動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏對(duì)甜櫻桃果實(shí)采后生理、品質(zhì)和耐藏性的影響

姜愛(ài)麗，何煜波，蘭鑫哲，胡文忠，*

(1.大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，生物化學(xué)工程國(guó)家民委—教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116600;2.大連工業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，遼寧大連116034)

動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏對(duì)甜櫻桃果實(shí)采后生理、品質(zhì)和耐藏性的影響

姜愛(ài)麗1，何煜波1，蘭鑫哲2，胡文忠1，*

(1.大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，生物化學(xué)工程國(guó)家民委—教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116600;2.大連工業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，遼寧大連116034)

研究了甜櫻桃(Prunus avium L.)品種“艷陽(yáng)”在1℃的靜態(tài)氣調(diào)(SCA，static controlled atmospheres)、動(dòng)態(tài)氣調(diào)(DCA，dynamic controlled atmospheres)和普通冷藏(CK)條件下果實(shí)生理、品質(zhì)和耐藏性的變化。結(jié)果表明，與CK和SCA相比，DCA能更有效地抑制VC含量的降低，減慢MDA含量上升的速率，明顯減少貯藏后期果實(shí)褐變和腐爛的發(fā)生，有效增加和保持果實(shí)的有機(jī)酸含量，并可較好地保持果實(shí)的原有風(fēng)味，證明DCA比SCA更適合甜櫻桃貯藏保鮮。同時(shí)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，SCA和DCA條件下果實(shí)的過(guò)氧化物酶(POD，peroxidase)活性均迅速上升，以DCA中的果實(shí)上升得更為迅速。

“艷陽(yáng)”甜櫻桃，動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏，生理特性，耐藏性

甜櫻桃是一種深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)的果品，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高。但甜櫻桃采后極易發(fā)生褐變、腐爛、失水、萎蔫等問(wèn)題，極大地限制了它的異地銷(xiāo)售和延期供應(yīng)，從而影響了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其經(jīng)濟(jì)效益。我們以前的研究和國(guó)內(nèi)外的相關(guān)報(bào)道均表明:甜櫻桃具有能忍耐較高濃度CO2的特性［1－4］。利用這一特性，我們?cè)Y選出適合甜櫻桃貯藏的氣調(diào)指標(biāo)和其它貯藏條件［2－3］。動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏是指在不同的貯藏時(shí)期控制不同的氣體指標(biāo)，以適應(yīng)果實(shí)從健康向衰老不斷變化的過(guò)程中對(duì)氣體成分適應(yīng)性也在不斷變化的特點(diǎn)，從而得到有效地延緩代謝過(guò)程、保持更好的食用品質(zhì)的效果［5］。金冠蘋(píng)果貯藏在CO2含量逐步提高環(huán)境中可保持較高的果實(shí)硬度和含酸量，降低呼吸強(qiáng)度，減少各種損耗。20℃下將“Springcrest”桃子在超低氧(＜1%)配合高濃度CO2(30%)的氣調(diào)條件下貯藏24h或48h后轉(zhuǎn)入空氣中不僅可以有效地抑制或延緩果實(shí)軟化、減少乙烯的生成，而且能避免低溫冷藏對(duì)果實(shí)造成的冷害和品質(zhì)風(fēng)味的下降［7］。另外，其它果蔬在合理的動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏條件下也都表現(xiàn)出較好的耐藏性。為了進(jìn)一步篩選適于甜櫻桃貯藏的模式和方法，研究甜櫻桃能忍耐高濃度CO2的機(jī)理，本文以鮮食品質(zhì)極佳的“艷陽(yáng)”甜櫻桃為試材，分析比較不同氣調(diào)方式對(duì)其生理品質(zhì)的影響，從而為確立更理想的貯藏條件提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試果實(shí) 為大連市董家溝鎮(zhèn)鶯歌石村生產(chǎn)的“艷陽(yáng)”品種甜櫻桃，栽培條件良好，九成熟時(shí)采收。選成熟度、顏色、果個(gè)均勻一致，無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械傷的果實(shí)裝箱，采后立即運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室;愈創(chuàng)木酚、H2O2、聚乙烯吡咯烷酮95%乙醇溶液、85%磷酸溶液、鄰苯二酚、蛋氨酸、氮藍(lán)四唑、EDTA－Na2、核黃素等 均為分析純。

