連續(xù)式變溫對鮮食葡萄貨架品質(zhì)調(diào)控規(guī)律

杜美軍，張潔，賈曉昱，劉震遠(yuǎn)，李喜宏, *，李海登

1. 天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院（天津 300457）；2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所（北京 100193）；3. 天津捷盛東輝保鮮科技有限公司（天津 300403）

鮮食葡萄清爽甘甜、營養(yǎng)豐富，廣受大眾消費(fèi)者喜愛。但由于種植和冷鏈運(yùn)輸條件限制，中國反季節(jié)鮮食葡萄大多進(jìn)口于美國、智利等國家。而鮮食葡萄是一種高度易腐，非躍變型果實(shí)[1]，使得貨架銷售前“最后一公里”保鮮成為技術(shù)性難題。因此，控制貨架銷售前冷鏈貯藏條件，是保持鮮食葡萄品質(zhì)、延長貨架壽命的關(guān)鍵所在[2]。

在國外，Dadhich等[3]和Tano等[4]研究溫度波動對食品品質(zhì)的影響，國內(nèi)也有大量學(xué)者研究溫度波動和震動條件對果蔬貯藏品質(zhì)造成的影響[5-6]。但相關(guān)研究大多停留在低溫或常溫貯藏單一環(huán)境條件下進(jìn)行，且研究深度多限于感官品質(zhì)評價層面。關(guān)于常溫貨架貯藏前，連續(xù)變溫條件對鮮食葡萄品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響，國內(nèi)研究報道相對較少。

試驗(yàn)以市場上最常見“紅地球”鮮食葡萄為研究對象，針對其冷鏈貯運(yùn)末期，貯藏溫度不穩(wěn)定、變動大等問題，研究不同頻率連續(xù)變溫對鮮食葡萄貨架品質(zhì)及營養(yǎng)成分影響，以確定維持鮮食葡萄貨架品質(zhì)、延長貨架壽命的最佳變溫條件，從而為鮮食葡萄等即食果品的冷鏈貯藏和配送提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

美國進(jìn)口“紅地球”品種，3月中旬購自于天津金元寶濱海農(nóng)產(chǎn)品交易市場。挑選九分成熟、顏色和大小均勻紅提，剔除病、傷果粒及褐變果梗，按每袋1 kg左右進(jìn)行分裝，采用相同的擺放方式放入塑料筐中，于0 ℃庫中預(yù)冷處理24 h后進(jìn)行初值測試。

PE打孔保鮮袋（規(guī)格25 cm×25 cm，厚度25 μ m，4×4均勻圓孔，孔徑1 cm，國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心）。

冰乙酸（分析級，天津市大茂化學(xué)試劑廠）；甲醇（色譜純，天津市康科德科技有限公司）；聚乙二醇-6000（Polyethylene glycol-6000，PEG 6000，天津市天泰精細(xì)化學(xué)品有限公司）；聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpolypyrrolidone，PVPP，天津市福晨化學(xué)試劑廠）；聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）；鄰苯二酚（分析級，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）。其他試劑均為AR級。

1.2 儀器與設(shè)備

GXH-3051H果蔬呼吸測定儀（北京均方理化科技研究所）；GY-3果實(shí)硬度計（浙江托普儀器有限公司）；DSS-307電導(dǎo)率儀（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；WY060T型手持折光儀（日本愛宕（ATAGO）株式會社）；HP-200精密色差儀（上海漢譜光電技有公司）；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；TGL-16高速冷凍離心機(jī)（四川蜀科儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)方案

將分裝好的鮮食葡萄進(jìn)行分組，并按表1所示進(jìn)行變溫處理。

表1 試驗(yàn)方案設(shè)計

各組變溫處理結(jié)束后，將鮮食葡萄存放于20 ℃恒溫箱中，每隔3 d測定1次指標(biāo)，研究其品質(zhì)變化規(guī)律。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 呼吸強(qiáng)度

