基于質地多面分析法評價不同處理對藍莓鮮果模擬運輸及貨架品質的影響

, ,, ,, ,立志, ,*

(1.貴陽學院化學與材料工程學院,貴州貴陽 550005;2.貴州省果品加工工程技術研究中心,貴州貴陽 550005;3.貴州省麻江縣果品辦公室,貴州麻江 557600;4.黔東南州林業產業辦公室,貴州凱里 556000)

基于質地多面分析法評價不同處理對藍莓鮮果模擬運輸及貨架品質的影響

馬超1,2,曹森2,龍曉波3,吉寧2,楊秀鐘4,周雍1,馬立志2,王瑞2,*

(1.貴陽學院化學與材料工程學院,貴州貴陽 550005;2.貴州省果品加工工程技術研究中心,貴州貴陽 550005;3.貴州省麻江縣果品辦公室,貴州麻江 557600;4.黔東南州林業產業辦公室,貴州凱里 556000)

為探究不同處理對藍莓采后模擬運輸及貨架品質的影響。以“粉藍”藍莓為研究對象,將藍莓果實和保鮮劑(10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑、1 μL/L 1-MCP)裝入泡沫箱,并加入蓄冷劑,以100 km/h的速度置于35 ℃外環境中模擬運輸72 h后開箱,轉移至生化培養箱,于4 ℃預冷4 h后進行貨架實驗,每隔48 h測定果實質地參數及好果率。結果表明，20 mg/g乙烯吸附劑能夠更好地維持果實品質,貨架結束時對照好果率僅為58.48%,而10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑、1 μL/L 1-MCP處理好果率分別比對照提高了24.01%、49.93%和42.25%;同時,20 mg/g乙烯吸附劑處理能夠延緩果實硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性、回復性和好果率下降。因此,采用20 mg/g乙烯吸附劑對“粉藍”藍莓處理效果最好；藍莓的好果率與果實硬度在一定范圍內呈現良好的線性關系,因此,提出一個簡便的擬合回歸方程(y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486)，將藍莓果實硬度和好果率進行關聯,作為模擬運輸及貨架期間藍莓果實質地變化的判斷依據。

藍莓,質地多面分析法,乙烯吸附劑,1-MCP,模擬運輸

藍莓(VacciniumcorymbosumL.)果實酸甜可口,含有花色苷、亞麻油酸、黃酮、維生素C等多種營養元素,具有明目、抗癌、增強心肺功能等功效,被國際糧農組織列為人類五大健康食品之一[1-2]。貴州省藍莓果實通常采收于多雨、高溫的夏季,果實呼吸作用旺盛,耐貯性較差[1]。同時,運輸過程中,由于震動脅迫及高溫的影響,呼吸強度和乙烯釋放速率加劇,從而加快果實的軟化衰老,導致貨架時間縮短,造成經濟損失[3]。因此,尋找適宜的處理方法延長藍莓的貨架時間,對藍莓產業的可持續發展具有重要意義。

乙烯吸附劑,主要成分為高錳酸鉀(KMnO4),具有無毒害、殺滅微生物、抑制果實無氧呼吸、調節貯藏微環境CO2濃度等作用,同時還能夠氧化乙烯,延長果蔬壽命[4]。目前,乙烯吸附劑已在柑橘、楊梅、桃等水果保鮮中取得良好成效[4-6]。1-甲基環丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)可以通過抑制纖維素酶(CX)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性及乙烯與受體的結合,從而維持藍莓、蘋果、草莓等果實硬度及相關質地參數[7-9]。

質地多面分析法(Texture Profile Analysis,TPA)是模擬人體牙齒咀嚼食物,對果實樣品進行兩次壓縮的機械過程,通過探頭對該過程力的變化進行記錄,準確、客觀地反映出果肉的硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性和回復性等質地參數,從而評價果實的質地情況[10]。目前,TPA測試在乳制品[11]、果蔬[12-14]、肉制品[15]等食品品質評價中已得到廣泛利用。因此,本實驗通過選擇乙烯吸附劑和1-MCP作為保鮮劑,以生物冰袋為蓄冷劑,通過探究不同處理對藍莓模擬運輸及貨架期間好果率、TPA質地參數的影響,研究經濟、高效的物流方式,為藍莓的電商物流提供新的途徑和依據。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

