方法,以期能提高酥梨的贮藏品质,增加当地果农经济效益。
供试材料为金顶谢花酥梨,于2021年9月15日采摘于河南省商丘市宁陵县石桥镇25年生果园,梨园管理水平一致,果实大小及成熟度一致、无机械损伤、无病虫害,采收后用裸果装箱,立即运至当地半地下通风库贮藏一定时期后转入冷库贮藏[(0±1)℃,湿度90%]。
试验共设5个处理,分别为10 d处理(半地下通风库贮藏10 d 后转冷库贮藏)、20 d 处理(半地下通风库贮藏20 d 后转冷库贮藏)、30 d 处理(半地下通风库贮藏30 d 后转冷库贮藏)、40 d 处理(半地下通风库贮藏40 d 后转冷库贮藏)、50 d 处理(半地下通风库贮藏50 d 后转冷库贮藏),以直接进入冷库贮藏为对照(CK)。分别于贮藏0、95、130、165、200 d进行取样(贮藏时间从果实采收当天开始计算,转入冷库当天记为0 d),每次随机取20 个果实,计算腐烂率,测定果皮色泽、果实硬度、可溶性固形物(Total soluble solid,TSS)含量、可滴定酸(Titrable acid,TA)含量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量以及多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、超氧化物歧化 酶(Superoxide dismutase,SOD)、过 氧 化 氢 酶(Catalase,CAT)活性。每处理3次重复。
1.3.1 酥梨果实腐烂率 采用计数法进行统计。果实表面出现霉菌、腐烂等问题的果实均判定为腐烂果。腐烂率计算公式如下:
腐烂率=腐烂果数/总果数×100%。
1.3.2 酥梨果实品质指标 果实硬度及TSS 含量、TA含量测定参照牛佳佳等[4]的方法。
1.3.3 果皮色泽 采用色差计直接测量果实赤道面的果皮亮度(L*)、红绿偏差(a*)、蓝黄偏差(b*)和色调角(h*)。
1.3.4 果皮叶绿素、类胡萝卜素含量 参照陈建勋等[12]的方法测定。
1.3.5 果肉生理指标 PPO、SOD 和CAT 活性参照向妙莲等[13]的方法测定。
使用Excel 2010 处理数据,利用SPSS 19.0 软件分析数据,利用Origin 8.5软件制图。
随半地下通风库贮藏时间延长,果实腐烂加重,腐烂率升高。从图1可以看出,半地下通风库贮藏后,处理10 d 和20 d 的腐烂率(2.3%和3.3%)显著低于其他各处理。30 d、40 d 和50 d 处理间腐烂率(9.0%、13.5%和19.3%)差异显著,50 d 处理腐烂率最高。因此,半地下通风库贮藏10 d 和20 d(腐烂率低于5%)后进行后期冷库贮藏具有更好的实践意义。
图1 半地下通风库贮藏对酥梨果实腐烂率的影响Fig.1 Effects of semi-underground ventilation storage on the decay rate of Suli pear fruit
如图2所示,随着半地下通风库贮藏时间延长,果实表面逐渐转黄。半地下通风库贮藏20 d 开始,果实表面基本转黄,果面色泽金黄,可满足消费者的要求。
图2 半地下通风库贮藏对酥梨果实外观的影响Fig.2 Influence of semi-underground ventilation storage on the appearance of Suli pear fruit
果实外观色泽是评价感官品质和商品价值的重要指标,也是判断其成熟衰老的重要依据[14]。L*值表示果皮亮度,果实的L*值越高,果实的光泽度越好;a*值代表红绿,a*值为正数时表明果实表面为红色,数值绝对值越大,代表红色越深;b*值代表黄蓝,b*值为正数时表明果实表面为黄色,数值绝对值越大,代表果实越黄;h*值为色调角,90°~180°为黄色到绿色,越接近90°颜色越黄。
