包裝、臭氧和保鮮劑處理對‘大紅袍’鮮花椒呼吸強(qiáng)度與貯藏效果的影響

景娜娜,李 華,李 珍,魏安智,2,馬艷萍,2,*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院,陜西省經(jīng)濟(jì)植物資源開發(fā)利用重點實驗室,陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院,國家林業(yè)局花椒工程技術(shù)研究中心,陜西楊凌 712100)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim)因其具有豐富的營養(yǎng)和獨(dú)特的麻味在食品中被廣泛應(yīng)用。我國以陜西鳳縣、韓城以及重慶江津和四川漢源等地為花椒的主要產(chǎn)區(qū)[1-2]。近年來,鳳縣‘大紅袍’鮮花椒由于其獨(dú)特的地域優(yōu)勢,具有粒大、清香濃郁和麻味持久等特點[3],消費(fèi)量逐年增加,但其常溫貯藏期僅2～4 d,低溫也僅維持18 d左右,無法滿足消費(fèi)者對鮮花椒日益旺盛的需求。鮮花椒貯藏壽命的延長能顯著提高其附加值,具有非常廣闊的市場前景。目前,有關(guān)鮮花椒保鮮方面極少報道,主要集中在溫度、氣調(diào)包裝和保鮮劑對青花椒貯藏效果的影響方面[4-5]。李一卓[4]發(fā)現(xiàn),鮮青花椒臭氧消毒30 min后經(jīng)殼聚糖涂膜,并采用5% O2+15% CO2+80% N2氣調(diào)條件,0 ℃下保存30 d,保鮮工藝較為復(fù)雜且可操作性不強(qiáng)。有關(guān)‘大紅袍’鮮花椒的保鮮技術(shù)僅有蔣云華[6]關(guān)于韓城‘大紅袍’采用小環(huán)境氣調(diào)技術(shù)的報道?？梢?尋求延長‘大紅袍’鮮花椒貯藏壽命的適宜保鮮技術(shù)是十分必要。

適宜自發(fā)氣調(diào)包裝能夠利用果蔬自身的呼吸作用和塑料薄膜的透氣性能,自行調(diào)節(jié)密封環(huán)境中氧氣和二氧化碳含量,延長果蔬的貯藏壽命。聚乙烯(PE)包裝具有價格低、韌性強(qiáng)等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于果蔬采后保鮮領(lǐng)域[7]。臭氧(O3)及不同種類保鮮劑處理如二氧化氯(ClO2)和雙乙酸鈉(C4H7NaO4)因其自身的優(yōu)良特性,在果蔬貯藏中得到廣泛應(yīng)用。O3處理能夠減弱果蔬的呼吸強(qiáng)度,延緩衰老[8],對采后葡萄[9]和蘋果[10]等具有良好保鮮作用,其保鮮效果隨濃度的不同存在差異[11]。不同濃度ClO2氣體處理可顯著降低青椒褐變率[12]和龍眼果皮的褐變程度[13],并對采后蘋果具有明顯保鮮效果[14]。C4H7NaO4為新型多功能、綠色、高效的防腐劑和食品添加劑,廣泛用作食品保鮮和防霉方面[15],其復(fù)合保鮮劑對保持荔枝感官品質(zhì)具有積極作用[16]。目前,有關(guān)不同厚度PE包裝和不同濃度O3、ClO2和C4H7NaO4處理對‘大紅袍’鮮花椒的保鮮研究未見報道。

為此,本研究以鳳縣‘大紅袍’鮮花椒為材料,經(jīng)不同厚度PE包裝(PE20(厚度20 μm)、PE30(厚度30 μm)、PE50(厚度50 μm))、不同濃度O3及保鮮劑ClO2和C4H7NaO4處理,研究鮮花椒冷藏期間呼吸強(qiáng)度、褐變率及感官品質(zhì)的動態(tài)變化差異,旨在篩選鮮花椒的適宜包裝與保鮮處理方法,為其貯藏保鮮提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