GC－2010型氣相色譜儀 日本島津公司;Lambda－25型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 美國(guó)PE;T－25型勻漿機(jī) 德國(guó)IKA公司;UV－2100型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 尤尼柯上海儀器有限公司;電子天平梅特勒－托利多儀器上海有限公司;BR4i型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 法國(guó)Jouan;DK－S26型電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;510－1FHR－1果實(shí)硬度計(jì) 日本;CR400色彩色差計(jì) 日本Konica Minolta;Thermo Orion電導(dǎo)率儀 美國(guó)。

1.2 貯藏方法

靜態(tài)氣調(diào)(SCA，static controlled atmosphere):在5%O2+20%CO2中貯藏9d后轉(zhuǎn)入5%O2+10%CO2中 貯 藏;動(dòng) 態(tài) 氣 調(diào) (DCA，dynamic controlled atmosphere)始終在5%O2+10%CO2中貯藏;普通冷藏(CK):在0.04mm薄膜袋中(未扎口)中冷藏。

氣調(diào)設(shè)備采用天津森羅科技有限公司生產(chǎn)的自動(dòng)氣調(diào)設(shè)備，箱內(nèi)的相對(duì)濕度為95%左右。各種處理的貯藏溫度均為1℃。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法

每20d取樣一次，CA處理每次取10kg，;CK每次取樣2.5kg，分析測(cè)定果實(shí)生理指標(biāo)、品質(zhì)指標(biāo)，并進(jìn)行果實(shí)的鮮食品質(zhì)評(píng)價(jià)，各實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次。

1.3.1 生理指標(biāo)的測(cè)定 過(guò)氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的樣品提取及活性測(cè)定參照姜愛(ài)麗等的方法［2］:取20g果肉，加1g PVPP于20mL 0.2mol/L檸檬酸－磷酸緩沖液(pH4.0)中，冰浴研磨，4℃冰凍離心機(jī)13000r/min離心30min，取上清液測(cè)定酶活。POD活性測(cè)定:2mL 0.1%M愈創(chuàng)木酚(用0.2mol/L pH4.0的檸檬酸－磷酸緩沖液配成)，加0.5mL酶液，在30℃水浴中平衡5min，再加1mL 0.08%(W/V)H2O2，1min后掃描1min內(nèi)460nm條件下吸光值的變化，以每分鐘每克果肉引起吸光值增加1為1個(gè)酶活單位，結(jié)果以U表示。PPO活性測(cè)定:3.5mL反應(yīng)體系中含0.5mL酶液，3mL 0.5mol/L的鄰苯二酚溶液(用0.2mol/L pH4.0的檸檬酸－磷酸緩沖液配成)。反應(yīng)溫度為 30℃，加酶液后 5s開(kāi)始掃描 10s內(nèi)398nm條件下吸光值的變化，以每分鐘每克果肉引起吸光值增加1為1個(gè)酶活單位，結(jié)果以U表示。超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定參照Constantine和Stanley的方法［7］。丙二醛(MDA)含量的測(cè)定參照陳貴等的方法［8］。可滴定酸含量采用酸堿滴定法。

1.3.2 褐變指數(shù)確定 是按果肉褐變的程度分為5級(jí):0級(jí)=無(wú)褐變;1級(jí)=褐變面積＜1/10;2級(jí)=褐變面積在1/10～1/3;3級(jí)=褐變面積在1/3～2/3;4級(jí)=褐變面積>2/3。然后按下式計(jì)算褐變指數(shù):褐變指數(shù)=［∑(數(shù)量×級(jí)數(shù))×100］/(最高級(jí)數(shù)×總數(shù))。

