李 盧 ,劉 岳 ,李喜宏 ,閻一鳴 ,李學進 ,林 青 ,陳 蘭
(1.天津科技大學 食品科學與工程學院,天津 300457;2.天津科技大學 省部共建食品營養(yǎng)與安全國家重點實驗室,天津 300457;3.天津捷盛東輝保鮮科技有限公司,天津 300300)
榴蓮(Durio zibethinus Murr),木棉科榴蓮屬,呼吸躍變型果實,原產(chǎn)于泰國、馬來西亞,有熱帶水果之王的美稱。榴蓮一般七成熟時采摘,貯藏期很短,不到一周便出現(xiàn)口裂、軟化現(xiàn)象[1];貯藏在高濕環(huán)境極易感染病原微生物,據(jù)統(tǒng)計由病菌引起的榴蓮腐敗損失高達40%~45%[2];而且熱帶水果采后呼吸旺盛、新陳代謝急促、后熟衰老明顯[3]。因此需要新技術(shù)延長其貯藏壽命,提升其商品價值。
相溫庫又稱質(zhì)溫分控庫(Quality and temperature sub-control storehouse,MTSCS),由子庫和母庫構(gòu)成,具有控制果蔬生理病害、溫度、濕度、氣體成分和防腐5大聯(lián)控特性,其中溫度、濕度、氣調(diào)和防腐效率分別占70%,10%,10%和10%[4]。由于榴蓮整果體積大、呼吸速率強、后熟快,且微生物滋生快,導致目前國內(nèi)對榴蓮整果貯藏保鮮研究缺乏;國外研究也主要集中于榴蓮果肉冷凍保鮮[5]。已有研究發(fā)現(xiàn)[6],榴蓮果皮及空囊具有很高的營養(yǎng)價值,因此對榴蓮整果保鮮具有極高的研究意義。
本文采用自主研發(fā)的果蔬防霉保鮮設(shè)備[7],首先利用氣體脈沖熏蒸處理殺死榴蓮表面致病菌;其次利用低 O2(3%~5%)和低 CO2(3%~5%)協(xié)同的氣調(diào)環(huán)境降低呼吸作用和乙烯釋放速率,延緩果實成熟;最后通過 4,8,10,14 ℃ 4 個溫階進行不同溫度貯藏保鮮,得到最佳保鮮溫度。目的在于保證品質(zhì),延長貯藏期,探究一套適用于榴蓮的相溫貯藏保鮮技術(shù),彌補行業(yè)空白,為榴蓮保鮮提供技術(shù)指導。
“金枕頭”鮮榴蓮由泰國采收后立即運往保鮮冷藏室,挑選無機械損傷、無自然病害侵染、大小均一、色澤相近、七成熟的果實作為試驗材料。
SO2速測盒(鄭州華洲科技股份有限公司)。
JK40型手持SO2檢測器(深圳市吉達安科技有限公司);相溫氣調(diào)箱和果蔬脈沖式防霉保鮮設(shè)備(SO2控制精度為0.000 1%,天津捷盛東輝保鮮科技有限公司);TGL-16型高速冷凍離心機(四川蜀科儀器有限公司);WR型色差儀(深圳市威福光電科技有限公司);PAL-1型艾拓手持數(shù)顯糖度計(上海安儀科學儀器有限公司)。
榴蓮放入庫內(nèi)分別預冷至 4,8,10,14 ℃,通過果蔬防霉保鮮設(shè)備SO2脈沖熏蒸30 min,排空6 h,SO2濃度(以體積分數(shù)計)分別為0%,0.5%,1%,2%,3%;然后放入相溫氣調(diào)箱內(nèi)貯藏保鮮(O2濃度2%~3%,CO2濃度 2%~3%),每隔 6天隨機取樣測定相關(guān)指標變化。
1.4.1 果皮SO2殘留量
SO2殘留量是熱帶水果及干果安全性檢測指標之一,采用SO2速測盒測定其殘留量。首先將榴蓮表皮磨碎,準確稱取1.0 g,加入10 mL蒸餾水,靜置10~15 min配平,8 000 rad/min離心作用15 min,取1 mL上清液置于離心管中,依次加入檢測液A、B、C各2滴混勻,靜置5 min與比色卡比對。
1.4.2 菌落總數(shù)
菌落總數(shù)是衡量果蔬貯藏品質(zhì)的關(guān)鍵指標,是評定果蔬貨架期的重要依據(jù)。參考食品安全國家標準 GB 4789.2—2016《菌落總數(shù)測定》[8],稱取25 g樣品至225 mL 0.85%無菌NaCl溶液,采用10倍梯度稀釋法,吸取1 mL樣品勻液于無菌平皿內(nèi),每個稀釋度做2個對照,傾注平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基,于36 ℃倒置培養(yǎng)48 h。
1.4.3 失重率
