陳興開,常子安,連 歡,和曉慧,楊相政*
(1.松下電器(中國)有限公司,北京 100020;2.中華全國供銷合作總社濟南果品研究所,山東濟南 250220)
紅心火龍果果型大,顏色鮮紅,口味清甜,營養(yǎng)豐富,含有較豐富的天然花青素,花青素有抗衰老的作用。但因火龍果水分和糖分含量較大,采收期溫度高,常溫下易失水萎蔫或腐爛;同時火龍果采后易受磚紅鐮刀菌、黑曲霉和黃曲霉等病原菌的侵害,加速腐爛,貯藏期縮短,嚴重影響火龍果的貯藏品質(zhì)[1]。火龍果采收后是一個活的有機體,在田間熱的影響下進行旺盛的呼吸和生理代謝,從而造成在離體條件下的失水、萎蔫、皺縮和變味,失去商品性[2]。因此,延長貯藏時間和提高貯藏品質(zhì)是火龍果采后研究中的一項重要工作。
目前,國內(nèi)外火龍果保鮮的方法主要有低溫、熱處理、氣調(diào)保鮮、化學保鮮劑處理和涂膜處理等[3]。低溫貯藏是目前果蔬上普遍使用的貯藏方法之一,不僅可以有效控制微生物的生長繁殖,還能抑制與褐變相關(guān)酶的活性,從而延緩果實衰老和腐敗。王彬等[4]研究發(fā)現(xiàn),火龍果在5 ℃、相對濕度90%的環(huán)境中可以貯藏40 d。預冷是果蔬采后冷鏈流通的一個重要環(huán)節(jié),通過預冷可快速移除田間熱,降低采后果蔬的呼吸強度和后熟衰老相關(guān)酶的活性,從而抑制果蔬品質(zhì)下降,減少營養(yǎng)成分損失,延長貯藏期和貨架期。研究表明,未經(jīng)預冷處理的果蔬,僅在流通過程中的腐損率就高達25%~30%,而預冷處理后的損失率僅為3%~10%[5]。同時,預冷還可降低冷藏庫以及冷鏈設備的熱負荷,有利于維持貯運環(huán)境的穩(wěn)定,節(jié)約貯運成本,減少貯運損耗[6]。近年來,隨著消費者對果蔬品質(zhì)要求的不斷提高和全程冷鏈物流技術(shù)的發(fā)展,預冷將在果蔬采后貯藏保鮮中發(fā)揮至關(guān)重要的作用,然而目前關(guān)于火龍果采后預冷和冷鏈流通對貯藏品質(zhì)影響方面的研究較少。
為探索產(chǎn)地預冷和冷鏈運輸對火龍果貯藏品質(zhì)的影響,考察了火龍果在貯藏過程中營養(yǎng)品質(zhì)的變化,為研發(fā)新型綠色、安全、經(jīng)濟及有效的火龍果保鮮技術(shù)提供數(shù)據(jù)參考。
試驗火龍果品種為‘大紅’紅心火龍果,2021 年11月采自海南省三亞市海墾集團火龍果園區(qū)。按要求挑選的火龍果為同一批次采摘,成熟度一致,無機械損傷和病蟲害。
低密度聚乙烯保鮮袋,厚度0.04 mm,透氧率3 050 mL/(m2·d·atm),透CO2率9 500 mL/(m2·d·atm),由中華全國供銷合作總社濟南果品研究所貯藏保鮮技術(shù)中心提供。氫氧化鈉、酚酞指示劑、草酸、碘酸鉀、鹽酸、乙醇,均為分析純,購于國藥集團化學試劑有限公司。
TA.XT PlusC 物性測試儀,英國Stable Micro Systems公司;HP 200 色差儀,上海漢譜光電科技有限公司;L3-C72 打漿機,九陽股份有限公司;PAL-1 手持折光儀,ATAGO(愛拓)中國分公司;UV-1800 紫外可見分光光度計,上海美譜達儀器有限公司;堿式滴定管和微量滴定管,普蘭德(上海)貿(mào)易有限公司。