使用GXH-3051H呼吸強(qiáng)度儀測定數(shù)據(jù)，重復(fù)3次取平均值，根據(jù)式（1）計算[7-8]。

式中：X為呼吸強(qiáng)度，CO2mg/（kg·h）；W1為空白試驗(yàn)呼吸罐中CO2總量，%；W2為測定后呼吸罐中CO2總量，%；V為呼吸罐內(nèi)總體積，L；M為CO2摩爾質(zhì)量，g/mol；V0為測定溫度下CO2摩爾體積，L/mol；m為鮮食葡萄質(zhì)量，kg；t為測定時間，h。

1.3.2.2 失重率與腐爛率[9-10]

失重率與腐爛率根據(jù)式（2）和（3）計算。

1.3.2.3 相對電導(dǎo)率

采用電導(dǎo)法測定[11]。

1.3.2.4 硬度

在鮮食葡萄赤道附近削取平面，使用果實(shí)硬度計直接測定，取平均值。

1.3.2.5 果梗褐變率

參照Champa等[12]方法，將鮮食葡萄褐變面積分為4個等級，分級方法見表2，數(shù)據(jù)按照式（4）計算。

表2 果梗褐變分級

1.3.2.6 色值

在鮮食葡萄赤道區(qū)測定L*值，a*值和b*值，按照式（5）計算C值和h值。C值為彩度，h值為色相角度[13-14]。

1.3.2.7 可溶性固形物

按照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》[15]進(jìn)行測定。

1.3.2.8 總酚、總酮、花青素相對含量及多酚氧化酶（PPO）活性測定

測定步驟均參照曹建康[16]等方法。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel（2010）軟件處理數(shù)據(jù)，計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，Origin 9.0作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 呼吸強(qiáng)度變化規(guī)律

果蔬采后貯藏與貨架銷售過程中，呼吸強(qiáng)度能反映其基本代謝情況，是果蔬自身營養(yǎng)成分損耗及衰老的重要標(biāo)志，通過測定呼吸強(qiáng)度可以直觀了解葡萄生命活動狀態(tài)。如圖1所示，紅地球葡萄在貨架貯藏期間，沒有出現(xiàn)呼吸高峰，屬于非呼吸躍變型果實(shí)。對照組與各變溫組呼吸強(qiáng)度均呈上升趨勢，變溫組呼吸強(qiáng)度均大于對照組，差異顯著（p＜0.05），且連續(xù)變溫次數(shù)越多，呼吸強(qiáng)度越大。說明葡萄在貨架貯藏期間，自身營養(yǎng)成分損失在不斷加劇，連續(xù)變溫會加速鮮食葡萄衰老過程，縮短貨架最佳鮮食期。

2.2 失重率與腐爛率變化規(guī)律

鮮食葡萄果實(shí)失重率反映貨架貯藏過程中水分損失情況，失重率越高，果實(shí)飽滿程度越低。腐爛率可以反映有效貨架貯藏期長短，兩者均是反映鮮食葡萄貨架品質(zhì)的重要指標(biāo)。從圖2（a）可以看出，整個貨架期間，各組失重率均呈現(xiàn)上升趨勢。處理組失重分別為10.95%（1-2）和14.32%（1-3），均大于對照組9.52%，這可能是連續(xù)變溫擾亂葡萄正常生理活動，加之打孔袋包裝，加速營養(yǎng)和水分流失，不利于貨架貯存。從圖2（b）可以看出，各組6 d后腐爛差異明顯（p＜0.05），變溫組第10和第13天腐爛率分別達(dá)到76.77%（1-3）和66.84%（1-2），基本失去商業(yè)價值，而對照組第13天腐爛率僅17.3%，說明連續(xù)變溫不利于鮮食葡萄貨架貯藏。