由图3可知,随通风库贮藏时间延长,果皮L*值呈先升高后降低的趋势,且各处理果皮L*值均高于CK。在冷库贮藏200 d时,各处理果皮L*值与CK差异显著,说明经通风库贮藏处理延缓了果面亮度的下降,其中通风库处理20 d 果实L*值最高,为78.5,较入冷库贮藏初始值下降幅度最小(16.5%),CK 果皮L*值下降幅度最大,为30.7%。随着通风库贮藏时间延长,果皮a*值均呈上升趋势,表明在贮藏期间果皮的绿色逐渐褪去;冷库贮藏期间,果皮a*值表现同样变化趋势,但升高幅度小于通风库贮藏,说明通风库贮藏期间果实可快速退绿转黄。h*值在通风库贮藏和冷库贮藏期间整体均呈下降趋势,通风库贮藏期间h*值降低幅度大于冷库贮藏;200 d 时,h*值各通风库处理与CK 均差异显著,40 d 和50 d 处理果实h*值较低,且两处理间差异不显著。通风库处理期间,各处理b*值均低于CK;冷库贮藏95~200 d 时,各处理b*值均高于CK,200 d 时各通风库处理b*值与CK差异显著。以上结果表明,通风库处理可有效改善酥梨果皮色泽,促进果实退绿转黄,结合腐烂情况,半地下通风库贮藏20 d 既可提高酥梨亮度,又可控制其腐烂率低于5.0%。
图3 半地下通风库结合冷库贮藏对酥梨果实色度值的影响Fig.3 Effects of semi-underground ventilation storage combined with cold storage on chroma value of Suli pear fruit
果实硬度能够在一定程度上反映细胞膨压,是反映果实品质和贮藏效果的一个重要指标[15]。由图4可知,通风库贮藏处理期间,随通风库贮藏时间延长果实硬度降低,CK 与处理10 d 果实硬度无显著差异,硬度分别为4.70 kg/cm2和4.65 kg/cm2,其他处理与CK 差异显著;冷库贮藏期间硬度降低,贮藏95 d时,各处理果实硬度较CK显著下降;贮藏200 d时,CK、处理10 d、处理20 d 果实硬度无显著差异,果实硬度分别为4.10、3.88、3.88 kg/cm2。结果表明,通风库贮藏可加快果实软化,降低酥梨贮藏效果,相对其他处理,通风库贮藏10 d 和20 d 可有效延缓果实硬度的降低。
图4 半地下通风库结合冷库贮藏对酥梨果实硬度的影响Fig.4 Effects of semi-underground ventilation storage combined with cold storage on hardness of Suli pear fruit
由图5 可知,TSS 含量贮藏期间整体呈先上升后下降趋势。通风库贮藏期间,各处理与CK 的TSS含量差异显著,10 d 处理的TSS 含量最高,为12.4%,30 d 处理的TSS 含量最低,为11.7%;冷库贮藏期间,10 d处理TSS含量处于较高水平,其含量显著高于其他各处理,除50 d处理外,其他处理的TSS含量均有一个小幅上升过程,贮藏130~200 d 期间,各处理TSS 含量降低,含量由高到低为10 d、20 d、CK、30 d、40 d、50 d;贮藏200 d 时,10 d 处理的TSS含量最高,为12.1%,其次是20 d 处理(11.8%),50 d处理TSS 含量(11.5%)最低。结果表明,冷库贮藏期间各处理TSS 绝对变化值不大,通风库处理10 d可有效抑制冷库贮藏期间TSS 含量降低,但果实硬度下降,因此果实品质要考虑质地、口感、外观等综合因素。
图5 半地下通风库结合冷库贮藏对酥梨果实TSS含量的影响Fig.5 Effects of semi-underground ventilation storage combined with cold storage on TSS content of Suli pear fruit
