不同薄膜包裝對采后茄果貨架品質(zhì)的影響

安容慧,羅淑芬,周宏勝,劉道峰,胡花麗*,李鵬霞,4*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇 南京 210014;2.沈陽農(nóng)業(yè)大學 食品學院,遼寧 沈陽 110866;3.江蘇省徐州豐縣凱宇果蔬專業(yè)合作社,江蘇 徐州 221700;4.江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室,江蘇 南京 210014)

茄果(SolanummelongenaL.)亦稱“落蘇”、“矮瓜”、“昆侖瓜”等,是一年生草本植物,起源于熱帶地區(qū)[1]。根據(jù)世界糧農(nóng)組織(FAO)的統(tǒng)計資料,我國茄果總產(chǎn)量呈逐年增加的趨勢,2014年總產(chǎn)量為2499.9萬t,收獲面積已達到79.7萬hm2。茄果不僅產(chǎn)量高,而且它具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能，例如,茄果果肉富含多種維生素、礦物質(zhì)以及生物活性成分,其中的酚和黃酮類化合物具有預防疾病、提高機體免疫力的作用[2]。Kashyap等[3]的研究結(jié)果也顯示,有規(guī)律地食用茄果可降低血液中低密度蛋白的含量,有利于增強心臟的功能。因此新鮮的茄果及其鮮切產(chǎn)品均受到消費者的廣泛喜愛。但采后的茄果在常溫銷售中易出現(xiàn)失水萎蔫、霉變、腐爛等品質(zhì)劣變現(xiàn)象,這些問題也致使茄果在常溫下的貨架期僅為2～3 d[4]。在生產(chǎn)中,經(jīng)營者常采用不衛(wèi)生的水和劣質(zhì)的油處理茄果,使其看起來新鮮。這些不當處理有損消費者的健康。因此,研發(fā)采后茄果的安全保鮮技術(shù)對茄果的生產(chǎn)、經(jīng)營及加工有著重要的意義。

目前茄果的保鮮技術(shù)主要包括:物理保鮮技術(shù)、化學保鮮技術(shù)和生物保鮮技術(shù)。物理保鮮主要有冷藏和氣調(diào);化學保鮮主要是化學保鮮劑處理;生物保鮮主要是生物防治劑處理、植物提取物保鮮劑貯藏保鮮和涂膜貯藏保鮮[5]。在這些技術(shù)中,冷藏屬應(yīng)用最廣泛的保鮮技術(shù),但茄果屬冷敏性植物,當冷藏溫度不適時易發(fā)生冷害,從而使茄果失去商品價值[6];氣調(diào)保鮮中CO2、O2濃度過高或過低都會影響果蔬的品質(zhì),這對設(shè)備的精度提出了較高的要求,因而也提高了生產(chǎn)成本。相比之下,適宜的薄膜氣調(diào)包裝可降低人工氣調(diào)的成本,但目前制約薄膜氣調(diào)包裝廣泛使用的一個問題是,在薄膜使用過程中內(nèi)壁易產(chǎn)生凝結(jié)水,這會加速果蔬的腐爛變質(zhì)[7];化學保鮮技術(shù)雖然操作靈活,費用不高,但存在一定的安全隱患;生物保鮮技術(shù)相比于其它保鮮技術(shù)具有綠色、安全、健康等優(yōu)點[8]，例如,賴建等[9]研究發(fā)現(xiàn),采用哈茨木霉發(fā)酵液對茄果進行生物保鮮，防腐效果較好,但果實會因失水較多而過度萎蔫。因此,哈茨木霉發(fā)酵液的使用需結(jié)合薄膜袋、涂膜處理，以減少果實水分的損失,從而達到最理想的防腐保鮮效果。綜上可見,以上保鮮技術(shù)均有一定的局限性。