圖1 呼吸強(qiáng)度變化規(guī)律

圖2 失重率（a）與腐爛率（b）變化規(guī)律

2.3 膜透率變化規(guī)律

膜透率在低溫貯藏時，反映鮮食葡萄受低溫脅迫的抗逆性；在常溫貨架貯藏時，反映細(xì)胞膜的功能活性。膜透率降低，功能活性下降，通透性提高，細(xì)胞膜受損程度增大。從圖3可以看出，各組貨架貯藏期間膜透率逐漸增加，變溫組變化劇烈，貯藏期間分別提高53.46%（1-2）和56.53%（1-3），對照組增加相對平緩，13 d提高23%，對照組與連續(xù)變溫處理組差異顯著（p＜0.05）。說明連續(xù)變溫加劇鮮食葡萄細(xì)胞膜的受損程度，且變溫次數(shù)越多，受損程度越大。

圖3 相對電導(dǎo)率變化規(guī)律

2.4 硬度變化規(guī)律

成熟鮮食葡萄的硬度在一定程度上能夠反映其新鮮程度。從圖4可以看出，貨架期間各組鮮食葡萄硬度均在不斷減小。變溫組軟化程度明顯大于對照組，隨著變溫次數(shù)增加，果實(shí)軟化程度也在加劇。貨架期間，處理組硬度分別下降57.29%（1-2）和64.24%（1-3），品質(zhì)嚴(yán)重下降，幾乎失去食用價值，而對照組下降22.71%，仍具有一定商品價值。

圖4 硬度變化規(guī)律

2.5 果梗褐變規(guī)律

果梗是指連接果粒部分，是葡萄果實(shí)生理活躍部位，也是采后葡萄營養(yǎng)物質(zhì)損耗、水分大量散失的主要部位，褐變度反映葡萄的新鮮程度，極大影響著其感官品質(zhì)。從圖5可以看出，在貨架貯藏期間，各組鮮食葡萄果梗褐變指數(shù)逐漸增加，變溫組褐變率12 d達(dá)到60%以上，而對照組僅35.7%。說明連續(xù)變溫加速果梗營養(yǎng)損耗和水分散失，不利于常溫貨架貯藏。

2.6 色值變化規(guī)律

CIEL*a*b*均勻色空間辨色方法與人眼觀測結(jié)果高度擬合，能科學(xué)鑒別葡萄的顏色。彩度值C*表示顏色飽和度，它是一種色彩感覺屬性，飽和度越大顏色越鮮艷；色相角H*也叫色相或色調(diào)，數(shù)值由大變小表示顏色由綠變紅過。從圖6（a）可以發(fā)現(xiàn)，變溫組鮮食葡萄C*值先增加后減少，分別在第6和第10天達(dá)到最大值12.97（1-3）和12.85（1-2），而貨架貯藏期間，對照組C*值逐漸增加。說明連續(xù)變溫處理加速果實(shí)貨架衰老、色素堆積，使果實(shí)短期趨于色彩飽和后顏色變暗。從圖6（b）可以發(fā)現(xiàn)，各組葡萄貯藏期間H*先減小后趨于平緩，處理組下降速度明顯快于對照組（p＜0.05），且變溫次數(shù)越多，下降速度越快。說明連續(xù)變溫會使顯鮮食葡萄提前進(jìn)入軟化衰老階段，縮短貨架貯藏壽命。

圖5 果梗褐變規(guī)律

圖6 C值（a）和h值（b）變化規(guī)律

2.7 可溶性固形物（TSS）變化規(guī)律

可溶性固形物是指水果中可溶性糖類，可以有效反映果實(shí)成熟程度，是評價鮮食葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)。從圖7可以看出，各組TSS呈現(xiàn)先上升后趨于平緩的趨勢，變溫組高于對照組，變溫組后期差異不顯著（p＞0.05），基本維持在23%左右，對照組穩(wěn)定在19%，說明連續(xù)變溫處理對鮮食葡萄貯藏期間可溶性糖含量影響不大，為提高貯藏品質(zhì)，應(yīng)注重采前糖分積累，適當(dāng)推遲采收期。