1.3.3 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 硬度的測(cè)定是將果實(shí)縫合線(xiàn)左右兩側(cè)去皮后用探頭直徑為8mm的硬度計(jì)測(cè)定，每處理每次做20次重復(fù)?？傻味ㄋ岷坑脷溲趸c滴定法測(cè)定。同時(shí)，觀測(cè)統(tǒng)計(jì)果實(shí)的腐爛率。

1.3.4 鮮食品質(zhì) 鮮食品質(zhì)根據(jù)品評(píng)組人員的口感打分，分為五個(gè)等級(jí)。5分:風(fēng)味濃，與采收時(shí)的口感相當(dāng)或更好;4分:風(fēng)味正常，接近采收時(shí)的口感;3分:風(fēng)味較正常，比采收時(shí)的口感稍差;2分:風(fēng)味淡，與采收時(shí)口感差異較大;1分:風(fēng)味很淡或有異味。

1.4 數(shù)據(jù)的差異性分析

所有的數(shù)據(jù)用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，采用ANOVA進(jìn)行鄧肯式多重差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏方法對(duì)甜櫻桃果實(shí)酶活性和MDA含量的影響

“艷陽(yáng)”果實(shí)采收時(shí)POD活性很低(圖1A)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)氣調(diào)和非動(dòng)態(tài)氣調(diào)條件下果實(shí)的POD活性出現(xiàn)了急劇上升的現(xiàn)象，但CK中貯藏的果實(shí)始終保持較低的POD活性。

PPO活性變化如圖1B所示。貯藏期間各處理的PPO活性均有所上升，但動(dòng)態(tài)氣調(diào)和非動(dòng)態(tài)氣調(diào)中果實(shí)的PPO活性上升速度慢，而且動(dòng)態(tài)氣調(diào)比非動(dòng)態(tài)氣調(diào)更能有效地抑制PPO活性的上升。而CK的PPO活性在20d時(shí)就迅速上升至氣調(diào)貯藏的2.4～4.2倍。

非動(dòng)態(tài)氣調(diào)條件下果實(shí)SOD活性呈先上升后下降的趨勢(shì)(圖1C)，但CK和動(dòng)態(tài)氣調(diào)條件下果實(shí)的SOD活性卻先緩慢下降而后逐漸上升。貯藏到40d時(shí)，非動(dòng)態(tài)氣調(diào)的SOD活性高達(dá)129U，是此時(shí)CK和動(dòng)態(tài)氣調(diào)的2倍左右。

“艷陽(yáng)”果實(shí)的MDA含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)(圖1D)。三種處理中以CK上升的速度最快。在貯藏的中后期，動(dòng)態(tài)氣調(diào)條件下果實(shí)的MDA含量上升得最慢，說(shuō)明動(dòng)態(tài)氣調(diào)處理比非動(dòng)態(tài)氣調(diào)處理更能有效地抑制MDA的生成。

圖1 動(dòng)態(tài)氣調(diào)及其它貯藏方法對(duì)甜櫻桃果實(shí)POD(A)、PPO(B)、SOD(C)活性以及MDA(D)含量變化的影響

2.2 不同氣調(diào)貯藏方法對(duì)甜櫻桃果實(shí)硬度和VC含量的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，果實(shí)硬度逐漸上升(圖2A)。與CK相比，動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏和非動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏都可以顯著提高果實(shí)硬度，其中動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏更有利于硬度的保持。

如圖2B所示，VC含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降的趨勢(shì)。三種處理中以動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏能更有效地減慢VC下降的速率(P＜0.05)，而CK果實(shí)的VC含量下降得最快。

表1 動(dòng)態(tài)氣調(diào)及其他貯藏方法對(duì)“艷陽(yáng)”甜櫻桃果實(shí)褐變、腐爛及品質(zhì)變化的影響

圖2 動(dòng)態(tài)氣調(diào)及其它貯藏方法對(duì)甜櫻桃果肉硬度(A)和VC含量(B)的影響

2.3 不同貯藏方法對(duì)甜櫻桃果實(shí)褐變、腐爛和品質(zhì)變化的影響

與CK相比，兩種CA貯藏方法都可以有效地抑制果實(shí)褐變和腐爛的發(fā)生(表1)，其中以動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏抑制褐變和腐爛的效果更好。60d時(shí)，動(dòng)態(tài)氣調(diào)處理的果實(shí)仍未發(fā)生腐爛，褐變指數(shù)僅為3.9，而此時(shí)非動(dòng)態(tài)氣調(diào)狀態(tài)下果實(shí)的褐變指數(shù)和腐爛率分別為10.1和4.8%，均顯著高于動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏(P＜0.05);80d時(shí)，非動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏果實(shí)的褐變指數(shù)和腐爛率分別是動(dòng)態(tài)氣調(diào)處理的2.3倍和5.5倍。