近幾年，薄膜包裝被廣泛應(yīng)用在果蔬保鮮方面。薄膜包裝是通過薄膜的滲透作用與茄果的呼吸作用,在包裝袋內(nèi)形成高濃度的CO2和低濃度的O2,并使果蔬與外界隔離,維持較好的品質(zhì)，從而達到保鮮的效果[10]。然而各種薄膜因厚度和滲透系數(shù)不同，它們對不同果蔬的保鮮效果也有一定的差異性。因而需要針對不同果蔬找出合適的薄膜。目前,盡管茄果薄膜包裝的研究有數(shù)篇報道,但都是輔助低溫貯藏開展的研究,有關(guān)適宜茄果貨架銷售的薄膜包裝材料未見相關(guān)報道。因此,我們研究了不同薄膜包裝對茄果采后貨架品質(zhì)的影響,以期為茄果的采后貨架保鮮提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮茄果:采購于南京眾彩物流批發(fā)市場的供貨基地,采購后1 h內(nèi)運至江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所果蔬保鮮與加工實驗室,挑選無機械損傷、無病蟲害、大小和成熟度基本一致的茄果為試驗材料。采用的薄膜規(guī)格為36 cm長×23 cm寬,薄膜包裝性能見表1,其滲透系數(shù)由國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮中心測定。每袋薄膜裝4個鮮茄果,每處理設(shè)5個重復；同時設(shè)置相同數(shù)量的無膜包裝(CK1)和食品袋包裝(CK2)作為對照。茄果樣品于20～25 ℃常溫下貯藏,貯藏14 d后取樣,進行相關(guān)指標的測定。

表1 不同包裝薄膜的性能

1.2 主要儀器

UV-1102紫外可見分光光度計,上海天美科學儀器有限公司;TLP質(zhì)構(gòu)儀,美國FTC公司;Danbell氣體分析儀,丹麥Dansensor公司;A11 Basic液氮研磨器,艾卡(廣州)儀器設(shè)備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 失重率的測定 用電子天平稱量樣品質(zhì)量,重復測定3次,計算失重率:失重率(%)=[(貯藏前質(zhì)量-測定時的質(zhì)量)/貯藏前質(zhì)量]×100%。

1.3.2 袋內(nèi)O2和CO2濃度的測定 用Danbell氣體分析儀測定包裝袋內(nèi)O2和CO2的濃度。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)指標的測定 茄果的質(zhì)構(gòu)指標包括硬度、粘附性、內(nèi)聚性、彈性、膠粘性、咀嚼性。用刀片在茄果最大直徑處切取1 cm3的組織，置于質(zhì)構(gòu)儀P/50探頭下進行TPA測定,感應(yīng)元量程為250 N。每次測12個果實,去掉最大值和最小值后取平均值。試樣測試參數(shù):測試高度為20 mm,測試速度為60 mm/min,變形量為50%,起始力為0.375 N,間隔時間為10 s。

1.3.4 總酚含量的測定 參考Ghasemnezhad等[11]的方法(略有改動)，稱取2 g茄果樣品,加10 mL 80%乙醇充分打漿,在4 ℃下以10000 r/min離心20 min,上清液用于總酚含量的測定。取0.1 mL上清液,加0.9 mL蒸餾水和0.5 mL Folin試劑,在25 ℃下反應(yīng)3 min；再加入1 mL飽和Na2CO3溶液,在25 ℃下反應(yīng)1 h,最后于760 nm處測定吸光值。以沒食子酸作為標準物質(zhì)。

1.3.5 抗壞血酸含量的測定 參考Kampfenkel等[12]的方法(略有改動),稱取3 g茄果樣品,加10 mL 6%三氯乙酸(TCA,W/V)冰浴研磨成漿,定容至6 mL,再于4 ℃下以15600×g離心10 min,收集上清液。反應(yīng)體系含:0.8 mL 0.2 mol/L磷酸緩沖液(pH 7.4)、0.2 mL上清液、1.0 mL 10% TCA、0.8 mL 42%磷酸、0.8 mL 2% 2,2-雙吡啶、0.4 mL 3%三氯化鐵?；靹蚝?在42 ℃下水浴1 h,冷卻,于525 nm處測定吸光值。

1.3.6 DPPH自由基清除率及還原力的測定 DPPH自由基清除率測定參考胡花麗等[13]的方法;還原力的測定參考劉程惠等[14]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)為3次重復試驗的平均值±標準誤差,差異顯著性采用SPSS 20.0軟件進行分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同薄膜包裝對采后茄果感官品質(zhì)的影響

