高氧處理對采后桑椹呼吸強度及其保鮮效果的影響

殷 浩,佟萬紅,劉 剛,*,王振江,李 勇,黃蓋群,危 玲

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)研究所，四川南充 637000；2.四川省蠶業(yè)科技開發(fā)總公司，四川南充 637000；3.廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東廣州 510610；4.湖北省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，湖北武漢 430064)

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高氧處理對采后桑椹呼吸強度及其保鮮效果的影響

殷 浩1,2,佟萬紅1,劉 剛1,*,王振江3,李 勇4,黃蓋群1,危 玲1

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)研究所，四川南充 637000；2.四川省蠶業(yè)科技開發(fā)總公司，四川南充 637000；3.廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東廣州 510610；4.湖北省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，湖北武漢 430064)

為探索高氧氣調處理對采后桑椹的保鮮效果,以果桑品種“蜀椹1號(Mours alba L)”為材料,研究了成熟桑椹在空氣、25%、50% O2、75%和100% O2條件下貯存10d過程中呼吸強度和品質的變化。結果表明,高氧處理可以顯著降低桑椹的呼吸強度、腐爛指數(shù)和失重率,并顯著提高其硬度、可滴定酸、可溶性固形物、總酚物質和黃酮類化合物,且隨著氧氣濃度的增大,其效果愈發(fā)顯著。本文為高氧氣調貯藏技術在桑椹保鮮中的應用提供依據(jù)。

桑椹,高氧處理,呼吸強度,保鮮

近十年,我國果桑產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,大量桑椹相關產(chǎn)品也已上市流通,并深受消費者喜愛,但桑椹作為一種漿果,其成熟期短,上市較集中,加之果實柔軟多汁、果皮無保護層,易受病害侵染,易霉變,極不耐貯藏和運輸,造成采后損失非常嚴重,嚴重制約了桑椹相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)階段,關于桑椹貯存方面的研究較多,基本以低溫、氣調、防腐殺菌劑為主[1]。在生產(chǎn)上基本以冷凍作為貯存手段,但冷凍方法不僅耗能大,而且容易發(fā)生“凍害”現(xiàn)象,較嚴重的影響了桑椹的品質。

氣調保鮮,在一定的封閉體系內(nèi),通過各種調節(jié)方式得到不同于正常大氣組分的調節(jié)氣體,抑制導致食品變敗的生理生化過程及微生物的活動,達到儲藏保鮮的目的。但是,由于新鮮水果的呼吸性質,傳統(tǒng)氣調易造成有害的厭氧條件(O2小于2%和CO2大于20%)。O2濃度過低導致水果無氧呼吸增強,過多地消耗了體內(nèi)養(yǎng)分,影響了水果的品質和營養(yǎng)價值。同時,無氧呼吸所生成的乙醛和乙醇等異味物質還會影響水果的風味[2]。

高氧處理是近年來提出的一種新型果蔬防腐保鮮技術,可彌補傳統(tǒng)氣調在果蔬貯藏過程中易發(fā)生低O2和高CO2傷害的缺點,在一定程度上減少了對采后果蔬品質的不利影響。自從英國學者Day等[3]于1996年提出采后果實的自發(fā)氣調貯藏包裝(MAP)技術以來,國內(nèi)外有關高氧對園藝產(chǎn)品采后的生理影響的研究逐漸增多。研究結果表明,高氧處理對不同的果蔬的保鮮效果不同,它對葡萄柚、檸檬、鮮切蘑菇、荔枝、香蕉等的保鮮效果較差,甚至會起到反作用；而對桃、蘋果片、鮮切梨、枇杷、草莓等卻表現(xiàn)出極好的保鮮效果[4-11]。

本文研究了高氧處理對桑椹采后品質的影響,以探索高氧對桑椹保鮮的作用,為高氧氣調貯藏技術在桑椹保鮮中的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料 果桑品種為“蜀椹1號”成熟果實,2014年5月8日采摘于四川省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)研究所果?；?。采摘時選擇標準果型、無機械損傷、無腐爛、無病蟲害和成熟度一致的果實置于3kg冷藏箱中,及時運回實驗室處理。