“粉藍”藍莓鮮果 于2016年7月19日15:00～17:00采摘于貴州省麻江縣宣威鎮藍莓種植基地,選取8～9成熟、大小相近、無病蟲害、無機械傷、果形端正且萼片未倒伏的果實；乙烯吸附劑(主要成分KMnO4) 南京中鎏農業科技有限公司;1-甲基環丙烯(1-MCP) 美國陶氏益農公司;郵政4號泡沫箱 內尺寸為300 mm×145 mm×185 mm,上海心潔包裝材料有限公司;帶孔PET藍莓保鮮盒 內尺寸為105 mm×100 mm×40 mm,濰坊百樂源公司;塑料鏤空周轉筐 內尺寸為585 mm×395 mm×240 mm,深圳市中超塑膠有限公司;生物冰袋 成都心海匯才生物科技有限公司。

HK-PK 105-2型實驗室模擬運輸震動臺 東莞市華凱檢測設備科技有限公司;TA.XT. Plus物性測定儀 英國S

Table Micro Systems公司;低溫生化培養箱 上海精宏實驗設備有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 果實處理 實驗共有四組,分別為對照組(CK)、10 mg/g(毎1 g藍莓果實放入10 mg乙烯吸附劑)乙烯吸附劑處理組、20 mg/g乙烯吸附劑處理組和1 μL/L 1-MCP處理組。每處理組10箱,每箱6盒藍莓果實,每盒(125±5) g。

果實田間采摘后,使用帶孔PET藍莓保鮮盒進行分裝每盒(125±5) g藍莓,整齊碼放于塑料鏤空周轉筐中,立即運回貴州省果品加工工程技術研究中心實驗室后,使用大功率工業風扇除去田間熱,使果實中心溫度由25 ℃降到18 ℃。然后,將藍莓和蓄冷劑放入泡沫箱,具體方式為:6盒藍莓、2個裝有吸水紙的PET藍莓保鮮盒、3袋生物冰袋(袋內注入250 mL水,-18 ℃冰凍24 h,果實與蓄冷劑質量比為1∶1)及保鮮劑(按照實驗方案對應添加)裝入泡沫箱并立即封蓋，總重量為(1500±20) g;隨后將密封好的40箱泡沫箱固定在模擬運輸機上,以100 km/h的速度模擬運輸72 h,整個過程在溫度(35±2) ℃的空調房內進行(使用暖風機輔助加熱);完成模擬運輸后,于低溫生化培養箱中4 ℃預冷4 h后,分裝至PE保鮮膜在4 ℃下進行貨架實驗。

貨架實驗中,每2 d進行一次指標測定,貨架期為8 d。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 好果率測定 采用計數法測定藍莓好果率,其中以表面有霉菌、凹陷、破裂和流水記為腐爛。好果率計算公式如下所示。

1.2.2.2 質構參數測定 質地測定采用質構儀，用直徑為75 mm的圓柱形探頭P/75進行TPA測試。測試條件為測前速率2 mm/s,測試速率1 mm/s,測后上行速率2 mm/s,藍莓果肉受壓變形60%,兩次壓縮停頓時間5 s,觸發力5 g。通過質地特征曲線得到藍莓果肉的硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性和回復性,每個處理隨機測定15次,結果取平均值。

1.3數據統計分析

采用Origin Lab 9.0對數據進行處理和作圖,采用SPSS 19.0的Duncan氏新復極差法對數據進行差異顯著性分析(p<0.05為差異顯著,p<0.01為差異極顯著,p>0.05為差異不顯著)。