圖1為20～25 ℃貯藏14 d后所有茄果感官品質(zhì)的表現(xiàn)?？梢钥闯?所有處理茄果的感官品質(zhì)均出現(xiàn)了不同程度的下降,其中對照組CK1茄果的表面萎蔫最明顯;對照組CK2的部分茄果腐爛嚴重,并伴有萼片褐變、脫落的現(xiàn)象。在所采用的12種薄膜包裝(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12)處理中,P3、P4、P8和P12處理的部分茄果亦出現(xiàn)腐爛變質(zhì)、萼片褐變并脫落的問題; P7處理雖然沒有明顯導致茄果的腐爛,但該處理茄果的萼片也開始出現(xiàn)褐變現(xiàn)象。相比之下,P1、P2、P5、P6、P9、P10、P11薄膜包裝處理較好地保持了茄果的外觀,無失水和腐爛現(xiàn)象發(fā)生。說明這7種薄膜包裝處理有益于抑制采后茄果品質(zhì)的劣變。

圖1 不同薄膜包裝處理茄果的表型

2.2 不同薄膜包裝對采后茄果失重率的影響

隨后,試驗分析了上述7種有益薄膜對茄果生理特性的影響。失重率的結(jié)果(圖2)顯示,在20～25 ℃貯藏14 d后,CK1茄果的失重率高達15.92%,CK2茄果的失重率為2.43%，但P1、P2、P5、P6、P9、P10、P11處理茄果的失重率均小于1%,并且顯著低于兩個對照組(P<0.05)。

圖2 不同薄膜包裝對采后茄果失重率的影響

2.3 不同薄膜包裝袋內(nèi)的O2和CO2濃度

通常薄膜對果實衰老的調(diào)控與其在果實周圍形成的低濃度O2和高濃度CO2微環(huán)境有關(guān)。本研究結(jié)果(圖3)也顯示,貯藏14 d后,相比于兩個對照組,薄膜包裝處理均降低了茄果微環(huán)境中的O2濃度(圖3A)；但不同薄膜包裝袋內(nèi)O2和CO2濃度也顯現(xiàn)出了差異,其中P1、P2、P9和P11處理間薄膜內(nèi)的O2濃度無顯著差異,但均顯著低于P5、P6和P10的；在這后三者中P5處理的O2濃度最高,而在P6和P10之間無顯著差異。

從圖3B可以看出,各處理組袋內(nèi)的CO2濃度均高于兩個對照組的,其中P1、P2、P9和P11處理間薄膜內(nèi)CO2濃度無明顯差異,但均顯著高于P5、P6和P10薄膜組的。可見,P1、P2、P9和P11薄膜,尤其是P1、P9和P11可較好地維持薄膜內(nèi)較低的O2濃度(5.7%～8.5%)和較高的CO2濃度(4.5%～5.4%)。

圖3 不同薄膜包裝袋內(nèi)的O2(A)和CO2(B)濃度

2.4 不同薄膜包裝對采后茄果質(zhì)地參數(shù)的影響

茄果的硬度與其失水和新鮮程度相關(guān)。由圖4A可看出,在所有薄膜處理中,P1、P9和P11處理組茄果的硬度顯著高于兩組對照和其它薄膜處理的。粘附性表示克服食物表面同其它物質(zhì)表面接觸之間的吸引力所需的能量[15]。由圖4B可看出,兩對照組的茄果粘附性較高,顯著高于P1、P9、P10和P11薄膜處理的。由圖4C可看出,薄膜處理組茄果的內(nèi)聚性略高于對照組,但不同薄膜處理之間無明顯差異。茄果彈性的變化結(jié)果(圖4D)顯示,薄膜包裝茄果的彈性普遍高于兩組對照,尤其是P1和P9薄膜處理。

2.5 不同薄膜包裝對采后茄果總酚及抗壞血酸含量的影響

由圖5A可見,除P6薄膜處理外,其它薄膜包裝處理均維持了茄果中較高的總酚含量,尤其是P9薄膜包裝。茄果抗壞血酸含量的測定結(jié)果(圖5B)顯示,與兩組對照相比,薄膜包裝處理均維持了茄果中較高的抗壞血酸含量,尤其是P1、P9和P11薄膜。