失重率反映果蔬貯藏保鮮過程中水分變化情況,與新陳代謝及酶活性有很大關(guān)系。失重率采用稱重法進行測定,將榴蓮從相溫庫中取出,立即放到電子天平上稱重,防止空氣中的水蒸氣凝結(jié)而影響榴蓮質(zhì)量。
式中W1——貯藏開始時榴蓮果實的重量,g;
W2——貯藏期間每次取樣時榴蓮果實的重量,g。
1.4.4 糖度
糖度(TSS)與果蔬中葡萄糖、果糖和蔗糖等有關(guān),代表果實營養(yǎng)品質(zhì)狀況。參考JIRUTTHITIKAN等[9]方法,采用手持糖度計,稱重5 g榴蓮果肉,加入15 mL蒸餾水后,對材料進行研磨。勻漿在4 ℃下12 000 rad/min離心作用25 min。
1.4.5 腐爛率
腐爛率是判斷榴蓮果實品質(zhì)最直觀的指標,腐爛率計算如下式:
1.4.6 色度
色度可反映果實后熟情況,采用色差計測定色度。取榴蓮果肉適量,放于平板中央,待色差儀用黑白板校正后進行樣品檢測,記錄L、a、b值[10]。色差儀參數(shù)設(shè)置:D65光源,8°視角,8 mm孔徑,LED藍光激發(fā),儀器誤差值<0.4。其中L代表明暗度(黑白),a代表紅綠色,b代表黃藍色。
1.4.7 感官評定
感官評定與消費市場聯(lián)系緊密,具有很強的參考及實用性。選擇20名食品專業(yè)學生,培訓并進行感官評定,在無干擾的情況下進行評分,期間互不討論,評分標準見表 1[11]。
表1 感官評定表Tab.1 Sensory evaluation table
行標NY 1440—2007《熱帶水果中二氧化硫殘留限量》中規(guī)定,熱帶水果中SO2殘留量須低于30 mg/kg[12-13]。由圖1可以看出3%濃度熏蒸30 min,排空6 h處理后,其SO2殘留量嚴重超標,高達75 mg/kg;當熏蒸濃度低于2%時,SO2殘留量均符合標準要求。由差異性分析可以得出2%和其他試驗組差異性均顯著(p<0.05)。用SO2氣體熏蒸處理可以抑制氧化酶活性,抑制微生物的生長,防止榴蓮的霉變,增加果實的耐貯性[14]。因此,在規(guī)定允許情況下,采用最大濃度2%進行SO2熏蒸防霉處理。
圖1 SO2殘留量圖Fig.1 Chart of residual sulfur dioxide
不同濃度SO2脈沖熏蒸處理貯藏后,榴蓮表面菌落總數(shù)變化情況如圖2所示。
圖2 不同濃度SO2熏蒸后菌落總數(shù)Fig.2 Total bacterial colonies after fumigation at different concentrations of sulfur dioxide
可以看出,SO2對紅色致病菌群抑制效果非常明顯,隨著濃度的增加,紅色致病菌逐漸減少。當SO2的濃度超過2%時,平板菌落又增加,可能因為過量的SO2會抑制細胞內(nèi)的抗體酶活性,導致細胞膜急性損傷[15],改變細胞內(nèi)的酸性程度,細胞內(nèi)產(chǎn)生絮狀或顆粒狀物質(zhì),發(fā)生質(zhì)壁分離,細胞膜和細胞壁的破壞導致細胞內(nèi)物質(zhì)的外滲,為微生物增殖代謝提供良好的反應底物和避難場所,以至于致病微生物在高濃度SO2環(huán)境中能夠大量存活。按GB 4789.2—2016公式計算得出圖2(a)-(e)菌落總數(shù)依次為3.760×108,1.500×106,2.515×105,10.000,1.505×103CFU。SO2熏蒸濃度2%適用于榴蓮整果防霉滅菌。
果蔬貯藏期間,呼吸作用及新陳代謝等引起水分子遷移,導致失重率逐漸升高[16]。如圖3所示,當溫度為14 ℃,貯藏24天時,失重率高達17.78%,此時榴蓮內(nèi)部各種理化反應加速,不適于長期貯藏;4 ℃貯藏環(huán)境中,失重率基本保持不變,可能榴蓮果實發(fā)生冷害,細胞液外滲,組織細胞破裂,呼吸受阻,以及各種酶活性降低;8 ℃和10 ℃試驗組,失重率隨貯藏時間延長緩慢增大,由差異性分析得出2者無顯著性差異(p<0.05,24天內(nèi))。綜合考慮各種貯藏成本損耗得出,10 ℃適用于榴蓮相溫氣調(diào)貯藏。
圖3 不同保鮮溫度對失重率的影響Fig.3 Effect of different preservation temperature on weight loss rate