2 結果與分析

2.1不同處理對藍莓果實質地的影響

2.1.1 硬度 由圖1可知,在貨架期間,藍莓硬度總體呈下降趨勢。這可能是因為隨著藍莓果實的衰老,果實細胞壁硬度下降,導致支撐力降低[16]。在運回至貨架第0 d時,對照組和10 mg/g乙烯吸附劑處理組硬度由513.73 g分別下降至496.31 g和493.01 g,且二者間無顯著性差異(p>0.05);而20 mg/g乙烯吸附劑和1-MCP處理組硬度略有上升。對照組硬度在整個實驗期內下降幅度達到38.71%,而10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑、1 μL/L 1-MCP處理組果實硬度下降幅度分別為28.43%、21.71%和20.05%,且在貨架第48、96、144、192 h時與對照組相比,均呈現顯著性差異(p<0.05)。在實驗期內,1-MCP處理組硬度略高于20 mg/g乙烯吸附劑處理組,但兩組數據間無顯著性差異(p>0.05)。由此說明,1 μL/L 1-MCP和20 mg/g乙烯吸附劑處理均能延緩模擬運輸及貨架期間藍莓硬度的下降。

圖1 藍莓鮮果在模擬運輸及貨架期的硬度變化

2.1.2 黏著性 黏著性反映了牙齒在咀嚼果實時,果粒對牙齒、上顎、舌頭等接觸面粘著的性質,果實的黏著性和果實品質呈負相關[17-18]。由圖2可見,對照組和10 mg/g乙烯吸附劑處理組黏著性在模擬運輸及貨架期間呈上升趨勢,而20 mg/g乙烯吸附劑和1 μL/L 1-MCP處理組呈先下降再上升趨勢。至貨架期192 h時,對照組與10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑和1 μL/L 1-MCP處理組黏著性相比,分別上升了15.46%、42.86%、47.66%,且各處理組之間相比均呈顯著性差異(p<0.05)。結果表明,1-MCP和高濃度乙烯吸附劑均能夠抑制藍莓果實模擬運輸及貨架期間黏著性上升,而1μL/L 1-MCP處理能夠更好地抑制藍莓果實黏著性上升。

圖2 藍莓鮮果在模擬運輸及貨架期的黏著性變化

2.1.3 彈性 彈性是指藍莓果實經第一次壓縮形變后,在去除變形力的條件下,所能回復的程度,其數值直接反映了藍莓果實的新鮮度[19]。由圖3所示,隨著貨架期的增加,各處理組彈性逐漸下降。在模擬運輸期間及貨架期0～48 h內,各處理組彈性下降較為快速,且各組之間差異不明顯(p>0.05)。從貨架期48 h開始,對照組藍莓果實彈性迅速下降,而處理組藍莓果實彈性下降比較緩慢,至貨架期結束(192 h)時,對照組藍莓果實彈性下降幅度為58.45%,而10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑和1 μL/L 1-MCP處理組彈性下降幅度分別為52.16%、30.83%和40.20%。其中,20 mg/g乙烯吸附劑處理組與其余各處理組相比,均呈現極顯著性差異(p<0.01),表明20 mg/g乙烯吸附劑處理對藍莓彈性保持效果更好。

圖3 藍莓鮮果在模擬運輸及貨架期的彈性變化

2.1.4 凝聚性 凝聚性反映的是咀嚼時,藍莓果實抵抗牙齒咀嚼破壞時表現出的內部結合力,其值反映了果實組織細胞間結構組織的完整性及結合力大小[20]。如圖4所示,在整個實驗期內,所有處理組果實凝聚性均呈先升后降趨勢,而對照組凝聚性則一直處于下降趨勢,且在整個實驗期內,處理組與對比組均呈現顯著性差異(p<0.05)。在貨架期0 h時,10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑、1 μL/L 1-MCP處理組無明顯差異(p>0.05),而從貨架期48 h開始,20 mg/g乙烯吸附劑藍莓果實凝聚性明顯高于其余兩組,且呈現顯著性差異(p<0.05);貨架結束時10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑和1 μL/L 1-MCP處理組藍莓果實凝聚性分別為對照組的1.12、1.33和1.24倍。表明藍莓鮮果經1-MCP和乙烯吸附劑均能夠不同程度延緩貨架期間藍莓果實凝聚性下降,其中20 mg/g乙烯吸附劑處理組效果更優異。

