預(yù)處理結(jié)合氣調(diào)包裝對(duì)鮮枸杞貯藏品質(zhì)的影響

馬麗敏，王兵，劉貴珊*，康寧波，何建國(guó),，張曉娟，楊國(guó)華

1(寧夏大學(xué) 食品與葡萄酒學(xué)院，寧夏 銀川，750021)2(寧夏大學(xué) 物理與電子電氣學(xué)院，寧夏 銀川，750021)

寧夏枸杞(Lyciumbarbarum)是國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品[1]，富含甜菜堿、胡蘿卜素、核黃素、煙酸、VC等多種營(yíng)養(yǎng)成分。因鮮枸杞的果柄可有效保持果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，防止微生物向果實(shí)內(nèi)侵染。近年來，帶柄鮮枸杞作為鮮食水果，逐漸被廣大消費(fèi)者接受，需求量逐年上升。目前，枸杞果實(shí)采摘后主要進(jìn)行干制處理，保鮮多為冷庫(kù)保鮮，且貯藏期短。由于鮮枸杞皮薄易損，在采摘及貯運(yùn)過程中極易受到外力導(dǎo)致細(xì)胞膜破損，致使果膠等大分子物質(zhì)迅速降解，微生物侵染極易發(fā)生霉變，導(dǎo)致鮮枸杞在貯運(yùn)階段壞果率過高、貨架期較短，失去了鮮食價(jià)值，影響鮮枸杞產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展[2-3]。

酸性氧化電位水(electrolyzed-oxidizing water，EOW)，是通過電解添加氯化鈉的水生成的一種高效低毒的消毒抗菌劑，對(duì)多種細(xì)菌和霉菌等微生物均有殺滅效果，已被用于水果采后滅菌處理過程中使細(xì)菌失活[4-6]，還能夠誘導(dǎo)采后鮮果抗病性提高、活性成分的轉(zhuǎn)化和合成[7]。EOW殺菌的主要成分游離氯隨空氣、溫度和初始濃度的影響而流失，有效氯濃度僅為次氯酸鈉溶液的一半。殺菌后期水體還原為普通水可進(jìn)行二次利用，故該技術(shù)是一種環(huán)保、高效的新型殺菌方式[8]。已有報(bào)道表明，酸性氧化電位水在藍(lán)莓[4]、黃瓜[9]、菜豆[10]、菠蘿[11]中滅菌保鮮效果顯著。氣調(diào)包裝(controlled atmosphere packaging, CAP)是通過置換包裝內(nèi)空氣為保護(hù)氣體，在包裝內(nèi)形成理想的氣體條件，抑制引起食品腐敗的細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)繁殖，盡可能降低產(chǎn)品的呼吸強(qiáng)度，延緩新鮮果蔬的衰老，從而延長(zhǎng)其貨架期[12-13]。氣調(diào)包裝技術(shù)在櫻桃[14]、芒果[15]、杏[16]等水果保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用已取得了較好效果。目前，將酸性氧化電位水殺菌技術(shù)結(jié)合氣調(diào)包裝技術(shù)，應(yīng)用于帶柄鮮枸杞保鮮的研究鮮有報(bào)道。本文以帶柄鮮枸杞為研究對(duì)象，采用EOW技術(shù)結(jié)合CAP技術(shù)，探究其對(duì)帶柄鮮枸杞貯藏過程中感官品質(zhì)、可溶性固形物(soluble solid contens,SSC)、VC、色澤及過氧化物酶活(peroxidase,POD)性等指標(biāo)的影響，以期為其他水果保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

帶柄鮮枸杞：寧杞1號(hào)，采摘于寧夏銀川市南梁農(nóng)場(chǎng)。挑選無病蟲害，外形大小均勻，果型品相端正，無機(jī)械損傷，八九成熟，果柄無脫落的果實(shí)作為實(shí)驗(yàn)材料，初始樣品SSC(22±2)%，可滴定酸為0.4%。BP瓊脂(250 g/瓶)，BPW緩沖蛋白胨水(250 g/瓶)，煌綠乳糖膽鹽肉湯；(250 g/瓶)，結(jié)晶紫中興紅膽鹽瓊脂(250 g/瓶)，XLD培養(yǎng)基(250 g/瓶)，青島海博生物技術(shù)有限公司。愈創(chuàng)木酚，過氧化氫，磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀(均為國(guó)產(chǎn)分析純)，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.1.2 儀器設(shè)備