氣調(diào)貯藏尤其是動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏可以有效地保持可滴定酸含量(表1)，動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏條件下果實(shí)可滴定酸含量呈先上升后下降趨勢(shì)，20d時(shí)可滴定酸含量顯著高于0d時(shí)的水平(P＜0.05)，而靜態(tài)氣調(diào)貯藏和CK的可滴定酸含量呈逐漸下降趨勢(shì)，但與CK相比，兩種氣調(diào)貯藏均可減慢可滴定酸含量下降的速率。

20d時(shí)動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏的pH為3.62(表1)，顯著低于0d時(shí)的水平(P＜0.05)，20d后動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏的pH呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明9d的5%O2+20%CO2前處理有效降低了果肉pH。各處理果肉pH的變化趨勢(shì)與可滴定酸含量的變化趨勢(shì)正好相反。

氣調(diào)貯藏可以有效地保持果實(shí)原有的風(fēng)味品質(zhì)(表1)。其中以動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏保持果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的效果更佳。

3 討論

果實(shí)采后仍是活的有機(jī)體，要經(jīng)歷從健康到衰老的一系列復(fù)雜的生理生化變化。而動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏各時(shí)期的氣體指標(biāo)應(yīng)建立在能適應(yīng)果實(shí)的這些生理特點(diǎn)上，從而得到有效地延緩代謝過(guò)程、保持更好的食用品質(zhì)的效果，而且，當(dāng)果實(shí)離開(kāi)氣調(diào)環(huán)境后風(fēng)味不至于惡化［5］。本研究結(jié)果表明:與5%O2+10%CO2的靜態(tài)氣調(diào)貯藏和CK相比，“艷陽(yáng)”果實(shí)經(jīng)5%O2+20%CO2處理9d后轉(zhuǎn)入5%O2+10%CO2中的動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏能更有效地控制VC含量的降低，減慢MDA含量上升的速率，明顯減少貯藏后期果實(shí)褐變和腐爛的發(fā)生，并可較好地保持果實(shí)的原有風(fēng)味。說(shuō)明前期經(jīng)高濃度CO2處理的動(dòng)態(tài)氣調(diào)比靜態(tài)氣調(diào)更適合甜櫻桃貯藏保鮮。為了能更好地延緩甜櫻桃衰老、保持果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)，需根據(jù)貯藏目的進(jìn)一步篩選合理的動(dòng)態(tài)氣調(diào)指標(biāo)和處理方法。