1.1.2 儀器 FT-011型果實硬度計 探頭直徑為8mm,意大利 Fruit TestTM；WYT型手持折光儀 上?？茣钥茖W儀器有限公司；LI-6262 CO2/H2O分析儀 北京市華云分析儀器研究所有限公司。

1.2 實驗方法

預冷至5℃后放入寬底玻璃瓶中,每層1kg,共放3層,層間以輕便的塑料網(wǎng)隔離,密封后在(5±1)℃下分別用空氣(CK)、25% O2、50% O2、75% O2、100% O2氣流連續(xù)處理10d,氣流先通過蒸餾水瓶加濕,流速為40mL/min,每個處理重復3次。貯藏期間從各處理重復中定期隨機取樣200g(約50個)測定指標,并從中隨機取樣20個桑果,測定其呼吸強度、硬度、腐爛指數(shù)、失重率,其平均值為1個數(shù)據(jù)；剩余桑果混合后測定可滴定酸、可溶性固形物、VC、總酚和黃酮類化合物含量。

失重率:失重率(%)=[(貯前果實質量一貯期測定果實質量)/貯前果實質量]×100

腐爛指數(shù):以桑椹果實表面出現(xiàn)水漬狀病斑作為果實腐爛的判別依據(jù)。按果實腐爛面積大小將果實劃分為4級:0級,無腐爛；1級,果面有1～3個小腐爛斑點；2級,腐爛面積占果實面積的25%～50%；3級,腐爛面積大于果實面積的50%。

果實硬度:用果實硬度計測定,每次取10個果實,每果取兩個對稱部位測定。

可溶性固形物含量用手持折光儀測定；可滴定酸含量用堿滴定法,結果以檸檬酸百分數(shù)表示[12]；維生素C含量用2,6-二氯靛酚法[13]；總酚含量采用Folin-Ciocalteu試劑法測定[14]；黃酮類化合物含量:采用比色法測定[15]；呼吸強度:參照劉亭等[16]的方法將500g桑椹在真空干燥器中密封2d,CO2初始濃度和最后濃度的差值即為這段時間內(nèi)桑椹的交換量(μmol·mol-1),換算后得出呼吸強度(mg·g-1·h-1)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用EXCEL2010和SAS9.0進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 高氧處理對桑椹呼吸強度、腐爛指數(shù)、失重率及硬度的影響

隨著貯存天數(shù)的增加,在CK條件下桑椹的呼吸強度呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢,而在高氧條件下(25% O2、50% O2、75% O2、100% O2)則呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢,且隨著氧氣濃度的增高,其呼吸強度也呈顯著性(p<0.05)遞減。在第2d時,CK的呼吸強度顯著性低于高氧處理；在第4d時,CK與50%和75%間沒有顯著性差異,但顯著高于100%,且顯著低于25%；從第6d開始,CK顯著高于高氧處理。在貯存第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹的呼吸強度分別為71.10、47.83、43.23、36.97、32.67mg·g-1·h-1。Barker等[17]認為高氧抑制了三羧酸(TCA)循環(huán)中順烏頭酸酶的活性,導致檸檬酸無法轉化成酮戊二酸；但Srilaong等[18]等認為高氧可能抑制了TCA循環(huán)中琥珀酸脫氫酶(SDH)活性,抑制琥珀酸向延胡索酸的轉化,進而對呼吸起抑制作用；Yip等[19]還認為當氧濃度超過呼吸鏈末端氧化酶飽和濃度時,O2對呼吸速率起負反饋抑制作用。高氧處理對桑椹呼吸強度的抑制機理還需進一步研究。