由綠轉(zhuǎn)紅且香味形成的初熟期鳳縣‘大紅袍’鮮花椒 于2017年6月23日采摘至陜西鳳縣,采摘后挑選顆粒飽滿、色澤鮮亮的無霉?fàn)€樣品,采用塑料筐加冰運(yùn)回西北農(nóng)林科技大學(xué)實驗冷庫進(jìn)行處理;ClO2北京華星公司;C4H7NaO4上海源葉生物科技有限公司;MA包裝袋 規(guī)格為25 cm×15 cm,種類PE20(厚度20 μm)、PE30(厚度30 μm)、PE50(厚度50 μm);包裝袋 購于天津保鮮工程中心。

XM系列臭氧發(fā)生器 青島欣美公司;TEL 7001型二氧化碳檢測儀 美國Telaire公司。

1.2 樣品處理

1.2.1 不同厚度薄膜包裝處理對鮮花椒呼吸強(qiáng)度和貯藏效果的影響 將鮮花椒于室內(nèi)通風(fēng)處攤晾3 h,散去田間熱后于(0±0.5) ℃冷庫中預(yù)冷24 h,采用PE20、PE30和PE50包裝后繼續(xù)于(0±0.5) ℃貯藏。每處理30包,每包250 g。

1.2.2 不同濃度O3與保鮮劑處理對鮮花椒呼吸強(qiáng)度和貯藏效果的影響 將鮮花椒于(0±0.5) ℃冷庫中預(yù)冷12 h后進(jìn)行保鮮處理:(a)O3處理:將2.5 kg鮮花椒采用5、15、30 mg/L O3熏蒸處理10 min,臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量為15000 mg/h。(b)ClO2處理:將2.5 kg鮮花椒采用15、40、80 mg/L ClO2溶液浸泡10 min,晾干表面水分待用;(c)C4H7NaO4處理:取2.5 kg鮮花椒采用100、200、400 mg/kg C4H7NaO4浸泡10 min,晾干表面水分待用;(d)對照:未經(jīng)過任何處理。O3與ClO2濃度的設(shè)定建立于金橘、蜜桃等果品上的研究結(jié)果[11,17-20];C4H7NaO4濃度設(shè)定建立在前期預(yù)試驗的基礎(chǔ)上。每濃度處理3個重復(fù),處理后將樣品移入(0±0.5) ℃冷庫預(yù)冷24 h,采用PE20袋包裝后繼續(xù)于該條件下貯藏,每包150 g。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 呼吸強(qiáng)度 包裝處理鮮花椒于0、5、8、14、17、20、23、26、32 d,臭氧與保鮮劑處理鮮花椒于0、6、12、18、24、30、36 d時,隨機(jī)取每處理每重復(fù)樣品共3袋采用二氧化碳檢測儀于(0±0.5) ℃冷庫中測定。

1.3.2 褐變率 包裝處理鮮花椒于0、11、26、32 d,臭氧與保鮮劑處理鮮花椒于24、30、36、42、48 d時,隨機(jī)取樣3袋,記錄花椒褐變情況并計算褐變率。褐變率(%)=褐變花椒質(zhì)量/鮮花椒總質(zhì)量×100。

1.3.3 感官品質(zhì) 包裝處理鮮花椒于0、11、26、32 d,臭氧與保鮮劑處理鮮花椒于0、24、36、48 d時隨機(jī)取每處理每重復(fù)樣品共3袋,10人評分小組分別對其色澤、香氣、霉變和褐變四項分別進(jìn)行打分,每項分值取平均值,各項權(quán)重分別占綜合評分的25%。

表1 鮮花椒感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory quality rating criteria of fresh Zanthoxylum

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2010軟件處理,用SPSS Statistics 23.0分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)為三個重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,采用Duncan的新復(fù)極差法檢驗不同處理間在0.05水平上的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒呼吸強(qiáng)度和貯藏效果的影響

2.1.1 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒呼吸強(qiáng)度的影響 呼吸強(qiáng)度是反映果蔬貯藏性能的一個重要指標(biāo)[21]。不同厚度薄膜包裝鮮花椒貯藏期間呼吸強(qiáng)度總體呈現(xiàn)下降趨勢(圖1)。貯藏初期,各處理呼吸強(qiáng)度均迅速下降,貯藏5 d與0 d相比,PE20、PE30和PE50包裝下降率分別為94.09%、76.51%和78.63%,以PE20包裝的下降幅度最大,低溫條件下呼吸強(qiáng)度的迅速降低減緩了鮮花椒內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)的消耗,提供了利于其貯藏的生理條件[22];貯藏14 d內(nèi),PE20包裝的呼吸強(qiáng)度顯著低于其他處理(p<0.05);之后各處理的呼吸強(qiáng)度保持平穩(wěn)狀態(tài)。