紅心火龍果采后經(jīng)過預冷(7 ℃、3 h)或不預冷,通過冷鏈(5~7 ℃)或常溫運輸至中華全國供銷合作總社濟南果品研究所貯藏保鮮中心冷庫,貯藏溫度為7 ℃,每5 d取樣觀察其品質(zhì)并測定相關(guān)營養(yǎng)指標。每個處理取4 箱,作3 次重復。四個處理為預冷結(jié)合冷鏈運輸、預冷結(jié)合常溫運輸、未預冷結(jié)合冷鏈運輸和未預冷結(jié)合常溫運輸,分別簡稱為預冷+冷鏈、預冷+常溫、非預冷+冷鏈和非預冷+常溫。
1.4.1 感官評價
感官評價參考白旭等[7]的研究方法,9 名評價小組成員按照表1 對火龍果的色澤、腐爛率、風味等指標進行綜合評分,按照公式(1)計算綜合評分。
表1 火龍果感官評價表Table 1 Sensory evaluation form of pitaya
1.4.2 失重率
采用稱重法,測定并記錄各組火龍果的原始質(zhì)量,每隔5 d 重新測定一次質(zhì)量,按照公式(2)計算果實失重率。
式中,m0為原始質(zhì)量,g;m1為每5 d 重新測定一次質(zhì)量,g。
1.4.3 腐爛率
采用觀察法,對果實根部和果面腐爛個數(shù)進行統(tǒng)計,按照式(3)計算果實腐爛率。
式中,n0為初始個數(shù);n1為腐爛個數(shù)。
1.4.4 色差采用HP 200 色差計測量。取果實的陰陽兩面,測定火龍果的外觀顏色變化,記錄L*值、a*值和b*值。
1.4.5 質(zhì)地分析
采用TA.XT PlusC 物性測試儀,測定每個果實的陰陽兩面,記錄火龍果的果肉硬度。設定參數(shù):探頭為P2,測前速度為1.00 mm/s,測中速度為2.00 mm/s,測后速度為10.00 mm/s,位移為15.000 mm,觸發(fā)力為10 g。
1.4.6 可溶性固形物含量
采用手持折光儀測定。選30 個果實,取每個果實的1/4 份(豎切),用紗布擠汁測果實的可溶性固形物含量,取平均值。
1.4.7 可滴定酸含量
可滴定酸含量的測定參照《果蔬采后生理生化試驗指導》[8]。共30 個果實,取每個果實的1/4 份(豎切)打漿。使用氫氧化鈉滴定法測定果實的可滴定酸含量,根據(jù)NaOH 滴定液消耗量,計算可滴定酸含量,以質(zhì)量分數(shù)(%)表示,計算公式見式(4)。共測量30 個果實,取平均值。
式中,V(NaOH)為滴定用NaOH 的體積,mL;V0為樣品提取液的體積,mL;m為樣品質(zhì)量,g;V1為濾液體積,mL;c為NaOH 滴定液濃度,mol/L;0.067 為蘋果酸的折算系數(shù)。
1.4.8 維生素C 含量
維生素C 含量測定參照《果蔬采后生理生化試驗指導》[8]。取每個果實的1/4 份(豎切)打漿。采用碘酸鉀滴定法測定果實的維生素C 含量,根據(jù)碘酸鉀溶液的滴定消耗量,計算出溶液中維生素C 的含量,見式(5)。共測定30 個果實,取平均值。
式中,V為樣品提取液總體積,mL;V1為樣品滴定消耗KIO3溶液的體積,mL;V0為空白滴定消耗KIO3溶液的體積,mL;Vs為滴定時所取樣品液的體積,mL;0.008 8為1 mL、1 mmol/L KIO3溶液相當?shù)目箟难豳|(zhì)量,mg;m為試樣質(zhì)量,g。
1.4.9 花青素含量
花青素含量的測定參照《果蔬采后生理生化試驗指導》[8]。取每個果實的1/4 份切碎混勻,稱取2.0 g 果肉組織,加入少許經(jīng)預冷的1%HCl-乙醇溶液,在冰浴條件下研磨勻漿后,轉(zhuǎn)入20 mL 刻度試管中。用1%HCl-乙醇溶液沖洗研缽,一并轉(zhuǎn)移到試管中,定容至刻度,混勻,于4 ℃避光提取20 min,期間搖動數(shù)次,然后過濾,收集濾液待用。