STN-AEOW-2000酸性氧化電位水生成器，北京斯鈦諾水技術(shù)開發(fā)有限公司；RDL480P氣調(diào)包裝機(jī)，成都羅迪波爾機(jī)械設(shè)備有限公司；聚丙烯(polypropylene，PP)氣調(diào)包裝盒，長(zhǎng)寬高為20 cm×14.2 cm×6 cm，上海同興吸塑有限公司；PP包裝膜，0.02 mm，江蘇江陰新穎塑料彩印有限公司；JY10002電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；CM-2300 d便攜式進(jìn)口測(cè)色儀，柯尼卡美能達(dá)；QUANTOFIX Relax便攜式VC檢測(cè)儀，德國(guó)MN；TD-45數(shù)顯糖度計(jì)，浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司；DK-98-1電熱恒溫水浴鍋，天津泰斯特有限公司；5804R高速冷凍離心機(jī)，湘儀離心機(jī)儀器有限公司；T6紫外可見分光光度計(jì)，上海嘉標(biāo)測(cè)試儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

將帶柄鮮枸杞浸泡在酸性氧化電位水[EOW生成器制得氧化還原電位(oxidationreduction potential)值1 177 mV，pH 2.29，有效氯質(zhì)量濃度60 mg/L]中150 s，采用真空預(yù)冷機(jī)將鮮枸杞從初溫29 ℃ 降至終溫4 ℃(真空壓力900 Pa，預(yù)冷時(shí)間為13 min)，后將150 s浸泡樣品裝入40 g/盒的PP氣調(diào)包裝盒內(nèi)，分組充入不同比例O2、N2、CO2的混合氣體，通過枸杞呼吸速率測(cè)定及文獻(xiàn)查閱，將氣體比例設(shè)為A：5%O2+15%CO2+80%N2，B：10%O2+10%CO2+80%N2，C：15%O2+5%CO2+80%N2，經(jīng)PP保鮮膜封口。測(cè)得枸杞冰點(diǎn)為-3.8 ℃，故置冷庫(kù)(-3±1) ℃ 貯存，每隔5 d測(cè)定其SSC，VC，色澤，呼吸速率，POD等，并進(jìn)行貯藏效果評(píng)價(jià)，樣品測(cè)定3次取平均值。設(shè)置同批次未經(jīng)EOW處理，經(jīng)過3組氣體比例包裝的樣品為對(duì)照組，分別為CKA，CKB，CKC。

1.2.2 微生物測(cè)定

帶柄鮮枸杞經(jīng)酸性氧化電位水預(yù)處理后，其菌落總數(shù)測(cè)定參照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》；大腸桿菌測(cè)定參照GB 4789.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù) MPN法》；沙門氏菌測(cè)定參照GB 4789.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 沙門氏菌檢驗(yàn)》。

1.2.3 可溶性固形物測(cè)定

取5 g鮮枸杞擠出汁液，采用TD-45數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定其SSC含量，每組樣品測(cè)試3次，取平均值。

1.2.4 VC含量測(cè)定

取5 g鮮枸杞擠出汁液，采用便攜式VC檢測(cè)儀測(cè)定其VC含量，每組樣品測(cè)試3次，取平均值。

1.2.5 色澤測(cè)定

CM-2300 d便攜式進(jìn)口測(cè)色儀，經(jīng)白板校準(zhǔn)后測(cè)定鮮枸杞色澤，其中，L*為亮度值；a*紅綠值，正值為樣品比標(biāo)準(zhǔn)偏紅，負(fù)值代表偏綠；b*黃藍(lán)值，正值為樣品比標(biāo)準(zhǔn)偏黃。每組樣品測(cè)試3次，取平均值。

1.2.6 呼吸強(qiáng)度測(cè)定

枸杞貯藏結(jié)束后立刻移入密閉容器放置0.5 h，并采用果蔬呼吸測(cè)定儀測(cè)定, 計(jì)算如公式(1)所示:

(1)