果实呼吸过程中消耗有机酸,有机酸是ATP 合成的主要来源,也是细胞代谢中许多生化过程的能量提供者,同时对果实风味起着非常重要的作用[16]。由图6可知,贮藏期间TA含量整体呈下降趋势。通风库贮藏期间CK 果实TA 含量显著高于其他各处理,为0.140%,即通风库处理可降低果实TA 含量;冷库贮藏期间,贮藏95 ~200 d时,CK 和10 d处理果实TA 含量显著高于其他处理。200 d时,各处理TA含量达到最低值,CK 果实TA 含量最高,为0.100%,其次为20 d 处理(0.098%)和10 d 处理(0.097%),50 d 处理TA 含量最低,为0.065%。结果表明,CK、10 d、20 d 处理可抑制酥梨冷库贮藏中后期TA 含量下降,即较短期间通风库处理有利于保持酥梨果实风味。
图6 半地下通风库结合冷库贮藏对酥梨果实TA含量的影响Fig.6 Effects of semi-underground ventilation storage combined with cold storage on titratable acid content of Suli pear fruit
叶绿素含量为叶绿素a 和叶绿素b 含量总和。由图7可知,随贮藏时间延长,酥梨果皮叶绿素a、叶绿素含量整体呈下降趋势,30 d、40 d和50 d叶绿素b含量小幅增加,色泽呈黄绿色,说明处理的果皮颜色黄色度高。通风库贮藏期间,CK 和各处理叶绿素含量差异显著,CK 叶绿素含量最高,为358 μg/g,40 d 和50 d 处理叶绿素含量较低,且两处理间含量无显著差异;冷库贮藏期间,叶绿素含量较贮藏初期下降幅度小,说明低温可有效抑制叶绿素降解,在整个贮藏期CK 叶绿素下降幅度大,但其含量最高,且与其他各处理差异显著;200 d 时,除40 d 和50 d 处理外,其他处理间叶绿素含量差异显著。以上结果说明,通风库贮藏促进叶绿素快速降解,对贮藏期间酥梨果实色泽变化起关键作用。
图7 半地下通风库结合冷库贮藏对酥梨果皮叶绿素含量的影响Fig.7 Effects of semi-underground ventilation storage combined with cold storage on chlorophyll content of Suli pear peel
由图8 可知,整个贮藏期,CK 类胡萝卜素含量显著高于其他各处理,贮藏165 d 之前,各处理类胡萝卜素含量呈下降趋势。200 d 时,类胡萝卜素含量小幅上升。冷库贮藏期间,类胡萝卜素含量与叶绿素含量变化情况一致,通风库较冷库贮藏期间含量变化幅度大;10 d 和20 d 处理间类胡萝卜素含量差异不显著,40 d 和50 d 处理类胡萝卜素含量处于较低水平且两处理间差异不显著,200 d时,CK类胡萝卜素含量最高,为35.1 μg/g,20 d处理为29.01 μg/g,CK 和20 d 处理类胡萝卜素含量无显著差异。结果表明,通风库贮藏可加快类胡萝卜素降解,使果实由绿转黄。
图8 半地下通风库结合冷库贮藏对酥梨果皮类胡萝卜素含量的影响Fig.8 Effects of semi-underground ventilation storagecombined with cold storage on carotenoid content of Suli pear peel
由表1 可知,冷库贮藏期间,95 d 时,40 d 和50 d 处理PPO 活性较高,且与其他处理差异显著;130~200 d时,50 d处理的PPO活性显著高于其他各处理,CK 和10 d 处理的PPO 活性维持在较低水平,且两者间差异水平不显著;贮藏200 d 时,除CK 和10 d 处理外,其他处理PPO 活性较165 d 时持续升高,20 d 处理PPO 活性为1 621.06 U/(min·g),50 d处理果实PPO 活性[2 386.65 U/(min·g)]最高,较入冷库贮藏时增长97.1%,CK 果实PPO 活性最低,为965.54 U/(min·g),其增长幅度为29.6%。