以1%HCl-乙醇溶液作空白參比調(diào)零,取濾液在530 nm 和600 nm 處測定溶液的吸光度值,重復3 次。以每克(鮮質(zhì)量)果蔬組織在波長530 nm 和600 nm 處吸光度值之差表示,按照式(6)計算花青素含量(U)。共測定30 個果實,取平均值。
式中,OD530為在波長530 nm 下的吸光度值;OD600為在波長600 nm 下的吸光度值。
試驗做3 次重復,所有數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010和Graphpad prism 8 處理并作圖,多組樣本間差異顯著性分析利用Graphpad prism 統(tǒng)計的單因素ANOVA 分析。
2.1.1 外觀特性
在火龍果冷藏15 d 時,各處理組中均有少量果實的根部出現(xiàn)霉變,非預冷+常溫運輸組中苞葉開始出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象,果面出現(xiàn)較小的白斑。冷藏20 d 后,各處理根部霉變現(xiàn)象普遍存在,果面出現(xiàn)腐爛,非預冷+常溫運輸組果面腐爛率較高,面積較大。在冷藏25 d 時,各處理苞葉都出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象,預冷+常溫運輸組和非預冷+常溫運輸組苞葉腐爛嚴重,說明冷鏈流通可抑制果實苞葉的腐爛。在冷藏30 d 時,果面開始出現(xiàn)褐變并軟化,非預冷+常溫運輸組苞葉全部發(fā)霉,果面腐爛率較高。預冷+冷鏈運輸組果面和苞葉腐爛癥狀最輕,果面干凈、無黃化,5 個處理組中預冷+冷鏈運輸組對火龍果果實外觀維持效果最好的。研究表明,火龍果產(chǎn)地預冷+冷鏈運輸+5 ℃冷藏,可以保持較好的外觀品質(zhì),延緩火龍果果實鱗片黃化,維持較高的可溶性固形物和維生素C 含量,降低失重率和腐爛率等[9-12]。
2.1.2 感官評分
如圖1 所示,火龍果的感官評分隨貯藏時間的延長呈逐漸下降的趨勢。非預冷+常溫運輸組火龍果感官評分從第10 天起較其他處理顯著降低。第30 天時,非預冷+常溫運輸組火龍果外表偏干,形體收縮,失水嚴重,有病斑,果香味不足,感官評分為3.3,比其他處理組低,但處理間差異不顯著。經(jīng)預冷+冷鏈鏈運輸?shù)幕瘕埞殖渥?,形態(tài)飽滿,表面豐潤,有少許腐爛,感官評分為6.3。
圖1 火龍果冷藏過程中感官評分的變化Fig.1 Changes of sensory characteristics of pitaya during storage
在冷藏過程中,由于受蒸騰作用和呼吸作用的雙重影響,火龍果極易失水。如圖2 所示,隨著冷藏天數(shù)的增加,各處理組火龍果果實的失重率都呈上升趨勢,但預冷+冷鏈運輸?shù)墓麑嵤е芈氏鄬^低。冷藏第30 天,預冷+冷鏈運輸?shù)墓麑嵤е芈蕿?.725%,非預冷+常溫運輸?shù)墓麑嵤е芈蕿?.962%,而預冷+常溫運輸、非預冷+冷鏈運輸和非預冷+常溫運輸之間差異性不顯著。在冷藏15 d 后,預冷+冷鏈運輸和非預冷+冷鏈運輸之間也存在顯著差異,說明預冷可改善火龍果果實的失水情況。溫度對果蔬采后呼吸強度有影響,經(jīng)預冷處理的果蔬,在貯藏過程中可保持較低的呼吸強度[13-14]。
圖2 火龍果冷藏過程中失重率的變化Fig.2 Changes of weight loss rate of pitaya during storage
