葡萄冰點測定及冰溫貯藏實驗的研究

尚海濤 凌建剛 朱麟 康孟利 俞靜芬 林旭東

(寧波市農科院農產品加工研究所 寧波 315040)

葡萄冰點測定及冰溫貯藏實驗的研究

尚海濤 凌建剛 朱麟 康孟利 俞靜芬 林旭東

(寧波市農科院農產品加工研究所 寧波 315040)

為了研究葡萄冰溫貯藏技術的適宜性和明確最佳冰溫貯藏溫度，測定分析了果實、果漿和果梗的冰點，研究了不同貯藏溫度對腐爛率及品質的影響。結果表明:果梗的冰點最高，是貯藏溫度的限制性因素；果實和果漿冰點與TSS呈現高度負相關，果漿冰點較果實冰點高約0.7℃，可通過速測TSS來估算果實果漿冰點，但果梗榨汁難度大而無法速測；貯藏溫度越低，腐爛率越低，1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃，90 d腐爛率分別為9.5%、4.9%、3.3%、2.2%，但凍害風險性卻越大，－1～－2℃輕微凍害，－2～－3℃嚴重凍害。葡萄貯藏溫度的確定需首要防止果梗凍害，貯藏溫度以0～－1℃為最佳，而如貯藏對果梗品質無要求，以－2～－3℃為最佳。

食品包裝與儲藏；冰溫貯藏；冰點；葡萄；果梗；貯藏溫度

葡萄，被譽為世界四大水果(蘋果、柑桔和香蕉)之首，是當今世界栽培面積最大、產量最多的水果，汁多味美，含有大量的糖、有機酸、蛋白質、維生素等多種營養(yǎng)物質，具有較高的營養(yǎng)和經濟價值。但葡萄果皮薄，含水量大，組織嬌嫩，在收獲和貯運過程中極易發(fā)生腐爛、脫粒、干梗、褐變等問題[1]。

冰溫貯藏是將食品貯藏在0℃以下至各自冰點的范圍內，是繼機械冷藏、氣調貯藏后的第三代保鮮技術[2]。冰溫貯藏僅借助極限低溫最大限度的抑制果品生命活動，控制果實的衰老進程，是一種安全、綠色保鮮果蔬的新技術。冰溫貯藏的優(yōu)點:1)不破壞細胞，不產生凍害，維持正常的新陳代謝；2)最大限度地抑制有害微生物的活動；3)最大限度地抑制呼吸作用，生理活性降到最低；4)在一定程度上提高水果、蔬菜的品質[3－5]。冰溫的研究起源于二十一世紀梨的貯藏[6]，并在草莓[7]、楊梅、獼猴桃[8]、庫爾勒香梨[9]、冬棗[10]等已有相關研究。但應用最廣的應該是葡萄，因為葡萄最適貯藏溫度普遍認為是0～－1 ℃[11－13]，本身理論上就屬于冰溫貯藏范疇。果品蔬菜的冰點是確定其適宜貯藏溫度的主要參考條件之一[14]，王頡等[14]測定的巨峰，馬奶，玫瑰香葡萄的冰點分別為－2.75℃、－3.37℃、－4.39℃，與－1℃分別相差1.75℃、2.37℃、3.39℃。葡萄冰點的不同似乎并沒有影響到葡萄最適貯藏溫度。導致這一結果的主要原因是葡萄果實連同果梗一起貯藏，僅通過測定葡萄果實冰點來判定冰溫貯藏溫度并不準確。

本文測定分析了多種不同產地、不同品種的葡萄果實果漿果梗冰點，研究分析了葡萄冰溫貯藏過程中腐爛率及品質變化，以期為葡萄的冰溫貯藏提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試材及處理

1)試材

冰點測定用紅地球、鄞紅、紅富士、巨玫瑰、紅玫瑰等葡萄采摘于寧波及周邊各葡萄基地。貯藏實驗用紅地球葡萄采摘于象山曉塘葡萄基地。

2)處理

挑選無機械傷、無腐爛、無霉變、成熟度一致的葡萄，用30 μm PE袋包裝，每袋5 kg，預冷后，加入5＋1紅地球專用保鮮劑(國家農產品保鮮工程技術研究中心提供)，然后隨機分成4組，分別貯藏于1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃四個溫度庫中，每15 d取樣進行感官評價和指標測定。