表2 不同包裝對鮮花椒感官品質(zhì)的影響Table 2 Effect of different packages on sensory quality of fresh Zanthoxylum

圖1 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒呼吸強(qiáng)度的影響

2.1.2 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒褐變率的影響 貯藏期間,PE20包裝鮮花椒的褐變率持續(xù)顯著低于PE30與PE50包裝(p<0.05),PE30抑制褐變的效果次之(圖2);貯藏26 d時,PE20包裝的褐變率僅為24.90%,顯著低于PE30(68.85%)與PE50(78.52%)包裝(p<0.05),之后各處理鮮花椒褐變率迅速增加。表明,PE20包裝對抑制鮮花椒的褐變具有顯著的積極作用,這可能是由于PE20包裝透濕性和透氧性強(qiáng),能夠較好維持鮮花椒緩慢生命代謝適宜的氣體組成,而PE30與PE50包裝抑制褐變效果較差(圖2),則可能是因其較厚而透氣性差,使鮮花椒長期處于高濕、高二氧化碳和無氧呼吸環(huán)境所致[23-24]。

圖2 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒褐變率的影響

2.1.3 不同厚度薄膜包裝對鮮花椒感官品質(zhì)的影響 貯藏相同時間內(nèi),不同包裝鮮花椒感官品質(zhì)始終表現(xiàn)為PE20優(yōu)于PE30,PE30優(yōu)于PE50。這與孫海燕等[25]在不同保鮮包裝對天麻貯藏效果影響的研究結(jié)果一致;26 d時,PE20包裝鮮花椒顏色暗紅,香味淡,輕度褐變但無霉變,PE30與PE50包裝鮮花椒則顏色暗灰,幾乎無香味,分別呈現(xiàn)中度和重度褐變且均有少量霉變,三者綜合評分分別為4.17、2.56和2.38分,以PE20包裝的分值顯著高于其他包裝(p<0.05);36 d時,各包裝鮮花椒色澤暗灰,無光澤且褐變嚴(yán)重,未霉變但有霉味出現(xiàn)?？梢?PE20包裝對保持鮮花椒的感官品質(zhì)作用較好。

2.2 不同濃度O3及保鮮劑處理對鮮花椒呼吸強(qiáng)度和貯藏效果的影響

2.2.1 不同濃度O3及保鮮劑處理對鮮花椒呼吸強(qiáng)度的影響 貯藏期間,各處理鮮花椒呼吸強(qiáng)度均呈現(xiàn)雙峰變化,但不同處理對其影響存在差異(圖3)。對照鮮花椒的呼吸高峰分別于12和24 d出現(xiàn),O3、ClO2和C4H7NaO4處理均提前了第一個高峰的出現(xiàn)且峰值顯著高于對照(p<0.05),應(yīng)是常溫處理條件或處理本身加速其短期呼吸代謝所致。5、15 mg/L O3及15 mg/kg ClO2處理在12 d時呼吸降至最低后再次迅速升高,可能是由于果實需呼吸作用提供能量以滿足正常的生理活動[26];40與 80 mg/kg ClO2處理在貯藏后期顯著低于對照(p<0.05);C4H7NaO4處理貯藏初期(0～6 d)呼吸強(qiáng)度顯著上升且均高于對照(p<0.05),12 d后卻持續(xù)顯著低于對照(p<0.05),24 d時呼吸強(qiáng)度再次上升,其原因可能是此時花椒開始衰老,且多數(shù)已發(fā)生褐變,打破了花椒內(nèi)部的平衡,導(dǎo)致呼吸強(qiáng)度上升[27-28]。