2.6 不同薄膜包裝對采后茄果DPPH自由基清除率及還原力的影響

由圖6A可看出,與兩組對照相比,P1、P9和P11薄膜處理維持了茄果組織較高的DPPH自由基清除率,反映了這些處理有利于維持組織內(nèi)較高的抗氧化能力。相應(yīng)還原力的結(jié)果(圖6B)也顯示,P1、P9和P11薄膜處理茄果具有較高的還原力。

2.7 不同薄膜包裝茄果品質(zhì)指標的聚類分析

采用聚類分析方法進一步綜合比較了不同薄膜包裝對茄果采后品質(zhì)的影響,結(jié)果(圖7)表明：總體上,9個處理分為三大類,其中P1、P9和P11聚為第一類；P2、P5、P6和P10聚為第二類；CK1和CK2聚為第三類?？梢?相比于兩個對照,薄膜包裝對茄果的品質(zhì)產(chǎn)生了影響,其中作用最大的是P1和P11。

圖4 不同薄膜包裝對茄果硬度(A)、粘附性(B)、內(nèi)聚性(C)、彈性(D)和咀嚼性(E)的影響

圖5 不同薄膜包裝對采后茄果總酚(A)和抗壞血酸(B)含量的影響

3 討論與結(jié)論

由失重引起的皺縮是茄果失去新鮮度的一個最明顯的癥狀[16,17]。本研究結(jié)果顯示：貯藏14 d后,CK1茄果出現(xiàn)了明顯的皺縮,而所有薄膜包裝茄果未見此癥狀的發(fā)生；貯藏結(jié)束時，CK1茄果的失重率高達16%,而所有薄膜包裝茄果的失重率均未超過5%,因此未展現(xiàn)出可見的皺縮癥狀。茄果萼片的褐變/腐爛癥狀也會直接影響消費者購買茄果的意愿[18]。本研究結(jié)果顯示,CK2和一些不適宜包裝(P3、P8和P12)處理茄果均出現(xiàn)了明顯的萼片褐變腐爛現(xiàn)象，而P1、P6、P9和P11薄膜包裝茄果的萼片未出現(xiàn)上述癥狀。說明適宜的薄膜包裝處理有利于控制采后茄果萼片的衰敗。李春媛等[19]對9 ℃貯藏的高唐紫上的研究發(fā)現(xiàn),PVC膜包裝可延長茄果的貯藏期限。

圖6 不同薄膜包裝對采后茄果DPPH自由基清除率(A)和還原力(B)的影響

圖7 不同薄膜包裝對采后茄果品質(zhì)影響的熱圖

隨著茄果衰老的發(fā)生,果肉硬度呈下降趨勢[20,21]。本研究結(jié)果顯示,在所有薄膜處理中,P1、P9和P11處理組茄果的硬度顯著高于兩組對照和其它薄膜處理的,說明這3個薄膜處理可減緩采后茄果的衰老進程。通常伴隨著果蔬衰老的發(fā)生,其組織內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)會被打破[13,22]。Ogunlade等[23]研究證實了蔬菜的抗氧化活性與其總酚含量密切相關(guān)。在各種蔬菜中,茄果是總酚含量較高的一種,它具有清除自由基的能力[24]。在茄果的衰老過程中,總酚和抗壞血酸含量不斷下降[25]。本試驗觀察到,P1、P9和P11薄膜除了可減緩茄果硬度的下降外,也維持了茄果較高的總酚及抗壞血酸含量。茄果DPPH清除率及還原力的測定結(jié)果也顯示,P1、P9和P11薄膜處理維持了組織較高的抗氧化活性。這些結(jié)果暗示,P1、P9和P11薄膜對茄果衰老的調(diào)控與其維持組織的抗氧化活性有關(guān)。

聚類分析結(jié)果也表明，P1、P9和P11薄膜包裝所形成的低濃度O2(5.7%～8.5%)和高濃度CO2(4.5%～5.4%)有利于維持采后茄果的品質(zhì),尤其是P1和P11?？梢?適宜的薄膜包裝可有效延長茄果的貨架期,提升其商品價值。本試驗可為采后茄果的保鮮提供技術(shù)支持,對茄果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著積極的指導意義。