式中：a0為測(cè)定前密閉容器中二氧化碳濃度，mg/L；a為測(cè)定后密閉容器中二氧化碳濃度，mg/L；V為容器總體積，2 L；V0為測(cè)定溫度下CO2摩爾體積，22.4 L/mol；M為CO2的摩爾質(zhì)量，44 g/mol；m為所測(cè)定果蔬的質(zhì)量，kg；t為所測(cè)定果蔬呼吸時(shí)間，h。

1.2.7 過氧化物酶測(cè)定

采用愈創(chuàng)木酚法[17]，稍作修改。酶液提取：準(zhǔn)確稱取2.0 g 待測(cè)樣品經(jīng)破碎處理后置于經(jīng)冰溫處理的研缽中，加入2 mL pH 6.5的磷酸緩沖液，冰條件下研磨至勻漿，加8 mL磷酸緩沖液，移入離心管中4 ℃下5 000 r/min離心10 min，吸取上清液為樣品提取液。

酶活性測(cè)定：配制酶反應(yīng)混合液(1 mL 30%(體積分?jǐn)?shù))的H2O2，0.1 mL酶液，3 mL 0.05 mol/L的愈創(chuàng)木酚)加入試管中，搖勻后倒入比色皿中，以蒸餾水為對(duì)照，以30 s內(nèi)470 nm下吸光度值變化0.01為1個(gè)酶活性單位(U)。酶活性以U/g FW表示。

(2)

式中：ΔA470表示吸光度；Vt表示樣品提取液量，mL；t表示時(shí)間，min；m表示鮮重，g。

1.2.8 帶柄鮮枸杞感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照魏國(guó)東等[18]感官評(píng)價(jià)的方法，并進(jìn)行適當(dāng)修正。感官評(píng)分含色澤、香味、質(zhì)地、果柄狀態(tài)和汁液等指標(biāo)，經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的6人打分，最后求取平均值(見表1)。

表1 帶柄鮮枸杞感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of fresh Lycium barbarum with stalk

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用IBM SPSS Statistics 26統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析，采用Orgin 2017軟件制圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，以P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸性氧化電位水清洗殺菌效果

帶柄鮮枸杞在生長(zhǎng)及采摘過程中，易受微生物浸染。由表2可知，空白組(未浸泡)菌落總數(shù)為5.8×104CFU/g，經(jīng)酸性氧化電位水浸泡處理后，帶柄鮮枸杞菌落總數(shù)檢出量均小于25 CFU/g；大腸桿菌在120 s浸泡后檢出量大于150 s和180 s浸泡；沙門氏菌均未檢出。由于180 s殺菌效果與150 s相當(dāng)，故選擇150 s為酸性氧化電位水的最佳浸泡時(shí)間。

表2 酸性氧化電位水對(duì)帶柄鮮枸杞殺菌處理的結(jié)果Table 2 Sterilization results of acidic oxidation potential water on fresh Lycium barbarum with stalk

2.2 貯藏期內(nèi)帶柄鮮枸杞感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)

帶柄鮮枸杞在貯藏過程中，其色澤、口感、形狀都會(huì)發(fā)生變化，并有腐爛及發(fā)霉等現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，感官評(píng)價(jià)是帶柄鮮枸杞商品價(jià)值評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。如圖1所示，不同處理方式對(duì)帶柄鮮枸杞感官評(píng)價(jià)的影響。6個(gè)試驗(yàn)組中，帶柄鮮枸杞在色澤、香味、質(zhì)地、果柄狀態(tài)和汁液方面得分變化一致。5～15 d貯藏期內(nèi)EOW處理組果實(shí)感官品質(zhì)均優(yōu)于未處理組，質(zhì)地與未處理組差異顯著(P<0.05)。其中，A組色澤、香味保持較好，果實(shí)質(zhì)地飽滿，果柄狀態(tài)良好，汁液較豐富，具有商品價(jià)值。因此，15 d內(nèi)，EOW處理結(jié)合A組氣調(diào)包裝可以較好的保持帶柄鮮枸杞的感官品質(zhì)。

圖1 不同處理?xiàng)l件對(duì)鮮枸杞感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of different treatment groups on sensory quality of fresh Lycium barbarum