SOD、CAT、POD和AsA－POD等是植物酶促防御系統(tǒng)的重要保護(hù)酶，SOD只有與POD或CAT協(xié)調(diào)一致，才能有效地防止自由基的毒害，如果SOD與CAT或POD不能協(xié)調(diào)作用·與H2O2可經(jīng)過(guò)Haber－Weiss或Fenton反應(yīng)形 能夠引起甲硫氨酸產(chǎn)生乙烯的·OH［9］。許多研究報(bào)道和我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，甜櫻桃果實(shí)對(duì)高濃度CO2具有強(qiáng)的忍耐力。但這種忍耐力產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)制卻很少有人去進(jìn)一步探討。在相同的脅迫條件下，不同的植物或器官反應(yīng)各不相同，Anderson等［10］認(rèn)為造成這種差異的關(guān)鍵因素是脅迫條件下活性氧的清除能力。本實(shí)驗(yàn)中兩種氣調(diào)條件下的甜櫻桃果實(shí)在貯藏后期POD活性均急劇上升，80d時(shí)分別達(dá)到采收時(shí)的14.9～18.7倍，SOD活性在貯藏中后期也呈上升的趨勢(shì)，而且動(dòng)態(tài)氣調(diào)條件下貯藏的果實(shí)這兩種酶的活性上升得尤為迅速。說(shuō)明高濃度CO2提高了甜櫻桃果實(shí)的保護(hù)酶活性。同時(shí)，高濃度CO2的CA貯藏還有效地控制了果實(shí)MDA含量的上升和果實(shí)褐變的發(fā)生以及VC含量的下降，尤其是動(dòng)態(tài)氣調(diào)貯藏，經(jīng)過(guò)短時(shí)間高濃度CO2(9d 20%CO2)處理后，不僅果肉pH顯著降低，而且可滴定酸含量顯著增加(P＜0.05)。以往的研究結(jié)果表明:在相對(duì)酸性環(huán)境下，VC含量的下降速度及其它引發(fā)衰老的酶的活性都要降低［6］。由此可以得出這樣的結(jié)論:高濃度CO2在降低甜櫻桃果實(shí)pH、提高可滴定酸含量的同時(shí)，提高了果實(shí)對(duì)活性氧的抵抗機(jī)制，從而抑制了膜脂過(guò)氧化并控制果實(shí)褐變。今后我們將進(jìn)一步研究高濃度CO2氣調(diào)貯藏及其它貯藏條件下甜櫻桃果實(shí)活性氧含量和活性氧清除系統(tǒng)的變化情況。

研究中發(fā)現(xiàn)貯藏期間“艷陽(yáng)”果實(shí)硬度呈上升趨勢(shì)，我們研究過(guò)的其它品種櫻桃果實(shí)在貯藏過(guò)程中也表現(xiàn)出硬度上升的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在其它水果貯藏過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)。Taylor對(duì)此現(xiàn)象的解釋是:低溫抑制了果膠酶的活性，使原果膠得以保持。而水果中高含量的糖能脫掉果膠分子表面的保護(hù)性水合作用層，使果膠分子緊密地交聯(lián)在一起形成凝膠，從而增加硬度［11］。除了這種解釋之外，我們認(rèn)為POD活性的上升可能也是主要原因之一，因?yàn)镻OD除了是重要的保護(hù)酶之外，還可以催化酚類(lèi)前體聚合為木質(zhì)素，催化富含羥脯氨酸糖蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu)形成，起到加固細(xì)胞壁、抵抗病原物入侵的作用。

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Effect of dynamic controlled atmosphere on postharvest physiology，quality and storability of sweet cherry fruits

JIANG Ai－li1，HE Yu－bo1，LAN Xin－zhe2，HU Wen－zhong1，*
(1.Key Laboratory of Biochemical Engineering，The State Ethnic Affairs Commission－Ministry of Education，Collgeg of Life Sciences，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China;2.College of Food Engineering，Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，China)

Sweet cherries(Prunus avium L.cvs Sunburst)were stored in static controlled atmospheres(SCA)，dynamic controlled atmospheres(DCA)and air(CK)at 1℃ to determine the effects of different mode of controlled atmospheres on physiology，quality and storability during storage period.The results showed that in the comparison with CK and SCA，DCA effectively decreased the loss of VCcontent，inhibited browning and decay，increased the amount of fruit acid and maintained fruit intrinsic quality.These indicated that DCA was more suitable than SCA for sweet cherry storage.Meanwhile，fruit stored in SCA and DCA showed rapid increase in peroxidase(POD)activity with the storage，and fruit stored in DCA increased more sharply.

‘Sunburst’sweet cherry;dynamic controlled atmospheres;physiology properties;storability

TS255.3

A

1002－0306(2011)06－0354－04

2010－12－03 *通訊聯(lián)系人

姜愛(ài)麗(1971－)，女，副教授，在讀博士，研究方向:采后生物學(xué)。

遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目;國(guó)家人力資源和社會(huì)保障部留學(xué)人員科技活動(dòng)項(xiàng)目;遼寧省教育廳科研項(xiàng)目(2009S023)。