隨著貯存天數(shù)的增加,各貯存條件下桑椹的腐爛指數(shù)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。第2d時,高氧處理的桑椹的腐爛指數(shù)顯著高于CK,100%條件下與75%沒有顯著差異,但顯著低于25%和50%；在第4d時,CK、75%和25%、50%間沒有顯著差異,但前者顯著低于后者,且均顯著低于100%；從第6d開始,CK顯著高于高氧處理,且隨著氧氣濃度的增高,其腐爛指數(shù)也顯著性降低,但在第6d和第8d時,25%和50%間沒有顯著差異。在貯存第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹的腐爛指數(shù)分別為33.73%、25.33%、21.07%、17.93%和14.60%。這應該與高氧處理導致病原微生物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生增加,促進膜脂的過氧化作用,抑制了果蔬中腐敗微生物的離體生長[20-21],或與高氧誘導果實本身抗病相關酶活性的提高和抗病相關物質的積累,從而提高果實的抗病性有關。

隨著貯存天數(shù)的增加,各貯存條件下桑椹的失重率也呈逐漸增大的趨勢,且隨著氧氣濃度的增大,其失重率也基本顯著性遞減。在第2d時,高氧處理顯著高于CK,但25%和50%間沒有顯著差異；在第4d時,CK和25%間沒有顯著差異,但均顯著高于其它各處理；從第6d開始,高氧處理顯著低于CK。在貯存第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹的失重率分別為9.62%、6.54%、5.54%、4.91%和4.54%。這應該是高氧處理降低了桑椹的呼吸強度,間接降低了桑椹水分的消耗。

隨著貯存天數(shù)的增加,各貯存條件下桑椹的硬度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,且隨著氧氣濃度的增大,其硬度也呈增高趨勢。在第2d時,CK顯著高于高氧處理,25%、50%和75%、100%間沒有顯著差異,但前者顯著低于后者；在第4d時,25%、50%和CK、50%間沒有顯著差異,但CK仍顯著高于25%；從第6d開始,CK顯著低于高氧處理,25%和50%間沒有顯著差異。在貯存第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹的硬度分別為8.07、8.69、8.70、9.33、9.48N·cm-2。

這可能是高氧處理能降低桑椹的呼吸強度,抑制果皮軟化。

2.2 高氧處理對桑椹中可滴定酸、可溶性固形物和VC含量的影響

隨著貯存天數(shù)的增加,在CK條件下桑椹的可滴定酸含量呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢,而高氧處理則主要呈現(xiàn)降低的趨勢。在第2d時,高氧處理間沒有顯著差異,但均顯著低于CK；在第4d時,CK仍顯著高于高氧處理,50%、75%和100%間沒有顯著差異,但顯著高于25%；從第6d開始,75%和100%間沒有顯著差異,但基本顯著高于其它各處理。在貯存第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹的可滴定酸含量分別為0.34%、0.37%、0.41%、0.44%和0.47%。

圖2 高氧處理對桑椹中可滴定酸、可溶性固形物和維生素C含量的影響Fig.2 Effect of high oxygen treatment on the contents of titraTableacidity,soluble solids and vitamin C in mulberry

隨著貯存天數(shù)的增加,在各貯存條件下桑椹的可溶性固形物含量呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢。在第2d時,CK顯著高于高氧處理；從第4d開始,CK顯著低于高氧處理,且基本隨著氧氣濃度的增大,其可溶性固形物含量也隨之顯著增高。在貯存第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹的可溶性固形物含量分別為6.30%、7.47%、8.23%、8.67%和9.37%。

隨著貯存天數(shù)的增加,桑椹中VC含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在第2d時,CK的VC含量顯著高高氧處理；第4d時,CK、75%和100%間沒有顯著差異,且均顯著高于25%和50%；第6d以后,CK顯著低于高氧處理,且隨著氧氣濃度的增大,其VC含量也基本隨之顯著增高。第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹中VC含量分別為13.13、18.07、20.20、22.10、24.37mg·100g-1。