1.2 測定方法

果實冰點測定采用杭州路格溫濕度自動記錄儀LGR-wsd20進行，將溫度探頭直接完全插入葡萄果實中，果實較小的將兩果疊加并用塑料袋包緊，然后將葡萄果實連同溫度探頭放入－20℃冰箱中，并記錄溫度的變化。果漿果梗冰點測定前先打漿粉碎，用塑料袋包緊，其它測定過程同果實冰點測定；腐爛率＝(腐爛果數/總果實數)×100%；失重率＝[(貯前質量－測后質量)/貯前質量]×100%；可溶性固形物(TSS)的測定采用日本Atago PAL-1便攜式數顯折射計測定；可滴定酸(TA)采用氫氧化鈉滴定法測定，以蘋果酸計；呼吸強度采用丹麥丹圣Checkmate PS II氧氣二氧化碳測試儀測定；硬度采用日本竹村FHM-1硬度計測定去皮后的果肉，下壓距離5 mm。丙二醛(MDA)采用硫代巴比妥酸的方法測定[15]。感官品質的測定通過觀察果實果梗的凍害、水浸狀、褐變等情況，以無或正常、輕微、明顯等進行簡單記錄。

1.3 統(tǒng)計分析

冰點、腐爛率和果漿TSS等指標平行測定三次，果實TSS、硬度平行測定六次，結果以平均值±標準差表示，數據統(tǒng)計分析采用SPSS統(tǒng)計軟件，差異顯著性檢驗采用鄧肯多重比較法，差異顯著性水平為0.05。

2 實驗結果與討論分析

2.1 葡萄冰點測定曲線

圖1為溫度計記錄的葡萄果實果漿果梗冰點測定曲線。樣品溫度先隨時間快速下降，降至冰點以下時，由于樣品發(fā)生相變釋放潛熱的物理效應，汁液仍不結冰，出現過冷現象(supercooling)，隨后溫度回升至某一點，即冰點(freezing point)，此后樣品開始結冰，溫度再次緩慢下降。由圖1可知，紅地球果實果漿果梗的冰點分別為－3.6℃、－2.9℃、－1.7℃。果梗的冰點最高，冰溫貯藏時最易發(fā)生凍害現象。也因此，葡萄冰溫貯藏溫度決定于果梗的冰點，而不是果實和果漿。

圖1 紅地球葡萄冰點測定曲線Fig.1 The freezing point measurement curve of red globe grape

2.2 葡萄冰點與TSS的關系

葡萄果實果漿果梗冰點測定結果如表1和圖2所示。由圖2可知，果實果漿冰點都與TSS呈高度負相關，其回歸方程分別為y＝－0.325x＋1.911(r＝－0.930**)和 y＝ －0.303x＋2.236 (r＝－0.858**)，而果梗冰點與果實TSS相關性不顯著(r＝－0.224，P＞0.05)。果實和果漿TSS相似(表1)，對于不同品種、不種產地的葡萄可以通過速測果實或果漿TSS并利用果實TSS與冰點之間建立的回歸方程估算冰點。此方法既方便又準確，可適用于大多數的果蔬，但葡萄冰溫貯藏更需要依據果梗冰點－1.5～－2.0℃。理論上，果梗冰點應與果梗TSS具有更高的相關性，但因果梗榨汁難度大，TSS難以迅速測定，回歸方程未建立。

2.3 冰溫貯藏對葡萄腐爛率和感官品質的影響

葡萄在貯藏過程中易受微生物的侵染而發(fā)霉腐爛，其中灰霉病－5℃下仍可生長，危害最嚴重。由圖3可知，溫度對腐爛率的影響前30 d差異不顯著(P＞0.05)，之后的影響差異顯著(P＜0.05)。

無論是冰溫還是非冰溫，貯藏溫度越低，果實的腐爛率越低，貯藏90 d，1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃的腐爛率分別為9.5%、4.9%、3.3%、2.2%。由表2可知，即使－2～－3℃的低溫也不會對果實感官品質產生任何影響，但會使果梗出現凍害現象，表現為水浸狀，易失水變干，褐變甚至變黑。 －1～－2℃葡萄果梗僅輕微凍害，但由果梗冰點測定結果可知－1～－2℃屬果梗凍害臨界溫度。因而由果梗判斷葡萄的最適貯藏溫度為0～－1℃。但同時可知，紅地球葡萄貯藏過程中普遍存在果梗頂部失水以及由此導致的褐變現象，果梗保鮮難度較果實更大，如不考慮果梗保鮮，最低貯藏溫度可設置為－2～－3℃。

