氣調貯藏對“徐香”獼猴桃采后保鮮效果影響

康慧芳1,,喬勇進,*,劉晨霞,張 怡,陳冰潔

(1.上海師范大學生命科學學院,上海 200234; 2.上海市農業科學院農產品保鮮加工研究中心,上海 201403)

獼猴桃(Actinidiachinensis)也稱奇異果,屬于獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia),果實細嫩多汁、酸甜可口,富含礦物質、氨基酸、維生素C等多種營養組分[1]。近年來,我國獼猴桃的種植面積和產量得到了顯著地提高[2]。然而獼猴桃果實采后易失水萎縮、軟化腐爛、品質下降,造成了果實銷售期短暫而相對集中,難以保證長期市場供應[3]。因此,如何延長獼猴桃果實貯藏期限以及保持果實貯藏品質已經成為獼猴桃產業發展壯大亟待解決的問題。

目前已有許多研究者對獼猴桃保鮮技術進行了大量研究,包括氣調貯藏、涂膜貯藏、輻照殺菌貯藏、臭氧殺菌貯藏以及減壓貯藏等貯藏保鮮技術[4-5]。其中氣調貯藏是公認的一種先進的貯藏方法。然而,氣調貯藏時,過低的O2濃度或者過高的CO2濃度都會對貯藏果實產生不利影響[6]。研究表明,適宜的氣調貯藏環境能較好地保持果蔬的品質[7]。適宜濃度的氣體成分貯藏檸檬果實能夠有效保持果實的品質,減緩可溶性固形物、可滴定酸、維生素C含量的降低[8];氣調貯藏能夠延長楊梅的銷售時間,擴大楊梅的銷售空間,有效調節楊梅的供需矛盾[9];采后西蘭花經氣調冷藏,能夠較好的保持水分、維生素C以及葉綠素的含量,維持較高的抗氧化性,延緩西蘭花的衰老[10];另外,小白菜經氣調貯藏,能有效維持蔬菜的營養成分,延緩蔬菜生理生化品質的下降,延長后熟衰老期,長時間保持小白菜的良好品質[11]。而氣調貯藏對獼猴桃生理代謝及品質影響的研究極少。

本文將以“徐香”獼猴桃為原料,研究不同成分氣體處理對采后獼猴桃果實中的生理品質和營養品質的影響,從而確定最佳的適宜獼猴桃貯藏保鮮的氣調條件,以期為氣調保鮮應用于“徐香”獼猴桃長期貯藏提供理論與實踐依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

“徐香”獼猴桃 挑選大小均勻,成熟度一致、無損傷無病蟲害的果實為試驗材料,采自上海市崇明區崇明島惠杰果蔬種植基地;愈創木酚、抗壞血酸、聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl pyrrolidone,PVPP)、三氯乙酸、甲醇、硫代巴比妥酸、2,6-二氯酚靛酚、鄰苯二酚、曲拉通X-100(Triton X-100) 分析純(AR),國藥集團化學試劑有限公司。

Ultro-spec 3300pro紫外分光光度計 美國安馬西亞公司;HVE-50高壓蒸汽滅菌鍋 日本托米公司;CA-1480超凈工作臺 上海上凈凈化設備有限公司;D37520 Osterode高速冷凍離心機 德國Biofuge 公司;N1-α手持折光儀 日本Atago科學儀器有限公司;MZB 92 數字折光儀 上海米清科工業有限公司;YS-XCA氣調保鮮試驗箱 杭州屹石科技有限公司;BP301S電子天平 德國賽多利斯集團;DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司;GY-3 硬度計 浙江托普儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 果實處理 經過挑選的獼猴桃果實在溫度為(4±1) ℃,相對濕度85%±5%條件下充分預冷24 h。樣品隨機分成5組,分別貯藏于氣體成分為2% O2+3% CO2、2% O2+5% CO2、5% O2+3% CO2、5% O2+5% CO2的氣調箱內,溫度為(0±1) ℃,濕度為90%±5%,以空氣作為對照組。每隔10 d取樣一次,每次分別從各組中隨機取15個獼猴桃,用于測定各項指標,每組設置3次重復。

1.2.2 測定指標及方法

1.2.2.1 硬度 用硬度計對果實進行測定,在獼猴桃果實的赤道部位,間隔等距離的5個位置,用果實硬度計測定各部位果實的硬度,每組重復3次,取平均值。

1.2.2.2 獼猴桃可溶性固形物含量 將獼猴桃去皮研磨成果汁,取5 g勻漿在6000 r/min、4 ℃條件下離心10 min,收集上清液,使用數字折光儀測量總可溶性固形物含量,每組重復3次,取平均值。