由于碳水化合物和有機酸是果實的主要呼吸基質,而且果實的蒸騰失水和呼吸消耗是桑椹貯藏期間失重的主要原因,而高氧處理能抑制桑椹的呼吸強度,所以保持桑椹的可滴定酸和可溶性固形物含量。

2.3 高氧處理對桑椹中總酚和黃酮類化合物含量的影響

隨著貯存天數(shù)的增加,桑椹中總酚含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,均在第4d時達到最大,且隨著氧氣濃度的增大,其總酚含量也隨著顯著增高,第4d以后尤為明顯。第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹中總酚含量分別為309.80、351.23、385.93、400.30、432.03mg·100g-1。

圖3 高氧處理對桑椹中總酚和黃酮類化合物含量的影響Fig.3 Effect of high oxygen treatment on the contents of total phenolics and flavonoid in mulberry

隨著貯存天數(shù)的增加,桑椹中黃酮類化合物含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,且均在第2d時達到最大。在第2d和第4d時,CK均顯著高于高氧處理；在第6d時,各處理間沒有顯著差異；第8d和第10d時,CK顯著低于高氧處理,75%和100%間沒有顯著差異,且高于25%和50%；第10d時,100%顯著高于50%和CK,且50%也顯著高于CK。第10d時,CK、25%、50%、75%和100%處理條件下,桑椹中總酚含量分別為0.17%、0.19%、0.21%、0.25%和0.26%。

高氧處理可能是通過提高桑椹中保護酶活性,達到保護桑椹品質的結果,也降低了利用桑椹中的抗氧化物質,如黃酮類物質、多酚、VC等物質的消耗。

3 結論

高氧處理對采后的桑椹的品質具有顯著的保護作用,且隨著氧氣濃度的增大,其保護效果愈發(fā)顯著。高氧處理可以顯著降低桑椹的呼吸強度、腐爛指數(shù)和失重率,并顯著提高其硬度、可滴定酸、可溶性固形物、總酚物質和黃酮類化合物,且100% O2處理效果最佳。

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Effect of high oxygen treatment on the respiratory rate and preservation of mulberry

YIN Hao1,2,TONG Wan-hong1,LIU Gang1,*,WANG Zhen-jiang3,LI Yong4,HUANG Gai-qun1,WEI Ling1

(1.The Sericultural Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Nanchong 637000,China;2.Sericulture Technology Development Corporation in Sichuan Province,Nachong 637000,China;3.The Sericulture and Farm Products Processing Research Institute of Guangdong,Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou 510610,China;4.Institute of Economic Crops,Hubei Academy of Agricultural Science,Wuhan 430064,China)

In this paper,the effect of high oxygen treatment on respiratory rate and quality of mulberry during storage time were discussed.Freshly harvested mulberry(Mours alba L)were placed in jars respectively with air,25% O2,50% O2,75% O2and 100% O2at 5℃ for 10d,and its respiratory rate and main qualities were detected.The results indicated that high oxygen treatments could significantly reduce the respiratory rate,the decay index,weight loss,while significantly improved its hardness and the contents of titraTableacidity,soluble solids,vitamin C,total phenolic substances and flavonoids,of mulberry in the storage time. The effect were increasingly significant with the oxygen concentration increases.

mulberry;high oxygen treatment;respiratory rate;preservation

2014-07-10

殷浩(1980-),男,碩士,副研究員,主要從事蠶桑綜合利用方面的研究。

*通訊作者:劉剛(1974-),男,博士,研究員,主要從事桑樹栽培育種及綜合利用方面的研究。

四川省財政創(chuàng)新能力提升工程青年基金項目(2014QNJJ-015);四川省創(chuàng)新能力提升工程專項資金項目(2014CGPY-012)；四川省創(chuàng)新能力提升工程專項資金項目(2013XXXK-016)；四川省技術創(chuàng)新項目計劃(2013019)。

TS255.3

A

:1002-0306(2015)09-0306-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.09.058