圖4 藍莓鮮果在模擬運輸及貨架期的凝聚性變化

2.1.5 咀嚼性 咀嚼性反映了果肉對咀嚼過程中所產生的外力的持續抵抗作用[21-22]。由圖5可看出,在整個貨架期內,4個處理組咀嚼性均呈現先上升后下降趨勢,在貨架期48 h時,各組藍莓果實咀嚼性開始迅速下降,且在整個實驗期內各處理組藍莓果實咀嚼性顯著(p<0.05)高于對照組,說明1-MCP和乙烯吸附劑均能夠很好的抑制藍莓果實咀嚼性下降。在貨架期0 h時,1-MCP處理組藍莓果實咀嚼性略高于20 mg/g乙烯吸附劑處理組,但差異不顯著(p>0.05),而在貨架48 h至貨架結束時,1 μL/L 1-MCP處理組藍莓果實咀嚼性逐漸低于20 mg/g乙烯吸附劑處理組,且兩者之間差異顯著(p<0.05)。因此,20 mg/g乙烯吸附劑能夠更好地維持藍莓果實貨架期內的咀嚼性。

圖5 藍莓鮮果在模擬運輸及貨架期的咀嚼性變化

2.1.6 回復性 回復性是指藍莓果實在第一次受到外力壓縮后,快速回復形變的能力[22]。圖6表明,在貨架期內,藍莓果實回復性總體呈現下降趨勢。運回至貨架期第0 h時,各處理組回復性快速下降,且各組之間無明顯差異。從貨架期第0 h開始,10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑、1 μL/L 1-MCP處理組回復性下降速率逐步減緩,而對照組仍然保持較高的下降速率,說明1-MCP和乙烯吸附劑在抑制藍莓果實回復性下降方面具有較好的表現。至貨架期192 h時,對照組和10 mg/g乙烯吸附劑回復性變化較大,分別由0.177 g下降至0.133 g和0.136 g,降低了24.86%和23.16%,而20 mg/g乙烯吸附劑、1 μL/L 1-MCP處理組的藍莓果實回復性下降11.86%和16.95%。由此說明,高濃度的乙烯吸附劑能夠更好地延緩藍莓果實貨架期回復性的下降。

圖6 藍莓鮮果在模擬運輸及貨架期的回復性變化

2.2好果率與硬度關系

2.2.1 不同處理對藍莓果實好果率影響 好果率是判斷果實保鮮效果的最直觀標準之一,是果實商品價值的直接體現。如圖7所示,在運回至貨架期0 h內,對照組好果率逐漸下降,而其余處理組均保持較高的好果率。貨架期第0 h起,對照組及10 mg/g乙烯吸附劑處理組的好果率下降速率增快,但20 mg/g乙烯吸附劑和1 μL/L 1-MCP處理組仍保持較高的好果率,說明高濃度1-MCP和乙烯吸附劑均能在一定程度上延緩藍莓果實的腐爛。在貨架第96 h時,對照組好果率為77.33%,而10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑和1 μL/L 1-MCP處理組好果率分別為85.28%、95.41%和93.64%,且與對照組相比均有顯著性差異(p<0.05)。在貨架結束時(貨架192 h),對照組好果率僅為58.48%,而10 mg/g乙烯吸附劑、20 mg/g乙烯吸附劑和1 μL/L 1-MCP處理組好果率分別比對照組提高了24.01%、49.93%和42.25%,且各處理組之間均具有顯著性差異(p<0.05)。由此可見,高濃度乙烯吸附劑能夠更好地維持模擬運輸及貨架期間藍莓果實好果率。