1.2.2.3 獼猴桃維生素C含量的測定 采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[12]。

1.2.2.4 獼猴桃總酚含量的測定 采用福林-酚比色法[13]。

1.2.2.5 獼猴桃丙二醛含量的測定采 用硫代巴比妥酸比色法[12]。

1.2.2.6 過氧化物酶(peroxidase,POD)活性的測定 采用愈創木酚法[12]。

1.2.2.7 多酚氧化酶(peroxidase,PPO)活性的測定 采用鄰苯二酚比色法[12]。

1.3 數據處理

各項生理生化指標測定時取3個平行樣,重復3次,然后計算平均值,運用Excel 2007和Origin 8.0軟件對數據進行處理分析,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 氣調貯藏對獼猴桃果實硬度影響

獼猴桃果實在貯藏過程中會逐漸軟化衰老,硬度是評價果實貯藏品質的重要指標之一。由圖1可知,貯藏期間,各組獼猴桃果實的硬度均緩慢下降,其中對照組的下降速率最快,貯藏至第10 d,2% O2+5% CO2組的硬度顯著高于其他組(P<0.05),且直到貯藏末期,2% O2+5% CO2組的硬度最高,而對照組的獼猴桃幾乎完全軟化。由此說明,氣調貯藏獼猴桃能夠有效能有效保持“徐香”獼猴桃果實的硬度,其中2% O2+5% CO2的效果最好。

圖1 不同氣調處理對獼猴桃果實硬度影響Fig.1 Effects of different controlled atmosphere treatments on hardness of kiwifruit

2.2 氣調貯藏對獼猴桃果實中可溶性固形物含量影響

可溶性固形物(TSS)不僅是果實風味的重要影響因素,也是呼吸代謝的主要底物,可溶性固形物含量的變化能反映獼猴桃果實的衰老情況[14-16]。由圖2可知,整個貯藏期,獼猴桃果實的可溶性固形物含量均先增加后減小;貯藏前10 d,各組之間差異比較小,第20 d開始,氣調貯藏組獼猴桃的可溶性固形物含量均顯著高于對照組(P<0.05),其中2% O2+5% CO2組的效果最好;貯藏至第40 d,2% O2+5% CO2組的可溶性固形物含量10.5%,顯著高于其他各組(P<0.05),說明氣調貯藏可以有效延緩獼猴桃果實中可溶性固形物含量的降低,其中2% O2+5% CO2氣調組的效果最佳。

圖2 不同氣調處理對獼猴桃果實中 可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effects of different controlled atmosphere treatments on soluble solids content of kiwifruit

2.3 氣調貯藏對獼猴桃果實中VC含量影響

VC又稱抗壞血酸,是獼猴桃果實中含量最為豐富的營養成分,而其在貯藏過程中因受到果實自身代謝作用及周圍環境的影響極易分解,從而造成大量損失[17]。由圖3可知,整個貯藏期,各組獼猴桃中VC含量均緩慢下降,其中對照組的VC含量的下降速度最快,2% O2+5% CO2組的下降速率比較緩慢;貯藏至第40 d,2% O2+5% CO2組的含量為218.41 mg/100 g,顯著高于對照組(P<0.05)。葉妞等[18]研究表明最佳氣調貯藏條件能更好地維持了核桃青皮的抗壞血酸含量,保持果實優越品質。本試驗結果證明適宜的貯藏條件能夠減緩VC的分解速度,降低果實品質的下降,與此研究結果一致。由此得出2% O2+5% CO2氣調條件對獼猴桃保鮮效果最佳。

2.4 氣調貯藏對獼猴桃果實中總酚含量的影響

酚類物質是芳香烴中苯環上的氫原子,被羥基取代所生成的化合物,該羥基上的氫原子不穩定,很容易被獼猴桃細胞內的自由基取代,形成苯氧自由基,因此,酚類物質具有良好的抗氧化活性[19]。由圖4可知,除2% O2+3% CO2和5% O2+3% CO2組外,獼猴桃中的總酚含量在貯藏期前期呈先下降后上升的趨勢,貯藏第20 d,各組總酚含量下降到最低點,而2% O2+5% CO2組的總酚含量顯著高于其它各組(P<0.05),貯藏至第40 d,2% O2+5% CO2組總酚含量是對照組的1.8倍。綜上表明,2% O2+5% CO2氣調組的總酚含量的下降速度最為緩慢,主要原因是氣調貯藏有效延緩了果實的衰老進程,降低了酚類物質在抗衰老過程中的消耗。

圖4 不同氣調處理對獼猴桃果實中總酚含量的影響Fig.4 Effects of different controlled atmosphere treatments on phenols content of kiwifruit