腐爛率是衡量果實商品價值的主要指標。由圖3 可知,隨著冷藏天數(shù)的增加,各組火龍果果實的腐爛率都呈上升趨勢。冷藏15 d 時果實根部出現(xiàn)腐爛,預冷+冷鏈運輸組的根部腐爛率始終低于其他組,非預冷+冷鏈運輸組根部腐爛率明顯高于預冷+冷鏈運輸組,非預冷+冷鏈運輸組和非預冷+常溫運輸組的火龍果根部腐爛率差異不顯著,非預冷+冷鏈運輸組根部腐爛率高于預冷+常溫運輸組。在冷藏30 d 時,非預冷+常溫運輸組根部腐爛率為66.24%,預冷+冷鏈運輸組根部腐爛率為42.86%。冷藏20 d 時果面出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。預冷+冷鏈運輸組組果面腐爛率始終低于其他組,非預冷+常溫運輸組的果實腐爛率相對較高,而非預冷+冷鏈運輸組果面腐爛率低于預冷+常溫運輸組。在整個冷藏期間,非預冷+常溫運輸組腐爛率始終高于其他處理。Rani等[15]研究表明,火龍果不經(jīng)預冷處理直接進行(0±1)℃冷藏,至21 d 時失水率和腐爛率分別為6.15%、42.12%,而經(jīng)4 ℃預冷4 h 后再進行(0±1)℃冷藏的果實的失水率為1.05%,沒有腐爛發(fā)生,說明采后預冷處理可明顯減少火龍果采后損失,延長火龍果貯藏期。這些數(shù)據(jù)說明,預冷和冷鏈流通對火龍果的腐爛率上升的抑制效果較好。低溫可以抑制微生物的生長繁殖,從而阻止果蔬腐爛的發(fā)生和發(fā)展,減少果蔬采后損失[9]。
圖3 火龍果根部腐爛率和果面腐爛率在冷藏過程中的變化Fig.3 Changes of root rot rate and fruit surface rot rate of pitaya during storage
如圖4(見上頁)所示,隨著冷藏天數(shù)的增加,a*值變化不明顯,b*值顯著增加,L*值變化不顯著。b*值越大,則表明顏色更加偏向黃色,說明果皮開始出現(xiàn)黃化腐爛癥狀[1],果實表面亮度無顯著性變化。四組處理間果實顏色差異不顯著。
圖4 火龍果冷藏過程中色差值的變化Fig.4 Changes of color difference of pitaya fruit during storage
從圖5 中可以看出,在整個冷藏期間,果實硬度呈先下降后上升的趨勢,但在冷藏30 d 時,所有火龍果的硬度和初值相比均下降,可能是由于果實中一些水解果膠物質(zhì)和纖維素的酶類活性增加,導致果實細胞壁結(jié)構(gòu)松散失去黏性,使果實硬度降低[16]。但各處理組間果實硬度差異性不顯著,表明預冷處理對火龍果硬度影響不大。
圖5 火龍果果肉硬度在冷藏過程中的變化Fig.5 Changes of flesh hardness of pitaya during storage
圖6 顯示在冷藏過程中,各處理果實可溶性固形物含量變化一致,隨著冷藏時間的延長,火龍果的可溶性固形物含量呈先下降后上升再緩慢下降的趨勢。可能是因為火龍果在冷藏期間淀粉轉(zhuǎn)化的糖元不足以補充呼吸作用消耗的可溶性糖類物質(zhì),導致火龍果可溶性固形物含量下降[17]。在冷藏前期,預冷+冷鏈運輸組果實的可溶性固形物含量相對較高,冷藏后期各處理之間差異不顯著。
圖6 火龍果可溶性固形物含量在冷藏過程中的變化Fig.6 Changes of soluble solid content of pitaya during storage