不同溫度貯藏期間TSS呈現(xiàn)先降后升再降的趨勢(見圖4)。6~18天時,10 ℃和14 ℃,TSS含量升高可能因為榴蓮果肉失水,降低組織細胞內(nèi)水分含量,導致果肉糖度增大,這與圖3失重率數(shù)據(jù)顯示結(jié)果一致;4 ℃和8 ℃,TSS含量變化不大,可能此時持續(xù)低溫狀態(tài),榴蓮發(fā)生冷害,果實表面形成一層水露,降低果肉表面的水分蒸發(fā),或者由于組織液外滲,果肉內(nèi)部呈現(xiàn)水漬狀,因此其TSS含量變化不大。由顯著性差異分析得出,4 ℃和8 ℃差異性不顯著(p>0.05),10 ℃和 14 ℃差異性顯著(p<0.05)。貯藏第24天時,14 ℃試驗組曲線斜率較10 ℃試驗組大,說明其貯藏效果差,因此10 ℃適合榴蓮相溫氣調(diào)貯藏。
圖4 不同保鮮溫度對糖度的影響Fig.4 Effect of different preservation temperature on sugar content
隨著貯藏時間的增加,腐爛率急劇增加。當貯藏24天時,14 ℃試驗組腐爛率高達65.58%,是其他試驗組的2倍(如圖5所示),低溫有助于抑制腐爛率。18天以后10 ℃貯藏試驗組曲線斜率變化較其他試驗組緩,可以得出此貯藏溫度適用于榴蓮長期貯藏。差異性分析得出,貯藏24天時,8 ℃和10 ℃果實腐爛率差異性不顯著(p>0.05),但榴蓮貯藏于10 ℃環(huán)境下有利于節(jié)省能耗,降低成本。
圖5 不同保鮮溫度對腐爛率的影響Fig.5 Effect of different preservation temperature on decay rate
由不同保鮮溫度對果肉色度的影響(如圖6)可知,隨著貯藏時間延長,榴蓮果實成熟度逐漸增加,亮度增加,榴蓮表面先呈黃綠再逐漸變?yōu)榻瘘S;貯藏溫度升高,榴蓮果面顏色變亮且金黃,但裂口率增加,影響榴蓮貯藏保鮮。14 ℃榴蓮a、b值波動幅度較大,即果肉內(nèi)部酶活性加速,色素之間互相轉(zhuǎn)化頻繁,生命體征異?;钴S,容易出現(xiàn)過熟、裂口等現(xiàn)象,因此不耐貯藏;8 ℃和10 ℃貯藏溫度下較其他試驗組波動緩慢,且L、a、b值較大。貯藏期內(nèi)比較b值可得出,10 ℃比8 ℃表面稍黃,視覺效果較好,更能引起消費者購買欲望。
圖6 不同保鮮溫度對果肉色度的影響Fig.6 Effect of different preservation temperatures on color of fruit flesh
由圖7可看出貯藏溫度為10 ℃和14 ℃時,貯藏12~18天感官評分最高,分別為4.9分和4.8分,即此時為最佳食用期,與圖4所得結(jié)果一致。當貯藏時間超過18天時,榴蓮的感官品質(zhì)快速下降,腐爛率急速上升,食用率下降,14 ℃環(huán)境下榴蓮果皮開裂、果肉坍塌、后熟嚴重,不利于搬動運輸;4 ℃和8 ℃貯藏期間,果皮顏色變化不明顯,果肉氣味變淡,可能因為低溫抑制榴蓮果實的呼吸速率,延緩其組織代謝,尤其4 ℃貯藏環(huán)境下,榴蓮不能正常后熟,可能持續(xù)冷傷害刺激果實的正常生理變化,以至于貯藏后期TSS含量很低,氣味不濃郁。綜合以上可以得出,10 ℃適用于榴蓮相溫氣調(diào)貯藏保鮮。
圖7 不同保鮮溫度感官評分情況Fig.7 Sensory scores of different preservation temperatures
綜上所述,榴蓮七成熟采收,經(jīng)脈沖防霉熏蒸30 min,排空6 h,SO2熏蒸濃度為2%,可有效降低榴蓮表面菌落總數(shù);低O2(2%~3%)低CO2(2%~3%)環(huán)境,并結(jié)合10 ℃相溫貯藏保鮮可使榴蓮貯藏時間超過20天,較冷藏榴蓮品質(zhì)好,且貯藏時長是冷藏榴蓮的2~3倍,從而延長貯運距離,擴大榴蓮市場。
目前,國內(nèi)關(guān)于榴蓮保鮮技術(shù)研究尚屬空白,本文對榴蓮相溫氣調(diào)貯藏保鮮研究初探,并在菌落總數(shù)測定過程中發(fā)現(xiàn)了紅色致病菌,有報道稱榴蓮致病菌主要為棕櫚疫霉,有待進一步分離純化、分子生物學鑒定及活體抑菌等相關(guān)試驗。