2.5 氣調貯藏對獼猴桃果實中丙二醛含量的影響

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的產物,丙二醛積累過多會破壞獼猴桃細胞膜結構的完整性,進而造成果實衰老,因此,貯藏過程中,檢測獼猴桃果實中丙二醛含量的變化,對研究果實的抗氧化能力很有必要性[20-21]。由圖5可知,各組果實中的丙二醛含量均呈逐漸增加的趨勢,氣調貯藏的獼猴桃果實丙二醛含量均低于對照組,而且2% O2+5% CO2氣體成分貯藏的獼猴桃丙二醛含量低于其他3種氣體成分,貯藏至第40 d,2% O2+5% CO2氣體成分貯藏的獼猴桃丙二醛含量僅為0.047 μmol/g·Fw,顯著低于其他處理組(P<0.05),說明氣調貯藏可以降低獼猴桃果實內丙二醛的積累,有效降低了膜脂過氧化程度,防止了細胞膜結構的損傷,其中2% O2+5% CO2氣調組的保鮮效果最為理想。

圖5 不同氣調處理對獼猴桃果實中MDA含量的影響Fig.5 Effects of different controlled atmosphere treatments on MDA content of kiwifruit

2.6 氣調貯藏對獼猴桃果實中過氧化物酶(POD)活性影響

過氧化物酶(POD)是獼猴桃在逆境條件下酶促防御系統的關鍵酶,也是細胞內清除活性氧的保護酶,可避免活性氧在植物體內的產生和積累,使獼猴桃體內自由基維持在一個正常的動態水平[22]。由圖6可知,各組POD活性在整個貯藏期均呈先上升后下降的趨勢,其中對照組和5% O2+3% CO2氣調組在貯藏期第10 d達到峰值,而其他3個氣調組在貯藏期第20 d才出現峰值;貯藏至第20 d,2% O2+5% CO2組的POD活性值顯著高于其他各組(P<0.05);貯藏至第40 d,2% O2+5% CO2組的活性依然穩居首位。由此可見,氣調貯藏能夠有效提高和維持果實的POD活性,其中5% O2+3% CO2的氣調組的POD活性顯著高于其他各組(P<0.05)。

圖6 不同氣調處理對獼猴桃果實中POD活性的影響Fig.6 Effects of different controlled atmosphere treatments on POD activity of kiwifruit

2.7 氣調貯藏對獼猴桃果實中多酚氧化酶(PPO)活性影響

多酚氧化酶(PPO)是獼猴桃中廣泛存在的催化酚類物質氧化的酶類,在有氧情況下作用于酚類物質,使酚類物質形成醌,再進行一系列脫水-聚合反應,最后形成黑褐色物質產生酶促褐變[23-24]。由圖7可知,在整個貯藏期,獼猴桃果實中的PPO活性均呈先上升后下降的趨勢,其中對照組和5% O2+5% CO2組的PPO活性在貯藏期第10 d達到峰值,而其他3組在貯藏期第20 d才達到峰值,且2% O2+5% CO2組PPO的活性值顯著低于其他各組(P<0.05);貯藏至第40 d,2% O2+5% CO2組的PPO活性依然最低。Wang等[25]研究認為氣調貯藏金針菇能有效維持其過氧化氫酶、過氧化物酶、多酚氧化酶等組成的抗氧化系統,揚琪等[26]試驗得出得出在香梨在適宜氣調冷藏條件下活性氧代謝減慢,比普通冷藏保鮮效果更好。本實驗研究結果證明,適宜的氣調貯藏條件能有效抑制POD活性下降,維持低PPO活性和MDA含量,促使果實組織抗氧化系統保持完善,降低果實衰老程度。

圖7 不同氣調處理對獼猴桃果實PPO活性的影響Fig.7 Effects of different controlled atmosphere treatments on PPO activity of kiwifruit

3 結論

本研究使用不同濃度的氣體成分貯藏“徐香”獼猴桃,通過相關生理指標的測定與分析,氣體成分為2% O2+3% CO2時,獼猴桃隨著貯藏期的延長,衰老程度依然比較嚴重;氣體成分為5% O2+3% CO2、5% O2+5% CO2以及2% O2+5% CO2時,貯藏期間獼猴桃能得到較好的保鮮效果,其中以氣體成分為2% O2+5% CO2時,獼猴桃果實的各項指標都反應了最佳的貯藏效果,其有效控制了MDA含量的上升和抑制了PPO活性的增加,并保持較高的POD活性,還有效地保持了果實的硬度,維持了較高的可溶性固形物含量和維生素C含量。綜合表明,適宜的氣調貯藏條件能夠有效延緩獼猴桃果實的衰老程度,保持果實的最佳品質,延長果實市場供應期,在獼猴桃果實保鮮具有較好的應用前景。