2.3 貯藏期內(nèi)帶柄鮮枸杞可溶性固形物含量的分析

SSC以糖為主，其含量衡量果實(shí)甜度，是提供果實(shí)保鮮過程中生理活動(dòng)的能量來源。鮮枸杞果實(shí)中含有大量可溶性固形物，其含量的多少可評(píng)價(jià)枸杞鮮果的保鮮效果，反映枸杞果實(shí)品質(zhì)的差異[19-20]。由圖2可知，氣調(diào)比例對(duì)枸杞貯藏過程中可溶性固形物影響差異顯著(P<0.05)，隨著貯藏期的增加呈現(xiàn)先升高后降低再升高的趨勢(shì)。15 d前，A組樣品SSC含量高于B、C組，CKA組樣品SSC含量高于CKB、CKC組，由于氣調(diào)包裝后，稍高濃度的CO2氣體減弱了呼吸強(qiáng)度，延緩纖維素等物質(zhì)的分解，在后期成熟過程分解后細(xì)胞內(nèi)容物被分解為糖等小分子物質(zhì)，使SSC大量積累，而在貯藏10 d后呼吸強(qiáng)度上升需要消耗糖等底物維持新陳代謝，葡萄糖等小分子物質(zhì)的損耗速度高于大分子物質(zhì)的分解速率，從而造成了SSC的降低，這與卜寧霞等[21]對(duì)枸杞采后品質(zhì)生理變化研究結(jié)果一致。因此，低O2含量利于鮮枸杞果實(shí)SSC的保持[22-23]，由此說明，-3 ℃時(shí)，5%O2+15%CO2+80%N2處理組適宜枸杞鮮果SSC含量的保持。

圖2 不同處理?xiàng)l件對(duì)鮮枸杞SSC含量的影響Fig.2 Effect of different treatment conditions on the SSC content of fresh Lycium barbarum

2.4 貯藏期內(nèi)帶柄鮮枸杞VC含量的分析

果實(shí)采后生理活動(dòng)過程中會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，故鮮果中的VC在清除自由基時(shí)被大量消耗，導(dǎo)致自由基在果實(shí)中積累過多，加快果實(shí)衰老速度。因此，VC含量可作為水果保鮮貯藏期間品質(zhì)變化的評(píng)價(jià)指標(biāo)[24-25]。由圖3可知，枸杞VC含量呈先下降后上升的趨勢(shì)，證明枸杞成熟過程中會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)，除VC降解代謝，還可消耗自身有機(jī)物合成部分VC。氣調(diào)比例對(duì)枸杞貯藏過程中VC含量影響差異顯著(P<0.05)。5 d時(shí)，A組樣品VC含量為109.8 mg/100g，顯著高于其他組(P<0.05)，貯藏末期比初始樣品VC含量下降了11.7 %。B組樣品VC含量在貯藏后期顯著高于C組(P<0.05)，貯藏末期比初始樣品VC含量下降了13.9%。氣調(diào)包裝能有效抑制VC含量的損失，氧含量高，氧化反應(yīng)加快，VC被大量消耗，低O2濃度的微環(huán)境抑制了與VC降解有關(guān)酶的活性[26]。由此說明，A組氣調(diào)比例5%O2+15%CO2+80%N2處理組適宜枸杞鮮果VC含量的保持。

圖3 不同處理?xiàng)l件對(duì)鮮枸杞VC含量的影響Fig.3 Effect of different treatment conditions on the VC content of fresh Lycium barbarum

2.5 貯藏期內(nèi)帶柄鮮枸杞色澤變化的分析

果實(shí)色澤是評(píng)價(jià)果實(shí)成熟度、新鮮度的感官指標(biāo)之一，是反映果實(shí)食用性及商業(yè)性的重要品質(zhì)，直接影響消費(fèi)者的購(gòu)買決定。鮮枸杞的色澤可作為消費(fèi)者購(gòu)買鮮果時(shí)對(duì)品質(zhì)初判斷的依據(jù)[27-28]。由表3可知，貯藏末期20 d前，EOW處理組中，A組的L*、a*、b*值與B、C 2組差值不明顯，無顯著差異(P>0.05)。20 d后，A組的a*、b*與B、C 2組差異顯著(P<0.05)。由此可知，20 d前，EOW處理后不同氣調(diào)包裝對(duì)果實(shí)色澤影響不大。