由圖7 可以看出,在整個冷藏期間,各處理組果實可滴定酸含量呈先下降后上升的趨勢,但冷藏30 d 時果實可滴定酸含量低于初始值,一部分被火龍果的呼吸作用消耗,另一部分則轉(zhuǎn)化為糖類[18]。在冷藏前期,預冷+冷鏈運輸組的果實可滴定酸含量比其他處理高,但在冷藏后期,各處理間的可滴定酸含量無顯著性差異。
圖7 火龍果可滴定酸含量在冷藏過程中的變化Fig.7 Changes of titratable acid content of pitaya during storage
圖8 火龍果維生素C 含量在冷藏過程中的變化Fig.8 Changes of vitamin C content in pitaya during storage
火龍果中的維生素C 隨冷藏時間的延長而逐漸氧化分解,含量降低。維生素C 是火龍果中重要的抗氧化劑,在一定程度上能清除活性氧,減緩果實衰老變質(zhì)的速度。冷藏前期維生素C 含量下降趨勢較緩慢,在15 d 以后呈急劇下降狀態(tài)。經(jīng)預冷+冷鏈運輸后的火龍果維生素C 損失量最低,從0.903 mg/100 g 下降到0.704 mg/100 g,在冷藏30 d 時,預冷+冷鏈運輸組維生素C 含量為0.704 mg/100 g,非預冷+常溫運輸組維生素C 含量為0.611 mg/100 g,相對于非預冷+常溫運輸組提高了15.22%。預冷+冷鏈運輸組果實的維生素C 含量顯著高于非預冷+冷鏈運輸組,說明預冷可有效減緩火龍果中維生素C 的損失。果蔬采后貯運過程中活性氧的積累所形成的氧化脅迫是造成其衰老、品質(zhì)下降的重要原因之一。陳文烜等[19]研究也表明,經(jīng)預冷處理的楊梅果實在冷藏過程中一直保持較高的維生素C 含量。
花青素廣泛存在于紅心火龍果果實中,為天然色素,屬于類黃酮化合物。在整個冷藏期間,火龍果花青素含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。預冷+冷鏈運輸組的花青素含量相對其他處理組較高,在冷藏20 d 時花青素含量達到最高值,為0.659,隨后下降。在冷藏10 d 以后,預冷+冷鏈運輸組花青素含量顯著高于非預冷+冷鏈運輸組,預冷+冷鏈運輸組和預冷+常溫運輸組的差異不顯著。在第30 天時,預冷+冷鏈運輸組花青素含量為0.559,非預冷+冷鏈運輸組為0.457,預冷+冷鏈運輸組相對于花青素含量最低的非預冷+冷鏈運輸組提高了22.32%,可見預冷對延緩火龍果中活性成分的損失起到了重要作用??赡苁且驗楣卟珊箢A冷處理可形成冷激脅迫,誘導多酚、γ-氨基丁酸等次生代謝產(chǎn)物的積累,從而提高了水果、蔬菜的營養(yǎng)價值與保健功能[20]。Jian 等[21]研究也發(fā)現(xiàn)黑莓果實經(jīng)10℃真空預冷1 h 后再進行0 ℃冷藏,21 d 時其抗氧化活性和總酚、總黃酮含量均顯著高于對照。
圖9 火龍果花青素含量在冷藏過程中的變化Fig.9 Changes of anthocyanin content in pitaya during storage
試驗發(fā)現(xiàn),預冷和冷鏈運輸可較好地保持火龍果品質(zhì),降低失重率和腐爛率,減少營養(yǎng)成分流失,提升貯藏保鮮效果。綜合各方面保鮮效果,預冷+冷鏈運輸?shù)墓麑嵸A藏效果最好,冷藏30 d 后果實感官評分較高,表面新鮮,失水較少,腐爛率最低,維生素C 和花青素的含量相對較高。研究表明產(chǎn)地預冷+控溫運輸+冷藏的冷鏈流通方式是火龍果的流通的有效保鮮手段。