圖7 藍莓鮮果在模擬運輸及貨架期的好果率變化

2.2.2 模擬運輸及貨架期間藍莓果實好果率與硬度的關系擬合 由圖7可知,在整個模擬運輸及貨架期間,隨著時間的延長,各處理組藍莓果實好果率均呈現不同程度下降趨勢,圖1表明,藍莓果實的硬度隨時間延長也呈現出下降趨勢。因此,基于兩者變化趨勢,提出一個一元二次方程將藍莓果實硬度與藍莓軟果率進行二次多項式擬合,結果如圖8所示,擬合回歸方程為y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486。因此,只需要通過簡單地測定模擬運輸及貨架期間藍莓果實的好果率,即可間接推導藍莓果實硬度變化,從而為模擬運輸及貨架期間的藍莓果實質地變化提供一種簡便、快捷的評價依據,除此之外,還能夠幫助電商企業制定適宜的銷售方案及銷售半徑,提高商業競爭力。

圖8 藍莓模擬運輸及貨架期間硬度與好果率擬合曲線

3 討論

3.1藍莓果實各項質地參數與模擬運輸過程之間的關系

采后軟化是絕大部分果蔬成熟衰老的特征[23]。隨著采后時間的延長,藍莓果實逐漸軟化,硬度逐漸降低且各項質地特性參數也會隨之發生變化。與低溫貯藏相比較,模擬運輸過程中,由于震動脅迫及高溫的影響,藍莓果實會加速衰老,即硬度及相關質地參數會迅速發生變化,原因主要在于震動損傷和高溫容易引起果實產生傷乙烯和傷呼吸,而大量乙烯的產生及呼吸作用的加強都會對藍莓果實的軟化起到促進作用[24-25]。研究表明,乙烯吸附劑可以通過吸收乙烯氣體、改善貯藏微環境從而抑制柑橘、楊梅、桃等果實軟化[4-6],而1-MCP可以通過抑制纖維素酶(CX)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性及乙烯與受體的結合,從而維持藍莓、蘋果、草莓等果實硬度及相關質地參數[7-9]。由本實驗可以看出,與對照組相比,乙烯吸附劑和1-MCP均能抑制藍莓果實在模擬運輸及貨架期間硬度和相關質地參數變化。其中1 μL/L 1-MCP 處理能夠有效地抑制果實硬度下降和黏著性上升,但與20 mg/g乙烯吸附劑處理相比在果實硬度上無顯著性差異(p>0.05),而20 mg/g乙烯吸附劑處理能夠顯著地(p<0.05)延緩果實彈性、凝聚性、咀嚼性、回復性和好果率的下降。2015年我國中央1號文件提出農藥零增長的目標[26],因此,在保鮮效果相近的前提下,與化學農藥1-MCP相比,乙烯吸附劑處理更符合國家政策導向。

3.2藍莓果實各項質地參數選擇

質地多面評價法能夠同時、客觀、準確地提供果實硬度、脆度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性、回復性、膠黏性等表征質地特性參數[12]。然而使用質地多面評價法分析果實質地參數時,并不是要對得到的所有參數進行分析,而是需要根據實際情況來選擇。在本實驗中,未對脆度和膠黏性進行分析,原因在于脆度主要針對在壓縮中出現明顯裂痕的果實[27],膠黏性則多用于評價半固體樣品[3],而藍莓果實屬于固體,且在實驗中未出現明顯裂痕。因此,采用硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性及回復性用于評價模擬運輸及貨架期間藍莓果實質地參數變化。

3.3乙烯吸附劑濃度對藍莓果實各項質地參數的影響

在模擬運輸及貨架期間,經乙烯吸附劑處理的實驗組藍莓果實均能夠表現出較好的品質。然而,在貨架期結束時,經20 mg/g乙烯吸附劑處理的藍莓果實質地參數均優于10 mg/g乙烯吸附劑處理的果實,且兩者之間呈現顯著性差異(p<0.05),原因可能在于低濃度的乙烯吸附劑被迅速消耗完畢所導致。因此,高濃度乙烯吸附劑更有利于抑制藍莓果實質地指標的下降。