CK、10 d和20 d 处理的SOD 活性在贮藏期间始终保持在较高水平,且三者间差异不显著;165 d时,各处理SOD活性持续降低,50 d处理SOD活性[(112.67 U/(min·g)]最低,且与其他处理差异显著,10 d 处理SOD 活性最高,为139.43 U/(min·g);200 d 时,各处理SOD 活性迅速上升,CK 处理SOD 活性最高,为360.93 U/(min·g),其次为10 d[357.09 U/(min·g)]和20 d 处理[354.48 U/(min·g)],均与CK 差异不显著,50 d 处理SOD 活性[264.75 U/(min·g)]最低,且与其他处理差异显著。各处理CAT 活性在贮藏130 d 时达到峰值后开始降低,200 d 时,CK 的CAT 活性最高,为15.69 U/(min·g),与10 d[12.46 U/(min·g)]和20 d[12.97 U/(min·g)]处理差异不显著,50 d 处理CAT活性最低,为9.83 U/(min·g),与除40 d 处理外的其他各处理差异显著。
表1 半地下通风库结合冷库贮藏对酥梨果实酶活性的影响Tab.1 Effects of semi-underground ventilation storage combined with cold storage on enzyme activities of Suli pear fruit U/(min·g)
可见,通风库贮藏处理不同程度降低SOD 活性和CAT 活性,提高PPO 活性,促进果实衰老,降低果实贮藏性能,但10 d 和20 d 处理具有与CK 相当的保鲜效果。
由于酥梨9月采收,果实田间带菌量大,入库时又正值库温较高,贮藏病菌如青霉菌等迅速繁殖扩散[17],造成通风库贮藏时间越长,果实腐烂率越高,试验中50 d 处理的酥梨果实腐烂率达到19.3%,而10 d和20 d处理腐烂率在5%以下。每年3—4月气温回升,通风库温度升高,且温度不稳定,同样不适宜酥梨贮藏。姜云斌[18]等研究发现,酥梨在通风库裸果贮藏180 d 后,果实黑心率和腐烂率分别在60%和25%以上,同时,通风库酥梨贮藏失水严重(11.1%)也是影响酥梨品质的关键因素[5],低温贮藏可较好解决以上问题,使酥梨保持水分、硬度和品质[10]。因此,酥梨长期贮藏的最佳方式还是冷库。
冷库贮藏是保鲜的有效措施,可以降低果实呼吸强度,减少果实的营养损失,延迟果实后熟[19-22]。梨在后熟过程中,果皮逐渐由绿转黄,生产中酥梨单一采用冷库贮藏虽然腐烂率低,但存在果实无法转黄的现象[23]。果皮色泽是决定果实外观品质的重要指标,周宏胜等[24]研究发现,梨果实的颜色主要由类胡萝卜素、叶绿素和花青素共同决定。酥梨属于白梨为绿皮梨,果皮呈色主要由类胡萝卜素、叶绿素决定。杜昱彤等[25]认为,叶绿素的变化可以反映果实的后熟进程,常温贮藏期间果皮叶绿素含量下降明显,低温贮藏果皮叶绿素下降缓慢,这与本研究的结果一致,冷库贮藏期间叶绿素和类胡萝卜素含量较冷库贮藏初期变化幅度均较小[26],通风库贮藏期间叶绿素和类胡萝卜素快速降解,即通风库贮藏时间长短对酥梨果实色泽变化起关键作用。因此,采用半地下通风库和冷库结合的方式进行酥梨贮藏,选择合适的通风库处理天数至关重要,以期酥梨外观呈金黄色、硬度口感和风味保持在一个较好水平,提高酥梨商品价值。与单一地进行半地下通风库贮藏或冷库贮藏相比,采用组合贮藏,通风库贮藏10 d,果实无法转黄,通风库贮藏时间长,则腐烂率高,通风库20 d 贮藏处理不仅促进果皮转黄,腐烂率可有效控制在5%以下,结合冷库贮藏后可有效保持果皮亮度,达到与直接冷库贮藏相当水平的TSS、TA 含量和硬度等指标的果实品质,果实生理指标CAT 活性和SOD 活性与直接冷库贮藏相比也无明显差异,说明短期通风库处理的酥梨果实仍具有较强的活性氧清除水平[27],酥梨果实仍具有较好生理状态。
综上所述,采用半地下通风库贮藏20 d 后转入冷库的组合方式贮藏,酥梨果实腐烂率为3.3%,果皮L*值最高,果实光洁度好,果皮转黄效果显著,TSS 含量和硬度较直接冷库贮藏低但差异不显著,且CAT 活性和SOD 活性也无显著差异。酥梨半地下通风库贮藏20 d 后转入冷库中长期贮藏的品质和各项生理指标均表现较好,且操作简单,可在酥梨产地推广应用。