表1 不同品種不同產地葡萄冰點測定結果Tab.1 The freezing points of different cultivars and regions of grape

圖2 葡萄冰點與TSS的關系Fig.2 The relationship between the freezing point and TSS in grape

2.4 冰溫貯藏對葡萄貯藏品質的影響

由表3可知，貯藏溫度越低，TSS、TA、硬度越高，果實MDA含量越低，低溫有助于保持品質，延緩衰老；－2～－3℃的失重率是其它組的3倍多，與果梗受凍易變干相一致；貯藏溫度越低，果實呼吸強度和果梗呼吸強度越高，但－2～－3℃的果實呼吸強度較高，果梗呼吸強度卻最低，可能是由于果實未凍害而果梗受凍組織死亡所致，同時由表可知，葡萄的果梗呼吸強度約10倍于果實的呼吸強度，果梗較果實更易衰老。

圖3 冰溫貯藏對葡萄果實腐爛率的影響Fig.3 Effect of ice temperature storage on the rate of decay of grape

3 結論

冰溫貯藏的原理是果蔬等活體內含有糖、酸、醇類、鹽類、多糖、氨基酸、肽類、可溶性蛋白質等許多成分，而各種天然高分子物質及其復合物以空間網狀結構存在，使水分子的移動和接近受到一定阻礙而產生凍結回避，因而細胞液不同于純水，冰點一般在－0.5～－3.5℃[16]。葡萄冰點測試結果證實了以上兩點。TSS為果實中能溶于水的糖、有機酸等具有折光性的物質占果實總質量的百分率，冰點與TSS呈高度負相關。對于不同品種、不種產地的葡萄可以通過速測果實TSS并利用回歸方程迅速估算冰點，與相關研究一致[14，17－18]。同時研究表明，葡萄果實冰點較果漿冰點低約0.7℃，表明果實高分子物質空間結構的破壞，水分子的移動和接近的阻力減弱，冰點上升。這一結果也與相關研究一致，王頡等[14]報告認為馬奶葡萄冰點比果汁的冰點低1.20℃；鴨梨果實的冰點比果汁的冰點低0.26℃；但番茄和番茄汁的冰點溫度均為－1.07℃，認為可能與番茄果實TSS含量較低有關。申春苗等[17]研究發(fā)現活體梨果實的冰點溫度低于果實汁液的冰點溫度，認為活組織結冰時首先在細胞間隙形成冰晶，活體細胞會阻礙冰晶的擴大，所以結冰較為困難，因而造成活體果實的冰點溫度低于果實汁液的冰點溫度。但實驗發(fā)現導致這一差值的原因并不一定是活組織和死組織，即便同為活組織，只要組織結構被破壞其冰點溫度也會改變，如果實和果漿，更確切的說是空間結構影響果實的冰點。

表2 冰溫貯藏對葡萄感官品質的影響Tab.2 Effect of ice temperature storage on sensory quality of grape

表3 冰溫貯藏對葡萄貯藏90 d品質的影響Tab.3 Effect of ice temperature storage on storage quality or grape at 90 d

冰點高低順序為果梗＞果漿＞果實，果梗冰點溫度最高，是限制葡萄貯藏溫度的決定性因素。如紅地球葡萄果實果漿果梗的冰點分別為－3.6℃、－2.9℃、－1.7℃(如圖1)。果實在－3.6℃ ～0℃不會結冰，果梗在－1.7～0℃不會結冰，但果梗在－2.9～－1.7℃范圍內就會結冰，出現凍害。紅地球果梗冰溫帶為－1.7～0℃，為防止冷庫波動導致凍害，貯藏溫度下限一般比冰點溫度高，如高出0.5℃，如－1.2～－0.2℃。與公認的葡萄貯藏最適溫度0～－1℃或相關葡萄冰溫貯藏溫度－0.3±0.3℃[19]和－0.5～－0.2℃[20]基本一致。