4 結論

20 mg/g乙烯吸附劑、1 μL/L 1-MCP處理均能夠延緩藍莓果實在模擬運輸及貨架期間質地變化,其中20 mg/g乙烯吸附劑處理的效果更好。

藍莓的硬度與好果率在一定范圍內呈現一定相關性,因此,提出一個簡便的擬合回歸方程y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486(其中,y為TPA測試藍莓果實硬度,x為20 mg/g乙烯吸附劑處理藍莓果實模擬運輸及貨架期間好果率)，將藍莓果實硬度和好果率進行關聯,作為模擬運輸及貨架期間藍莓果實質地變化的判斷依據。

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Effectofdifferenttreatmentsonthesimulatedtransportationandshelfqualityofblueberrybasedontextureprofileanalysis

MAChao1,2,CAOSen2,LONGXiao-bo3,JINing2,YANGXiu-zhong4,ZHOUYong1,MALi-zhi2,WANGRui2,*

(1.School of Chemistry and Materials Engineering,Guiyang College,Guiyang 550005,China;2.Guizhou Engineering Research Center for Fruit Processing,Guiyang 550005,China;3.Guizhou Majiang Fruit of Fruit Office,Majiang 557600,China;4.Guizhou Qiandongnan Forestry Industry Office,Kaili 556000,China)

Effect of different treatments on the simulated transportation and shelf quality after the postharvest of the blueberry was studied. With the Powderblue blueberry as the research object,blueberry and antistaling agent(the ethylene adsorbent of 10 mg/g and 20 mg/g,1-MCP of 1 μL/L)were put into a foam box,with coolants added. After the simulated transportation for 72 h with the speed of 100 km/h at the external environment of 35 ℃,the box was opened and the blueberry was transferred into the biochemical culture box. After pre-cooling at the temperature of 4 ℃ for 4 h,the samples were transferred to shelf experiment. The texture parameters and good fruit rate of blueberry were detected every 48 h. The results showed that the fruit quality with 20 mg/g ethylene absorbent could maintained better than others. After the arrangement of shelf,the good fruit rate of CK was only 58.48%. However,with ethylene adsorbent of 10 mg/g,ethylene adsorbent of 20 mg/g as well as 1-MCP of 1 μL/L,the good fruit rates were increased by 24.01%,49.93% and 42.25% respectively. However,with the treatment of 20 mg/g ethylene adsorbent,decreased rate of hardness,springiness,cohesiveness,chewiness and resilience of blueberry could be delayed. Therefore,the effect of using 20 mg/g ethylene adsorbent for the Powderblue blueberry treatment was the best. There was a good linear relationship between the rate of good fruit of blueberry and hardness within certain range. Therefore,a simple regression equation was put forward(y=0.037x2-0.690x+230.9,R2=0.8486)to build the relationship between the blueberry fruit hardness and good fruit rate,which would a judgment basis of change of the blueberry fruit texture in simulated transportation and shelf period.

blueberry;texture profile analysis;ethylene adsorbent;1-MCP;simulated transportation

2017-03-16

馬超(1988-)，男，碩士，講師，主要從事農產品貯藏與保鮮方面的研究，E-mail：chaomagyu@126.com。

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王瑞(1979-)，男，博士，教授，主要從事農產品貯藏與保鮮方面的研究，E-mail：wangrui060729@126.com。

黔東南州藍莓產業科技合作專項計劃項目(黔東南州藍莓鮮果保鮮、貯運關鍵技術研究、示范、[2014]02號)；2015年度貴州省“千”層次創新型人才培養對象項目；貴州省教育廳2011協同創新中心建設項目(貴州省果品加工、貯藏與安全控制協同創新中心、黔教合協同中心[201306])。

TS255.3

A

1002-0306(2017)22-0286-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.055