圖7 可溶性固形物（TSS）變化規(guī)律

2.8 果皮總酚、類黃酮及花青素相對含量變化規(guī)律

圖8 果皮總酚（a）、類黃酮（b）及花青素（c）相對含量變化規(guī)律

鮮食葡萄中含有大量對人體健康有益的酚類、酮類和花青苷等天然抗氧化成分，其中果皮含量最為豐富[17]。臨床試驗(yàn)表明，類黃酮物質(zhì)和酚類物質(zhì)具有較強(qiáng)抗氧化和清除自由基功能，具有良好防止心血管疾病功效[18]；花青苷等可有效預(yù)防冠心病和肺癌發(fā)生[19]。然而鮮食葡萄采后貯藏過程中這類物質(zhì)會發(fā)生顯著變化[20]。從圖8（a）可以看出，貨架貯藏期間，鮮食葡萄果皮中總酚含量不斷下降，處理組比對照組下降迅速，13 d分別下降46.34%（1-2）和59.47%（1-3），對照組相對緩慢，下降39.58%；各組總酮變化較為平緩，差異不顯著（p＞0.05），基本維持在0.35 OD325/g左右；花青素呈不斷下降趨勢，各組之間差異顯著（p＜0.05），貯藏期間，處理組花青素含量分別下降59.58%和73.68%，對照組下降32.47%。說明連續(xù)變溫會加速鮮食葡萄中天然抗氧化成分流失，不利于保持鮮食葡萄貨架有效營養(yǎng)成分。

2.9 果皮多酚氧化酶（PPO）活性變化規(guī)律

在逆境條件下，果蔬組織受到傷害時，PPO活性會顯著提高，提高自身抵抗力，減緩傷害程度。從圖9可以發(fā)現(xiàn)，貨架貯藏期間各組PPO活性先升高后降低，可能是連續(xù)變溫條件使鮮食葡萄啟動自我保護(hù)機(jī)能，PPO活性被激活。貯藏期間變溫組1-3最先出現(xiàn)活性高峰，說明該組果實(shí)組織受到迫害更為嚴(yán)重。對照組變化相對平緩，且最晚出現(xiàn)活性高峰，說明連續(xù)變溫不利于保持果實(shí)活性成分。

圖9 多酚氧化酶（PPO）活性變化規(guī)律

3 結(jié)果與討論

在“紅地球”鮮食葡萄常溫貨架貯藏前，進(jìn)行不同頻率的連續(xù)式變溫處理，研究其貨架期間物理、感官品質(zhì)及營養(yǎng)成分的變化情況。研究發(fā)現(xiàn)連續(xù)變溫會顯著降低失重率、腐爛率及呼吸強(qiáng)度等物理品質(zhì)，連續(xù)變溫次數(shù)越多，最佳貨架品質(zhì)維持時間越短；同時硬度、色差等感官品質(zhì)會受到不同程度影響，貨架貯藏期間，變溫1次硬度下降57.29%，連續(xù)變溫2次，硬度下降64.24%，均顯著高于對照組22.71%。色值變化趨勢表明，連續(xù)變溫加速果實(shí)軟化衰老，不利于貨架貯藏；連續(xù)變溫對總酚、總酮及花色苷等有效天然抗氧化活性物質(zhì)含量也造成了不同差異的影響，不利于營養(yǎng)成分的穩(wěn)定存在。研究結(jié)果表明，鮮食葡萄常溫貨架貯藏前，應(yīng)避免或減少溫度連續(xù)變動，延長其貨架貯藏壽命。試驗(yàn)可為鮮食葡萄延長貨架貯藏壽命提供理論依據(jù)。至于貨架貯藏期間，間歇式的不同變溫處理方式是否可有效延長貨架壽命，仍需進(jìn)一步研究和探討。