無論是冰溫還是非冰溫，貯藏溫度越低，果實腐爛率越低，冰溫貯藏簡單的說就是低溫貯藏在0℃以下的延續(xù)。－2～－3℃更有利于保持果實品質，延緩衰老，未見果實凍害現象發(fā)生，但卻會使果梗受凍、水浸狀、易變干、褐變甚至變黑。 －1～－2℃輕微凍害，且由冰點測定結果可知－1～－2℃屬凍害臨界溫度，此溫度下貯藏存在極大的風險。葡萄冰溫貯藏溫度受限于果梗，而果梗的呼吸強度又約為果實呼吸強度的10倍，普遍存在失水褐變現象，保鮮難度更大。因而，對于普通冷藏庫，冰溫貯藏溫度仍以0～－1℃最為適宜，這一結果雖然與吾爾尼沙·卡得爾等[21]的研究結果一致，但原因并不完全相同，他們報告認為－1℃能夠較好的保持紅地球葡萄果實在貯藏期間果肉細胞的完整性，而并未提及果梗凍害現象。對于冰溫庫貯藏，空庫時庫內溫度波動在±0.3℃，滿載時庫內波動只有±0.05℃[22]，因而下限溫度和溫度范圍都可適當下調。而對于果梗保鮮要求低或加工用葡萄貯藏，可進行“干梗貯藏”，最低可設置為－2～－3℃，這種情況下，果梗將受凍，果實不會受凍。

綜合以上所述，可得出以下結論:1)葡萄果實果漿冰點都與TSS高度負相關，只要速測出TSS，即可推算出冰點溫度，葡萄果實冰點比果漿冰點約低0.7℃，TSS和空間結構是影響冰點的兩個主要因素；2)葡萄冰點高低順序為:果梗＞果漿＞果實，果梗的冰點溫度最高，為－1.5～－2.0℃，是限制葡萄貯藏溫度的決定性因素；3)簡單的說，冰溫貯藏是低溫貯藏在0℃以下的延續(xù)，貯藏溫度越低，果實腐爛率越低，貯藏品質越好。 －2～－3℃貯藏腐爛率最低，但果梗卻明顯凍害，貯藏溫度的設置需先防止果梗凍害的發(fā)生；4)對于普通冷藏庫，冰溫貯藏溫度以0～－1℃最為適宜，對于控溫精度較高的冰溫庫下限溫度和溫度波動范圍都可適當下調，而對于果梗保鮮要求低或加工用葡萄，最低可設置為－2～－3℃。

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Study on the Freezing Points and Ice Temperature Storage of Grape

Shang Haitao Ling Jiangang Zhu Lin Kang Mengli Yu Jingfen Lin Xudong

(Institute of Agricultural Products Processing，Ningbo Academy of Agricultural Sciences，Ningbo，315040，China)

To study on the suitability of ice temperature storage in grape and define the optimal storage temperature，the freezing points of fruit grain，fruit pulp and fruit stem were measured and the changes of the decay rate and storage quality of grape stored at different storage temperatures were investigated.The results showed that the stem freezing point was the highest，which was the decisive factor to limit storage temperature；both grain and pulp freezing points were highly negatively correlated with TSS，and the pulp freezing point was higher than that of grain about 0.7℃，their freezing points could be estimated quickly by measuring TSS，except stem，which was difficulty to squeeze juice；the lower the temperature，the lower the decay rate，which was 9.5%，4.9%，3.3%，2.2%respectively at 1～0℃、0～－1℃、－1～－2℃、－2～－3℃ for 90d，but the greater risk to freeze，at－1～－2℃ slightly freezed and at－2℃ ～－3℃ severely freezed.In order to decide the grape storage temperature，It was critical to prevent stem being freezed.The optimal storage temperature was 0～－1℃，if there was no stem quality requirements，the optimal storage temperature could be－2～－3℃.

package and preservation of food；ice temperature storage；freezing point；grape；fruit stem；storage temperature

TS255.3；S609＋.3

A

0253－4339(2014)05－0055－06

10.3969/j.issn.0253－4339.2014.05.055

尚海濤，男(1982－)，博士/農藝師，寧波市農科院農產品加工研究所，(0574)87933027，E-mail:shanghaitao163＠163.com。研究方向:農產品貯藏與加工。現在進行的研究項目有:國家科技支撐計劃項目(2012BAD38B01)。

2013年12月23日

About the corresponding author

Shang Haitao(1982－)，male，Ph.D./agronomist，Institute of Agricultural Products Processing，Ningbo Academy of Agricultural Sciences，(0574)87933027，E-mail:shanghaitao163＠163.com. Research fields:storage and processing of agricultural products. The project was supported by the Key Technologies R＆D Program of China(No.2012BAD38B01).