2.6 貯藏期內(nèi)帶柄鮮枸杞呼吸速率變化的分析

貯藏期內(nèi)呼吸強(qiáng)度是衡量果蔬耐貯性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。隨著呼吸強(qiáng)度的增加，果蔬通過呼吸作用消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的速率增強(qiáng)，從而使果蔬成熟過程加快，貯藏性降低。由圖4可知，EOW處理結(jié)合氣調(diào)包裝使帶柄鮮枸杞在貯藏過程中的呼吸強(qiáng)度均顯著低于對(duì)照(P<0.05)。貯藏過程中出現(xiàn)呼吸高峰，其原因是EOW處理樣品微生物數(shù)量降低，其呼吸強(qiáng)度低于對(duì)照組。貯藏結(jié)束時(shí)，A組氣調(diào)后的鮮枸杞呼吸強(qiáng)度由初始值692 mg/(kg·h)下降為436 mg/(kg·h)，下降了37%。B組氣調(diào)后的呼吸強(qiáng)度由初始值下降為542 mg/(kg·h)，下降了21.6%。對(duì)照A組呼吸強(qiáng)度則下降為530.65 mg/(kg·h)，下降了23.31%，表明EOW處理結(jié)合氣調(diào)包裝處理可有效降低帶柄鮮枸杞呼吸速率變化。

表3 不同處理?xiàng)l件下鮮枸杞的色澤變化Table 3 Color changes of fresh Lycium barbarum under different treatment conditions

圖4 不同處理?xiàng)l件對(duì)鮮枸杞呼吸速率的影響Fig.4 Effect of different treatment conditions on the breathing rate of fresh Lycium barbarum

2.7 鮮枸杞過氧化物酶活變化的分析

POD是植物組織器官中廣泛存在的一種抗氧化酶，在貯藏過程中，植物體易被氧化褐變而產(chǎn)生過氧化物，當(dāng)果蔬凋亡時(shí)，過氧化物酶也開始被誘導(dǎo)，隨著果蔬成熟衰老和被氧化，過氧化物酶的活性也不斷被提高[29]。由圖5可知，貯藏前期，鮮枸杞POD活性有一定的上升，A組氣調(diào)處理后的POD活性變化幅度較小，對(duì)照組變化最快。說明各處理對(duì)POD活性都有一定的抑制作用，表現(xiàn)為一定程度上均能抑制褐變。10 d后，EOW處理樣品POD活性上升，加快自由基清除，減緩枸杞的凋亡。15 d后，各處理組POD活性開始降低，枸杞出現(xiàn)衰老現(xiàn)象。因此，氣調(diào)包裝處理可有效延緩帶柄鮮枸杞貯藏過程中POD活力升高，延緩其采后衰老，結(jié)果表明EOW處理結(jié)合處理結(jié)合A組氣調(diào)比例5%O2+15%CO2+80%N2可有效抑制過氧化物酶活性。

圖5 不同處理?xiàng)l件對(duì)鮮枸杞POD含量的影響Fig.5 Effect of different treatment conditions on the POD activity of fresh Lycium barbarum

3 結(jié)論

本文以帶柄鮮枸杞為研究對(duì)象，經(jīng)過酸性氧化電位水浸泡及5%O2+15%CO2+80% N2(A)、10%O2+10%CO2+80% N2(B)、15%O2+5%CO2+80% N2(C)的不同氣調(diào)比例進(jìn)行包裝后，探究貯藏溫度為(-3±1)℃條件下鮮食枸杞貯藏品質(zhì)的變化。結(jié)果表明,(-3±1)℃貯存15 d以內(nèi)，150 s酸性氧化電位水浸泡結(jié)合氣體比例為5%O2+15%CO2+80%N2的氣調(diào)包裝處理帶柄鮮枸杞，其可溶性固形物含量為22.2%，接近初始含量，VC含量下降11.7%，有效降低呼吸速率37%，抑制過氧化物酶活性，推遲帶柄鮮枸杞的衰老期。所采用的保鮮處理技術(shù)可以顯著提高貯藏期間枸杞鮮果貯藏品質(zhì)。