圖3 不同濃度O3、ClO2、C4H7NaO4處理對鮮花椒呼吸強(qiáng)度的影響

三種適宜濃度處理中,以15 mg/L O3處理鮮花椒的呼吸強(qiáng)度變化波動幅度最大,這對其長期貯藏不利[29];40 mg/kg ClO2和100 mg/kg C4H7NaO4處理在貯藏18 d后的呼吸強(qiáng)度均顯著低于對照(p<0.05),30～36 d時以40 mg/kg ClO2處理顯著低于對照和其他處理(p<0.05),利于延長鮮花椒的貯藏壽命[21]。

表3 不同濃度O3、ClO2、C4H7NaO4處理對鮮花椒感官品質(zhì)的影響Table 3 Effect of different concentrations of O3,ClO2 and C4H7NaO4 treatments on sensory quality of fresh Zanthoxylum

2.2.2 不同濃度臭氧及保鮮劑處理對鮮花椒褐變率的影響 不同濃度O3與保鮮劑處理鮮花椒的褐變率均隨貯藏時間的延長呈上升趨勢,48 d時均完全褐變(圖4)。貯藏30 d時,對照和400 mg/kg C4H7NaO4處理的褐變率分別為100%和80%,其他處理的褐變率均顯著低于對照(p<0.05);400 mg/kg C4H7NaO4和30 mg/L O3處理鮮花椒分別在36、42 d時完全褐變。100和200 mg/kg C4H7NaO4處理在24 d時的褐變率僅為3%和2%,30 d時上升至10%和11%,之后褐變率迅速上升,表明C4H7NaO4處理對鮮花椒短期的保鮮具有良好效果。三種適宜濃度保鮮處理中,以40 mg/kg ClO2處理對鮮花椒褐變的抑制效果最優(yōu),42 d時褐變率保持最低(42%),這與謝國芳等[23]在藍(lán)莓中的研究結(jié)果相似;80 mg/kg ClO2處理的保鮮效果明顯削弱,可能是高濃度的ClO2處理對其造成氧化損傷所致[30]。

圖4 不同濃度O3、ClO2、C4H7NaO4處理對鮮花椒褐變率的影響

2.2.3 不同濃度臭氧及保鮮劑處理對鮮花椒感官品質(zhì)的影響 不同濃度臭氧及保鮮劑處理對‘大紅袍’鮮花椒的感官品質(zhì)的影響存在顯著差異(p<0.05)。貯藏36 d時,對照鮮花椒色澤變暗,香氣消失,完全褐變且發(fā)生霉變,各保鮮處理的保鮮效果仍然較好,分別以15 mg/L O3、40 mg/kg ClO2和100 mg/kg C4H7NaO4處理鮮花椒的色澤、氣味較好,褐變和霉變程度較低;貯藏48 d時,三種處理的綜合評分仍顯著高于對照和相同保鮮處理的其它濃度(p<0.05)。貯藏相同時間內(nèi),三種適宜濃度保鮮劑處理的感官品質(zhì)綜合評分始終保持40 mg/kg ClO2>15 mg/L O3>100 mg/kg C4H7NaO4,以40 mg/kg ClO2處理的鮮花椒感官品質(zhì)最好。

3 結(jié)論與展望

鮮花椒(0±0.5) ℃貯藏期間,PE20、PE30和PE50三種包裝中,以PE20包裝顯著延緩了鮮花椒的褐變和呼吸代謝,感官品質(zhì)最優(yōu),26 d時褐變率為24.90%;經(jīng)不同濃度O3、ClO2和C4H7NaO4處理后,以ClO240 mg/kg處理貯藏效果較佳,42 d時褐變率為42%。因鮮花椒采收期呼吸代謝旺盛、水分含量高,采收不當(dāng)油胞極易破壞變質(zhì),針對鮮花椒貯藏期間褐變與感官品質(zhì)迅速劣變的首要問題,研究以各處理鮮花椒的貯藏效果為重點,目前結(jié)果對延長其貯藏壽命具有一定作用,但保鮮效果仍不夠理想。與前人研究相比補(bǔ)充測定了呼吸強(qiáng)度,其他生理指標(biāo)與營養(yǎng)指標(biāo)暫未涉及,后續(xù)將從生理與營養(yǎng)品質(zhì)方面對保鮮技術(shù)對鮮花椒品質(zhì)的影響進(jìn)行全面的評價。